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Patent Searching and Data


Title:
SELF-LOCKING TAPPING SCREW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/018215
Kind Code:
A1
Abstract:
A tapping screw (1) is screwed into a prefabricated hole (7) in a workpiece (6). The tapping screw (1) is provided with an adhesive layer (5) which covers at least part of the screw surface (2). When a tap is formed by screwing the screw (1) into the hole (7) in the workpiece (6), a thin film of adhesive layer (5) is entrained with the screw, enclosing its circumference, preventing it from working loose and for sealing.

Inventors:
HANGARTNER ELMAR (CH)
Application Number:
PCT/EP1991/000873
Publication Date:
November 28, 1991
Filing Date:
May 10, 1991
Export Citation:
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Assignee:
SFS STADLER HOLDING AG (CH)
International Classes:
F16B33/06; F16B39/22; F16B25/00; (IPC1-7): F16B25/00; F16B33/06; F16B39/22
Foreign References:
US4681222A1987-07-21
DE2049255A11971-04-22
US4657460A1987-04-14
Other References:
RESEARCH DISCLOSURE, Nr. 301, Mai 1989, Zusammenfassung Nr. 301117, (New York, US), "A thread adhesive for screws installed into plastics", siehe den ganzen Artikel
"Industrial fasteners handbook", 3, Ausgabe, 1987, Seiten 228-234, Trade and Technical Press Ltd, (Morden, GB), " Vibration resistant bolts", siehe Siete 230, Tabelle 1, "Taptite"; Seite 231, Tabelle 1 (contd.), "Dri-loc".
"Industrial fasteners handbook", 3. Ausgabe, 1987, Seiten 228-234, Trade and Technical Press Ltd, (Morden, GB), "Vibration resistant bolts", siehe Seite 230, Tabelle 1, "Taptite"; Seite 231, Tabelle 1 (contd.), "Dri-loc"
Attorney, Agent or Firm:
Ludescher, Hans (Technisches Zentrum, Heerbrugg, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Gewindefurchende Schraube zum Eindrehen in vorgefertigte Löcher in einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass die gewindefurchende Schraube (1) mit einer zumindest einen Teil der Gewindeoberfläche (2) bedeckenden Klebstoffbeschichtung (5) versehen ist.
2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewinde¬ furchende Schraube (1) einen unrunden, z.B. trilobularen, mehreckigen oder nach Art eines Gleichdicks ausgeführten Querschnitt aufweist.
3. Schraube nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffbeschichtung (5) streifenförmig achsparallel auf den Ge windebereich (2) aufgebracht ist.
4. Schraube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoff¬ beschichtung (5) in mehreren, mit Abstand aufeinander folgenden, streifenförmigen, achsparallel verlaufenden Abschnitten aufgetragen ist.
5. Schraube nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffbeschichtung (5) in Form eines ringförmigen Einzelab¬ schnittes oder in Form mehrerer, in axialer Richtung mit Abstand auf¬ einander folgender Ringabschnitte auf den Gewindebereich aufgebracht ist.
6. Schraube nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Klebstoffbeschichtung (5) aus einem mikroverkapselten Klebstoff besteht.
Description:
SELBSTSICHERNDE, GEWINDEFURCHENDE SCHRAUBE

Die Erfindung betrifft eine gewindefurchende Schraube zum Eindrehen in vorgefertigte Löcher in einem Werkstück. Beim Einsatz gewindefurchender Schrauben ging man bisher davon aus, dass durch die Gewindeform an der Schraube und das von der Schraube selbst in den Lochern des Werkstückes gebildete Innengewinde eine derart enge Passung vorgegeben sei, dass weitere Massnah en zur Sicherung gegen ein Losdrehen nicht erforderlich wären. Ausserde war die Fachwelt der Ansicht, dass eine Abdichtung sol¬ cher Schraubverbindungen infolge der praktisch auf Null reduzierten To¬ leranzen zwischen Schraubengewinde und Innengewinde im Werkstück entwe- der nicht erforderlich oder aber nicht realisierbar sei.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine gewindefurchende Schraube zu schaffen, mit der die Losdrehsicherheit verbessert werden kann und eine dichte Schraubverbindung erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die gewindefurchende Schraube mit einer zumindest einen Teil der Gewinde¬ oberfläche bedeckenden Klebstoffbeschichtung versehen ist.

Es hat sich bei Versuchen gezeigt, dass entgegen der allgemeinen Ansicht der Fachwelt eine auf die Gewindeoberfläche aufgebrachte Klebstoffbe¬ schichtung auch bei gewindefurchenden Schrauben einsetzbar ist und eine optimale Wirkung mit sich bringt. Obwohl das Gewinde in den Löchern durch die Schraube selbst hergestellt wird und die Gewindeflanken von Schraube und Innengewinde demnach satt aneinander anliegen, wird durch die Klebstoffbeschichtung ein mikrofeiner Film zwischen Schraube und Bohrungswandung eingezogen, so dass eine effektive Losdrehsicherheit und eine dichte Verbindung gewährleistet werden kann.

Gewindefurchende Schrauben nach DIN 7500 wurden bisher nicht für dichte Verbindungen eingesetzt, und andererseits wurden Schrauben mit klebender Beschichtung nach DIN 267, Teil 27, nur dort eingesetzt, wo Löcher mit

vorgefertigtem Innengewinde bzw. entsprechende Muttern vorgesehen waren. Auf dem Befestigungssektor musste also ein Vorurteil der Fachwelt über¬ wunden werden, um überhaupt die Möglichkeit zu erörtern, auf gewindefur¬ chenden Schrauben klebende Beschichtungen vorzusehen.

Beim Eindrehen einer gewindefurchenden Schraube kann sich die Klebstoff¬ beschichtung in gewissen Fällen sogar einem Schmiermittel entsprechend verhalten, um dadurch die Gewindeherstellung zu verbessern und das Ein¬ schraubdrehmoment zu verringern. Es ist auf jeden Fall dafür gesorgt, dass auf der gesamten Gewindeoberfläche zumindest über einen Teilbereich der Länge des Gewindeabschnittes ein Klebstofffilm erzeugt wird, der die Losdrehsicherheit für solche gewindefurchenden Schrauben wesentlich er¬ höht und ausserdem eine optimale Abdichtung der Schraubverbindung ge¬ währleistet.

Am wirkungsvollsten sind die erfindungsgemässen Massnah en dann, wenn die gewindefurchende Schraube einen unrunden, z.B. trilobularen, mehr¬ eckigen oder nach Art eines Gleichdicks ausgeführten Querschnitt auf¬ weist. Der Klebstoff wird dann praktisch immer wieder in den mit gerin¬ gerer Gewindehöhe ausgeführten Bereichen angesammelt und ständig in Form eines dünnen Filmes auf den ganzen Gewindeumfang weitergezogen.

Je nach Einsatzzweck einer solchen gewindefurchenden Schraube und je nach dem Material, in welches diese Schraube eingedreht werden soll, be¬ stehen verschiedene Möglichkeiten zum Auftragen der Klebstoffbeschich¬ tung. So ist es denkbar, dass die Klebstoffbeschichtung streifenförmig achsparallel auf den Gewindebereich aufgebracht ist. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Klebstoffbeschichtung in mehreren, mit Ab¬ stand aufeinander folgenden, streifenförmigen, achsparallel verlaufenden Abschnitten aufgetragen ist.

Eine weitere Variante ist darin gelegen, dass die Klebstoffbeschichtung in Form eines ringförmigen Einzelabschnittes oder in Form mehrerer, in axialer Richtung mit Abstand aufeinander folgender Ringabschnitte auf den Gewindebereich aufgebracht ist. Obwohl die Klebstoffbeschichtung in der streifenförmigen Anordnung in achsparalleler Ausrichtung nicht um- fangsgeschlossen auf einem Gewindeabschnitt vorgesehen ist, wird durch

die besondere Ausbildung der gewindefurchenden Schrauben gewährleistet, dass bei der Herstellung des Innengewindes im Loch des Werkstückes ein dünner Film von Klebstoff mitgezogen und umfangsgeschlossen verteilt wird.

Weiters wird vorgeschlagen, dass die Klebstoffbeschichtung aus einem mi- kroverkapselten Klebstoff besteht. Zur Sicherung und Dichtung von Schraubverbindungen zwischen einer gewindefurchenden Schraube und dem in ein Loch eines Werkstückes eingefurchten Gewinde erfüllen die mit mikro- verkapselte Flüssigkleber vorbeschichteten Gewindebereiche höchste An- forderungen zur Erhaltung der Vorspannkraft auch unter dynamischer Bean¬ spruchung quer zur Schraubenachse. Die Mikroverkapselung ist ein physi¬ kalisch-chemisches Verfahren, welches aushärtenden Flüssigkunststoff in kleinen Kapseln einschliesst. Beim Einschrauben und somit beim Einfur¬ chen des Gewindes im Werkstück platzen die Mikrokapseln auf, wodurch der Flüssigkunststoff freigesetzt wird und durch Reaktion mit der zweiten Komponente, einem Härter, eine ausgezeichnete Klebverbindung entsteht. Es wird somit die Losdrehsicherheit garantiert. Die erfindungsgemäss ausgebildete, gewindefurchende Schraube ist bereits nach wenigen Stunden gegen selbsttätiges Lösen gut gesichert und dichtet gegen viele Medien einwandfrei ab.

Es ist im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, andere Klebstoffbe- schichtungen vorzusehen, insbesondere können auch flüssige Klebstoffe unmittelbar vor dem Eindrehen der Schraube aufgebracht werden, doch ist gerade mit der Klebstoffbeschichtung in Form ikroverkapselten Klebstof- fes eine optimale Fertigbearbeitung der Schrauben mit langer Lagerfähig¬ keit vor dem Eindrehen gewährleistet.

Weitere erfindungsge ässe Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine gewindefurchende Schraube, welche bereits zum Teil in ein Loch eines Werkstückes eingedreht ist;

Fig. 2 vergrössert dargestellt einen Teilabschnitt des Gewindebereiches der gewindefurchenden Schraube.

Die gewindefurchende Schraube 1 besteht aus einem mit einem Gewindeab¬ schnitt 2 ausgebildeten Schaft 3 und einem Schraubenkopf 4. Es wurde hier ein Sechskantkopf dargestellt. Die erfindungsgemässen Massnahmen eignen sich aber nicht nur auf Schrauben mit Sechskantkopf, sondern auf alle Schrauben mit gewindefurchendem Schaftabschnitt, wobei auch Stift¬ schrauben, also Schrauben ohne Kopf, oder aber Schrauben mit verschie¬ densten Köpfen oder Flanschen je nach Einsatzzweck vorgesehen werden können.

Die gewindefurchende Schraube 1 ist mit einer zumindest einen Teil der Gewindeoberfläche bedeckenden Klebstoffbeschichtung 5 versehen. Vorteil¬ haft ist diese Klebstoffbeschichtung aus einem mikroverkapselten Kleb¬ stoff gebildet, welcher bereits an der Fertigungsstätte der Schraube aufgebracht werden kann.

Gewindefurchende Schrauben weisen in der Regel einen unrunden Quer¬ schnitt, z.B. einen trilobularen, mehreckigen oder nach Art eines Gleichdicks ausgeführten Querschnitt, auf. Es sind aber auch gewindefur¬ chende Schrauben dieser Art bekannt, welche über deren Länge, also annä- hernd achsparallel verlaufende Schlitze oder Einkerbungen aufweisen und somit ebenfalls als gewindefurchende Schrauben zu bezeichnen sind.

Die Klebstoffbeschichtung 5 kann auf verschiedene Art und Weise auf den Gewindebereich der gewindefurchenden Schraube 1 aufgebracht werden. So ist es möglich, die Klebstoffbeschichtung streifenförmig achsparallel auf den Gewindebereich aufzubringen oder aber es können mehrere, mit Ab¬ stand aufeinander folgende, streifenformige und achsparallel verlaufende Abschnitte aufgetragen werden. Es ist aber auch möglich, die Klebstoff¬ beschichtung in Form eines ringförmigen Einzelabschnittes oder in Form mehrerer, in axialer Richtung mit Abstand aufeinander folgender Ringab- schnitte auf den Gewindebereich aufzubringen. Natürlich kann die Kleb¬ stoffbeschichtung auch über den ganzen Gewindebereich des Schaftes 3 der gewindefurchenden Schraube 1 aufgetragen werden. Es kann dann aber vor¬ kommen, dass zuviel Klebstoffmaterial vorhanden ist, da zwischen dem In-

nengewinde im Werkstück 6 und dem Gewinde der Schraube praktisch kein Spiel vorhanden ist und nur ein mikrofeiner Film miteingezogen und somit umfangsgeschlossen aufgetragen werden kann.

Durch die vorliegende Erfindung ist also die Möglichkeit geschaffen wor- den und es sind auch die Wirkungen erkannt worden, die sich bei einer Klebstoffbeschichtung einer gewindefurchenden Schraube ergeben. Es ist daher erstmals die Möglichkeit geschaffen worden, gewindefurchende Schrauben entsprechend losdrehsicher zu verankern und ferner diese Schraubverbindung optimal abzudichten.

Die gewindefurchende Schraube wird in vorgefertigte Löcher 7 eingedreht. Die Löcher können also z.B. vorgebohrt, vorgegossen oder vorgestanzt sein.

Die erfindungsgemässen Massnahmen sind auch bei umgekehrter Konstruktion einsetzbar, also wenn die gewindefurchende Schraube eine zumindest annä- hernde Zylinderform aufweist und die Löcher 7 im Werkstück 6 eine unrun¬ de, z.B. eine trilobulare, mehreckige oder nach Art eines Gleichdicks ausgeführte Querschnittsform haben.

Die erfindungsgemässen Massnahmen eignen sich gleichermassen beim Ein¬ drehen der gewindefurchenden Schrauben in Metall oder in Kunststoff. So ist es auch denkbar, dass allein durch das Eindrehen des Gewindeendes eines schraubenförmigen Metallteils in eine Oeffnung in einem Kunst¬ stoff-Spritzteil im Zusammenwirken mit dem Klebstoff, mit dem das Gewin¬ deende des Metallteils beschichtet ist, eine derart gute Verbindung zwi¬ schen dem Metallteil und dem Kunststoff-Spritzteil erzielt wird, dass der Bauteil die für spezielle Einsätze erforderlichen Drehmomente, Bie¬ gebelastungen sowie Zug- und Druckkräfte aufnehmen kann.




 
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