DE4023205C1

DE4023205C1 - Safety bolt - includes thread insert connected to bolt shaft and insert is limited by bolt head and conical attachment

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Publication number: DE4023205C1
Application number: DE19904023205
Authority: DE
Inventors: Thanh-Son Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Le
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1991-06-20
Anticipated expiration: 2010-07-20

Abstract

A safety bolt includes a thread insert. The insert is connected to the bolt shaft, and the insert is limited by the bolt head and a conical attachment. The thread insert and the bolt consist of two halves which are held together by one or more rings. The rings are located in the circumferential grooves of the thread insert. The two halves are pref. held together by a Teflon band. ADVANTAGE - The bolt head and the conical attachment are simple to form, and do not require the insert to be pushed onto the bolt shaft first.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraube, die so konstruiert ist, daß sie in der Lage ist, sich selbst gegen selbsttätiges Losdrehen und gegen Verlieren zu sichern.The invention relates to a screw which is constructed so that it is capable of is to secure yourself against automatic loosening and against losing.

Es ist gemäß dem Patent DE 35 25 948 C2 bekannt, daß das Schraubenge winde nicht auf dem Schraubenschaft, sondern auf einem Gewindeeinsatz ange bracht ist, wobei dieser Gewindeeinsatz mit dem Schraubenschaft durch bekannte formschlußbildende Elemente wie Innen- und Außenvielkant z. B. Sechskant, Keile und Keilnute oder Kerbverzahnung usw. formschlüssig in Verdrehrichtung verbunden ist und der Gewindeeinsatz durch den Schraubenkopf und den Konusansatz auf dem Schraubenschaft nicht herausnehmbar ist. Bei dieser Konstruktion gibt es Schwierigkeiten bei der Fertigung vom Konusansatz bzw. Schraubenkopf, nachdem der Gewindeeinsatz auf dem Schraubenschaft aufgeschoben worden ist.It is known from patent DE 35 25 948 C2 that the screw tight do not wind on the screw shaft, but on a threaded insert is brought, this thread insert with the screw shaft by known form-fitting elements such as internal and external polygon z. B. hexagon, wedges and keyway or serration, etc. positively connected in the direction of rotation and the thread insert through the screw head and the conical shoulder the screw shaft is not removable. With this construction there are Difficulties in the manufacture of the cone or screw head after the thread insert has been pushed onto the screw shaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß der Gewindeeinsatz so gestaltet wird, daß die Herstellung des Schraubenkopfes und des Konusansatzes einfacher wird, ohne daß der Gewindeeinsatz vorher auf den Schraubenschaft aufgeschoben worden ist.The invention has for its object that the thread insert designed so becomes that the manufacture of the screw head and the conical approach easier without the threaded insert being pushed onto the screw shaft beforehand has been.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und weiteren Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 and further claims solved.

Der Gewindeeinsatz ist mehrteilig. Er wird z. B. nach der Herstellung in zwei Hälften axial längs aufgeteilt. Im Zusammenbau werden die zwei Hälften durch einen oder mehrere Sprengringe zusammengehalten, so daß der Gewindeeinsatz formschlüssig auf dem Schraubenschaft zwischen Schraubenkopf und Konusansatz sitzt, aber axial längs auf dem Schraubenschaft verschiebbar ist. Auf diese Art und Weise können der Schraubenkopf und der Konusansatz vorher hergestellt werden. Die Sprengringe liegen in umlaufenden Nuten, so daß der Gewindeeinsatz ohne weiteres in die Gewindebohrung des verspannten Teiles eingeschraubt werden kann. Im verspannten Zustand spreizt der Konusansatz die beiden Gewindeeinsatzhälften radial auseinander gegen das Bohrungsgewinde, so daß ein Zusatzreibschluß, der mit der Schraubenkraft proportional ist, zur Selbstsicherung der Schraube erzeugt wird, und zwar nicht nur im Bereich des Konusansatzes, sondern auf ganze Länge des Gewindeeinsatzes, so daß hier die Beanspruchungen der Gewindegänge dadurch gleichmäßiger sind. Im verspannten Zustand erfährt der Schraubenschaft nur Zugspannung und der geteilte Gewindeeinsatz übernimmt die schwingenden Quer kräfte. Da hier der Stoffschluß zwischen Schraubenschaft und Gewindeeinsatz fehlt, kann sich die Schraube nicht selbsttätig lösen. Auch nicht durch das innere Los drehmoment. Die Schraube kann auch ohne die Sprengringe funktionieren. Es ist zweckmäßig für eine gute Handhabung, wenn die beiden Gewindeeinsatzhälften an der Trennstelle mit einem elastischen Kleber zusammengeklebt oder durch aufvulkanisierte Gummistreifen oder durch ein elastisches Kunststoffband, z. B. aus Teflon, das dann miteingeschraubt wird, oder mit einem Kunststoffschlauch zusammengehalten werden.The thread insert is in several parts. He is z. B. after manufacture in half axially divided lengthways. In assembly, the two halves are separated by one or several snap rings held together, so that the threaded insert is positive sits on the screw shaft between the screw head and the conical shoulder, but axially is longitudinally displaceable on the screw shaft. That way you can the screw head and the conical shoulder are prepared beforehand. The snap rings are in circumferential grooves, so that the thread insert easily into the Threaded hole of the clamped part can be screwed in. I'm tense The cone extension spreads the two threaded insert halves radially apart against the bore thread, so that an additional frictional connection with the Screw force is proportional, the self-locking screw is generated, and not only in the area of the cone shoulder, but over the entire length of the Thread insert, so that here the stresses on the threads are more even. In the tensioned state, the screw shaft only experiences Tension and the divided thread insert take over the swinging cross powers. Since the material connection between screw shaft and thread insert is missing here, the screw cannot loosen automatically. Not even through the inner lot torque. The screw can also work without the snap rings. It is useful for good handling when the two halves of the thread insert glued together at the separation point with an elastic adhesive or by vulcanized rubber strips or by an elastic plastic band, e.g. B. from Teflon, which is then screwed in, or with a plastic tube be held together.

Die Durchgangsbohrungen der verspannten Teile können so gestaltet werden, daß im gelösten Zustand die Schraube aus der Durchgangsbohrung des verspannten Teiles ohne Absicht nicht herausgenommen werden kann, so daß hier die Schraube noch gegen Verlieren gesichert ist.The through holes of the clamped parts can be designed so that in loosened the screw from the through hole of the clamped part can not be removed without intention, so here the screw still is secured against loss.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Herstellung des Schraubenkopfs bzw. des Konusansatzes einfach ist, daß durch die Teilung die Gewindegänge des Gewindeeinsatzes gleichmäßiger beansprucht werden, und daß das radiale Spiel zwischen den Gewinden größer sein kann.The advantages achieved by the invention are that the manufacture of the Screw head or the cone approach is simple that by dividing the Threads of the threaded insert are claimed more evenly, and that the radial play between the threads can be larger.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

1st embodiment

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Schraubenverbindung mit Gewindesackloch. Fig. 1 shows a longitudinal section of a screw connection with a threaded blind hole.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt a-a der Fig. 1. FIG. 2 shows the cross section aa of FIG. 1.

Fig. 3 zeigt die Vorderansicht einer Schraube im nicht geschraubten Zustand. Fig. 3 shows the front view of a screw in the unscrewed state.

Fig. 4 zeigt die Ansicht in Richtung b der Fig. 3. FIG. 4 shows the view in direction b of FIG. 3.

2nd embodiment

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt einer Durchsteckschraubenverbindung. Fig. 5 shows a longitudinal section of a push-through screw connection.

Fig. 6 zeigt die Ansicht in Richtung c der Fig. 5. FIG. 6 shows the view in direction c of FIG. 5.

3rd embodiment

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt einer Schraube, wobei die Gewindeeinsatzhälften über elastischen Kleber zusammengeklebt sind. Fig. 7 shows a cross section of a screw, wherein the threaded insert halves are glued together via elastic adhesive.

4th embodiment

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt einer Schraube, wobei die Gewindeeinsatzhälften durch elastisches Kunststoffband zusammengehalten sind. Fig. 8 shows a cross section of a screw, the threaded insert halves are held together by elastic plastic tape.

Beim dem 1. Ausführungsbeispiel (Fig. 1) werden die beiden verspannten Teile (1) und (2) durch eine Schraube (3) miteinander verbunden, wobei die Schraube (3) ins Gewindesackloch (4) des verspannten Teiles (2) über einen Gewindeeinsatz (5) eingeschraubt wird. Der Gewindeeinsatz (5) besteht aus zwei Hälften (51) und (52), die durch zwei Sprengringe (19) und (20), die in der Nut (21) und 22) einliegen, zusammengehalten. Der so zusammengesetzte Gewindeeinsatz (5) weist einen Zentrierzapfen (10), ein Gewinde (11) für eine Gewindesackloch (4), einen durchgehenden Innensechskant (9), eine konische Senkung (12), zwei umlaufende Nuten (21) und (22) für die Sprengringe (19) und (20) und zwei Trennschlitze (23) und (24) auf. Die Schraube (3) weist einen Sechskantschraubenkopf (6), einen Schaft (7) mit Sechskantprofil, welches zu dem durchgehenden Innensechskant (9) des zusammengebauten Gewindeeinsatzes (5) korrespondiert und einen Konusansatz (8), welcher in die konische Senkung (12) des Gewindeeinsatzes einpaßt, auf.In the 1st embodiment ( Fig. 1), the two braced parts ( 1 ) and ( 2 ) are connected to each other by a screw ( 3 ), the screw ( 3 ) in the threaded blind hole ( 4 ) of the braced part ( 2 ) via a Threaded insert ( 5 ) is screwed in. The threaded insert ( 5 ) consists of two halves ( 51 ) and ( 52 ) held together by two snap rings ( 19 ) and ( 20 ) which lie in the groove ( 21 ) and 22 ). The thread insert ( 5 ) assembled in this way has a centering pin ( 10 ), a thread ( 11 ) for a threaded blind hole ( 4 ), a continuous hexagon socket ( 9 ), a conical countersink ( 12 ), two circumferential grooves ( 21 ) and ( 22 ) for the snap rings ( 19 ) and ( 20 ) and two separating slots ( 23 ) and ( 24 ). The screw ( 3 ) has a hexagon screw head ( 6 ), a shaft ( 7 ) with a hexagon profile, which corresponds to the continuous hexagon socket ( 9 ) of the assembled threaded insert ( 5 ), and a cone shoulder ( 8 ) which fits into the conical countersink ( 12 ) of the threaded insert fits on.

Der Gewindeeinsatz wird zuerst als ganzes mit Gewinde (11), Zentrierzapfen (10), Innensechskant (9), Nut (21) und (22) und konischer Senkung (12) gefertigt, bevor er in zwei Hälften (51) und (52) durch einen Schnitt axial längs aufgeteilt ist, so daß bei Zusammenfügen der beiden Hälften (51) und (52) durch die Sprengringe (19) und (20) in den Nuten (21) und (22) der Ausgangszustand des Gewindeein satzes (5) hergestellt wird.The threaded insert is first manufactured as a whole with thread ( 11 ), centering pin ( 10 ), hexagon socket ( 9 ), groove ( 21 ) and ( 22 ) and conical countersink ( 12 ) before it is cut in two halves ( 51 ) and ( 52 ) is divided axially longitudinally by a cut, so that when the two halves ( 51 ) and ( 52 ) are joined together by the snap rings ( 19 ) and ( 20 ) in the grooves ( 21 ) and ( 22 ), the initial state of the threaded insert ( 5 ) will be produced.

Der zusammengebaute Gewindeeinsatz (5) ist über einen durchgehenden Innensechs kant (9) formschlüssig und über eine konische Senkung (12) reibschlüssig mit der Schraube (3) verbunden. Hierbei ist die Formschluß- und Reibschlußbildung zwischen den beiden Teilen räumlich axial voneinander getrennt. Zum sicheren Aufliegen weist die Schraube (3) einen Bund (14) unter dem Sechskantschraubenkopf (6) auf, wobei dieser in der Durchgangsbohrung (15) des verspannten Teiles (1) einliegt.The assembled thread insert ( 5 ) is positively connected via a continuous hexagon socket ( 9 ) and frictionally connected to the screw ( 3 ) via a conical countersink ( 12 ). Here, the positive and frictional connection between the two parts is spatially separated axially. To ensure that it rests securely, the screw ( 3 ) has a collar ( 14 ) under the hexagon screw head ( 6 ), which lies in the through hole ( 15 ) of the clamped part ( 1 ).

Der Zentrierzapfen (10) des zusammengesetzten Gewindeeinsatzes (5) verbindet die verspannten Teile (1) und (2) über eine Durchgangsbohrung (15) und eine Senkung (16) formschlüssig quer zur Schraubenachse.The centering pin ( 10 ) of the assembled threaded insert ( 5 ) connects the braced parts ( 1 ) and ( 2 ) via a through hole ( 15 ) and a counterbore ( 16 ) in a form-fitting manner transversely to the screw axis.

Beim Anziehen der Schraube (3) wird der zusammengesetzte Gewindeeinsatz (5) über den Formschluß ins Gewindesackloch (4) eingeschraubt, bis der Sechskantkopf (6) satt auf dem verspannten Teil (1) anliegt. Beim weiteren Festanziehen der Schraube (3) wird der zusammengesetzte Gewindeeinsatz (5) weiter eingeschraubt und dabei drückt sich der Konusansatz (8) gegen die Senkung (12), so daß die beiden Hälften (51) und (52) radial auseinander gedrückt werden, so daß das Gewinde (11) gegen das Gewinde (18) des Gewindesacklochs (4) fest andrückt. Auf diese Weise wird ein zusätzlicher Reibschluß zwischen dem zusammengesetzten Gewindeeinsatz (5) und Gewindesackloch (4) zur Sicherung der Schraube (3) erzeugt.When tightening the screw ( 3 ), the assembled thread insert ( 5 ) is screwed into the threaded blind hole ( 4 ) via the positive connection until the hexagon head ( 6 ) fits snugly on the braced part ( 1 ). When the screw ( 3 ) is tightened further, the assembled threaded insert ( 5 ) is screwed in further and the conical extension ( 8 ) presses against the countersink ( 12 ) so that the two halves ( 51 ) and ( 52 ) are pressed apart radially. so that the thread ( 11 ) presses firmly against the thread ( 18 ) of the threaded blind hole ( 4 ). In this way, an additional frictional connection between the assembled thread insert ( 5 ) and threaded blind hole ( 4 ) for securing the screw ( 3 ) is generated.

Dieser so erzeugte Reibschluß wird um so größer, je höher die Schraubenvor spannkraft ist. Durch diesen zusätzlichen Reibschluß wird das Spiel zwischen Gewinde des zusammengesetzten Gewindeeinsatzes (5) und Gewinde des Gewinde sackloches (4) ausgeschaltet und zwar in ganzer überschneidender Gewindelänge, so daß die tragenden Gewindegänge gleichmäßig beansprucht werden können.This frictional engagement generated in this way, the greater the higher the screw tension is. Due to this additional frictional engagement, the game between the thread of the assembled thread insert ( 5 ) and the thread of the threaded blind hole ( 4 ) is switched off, in fact in the entire overlapping thread length, so that the load-bearing threads can be evenly stressed.

Im vorgespannten Zustand wird das Gewinde des Gewindeeinsatzes (5) und daß Gewinde des Gewindesackloches (4) auf Druck beansprucht, so daß hier die Ver formung der beiden Gewinde in gleicher Richtung erfolgt. Bei einer herkömmlichen Schraubenverbindung wird das Schraubengewinde auf Zug und das Muttergewinde auf Druck beansprucht. Diese gegensätzlichen Verformungen der beiden Gewinde sind die Ursachen für die Mikroverschiebungen zwischen vorgespannten Gewinden, insbesondere wenn das Gewindespiel vorhanden ist, und somit für selbsttätiges Lösen der Schraube, insbesondere bei dynamisch quer zur Schraubenachse bean spruchten hochfesten Schraubenverbindungen.In the prestressed state, the thread of the thread insert ( 5 ) and that thread of the threaded blind hole ( 4 ) is subjected to pressure, so that here the deformation of the two threads takes place in the same direction. With a conventional screw connection, the screw thread is subjected to tension and the nut thread to pressure. These opposing deformations of the two threads are the causes of the micro-displacements between preloaded threads, especially when the thread clearance is present, and thus for automatic loosening of the screw, especially in high-strength screw connections that are stressed dynamically across the screw axis.

Das 2. Ausführungsbeispiel (Fig. 5) zeigt einen Längsschnitt einer Durchsteck schraubenverbindung. Bei dieser Ausführung werden die verspannten Teile (101) und (201) durch eine Schraube (301) und einer Mutter (25) miteinander verbunden. Dabei wird die Mutter (25) auf dem zusammengesetzten Gewindeeinsatz (501) aufgeschraubt. Der Gewindeeinsatz (501) besteht aus zwei Hälften (511) und (521), die über einen Sprengring (191) zusammengehalten sind. Die Durchgangsbohrung (1501) des verspannten Teiles (101) ist so bemessen, daß die Schraube (301) nach dem Einbau des zusammengesetzten Gewindeeinsatzes (501) nicht ohne Absicht herausgenommen werden kann, so daß die Schraube (301) nach dem Lösen gegen Verlieren gesichert ist. Beim Festanziehen der Mutter (25) drückt der Konusansatz (801) die beiden Hälften (511) und (521) über die konische Senkung (1201) radial auseinander, so daß zwischen den Gewinden vom Gewindeeinsatz (501) und Mutter (25) kein Spiel in radialer Richtung vorhanden ist. Die Schraubenverbindung ist damit gegen selbsttätiges Lösen gesichert.The second embodiment ( Fig. 5) shows a longitudinal section of a push-through screw connection. In this embodiment, the clamped parts ( 101 ) and ( 201 ) are connected to one another by a screw ( 301 ) and a nut ( 25 ). The nut ( 25 ) is screwed onto the assembled thread insert ( 501 ). The threaded insert ( 501 ) consists of two halves ( 511 ) and ( 521 ), which are held together by a snap ring ( 191 ). The through hole ( 1501 ) of the braced part ( 101 ) is dimensioned such that the screw ( 301 ) cannot be removed unintentionally after installation of the assembled threaded insert ( 501 ), so that the screw ( 301 ) is secured against loosening after loosening is. When tightening the nut ( 25 ), the conical extension ( 801 ) presses the two halves ( 511 ) and ( 521 ) radially apart via the conical countersink ( 1201 ), so that there is no play between the threads of the threaded insert ( 501 ) and nut ( 25 ) is present in the radial direction. The screw connection is thus secured against automatic loosening.

Das 3. Ausführungsbeispiel (Fig. 7) zeigt einen Querschnitt durch den Gewinde einsatz (502) einer Schraube (302). Bei dieser Ausführung werden die beiden Hälften (512) und (522) des Gewindeeinsatzes (502) mit einem elastischen Kleber (26) miteinander verbunden, so daß diese radial beweglich sind. Anstelle des Klebers (26) können elastische Kunststoffstreifen angeklebt oder Gummistreifen aufvulkanisiert werden.The third embodiment ( Fig. 7) shows a cross section through the thread insert ( 502 ) of a screw ( 302 ). In this embodiment, the two halves ( 512 ) and ( 522 ) of the threaded insert ( 502 ) are connected to one another with an elastic adhesive ( 26 ) so that they can be moved radially. Instead of the adhesive ( 26 ), elastic plastic strips can be glued on or rubber strips vulcanized on.

Das 4. Ausführungsbeispiel (Fig. 8) zeigt einen Querschnitt durch den Gewinde einsatz (503) einer Schraube (303). Bei dieser Ausführung werden die beiden Hälften (513) und (523) des Gewindeeinsatzes (503) mit einem elastischen Kunst stoffband (27), z. B. Teflonband, zusammengehalten, wobei dieses Kunststoffband miteingeschraubt werden muß. Es kann auch sein, daß die beiden Hälften des Ge windeeinsatzes durch einen Kunststoffschlauch zusammengehalten werden, der nur dem Zweck dient, die beiden einander zugehörigen Hälften vor einem Vertausch bei der Fertigung zu bewahren. Der Kunststoffschlauch kann so gestaltet werden, daß er vor oder kurz nach Einschrauben abgerissen und entfernt werden kann.The fourth embodiment ( Fig. 8) shows a cross section through the thread insert ( 503 ) of a screw ( 303 ). In this embodiment, the two halves ( 513 ) and ( 523 ) of the threaded insert ( 503 ) with an elastic plastic band ( 27 ), for. B. Teflon tape, held together, this plastic tape must also be screwed. It may also be the case that the two halves of the thread insert are held together by a plastic hose which only serves the purpose of protecting the two halves belonging to one another from being mixed up during manufacture. The plastic tube can be designed so that it can be torn off and removed before or shortly after screwing in.

Claims

1.Safety screw which has a threaded insert for screwing in, the threaded insert being positively connected to the screw shank via form-fitting elements and being longitudinally displaceable and the threaded insert being locked between the screw head and a conical attachment, characterized in that the threaded insert ( 5, 501, 502 and 503 ) of the screw ( 3, 301, 302 and 303 ) consists of several parts or of two halves ( 51, 511, 512 and 513 ) and ( 52, 521, 522 and 523 ), which by or several snap rings ( 19, 191, 20 ) are held together, the snap rings ( 19, 191, 20 ) lying in the circumferential grooves ( 21, 211, 22 ) of the threaded insert ( 5, 501 ).

2. Safety screw according to claim 1, characterized in that the diameter of the threaded insert ( 501 ) is larger than that of the through hole ( 1501 ) of the braced part ( 101 ).

3. Safety screw according to claim 1, characterized in that the two halves ( 512 and 522 ) of the threaded insert (502) are interconnected by an elastic adhesive ( 26 ).

4. Safety screw according to claim 1, characterized in that the two halves ( 512 and 522 ) of the threaded insert ( 502 ) are glued together by means of elastic plastic strips.

5. Security screw according to claim 1, characterized in that the two halves ( 512 and 522 ) of the threaded insert ( 502 ) are connected together by vulcanized rubber strips.

6. Security screw according to claims 1 and 2, characterized in that the two halves ( 513 and 523 ) of the threaded insert ( 503 ) by an elastic plastic band ( 27 ), z. B. Teflon are held together.

7. Safety screw according to claims 1 and 2, characterized in that the two halves ( 513 and 523 ) of the threaded insert ( 503 ) are connected to one another by a plastic tube, the plastic tube being removed before or shortly after screwing in.