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DE2102910B2 - Hochbelastbare Gewindeverbindung - Google Patents

Hochbelastbare Gewindeverbindung

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Publication number
DE2102910B2
DE2102910B2 DE2102910A DE2102910A DE2102910B2 DE 2102910 B2 DE2102910 B2 DE 2102910B2 DE 2102910 A DE2102910 A DE 2102910A DE 2102910 A DE2102910 A DE 2102910A DE 2102910 B2 DE2102910 B2 DE 2102910B2
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DE
Germany
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thread
bolt
pitch
threaded connection
threads
Prior art date
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Granted
Application number
DE2102910A
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English (en)
Other versions
DE2102910A1 (de
DE2102910C3 (de
Inventor
Hans Pfaeffikon Bieri (Schweiz)
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Original Assignee
Individual
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Publication of DE2102910B2 publication Critical patent/DE2102910B2/de
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Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B33/00Features common to bolt and nut
    • F16B33/02Shape of thread; Special thread-forms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S411/00Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
    • Y10S411/01Thread forming, reforming, or cleaning
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S411/00Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
    • Y10S411/916Bolt having tension feature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Description

und daß Kerben gebildet werden, die vor allem bei
45 Wechselbeanspruchung des Gewindes Ausgangsstel-
Die Erfindung bezieht sich auf eine hochbelast- len für Risse darstellen.
bare, durch ein Vorspanngerät in axialer Richtung Für eine Blechschraube wurde bereits vorgeschla-
vorzuspannende Gewindeverbindung, mit einem BoI- gen (britische Patentschrift 768 582), an Stelle eines
zen, dessen Außengewinde trapezförmig ausgebildet Spitzgewindes mit einem Flankenwinkel von 60° ein
ist und einen Flankenwinkel von weniger als 45° 50 Trapezgewinde mit einem Flankenwinkel zwischen
aufweist und bei der die Steigung mehr als das 40° und 50° zu verwenden. Der Abstand zwischen
l,5fache der Gangtiefe beträgt. den Gewindegängen ist im Verhältnis zu deren axia
Bei Belastung normaler Gewindeverbindungen in ler Dicke verhältnismäßig groß, wie dies bei Blech
axialer Richtung ergibt sich eine sehr ungleiche BcIa- schrauben üblich ist. Bei einem Blec'nschraubenge
stung der tragenden Gewindegänge. Am stärksten 55 winde trägt immer nur ein Gewindegang, so daß da:
belastet sind die der Kraftangriffsscite am nächsten Problem, trotz entgegengesetzter elastischer Verfor
liegenden Gewindegänge, wobei der erste Gewinde- mung der Gewindeteile ein gleichmäßiges Tragei
gang den größten Lastanteil zu übernehmen hat. Um mehrerer Gewindegänge zu gewährleisten, nicht auf
die Belastung auf die tragenden Gewindegänge bes- tritt.
•er zu verteilen und dadurch Spannungsspitzen zu 60 Schließlich ist auch eine durch Rollen her
Vermeiden, sind bereits verschiedene Vorschläge ge- gestelitt Gewindeverbindung bekannt (USA.-Patent
■lacht worden. So ist es bereits bekannt, die Bolzen- schrift 3 323 402), bei der die Flankenwinkel vor
•nd Muttergewinde mit unterschiedlich großen Stei- Außengewinde und Innengewinde verschieden sind
gungen auszuführen (schweizerische Patent- wodurch erreicht werden soll, daß sich nach Verfor
lchrift340 099). Dadurch wird angestrebt, daß der 65 mung der Gewindegänge durch hohe Belastung ei
Lastanteil der ersten tragenden Gewindegänge redu- gleichmäßiges Tragen ergibt.
tiert wird, indem zuerst diejenigen Gewindegänge Alle beschriebenen bekannten Gewindeverbindun
turn Tragen kommen, die von der Kraftangriffsseite gen sind so beschaffen, daß sie durch Verdrehen de
Gewindeteile gegeneinander verspannt werden können. Diese Möglichkeit des Anziehens entspricht der klassischen Vorstellung von der Aufgabe einer Gewindeverbindung, nSmlich daß sie sowohl ein Spannelement zum Herstellen der gewünschten Spannung s als auch ein Halteelement ist, das die beim Anziehen hergestellte Spannung aufrechterhält. Obwohl das Spannen mittels Vorspanngerät an sich bekannt ist, wurde noch keine Gewindeverbindung geschaffen, die optimal als Halteelement, nicht aber mehr als Spannelement brauchbar ist.
Der Erfindung nun liegt die Aufgabe zugrunde, eine hochbelastbare Gewindeverbindung zu schaffen, die nur für das Vorspannen mittels eines Vorspanngerätes geeignet ist und nach Entfernen des Vor-Spanngerätes optimale Halteeigenschaften aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Gewindeverbindung der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale:
a) Die Steigung des Außengewindes ist kleiner als diejenige des Innengewindes;
b) das axiale Flankenspiel zwischen Außen- und Innengewinde ist größer als die gesamte Steigungsdifferenz der ineinandergreifenden Gewindegänge;
c) der Bolzen weist mindestens an einem seiner Endbereiche Mittel zum Ansetzen des Vorspanngeräles auf.
Bei einer so ausgebildeten Gewindeverbindung werden Außengewinde und Innengewinde zunächst in Eingriff miteinander gebracht, was ohne Schwierigkeiten möglich ist, weil das axiale Flankenspiel größer ist als die gesamte Steigungsdifferenz der ineinandergreifenden Gewindegänge. Danach wird das Vorspanngerät an den Bolzen angesetzt und dieser gespannt, wonach z.B. eine Mutter noch etwas nachgestellt werden kann. Nach Abbau der vom Vorspanngerät erzeugten Zugkraft legen sich alle Gcwindegänge aneinander an. Die relativ große Steigung, die mindestens das l,5fache der Gangtiefe beträgt, ermöglicht es, auch bei großer Gewindelänge ein so großes Flankenspiel vorzusehen, daß bei noch genügender axialer Dicke der Gewindegänge des Bolzens das Flankenspiel des Bolzengewindes gegenüber dem Muttergewinde größer ist als die gesamte Steigungsdifferenz der ineinandergreifenden Gewindegänge. Obwohl wegen der großen Steigung auf eine gegebene Gewindelänge weniger Gewindegänge kommen als bei einem normalen Gewinde gleichen Durchmessers, wird mit dem erfindungsgemäßen Gewinde eine wesentlich größere Tragfähigkeit erreicht als mit normalen Gewinden, wie Vergleichsversuche bewiesen haben. Dies ist darauf zurückzuführen, daß von den wenigen Gewindegängen jeder voll trägt.
Die erfindungsgemäße Gewindeverbindung eignet sich auch gut für relativ spröde oder weiche Materialien, wie Gußeisen, Aluminium oder Kupfer, ohne daß Beschädigungsgefahr durch Anfressen der miteinander in Berührung kommenden Gewindeteile besteht, da diese nie unter Last relativ zueinander verdreht werden müssen. Zudem kann eine hohe Genauigkeit der gewünschten Vorspannkraft eingehalten werden, wodurch eine optimale Ausnutzung der Werkstoffeigenschaften und andererseits die genaue Einhaltung von Sicherheitsfaktoren möglich wird.
Vorteilhafte Größen für die Flankenwinkel der Gewinde sind in den Unteransprüchen 2, 3 und 5 definiert, während im Unteranspruch 4 eine besonders gut geeignete Steigung des Außengewindes angegeben ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 einen Profilschnitt durch eine Schraubverbindung mit einem Außengewinde und einem Innengewinde,
Fig.2 einen Querschnitt durch eine Schraubverbindung,
Fig.3 einen Schnitt durch eine Schraubverbindung mit hydraulischem Vorspanngerät, zur Erzeugung einer Vorspannung im Bolzen.
Die nachfolgend an Hand der F i g. 1 und 2 beschriebene Schraubverbindung enthält ein zylindrisches Innengewinde 1 und ein zylindrisches Außengewinde 2 und dient zum starren Verbinden von Teilen, — ist also kein Bewegungsgewinde. Das Innengewinde 1 befindet sich entweder in einer Mutter oder in einem der zu verbindende· Teile. Das Außengewinde! betindet sich am Bolzer Es sei angenommen, der das Innengewinde 1 tragende Teil sei stationär und der das Außengewinde 2 tragende Teil werde mit einer Kraft in Richtung des Pfeiles P — in den Fig. 1 und 2 also nach oben — gezogen. Diese Verhältnisse liegen beispielsweise im Bereich der von einem Kreis A umgebenen Gewindepartie in F i g. 3 bei Beginn der Bolzenzugbelastung vor, d. h. wenn der Bolzen nach oben gezogen wird. Der gleiche Sachverhalt ergibt sich aber auch zwischen den ineinandergreifenden Gewindeteilen des Bolzens 4 und der Mutter 18, wenn das Vorspanngerät nach erfolgtem Zustellen der Mutter entfernt wird. Beide Gewinde haben Trapezform mit starken Rundungen an den Wurzeln der einzelnen Gewindegänge. Der Flankenwinkel \ des Außengewindes 2 ist kleiner als 45D und liegt zweckmäßigerweise zwischen 20' und 30°, im vorliegenden Fall etwa bei 24 bis 27". Das axiale Flankenspiel α zwischen dem Innen- und Außengewinde ist verhältnismäßig groß im Vergleich zu metrischen Normgewinden und erlaubt die nachfolgend näher beschriebene Steigungskorrektur, mit der eine gegenüber konventionellen Gewinden wesentlich bessere Lastverteilung auf die einzelnen tragenden Gewindegänge erhalten wird. Das axiale Flankenspiel α ist wesentlich größer als das zur Zentrierung des Bolzens relativ zur Mutter vorhandene radiale Flankenspiel b zwischen dem Gewindegrund des Innengewindes 1 und dem Außendurchmesser des Außengewindes 2. Die Steigung/1 des Innengewindes 1 ist im Verhältnis zur Gangtiefe groß und beträgt mindestens das 1.5fache der Gangtiefe rf. vorzugsweise etwa das 2,2- bis 2.7^cIiC. Das radiale Spiel c zwischen dem Gewindegrund des Außengewindes 2 und dem Innendurchmesser des Innengewindes 1 ist wesentlich größer als das radiale Spiel b, damit eine Zentrierung am Außendurchmesser des Außengewindes 2 erfolgt.
Die Steigung des Innengewindes 1 ist etwas größer gewählt als die Steigung des Außengewindes 2, wie dies aus F i g. 2 hervorgeht. Die erwähnte Steigungsdifferenz ergibt innerhalb der ineinandergreifenden Gewindegänge linear zunehmende Abstände Sn, 5,, S2 usw. zwischen den Flanken, wie dies aus F i g. 2 hervorgeht. Das axiale Flankenspiel α zwischen dem Innen- und Außengewinde ist so gewählt, daß — trotz der Steigungsdifferenz — die ineinandergreifen-
den Gewinderänge nicht klemmen, sondern sich zu wählen. Da der Punkte der Kraftangriffspunkt isi leichtgängig relativ zueinander verdrehen lassen. Je und dieser näher am Außendurchmesser des Außengrößer die Gewindelänge ist, auf der Innen- und gewindes als am Gewindegnind liegt, ergibt sich irr Außengewinde gleichzeitig ineinandergreifen, um so Belastungsfall eine relativ kleine Biegescherbeangrößer muß auch das axiale Gewindespiel gewählt 5 spruchung der einzelnen Innengewindegänge. Infolge werden. der geringen gegenseitigen Auflageflächen der vor-
Durch die kleinere Steigung des Außengewindes erst miteinander zum Tragen kommenden Gewindegegenüber dem Innengewinde wird erreicht, daß die teile werden beim erstmaligen Vorspannen die Ge-Betriebslast gleichmäßiger auf die tragenden Gewin- windeflanken verdichtet und geprägt, wobei mit zudegänge verteilt wird als wenn die Steigungen des In- to nehmender Belastung ein immer größerer Bereich nen- und Außengewindes übereinstimmen würden. der Gewindeflanken und immer mehr Gewindegänge Als Folge dieser Steigungsdifferenz zwischen Innen- zum Tragen kommen. Mit steigender Axialbelastung und Außengewinde liegen mit zunehmender BeIa- des Bolzens erfolgt sodann eine Verdichtung der Gestung zunächst diejenigen Gewindegänge des Außen- windeflanken und eine elastische Längsdehnung des gewindes 2 auf dem Innengewinde 1 auf, die am wei- 15 Bolzens.
testen von der Kraftangriffsstelle entfernt sind. Bei Auch bei verhältnismäßig tiefen Sacklochgewinden
weiter steigender Axialbelastung dehnt sich das Ma- bzw. hohen Muttern kann dadurch eine gute Lastverterial, wodurch schließlich sukzessive auch die übri- teilung auf die einzelnen tragenden Gänge erreicht gen Gewindegänge infolge der elastischen und plasti- werden, so daß Gewindeverbindungen in Materialien sehen Deformierung zum Tragen kommen. Die Stei- ao möglich sind, bei denen konventionelle Gewinde vergungsdifferenz zwischen Innen- und Außengewinde sagen. Es kann deshalb bei verhältnismäßig weichen wird in Abhängigkeit der vorgesehenen Belastung Werkstoffen zweckmäßig sein, das Innengewinde des Bolzenmaterials und des Elastizitätsmoduls der langer als den doppelten Gewindedurchmesser auszur Verwendung gelangenden Werkstoffpaarung ge- zuführen.
wählt, so daß es dadurch möglich ist, hochfeste Ver- 25 Diese hohen Flankenbeanspruchungen lassen inbindungen in Maschinenteilen herzustellen, die bei- dessen keine relative Verdrehung zwischen dem Inspielsweise aus Kugelgraphitguß, Leichmetallguß, nen- und Außengewinde unter Last zu. Die ausgegü-Grauguß oder Kupfer bestehen können. chene Lastverteilung auf alle an der Kraftübertra-
Der verhältnismäßig flache Flankenwinkel des gung beteiligten Gewindegänge bedingen also eine Trapezgewindes von weniger als 45°, vorzugsweise 30 rein axiale Vorspannung der Gewindeverbindung, — etwa 20° bis 30°, ergibt — im Gegensatz zu den ohne Verdrehung der Gewindeteile zueinander, üblichen Spitzgewinden mit etwa 55° bis 60c Flan- Diese axiale Vorspannung erfolgt mit Hilfe des nachkenwinkel — bei axialer belastung eine wesentlich stehend beschriebenen, in F i g. 3 dargestellten Vorkleinere radiale Kraftkomponente, welche die Mutter spanngerätes. Mit diesem Vorspanngerät wird auf bzw. das Sackloch zu spreizen versucht. Zugleich ge- 35 Bolzen 4 — im zusammengebauten Zustand der Malingt es auch, den Kerbeffekt, welcher von solchen schinenteile — eine axiale Zugbeanspruchung ausspitzen Gewindeformen ausgeht, durch die Trapez- geübt. Damit das Vorspanngerät 8 im zusammengeform weitgehend auszuschalten. Als Folge der gerin- schraubten Zustand der Gewindeverbindung mit dem geren radialen Beanspruchung der Mutter oder der Bolzen 4 verbunden werden kann, ist es erforderlich, Umgebung des Sackloches ist es möglich, den Mutter- 40 daß der Bolzen 4 mindestens an seinem Ende mit seidurchmesser verhältnismäßig klein zu halten, bzw. nem Gewindeteil über die Mutter 18 hinausragt, so die Minimaldistanz zwischen benachba;*en Sackloch- daß sich das Vorspanngerät 8 wegnehmbar auf das bohrungen gering zu machen. Dies wiederum macht überstehende Bolzengewinde aufschrauben läßt,
eine kompakte Bauweise von Maschinen od. dgl. Gemäß F i g. 3 greift ein an beiden Enden mit Gemöglich. 45 winde versf.nener Bolzen 4 mit seinem unteren Ge-
Die tragenden Flanken des Innen- und Außenge- windeteil 7. in ein Innengewinde ein, da;, sich in der windes weisen vor der erstmaligen Belastung un- Sacklochbohrung eines Maschinenteiles 1 befindet, gleiche Flankenformen auf, d. h. die eine Flanke Der zylindrische, gewindelose Mittelteil des Bolzens 4 kann beispielsweise — im Querschnitt gesehen — durchdringt die Durchgangsbohrung 5 eines dariibergeradlinig verlaufen und die andere leicht gebogen 50 liegenden Maschinenteiles 6. Auf dem oben anschliesein, oder beide Flanken können — ähnlich wie bei ßenden Gewindeteil des Bolzens 4 ist eine Mutter 18 ineinander greifenden Zahnrädern — leicht gebogen aufgeschraubt. Wenn die Mutter 18 auf ihrem sein, oder der Flankenwinkel λ des Außengewindes Dnickring 11 aufliegt, ragt der Gewindeteil 17 über wird etwas kleiner gewählt als der Flankenwinkel/? die Mutter 18 hinaus. Wenn nun die Schraubenverdes Innengewindes. 55 bindung vorgespannt werden soll, wird auf diesem
Durch diese Unterschiede in der Fiankenform er- Gewindeteil 17 ein Vorspannaggregat 8 befestigt, das gibt sich bei Beginn der Vorspannung eine hohe spe- nach erfolgtem Vorspannen üblicherweise wieder zifische Flächenbelastung und als Folge davon eine entfernt wird. Mit Hilfe dieses Vorspannaggregates 8 plastische Deformation der miteinander in Beruh- wird der Bolzen 4 innerhalb des elastischen Bereirung kommenden Flankenteile. Diese Deformation 60 ches des verwendeten Bolzenmaterials auf ein geergibt zusammen mit der Steigungsdifferenz im voll wünschtes Maß vorgespannt. Das Vorspannaegrevorgespannten Zustand der Schraubverbindung eine gat 8 stützt sich mit seiner unteren Stirnseite 10 auf ausgeglichene Lastverteilung auf die an der Kraft- dem Dnickring 11 ab oder kann auch direkt auf dem übertragung beteiligten Gewindegänge. Die Differenz Maschinenteil 6 abgestützt werden. Im Innern des der Flankenwinkel λ und β soil kleiner als 5°, vor- 65 Gehäuses 9 dieses Vorspann aggregates 8 befindet zugsweise etwa 3°, betragen. Es ist zweckmäßig, den sich ein Kolben 12, der sich" durch Zufuhr von Fiankenwinkel β des Innengewindes 1 etwa 27° und Druckflüssigkeit über eine Zuleitung 7 nach oben beden Flankenwinkel λ des Außengewindes etwa 24° wegen läßt. Damit dieses Vorsnannaporp.oat 8 aunh
an schwer zugänglichen Stellen und bei dicht nebeneinander liegenden Bolzen 4 eingesetzt werden kann, ist der untere Gehäuseteil gegenüber dem oberen Gehäuseteil im Durchmesser reduziert. Das gleiche trifft auch auf den Kolben 12 zu.
Beir;. Einsatz dieses Vorspannaggregates 8 wird der Kolben 12 auf den oberen, über die Mutter 18 hinausragenden Gewindeteil 17 aufgeschraubt und sodann Drucköl, beispielswise mit Hilfe einer Hand- oder Fußpumpe, der Kammer 20 zugeführt, so daß der Kolben 12 das Bestreben hat, sich mach aufwärts zu bewegen. Unter dem Einfluß der dadurch erzeugten Zugspannung im Bolzen 4 dehnt sich dieser, und die Mutter 18 kann sodann mit Hilfe eines in einen Schlitz 14 des Gehäuses eingreifenden Werkzeuges verdreht werden, bis sie auf dem Drackring satt zum Anliegen kommt. Diese Mutter 18 wird also nicht unter Last verdreht und nicht dazu benutzt, um die Vorspannung im Bolzen zu erzeugen, sondern nur dazu, um die Vorspannkraft in der Schraubverbindung aufrecht zu erhalten, bis die Mutter angestellt ist. Hiernach wird das Vorspannaggregat 8 entfernt. Um die Längendehnung des Bolzens4 unter der vom Vorspannaggregat 8 erzeugten Zugbeanspruchung kontrollieren zu können, beispielsweise mit. Hilfe einer Dickenmeßlehre, ist auf der unteren Stirjseite 10 des Gehäuses eine Ausnehmung 16 vorhanden. Da an einem an das hydraulische Vorspannaggregat 8 angeschlossenen Manometer der Druck respektive die Vorspannkraft sehr genau festgestellt werden kann, ist Gewähr dafür geboten, daß die vorgesehenen Sicherheitsfaktoren gegenüber der Streckgrenze und der Bruchfestigkeit der beteiligten Werkstoffe genau eingehalten werden, im Gegensatz zu konventionellen Schraubverbindungen, bei denen infolge des stark schwankenden Reibungskoeffizienten der unter Last zueinander verdrehten Gewindeteile große Abweichungen gegenüber rechnerisch ermittelten Werten auftreten können.
Mit Hilfe des beschriebenen Vorspannaggregaies
ίο läßt sich auch während des Betriebes einer Maschine od. dgl. ohne Unterbrechung des Kraftschlusses die Vorspannung jederzeit kontrollieren und allenfalls korrigieren.
Nach dem Entfernen des Vorspannaggregates 8
t5 wird zum Schütze des Bolzengewindes eine Schutzhaube 21 aufgeschraubt.
An Stelle einer mit Gewinde versehenen Sacklochbohrung könnte im Maschinenteil 1 auch eine durchgehende gewindelose Bohrung vorgesehen werden
so und der Bolzen 4 an beiden Enden mit Muttern versehen werden, oder der Bolzen 4 könnte auf einer Seite einen Kopf aufweisen.
Es ist auch möglich, an Stelle der linearen eine progressive Steigungsdifferenz zwischen Außen- und Innengewinde vorzusehen, wodurch sich theoretisch eine absolut gleichmäßige Kraftverteilung der an dei Kraftübertragung beteiligten Gewindegänge ergibt Hingegen bereitet die genaue Herstellung solchei progressiver Steigungsänderungen erhebliche Schwie rigkeiten und kommt deshalb nur in Ausnahmefäller zum Einsatz.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
409 53f

Claims (5)

entfernt sind und erst nach einer gewissen elastischen Patentansprüche: und plastischen Deforraierong τ. B. des Bolzengewindes sukzessive die übrigen GewindegHnge an der
1. Hochbelastbare, durch ein Vorspanngerät in Kraftübertragung teilnehmen. Nachteilig ist, daß exialer Richtung vorzuspannende Gewindever- 5 beim Ineinanderscbrauben die Steigungsdifferenz bindung, mit einem Bolzen, dessen Außenge- zwischen dem Bolzen- und Muttergewinde durch elawinde trapezförmig ausgebildet ist und einen stische Materialdebnvrog überwunden werden muß, Flankenwinkel von weniger als 45° aufweist und was sehr große Reibungswerte ergibt, so daß die unbei der die Steigung mehr als das l,5fache ter Last relativ zueinander zu verdrehenden Gewinder Gangtiefe beträgt, gekennzeichnet io deteile zum Festfressen neigen.
durch die Kombination folgender, an sich be- Es ist auch bekannt (USA.-Patentscbrif 3 230 799,
kannter Merkmale: britische Patentschrift 1177 830), den einen Teil
a) die Steigung des Außengewindes (2) ist klei- während der Gewindeherstellung in Axialrichtung zu ner als diejenige des Innengewindes (1)· strecken, wobei nach dem Aufhören der Belastung
b) das axiale Hankenspiel (α) zwischen Außen- 1^ *™ ε1^ί*ε Rückfederung des Materials erfolgt, und Innengewinde ist größer als die gesamte wodurch sich dann der gewünschte Gewpdestei-Steigungsdifferenz der ineinandergreifenden g^gsuntersdned zwischen Bolzen- und Mutterge-Gewindeeänee· mnd& es:&ht· Eme z^^ Wirkung wird erreicht,
.._.,/'. . , . indem ein Gewindeteil unter Erwärmung durch
c) der Bolzen (4) weist mindestens an einem 2q AxiaIdruck gestaucht wird. Diese Maßnahmen haben seiner Endbereiche Mittel (17) zum Anset- zwaf d£n v 5 onei, daß die Gewindeherstellung mit zen des Vorspanngerates auf. den normalen Werkzeugen erfolgen kann, daß also
2. Gewindeverbindung nach Anspruch 1, da- kein Spezialgewinde hergestellt werden muß. In der durch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel (λ, Praxis konnte sich dieses Verfahren indessen nicht ß) der Gewinde etwa 15 bis 30° beträgt. 25 durchsetzen, da es für die Werkstattbedürfnisse nicht
3. Gewindeverbindung nach Anspruch 1 und 2, genügend einfach war und sich serienmäßig auch dadurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel kaum mit der erforderlichen Genauigkeit verwirkli- {ß) des Innengewindes (1) größer ist als der Flan- chen ließ.
kenwinkel (λ) des Außengewindes (2), wobei die Bekannt (USA.-Patentschrift 2 349 651) ist ferner
Flankenwinkeldifferenz kleiner als 5° ist, vor- 30 eine hochbelastbare Gewindeverbindung, bei der bei
zugsweise ef va 3° beträgt. gleicher Steigung ein kleiner Flankenwinkel von 29
4. Gewindeverbindung nach den Ansprüchen 1 und eine sehr große Gewindetiefe angewendet werbis 3, dadurch gekennzeich, ;t, daß die Steigung den, so daß die Gewindegänge elastisch sind. Die (Λ) des Außengewindes (2) das 2,2- bis 2,7fache Elastizität soll ein gleichmäßiges Tragen der Gewin der Gangtiefe (d) beträgt. 35 degängc ergeben, was auch erreicht wird. Jedoch
5. Gewindeverbindung nach Anspruch 3, da- bleibt die Belastung der einzelnen Gewindegänge wedurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel (/}) gen der gleichen Steigung von Innengewinde und des Innengewindes (1) etwa 27° und der Flan- Außengewinde noch stark unterschiedlich, da ja auch kenwinkel (α) des Außengewindes (2) etwa 24° bei einer solchen Gewindeverbindung ein Gewindebeträgt. 40 teil, z.B. ein Bolzen, gestreckt und der andere Gewindeteil, z.B. eine Mutter, gestaucht wird. Die große Gewindetiefe bringt den Nachteil mit sich, daß
der Kerndurchmesser des Gewindes reduziert wird
DE19712102910 1970-01-26 1971-01-22 Hochbelastbare Gewindeverbindung Expired DE2102910C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH102170A CH544236A (de) 1970-01-26 1970-01-26 Schraubverbindung
CH102170 1970-01-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2102910A1 DE2102910A1 (de) 1971-08-05
DE2102910B2 true DE2102910B2 (de) 1974-08-29
DE2102910C3 DE2102910C3 (de) 1976-04-15

Family

ID=

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3248696A1 (de) * 1982-12-30 1984-07-05 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Schraubverbindung zwischen mutter und axial vorgespanntem bolzen
EP0144503A1 (de) * 1983-09-02 1985-06-19 Friedr. Boesner GmbH Verbindungselement für zwei Maschinen- oder Bauteile, wie Pass-Dehn-Schraube
EP0191501A1 (de) * 1985-02-15 1986-08-20 WING, George Seabrook Gewindeart und Befestigungssystem, bei welchem die Gewindeart verwendet wird

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Also Published As

Publication number Publication date
DE2102910A1 (de) 1971-08-05
GB1339627A (en) 1973-12-05
US3707107A (en) 1972-12-26
FR2077000A5 (de) 1971-10-15
CH544236A (de) 1973-11-15
JPS544024B1 (de) 1979-03-01

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