DE9308096U1 - Arrangement for securing screws against loss - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verliersicherung
von Schrauben, insbesondere von Schaftschrauben, welche ein Bolzengewinde an einem Schraubenende und einen gewindefreien
Bolzenabschnitt zwischen einem Schraubenkopf und dem Bolzengewinde aufweisen.The invention relates to an arrangement for securing against loss
of screws, in particular shaft screws, which have a bolt thread at one screw end and a thread-free bolt section between a screw head and the bolt thread.
Zum Verbinden oder zur Montage von Bauteilen, Geräteteilen, Blechen und dergleichen wird eine Schraube in Bohrungen der
zu verbindenden Teile eingeführt und festgeschraubt. Bei
Schaftschrauben gelangt dabei das Bolzengewinde in Eingriff mit einer Gewindebohrung, welche wenigstens in einem der
Verbindungsteile ausgebildet ist.To connect or assemble components, device parts, sheets and the like, a screw is inserted into holes in the parts to be connected and screwed tight.
The bolt thread engages with a threaded hole in at least one of the
connecting parts.
Es ist bekannt, eine Verliersicherung für Schrauben mit
Hilfe von Sprengringen oder Federringen zu erreichen. Diese Spreng- oder Federringe rasten im Bereich des überstehenden
Schraubenschaftes in einen Gewindegang des Bolzengewindes
oder in eine umlaufende Nut ein und bewirken die Unverlierbarkeit einer Schraube. Bei einer Dünnschaftschraube ist es
üblich, einen relativ kurzen, endseitigen Schaftabschnitt
mit einem Außengewinde zu versehen, welches mit einer entsprechend ausgebildeten Gewindebohrung in einem Verbindungsteil
als Schraubensicherung zusammenwirkt.It is known to provide a loss protection for screws with
The use of snap rings or spring washers can be achieved. These snap rings or spring washers snap into a thread of the bolt thread in the area of the protruding screw shaft.
or in a circumferential groove and ensure that a screw cannot be lost. With a thin-shaft screw, it is usual to have a relatively short, end-side shaft section
to be provided with an external thread which interacts with a correspondingly designed threaded hole in a connecting part as a screw locking device.
Ferner ist es bekannt, auf ein aus der Durchgangsbohrung herausragenden Abschnitt eines Bolzengewindes einen Schrumpfschlauch aufzubringen. Dieser Schrumpfschlauch oder eine ähnliche Maßnahme blockiert Gewindegänge des Bolzengewindes, so daß ein Entfernen der Schraube und Lösen der Schraubverbindung ohne Zerstörung nicht oder nur schwer möglich ist.It is also known to apply a shrink tube to a section of a bolt thread that protrudes from the through hole. This shrink tube or a similar measure blocks the threads of the bolt thread, so that removing the screw and loosening the screw connection without destroying it is impossible or difficult.
Nachteilig bei diesen Sicherungsmaßnahmen ist der für das Herstellen und Anordnen der Sicherungselemente verbundene Aufwand, der Zusatzkosten verursacht und insbesondere zu höheren Lohn- und Montagekosten führen kann.The disadvantage of these security measures is the effort involved in producing and arranging the security elements, which causes additional costs and can in particular lead to higher wage and assembly costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besonders einfache und effiziente Anordnung die Unverlierbarkeit von Schrauben in Schraubverbindungen zu gewährleisten. The invention is based on the object of ensuring the captivity of screws in screw connections by means of a particularly simple and efficient arrangement.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen und in der Figurenbeschreibung enthalten.According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of claim 1. Useful and advantageous embodiments are contained in the subclaims and in the description of the figures.
Die erfindungsgemäße Anordnung geht von Schrauben aus, welche zwischen einem Schraubenkopf und einem Bolzengewinde einen gewindefreien Bolzenabschnitt aufweisen und als Dünnschaf tschrauben bezeichnet werden. Zur erfindungsgemäßen Sicherung einer Schraubverbindung von wenigstens zwei Teilen, die in Form, Material und Einsatzgebiet keinen Beschränkungen unterworfen sind und nachfolgend vereinfacht als Verbindungsteile bezeichnet werden, ist an einem schraubenkopfseitigen Teil eine Bohrung ausgebildet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Schraubenschaftes. The arrangement according to the invention is based on screws which have a thread-free bolt section between a screw head and a bolt thread and are referred to as thin-shaft screws. In order to secure a screw connection according to the invention of at least two parts, which are not subject to any restrictions in terms of shape, material and area of application and are referred to simply below as connecting parts, a hole is formed on a part on the screw head side, the diameter of which is larger than the diameter of the screw shaft.
Bevorzugt ist der Durchmesser der Bohrung geringfügig größer als der Durchmesser des gewindefreien Bolzenabschnittes und als der Außendurchmesser des endseitigen Bolzengewindes, so daß die Schraube unbehindert in diese Bohrung eingeführt werden kann. Der gewindefreie Bolzenabschnitt kann auch als eine umlaufende Nut im Gewindeauslauf bzw. im Übergang zwischen Schraubenkopf und Bolzengewinde ausgebildet sein.Preferably, the diameter of the hole is slightly larger than the diameter of the thread-free bolt section and than the outside diameter of the end bolt thread, so that the screw can be inserted into this hole without hindrance. The thread-free bolt section can also be designed as a circumferential groove in the thread run-out or in the transition between the screw head and the bolt thread.
Gemäß der Erfindung ist die Oberfläche des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils in einem Auflagebereich des Schraubenkopfes als ein erhöhter Materialring oder als nahezu ringförmige Ausformung ausgebildet. Während des Befestigungsvorganges, d.h. beim Einschrauben und Anziehen der Schraube, wird der Materialring durch eine Flächenpressung des an- oder aufliegenden Schraubenkopfes kalt verformt und in einen ringförmigen Zwischenraum gepreßt, welcher zwischen dem gewindefreien Bolzenabschnitt bzw. der Nut und der Wandung der Bohrung im Bereich des Materialringes gebildet ist. Sobald der Schraubenkopf auf der Oberfläche des Verbindungsteils eben aufliegt, ist bei entsprechender Dimensionierung des Materialringes im Verhältnis zum Schaftdurchmesser und Innendurchmesser der Bohrung des Verbindungsteils ein Sicherungsring gebildet, durch den die Schraube unverlierbar gehalten ist.According to the invention, the surface of the screw head-side connecting part is designed as a raised material ring or as an almost ring-shaped formation in a support area of the screw head. During the fastening process, i.e. when screwing in and tightening the screw, the material ring is cold-formed by a surface pressure of the screw head that is in contact with or resting on it and is pressed into an annular space that is formed between the thread-free bolt section or the groove and the wall of the hole in the area of the material ring. As soon as the screw head rests flat on the surface of the connecting part, a locking ring is formed if the material ring is dimensioned accordingly in relation to the shaft diameter and the inside diameter of the hole in the connecting part, by which the screw is held captive.
Bevorzugt ist der Materialring kegelstumpfförmig geformt mit einer ebenen Auflagefläche für den Schraubenkopf. Durch einen zur Schraubenachse abgeschrägten Kegelstumpfmantel ist die Richtung der Verformung vorgegeben.Preferably, the material ring is shaped like a truncated cone with a flat support surface for the screw head. The direction of the deformation is determined by a truncated cone shell that is bevelled towards the screw axis.
Bei zu verbindenden Blechen kann der Materialring zusammen mit der Bohrung, die auch als Durchgangsbohrung bezeichnet werden kann, durch einen Stanz- und Biegeprozeß hergestellt werden.When joining sheets of metal, the material ring can be produced together with the hole, which can also be referred to as a through hole, using a punching and bending process.
Bevorzugt wird der Materialring dem zu verbindenden Teil angegossen. Insbesondere bei Aluminium- Druckguß wird so verfahren.Preferably, the material ring is cast onto the part to be connected. This is particularly the case with aluminum die casting.
Besonders vorteilhaft für die Bildung eines Sicherungsringes beim Schraubenanziehen ist eine Bohrung im schraubenkopfseitigen Verbindungsteil, welche einen konischen, sich zum Materialring verjüngenden Übergangsbereich aufweist. Dadurch ist eine umlaufende Eckenausbildung vorhanden sowie zur Schraubenachse geneigte Flächenbereiche, die eine definierte Verformung des Materialringes gewährleisten.A particularly advantageous feature for the formation of a locking ring when tightening screws is a hole in the screw head-side connecting part, which has a conical transition area that tapers towards the material ring. This creates a circumferential corner formation as well as surface areas that are inclined towards the screw axis, which ensure a defined deformation of the material ring.
Der Sicherungsring hält die Schraube sicher und unverlierbar, wobei auch ein Herausdrehen der Schraube und ein Lösen der Schraubverbindung ohne Zerstörung nicht möglich ist.The locking ring holds the screw securely and captively, and it is not possible to unscrew the screw and loosen the screw connection without destroying it.
Um ein Lösen einer erfindungsgemäß gesicherten Schraubverbindung zu erreichen, sind in einer Weiterbildung der Erfindung in der Bohrung des schraubkopfseitigen Verbindungsteils, bevorzugt im Übergangsbereich und bis zum Materialring reichende Stege angeordnet. Diese Stege sind zusammen mit dem Sicherungsring angegossen. Wenn der Materialring beim Anziehen der Schraube in Richtung Schraubenachse eingepreßt wird, knicken die in einem gleichen Abstand angeordneten Stege ein und liegen als abgewinkelte Sicherungsstege zusätzlich zum Sicherungsring am Schraubenschaft an. In order to release a screw connection secured according to the invention, in a further development of the invention, webs are arranged in the bore of the screw head-side connecting part, preferably in the transition area and extending to the material ring. These webs are cast together with the locking ring. When the material ring is pressed in towards the screw axis when the screw is tightened, the webs arranged at the same distance bend and rest on the screw shaft as angled locking webs in addition to the locking ring.
Diese Anordnung mit zweifacher Schraubensicherung weist als einen weiteren, wesentlichen Vorteil die Möglichkeit auf, die Schraube aus der Gewindebohrung herauszudrehen und die Schraubverbindung zwischen Verbindungsteilen ohne Zerstörung zu lösen.Another significant advantage of this arrangement with double screw locking is the ability to unscrew the screw from the threaded hole and loosen the screw connection between connecting parts without destroying it.
Es wurde gefunden, daß die abgewinkelten Sicherungsstege beim Herausschrauben nahezu als Schneidelemente wirken und am Bolzengewinde angreifen. Daraus resultiert ein Zertrennen des Sicherungsringes, so daß die Schraube nicht mehr eingepreßt ist und folglich entnommen werden kann.It was found that the angled locking bars act almost like cutting elements when unscrewing and attack the bolt thread. This results in the locking ring breaking so that the screw is no longer pressed in and can therefore be removed.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter beschrieben; in dieser zeigen:The invention is further described below with reference to a drawing, in which:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung ;Fig. 1 shows a longitudinal section through an arrangement according to the invention ;
Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß Fig. 1 mit gesicherter Schraubverbindung;Fig. 2 shows a longitudinal section according to Fig. 1 with secured screw connection;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein schraubenkopfseitiges Verbindungsteil mit Materialring und Stegen;Fig. 3 a longitudinal section through a screw head-side connecting part with material ring and webs;
Fig. 4 eine Ansicht der Bohrung gemäß Pfeil A in Fig. 3 undFig. 4 is a view of the bore according to arrow A in Fig. 3 and
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Schraubverbindung mit Sicherungsring und Sicherungsstegen.Fig. 5 a longitudinal section through a screw connection with locking ring and locking bars.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schraubensicherung gezeigt. Als Schraube 3 ist eine Dünnschaftschraube mit einem Schraubenkopf 5, einem Bolzengewinde 7 und einem gewindefreien Bolzenabschnitt 9 zwischen dem Schraubenkopf und dem Bolzengewinde zur Befestigung von Verbindungsteilen 22, 24 vorgesehen. Zum Verspannen der Verbindungsteile 22, 24 wird die Schraube 3 in eine Bohrung 12 des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils 22 eingeführt und in eine Gewindebohrung 13 des zweiten Verbindungsteils 24 eingeschraubt.Fig. 1 shows a first embodiment of a screw lock in a schematic representation. The screw 3 is a thin-shaft screw with a screw head 5, a bolt thread 7 and a thread-free bolt section 9 between the screw head and the bolt thread for fastening connecting parts 22, 24. To tighten the connecting parts 22, 24, the screw 3 is inserted into a hole 12 of the screw-head-side connecting part 22 and screwed into a threaded hole 13 of the second connecting part 24.
Als Verliersicherung ist in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in einem Auflagebereich 25 des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils 22 ein überstehender Materialring 27 ausgebildet, der die Form eines Pyramidenstumpfes aufweist. Grundsätzlich ist auch eine manschetten- oder kragenartige Ausformung möglich. Vorteilhaft ist bei dem in Fig. 1 gezeigten, pyramidenstumpfförmigen Materialring 27 eine zum Schraubenkopf 5 gerichtete, ebene Auflagefläche 29, welche eine optimale Flächenpressung des Schraubenkopfes 5 beim Anziehen der Schraube 3 bewirkt.In the first embodiment according to Fig. 1 and Fig. 2, a protruding material ring 27 in the shape of a truncated pyramid is formed as a loss prevention device in a support area 25 of the screw head-side connecting part 22. In principle, a sleeve- or collar-like shape is also possible. The truncated pyramid-shaped material ring 27 shown in Fig. 1 has an advantageous flat support surface 29 directed towards the screw head 5, which ensures optimal surface pressure on the screw head 5 when the screw 3 is tightened.
Aufgrund der Flächenpressung und der Dimensionierung und Formgebung der Bohrung 12 im Bereich des Materialringes 27 wird eine Verformung des Materialringes 27 in einen Sicherungsring 17 (siehe Fig. 2) hervorgerufen. Um die Ausformung eines am gewindefreien Bolzenabschnitt 9 angepreßten Sicherungsringes 17 zu ermöglichen, ist der Durchmesser der Bohrung 12 sowohl im Bereich des Materialringes 27 als auch im unteren Bereich 26 und in einem konisch verlaufenden Übergangsbereich 23 größer als der Schaftdurchmesser. In den dadurch gebildeten Zwischenraum wird beim Anziehen der Schraube 3 das Material des Materialringes 27 durch Kaltverformung gepreßt, so daß es als Sicherungsring 17 am gewindefreien Bolzenabschnitt 9 anliegt und die Schraubensicherung bewirkt. Ein Lösen der Schraubverbindung gemäß Fig. 2 ist ohne Zerstörung der Schraube 3 bzw. der Verbindungsteile 22, 24 nicht möglich.Due to the surface pressure and the dimensioning and shape of the bore 12 in the area of the material ring 27, the material ring 27 is deformed into a locking ring 17 (see Fig. 2). In order to enable the formation of a locking ring 17 pressed onto the thread-free bolt section 9, the diameter of the bore 12 is larger than the shaft diameter both in the area of the material ring 27 and in the lower area 26 and in a conical transition area 23. When the screw 3 is tightened, the material of the material ring 27 is pressed into the gap thus formed by cold deformation, so that it rests on the thread-free bolt section 9 as a locking ring 17 and secures the screw. Loosening the screw connection according to Fig. 2 is not possible without destroying the screw 3 or the connecting parts 22, 24.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 bis 5 sind zusätzlich zu einem Materialring 27 an der Innenwandung einer Bohrung 12 im Bereich eines Übergangsbereiches 23 koaxial verlaufende, dünne und verbiegbare Stege 14 angeordnet. Aus der Ansicht gemäß Fig. 4 geht hervor, daß in diesem Ausführungsbeispiel vier Stege 14 angeordnet sind.In the embodiment according to Fig. 3 to 5, in addition to a material ring 27, coaxially extending, thin and bendable webs 14 are arranged on the inner wall of a bore 12 in the region of a transition region 23. From the view according to Fig. 4 it can be seen that four webs 14 are arranged in this embodiment.
Beim Eindrehen der Schraube 3 in eine Gewindebohrung 13 des unteren Verbindungsteiles 24 wird wiederum der angegossene Materialring 27 (Fig. 3) in Richtung zur Schraubenachse 18 kalt verformt, wobei ein am gewindefreien Bolzenabschnitt gepreßter Sicherungsring 17 entsteht (Fig. 5). Bei diesem Verformungsvorgang werden gleichzeitig die bis zum Materialring 27 reichenden Stege 14 zu abgewinkelten Sicherungsstegen 19 verformt, die analog zum Sicherungsring 17 am gewindefreien Bolzenabschnitt 9 angepreßt werden. Besonders vorteilhaft ist, daß die Sicherungsstege 19 mit ihren abgewinkelten Bereichen ein Herausdrehen der Schraube 3 ermöglichen, indem die abgewinkelten Bereiche als Elemente wirken, in welche die Gewindegänge der Schraube einschneiden, derart, daß das Gewinde auch durch den eingedrückten Ring 17 gepreßt wird, wenn die Schraube rückwärts ausgedreht wird. Danach wirkt das so gebildete Gewinde als sicherndes Element, wie bekannt, ohne jedoch den Arbeitsgang des Gewindeschneidens erfordert zu haben.When screwing the screw 3 into a threaded hole 13 of the lower connecting part 24, the cast material ring 27 (Fig. 3) is again cold-formed in the direction of the screw axis 18, whereby a locking ring 17 is pressed onto the thread-free bolt section (Fig. 5). During this deformation process, the webs 14 extending up to the material ring 27 are simultaneously deformed into angled locking webs 19, which are pressed onto the thread-free bolt section 9 in the same way as the locking ring 17. It is particularly advantageous that the locking webs 19 with their angled areas enable the screw 3 to be unscrewed, in that the angled areas act as elements into which the screw threads cut, such that the thread is also pressed through the pressed-in ring 17 when the screw is unscrewed backwards. The thread thus formed then acts as a securing element, as is known, but without requiring the thread cutting process.
Claims (10)
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| DE9308096U DE9308096U1 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Arrangement for securing screws against loss |
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