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Title:
SCREW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/025341
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a screw (S) that extends along a longitudinal axis (AX), comprising in axial sequence from a first end (E1) to a second end (E2) a shank (SF) which extends in the direction of the longitudinal axis (AX) and has an axial threaded section (TH01) that is provided with an external thread; and comprising a screw head (SH), comprising an abutment shoulder (CS) projecting radially with respect to the shank (SF) and designed for axial contact with a component (PA) to be clamped by means of the screw (S), wherein the screw head toward the second end (E2) comprises a tool section (TS) for applying a tool for turning the screw (S). According to the invention, the shank (SF) is detachably fastened to the screw head (SH), wherein opposite the first end (E1) the shank (SF) has a second shank end (ESF2) which is provided with a second axial external threaded section (TH02), and at the end facing the shank (SF) the screw head (SH) has a threaded bore (TH12) into which the shank (SF) can be screwed with the second axial external threaded section (TH02) thereof.

Inventors:
ALEKSOVSKI, Slave (Hülsenbergweg 37, Ratingen, 40885, DE)
Application Number:
EP2011/063264
Publication Date:
March 01, 2012
Filing Date:
August 02, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
ALEKSOVSKI, Slave (Hülsenbergweg 37, Ratingen, 40885, DE)
International Classes:
F16B23/00; F16B35/06; F16B37/14
Foreign References:
GB191107781A
US5511941A
DE102005026141A1
DE10326005A1
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Schraube (S) die sich entlang einer Längsachse (AX) erstreckt umfassend in axialer Reihenfolge von einem ersten Ende (El) zu einem zweiten Ende (E2)

- einen sich in Richtung der Längsachse (AX)

erstreckenden Schaft (SF) mit einem axialen

Gewindeabschnitt (THOl), der mit einem Außengewinde versehen ist,

- umfassend einen Schraubenkopf (SH) , umfassend

- eine gegenüber dem Schaft (SF) radial hervorstehende Anlageschulter (SC) ausgebildet zur axialen Anlage an ein mittels der Schraube (S) zu klemmendes Bauteil (PA) ,

- wobei der Schraubenkopf zum zweiten Ende (E2) hin einen Werkzeugabschnitt (TS) zum Ansetzen eines

Werkzeugs zum Drehen der Schraube (S) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

der Schaft (SF) an dem Schraubenkopf (SH) lösbar befestigt ist, wobei der Schaft (SF) ein dem ersten Ende (El) gegenüberliegendes zweites Schaftende (ESF2) aufweist, welches mit dem zweiten axialen

Außengewindeabschnitt (TH02) versehen ist und der Schraubenkopf (SH) an dem dem Schaft (SF) zugewendeten Ende eine Gewindebohrung (THI2) aufweist, in die der Schaft (SF) mit seinem zweiten axialen

Außengewindeabschnitt (TH02) einschraubbar ist.

Schraube (S) nach Anspruch 1,

wobei die Anlageschulter (SC) als Senkkopf (RH)

ausgebildet ist.

Schraube (S) nach Anspruch 1 oder 2,

wobei eine radiale Einschnürung (RD) zwischen dem Werkzeugabschnitt (TS) und dem Schraubenkopf (SH) zur leichteren Abtrennung des Werkzeugabschnitts (TS) von dem Senkkopf (RH) .

4. Schraube (S) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei der erste axiale Außengewindeabschnitt (THOl) und der zweite axiale Außengewindeabschnitt (TH02)

gleichsinnig ausgebildet sind.

5. Schraube (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, wobei der Schraubenkopf (RH) einen Einschraubabschnitt (SIP) , in dem sich eine zweite Gewindebohrung (THI2) erstreckt, wobei der Einschraubabschnitt (SIP)

gegenüber dem Schaft (SF) einen größeren Durchmesser aufweist .

6. Schraube (S) nach dem der vorhergehenden Anspruch 5, wobei der Schaft (SF) , der Einschraubabschnitt (SIP) und der Senkkopf (RH) einen runden Querschnitt

zumindest abschnittsweise aufweisen.

7. Schraube (S) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der Werkzeugabschnitt (TS) eine

Schlüsselfläche (TSF) aufweist.

8. Schraube (S) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6,

wobei der Einschraubabschnitt (SIP) zylindrisch

ausgebildet ist.

9. Schraube (S) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6,

wobei der Einschraubabschnitt (SIP) konisch ausgebildet ist .

10. Schraube (S) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der Senkkopf (RH) konisch ausgebildet ist.

11. Schraube (S) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der Schaft (SF) gemäß der DIN-Norm DIN938 ausgebildet ist.

Description:
Beschreibung

Schraube

Die Erfindung betrifft eine Schraube die sich entlang einer Längsachse erstreckt umfassend in axialer Reihenfolge von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende

- einen sich in Richtung der Längsachse erstreckenden Schaft mit einem axialen Gewindeabschnitt, der mit einem

Außengewinde versehen ist,

- umfassend einen Schraubenkopf , umfassend

- eine gegenüber dem Schaft radial hervorstehende

Anlageschulter ausgebildet zur axialen Anlage an ein mittels der Schraube zu klemmendes Bauteil ,

- wobei der Schraubenkopf zum zweiten Ende hin einen

Werkzeugabschnitt zum Ansetzen eines Werkzeugs zum Drehen der Schraube aufweist.

Insbesondere im Bereich von Strömungsmaschinen bei

Verschraubungen von Bauteilen, deren Oberfläche einer

Strömung ausgesetzt sind, ist es zweckmäßig, wenn die zur Verschraubung der Bauteile eingesetzten Schrauben einen entfernbaren Werkzeugabschnitt zum Ansetzen eines Werkzeuges zur Drehung der Schraube aufweisen. Nach dem Einschrauben der Schraube mit dem bestimmungsgemäßen Drehmoment kann ein derartiger Werkzeugabschnitt beispielsweise durch Abtrennen entfernt werden, so dass entsprechende Anformungen zum

Ansetzen des Werkzeuges keinen störenden Einfluss auf die über die verbleibende Oberfläche streichende Strömung hat.

Hierzu ist es bekannt, eine Schraube der eingangs genannten Art einzusetzen, welche beispielsweise bei einem Verdichter zum Verschrauben eines Zwischenbodens mit einem Schaufelboden in den Zwischenboden eingeschraubt wird und anschließend von seinem Werkzeugabschnitt durch Abtrennen mittels eines

Winkelschleifers befreit wird. Geschieht ein Fehler bei dem Zusammenbau oder wird im späteren Betrieb ein Schaden verursacht, ist es häufig erforderlich, dass die beiden mittels der Schraube aneinander befestigten Bauteile wieder voneinander getrennt werden müssen. Da der Werkzeugabschnitt bereits im Rahmen der Montage entfernt wurde, muss hierzu diese Schraube zerstört werden, beispielsweise durch

Ausbohren des Schraubekopfes bis zur Anlageschulter, die an dem Schaft angrenzt. Hierdurch wird regelmäßig die gesamte Schraube zerstört und muss durch eine neue ersetzt werden. Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass derartige Schrauben nicht als Normteile vorliegen und auf Bestellung einzeln angefertigt werden bzw. kostenintensiv eine separate Vorratslagerung dieser Spezialbauteile

erforderlich ist. Ausgehend von dem Problem und Nachteilen des Standes der

Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Schraube der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass einerseits die Demontage vereinfacht ist und bevorzugt nicht mehr zerstörend erfolgt und andererseits der Aufwand der Lagerhaltung dieser Schrauben in verschiedenen

Abmessungen reduziert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Schraube der eingangs genannten Art zusätzlich die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist. Die Unteransprüche beinhalten jeweils vorteilhafte

Weiterbildungen der Erfindung. Die Erfindung erstreckt sich außerdem auf eine beliebige Kombination der Unteransprüche untereinander und mit dem Hauptanspruch und auf die erwähnten vorteilhaften Weiterbildungen der Beschreibung.

Bei Richtungsangaben, beispielsweise axial oder radial, wird stets Bezug genommen auf die eingangs definierte Längsachse der Schraube. Die Schraube besteht im Grunde aus einem

Schraubenkopf und dem Schaft, wobei alles, was nicht zum Schaft gehört, dem Schraubenkopf zuzurechnen ist. Das zu klemmende Bauteil befindet sich zwischen dem Eingriff des Gewindeabschnitts in einem Bauteil, in das die Schraube eingeschraubt wird mittels des Gewindes des Schafts an dem ersten Ende und der radial gegenüber dem Schaft

hervorstehenden Anlageschulter, welche im klemmenden Kontakt mit dem zu klemmenden Bauteil steht. Das zu klemmende Bauteil entspricht in seiner Ausdehnung entlang der Längsachse zwischen dem eingeschraubten Abschnitt des Schafts und der Anlageschulter der sogenannten Klemmlänge.

Bevorzugt handelt es sich bei einer Anordnung mit der

erfindungsgemäßen Schraube um die Verschraubung zweier

Bauteile, in dem Strömungskanal eines Turboverdichters, wobei der Schraubenkopf gegenüber der Strömung exponiert ist.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei einer

erfindungsgemäßen Verbindung um die Verbindung zwischen einem Schaufelboden und einem Zwischenboden eines Turboverdichters. Insofern bezieht sich die Erfindung auch auf einen

Turboverdichter mit einem Schaufelboden und einem

Zwischenboden, die mittels der erfindungsgemäßen Schraube aneinander befestigt sind, wobei bevorzugt der Schaufelboden das zu klemmende Bauteil darstellt und der Zwischenboden mit einer Gewindebohrung versehen ist, in die der

Gewindeabschnitt des Schafts eingeschraubt ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine radiale Einschnürung zwischen dem Werkzeugabschnitt und dem Senkkopf der Schraube vorgesehen ist, welcher das

Abtrennen des Werkzeugsabschnitts von dem Senkkopf

erleichtert . Bei einem Senkkopf der Schraube handelt es sich um eine

Ausbildung der Anlageschulter als einen konischen Abschnitt, der derart ausgebildet ist, dass der in einer entsprechenden Ansenkung des Einschraublochs des zu klemmenden Bauteils eingepasst ist. Zwischen der konischen Oberfläche des

Senkkopfes und der Oberfläche der Ansenkung kommt es zur Anlage. Der bevorzugte Konuswinkel des Senkkopfs liegt zwischen 15° und 45° und ist bevorzugt etwa 30°. Bevorzugt sind das erste Außengewinde und das zweite

Außengewinde gleichsinnig ausgebildet, so dass ein Festdrehen des einen Gewindes nicht ein Losdrehen des anderen bewirkt. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem Schraubenkopf seitens des zweiten Endes der Schraube ein Einschraubabschnitt vorgesehen ist, in dem sich eine Gewindebohrung erstreckt, wobei der Einschraubabschnitt gegenüber dem Schaft einen größeren Durchmesser aufweist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Durchmesserunterschied zwischen dem Schaft und dem

Einschraubabschnitt ein Verhältnis zwischen 1,2 und 1,7 bildet. Der Außendurchmesser des Einschraubabschnitts wäre dementsprechend gemäß der Verhältniszahl größer als der

Außendurchmesser des Schafts.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Schraubenkopf und der Schaft aus zwei gleichen Werkstoffen bestehen, was die Lagerhaltung bezüglich der Werkstoffe vereinfacht.

Alternativ können der Schraubenkopf und der Schaft aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, was eine individuelle Anpassung an die Belastung dieser beiden Bauteile ermöglicht und eine ggf. kostenoptimierte Werkstoffauswahl eröffnet. Beispielsweise kann der Schraubenkopf aus besonders

erosionsbeständigem oder gegenüber einem Prozessgas chemisch besonders beständigem Material ausgebildet sein, während der Schaft lediglich aus einem besonders zugfesten Material besteht .

Bevorzugt sind der Schaft, der Einschaubabschnitt und der Senkkopf jeweils runden Querschnitts. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Werkzeugabschnitt mindestens eine

Schlüsselfläche, bevorzugt mehrere Schlüsselflächen aufweist. Insofern handelt es sich bei den runden Querschnitten des Schraubenkopfes nur abschnittsweise um runde Querschnitte, weil die Schlüsselfläche hierzu eine Ausnahme darstellt. Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der

Einschraubabschnitt eine zylindrische Außenkontur aufweist. Zusätzliche Vorteile hinsichtlich der Zentrierung des zu klemmenden Bauteils ergeben sich, wenn der

Einschraubabschnitt konisch ist. Der Schaft kann zweckmäßig als Standard-Gewindestift gemäß der DIN-Norm 938 ausgebildet sein . Ein Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen Schraube sieht vor, dass zunächst der Schaft in ein Einschraubloch eines Grundbauteils eingeschraubt wird und anschließend der Schraubenkopf auf dem Schaft aufgeschraubt wird unter der Klemmung des zu klemmenden Bauteils. Ein Vorteil dieses

Verfahrens ist, dass bereits der Schaft der Zentrierung des zu klemmenden Bauteils dienen kann. Alternativ kann zuerst der Schraubenkopf auf dem Schaft aufgeschraubt werden und anschließend kann die gesamte erfindungsgemäße Schraube in eine Gewindebohrung eines Grundbauteils eingeschraubt werden. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der

Endmontageschritt besonders zügig von statten geht, weil die erfindungsgemäße Schraube bereits vormontiert werden kann. Beide Verfahren sehen vor, dass nach der Befestigung des zu klemmenden Bauteils mittels der erfindungsgemäßen Schraube der Werkzeugabschnitt von dem Schraubenkopf abgetrennt wird.

Ein Verfahren zur Demontage der erfindungsgemäßen Schraube sieht vor, dass der verbleibende Schraubenkopf, von dem der Werkzeugabschnitt abgetrennt worden ist, mit Ausnehmungen versehen wird, die das Ansetzen eines Werkzeuges zum Drehen des verbleibenden Schraubenkopfs ermöglichen. Alternativ kann auch der Schraubenkopf bis zu Anlageschulter zerstörend entfernt werden -also gegebenenfalls nur der Senkkopf, so dass der Schaft erhalten bleibt.

Die Erfindung ist anhand eines speziellen

Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher verdeutlicht. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Montagesituation mit einer erfindungsgemäßen Schraube,

Figur 2 einen Längsschnitt durch einen Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Schraube.

Figur 1 zeigt eine sich entlang einer Längsachse AX

erstreckende und bereits fertig montierte Schraube S

umfassend einen Schraubenkopf SH und einen Schaft SF. Der Schaft SF ist als Gewindestift gemäß der DIN-Norm DIN 938 ausgebildet. Die Schraube S klemmt ein zu klemmendes Bauteil PA gegen ein Grundbauteil BPA. Die Schraube S erstreckt sich von einem ersten Ende El zu einem zweiten Ende E2, welches zweite Ende E2 in eine Gewindebohrung THI1 des Grundbauteils BPA eingeschraubt ist. Der Schaft SF ist an dem ersten Ende El mit einem axialen Außengewindeabschnitt THOl versehen und in den Schraubenkopf SH, der eine axiale Gewindebohrung THI2 aufweist, mit einem zweiten axialen Außengewindeabschnitt THo2 eingeschraubt. Der Schraubenkopf SH weist eine gegenüber dem Schaft SF radial hervorstehende Anlageschulter CS auf zur axialen Anlage an das zu klemmende Bauteil PA. Das zu

klemmende Bauteil PA ist im Bereich des zweiten Endes E2 mit einer konischen Ansenkung an der Durchgangsbohrung für die Schraube S versehen, in welcher Ansenkung die als

Senkkopfabschnitt RH ausgebildete Anlageschulter CS des

Schraubenkopfs SH eingepasst ist. Der als Gewindestift gemäß DIN 983 ausgebildete Schaft SF ist mit seinem zweiten

Schaftende ESF2 in den Schraubenkopf SH eingeschraubt. Der Schraubenkopf SH ist mittels einer Sicherungsschraube SSC gegen Verdrehen in der Endposition gesichert.

Die Figur 2 zeigt den Schraubenkopf SH vor der Montage gemäß der Figur 1, wobei der separat abgebildete Schraubenkopf SH hier noch mit einem Werkzeugabschnitt TS versehen ist, der mittels eines radial eingeschnürten Abschnitts RD an dem übrigen Schraubenkopf SH angebunden ist. Der

Werkzeugabschnitt TS weist eine Schlüsselfläche TSF auf zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels. Der Werkzeugsabschnitt wird nach dem Montieren der Schraube S von dem Rest des Schraubenkopfes SH abgetrennt. Im Bereich der Einschraubung des zweiten Schaftendes ESF2 in den Schraubenkopf SH weist der Schraubenkopf SH einen sich in axialer Richtung

erstreckenden zylindrischen Einschraubabschnitt SIP auf, der gegenüber dem Schaftdurchmesser um den Faktor 1,5 größer im Durchmesser ist. Der Schaft SF, der Einschraubabschnitt SIP und der Senkkopf RH sind zumindest abschnittsweise jeweils runden Querschnitts. Die als Senkkopfabschnitt RH

ausgebildete Anlageschulter CS ist als Konus mit einem

Konuswinkel von 30° ausgebildet. Der Einschraubabschnitt SIP kann auch konisch ausgebildet sein.