DE9200022U1

DE9200022U1 - Selbstsicherndes Befestigungsmittel mit Innengewinde

Info

Publication number: DE9200022U1
Application number: DE9200022U
Authority: DE
Original assignee: Fokker Aircraft Bv Schiphol Nl
Current assignee: Fokker Aircraft Bv Schiphol Nl
Priority date: 1992-01-02
Filing date: 1992-01-02
Publication date: 1992-03-05
Anticipated expiration: 2002-01-03

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstsicherndes Befestigungsmittel mit Innengewinde, dessen Sicherung auf mechanischem Weg erreicht wird und das in sehr brüchigen Werkstoffen verwendbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen selbstsichernden Befestigungsmittel mit Innengewinde sind die Sicherung des Bolzens oder der Schraube und die Verankerung des Befestigungsmittels im umgebenden Werkstoff zwei voneinander getrennte Funktionen.

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Bei der Verwendung von herkömmlichen selbstsichernden Befestigungsmitteln in Industrie-Thermoplasten treten Schwierigkeiten auf. Industrie-Thermoplaste sind Kunststoffe mit oder ohne Faserverstärkung, bei denen ein niedriges spezifisches Gewicht und Korrosionsbeständigkeit mit einem guten Verhältnis von Steifheit zu Festigkeit kombiniert sind. Diese Eigenschaften können in einem großen Temperaturbereich aufrechterhalten bleiben. Die Bruchdehnung dieser Art von Werkstoffen ist jedoch sehr gering. Beispiele für derartige Werkstoffe sind PoIyetheretherketon (PEEK) und Polyetherimid (PEI), deren Bruchdehnung im Fall einer Faserverstärkung gleich oder kleiner als 2 Prozent ist.

Grund für die Schwierigkeiten bei der Verwendung von herkömmlichen selbstsichernden Befestigungsmitteln ist die Art des angewandten mechanischen Sicherungsprinzips. Bei herkömmlichen selbstsichernden Befestigungsmitteln kann die Sicherung auf verschiedenen mechanischen Prinzipien beruhen. Bekannt ist beispielsweise die Sicherung durch zusätzliche Kunststoffeinsätze oder die Sicherung durch nach innen gerichtete plastische Verformungen des Außendurchmessers.

Befestigungsmittel, deren selbstsichernde Wirkung auf einem Einsatz aus Kunststoff (meistens Polyamid (PA) oder einem ähnlichen Kunststoff) beruht, eignen sich nicht dazu, in Industrie-Thermoplasten miteingegossen oder nachträglich eingegossen zu werden. Die Gieß- oder Eingießtemperatur liegt über der Temperatur, bei der der Kunststoffeinsatz schmilzt oder beschädigt wird.

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Ein Beispiel für ein selbstsicherndes Befestigungsmittel mit Innengewinde und mit einem Kunststoffeinsatz für die Sicherung ist in Military Standard MS 17825 beschrieben.

Beispiele von herkömmlichen Befestigungsmitteln, deren sichernde Wirkung auf einer nach innen gerichteten plastischen Verformung des Außendurchmessers beruht, sind die selbstsichernde Mutter gemäß EP 0 214 688, das selbstsichernde Befestigungsmittel mit Innengewinde gemäß der US 4 381 163 und der Einsatz gemäß der FR 2 640 705. Der nach innen verformte Teil des Befestigungsmittels sichert den Bolzen oder die Schraube beim Einschrauben. Hierbei besteht das Problem, daß beim Einschrauben der Schraube oder des Bolzens eine nach außen gerichtete Kraft entsteht, die den verformten Teil des Befestigungsmittels in seine ursprüngliche Form zurückdrängt. Die dadurch bewirkte Verformung nach außen übersteigt die Bruchdehnung von Industrie-Thermoplasten und verursacht Anrisse oder einen Bruch.

Die Erfindung schaltet die Rißbildung oder das Entstehen von Anrissen infolge der durch die Sicherung des Bolzens oder der Schraube stattfindenden Ausweitung aus. Ferner ist das erfindungsgemäße Befestigungsmittel reparierbar, d.h. das Gewinde kann leicht ausgetauscht werden. Insbesondere bei Bauteilen, in denen die Befestigungsmittel bei der Herstellung miteingegossen werden, bringt dies eine beträchtliche Kosteneinsparung mit sich. Die Erfindung ist insbesondere für Werkstoffe mit einer Bruchdehnung von gleich oder kleiner als 2 Prozent interessant.

Diese und andere Eigenschaften werden mit einem selbstsichernden Befestigungsmittel mit Innengewinde erreicht, das aus einer mit einer Bohrung versehenen Buchse und aus einem getrennten Innenteil besteht, das in der Bohrung befestigt ist und ein Innengewinde, das mit dem Aussengewinde einer Schraube oder eines Bolzens zusammenwirken soll, und wenigstens einen nach innen hervorstehenden Bereich besitzt, der auf eine Schraube oder einen Bolzen, die bzw. der in das Innenteil eingeschraubt ist, eine sichernde Wirkung ausübt. Das Innengewinde des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels wird von dem getrennten Innenteil gebildet. Dieses Innenteil besitzt außerdem einen nach innen hervorstehenden Bereich, der beim Einschrauben eines Bolzens oder einer Schraube elastisch nach außen zurückgedrückt wird. Der zurückgedrückte Bereich übt infolgedessen auf den Bolzen oder die Schraube eine ständige Andruckkraft aus, die die Sicherung gewährleistet. Bei Entfernen des Bolzens oder der Schraube federt dieser Bereich wieder elastisch zurück.

Da die Buchse und das Innenteil getrennte Bauteile sind, kann das Innenteil begrenzte elastische Bewegungen ausführen, ohne daß die Buchse gezwungen wird, diese Bewegungen mitzumachen. Das Innenteil kann sich in der Buchse "setzen", ohne daß dadurch die äußere Form der Buchse beeinflußt wird.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel besitzt die Buchse ein eigenes Innengewinde und ist das Innenteil eine schraubenförmige Drahtwicklung, die in das Gewinde der Buchse eingeschraubt ist, in dieser unter Vorspannung festgesetzt ist und einen Drahtteil besitzt,

der bezüglich der übrigen Drahtwicklungen so nach innen hervorsteht, daß zwischen dem Drahtteil und der Buchse ein freier Raum besteht.

Eine derartige Drahtwicklung ist aus Military Specification MS 21209 an sich bekannt.

Der nach innen hervorstehende Drahtteil der Drahtwicklung befindet sich in einem gewissen Abstand von der Buchse. Beim Einschrauben einer Schraube oder eines Bolzens kann dieser Drahtteil in den zwischen der Drahtwicklung und der Buchse vorhandenen Raum hinein ausgeweitet werden. Die Buchse kann dabei nicht belastet oder verformt werden.

Das Befestigungsmittel mit Innengewinde ist insbesondere als Einsatzstück verwendbar, das in Bauteilen aus Kunststoff miteingegossen werden kann. Um eine sichere Befestigung zu erreichen, ist die Buchse außen gerändelt oder gerippt. Die Buchse kann auch nach außen mit Flanschen versehen sein.

Im Nachstehenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform

der Erfindung und
Fig. 2a und b Darstellungen von zwei Bestandteilen dieser Ausführungsform.

Das selbstsichernde Befestigungsmittel besteht aus einer Buchse 1 mit einem für die Verankerung in dem umgebenden Werkstoff geeigneten Profil. Die Innenseite der Buchse weist ein geschnittenes oder gegossenes Gewinde 2 auf. Wie Fig. 1 zeigt, ist in die Buchse 1 eine Drahtwicklung 3 eingesetzt, die eine oder mehrere plastisch nach innen verformte Windungen 4 besitzt. Das Innengewinde 2 der Buchse besitzt einen Durchmesser Dl, der dem Durchmesser des Außengewindes der Drahtwicklung 3 entspricht. Die nach innen verformte Windung 4 bzw. die nach innen verformten Windungen 4 der Drahtwicklung 3 haben einen kleineren Innendurchmesser. Der Raum 5, der hierbei zwischen der Drahtwicklung 3 und dem geschnittenen oder gegossenen Gewinde 2 entsteht, ist ein Fig. 1 dargestellt. Beim Einschrauben einer Schraube oder eines Bolzens entsteht eine nach außen gerichtete Kraft, durch die die nach innen verformten Windungen 4 der Drahtwicklung 3 nach außen gedrückt werden. Bei der dadurch bewirkten Ausweitung wird der Raum 5 bis zum Gewinde 2 ausgefüllt. Die nach innen verformten Windungen gewährleisten die Sicherung des Bolzens oder der Schraube, während der Raum 5 die Ausweitung infolge der Kräfte zwischen dem Bolzen oder der Schraube und den nach innen verformten Windungen aufnimmt, so daß der umgebende Industriekunststoff 6 nicht beeinflußt wird.

Die Fig. 2a und 2b zeigen das Befestigungsmittel in zerlegtem Zustand. Die Buchse 1 bleibt im umgebenden Industriekunststoff 6 verankert, während die lose Drahtwicklung 3 abmontiert und gegebenenfalls ausgetauscht werden kann.

Claims

- 7 SCHUTZANSPRUCHE

1. Selbstsicherndes Befestigungsmittel mit Innengewinde, bestehend aus einer mit einer Bohrung versehenen Buchse (1) sowie einem getrennten Innenteil (3), das in der Bohrung befestigt ist und ein Innengewinde, das mit dem Außengewinde einer Schraube oder eines Bolzens zusammenwirken soll, und wenigstens einen nach innen hervorstehenden Bereich (4) besitzt, der auf eine Schraube oder einen Bolzen, der bzw. die in das Innenteil (3) eingeschraubt ist, eine sichernde Wirkung ausübt.

2. Befestigungsmittel mit Innengewinde nach Anspruch 1, dessen Buchse (1) ein eigenes Innengewinde (2) besitzt und dessen Innenteil (3) eine schraubenförmige Drahtwicklung ist, die in das Gewinde (2) der Buchse (1) eingeschraubt ist, in dieser unter Vorspannung festgesetzt ist und einen Drahtteil (4) besitzt, der bezüglich der übrigen Drahtwicklung (3) so nach innen hervorsteht, daß zwischen dem Drahtteil (4) und der Buchse (1) ein freier Raum (5) besteht.

3. Befestigungsmittel mit Innengewinde nach Anspruch 2, bei dem die Drahtwicklung (3) wenigstens fünf Windungen besitzt und eine (4) der Windungen bezüglich der übrigen Windungen nach innen hervorsteht.

4. Befestigungsmittel mit Innengewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Außenseite der Buchse (1) zur Blockierung der Mutter in einem Gußstück gerändelt oder gerippt ist.

5. Befestigungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Außenseite der Buchse (1) zur Blockierung der Mutter in einem Gußstück mit Flanschen versehen ist.