DE2702538A1 - Schraube, mutter oder sonstiger gegenstand mit einem gewindetragenden teil - Google Patents

Description

1!8. 303 ml

Louis Aackersberg Mortensen
Rungsted Kyst (Dänemark)

Schraube, Mutter oder sonstiger Gegenstand mit einem

gewindetragenden Teil

Die Erfindung betrifft eine Schraube, eine Mutter oder
einen sonstigen Gegenstand mit einem gewindetragenden
Teil.

Es gibt die verschiedensten Gewinde, die sich in der.Teilung, dem Gewindeprofil usw.. voneinander unterscheiden. Beispielsweise gibt es metrische Gewinde, Whitworth-Gewinde, ASME-Gewinde, ΒΑ-Gewinde, BSF-Gewinde, Löwenherz-Gewinde, SAE-Gewinde, US-Standard-Gewinde (Seilers-Gewinde) und CEI-Gewinde. Von diesen Gewindearten sind die metrischen Gewinde beispielsweise in Deutschland, die Whitworth-Gewinde in Großbritannien und den Vereinigten Staaten von Amerika gebräuchlich. Beide Gewindearten werden in Skandinavien
viel verwendet.

Die Verwendung dieser verschiedenen Gewindearten bedingt, daß der Hersteller eines Artikels mit einer Mutter oder
einer Gewindeöffnung zur Aufnahme eines Außengewindes diesen Artikel in mindestens zwei Versionen herstellen muß, wenn er sowohl in den Vereinigten Staaten von Amerika als auch in Europa verkauft werden soll. Die Herstellung und Lagerung von Artikeln in zwei Versionen führt natürlich zu höheren

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Kosten und möglicherweise auch zu Fehlleitungen im Vertrieb. Wenn der Hersteller des Artikels auch Schrauben liefert, die in den Artikel geschraubt werden sollen, muß er auch zwei Arten von Schrauben auf Lager halten, und zwar in manchen Fällen Schrauben jeder Art in mehreren verschiedenen Längen.

Man hat bisher angenommen, daß diese Nachteile in Kauf genommen werden müssen, bis eine Einigung über internationale Gawindenormen erzielt worden ist und diese von den Herstellern und Händlern in den verschiedenen Ländern auch angewendet werden, was erfahrungsgemäß mehrere Jahre dauert.

überraschenderweise wurde nun gefunden, daß in ein und derselben Bohrung mindestens zwei zu verschiedenen Gewindearten gehörende Gewinde ausgebildet werden können, wenn sie annährend denselben Durchmesser haben, und daß verschiedene Schrauben, deren Gewinde zu je einer der verschiedenen Gewindearten gehören, in eine derartige Gewindeöffnung ohne weiteres eingeschraubt werden können. Ferner kann man ein und dieselbe Schraube, die in ihrem gewindetragenden Teil mit Gewinden ausgebildet ist, die zu verschiedenen Gewindearten gehören, ohne weiteres mit einer Mutter verschrauben, die ein zu einer dieser Gewindearten gehörendes Gewinde besitzt. Die Erfindung schafft daher eine Schraube, eine Mutter oder einen anderen Gegenstand, der einen gewindetragenden Teil mit mindestens zwei zu verschiedenen Gewindearten gehörenden, einander überlagernden Gewinden, und zwar Außen- oder Innengewinden (in Gewindeöffnungen) versehen ist.

Beispielsweise kann man ein- und denselben Teil mit einem Links- und mit einem Rechtsgewinde ausbilden. Wenn die auf dem gewindetragenden Teil vorgesehenen, zu verschiedenen

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Gewindearten gehörenden Gewinde dieselbe Steigungsrichtung haben, sind die Teilungen der beiden zu verschiedenen Gewindearten gehörenden Gewinde vorzugsweise etwas voneinander verschieden. Beispielsweise kann man ein und denselben gewindetragenden Teil mit einem metrischen und einem Whit-worth-Gewinde ausbilden, die fast denselben Durchmesser haben. Wenn erfindungsgemäß in einer Gewindeöffnung zwei zu verschiedenen Gewindearten gehörenden Gewinden versehen werden sollen, kann es zweckmäßig sein, diese Gewinde mit etwas voneinander verschiedenen Kerndurchmessern auszubilden. In diesem Fall wird in der zylindrischen Handung der Bohrung zuerst das Gewinde mit dem kleinsten entsprechenden Kerndurchmesser und danach in der bereits mit einem Gewinde ausgebildeten zylindrischen Wandung das Gewinde mit dem größeren entsprechenden Kerndurchmesser ausgebildet. Diese Vorgangsweise wird insbesondere bei Gewinden mit relativ kleinem Durchmesser bevorzugt. Bei Gewinden mit größeren Durchmessern kann es vorteilhaft sein, zunächst ein Loch zu bohren, das dem Gewinde mit dem größten Durchmesser entspricht. Es hat sich gezeigt, daß die Unterschiede zwischen den Kerndurchmessern der zwei zu verschiedenen Gewindearten gehörenden Gewinde zweckmäßig von einer Größenordnung von 0,5 mm sind.

Der Erfindungsgedanke kann zwar prinzipiell auf gewindetragende Teile jeder Art, beispielsweise Schrauben und Muttern als solche, angewendet werden, doch ist die Erfindung von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit einem Gegenstand, der mit einer Mutter oder einer Gewindeöffnung versehen ist, beispielsweise mit Einrichtung vom Verankern von Schrauben in Wänden oder Platten. Derartige Verankerungseinrichtungen sind beispielsweise in der US-PS 3 942 402 angegeben.

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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Schraube, einer Mutter oder eines anderen Gegenstandes, der vorstehend angegebenen Art, in dem in einer zylindrischen Wandung eines Werkstückes ein zu einer ersten Gewindeart gehörendes, dem Durchmesser der Wandung entsprechendes Gewinde ausgebildet wird. In diesem Verfahren wird gemäß der Erfindung in derselben Wandung ein zu einer anderen Gewindeart gehörendes, zweites Gewinde ausgebildet.

Beispiel I

In ein Mutter-Werkstück aus einer Aluminiumlegierung wurde ein Loch mit einem Durchmesser von 3,7 mm und einer Länge von etwa 10 mm gebohrt. Dann wurde mit einem gewöhnlichen Gewindebohrer in die zylindrische Wandung der Bohrung ein 3/16-Zoll-Whitworth-Gewinde mit einem Gewindedurchmesser von 4,8 mm und einer Teilung von 1,1 mm geschnitten. Danach wurde in das bereits mit einem Gewinde versehene Loch mit einem anderenGewindebohrer ein metrisches 5 mm-Gewinde mit einem Gewindedurchmesser von 5 mm und einer Teilung von o,8 mm geschnitten.

Die auf diese Weise hergestellte Mutter konnte ohne weiteres auf eine Schraube mit einem 3/16-Zoll-Whitworth-Gewinde und auf eine Schraube mit einem metrischen 5 mm-Gewinde geschraubt werden. Die Mutter wurde in einer Verankerungseinrichtung der in der vorgenannten US-PS angegebenen Art montiert. Eine Zugprüfung ergab, daß die Schraubverbindung zwischen der Schraube und der Mutter fester war als die Schraube selbst.

Beispiel II

Eine Schraubverbindung zwischen einer normalen Maschinenschraube und einer Mutter, die mit einem 1/3-Zoll-Whitworth-Gewinde versehen waren, wurde in einer Zugprüfung einer zu-

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nehmenden Zugbelastung unterworfen. Bei einer Belastung von 4600 kp brach die Schraube, während die miteinander verschraubten Teile der Gewinde der Schraube und der Mutter nicht beschädigt wurden.

Die Prüfung wurde mit einer Schraube von genau derselben Art wiederholt, wobei die Schraubverbindung einer Zugbelastung von 7000 kp unterworfen wurde, ohne zu brechen. Die in diesen Zugprüfungen verwendete Mutter hatte eine Dicke oder Höhe von etwa 13 mm.

Dann wurde eine Schraubverbindung mit einer Umbraco-Schraube und einer normalen Mutter einer ähnlichen Prüfung unterworfen. Die Schraube und die Mutter besaßen je ein metrisches 12 mm-Gewinde. Die Mutter hatte eine Höhe oder Dicke von etwa 12 mm. Bei der Zugprüfung wurde die Schraubverbindung einer Belastung von 6.500 kg unterworfen, ohne daß die Mutter oder die Schraube brach.

In das Gewindeloch einer normalen Mutter mit einem 1/2 ZoIl-Whitworth-Gewinde wurde mit einem Gewindebohrer ein metrisches 12 mm-Gewinde geschnitten. Die Mutter hatte eine Dicke oder Höhe von etwa 13 mm und wurde auf eine normale Maschinenschraube geschraubt, die ein 1/2-Zoll-Whitworth-Gewinde besaß. In einer Zugprüfung wurde die Schraubverbindung zwischen dieser Schraube und Mutter einer Belastung von 7OOO kp unterworfen, ohne daß die Schraube oder Mutter brach.

Schließlich wurde in eine etwa 13 mm hohe oder dicke Mutter die ein 1/2-Zoll-Whitworth-Gewinde besaß , mit einem Gewindebohrer in der vorstehend beschriebenen Weise ein metrisches 12 mm-Gewinde geschnitten. Die auf diese Weise bearbeitete Mutter wurde auf eine Umbraco-Schraube geschraubt, die ein metrisches 12 mm-Gewinde besaß. Die Schraubverbindung zwischen dieser Schraube und Mutter wurde in einer Zugprüfung einer zunehmenden Belastung unterworfen und brach bei einer Belastung von 5300 kp.

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Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Prüfungen führen nicht zu dem Schluß, daß durch die Ausbildung ein und derselben Mutter mit einem metrischen und einem Whitworth-Gewinde die Schraubverbindung nennenswert geschwächt wird. Die unterschiedlichen Zugfestigkeiten der einzelnen Schrauben sind offenbar in höherem Maße auf Unterschiede zwischen einzelnen Schrauben zurückzuführen, die zu derselben Art gehören und von demselben Hersteller stammen. Wenn jedoch die Verwendung von einander überlagernden Gewinden gemäß der Erfindung zu einer unzulässigen Schwächung der Schraubverbindung führt, kann diese Schwächung durch eine Vergrößerung der Axiallänge der Schraubverbindung, d. h. der Dicke oder Höhe der Mutter oder der Tiefe der Gewindeöffnung, ausgeglichen werden.

In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde das zusätzliche Gewinde jeweils mit einem Gewindebohrer geschnitten. Man kann die Gewinde jedoch auch mit Schneidwerkzeugen jeder anderen geeigneten Art ausbilden. Festere Schraubverbindungen kann man erhalten, wenn die einander überlagernden Gewinde durch spanlose Verformung hergestellt, beispielsweise eingewalzt oder eingerollt werden.

Zum Ausbilden der Gewinde verwendete Werkzeuge, wie Gewindebohrer oder Gewindewalzen, haben vorteilhafterweise zwei oder mehsre unterschiedliche axiale Abschnitte, die zum Ausbilden von zu verschiedenen Gewindearten gehörenden Gewinden geeignet sind.

Vorstehend wurden als Beispiele von Gewindearten, die gemäß der Erfindung einander überlagert werden können, Whitworth- und metrische Gewinde, sowie Rechts- und Linksgewinde erwähnt. Man kann ein und denselben gewindetragenden

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Teil jedoch auch mit Gewinden anderer Gewindearten versehen, sofern diese Gewinde nicht die gleiche Teilung

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Schraube, Mutter oder sonstiger Gegenstand mit einem gewindetragenden Teil, dadurch gekennzeichnet, daß der gewindetragende Teil mit mindestens zwei einander überlagernden Gewinden versehen ist, die zu verschiedenen Gewindearten gehören.

   Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewindetragende Teil mit einem metrischen und einem Whitworth-Gewinde versehen ist.

   3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dessen gewindetragender Teil eine Gewindebohrung oder Gewindeöffnung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu verschiedenen Gewindearten gehörenden Gewinde verschiedene Kerndurchmesser haben.

   4. Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen den Kerndurchmessern der beiden Gewinde eine Größenordnung von 0,5 rom hat.

   5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Verankern von Schrauben in Wänden oder Platten.oder einen Teil einer solchen Einrichtung bildet.

   6. Verfahren zum Herstellen einer Schraube, einer Mutter

   oder eines sonstigen Gegenstandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem in einer zylindrischen Wandung eines Werkstückes ein Gewinde ausgebildet wird, das zu einer ersten Gewindeart gehört und dessen Kerndurchmesser dem Wandungsdurchmesser entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß in derselben Wandung ein zu einer zweiten Gewindeart gehörendes Gewinde ausgebildet wird.

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   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der eine Bohrung des Werkstückes begrenzenden zylindrischen Wandung das zu der zweiten Gewindeart gehörende Gewinde mit einem Kerndurchmesser ausgebildet wird, der etwas größer ist als der Durchmesser der Bohrung.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den beiden Gewindearten gehörenden Gewinde so ausgewählt werden, daß der Unterschied zwischen ihren Kerndurchmessern eine Größenordnung von 0,5 mm hat.

   9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer durch Bohren eines im Durchmesser relativ großen Loches in dem Werkstück ausgebildeten, zylindrischen Wandung, das zu einer anderen Gewindeart gehörenden, zweite Gewinde zu einem geringeren Durchmesser ausgebildet wird, der etwas kleiner ist als der Durchmesser des gebohrten Loches.

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