DE102007011617A1

DE102007011617A1 - Threaded bush fastening method, involves inserting bushes in boreholes, and screwing tool into threaded bushes by borehole device, where threaded bushes are closed on side to obtain pressure tight connection of boreholes

Info

Publication number: DE102007011617A1
Application number: DE200710011617
Authority: DE
Inventors: Hermann Benthien
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-07-31

Abstract

The method involves inserting threaded bushes in boreholes, and screwing a tool (7) i.e. thread rolling (6), with an oversize into the threaded bushes by a borehole device. The threaded bushes are closed on a side to obtain a pressure tight connection of the boreholes. The threaded bushes are expanded radially by the tool, so that a frictional engagement and/or a form closure are made between the boreholes and the threaded bushes. The attachment of the threaded bushes takes place in a plate formed with a metallic material i.e. aluminum alloy sheet metal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Gewindebuchse in einer Platte mittels eines Schraubdornprozesses, wobei die Gewindebuchse in einer Bohrung in der Platte aufgenommen ist und die Gewindebuchse ein Innengewinde aufweist.The The invention relates to a method for fixing a threaded bushing in a plate by means of a Schraubdornprozesses, wherein the threaded bush is housed in a hole in the plate and the threaded bushing has an internal thread.

Buchsen oder Gewindebuchsen in plattenförmigen Elementen erfüllen verschiedenste Aufgaben. Zum einen schützen sie das plattenförmige Element, beispielsweise eine Blechplatte aus einem Aluminiumlegierungsmaterial oder dergleichen, vor mechanischen Einwirkungen von Befestigungsbolzen. Zum anderen können derartige Buchsen auch als Lager oder Krafteinleitungspunkte dienen.sockets or threaded bushes in plate-shaped Fulfill elements various tasks. On the one hand they protect the plate-shaped element, For example, a metal plate made of an aluminum alloy material or the like, against mechanical effects of fastening bolts. To the others can Such sockets also serve as bearings or force application points.

Buchsen und Gewindebuchsen im Besonderen können mittels verschiedener Verfahren in den plattenförmigen Elementen befestigt werden.sockets and threaded bushes in particular can by means of various Procedure in the plate-shaped Elements are attached.

So kann beispielsweise eine Buchse in eine vorher in das plattenförmige Element mit geringem Übermaß in Bezug auf die Buchse eingebrachte Befestigungsbohrung eingeklebt werden.So For example, a socket in a previously in the plate-shaped element with little oversize in terms glued to the socket mounting hole to be glued.

Alternativ ist es beispielsweise möglich, die Bohrung mit einem geringen Untermaß auszubilden und die Buchse sehr stark abzukühlen, was beispielsweise mit flüssigem Stickstoff erfolgen kann. Nach vollständiger Abkühlung der Buchse wird diese in die vorbereitete Bohrung eingesetzt. Infolge der dann einsetzenden Wiederer wärmung dehnt die Buchse sich langsam wieder in radialer Richtung aus, so dass ein fester Reibschluss zwischen der Buchse und der Bohrung entsteht.alternative is it possible, for example, make the hole with a small undersize and the socket very cool which, for example, with liquid Nitrogen can take place. After complete cooling of the socket, this is in used the prepared hole. As a result of the then beginning Reheating the bush expands slowly in the radial direction, so that a firm frictional engagement between the bushing and the bore arises.

Darüber hinaus sind Verfahren bekannt, bei denen eine radiale Aufweitung der Buchse unter hohem Krafteinsatz mittels eines im Wesentlichen zylindrischen Werkzeugs erfolgt.Furthermore Methods are known in which a radial expansion of the socket under high power by means of a substantially cylindrical Tool is done.

Allen vorstehend erwähnten Verfahren ist gemeinsam, dass sie relativ zeitaufwändig sind (Klebetechnik), aufwändige Werkzeuge erfordern (Kälteschrumpfen bzw. Durchziehtechnik) oder aber kein einseitiges Arbeiten erlauben (s. g. "Blind"-Buchsensetzverfahren).all mentioned above Procedures are common that they are relatively time consuming (Gluing technique), elaborate Tools require (cold shrinking or pull-through technology) or do not allow unilateral work (see "Blind" book setting method).

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend beschriebenen Nachteile der Verfahren zur Befestigung von Buchsen in plattenförmigen Elementen zu vermeiden.task The invention is the disadvantages of the Method for fastening sockets in plate-shaped elements to avoid.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten des Patentanspruchs 1 gelöst:

– Einsetzen der Gewindebuchse in die Bohrung,
– Einschrauben eines Werkzeugs, insbesondere eines Gewinderollers, mit einem Übermaß in die Gewindebuchse.

This object is achieved by a method having the following steps of claim 1:

Inserting the threaded bush into the hole,
- Screwing a tool, in particular a threaded roller, with an oversize in the threaded bushing.

Hierdurch ist im Vergleich zu den vorbekannten Verfahren eine schnelle, einfache und sichere Befestigung einer ersten Ausführungsvariante einer Gewindebuchse mit einer durchgehenden Gewindebohrung in der Platte mit einem verhältnismäßig geringen Werkzeugeinsatz möglich. Die Befestigung der Buchse in der Platte erfolgt vor allem durch Reibschluss infolge eines Presssitzes zwischen der Gewindebuchse und der Bohrung, der durch das Aufweiten der Gewindebuchse in radialer Richtung mittels eines geeigneten Werkzeugs erreicht wird. Die radiale, plastifizierend erfolgende Aufweitung der Gewindebuchse erfolgt bevorzugt mit einem relativ einfach aufgebauten, in konventionelle Bohreinrichtungen einspannbaren Gewinderoller.hereby is a quick, easy compared to the previously known methods and secure attachment of a first embodiment of a threaded bushing with a continuous threaded hole in the plate with a relatively small tool insert possible. The attachment of the socket in the plate takes place mainly by Friction due to a press fit between the threaded bush and the bore, which by the widening of the threaded bush in radial Direction is achieved by means of a suitable tool. The radial, plasticizing Widening of the threaded bush is preferably carried out with a relatively simple structure, clamped in conventional drilling facilities Thread roller.

Gleichzeitig werden durch die radiale Aufweitung der Gewindebuchse im umgebenden Plattenmaterial der Bohrung negative mechanische Spannungen erzeugt, wo durch äußere lastinduzierte positive Lastspitzen im Bohrungsbereich abgeschwächt werden. Hierdurch kann die Gefahr des Auftretens von Ermüdungserscheinungen sowie die Gefahr der Entstehung von Rissen verringert und die Lebensdauer der Buchsenverbindung insgesamt erhöht werden.simultaneously be surrounded by the radial expansion of the threaded bush in the surrounding Plate material of the bore creates negative mechanical stresses, where by external load-induced positive Peak load in the well area to be mitigated. This can the risk of the appearance of fatigue and the danger reduces the formation of cracks and the life of the socket connection increased overall become.

Darüber hinaus ist eine einseitige Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, das heißt es ist keine Zugänglichkeit zu beiden Plattenseiten vonnöten.Furthermore is a one-sided application of the method according to the invention possible, the is called it is not accessibility on both sides of the plate.

Eine Fortbildung des Verfahrens sieht vor, dass in die Platte eine einseitig geschlossene Gewindebuchse eingesetzt wird, um einen druckdichten Abschluss der Bohrung in der Platte durch die darin mittels Schraubdornen befestigte Gewindebuchse zu erreichen.A Training the procedure provides that in the plate one-sided closed threaded bushing is used to make a pressure-tight termination the hole in the plate through the therein by means of Schraubdornen to reach attached threaded bushing.

Im Gegensatz zur ersten Ausführungsvariante einer Gewindebuchse, die nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Schraubdornprozesses in der Platte befestigt wird, weist die zweite Variante der Gewindebuchse keine durchgehende Bohrung auf. Vielmehr setzt sich das vom Bund wegweisende Ende der Gewindebuchse in einen Hohlzylinder mit einem Deckel fort. Der Hohlzylinder mit dem Deckel bildet einen kappenartigen Verschluss des hinteren Endes der Gewindebuchse und ermöglicht einen druckdichten Verschluss der Plattenbohrung. Die zweite Variante der Gewindebuchse ist mit einem Innengewinde versehen, da es sich bis in den Hohlzylinder hinein erstrecken kann. Hierdurch kann beispielsweise ein Schraubbolzen (Stehbolzen) in die in der Platte befestigte Gewindebuchse zur Anbindung von weiteren Komponenten eingeschraubt werden.in the Contrary to the first embodiment a threaded bush, according to the method of the invention is fastened in the plate by means of a screw mandrel process, the second variant of the threaded bushing has no through hole on. Rather, the groundbreaking end of the threaded bush continues into a hollow cylinder with a lid. The hollow cylinder with the lid forms a cap-like closure of the rear end the threaded bush and allows a pressure-tight closure of the plate bore. The second variant The threaded bush is provided with an internal thread, as it is can extend into the hollow cylinder. This can, for example a bolt (stay bolt) in the threaded bushing fixed in the plate Connection of other components are screwed.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Innengewinde der Gewindebuchse nachträglich entfernt wird.A Further advantageous embodiment provides that the internal thread the threaded bush later Will get removed.

Hierdurch kann die in die Platte eingesetzte Gewindebuchse zum Beispiel als Verstärkungsbuchse, als Durchführung oder als Lager für einen Drehbolzen dienen.hereby For example, the threaded bushing inserted into the plate can be referred to as Support bushing, as an implementation or as a warehouse for serve a pintle.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Bund der Gewindebuchse spanend entfernt wird.A advantageous embodiment of the method provides that the federal government the threaded bush is removed by cutting.

Hierdurch ist eine ebene Plattenoberseite im Bereich der eingesetzten Gewindebuchse erreichbar.hereby is a flat plate top in the area of the threaded bushing used reachable.

Nach einer weiteren Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Werkzeug mittels einer Bohreinrichtung in die Gewindebuchse eingeschraubt wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache händische und/oder maschinelle Durchführung des Verfahrens.To a further development of the method is provided that the Tool by means of a drilling screwed into the threaded bushing becomes. This configuration allows a simple manual and / or machine implementation of the procedure.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen einer Hülse der Bohreinrichtung und einem Bund der Gewindebuchse während des eigentlichen Schraubdornprozesses eine mechanische Verbindung hergestellt wird. Hierdurch wird das Mitdrehen der Gewindebuchse in der Plattenbohrung während des eigentlichen Schraubdornprozesses unterbunden. Die mechanische Verbindung zwischen dem Bund der Gewindebuchse und der Hülse der Bohreinrichtung kann zum Beispiel durch einen Formschluss und/oder einen Reibschluss erfolgen. Im Falle eines zumindest bereichsweisen Formschlusses weist der Bund der Gewindebuchse mindestens eine Anlagefläche auf, die mit mindestens einer korrespondierend ausgebildeten Anlagefläche an der Hülse zumindest bereichsweise in Formschluss zu bringen ist. Die Hülse umgibt hierbei den Gewinderoller bevorzugt koaxial. Der Formschluss kann zum Beispiel auch durch eine Vielfachverzahnungsverbindung, eine Dreikant-, eine Vierkant- oder eine Sechskantverbindung gebildet sein.To A further advantageous embodiment provides that between a sleeve the drilling device and a collar of the threaded bushing during the actual Schraubdornprozesses made a mechanical connection becomes. As a result, the co-rotation of the threaded bushing in the plate bore while prevented the actual Schraubdornprozesses. The mechanical Connection between the collar of the threaded bush and the sleeve of Drilling device can, for example, by a positive connection and / or a frictional connection. In the case of an at least area wise Positive fit, the collar of the threaded bush at least one contact surface, with at least one correspondingly formed contact surface on the Sleeve at least partially bring in positive engagement. The sleeve surrounds in this case, the thread roller preferably coaxial. The positive connection can for example, by a multiple tooth connection, a Triangular, square or hexagonal joint formed be.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus durch ein Werkzeug nach Maßgabe des Patentanspruchs 9 gelöst.The inventive task gets over it beyond by a tool according to the claim 9 solved.

Dadurch, dass mittels des in die Gewindebuchse eingeschraubten Werkzeugs diese in radialer Richtung aufweitbar ist, ergibt sich vor allem durch den hierdurch erzeugten Reibschluss der Gewindebuchse in der Plattenbohrung ein mechanisch sehr fester Sitz, eine lange Lebensdauer sowie eine hohe "Fatigue"-Widerstandfähigkeit der auf diese Weise hergestellten Verbindung. Durch die Aufweitung erfolgt eine bleibende plastische Umformung der Gewindebuchse.Thereby, that by means of screwed into the threaded bushing tool this is expandable in the radial direction, resulting in particular by the thereby produced frictional engagement of the threaded bush in the Plate bore a mechanically very tight fit, a long life and a high fatigue resistance the compound prepared in this way. By the expansion a permanent plastic deformation of the threaded bush takes place.

Zur Durchführung des Verfahrens ist nur ein konstruktiv relativ einfach aufgebautes Werkzeug, insbesondere ein so genannter Gewinderoller, erforderlich, der mit leichtem Übermaß in die bereits in der Plattenbohrung befindliche Gewindebuchse rotierend eingeführt wird. Der Antrieb des Gewinderollers erfolgt hierbei bevorzugt mittels einer verhältnismäßig einfach ausgeführten Bohreinrichtung. Aufwändige hydraulische Druck- oder Zugwerkzeuge sind nicht erforderlich.to execution of the method is only a structurally relatively simple design Tool, in particular a so-called thread roller, required, with a slight excess in the rotating threaded bush already in the plate bore introduced becomes. The drive of the thread roller takes place here preferably by means one relatively easy executed Drilling. elaborate hydraulic pressure or pulling tools are not required.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Werkzeugs sind in den weiteren Patentansprüchen dargelegt.Further advantageous embodiments of the method and the tool are in the other claims explained.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 Eine Bohrung in einer Platte mit eingesetzter Gewindebuchse, 1 A hole in a plate with inserted threaded bush,

2 die Gewindebuchse mit eingeschraubtem Werkzeug während des Schraubdornprozesses, 2 the threaded bush with screwed-in tool during the Schraubdornprozesses,

3 die Gewindebuchse nach dem Abschluss des Schraubdornprozesses, 3 the threaded bushing after completion of the Schraubdornprozesses,

4 die Gewindebuchse mit entferntem Bund, 4 the threaded bush with the collar removed,

5 eine Draufsicht auf eine Gewindebuchse mit Bund und Anlageflächen, und 5 a plan view of a threaded bush with collar and contact surfaces, and

6 eine druckdicht ausgebildete Gewindebuchse. 6 a pressure-tight threaded bushing.

In der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils die gleiche Bezugsziffer auf.In the drawing, the same constructive elements each have the same reference number.

Die 1 bis 4, auf die im Weiteren zugleich Bezug genommen wird, zeigen in ihrer Gesamtheit schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Befestigung von Gewindebuchsen in einer Platte mittels eines Schraubdornprozesses sowie den prinzipiellen Aufbau des hierfür eingesetzten Werkzeugs.The 1 to 4 , which is also referred to at the same time, show in their entirety schematically the course of the method according to the invention for fastening threaded bushes in a plate by means of a Schraubdornprozesses and the basic structure of the tool used for this purpose.

In eine Platte 1 wird zunächst eine zylindrische Bohrung 2 eingebracht. In diese vorbereitete (Pass-)Bohrung 2 wird in einem ersten Verfahrensschritt (vgl. 1) die zu befestigende Gewindebuchse 3 eingesetzt. Die Gewindebuchse 3 kann in Bezug auf die Bohrung 2 ein geringes Übermaß aufweisen, um ein unkontrolliertes Herausfallen der Gewindebuchse 3 zu vermeiden. Eine Längsachse 4 veranschaulicht die Symmetrie der Gesamtanordnung. Die Gewindebuchse 3 weist ein Innengewinde 5 auf.In a plate 1 first becomes a cylindrical bore 2 brought in. In this prepared (pass) hole 2 is in a first step (see. 1 ) the threaded bushing to be fastened 3 used. The threaded bush 3 can in terms of bore 2 have a slight oversize to uncontrolled falling out of the threaded bushing 3 to avoid. A longitudinal axis 4 illustrates the symmetry of the overall arrangement. The threaded bush 3 has an internal thread 5 on.

In einem zweiten Verfahrensschritt (vgl. 2) wird in die so vorbereitete Gewindebuchse 3 ein bevorzugt als Gewinderoller 6 ausgebildetes Werkzeug 7 rotierend um die Längsachse 4 eingeführt, um den Schraubdornprozess einzuleiten. Der Gewinderoller 6 weist auf seiner Außenfläche ein Außengewinde 8 auf, dessen geometrische Gestalt dem des Innengewindes 5 entspricht. Im Bereich des Außengewindes 8 weist der Gewinderoller 6 eine in etwa zylindrische Formgebung auf. Abweichend von dieser geometrischen Gestalt kann der Abschnitt des Außengewindes 8 auch tonnenförmig oder leicht nach unten hin konisch ausgebildet sein, um das Einführen in die Gewindebuchse 3 zu erleichtern. Darüber hinaus kann eine Kombination von Kühl- und/oder Schmiermitteln zur Erleichterung des Schraubdornprozesses eingesetzt werden.In a second process step (cf. 2 ) is placed in the prepared threaded bushing 3 a preferred as a thread roller 6 trained tool 7 rotating around the longitudinal axis 4 introduced to initiate the Schraubdornprozess. The thread scooter 6 has on its outer surface an external thread 8th whose geometrical shape is that of the internal thread 5 equivalent. In the area of external thread 8th points the thread scooter 6 an approximately cylindrical shape. Deviating from this geometric shape, the portion of the external thread 8th also be barrel-shaped or slightly tapered down to the insertion into the threaded bushing 3 to facilitate. In addition, a combination of coolants and / or lubricants can be used to facilitate the Schraubdornprozesses.

Entscheidend ist, dass das Außengewinde 8 in Bezug auf die Gewindebuchse 3 ein leichtes Übermaß von etwa 1 bis 5% aufweist. Hierdurch kommt es während des Einschraubens des Gewinderollers 6 zu einer plastischen radialen Aufweitung der Gewindebuchse 3 in der Bohrung 2, so dass die Gewindebuchse 3 im Wesentlichen aufgrund des sich hieraus ergebenden Presssitzes bzw. des sich hierdurch ergebenden Reibschlusses in der Bohrung 2 festgesetzt wird.It is crucial that the external thread 8th in relation to the threaded bush 3 has a slight excess of about 1 to 5%. This occurs during screwing in the thread roller 6 to a plastic radial expansion of the threaded bushing 3 in the hole 2 , so that the threaded bush 3 essentially due to the resulting interference fit or the resultant frictional engagement in the bore 2 is fixed.

Die radiale Aufweitung der Gewindebuchse 3 erzeugt im Bereich der Leibung der Bohrung 2 zudem negative mechanische Spannungen im Material. Infolge dieses Effektes werden positive mechanische Spannungen im Material der Platte 1, die im Bereich der Bohrung 2 von äußeren mechanischen Lasten induziert werden abgeschwächt, wodurch die Gefahr von Rissbildungen und Ermüdungserscheinungen im Bereich der Bohrung 2 verringert wird. Letztendlich ergibt sich durch diese Effekte eine Erhöhung der Lebensdauer der Verbindung zwischen der Gewindebuchse 3 und der Platte 1.The radial expansion of the threaded bush 3 generated in the area of the soffit of the bore 2 In addition, negative mechanical stresses in the material. As a result of this effect, positive mechanical stresses in the material of the plate 1 that are in the area of the bore 2 attenuated by external mechanical loads are weakened, reducing the risk of cracking and fatigue in the area of the bore 2 is reduced. Ultimately, these effects increase the service life of the connection between the threaded bushing 3 and the plate 1 ,

Der Gewinderoller 6 weist einen Schaft 9 auf, mittels dessen der Gewinderoller 6 in das Futter einer nicht dargestellten Bohreinrichtung eingespannt wird. Mittels der Bohreinrichtung wird der Gewinderoller 6 in Rotation um die Längsachse 4 versetzt. Hierbei kann eine Drehzahlverlaufskurve über die Zeit programmgesteuert einstellbar sein. Die Bohreinrichtung ist bevorzugt so leicht und kompakt ausgebildet, dass eine händische Durchführung des Verfahrens möglich ist. Gleichzeitig wird hierdurch auch ein automatisierter Einsatz des Schraubdornprozesses erleichtert, weil die Handhabungsgeräte nur relativ geringe Lasten aufzunehmen haben. Ein unteres Schaftende des Gewinderollers 9 kann leicht konisch verjüngt ausgebildet sein, um das Einführen in die Gewindebuchse 3 zu erleichtern.The thread scooter 6 has a shaft 9 by means of which the thread roller 6 is clamped in the chuck of a drilling device, not shown. By means of the drilling device is the thread roller 6 in rotation about the longitudinal axis 4 added. Here, a speed curve can be programmatically adjustable over time. The drilling device is preferably designed so light and compact that a manual implementation of the method is possible. At the same time this also facilitates an automated use of the Schraubdornprozesses because the handling devices have to absorb only relatively small loads. A lower shaft end of the thread roller 9 may be slightly tapered to insertion into the threaded bushing 3 to facilitate.

Der Gewinderoller 6 ist von einer Hülse 10 bevorzugt koaxial umgeben. Die Hülse 10 ist in Bezug auf den Gewinderoller 6 bzw. die Gewindebuchse 3 feststehend ausgebildet, das heißt die Hülse 10 folgt nicht der Drehbewegung des Gewinderollers 6. Zwischen der Hülse 10 und einem umlaufenden Bund 11 der Gewindebuchse 3 besteht zumindest bereichsweise ein Formschluss und/oder ein Reibschluss. Dieser wird im gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 durch beide Anlageflächen 12, 13 im Bereich des Bundes 11 der Gewindebuchse 3 bewirkt, an denen im unteren Endbereich der Hülse 10 angeordnete Anlageflächen (nicht dargestellt) anliegen und das Mitdrehen der Gewindebuchse 3 während des Schraubdornprozesses verhindern. Ein Formschluss zwischen der Hülse 10 und dem Bund 11 der Gewindebuchse 3 kann alternativ auch durch eine Vielzahl von aneinander liegenden bzw. ineinander greifenden Anlageflächen, eine Verzahnung oder dergleichen gebildet sein. Für die Güte und Qualität der durch Schraubdornen erzeugten mechanischen Verbindung ist in jedem Fall entscheidend, dass jedes Mitdrehen der Gewindebuchse 3 unterbleibt.The thread scooter 6 is from a sleeve 10 preferably surrounded coaxially. The sleeve 10 is in relation to the thread roller 6 or the threaded bush 3 formed fixed, that is, the sleeve 10 does not follow the rotation of the thread roller 6 , Between the sleeve 10 and a wrap around waistband 11 the threaded bush 3 there is at least partially a positive connection and / or a frictional connection. This is in the illustrated embodiment of 3 through both contact surfaces 12 . 13 in the area of the federal government 11 the threaded bush 3 causes, at those in the lower end of the sleeve 10 arranged abutment surfaces (not shown) rest and the co-rotation of the threaded bushing 3 prevent during the Schraubdornprozesses. A positive connection between the sleeve 10 and the federal government 11 the threaded bush 3 Alternatively, it may be formed by a plurality of contiguous or mutually engaging contact surfaces, a toothing or the like. For the quality and quality of the mechanical connection produced by screw mandrels, it is crucial in every case that every turning of the threaded bushing 3 omitted.

In einem dritten Verfahrensschritt (vgl. 3) wird die Drehrichtung des in der Bohreinrichtung aufgenommenen Gewinderollers 6 umgekehrt, so dass der Gewinderoller 6 sich wieder aus der nunmehr plastisch aufgeweiteten Gewindebuchse 3 "herausschraubt". Nach dem vollständigen Herausschrauben des Gewinderollers 6 ist der eigentliche Schraubdornprozess abgeschlossen. Es können dann noch weitere optionale Nachbearbeitungsschritte, wie zum Beispiel das Entfernen des Bundes 11 und/oder des Innengewindes 5 erfolgen.In a third process step (cf. 3 ), the direction of rotation of the recorded in the drilling device thread roller 6 vice versa, so the thread roller 6 again from the now plastically expanded threaded bushing 3 "Unscrews". After completely unscrewing the thread roller 6 the actual screw mandrel process is completed. There may then be other optional post-processing steps, such as removing the covenant 11 and / or the internal thread 5 respectively.

Die wellenförmigen Verformungslinien 14, 15 stellen bleibende plastische Verformungen des Leibungsbereichs der Bohrung 2 nach dem Abschluss des Schraubdornprozesses dar, die zum Beispiel bei einer geringen Materialstärke der Gewindebuchse 3, einer entsprechend hohen Druckwirkung des Gewinderollers 6 und bei einem bestimmten Grad von plastischer Verformbarkeit des Plattenmaterials entstehen können. In diesem Fall beruht die Befestigung der Gewindebuchse 3 in der Bohrung 2 nicht allein auf den durch Presssitz hervorgerufenen Reibschluss, sondern ergänzend auf einem zumindest bereichsweise wirkenden Formschluss zwischen der Bohrung 2 bzw. deren entsprechend der Verformungslinien 14, 15 geringfügig gewellter Innenfläche bzw. Leibungsfläche. Es kommt in einem derartigen Fall zu einer Art "Verzahnung" zwischen der Gewindebuchse 3 und der Bohrung 2, die einen zusätzlich zum Reibschluss zumindest bereichsweisen Formschluss darstellt.The wavy deformation lines 14 . 15 Make permanent plastic deformations of the soffit area of the hole 2 after completion of the Schraubdornprozesses, for example, with a low material thickness of the threaded bushing 3 , a correspondingly high pressure effect of the thread roller 6 and may arise at a certain degree of plastic deformability of the plate material. In this case, the attachment of the threaded bush is based 3 in the hole 2 not only on the frictional engagement caused by press fit, but in addition to an at least partially acting positive connection between the bore 2 or their corresponding to the deformation lines 14 . 15 slightly wavy inner surface or Leibungsfläche. It comes in such a case to a kind of "gearing" between the threaded bushing 3 and the hole 2 , which represents an at least partially positive fit in addition to the frictional engagement.

In einem vierten Verfahrensschritt (vgl. 4) kann erforderlichenfalls der Bund der Gewindebuchse 3 spanend entfernt werden. Zur spanenden Entfernung des Bundes 11 der Gewindebuchse 3 können im Bereich der Hülse 10 geeignete Werkzeuge angeordnet sein, die nach dem Abschluss des Schraubdornprozesses zum Beispiel ausgefahren werden und in einem Arbeitsgang ohne einen erneuten Werkzeugwechsel zum Abschluss das Abtragen des Bundes 11 ermöglichen.In a fourth process step (cf. 4 ) can, if necessary, the collar of the threaded bushing 3 be removed by cutting. To the cutting distance of the federation 11 the threaded bush 3 can in the area of the sleeve 10 suitable tools may be arranged after completion of the Schraubdornprozesses be extended, for example, and in one operation without a new tool change to the completion of the removal of the federal government 11 enable.

Weiterhin kann in einem nachfolgenden Verfahrensschritt das Innengewinde 5 der Gewindebuchse 3 zum Beispiel durch Reiben oder Schaben entfernt werden, um eine Gewindebuchse 3 mit einer im Wesentlichen glatten Bohrung ohne Gewindegänge zu erzeugen. Wenn mittels der Gewindebuchse 3 zum Beispiel Gewindebolzen in der Platte 1 befestigt werden sollen, ist die Entfernung des Innengewindes 5 nicht nötig.Furthermore, in a subsequent process step, the internal thread 5 the threaded bush 3 For example, be removed by rubbing or scraping around a threaded bushing 3 with a substantially smooth bore without threads to produce. If by means of the threaded bush 3 for example, threaded bolts in the plate 1 to be attached, is the removal of the internal thread 5 not necessary.

Die Platte 1 ist zumindest teilweise mit einem metallischen Material, insbesondere mit einem Aluminiumlegierungsmaterial gebildet.The plate 1 is at least partially formed with a metallic material, in particular with an aluminum alloy material.

Anhand der 5, die eine Draufsicht auf die Gewindebuchse 3 zeigt, soll die Wirkung des Formschlusses zwischen der Hülse 10 der Bohreinrichtung und der Gewindebuchse 3 näher erläutert werden.Based on 5 which is a top view of the threaded bush 3 shows, the effect of the positive connection between the sleeve 10 the drilling device and the threaded bush 3 be explained in more detail.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 5 weist der umlaufende Bund 11 der Gewindebuchse 3 zwei Ausnehmungen 16, 17 auf, die die Anlageflächen 12, 13 bilden. In diese Ausnehmungen 16, 17, die jeweils in etwa die geometrische Form eines Kreisabschnittes aufweisen, werden während des Schraubdornprozesses entsprechende in einem Endbereich der Hülse 10 des Werkzeugs 7 angeordnete Vorsprünge eingebracht, die an den Anlageflächen 12, 13 der Ausnehmungen 16, 17 zumindest bereichsweise formschlüssig anliegen und ein Mitdrehen der Gewindebuchse 3 in der Bohrung 2 in der Platte 1 verhindern.In the illustrated embodiment of the 5 indicates the encircling collar 11 the threaded bush 3 two recesses 16 . 17 on that the contact surfaces 12 . 13 form. In these recesses 16 . 17 , which each have approximately the geometric shape of a circular section, during the Schraubdornprozesses corresponding in an end portion of the sleeve 10 of the tool 7 arranged projections introduced at the contact surfaces 12 . 13 the recesses 16 . 17 at least partially positive fit and co-rotation of the threaded bushing 3 in the hole 2 in the plate 1 prevent.

Die 6 zeigt ferner eine Ausführungsvariante einer Gewindebuchse, die nach dem Entfernen des Bundes einen druckdichten Abschluss der Bohrung in der Platte 1 erlaubt.The 6 further shows a variant of a threaded bush, which after the removal of the federal a pressure-tight completion of the hole in the plate 1 allowed.

Eine Gewindebuchse 18 ist in einer Bohrung 19 in einer Platte 20 aufgenommen und ist mittels des vorstehend beschriebenen Schraubdornprozesses in radialer Richtung plastisch aufgeweitet worden, so dass ein fester Presssitz der Gewindebuchse 18 in der Platte 20 gewährleistet ist.A threaded bush 18 is in a hole 19 in a plate 20 received and has been widened by means of the above-described Schraubdornprozesses in the radial direction plastically, so that a tight interference fit of the threaded bushing 18 in the plate 20 is guaranteed.

Im Unterschied zur Gewindebuchse 3 nach Maßgabe der 4 ist ein Innengewinde 21 der Gewindebuchse 18 nicht durch Reiben entfernt worden. Hierdurch kann zum Beispiel ein in der 6 nicht gezeigter Schraubbolzen in die Gewindebuchse 18 eingeschraubt werden, um weitere Bauteile an die Platte 20 anzubinden. Weiterhin weist die Gewindebuchse 18 in Übereinstimmung mit der Darstellung der Gewindebuchse 3 (vgl. 4) einen umlaufenden Bund 23 mit zwei Anlageflächen 24, 25 auf, die – wie mit den punktierten Linien angedeutet – nach dem Abschluss des eigentlichen Schraubdornverfahrens spanend entfernt wurden.In contrast to the threaded bush 3 in accordance with the 4 is an internal thread 21 the threaded bush 18 not removed by rubbing. As a result, for example, in the 6 not shown bolt into the threaded bushing 18 be screwed in order to add more components to the plate 20 to tie. Furthermore, the threaded bushing 18 in accordance with the representation of the threaded bush 3 (see. 4 ) a circumferential collar 23 with two contact surfaces 24 . 25 on, which - as indicated by the dotted lines - after the completion of the actual Schraubdornverfahrens were removed by machining.

Als ein weiterer Unterschied zur Ausführungsvariante der im Rahmen der Erläuterung der 1 bis 5 beschriebenen Gewindebuchse 3 weist die Gewindebuchse 18 zwar ebenfalls eine im Wesentlichen hohlzylindrische Gestalt mit einer Längsachse 22 und einem Innengewinde 21 auf, an einem von dem umlaufenden Bund 23 wegweisenden Ende 26 der Gewindebuchse 18 ist diese jedoch geschlossen ausgebildet, das heißt die Gewindebuchse 18 weist keine durchgehende Gewindebohrung bzw. kein durchgehendes Innengewinde 21 auf. Vielmehr setzt sich ein Gewindeabschnitt 27 der Gewindebuchse 18 mit dem Innengewinde 21 in einen Hohlzylinder 28 mit einem Boden 29 fort, der das vom Bund 23 wegweisende Ende 26 der Gewindebuchse 18 kappenartig fortsetzt, das heißt druckdicht verschließt.As a further difference to the embodiment of the in the context of the explanation of 1 to 5 described threaded bushing 3 has the threaded bush 18 Although also a substantially hollow cylindrical shape with a longitudinal axis 22 and an internal thread 21 on, on one of the encircling fret 23 groundbreaking end 26 the threaded bush 18 However, this is closed, that is, the threaded bushing 18 has no continuous threaded hole or no continuous internal thread 21 on. Rather, a threaded section is set 27 the threaded bush 18 with the internal thread 21 in a hollow cylinder 28 with a floor 29 that's the one from the Bund 23 groundbreaking end 26 the threaded bush 18 cap-like continues, that is pressure-tight closes.

Hierdurch ist es möglich, die Bohrung 19 in der Platte 20 im Vergleich zu der vorstehend dargestellten Ausführungsvariante druckdicht abzuschließen, wobei gleichzeitig beispielsweise ein Schraubbolzen in das Innengewinde 21 der Gewindebuchse 18 einschraubbar ist, bis dieser den Boden 29 des Hohlzylinders 28 innenseitig berührt. Die Gewindebuchse 18 weist hierbei über ihre gesamte Längenerstreckung einschließlich des Gewindeabschnittes 27 mit dem Innengewinde 21 sowie des kappenartigen Hohlzylinders 28 mit dem Boden 29 einen konstanten Außendurchmesser auf, so dass die Gewindebuchse 18 von oben in die Bohrung 19 in der Platte 20 bis zu dem einen Anschlag bildenden Bund 23 eingesteckt werden kann.This makes it possible to drill the hole 19 in the plate 20 Compared to the above-described embodiment pressure-tight manner, at the same time, for example, a bolt into the internal thread 21 the threaded bush 18 is screwed until this is the bottom 29 of the hollow cylinder 28 touched on the inside. The threaded bush 18 here has over its entire length extension including the threaded portion 27 with the internal thread 21 and the cap-like hollow cylinder 28 with the ground 29 a constant outer diameter so that the threaded bushing 18 from the top into the hole 19 in the plate 20 up to the stop forming collar 23 can be inserted.

Die gesamte Gewindebuchse 18, einschließlich der spanend entfernten Anlageflächen 24, 25, des gleichfalls spanend abgehobenen umlaufenden Bundes 23, des Innengewindes 21, des Gewindeabschnittes 27 sowie des Hohlzylinders 28 mit Boden 29, ist einstückig aus einem mechanisch hochfesten Metall oder einer Metalllegierung gebildet. Die beiden Ausführungsvarianten von Gewindebuchsen 3, 18 können beispielsweise mit hochfesten Aluminiumlegierungen, mit Edelstahllegierungen oder mit Titanlegierungen gebildet sein.The entire threaded bush 18 including the chip-removed contact surfaces 24 . 25 , also debarked revolving covenant 23 , the internal thread 21 , the threaded section 27 and the hollow cylinder 28 with soil 29 , is integrally formed of a high-strength mechanical metal or a metal alloy. The two variants of threaded bushings 3 . 18 can be formed, for example, with high-strength aluminum alloys, with stainless steel alloys or with titanium alloys.

11: Platteplate
22: Bohrungdrilling
33: Gewindebuchsethreaded bushing
44: Längsachselongitudinal axis
55: Innengewindeinner thread
66: Gewinderollerthread Roller
77: WerkzeugTool
88th: Außengewindeexternal thread
99: Schaftshaft
1010: Hülseshell
1111: BundFederation
1212: Anlageflächecontact surface
1313: Anlageflächecontact surface
1414: Verformungsliniedeformation line
1515: Verformungsliniedeformation line
1616: Ausnehmung (Buchse)recess (Rifle)
1717: Ausnehmung (Buchse)recess (Rifle)
1818: Gewindebuchsethreaded bushing
1919: Bohrungdrilling
2020: Platteplate
2121: Innengewindeinner thread
2222: Längsachselongitudinal axis
2323: BundFederation
2424: Anlageflächecontact surface
2525: Anlageflächecontact surface
2626: Ende Gewindebuchse (vom Bund weggerichtetes Ende)The End Threaded bushing (end directed away from the collar)
2727: Gewindeabschnittthreaded portion
2828: Hohlzylinderhollow cylinder
2929: Bodenground

Claims

Method for fastening a threaded bushing ( 3 . 18 ) in a plate ( 1 . 20 ) by means of a Schraubdornprozesses, wherein the threaded bush ( 3 . 18 ) in a bore ( 2 . 19 ) in the plate ( 1 . 20 ) and the threaded bushing ( 3 . 18 ) an internal thread ( 5 . 21 ), comprising the steps of: - inserting the threaded bushing ( 3 . 18 ) into the hole ( 2 . 19 ), and - screwing in a tool ( 7 ), in particular a threaded roller ( 6 ), with an oversize in the threaded bushing ( 3 . 18 ).

Method according to claim 1, characterized in that the threaded bush ( 3 . 18 ) is closed on one side to a pressure-tight completion of the bore ( 2 . 19 ) to achieve.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the internal thread ( 5 . 21 ) is removed by rubbing.

Method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that a collar ( 11 . 23 ) of the threaded bush ( 3 . 18 ) is removed by cutting.

Method according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the tool ( 7 ) by means of a drilling device in the threaded bushing ( 3 . 18 ) is screwed.

Method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that between a arranged on the drilling device and the tool ( 7 coaxially surrounding sleeve ( 10 ) and the federal government ( 11 ) of the threaded bush ( 3 . 18 ) during the Schraubdornprozesses a mechanical connection, in particular at least one area-wise positive connection and / or a frictional engagement, in order to prevent rotation of the threaded bushing ( 3 . 18 ) in the hole ( 2 . 19 ) to reach.

Method according to one of the claims 1 to 6, characterized in that by means of the tool ( 7 ) the threaded bush ( 3 . 18 ) is radially expanded, whereby a frictional engagement and / or an at least regionally positive fit between the bore ( 2 . 19 ) and the threaded bushing ( 3 . 18 ) will be produced.

Method according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the attachment of the threaded bush ( 3 . 18 ) in a plate formed with a metallic material ( 1 . 20 ), in particular in an aluminum alloy sheet occurs.

Tool, in particular for carrying out the method according to one of the claims 1 to 8, for fixing one in a bore ( 2 . 19 ) in a plate ( 1 . 20 ) recorded threaded bushing ( 3 . 18 ) with an internal thread ( 5 . 21 ), characterized in that by means of the in the threaded bush ( 3 . 18 ) screw-in tool ( 7 ) It is expandable in the radial direction.

Tool according to claim 9, characterized in that the tool ( 7 ), in particular a thread roller ( 6 ).

Tool according to claim 9 or 10, characterized in that the thread roller ( 6 ) by means of a shank ( 9 ) Can be clamped in a drilling unit and set in rotation.

Tool according to one of the claims 9 to 11, characterized in that between a arranged on the drilling device and the tool ( 7 coaxially surrounding sleeve ( 10 ) and a covenant ( 11 . 23 ) of the threaded bush ( 3 . 18 ) a mechanical connection, in particular an at least regionally positive fit and / or a frictional connection, can be produced during the screw mandrel process, in order to prevent rotation of the threaded bush (US Pat. 3 . 18 ) in the hole ( 2 . 19 ) to reach.

Tool according to one of the claims 9 to 12, characterized in that the sleeve ( 10 ) means for, in particular, cutting removal by the Federation ( 11 . 23 ) of the threaded bush ( 3 . 18 ) after completing the Schraubdornprozesses.