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Die Erfindung betrifft allgemein
Befestigungselemente, die ein Gewinde aufweisen, und insbesondere
verbesserte, nicht verkantende Gewinde-Befestigungselemente (anti-cross threading
fasteners).
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Gewinde-Befestigungselemente des
Typs, die einen Schaft-Abschnitt, welcher mit einem spiralförmigen Gewinde
versehen ist, aufweisen, sind allgemein bekannt und werden vielfältig verwendet. Diese
beinhalten vielfältige
Gewinde-Schaft-Elemente,
um welche eine Mutter (nut) oder ein anderes Element, welches eine
Bohrung mit einem komplementären
Gewinde aufweist, montierbar ist. Gewinde-Schaft-Elemente sind oftmals als Bolzen
mit einem, durch ein Werkzeug eingreifbaren Ende oder einer Torsions-Oberfläche ausgebildet,
an welches/welche ein Drehmoment für die Montage angelegt wird,
können
aber allgemeiner jeglichen Gewinde-Schaft aufweisen, welcher von
einem Artikel oder einer Maschine hervorsteht, um eine Mutter entgegenzunehmen.
Andere Gewinde-Befestigungselemente
sind als doppelt endende Stiftschrauben (double ended studs) ausgebildet,
welche Schraubengewindegänge
haben, die an gegenüberliegenden
Endabschnitten davon ausgebildet sind.
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Es ist allgemein bekannt, dass Gewinde-Befestigungselemente
eine Tendenz zeigen, während der
Montage zu verkanten (cross-thread), wie das Befestigungselement
gemäß US-A-5609455.
Verkanten tritt allgemein aufgrund von einer Winkel-Versetzung und
einer axialen Versetzung zwischen dem Gewinde-Schaft und der Gewinde-Bohrung während der
Montage auf. Verkanten ist für
ungeübte
Arbeiter und in automatisierten Montage-Arbeitsgängen besonders lästig, was
in einer reduzierten Produktivität und
beschädigten
Komponenten, die allgemein nicht wiederverwendbar sind, resultiert.
Die Probleme, die mit dem Verkanten verbunden sind, sind von anderen erkannt
worden, und es wurden Anstrengungen unternommen, um das Auftreten
davon zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren.
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US-A-3 828 604 offenbart ein Verfahren
zum Herstellen von Gewinde-Befestigungselementen, welche
einen gerundeten (curved) Spitzen-Abschnitt (tip portion) aufweisen,
was die Montage davon in einer Gewinde-Bohrung vereinfacht.
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WO-A-97/04241 offenbart ein Befestigungselement
mit zwei oder mehreren gerundeten Übergangsgewindegängen mit
relativ verengtem Durchmesser, welche das Verkanten reduzieren können, wenn
die Winkel-Versetzung und die axiale Versetzung nicht übermäßig sind.
Der Gewinde-Schaft-Abschnitt nahe dem Spitzen-Ende davon begrenzt die Winkel-Versetzung,
welche durch die gerundeten Übergangsgewindegänge kompensiert
werden. In anderen Ausführungsformen,
die darin offenbart sind, begrenzt ein, kein Gewinde aufweisender
Befestigungselement-Spitzen-End-
oder Ansatz- (dog point) -Abschnitt, welcher einen reduzierten Durchmesser
hat, in ähnlicher
Weise die Versetzung, die durch die gerundeten Übergangsgewindegänge kompensiert
werden.
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Die vorliegende Erfindung wird auf
Fortschritte in dem Fachgebiet von Gewinde-Befestigungselementen
generell, und im Spezielleren auf neue Verbesserungen bei nicht
verkantenden Gewinde-Befestigungselementen, welche Bolzen, Schrauben
und andere Gewinde-Schaft-Elemente beinhalten, gerichtet.
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Das selbstzentrierende Gewinde-Befestigungselement
(anti-cross threading fastener) nach der Erfindung beinhaltet einen
Schaft-Abschnitt, welcher eine axiale Abmessung und ein vorderes
Ende hat; erste Schraubengewindegänge, die auf einem Abschnitt
des Schaft-Abschnittes gebildet sind, wobei die ersten Gewindegänge einen
Außendurchmesser,
einen Innendurchmesser und einen ersten Flankenwinkel haben; und
zweite Schraubengewindegänge,
die auf einem Abschnitt des Schaftes nahe dem vorderen Ende gebildet
sind, wobei die zweiten Gewindegänge
zwei allgemein ebene Flanken aufweisen, die zusammenlaufen, um einen
allgemein spitz zulaufenden Standard-Maschinengewinde-Gewinderücken (standard
machine thread crest) zu bilden, und wobei die zweiten Gewindegänge einen
Außendurchmesser,
der geringer ist als der Außendurchmesser
der ersten Gewindegänge,
einen Innendurchmesser, der gleich ist wie der Innendurchmesser
der ersten Gewindegänge,
und einen zweiten Flankenwinkel aufweisen, welcher größer ist
als der erste Flankenwinkel der ersten Gewindegänge; wobei ein Kegelwinkel
(taper angle) durch einen Gewinderücken eines ersten Gewindeganges
und einen Gewinderücken
eines benachbarten, zweiten Gewindeganges definiert wird, und der
Kegelwinkel ungefähr
14 Grad beträgt.
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Die vorliegende Erfindung bietet
neuartige, nicht verkantende Gewinde-Befestigungselemente, welche die Probleme
des Standes der Technik überwinden,
und die ökonomisch
sind. Sie sind leicht zu montieren, und sind relativ konsistent
und ordentlich installierbar, und sind installierbar unter Bedingungen mit
einer Winkel-Versetzung und einer axialen Versetzung, welche nicht
verkantende Gewinde-Befestigungselemente des Standes der Technik
nicht kompensieren. Ferner sind die Befestigungselemente in Anwendungen
verwendbar, welche anfällig
bezüglich einem
Verkanten sind und welche die Montage durch ungeübte Arbeiter und insbesondere
automatisierte Befestigungselement-Montage-Arbeitsgänge beinhalten.
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Spezielle Ausführungsformen gemäß dieser Erfindung
werden nachfolgend beschrieben, mit Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen; in denen:
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1 eine
Teil-Seitenansicht eines Gewinde-Befestigungselements gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 eine
Teil-Seitenansicht eines Gewinde-Befestigungselements gemäß einer
alternativen, exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ist;
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3 eine
Teil-Schnittansicht eines Gewinde-Befestigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, welches während
der Montage in eine, mit einem komplementären Gewinde versehene Bohrung
nicht fluchtend ausgerichtet ist;
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4 ist
eine weitere Teil-Schnittansicht eines Gewinde-Befestigungselements gemäß der vorliegenden
Erfindung, welches während
der Montage in eine, mit einem komplementären Gewinde versehene Bohrung
nicht fluchtend ausgerichtet ist;
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5 ist
eine Teil-Seitenansicht eines doppelt endenden (double ended) Gewinde-Befestigungselementes
gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht von 5.
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7 ist
eine Seitenansicht eines Spitzen-Endabschnittes von 5;
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8 ist
ein alternativer vorderer Endabschnitt, welcher Merkmale aufweist,
die in Kombination mit dem Gewinde-Befestigungselement von 5 verwendbar sind;
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9 ist
eine Teil-Schnittansicht eines Gewinde-Befestigungselements, welches
während
der Montage in eine Gewinde-Bohrung nicht fluchtend ausgerichtet
ist, wobei ein weiterer Aspekt der Erfindung veranschaulicht wird;
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10 ist
eine Teil-Schnittansicht eines weiteren Gewinde-Befestigungselements, welches während der
Montage in einer Gewinde-Bohrung nicht fluchtend ausgerichtet ist,
wobei ein weiterer Aspekt der Erfindung veranschaulicht wird.
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Die 1–4 zeigen ein nicht verkantendes Gewinde-Befestigungselement 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung, welches der Gewinde-Schaft-Abschnitt eines Bolzens, welcher
ein Torsions-Ende aufweist, das nicht gezeigt ist, sein kann, oder
allgemeiner jegliches Gewinde-Schaft-Element, welches von einem
Artikel oder einer Maschine hervorsteht, und in die Bohrung einer
Mutter oder eines anderen, mit einem komplementären Gewinde versehenen Elements
in einen Gewinde-Eingriff gebracht werden kann.
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Das nicht verkantende Gewinde-Befestigungselement 10 weist
allgemein einen Schaft 20, welcher eine axiale Abmessung 22 hat,
und einen vorderen Endabschnitt 24 mit einem Spitzen-Abschnitt 26 auf.
Es sind Schraubengewindegänge 30 auf
einem Abschnitt des Schaft-Abschnittes 20 ausgebildet,
wobei der Gewinde-Schaft-Abschnitt 30 einen Außendurchmesser
und einen Innendurchmesser hat. Der Innendurchmesser des Gewinde-Schaft-Abschnittes 32 kann
gleich sein oder geringer sein als ein Kerndurchmesser des Schaft-Abschnittes 34.
In einer Ausführungsform
ist der vordere Endabschnitt 24 des Schaft-Abschnittes 20 frei von
Schraubengewindegängen
und hat einen Durchmesser, welcher geringer ist als der Außendurchmesser
des Gewinde-Schaft-Abschnittes 30.
Und in einer weiteren Ausführungsform
ist der vordere Endabschnitt 24 des Schaft-Abschnittes
frei von Schraubengewindegängen
und hat einen Durchmesser, welcher geringer ist als der Innendurchmesser des
Gewindeabschnittes des Elements 60.
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In einer Ausführungsform hat der Spitzen-Abschnitt 26 des
Schaft-Abschnittes 20 eine, zumindest teilweise im Wesentlichen
gerundete Oberfläche 28,
welche einen relativ flachen Endabschnitt 27 aufweisen
kann, wie es in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt wird. Die
im Wesentlichen gerundete Oberfläche 28 kann
eine im Wesentlichen sphärische
oder ellipsoide oder parabolische oder andere unregelmäßig gerundete
Oberfläche
mit oder ohne dem relativ flachen Endabschnitt 27 sein.
Die im Wesentlichen gerundete Oberfläche 28 erleichtert das
Platzieren des vorderen Endabschnittes 24 des Schaft-Abschnittes 20 in
die Mutter oder ein anderes, mit einem komplementären Gewinde
versehenes Element, wenn eine axiale Versetzung und eine Winkel-Versetzung
dazwischen vorhanden ist, und erleichtert auch das Ausrichten des
Schaft-Abschnittes 20 in Fluchtung mit der Mutter oder
einem anderen, mit einem komplementären Gewinde versehenen Element
während
der Installation davon, wie nachfolgend diskutiert wird.
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Eine, im Wesentlichen ringförmige Rinne 40 ist
um den Schaft-Abschnitt 20 zwischen der zumindest teilweise
im Wesentlichen gerundeten Oberfläche 28 des Spitzen-Abschnittes 26 und
dem Gewinde-Schaft-Abschnitt 30 angeordnet. 3 stellt das nicht verkantende
Gewinde-Befestigungselement 10 dar, welches in die Mutter
oder ein anderes, mit einem komplementären Gewinde versehenes Element 60 platziert
ist, mit einer relativ großen
Winkel-Versetzung von ungefähr
35 Grad dazwischen. Die im Wesentlichen ringförmige Rinne 40 nimmt
einen ringförmigen
Kanten-Abschnitt 62 der Mutter 60 auf, wobei sie
dabei das anfängliche
Positionieren und Aufnehmen des vorderen Abschnittes 24 des
Befestigungselements in die Bohrung 64 der Mutter 60 bei
größeren Winkel-Versetzungen als
die, welche ohne das Vorhandensein der Aussparung 40 möglich sind,
erleichtert. Die 3 und 4 zeigen die, zumindest teilweise
im Wesentlichen gerundete Oberfläche 28 des Spitzen-Abschnittes 26,
welche eine nachfolgende Winkelorientierung oder ein Kippen der
Schaft-Abschnitts-Achse 22 in eine Winkel-Fluchtung und
eine axiale Fluchtung mit einer Achse der Mutter 60 erlaubt
und erleichtert. 4 zeigt
auch die maximale Winkel-Versetzung zwischen der Schaft-Achse 22 und
der Mutter 60, welche in der beispielhaften Ausführungsform
ungefähr
20 Grad beträgt,
und die durch das nicht verkantende Gewinde-Befestigungselement 10 ohne
das Vorhandensein der im Wesentlichen ringförmigen Aussparung 40 kompensierbar ist.
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Die 1-4 zeigen auch einen zylindrischen Schaft-Abschnitt 70,
der zwischen der, zumindest teilweise im Wesentlichen gerundeten
Oberfläche 28 des
Spitzen-Abschnittes 26 und der im Wesentlichen ringförmigen Rinne 40,
die um den Schaft-Abschnitt 20 angeordnet ist, platziert
ist. Nachdem der Schaft-Abschnitt 20 im Wesentlichen axial
und im Winkel fluchtend mit der Bohrung 64 der Mutter ausgerichtet
wurde, hält
der zylindrische Schaft-Abschnitt 70 die wesentliche axiale
Fluchtung und Winkel-Fluchtung des Schaft-Abschnittes 20 in
der Bohrung 64 der Mutter 60, auf das Einführen des
zylindrischen Schaft-Abschnittes 70 in die Bohrung 64 hin, aufrecht.
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In einer Ausführungsform hat der zylindrische
Schaft-Abschnitt 70 eine axiale Abmessung, welche ungefähr einer
Gewindesteigung der Schraubengewindegänge entspricht, und in weiteren
Ausführungsformen
kann die axiale Abmessung davon etwas größer oder kleiner sein. Die
axiale Abmessung des zylindrischen Schaft-Abschnittes 70 muss jedoch
ausreichend lang sein, um eine wesentliche Fluchtung des Schaft-Abschnittes 20 nach
dem Einführen
des zylindrischen Abschnittes 70 davon in die Bohrung 64 der
Mutter aufrechtzuerhalten, darf jedoch nicht so lang sein, dass
sie die anfängliche
kippende Ausrichtung eines nicht fluchtenden Schaft-Abschnittes 20,
wie es oberhalb in Verbindung mit den 3 und 4 diskutiert wurde, behindert.
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Die 1-4 zeigen auch einen Abschnitt 32 des
Gewinde-Schaft-Abschnittes 30,
welcher sich verengend zu dem Spitzen-Abschnitt 26 des Schaft-Abschnittes 20 hin
verjüngt.
In einer Ausführungsform
hat der verjüngte
Gewinde-Schaft-Abschnitt 32 eine
axiale Abmessung zwischen ungefähr 3
und ungefähr
4 Gewindesteigungen des Schraubengewindes. Der verjüngte Gewinde-Schaft-Abschnitt 32 erleichtert
das Ausrichten der Schraubengewindegänge 30 in Fluchtung
mit der Gewinde-Bohrung 64 der Mutter 60, wobei
er eine mäßige Winkel-Versetzung zwischen
dem Schaft-Abschnitt 20 und der Mutter 60 beim
Einführen
des Schaft-Abschnittes 20 darin kompensiert und einen richtigen Gewinde-Eingriff
dazwischen fördert.
Gemäß der Erfindung
beträgt
der Winkel der Verjüngung
ungefähr 14
Grad.
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2 zeigt
zumindest einige der Schraubengewindegänge auf dem verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnitt 32,
die aus beabstandeten Nocken (lobes) gebildet sind, von denen einige
mit den Zahlen 36, 37 und 38 gekennzeichnet
sind, und welche vorzugsweise im Wesentlichen gleich um den Umfang
des Schaft-Abschnittes 20 beabstandet
sind. Der Nocken aufweisende Gewinde-Schaft-Abschnitt kompensiert sogar eine hochgradigere
Versetzung zwischen dem Schaft-Abschnitt 20 und
der Mutter 60 nach dem Einsetzen des Schaft-Abschnittes
darin und fördert
einen richtigen Gewinde-Eingriff dazwischen, als es ohne die Nocken
aufweisenden Gewindegänge
kompensierbar wäre.
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Die 1 und 2 zeigen die Schraubengewindegänge des
verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes 32, welcher einen Flankenwinkel
hat, der größer als
ein Flankenwinkel der Schraubengewindegänge des verbleibenden, nicht
verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes 34 ist. Der Flankenwinkel des verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnittes 32 nimmt
zu dem Spitzen-Abschnitt 26 des Schaft-Abschnittes 20 hin
zu. In der beispielhaften Ausführungsform
beträgt der
Flankenwinkel des nicht verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes 34 ungefähr 60 Grad, und mit abnehmenden
Durchmesser des Gewinde-Schaft-Abschnittes 32 zu dem Ende 27 hin,
nimmt der Flankenwinkel davon auf ungefähr 100 Grad zu. Der zunehmende
Flankenwinkel des verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes 32 erleichtert auch das Ausrichten
der Schraubengewindegänge 30 in
Fluchtung mit der Gewinde-Bohrung 64 der Mutter 60,
welcher ferner eine mäßige Winkel-Versetzung
zwischen dem Schaft-Abschnitt 20 und der Mutter 60 nach
dem Einsetzen des Schaft-Abschnittes 20 darin kompensiert
und ferner einen richtigen Gewinde-Eingriff dazwischen fördert, und
wobei er dabei ferner die Effektivität, mit welcher der Gewinde-Schaft-Abschnitt 30 mit
der Gewinde-Bohrung 64 der Mutter 60 richtig in
Gewinde-Eingriff gebracht wird, erhöht.
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5 zeigt
ein nicht verkantendes Gewinde-Befestigungselement 10,
welches in der beispielhaften Ausführungsform ein doppelt endendes Schaft-Befestigungselement
ist, welches gegenüberliegende
Gewinde-Endabschnitte hat, von denen jeder mit einer Gewinde-Bohrung,
die in einer oder durch eine Mutter oder ein anderes Körperelement angeordnet
ist, in Eingriff gebracht werden kann. Die Erfindung ist auch bei
vielen anderen Gewinde-Befestigungselementen anwendbar, zum Beispiel
bei Gewinde-Bolzen, die ein Torsions-Ende haben, und bei Gewinde-Schaft-Elementen,
die von Artikeln und Maschinen hervorstehen. Die Erfindung ist allgemeiner
bei jeglichem Gewinde-Schaft-Element, das in Eingriff mit einer
Gewinde-Bohrung gebracht werden kann, anwendbar.
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5 zeigt
das nicht verkantende Gewinde-Befestigungselement 110,
welches allgemein einen Schaft-Abschnitt 120, der eine
axiale Abmessung 122 hat, aufweist. Der Schaft-Abschnitt 120 weist
allgemein mindestens einen vorderen Endabschnitt auf, und bei dem
beispielhaften doppelt endenden Gewinde-Schaft-Befestigungselement von 5 weist der Schaft-Abschnitt 120 einen
ersten vorderen Endabschnitt 130 mit einem entsprechenden
ersten Ende 132, und einen gegenüberliegenden zweiten vorderen
Endabschnitt 131 mit einem entsprechenden zweiten Ende 133 auf.
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Das Befestigungselement 110 weist
Schraubengewindegänge
auf, die einen Außendurchmesser und
einen Innendurchmesser haben, wie es für Schraubengewindegänge typisch
ist, die im Allgemeinen einen oder mehrere Gewinde-Schaft-Abschnitte
auf dem Schaft-Abschnitt 120 bilden. In 5 bilden Schraubengewindegänge auf
dem Schaft-Abschnitt 120 einen ersten Gewinde-Schaft-Abschnitt 140 nahe
dem ersten Ende 132 davon, und einen zweiten Gewinde-Schaft-Abschnitt 141 nahe
dem zweiten Ende 133 davon. Der zweite Gewinde-Schaft-Abschnitt 141 erstreckt
sich axial entlang dem zweiten vorderen Endabschnitt 131 zu dem
zweiten Ende 133. In 5 weist
der Schaft-Abschnitt 120 des doppelt endenden Schaft-Befestigungselements
einen, nicht mit einem Gewinde versehenen, dazwischenliegenden,
zylindrischen Abschnitt 121 auf, der zwischen dem ersten
und dem zweiten Gewinde-Schaft-Abschnitt 140 und 141 davon
angeordnet ist.
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Allgemein wird ein verjüngter Gewinde-Schaft-Abschnitt
vorzugsweise auf dem Gewinde-Schaft-Abschnitt nahe dem Ende des
Schaft-Abschnittes ausgebildet, wobei der Gewinde-Schaft-Abschnitt
einen verbleibenden, nicht verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitt
aufweist. Der verjüngte
Gewinde-Schaft-Abschnitt verengt sich axial in Richtung des, oder
gegen den vorderen Endabschnitt des Schaft-Abschnitts. Und bei Ausführungsformen,
bei welchen der vordere Endabschnitt auch ein Gewinde aufweist,
verengt sich der verjüngte
Gewinde-Schaft-Abschnitt axial in Richtung des Endes des Schaft-Abschnittes.
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Die 5 und 6 zeigen einen ersten verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnitt 142,
der auf dem ersten Gewinde-Schaft-Abschnitt 140 nahe dem
ersten Ende 132 des Schaft-Abschnittes 120 gebildet
ist, wobei der erste Gewinde-Schaft-Abschnitt 140 einen ersten,
verbleibenden, nicht verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitt 144 aufweist. Der erste verjüngte Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 verengt
sich axial in Richtung des ersten, vorderen Endabschnittes 130 des
Schaft-Abschnittes 120. Der zweite Gewinde-Schaft-Abschnitt 141 hat
auch einen entsprechenden, zweiten, verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnitt 145,
der darauf gebildet ist, und der sich in Richtung des zweiten Endes 133 davon
verengt, und einen zweiten, verbleibenden, nicht verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnitt,
wie oberhalb diskutiert wurde.
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In den 5 und 6 hat der verjüngte Gewinde-Schaft-Abschnitt
eine axiale Abmessung, welche zwischen ungefähr 3 und ungefähr 4 Gewindesteigungen
des Schraubengewindes entspricht, obwohl diese axiale Abmessung
exemplarisch ist und nicht beabsichtigt ist, begrenzend zu sein.
Der verjüngte Gewinde-Schaft-Abschnitt verjüngt sich
allgemein mit einem Verjüngungswinkel
in einem Bereich zwischen ungefähr
10 Grad und ungefähr
20 Grad. In der beispielhaften Ausführungsform von 6 beträgt der Verjüngungswinkel des ersten verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnittes 142 ungefähr 14 Grad.
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Allgemein haben die Schraubengewindegänge des
verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes einen
Flankenwinkel, welcher größer ist
als ein Flankenwinkel der Schraubengewindegänge des verbleibenden, nicht
verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes.
Der Flankenwinkel des verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes nimmt allgemein mit abnehmendem Durchmesser
des verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes
in Richtung zu dem Ende des Befestigungselementes hin zu.
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In 6 beträgt der Flankenwinkel
des ersten, nicht verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes 144 ungefähr 60 Grad,
und der Flankenwinkel des ersten verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnittes 142 nimmt
von ungefähr 60 an
der Schnittstelle mit dem ersten, nicht verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnitt 144 auf
ungefähr
100 Grad an dem engsten Durchmesser des ersten, verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnittes 142 in
Richtung zu dem ersten Ende 132 zu. Die Schraubengewindegänge des
verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes 142 haben vorzugsweise die gleiche
Gewindesteigung wie die Schraubengewindegänge des nicht verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnittes 144.
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5 zeigt
einen zylindrischen Schaft-Abschnitt 150, welcher allgemein
zwischen dem ersten Ende 132 und dem ersten Gewinde-Schaft-Abschnitt 140 platziert
ist, und 6 zeigt den
zylindrischen Schaft-Abschnitt 150, der vorzugsweise benachbart zu
dem ersten verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 angeordnet ist. Der zylindrische
Schaft-Abschnitt 150 ist auch vorzugsweise frei von Schraubengewindegängen, und
hat einen Durchmesser, der vorzugsweise nicht größer als der Innendurchmesser
des Gewinde-Schaft-Abschnittes 140 ist. In der beispielhaften
Ausführungsform
von 8 hat der zylindrische
Schaft-Abschnitt 150 eine axiale Abmessung, welche ungefähr einer
Gewindesteigung der Schraubengewindegänge entspricht, und in anderen
Ausführungsformen
kann die axiale Abmessung davon mehr oder weniger sein, abhängig von
der speziellen Anwendung. Die axiale Abmessung des zylindrischen
Schaft-Abschnittes 150 ist vorzugsweise ausreichend lang,
um eine wesentliche Fluchtung des Schaft-Abschnittes 120 in der Gewindebohrung
aufrechtzuerhalten, darf jedoch auch nicht so lang sein, dass sie
die anfängliche,
kippende Ausrichtung eines nicht fluchtenden Schaft-Abschnittes 120 behindert, wie
nachfolgend diskutiert wird.
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Allgemein hat in Ausführungsformen,
bei denen der vordere Endabschnitt frei von Schraubengewindegängen ist,
oder kein Gewinde aufweist, der vordere Endabschnitt einen Durchmesser,
welcher geringer als der Außendurchmesser
des Gewinde-Schaft-Abschnittes 140 ist, und vorzugsweise
geringer als oder gleich wie, oder nicht größer als der Innendurchmesser
des Gewinde-Schaft-Abschnittes 140.
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Die 5 und 7 zeigen den ersten vorderen Endabschnitt 130,
welcher frei von Schraubengewindegängen ist und ferner einen ersten
Spitzen-Abschnitt mit einem Antriebswerkzeug-Eingreifende oder einer
Torsions-Oberfläche 160 aufweist.
In der beispielhaften Ausführungsform,
die in den 5 und 6 gezeigt ist, hat die Torsions-Oberfläche 160 mehrere
Nocken 162, die radial nach außen hervorstehen. In alternativen
Ausführungsformen
hat die Torsions-Oberfläche 160 jedoch
andere Konfigurationen, zum Beispiel eine hexagonale oder eine allgemein
mehrkantige innere oder äußere Oberfläche, wie
es allgemein bekannt ist. Die 5-7 zeigen den vorderen Endabschnitt 130,
welcher einen Durchmesser hat, der geringer als der Innendurchmesser des
Gewinde-Schaft-Abschnittes 140 ist, und wobei der erste,
vordere Endabschnitt 130 einen, kein Gewinde aufweisenden,
verjüngten
Abschnitt 134 aufweist, der sich axial von dem zylindrischen Schaft-Abschnitt 150 in
Richtung zu der Torsions-Oberfläche 160 verengt,
und folglich für
den reduzierten Durchmesser sorgt.
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8 zeigt
einen alternativen vorderen End-Abschnitt 130, welcher
eine, im Wesentlichen ringförmige
Rinne 170 hat, die um den Schaft-Abschnitt herum zwischen
dem Gewinde-Schaft-Abschnitt und dem zylindrischen Schaft-Abschnitt 150 angeordnet
ist. Die im Wesentlichen ringförmige
Rinne 170 ist konkav und hat eine allgemein gerundete Form.
Die im Wesentlichen ringförmige
Rinne 170 ist vorzugsweise benachbart zu dem ersten, verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 und
benachbart zu dem zylindrischen Schaft-Abschnitt 150 angeordnet. Die
im Wesentlichen ringförmige
Rinne 170 hat allgemein einen Durchmesser, welcher kleiner
ist als der Innendurchmesser des Gewinde-Schaft-Abschnittes. Und
wenn sie in Kombination mit einem zylindrischen Schaft-Abschnitt 150 verwendet
wird, hat die im Wesentlichen ringförmige Rinne 170 vorzugsweise
einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des zylindrischen
Schaft-Abschnittes 150 ist. Die im Wesentlichen ringförmige Rinne 170 hat
eine axiale Abmessung in einem Bereich, welcher zwischen ungefähr einer
und ungefähr
zwei Gewindesteigungen des Schraubengewindes entspricht.
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8 zeigt
auch den ersten vorderen Endabschnitt 130, welcher einen
Spitzen-Abschnitt mit einer zumindest teilweise, im Wesentlichen
gerundeten Oberfläche 180 hat,
die ein relativ flaches Ende 182 aufweisen kann, was einem
des ersten und zweiten Endes 132 und 133, die
in 5 gezeigt sind, entspricht.
Die im Wesentlichen gerundete Oberfläche 180 kann eine
im Wesentlichen sphärische
oder ellipsoide oder parabolische oder anders unregelmäßig gerundete
Oberfläche
mit oder ohne dem relativ flachen Endabschnitt 182 sein.
In 8 ist die im Wesentlichen
gerundete Oberfläche 180 benachbart zu
einem zylindrischen Schaft-Abschnitt 150.
Die im Wesentlichen gerundete Oberfläche 180 kann direkt benachbart
zu dem zylindrischen Schaft-Abschnitt 150 der 5 und 6 an Stelle der Torsions-Oberfläche 160,
mit oder ohne dem ringförmigen
Rinnen-Abschnitt 170, angeordnet sein.
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9 zeigt
das Befestigungselement 110 und im Spezielleren den ersten,
vorderen Endabschnitt 130 davon, welcher in eine Gewinde-Bohrung 190 platziert
ist, die zumindest teilweise in oder vollständig durch eine Mutter oder
irgendein anderes Körperelement
angeordnet ist. Der erste vordere Endabschnitt 130 ist
frei von Schraubengewindegängen und
hat einen Durchmesser, der kleiner als oder gleich dem Außendurchmesser
ist, und vorzugsweise nicht größer als
der Innendurchmesser davon ist. Folglich ist der vordere Endabschnitt 130 des
Befestigungselements relativ einfach in der Gewinde-Bohrung 190 platzierbar.
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9 zeigt
den zylindrischen Schaft-Abschnitt 150, welcher allgemein
den Schaft-Abschnitt 120 in die Gewinde-Bohrung 190 führt. So
wie der vordere Endabschnitt 130 weiter in die Gewinde-Bohrung 190 eingesetzt
wird, richtet der zylindrische Schaft-Abschnitt 150 zunehmend
den Schaft-Abschnitt 120 bezüglich dem Winkel axial mit der
Gewinde-Bohrung 190 aus, bis der verjüngte Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 beginnt,
in die Gewinde-Bohrung 190 einzutreten.
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So wie der verjüngte Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 in
die Gewinde-Bohrung 190 eintritt, erleichtert der verjüngte Gewinde-Schaft 142 eine
weitere axiale Ausrichtung des Befestigungselement-Schaftes 120 in
Fluchtung mit der Gewinde-Bohrung 190 und
fördert
einen richtigen Gewinde-Eingriff dazwischen. Im Spezielleren kompensiert der
verjüngte
Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 eine mäßige Winkel-Versetzung zwischen
dem Gewinde-Schaft-Abschnitt 140 und der Gewinde-Bohrung 190 bei
dem weiteren Einführen
des verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitts 142 in die Bohrung 190.
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Der zunehmende Flankenwinkel des
verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitts 142 in Richtung des Endes 132 des
Befestigungselements 110 erleichtert die Ausbildung des
verjüngten
Gewinde-Abschnittes 142 auf dem Gewinde-Schaft-Abschnitt 140 und
gewährleistet
einen relativ kontinuierlichen Übergang
zwischen dem verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 und dem zylindrischen Schaft-Abschnitt 150.
Der erste verjüngte
Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 ist besonders effektiv für eine axiale
Ausrichtung und für
einen richtigen Eingriff mit der Gewinde-Bohrung 190, wenn die Schraubengewindesteigung
auf dem verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 die gleiche
ist wie die Schraubengewindesteigung auf dem verbleibenden, nicht
verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnitt 144, wie es oberhalb in Verbindung
mit einer bevorzugten, exemplarischen Ausführungsform diskutiert wurde.
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In der beispielhaften Ausführungsform
beträgt
die axiale Abmessung des zylindrischen Schaft-Abschnittes 150 ungefähr eine
Gewindesteigung der Schraubengewindegänge und der Verjüngungswinkel
des verjüngten
Gewinde-Schaft-Abschnittes 142 beträgt ungefähr 14 Grad,
wie oberhalb diskutiert wurde. Der Bereich der Winkel-Versetzung, welcher
durch diese beispielhafte Befestigungselement-Konfiguration kompensiert
wird, liegt in einem Bereich zwischen ungefähr 0 Grad und ungefähr 10 Grad.
Es ist jedoch mit diesem beispielhaften Winkel-Versetzungs-Kompensationsbereich
nicht beabsichtigt, begrenzend zu sein, da der Bereich allgemein
von dem Verjüngungswinkel
des verjüngten Gewinde-Schaft-Abschnittes 142 und
der axialen Abmessung oder Länge
des zylindrischen Schaft-Abschnittes 150 und des vorderen
Endabschnittes 130 abhängt,
welche beide Änderungen
unterliegen, die von den spezifischen Anforderungen der speziellen Anwendung
abhängen.
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10 zeigt
den ersten, vorderen Endabschnitt 130 des Befestigungselements,
der in eine Gewinde-Bohrung 190 eingesetzt ist. Die im Wesentlichen
gerundete Oberfläche 180 erleichtert das
Einstellen der axialen Fluchtung und Winkel-Fluchtung des Befestigungselement-Schaft-Abschnittes 120 relativ
zu der Gewinde-Bohrung 190, besonders wenn die anfängliche
Versetzung dazwischen erheblich ist. Im Spezielleren erleichtert
die im Wesentlichen gerundete Oberfläche 180 die anfängliche,
kippende Anpassung oder Ausrichtung des Schaft-Abschnittes 120 in der Gewinde-Bohrung 190,
um eine Versetzung dazwischen zu kompensieren, während dem anfänglichen
Einsetzen des vorderen Endabschnittes 130 in die Gewinde-Bohrung 190.
Die im Wesentlichen gerundete Oberfläche 180 erlaubt die
Kompensation von soviel wie 130 Grad oder mehr an Winkel-Versetzung
zwischen dem Schaft-Abschnitt 120 und der Gewinde-Bohrung 190. So
wie der vordere Endabschnitt 130 des Befestigungselements 110 weitergehend
zu der Gewinde-Bohrung 190 fluchtend ausgerichtet wird
und weiter in die Gewinde-Bohrung 190 eingeführt wird,
treten der zylindrische Schaft-Abschnitt 150 und der verjüngte Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 in
die Gewinde-Bohrung ein und bieten eine noch weitere, genauere Ausrichtung
dazwischen, wie oberhalb diskutiert wurde.
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Die im Wesentlichen ringförmige Rinne 170, welche
vorzugsweise einen Durchmesser hat, der geringer als der Innendurchmesser
des Gewinde-Schaft-Abschnittes 140 ist,
kompensiert eine noch größere, anfängliche
Winkel-Versetzung zwischen dem Schaft-Abschnitt 120 und
der Gewinde-Bohrung 190. Im Spezielleren nimmt die im Wesentlichen
ringförmige
Rinne 170 einen ringförmigen Kanten-Abschnitt 192 der
Gewinde-Bohrung 190 auf, wobei sie dadurch eine relativ
erhöhte,
anfängliche Winkel-Versetzung
zwischen dem Schaft-Abschnitt 120 und der Gewinde-Bohrung 190 zulässt, zum
Beispiel ungefähr
35 Grad in der beispielhaften Ausführungsform von 10, obwohl dieser Winkel größer oder
kleiner sein kann, was von der axialen Länge und dem Durchmesser der
im Wesentlichen ringförmigen
Rinne 170 abhängt.
Die gekrümmte
Oberfläche
der im Wesentlichen ringförmigen
Rinne 170 erleichtert das Einstellen der axialen Fluchtung
und Winkel-Fluchtung zwischen dem Schaft-Abschnitt 120 und
der Gewinde-Bohrung 190 durch Bereitstellen einer relativ
kontinuierlichen Eingreif-Oberfläche entlang
der axialen Abmessung des Schaft-Abschnittes 120 für den ringförmigen Kanten-Abschnitt 192, während dem
kippenden Anpassen des Befestigungselement-Schaftes 120.
Die im Wesentlichen ringförmige
Rinne 170 ist besonders effektiv, wenn sie in Kombination
mit der im Wesentlichen gerundeten Oberfläche 180 verwendet
wird. Die im Wesentlichen ringförmige
Rinne 170 erlaubt folglich das anfängliche Einstellen des Befestigungselements 110 relativ
zu der Gewinde-Bohrung 190, zumindest bis andere Eigenschaften
der Erfindung, beispielsweise der zylindrische Schaft-Abschnitt 150 und/oder
der verjüngte
Gewinde-Schaft-Abschnitt 142 einsetzbar sind, um den Befestigungselement-Schaft-Abschnitt 120 weiter
fluchtend auszurichten und weitergehender in Eingriff zu bringen
mit der Gewinde-Bohrung 190, wie oberhalb diskutiert wurde.