00003 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur

00004 Überlastsicherung beim Anziehen von Schraubbolzen

00005 und/oder Schraubmuttern. 00006

00007 In der Praxis kommt es nicht selten vor, daß Befesti-

00008 gungselemente der genannten Art über Gebühr angezogen

00009 werden. Beispielsweise Kunststoffteile tolerieren das

00010 bis zu einem gewissen hohen Grad, wenn es sich um zäh-

00011 elastische Plaste handelt. Hart-PVC-Teile neigen jedoch

00012 zu gefügeveränderndem Weißbruch bzw. sogar zu einer

00013 Rißbildung. Zu denken ist hier beispielsweise an Dach-

00014 eindeckungsplatten, die mit einer Konsole bestückt

00015 werden sollen, welche die Basis für weitere Dachaufbau-

00016 ten bilden, wie Dachtritte, Standroste etc. Hinzu

00017 kommt, daß solche Bauteile erheblichen Temperaturampli-

00018 tuden ausgesetzt sind, was bei zu fest angezogenen

00019 Schraubmuttern eine zusätzliche Gefahrenquelle bildet. 00020

00021 Aufgabe der Erfindung ist es, hier mit einfachen Mit-

00022 teln Abhilfe zu schaffen, also eine Vorrichtung anzuge-

00023 ben mittels der die Schraubanzugspannung in bestimmten,

00024 schadfreien Grenzen gehalten wird. 00025

00026 Gelöst ist diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angege-

00027 bene Erfindung. 00028

00029 Weitere Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen

00030 dieser Vorrichtung an. 00031

00032 Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 weist eine Trenn-

00033 schicht zwischen einem Außenteil, welches die Anfaßflä-

00034 ehe für ein Anfaßwerkzeug bspw. einen Schraubenschlüs-

00035 sei bildet, und einem ein Schraubgewinde tragenden

00036 Innenteil auf, die bei Überschreiten eines Grenz-Drehmo-

00037 ments eine Gleitbewegung zwischen Außenteil und Innen-

00038 teil freigibt. Die entsprechende Ansprechschwelle liegt

00039 bei 8-10 N/m. Die Trennschicht verläuft bspw. rotations- 00040 symmetrisch oder überbrückt in Form einzelner Material- 00041 brücken die Trennfuge insbesondere in einer rotations- 00042 symmetrischen Anordnung, so daß eine völlig ausgewogene

00043 Lastaufnahme vorliegt bis hin zur schlagartig einsetzen-

00044 den Zerreißgrenze. Insbesondere dann, wenn Materialbrük- 00045 ken durch punktförmige Auftragsstellen ausgebildet 00046 sind, bevorzugt als Schweißstellen und hierbei Punkt- 00047 Schweißstellen, werden drei winkelgleich verteilte, den 00048 gleichen Sollbruchwiderstand leistende Materialbrücken 00049 weiter bevorzugt vorgesehen. Nach einem weiteren Merk-

00050 mal der Erfindung ist die Trennschicht sich in die

00051 Trennfuge erstreckend ausgebildet. Eine vorteilhafte

00052 Ausgestaltung besteht darin, daß die Trennschicht in

00053 zerreißbarer Haftverbindung zum Außen- und/oder Innen-

00054 teil steht. Bei fehlender Haftverbindung am einen oder

00055 anderen Teil kann bspw. Reibungsschluß greifen. Weiter

00056 liegt eine vorteilhafte Variante der Vorrichtung vor

00057 durch einen Formschluß, vorzugsweise durch Riefelung

00058 gebildet zwischen Trennschicht und Außen- und/oder

00059 Innenteil. Eine solche Riefelung kann in einer im we-

00060 sentlichen axial orientierten Rippung bestehen oder

00061 einer Kreuzriefelung, so daß, erzielt durch eine solche

00062 Rauhung, bei Überschreiten des Grenz-Drehmoments sogar

00063 eine Art Bremslauf entsteht. Auch wird das Innenteil

00064 schon dadurch vor axialem Abrutschen bewahrt. Weiter

00065 wird vorgeschlagen, daß Formschluß-Riefen bzw. -Rippen

00066 an der Innen- und Außenseite versetzt zueinander liegen

00067 und in radialer Richtung einander nicht überlappen. Es

00068 ergibt sich also kein Klauenkupplungs-Effekt, sondern

00069 bei Grenz-Übertritt ein freier, wenn auch gebremster

00070 Drehlauf. Eine andere vorteilhafte Lösung ergibt sich

00071 sodann dadurch, daß die mindestens eine Trennschicht

00072 ausbildende Materialbrücke einen die Trennfuge zwischen

00073 Innen- und Außenteil übergreifenden Stopfen aufweist.

00074 Der oder die scheren schlagartig ab und wirken mit der

00075 Schnittstelle anschließend nahezu ebenso drehbremsend

00076 wie eine zusammenhängende Schicht. Dies oder auch ein

00077 schwach oder sogar ungebremstes Rotieren des Außenteils

00078 auf dem Innenteil ist durch den Bedienenden, auch durch

00079 den Laien, klar merkbar. Um nach Zerstören der Trenn¬

00080 schicht zu vermeiden, daß beispielsweise durch Vibrati¬

00081 onseinflüsse etc. das im Grunde freigewordene Außenteil

00082 verlorengeht, ist noch so vorgegangen, daß Innen- und

00083 Außenteil im Bereich mindestens einer Stirnfläche der

00084 Mutter oder des Schraubkopfes in Rippen/Nut-Eingriff

00085 zueinander stehen. Geht die zweckmäßig als Ringrippe

00086 ausgebildete Rippe vom Innenteil aus, so befindet sie

00087 sich am freien Ende des Kopfes, geht sie dagegen vom

00088 Außenteil aus, liegt sie am werkstückseitigen Ende des

00089 Kopfes.

00090

00091 Die Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen,

00092 die lediglich Ausführungsbeispiele zeigen, näher erläu¬

00093 tert. Es zeigt:

00094

00095 Fig. 1 die als Schraubbolzen ausgebildete Vorrichtung

00096 in Draufsicht,

00097

00098 Fig. 2 den Schnitt gemäß Linie II-II in Figur 1,

00099

00100 Fig. 3 in einem Schnitt eine Variante,

00101

00102 Fig. 4 eine weitere Variante der Vorrichtung in Drauf¬

00103 sicht,

00104

00105 Fig. 5 eine wiederum als Schraubmutter ausgebildete

00106 Vorrichtung in Draufsicht als Variante der

00107 Lösung gemäß Fig. 4, 00108

00109 Fig. 6 den Schnitt gemäß Linie VI-VI in Fig. 5 und 00110

00111 Fig. 7 eine Herausvergrößerung der linksseitigen

00112 oberen Partie der Fig. 6. 00113

00114 Die Vorrichtung V zur Überlastsicherung ist gemäß einem

00115 ersten Ausführungsbeispiel an einem Kopf 1 eines

00116 Schraubbolzens realisiert. Dieser ist dazu zweiteilig

00117 ausgebildet, und zwar in rotationssymmetrischer Tei-

00118 lung. So ergibt sich unter Beibehaltung der sonst übli-

00119 chen hexagonalen Umrißform und Gestalt hier ein Außen-

00120 teil 2 und ein Innenteil 3. Beide Kopfabmessungen sind

00121 hier von gleicher axialer Länge. 00122

00123 Die aufgrund der besagten Teilung vorliegende, konzen-

00124 trisch zur Längsmittelachse x-x des Kopfes 1 verlaufen-

00125 de Trennfuge 4 ist von plastischem bis in Grenzen

00126 verformbarem Material in Form einer ringförmigen Materi-

00127 albrücke überdeckt, die die Trennschicht T ausbildet.

00128 Die Materialbrücke setzt sich gleichfalls ringförmig

00129 umlaufend in der Trennfuge 4 fort. Die Trennschicht T

00130 kann als Klebeschicht realisiert sein. Beim Ausführungs-

00131 beispiel ist dagegen eine Kunststoffschicht bspw.

00132 vorgesehen. 00133

00134 Unabhängig davon ist die Funktion derart, daß die Tenn-

00135 schicht T bei Überschreiten eines bestimmten Grenz-Dreh-

00136 oments, einfließend über das Außenteil 2, eine Gleitbe-

00137 wegung zwischen dem Außenteil 2 und dem Innenteil 3

00138 erlaubt bzw. freigibt. 00139

00140 Die für das Anziehen notwendige Anfaßfläche 5 ist hier

00141 als üblicher Sechskant ausgebildet. Der Betätigung 00142 dient ein Anfaßwerkzeug in Form eines Maul- oder Ring- 00143 schlüsseis.

00144

00145 Das Innenteil 3 trägt an einer bolzenartigen Verlänge-

00146 rung ein Schraubgewinde 7 in Form eines Außengewindes. 00147

00148 Die Trennschicht T steht in zerreißbarer Haftverbindung

00149 zum Außenteil 2 und/oder Inneteil 3. Bei zu beiden Tei-

00150 len hin bestehender Haftverbindung und überwindbaren

00151 Kohäsionskräften, kann die Trennschicht T praktisch

00152 mittig reißen, wobei sich der Riß auch über den in der

00153 Trennfuge 4 fortsetzenden Anteil der Materialbrücke

00154 erstreckt. Eine Ablösung der Materialbrücke von den

00155 Teilen 2, 3 kann alternativ erfolgen. 00156

00157 Die Haftverbindung zum Außenteil 2 und/oder Innenteil 3

00158 hin kann über Haftvermittler entsprechend intensiv

00159 sein, und zwar in dem Sinne: die teileseitige Adhäsion

00160 ist größer als die Kohäsion. 00161

00162 Stattdessen oder zusätzlich kann aber auch eine Form-

00163 Schlußverbindung realisiert sein. Eine entsprechende

00164 Variante ergibt sich aus dem Horizontal-Schnitt gemäß

00165 Figur 3 durch eine Schraubenmutter 31 unterhalb der

00166 Materialbrücke. Sie besteht aus einer Riefelung R. Die

00167 etwas übertrieben wiedergegebene Riefelung R befindet

00168 sich zwischen dem sich in der Trennfuge 34 fortsetzen-

00169 den Teil T' der Trennschicht T und dem Muttern-Außen-

00170 teil 32 und/oder dem Muttern-Innenteil 33 mit einem

00171 Innengewinde 37 der Schraubmutter 31. Die erhabenen

00172 Partien der Riefelung sind im wesentlichen axial orien-

00173 tierte Rippen 38. Sie ragen auffallend tief in die

00174 Trennschicht T' hinein, dies aber so, daß sie in radia-

00175 1er Richtung einander nicht überlappen, die erstrebte

00176 durchgehende Gleitbewegung also nicht behindern.

00177

00178 Der in der Radialen auftretende Freistand zwischen den

00179 Köpfen der Rippen 38 ist in Figur 3 mit y bezeichnet.

00180

00181 Wie gleichfalls Figur 3 entnehmbar, sind die die For -

00182 schluß-Riefelung R bringenden Rippen 38 an der Innensei-

00183 te des Muttern-Außenteils 32 und an der Außenseite des

00184 Muttern-Innenteils 33 versetzt zueinander angeordnet.

00185 Sie erstrecken sich wechselweise jeweils in der Winkel-

00186 halbierenden der nutartigen Zwischenzone 39 der Riefe-

00187 lung R. Profilmäßig sieht die Trennschicht T' in der

00188 Variante gemäß Figur 3 abgeflacht mäanderförmig aus.

00189 Die Rippen 38 sind trapezförmigen Querschnitts. Die

00190 Basen der Trapeze fluchten mit der zylindrischen Wan-

00191 düng der Innenseite und der Außenseite entsprechend.

00192 Die Köpfe der Trapeze sind in Rotationsrichtung entspre-

00193 chend gerundet. 00194

00195 Die in Figur 3 eingezeichnete, im Querschnitt dreiecki-

00196 ge Rippenform ist ebenfalls denkbar. Diese Rippe trägt

00197 das Bezugszeichen 38'. Statt diese Rippen auf einem

00198 vielfachen Abstand der Rippenbreite zu halten, kann

00199 unter Weglassen der Zwischenzone 39 die nächste Rippe

00200 am Fuß der Rippe 38' sofort anschließen, dies im Sinne

00201 einer Innen- und AußenzahnungsStruktur, ohne Zahnein-

00202 griff in die entsprechenden Lücken natürlich. 00203

00204 Die dritte, sich aus Figur 4 ergebende Variante der

00205 Vorrichtung V ist dergestalt, daß die Trennschicht T

00206 von mindestens einer punktförmigen Auftragsstelle in

00207 Form einer die Trennfuge 44 überdeckenden Materialbrük-

00208 ke ausgebildet ist. Diese setzt sich in einem die Trenn-

00209 fuge 44 zwischen Muttern-Außenteil 42 und Muttern-Innen-

00210 teil 43 mit einem Innengewinde 47 übergreifenden Stop-

00211 fen 10 fort. Der weist zylindrischen Querschnitt auf

00212 und kann sich über die gesamte zur Verfügung stehende

00213 Tiefe (axiale Länge) der Schraubenmutter 41 erstrecken.

00214 Die den Stopfen 10 aufnehmende Bohrung trägt das Bezugs-

00215 zeichen 11. Die Bohrungsachse liegt in der Ebene der

00216 hier als Schattenfuge dargestellten Trennfuge 44. Die

00217 Bohrungsachse verläuft vorzugsweise raumparallel zur

00218 Längsmittelachse x-x der Schraubenmutter 41. 00219

00220 Wie Figur 4 weiter entnehmbar, können auch mehrere sol-

00221 eher Trennschichten auf der von 44 gebildeten Kreisli-

00222 nie plaziert sein. Die dort dargestellten zusätzlichen

00223 Trennschichten T sind in strichpunktierter Linienart

00224 angedeutet. Es ist eine gleichwinklige Verteilung der

00225 dort insgesamt drei Bohrungen 11 für die Stopfen 10 der

00226 Trennschichten T dargestellt. 00227

00228 Die Bohrungen 11 liegen in den Spitzenbereichen des

00229 Sechskants, wo eine große Materialstärke zur Verfügung

00230 steht. Neben der ausgebildeten Trennschicht T ist hier

00231 durch die vorgegebene Geometrie auch das den Stopfen 10

00232 bildende Material zwangsläufig zertrennbar auszufüh-

00233 ren. Es wird durch die Fugenausgangskanten wie von

00234 Schneidbacken durchtrennt. Die zylinderhälftenartigen

00235 Stopfenteile wirken sodann wie Bremsbacken, indem ihre

00236 Schnittflächen gegen die korrespondierenden Innen- und

00237 Außenwände des Muttern-Außenteils 43 und Muttern-Innen-

00238 teils 42 drücken. 00239

00240 Um zu vermeiden, daß nach Zerstörung der Haltebrücke,

00241 d.h. Trennschicht T zwischen den beiden Teilen 52 und

00242 53, das nicht von einer Schraube gefaßte Muttern-Außen-

00243 teil 52, beispielsweise durch Vibrationen, verloren

00244 geht, ist eine Vorkehrung dahingehend getroffen, daß

00245 das Muttern-Außenteil 52 am Muttern-Innenteil 53 gefes-

00246 seit ist, vgl. Fig. 6. Dies geschieht im Bereich inde-

00247 stens einer Stirnfläche der Schraubmutter 51. Erreicht

00248 ist das durch Rippen/Nut-Eingriff der beiden Teile.

00249 Beim dargestellten Ausführungsbeispiel geht stirnflä-

00250 chenseitig des Innenteils 53 eine entsprechende, umlau-

00251 fende Rippe 13 aus. Sie ist radial nach auswärts gerich-

00252 tet und greift passend in eine nach außen hin axial

00253 offene Nut 14 ein. Es handelt sich um einen For schluß-

00254 eingriff. Die kreisrunde Außenfläche 15 der Rippe 13

00255 führt sich an einer ebenfalls kreisrunden Innenfläche

00256 16 der besagten Nut 14. 00257

00258 Ist ein solcher Rippen/Nut-Eingriff 13/14 im Bereich

00259 der werkstückseitigen Stirnfläche der Schraubmutter 51

00260 verwirklicht, so geht die Rippe 13 dort vom Muttern-Au-

00261 ßenteil 52 aus, und zwar einwärts gerichtet, in eine

00262 dort vorgesehene Nut einhergehend. 00263

00264 Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Trennschicht T

00265 von mindestens einer die Trennfuge 54 zwischen dem Mut-

00266 tern-Außenteil 52 und dem Muttern-Innenteil 53 überbrük-

00267 kenden und die genannten Teile 52, 53 verbindenden

00268 Punkt-Auftragsschweißstelle gebildet, kenntlich gemacht

00269 durch eine punktierte Fläche. Die diesbezügliche Punkt-

00270 Auftragsschweißstelle nimmt, in Draufsicht gesehen,

00271 eine etwa kreisrunde Gestalt ein. Sie kann jedoch auch

00272 als mehr oder weniger lang ausgebildete, der Fuge 4

00273 folgende Schweißraupe gestaltet sein, welche dann eben-

00274 falls die nach außen hin axial offene Nut 14, definiert

00275 durch die Außenfläche 15 und Innenfläche 16, über-

00276 brückt. Der Auftragsschweißtropfen liegt, im Quer-

00277 schnitt gesehen, exponiert auf, reicht aber in Gegen-

00278 richtung in eine durch die Schweißung gebildete mehr

00279 oder weniger tiefe Trichtermulde, vgl. Fig. 7.

00280 Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei die

00281 Trennschicht T bildende Punkt-Auftragsschweißstellen

00282 realisiert. Sie liegen winkelgleich verteilt. Die je 00283 eine fugenübergreifende Materialbrücke bildenden Punkt-

00284 Auftragsschweißstellen sind gleich. Hieraus resultiert

00285 ein entsprechend gleicher Sollbruchwiderstand pro Trenn-

00286 schicht T. Auch die übrigen, über eins hinausgehenden

00287 Punkt-Auftragsschweißstellen liegen am Ausgang des Rip-

00288 pen/Nut-Eingriffs 13/14. 00289

00290 Statt des geschilderten Auftragsschweißens (Aufsetzen

00291 eines tropfenartigen Flecks bzw. einer Raupe unter Ver-

00292 wendung von Schweißdraht) ist aber auch die dem echten

00293 Punktschweißen verwandte Technik des thermischen An-

00294 lösens der Teile 52, 53 zur Bildung der Materialbrücken

00295 zwischen diesen denkbar und im Rahmen der Erfindung

00296 liegend. 00297

00298 Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In

00299 die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der

00300 Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori-

00301 tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt-

00302 lieh mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser

00303 Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit

00304 aufzunehmen. 00305