DE102009010760A1

DE102009010760A1 - Ausbauwerkzeug und Ausbauverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz

Info

Publication number: DE102009010760A1
Application number: DE102009010760A
Authority: DE
Inventors: Uwe Kirchhecker; Peter Kühnel
Original assignee: Bofag Fasteners AG
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik De GmbH
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-02-28
Also published as: FR2942598A1; FR2942598B1; GB201003272D0; GB2469548B; US20100218356A1; DE102009010760B4; GB2469548A

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Ausbauwerkzeug 1 und ein Ausbauverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz 3. Das Ausbauwerkzeug 1 umfasst einen Spindelkörper 10 mit einem Antriebsabschnitt 20 zum Drehen des Spindelkörpers 10 und mit einem Ausdrehabschnitt 30 zum Ausbauen des Drahtgewindeeinsatzes 3. Der Ausdrehabschnitt 30 weist eine zylindrische Form mit einer Außenseite 32 und einer Längsachse auf, über dessen Außenseite 32 nur ein Schneidelement 40 radial vorsteht. Dieses Schneidelement 40 kerbt und erfasst den Drahtgewindeeinsatz 3, um diesen dann aus einer Gewindebohrung 92 eines Bauteils 90 zu entfernen.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausbauwerkzeug und ein Ausbauverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz aus einem Bauteil.
2. Hintergrund der Erfindung
Drahtgewindeeinsätze finden vielseitige Anwendung in der Technik. Ihre Einsatzgebiete reichen von der Luft- und Raumfahrttechnik über den Maschinenbau bis hin zur Medizin- und Elektrotechnik. In diesem Zusammenhang werden Drahtgewindeeinsätze in Bauteile unterschiedlichster Materialien eingebaut. Zudem werden Drahtgewindeeinsätze unterschiedlicher Länge verwendet und in Gewindebohrungen teilweise unterschiedlich tief installiert.
Um Drahtgewindeeinsätze auszubauen, werden diese beispielsweise mit einem manuell betätigbaren Ausbauwerkzeug entfernt. Dieses Ausbauwerkzeug umfasst einen Spindelkörper, an dessen einem Ende ein dreieckiges Schneidelement befestigt ist. Beim Ausdrehen des Drahtgewindeeinsatzes mit Hilfe dieses Ausbauwerkzeugs greifen zwei gegenüberliegend angeordnete und aufeinander zulaufende Klingen in die dem Ausbauwerkzeug zugewandten Windungen des Drahtgewindeeinsatzes ein. Nachdem sich die gegenüberliegenden Klingen in diesen Windungen des Drahtgewindeeinsatzes verhakt haben, wird der Drahtgewindeeinsatz in seiner Wickelrichtung ausgedreht.
Gemäß einer weiteren Alternative besteht ein Ausbauwerkzeug aus einem Spindelkörper, der sich an einem Ende ähnlich einem Dorn verjüngt und mit drei Schnittkanten spitz zuläuft. Der Durchmesser des Spindelkörpers ist größer als der Innendurchmesser des zu entfernenden Drahtgewindeeinsatzes. Dadurch ist es möglich, dass sich beim Einsetzen des Dorns in den Drahtgewindeeinsatz die drei Schnittkanten des Ausbauwerkzeugs im Drahtgewindeeinsatz verkanten. Zu diesem Zweck wird das Ausbauwerkzeug in den Drahtgewindeeinsatz gedrückt. Mit dem nachfolgenden Drehen des Ausbauwerkzeugs wird der Drahtgewindeeinsatz entfernt.
Bei den oben beschriebenen Beispielen von Ausbauwerkzeugen für Drahtgewindeeinsätze ist es von Nachteil, dass diese Ausbauwerkzeuge die dem Ausbauwerkzeug zugewandten Windungen des Drahtgewindeeinsatzes aufweiten. Dadurch kommt es zu einer Beschädigung des Gewindes im Bauteil. Zudem verkeilt sich häufig der Drahtgewindeeinsatz im Material des Bauteils, was ein Entfernen des Drahtgewindeeinsatzes erschwert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Ausbauwerkzeug nur die oberen Windungen des Drahtgewindeeinsatzes erfasst. Wird der Drahtgewindeeinsatz nun ausgedreht, schnürt er sich in seinem dem Ausbauwerkzeug abgewandten Teil ein, was zum Bruch des Drahtgewindeeinsatzes führen kann. Des Weiteren sind in Bohrungen vertieft eingebaute Drahtgewindeeinsätze mit den bekannten Ausbauwerkzeugen nur bei gleichzeitiger Beschädigung der Bohrung im Bauteil ausbaubar. Das gleiche gilt für Drahtgewindeeinsätze, die in der ersten Phase des Ausbauens durch Einschnüren gebrochen sind.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ausbauwerkzeug und ein Ausbauverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz bereitzustellen, mit denen ein Drahtgewindeeinsatz mit höherer Verfahrenssicherheit und reduzierter Bauteilschädigung im Vergleich zum Stand der Technik ausbaubar ist.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Das oben genannte Problem wird durch ein Ausbauwerkzeug gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Ausbauverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen vorliegender Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den anhängenden Ansprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Ausbauwerkzeug für einen Drahtgewindeeinsatz weist die folgenden Merkmale auf einen Spindelkörper mit einem Antriebsabschnitt zum Drehen des Spindelkörpers und mit einem Ausdrehabschnitt zum Ausbauen des Drahtgewindeeinsatzes, während der Ausdrehabschnitt eine zylindrische Form mit einer Außenseite und einer Längsachse umfasst, über dessen Außenseite nur ein Schneidelement radial vorsteht, so dass mit dem Schneidelement der Drahtgewindeeinsatz erfassbar und mit der dem Schneidelement abgewandten Außenseite des Ausdrehabschnitts eine Stützfläche für den Drahtgewindeeinsatz bereitstellbar ist.
Im Vergleich zu bekannten Ausbauwerkzeugen für Drahtgewindeeinsätze arbeitet die vorliegende Erfindung ebenfalls mit einer Drehbewegung, um einen Drahtgewindeeinsatz aus einer Gewindebohrung in einem Bauteil zu entfernen. Zu diesem Zweck wird an einem Ausdrehabschnitt zylindrischer Form nur eine Klinge eingesetzt, die sich vorzugsweise durch Einkerben in der der Klinge zugewandten Windung des Drahtgewindeeinsatzes verhakt. Der zylindrische Abschnitt des Ausdrehabschnitts, der dem Schneidelement gegenüber liegt, dient als Stützfläche für den Drahtgewindeeinsatz, so dass dieser nicht wie durch das Schneidelement radial nach außen gedrückt wird. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Drahtgewindeeinsatz in das Material des Bauteils gedrückt wird und sich dort den Ausbau behindernd verhakt. Zudem hat die vom Schneidelement abgewandt angeordnete Stützfläche des Ausdrehabschnitts die optionale Funktion, den Drahtgewindeeinsatz beim Ausbau über seine gesamte Länge zu unterstützen. Auf diese Weise wird ein teilweises Einschnüren des Drahtgewindeeinsatzes zur Unterstützung des Entfernens des Drahtgewindeeinsatzes zugelassen. Gleichzeitig wird aber das Einschnüren soweit begrenzt, dass ein Abreißen bzw. Abbrechen des Drahtgewindeeinsatzes verhindert ist, da sich der Drahtgewindeeinsatz beim Einschnüren bevorzugt um den Ausdrehabschnitt des Ausbauwerkzeugs wickelt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Ausbauwerkzeugs umfasst der Ausdrehabschnitt eine parallel zu seiner Längsachse verlaufende Nut, in der das Schneidelement axial verstellbar gehalten ist.
Das axiale Verstellen des Schneidelements in Bezug auf die Längsachse des Ausdrehabschnitts des Ausbauwerkzeugs gewährleistet eine beliebige Anpassung des Ausbauwerkzeugs an Drahtgewindeeinsätze unterschiedlicher Länge. Während das Schneidelement den Drahtgewindeeinsatz an dem ihm zugewandten Ende erfassen kann, wirkt die zylindrische Stützfläche an der dem Schneidelement abgewandten Seite des Ausdrehabschnitts als Unterstützung über die gesamte Länge des Drahtgewindeeinsatzes. Auf dieser konstruktiven Grundlage ist der Ausbau von Drahtgewindeeinsätzen unterschiedlicher Länge mit gleicher Effizienz und Qualität möglich. Die Verstellbarkeit des Schneidelements wird bevorzugt dadurch realisiert, dass der Ausdrehabschnitt eine mittig angeordnete Bohrung mit Innengewinde umfasst. Innerhalb dieser Bohrung ist das Schneidelement mit Hilfe von mindestens einem Schraubenelement axial positionierbar gehalten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform vorliegender Erfindung weist das Schneidelement des Ausbauwerkzeugs eine Klinge auf, die im Verhältnis zur Längsachse des Ausdrehab schnitts in einem Winkel derart angeordnet ist, dass nur eine der Klinge am nächsten liegende Windung des Drahtgewindeeinsatzes erfassbar, insbesondere einkerbbar, ist.
Basierend auf der geeigneten Winkelauswahl des Schneidelements wird ein unnötiges Aufspreizen des Drahtgewindeeinsatzes durch das Schneidelement verhindert. Dadurch wird die durch das Schneidelement auf den Drahtgewindeeinsatz aufgebrachte Kraft in radialer Richtung hauptsächlich zum Einkerben der dem Schneidelement zugewandten Windung des Drahtgewindeeinsatzes genutzt. Während auf diese Weise einerseits ein fester Halt des Schneidelements am Drahtgewindeeinsatz erzeugt wird, wird andererseits die Kraft reduziert, mit der der Drahtgewindeeinsatz in das Material des Bauteils gedrückt wird. Da sich aus diesem Grund der Drahtgewindeeinsatz nicht stärker im Material des Bauteils verhakt, als es aufgrund des normalen Halts durch Haftreibung der Fall ist, muss das Ausbauwerkzeug beim Ausbauen des Drahtgewindeeinsatzes keine selbstgenerierten Widerstandskräfte durch das den Drahtgewindeeinsatz umgebenden Material überwinden. Somit wird auch auf diese Weise der Ausbau des Drahtgewindeeinsatzes unterstützt.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin bevorzugt, dass das Schneidelement eine Klinge aufweist, die im Verhältnis zur Längsachse des Ausdrehabschnitts in einem Winkel angeordnet ist, der zwischen 10° und 30°, vorzugsweise zwischen 18° und 24° und weiter bevorzugt bei 22°, liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform vorliegender Erfindung ist der maximale Durchmesser des Ausdrehabschnitts im Bereich des radial vorstehenden Schneidelements derart definiert, dass ein Gewinde in einer Gewindebohrung eines Bauteils bei parallel zur Längsachse der Gewindebohrung eingesetztem Ausdrehabschnitt nicht beschädigbar ist. Dies wird mit folgender Konstruktion gewährleistet. Einerseits stützt sich die an der dem Schneidelement abgewandten Seite des Ausdrehabschnitts befindliche Stützfläche an der Innenseite des Drahtgewindeeinsatzes ab. Ist dies der Fall, darf das Schneidelement nur radial so weit über die Außenseite des Ausdrehabschnitts vorstehen, dass zwar der Drahtgewindeeinsatz mit Hilfe des Schneidelements erfassbar, das Gewinde in der Gewindebohrung des Bauteils aber nicht beschädigbar ist. Daher ragt das Schneidelement maximal nur bis zum Gewinde der Gewindebohrung vor, so dass es das Gewinde nicht erreichen kann. Diese Konstruktion stellt sicher, dass auch bei in längeren Gewindebohrungen tief eingebaute Drahtgewindeeinsätze entfernt werden können, ohne dass das Ausbauwerkzeug das Gewinde der Gewindebohrung beschädigt. Dies verlängert die Lebensdauer der Bauteile und unterstützt zudem den Austausch von Drahtgewindeeinsätzen in beliebig langen Gewindebohrungen, falls beispielsweise die Drahtgewindeeinsätze beschädigt sein sollten.
Die vorliegende Erfindung offenbart ebenfalls ein Ausbauverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz aus einer Gewindebohrung eines Bauteils. Dieses Ausbauverfahren umfasst die folgenden Schritte: Ansetzen eines zylindrisch geformten Ausbauwerkzeugs mit Schneidelement am Drahtgewindeeinsatz, wobei das Schneidelement an nur einer umfänglichen Position bezogen auf das Ausbauwerkzeug über dessen Außenrand radial vorsteht, Einkerben des Drahtgewindeeinsatzes mit Hilfe des Schneidelements an nur einer umfänglichen Position bezogen auf den Drahtgewindeeinsatz und Entfernen des Drahtgewindeeinsatzes aus der Gewindebohrung durch Drehen des Ausbauwerkzeugs in Wickelrichtung des Drahtgewindeeinsatzes.
Im Rahmen des Ausbauverfahrens ist es bevorzugt, das Schneidelement in einem Winkelbereich von 10° bis 140°, vorzugsweise 40° bis 90° und weiter bevorzugt in einem Winkel von 90°, gemessen im Uhrzeigersinn vom dem Ausbauwerkzeug zugewandten Ende der Windung des Drahtgewindeeinsatzes anzusetzen. Dann wird das Schneidelement in den Drahtgewindeeinsatz gedrückt, so dass der Drahtgewindeeinsatz in seiner dem Ausbauwerkzeug zugewandten Windung durch das Schneidelement eingekerbt wird. Aufgrund dieses speziellen Winkelbereichs zum Ansetzen und Einkerben des Drahtgewindeeinsatzes durch das Schneidelement wird erreicht, dass der Drahtgewindeeinsatz beim Ausdrehen aus der Bohrung nicht in das Material des Bauteils gedrückt wird. Auf diese Weise werden Beschädigungen der Gewindebohrungen im Bauteil vermieden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Ausbauverfahren folgenden Schritt: Einstellen der axialen Position des Schneidelements derart, dass sich das Ausbauwerkzeug über das Schneidelement hinaus, insbesondere bis zum dem Schneidelement abgewandten Ende des Drahtgewindeeinsatzes, erstreckt, wenn das Schneidelement den Drahtgewindeeinsatz erfasst.
Mit Hilfe dieser Voreinstellung des Ausbauwerkzeugs wird die Funktion der Stützfläche an der dem Schneidelement abgewandten Seite des Ausdrehabschnitts sichergestellt. Da sich der Ausdrehabschnitt bevorzugt über die gesamte oder zumindest den größten Teil der Länge des Drahtgewindeeinsatzes erstreckt, wird auf diese Weise ein zu starkes Einschnüren bis zu einem Abreißen des Drahtgewindeeinsatzes beim Ausdrehen verhindert, während gleichzeitig ein Einschnüren zum erleichterten Entfernen des Drahtgewindeeinsatzes unterstützt wird. Der Drahtgewindeeinsatz wickelt sich während des Ausdrehens um den Ausdrehabschnitt des Ausbauwerkzeugs, so dass er weder abgeknickt noch in sich verdreht wird. Daher umfasst das Ausbauverfahren bevorzugt auch den Schritt: Abstützen des Drahtgewindeeinsatzes an einer vom Schneidelement abgewandten zylindrischen Außenwand des Ausbauwerkzeugs während des Entfernens des Drahtgewindeeinsatzes.
4. Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die in den begleitenden Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen naher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Ausbauwerkzeugs beim Einsatz in einer Gewindebohrung mit Drahtgewindeeinsatz,
2 eine Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Ausbauwerkzeugs,
3 eine vergrößerte Darstellung der Befestigung und Verstellung des Schneidelements im Ausbauwerkzeug gemäß 1,
4 eine schematische Darstellung des an einem Drahtgewindeeinsatz angesetzten Ausbauwerkzeugs,
5 Draufsicht auf einen Drahtgewindeeinsatz,
6 schematische vergrößerte Ansicht einer Klinge des Schneidelements des bevorzugten Ausbauwerkzeugs,
7 Flussdiagramm zur Illustration einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausbauverfahrens.
5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausbauwerkzeugs 1 ist in einer Schnittdarstellung in 1 gezeigt. Das Ausbauwerkzeug 1 umfasst einen Spindelkörper 10, an dessen gegenüberliegenden Enden ein Antriebsabschnitt 20 und ein Ausdrehabschnitt 30 angeordnet sind. Der Antriebsabschnitt 20 umfasst beispielsweise einen Knebel (nicht gezeigt) zum manuellen Betrieb des Ausbauwerkzeugs 1. Gemäß einer weiteren Alternative ist als Antriebsmittel im Antriebsabschnitt 20 ein Sechskant vorgesehen, wie er auch in 2 erkennbar ist. An diesem Sechskant sind Werkzeuge bekannter Art ansetzbar, um das Ausbauwerkzeug 1 zu betätigen. Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform möglich, das Ausbauwerkzeug 1 mit einem motorischen Antrieb zu verbinden und auf diese Weise zu betreiben.
Der Ausdrehabschnitt 30 weist eine zylindrische Form mit einer Außenseite 32 auf. Koaxial zur Längsachse des Ausdrehabschnitts 30 ist eine Bohrung 50 mit Innengewinde 52 angeordnet. Passend zum Innengewinde 52 sind bevorzugt zwei Schraubenelemente 60 in die Bohrung 50 eingeschraubt. Diese Schraubenelemente 60 halten ein Schneidelement 40 (vgl. 3) an einer vorgewählten axialen Position des Ausdrehabschnitts 30. Zu diesem Zweck weist das Schneidelement 40 beispielsweise zwei zapfenähnliche Anordnungen 46 auf, an denen die beiden Schraubenelemente 60 angreifen (vgl. 1 bis 3).
Das Schneidelement 40 ist in einer in Längsrichtung des Ausdrehabschnitts 30 verlaufenden Nut 34 angeordnet. Es ragt über die radiale Außenseite 32 des Ausdrehabschnitts 30 hinaus.
Das Schneidelement 40 ist mittels der Schraubenelemente 60 entlang der Längsachse des Ausdrehabschnitts 30 frei positionierbar. Dies ist durch die Pfeile in 3 angedeutet. Im Vergleich zu den Schraubenelementen 60 ist es ebenfalls bevorzugt, das Schneidelement 40 mit nur einem Schraubelement 60 zu positionieren und zu halten. Weiterhin könnte das Schneidelement 40 über ein oder zwei Schnappelemente (nicht gezeigt) innerhalb des Ausdrehabschnitts 30 befestigt sein. Zu diesem Zweck wären die Schnappelemente innerhalb der Bohrung 50 ohne Gewinde an bestimmten Stellen verrastbar und in beide Richtungen frei verschiebbar. Gemäß einer weiteren Alternative erstreckt sich anstelle der Bohrung 50 die Nut 34 bis ins Innere des Ausdrehabschnitts 30. Innerhalb dieser Nut sind bevorzugt die Schnappelemente (nicht gezeigt) geführt und an bestimmten Stellen verrastbar, um das Schneidelement 40 zu halten.
Wie aus 3 hervorgeht, umfasst das Schneidelement 40 mindestens eine Klinge 42. Vorzugsweise ist das Schneidelement 40 symmetrisch geformt, so dass es zwei Klingen 42, 44 aufweist. Diese beiden Klingen 42, 44 sind durch Drehen des Schneidelements 40 um 180° um seine quer verlaufenden Symmetrieachse (siehe 3) gegeneinander austauschbar.
Die eine dem Drahtgewindeeinsatz 3 nächstliegende Klinge 42 des Schneidelements 40 ist im Verhältnis zur Längsachse des Ausdrehabschnitts 30 in einem bestimmten Winkel α angeordnet. Aufgrund dieses bestimmten Winkels α ist mit der Klinge 42 der Drahtgewindeeinsatz 3 erfassbar, wenn das Ausbauwerkzeug 1 in die Gewindebohrung 92 des Bauteils 90 eingeführt wird. Wird der Ausdrehabschnitt 30 in den Drahtgewindeeinsatz 3 eingedrückt, erzeugt die Klinge 42 eine Kerbe im Drahtgewindeeinsatz 3. Sobald das Ausbauwerkzeug 1 um seine Längsachse in Wickelrichtung des Drahtgewindeeinsatzes 3 gedreht wird, nimmt die Klinge 42 den Drahtgewindeeinsatz 3 über die erzeugte Kerbe mit.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel α zwischen Längsachse des Ausdrehabschnitts 30 und der Klinge 42 derart eingestellt, dass nur die der Klinge 42 am nächsten liegende Windung 5 des Drahtgewindeeinsatzes 3 erfasst wird. Nur die der Klinge 42 nächst liegende Windung 5 des Drahtgewindeeinsatzes 3 wird bei Eindrücken des Ausbauwerkzeugs 1 in die Gewindebohrung 92 gekerbt und dann erfasst, um den Drahtgewindeeinsatz 3 aus dem Bauteil 90 zu entfernen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Klinge 42 in einem Winkel α im Verhältnis zur Längsachse des Ausdrehabschnitts 30 angeordnet, der zwischen 10° und 30°, vorzugsweise zwischen 18° und 24° und weiter bevorzugt bei 22° liegt.
Das Einkerben und Erfassen nur der der Klinge 42 nächstliegenden Windung 5 des Drahtgewindeeinsatzes 3 ist auch in 4 veranschaulicht. Während die Klinge 42 die Windung 5 des Drahtgewindeeinsatzes 3 erfasst, wird der Drahtgewindeeinsatz 3 durch die Stützfläche 32 an der dem Schneidelement 40 abgewandten Außenseite 32a des Ausdrehabschnitts 30 unterstützt. Da sich die Stützfläche 32 über das Schneidelement 40 hinaus, bevorzugt über die gesamte Länge des Drahtgewindeeinsatzes 3, erstreckt (vgl. 1), wird ein zu starkes Einschnüren und dadurch begünstigtes Abreißen des Drahtgewindeeinsatzes 3 während seines Ausbaus aus dem Bauteil 90 verhindert.
In der in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst der Drahtgewindeeinsatz 3 zwei in ihrem Durchmesser kleinere Windungen 7 im Vergleich zu den übrigen Windungen. Diese in ihrem Durchmesser kleineren Windungen 7 dienen bekanntermaßen als Schraubensicherung in Drahtgewindeeinsätzen 3. Um auch bei diesen Drahtgewindeeinsätzen 3 eine ausreichend große Stützfläche 32 bereitzustellen, wird der Durchmesser des Ausdrehabschnitts 30 auf Höhe des Schneidelements 40 derart gewählt, dass die Stützfläche 32 zunächst nur die Innenseite der Windungen 7 stützt, während sich der Ausdrehabschnitt 30 über die gesamte Länge des Drahtgewindeeinsatzes 3 erstreckt. Dabei erreicht die Klinge 42 des Schneidelements 40 nicht das Gewinde an der Innenseite der Bohrung 92. Zusätzlich verjüngt sich bevorzugt der Ausdrehabschnitt 30 an seinem freien Ende, beispielsweise über eine konische Fläche 36, um tiefer in die Bohrung 92 eingesetzt werden zu können. Bei der Verwendung des Ausbauwerkzeugs 1 für den Drahtgewindeeinsatz 3 wird somit das Ausbauwerkzeug 1 soweit in den Drahtgewindeeinsatz 3 eingesetzt, dass sich das verjüngte Ende des Ausdrehabschnitts 30 bevorzugt am Fuß der Bohrung 92 abstützt oder kurz vor diesem endet. Während des Entfernens des Drahtgewindeeinsatzes 3 durch Drehen des Ausdrehabschnitts 30 mit Hilfe des Antriebsmittels 20, stützen sich zunächst die Windungen 7 an der Stützfläche 32 ab. Da beim Ausdrehen des Drahtgewindeeinsatzes 3 ein Einschnüren des Drahtgewindeeinsatzes 3 stattfindet, stützen sich nach weiterem Drehen des Ausbauwerkzeugs 1 um seine Längsachse weitere Windungen und vorzugsweise der größte Teil der Windungen oder sogar alle Windungen des Drahtgewindeeinsatzes 3 an der Stützfläche 32 ab. Durch dieses kontrollierte Einschnüren des Drahtgewindeeinsatzes 3 wird dessen Durchmesser verkleinert und sein Ausbau erleichtert, ohne den Drahtgewindeeinsatz abzubrechen oder abzureißen.
Um eine Beschädigung des Gewindes in der Gewindebohrung 92 des Bauteils 90 zu vermeiden, ist der maximale Durchmesser des Ausdrehabschnitts 30 im Bereich des radial vorstehenden Schneidelements 40 passend eingestellt, wie oben bereits erwähnt worden ist. Der maximale Durchmesser an dieser Stelle des Ausdrehabschnitts 30 ist derart gewählt, dass das Gewinde in der Gewindebohrung 92 des Bauteils 90 bei parallel zur Längsachse der Gewindebohrung 92 eingesetztem Ausdrehabschnitt 30 nicht durch die Klinge 42 des Schneidelements 40 erreicht wird. Die gilt für die Fälle, dass sich die Stützfläche 32 zunächst an im Durchmesser kleineren Windungen 7 oder bereits über einen Teil oder die gesamte Länge des Drahtgewindeeinsatzes 3 ohne kleinere Windungen 7 abstützt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Schneidelement 40 das Gewinde in der Gewindebohrung 92 des Bauteils 90 nicht beschädigt. Zu diesem Zweck ist der Durchmesser d des Ausdrehabschnitts 30 im Bereich des radial vorstehenden Schneidelements 40 derart definiert, dass er größer ist als ein Innendurchmesser id₃ des Drahtgewindeeinsatzes 3 und kleiner als die Summe eines Innendurchmessers d₉₂ der Gewindebohrung 92 des Bauteils 90 und des Innendurchmessers id₃ des Drahtgewindeeinsatzes 3 geteilt durch zwei. In einer Formel zusammengefasst lautet dies
Es ist weiterhin bevorzugt, die Klinge 42 in einem Freiwinkel β (vgl. 6) anzuschleifen. Dieser Anschliff der Klinge 42 unterstützt die Kerbwirkung der Klinge 42 beim Eindrücken des Ausbauwerkzeugs 1 in den auszubauenden Drahtgewindeeinsatz 3. Der Freiwinkel β wird zwischen der Klinge 42 und der Tangente im Berührungspunkt der Klinge 42 am Drahtgewindeeinsatz 3 gemessen. Bevorzugt liegt der Winkel zwischen 8° und 15°, während auch andere Freiwinkel denkbar sind, solange sie das Kerben der Klinge 42 im Drahtgewindeeinsatz 3 unterstützen. Gemäß einer am meisten bevorzugten Ausführungsform wird ein Freiwinkel von 12° genutzt.
Zum Ausbau des Drahtgewindeeinsatzes 3 aus der Gewindebohrung 92 des Bauteils 90 erfolgt zunächst ein Einstellen (Schritt A) der axialen Position des Schneidelements 40 in Bezug auf die Längsachse des Ausdrehabschnitts 30. Die Position des Schneidelements 40 wird derart gewählt, dass sich das Ausbauwerkzeug 1 mit seinem Ausdrehabschnitt 30 über das Schneidelement 40 in Richtung des dem Schneidelement 40 abgewandten Endes des Drahtgewindeeinsatzes 3 erstreckt, wenn das Schneidelement 40 den Drahtgewindeeinsatz 3 erfasst. Es ist bevorzugt, dass sich das Ausbauwerkzeug 1 mit seinem Ausdrehabschnitt 30 bis zum dem Schneidelement 40 abgewandten Endes des Drahtgewindeeinsatzes 3 erstreckt.
In einem weiteren Schritt B (vgl. 7) findet das Ansetzen des Schneidelements 40 des Ausbauwerkzeugs 1 am Drahtgewindeeinsatz 3 statt. Da das Schneidelement 40 an nur einer umfänglichen Position bezogen auf die Außenseite 32 des Ausdrehabschnitts 30 radial vorsteht, liegt die Klinge 42 des Schneidelements 40 auch nur an einer Position des Drahtgewindeeinsatzes 3 an. Die an der dem Schneidelement 40 abgewandten Außenseite 32a des Ausdrehabschnitts 30 angeordnete Stützfläche stützt sich gleichzeitig an der Innenseite des Drahtgewindeeinsatzes 3 ab.
In einem weiteren Schritt C wird der Drahtgewindeeinsatz mit Hilfe des Schneidelements 40, im Speziellen mit Hilfe der Klinge 42, an nur einer umfänglichen Position bezogen auf den Drahtgewindeeinsatz 3 eingekerbt. Um ein wirksames Einkerben des Drahtgewindeeinsatzes durch die Klinge 42 des Schneidelements 40 zu gewährleisten, wird der Ausdrehabschnitt 30 des Ausbauwerkzeugs 1 in axialer Richtung in den Drahtgewindeeinsatz 3 gedrückt. Das Einkerben der nur dem Schneidelement 40 am nächsten liegenden ersten Windung 5 des Drahtgewindeeinsatzes 3 findet in einem Winkelbereich von 10° bis 140°, vorzugsweise 40° bis 90° und am meisten bevorzugt an einer Position von 90° statt. Dieser Winkelbereich oder Winkel wird beginnend von dem dem Ausbauwerkzeug 1 zugewandten Ende 80 des Drahtgewindeeinsatzes 3 im Uhrzeigersinn gemessen (siehe 5).
Es hat sich gezeigt, dass bei Ansatz des Ausbauwerkzeugs 1 an einer Winkelposition größer 140° gemessen im Uhrzeigersinn von dem dem Ausbauwerkzeug 1 zugewandten Ende 80 des Drahtgewindeeinsatzes 3 ein Ausbau des Drahtgewindeeinsatzes 3 behindert wird. Während des Drehens des Ausbauwerkzeugs 1 in Wickelrichtung des Drahtgewindeeinsatzes 3 kommt es zu einer radialen Aufweitung der dem Ausbauwerkzeug 1 zugewandten ersten Windung 5 des Drahtgewindeeinsatzes 3. Dies hat einerseits die Beschädigung des Gewindes in der Gewindebohrung 92 zur Folge und andererseits steigt der Reibwert zwischen Drahtgewindeeinsatz 3 und Bauteil 90. Es ist zudem möglich, dass sich das freie Ende des auszudrehenden Drahtgewindeeinsatzes 3 im Material des Bauteils 90 verhakt, so dass der Drahtgewindeeinsatz 3 beim Ausdrehversuch gestaucht und blockiert wird. Beim Ausdrehen des Drahtgewindeeinsatzes und einem vorherigen Ansetzen in einem Winkelbereich von 10° bis 140° (siehe oben) kommt es lediglich zu einer geringen radialen Aufweitung des Drahtgewindeeinsatzes in der Windung 5. Zudem wird der Drahtgewindeeinsatz 3 durch die Drehbewegung des Ausbauwerkzeugs 1 in seinem weiteren Verlauf radial reduziert, was den Ausbau unterstützt. Somit erfolgt im Schritt D das Entfernen des Drahtgewindeeinsatzes 3 aus der Gewindebohrung 92 durch Drehen des Ausbauwerkzeugs 1 in Wickelrichtung des Drahtgewindeeinsatzes 3 um die Längsachse des Ausbauwerkzeugs 1.
Gemäß dem weiteren Schritt E findet während des Entfernen des Drahtgewindeeinsatzes 3 ein Abstützen des Drahtgewindeeinsatzes 3 an der dem Schneidelement 40 abgewandten zylindrischen Außenwand 32a des Ausbauwerkzeugs 1 statt.

Claims

Ausbauwerkzeug (1) für einen Drahtgewindeeinsatz (3), das die folgenden Merkmale aufweist: a. einen Spindelkörper (10) mit einem Antriebsabschnitt (20) zum Drehen des Spindelkörpers (10) und mit einem Ausdrehabschnitt (30) zum Ausbauen des Drahtgewindeeinsatzes (3), während b. der Ausdrehabschnitt (30) eine zylindrische Form mit einer Außenseite (32) und einer Längsachse umfasst, über dessen Außenseite (32) nur ein Schneidelement (40) radial vorsteht, so dass c. mit dem Schneidelement (40) der Drahtgewindeeinsatz (3) erfassbar und mit der dem Schneidelement (40) abgewandten Außenseite (32A) des Ausdrehabschnitts (30) eine Stützfläche für den Drahtgewindeeinsatz (3) bereitstellbar ist.
Ausbauwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1, dessen Ausdrehabschnitt (30) eine parallel zu seiner Längsachse verlaufende Nut (34) umfasst, in der das Schneidelement (40) axial verstellbar gehalten ist.
Ausbauwerkzeug (1) gemäß Anspruch 2, dessen Ausdrehabschnitt (30) eine mittig angeordnete Bohrung (50) mit Innengewinde (52) umfasst, innerhalb derer das Schneidelement (40) mittels mindestens einem Schraubenelement (60) axial positionierbar gehalten ist.
Ausbauwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1, dessen Schneidelement (40) eine Klinge (42) umfasst, die im Verhältnis zur Längsachse des Ausdrehabschnitts (30) in einem Winkel α derart angeordnet ist, dass nur eine der Klinge (42) am nächsten liegende Windung (5) des Drahtgewindeeinsatzes (3) erfassbar ist.
Ausbauwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1, dessen Schneidelement (40) eine Klinge (42) umfasst, die im Verhältnis zur Längsachse des Ausdrehabschnitts (30) in einem Win kel α angeordnet ist, der zwischen 10° und 30°, vorzugsweise zwischen 18° und 24° und weiter bevorzugt bei 22°, liegt.
Ausbauwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1, dessen Schneidelement (40) zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Klingen (42, 44) aufweist.
Ausbauwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1, dessen maximaler Durchmesser des Ausdrehabschnitts (30) im Bereich des radial vorstehenden Schneidelements (40) derart definiert ist, dass ein Gewinde in einer Gewindebohrung (92) eines Bauteils (90) bei parallel zur Längsachse der Gewindebohrung (92) eingesetztem Ausdrehabschnitt (30) nicht beschädigbar ist.
Ausbauwerkzeug (1) gemäß Anspruch 1, dessen Durchmesser d des Ausdrehabschnitts (30) im Bereich des radial vorstehenden Schneidelements (40) definiert ist als
während id₃ einen Innendurchmesser des Drahtgewindeeinsatzes (3) und d₉₂ einen Innendurchmesser einer Gewindebohrung (92) in einem Bauteil (90) beschreiben.
Ausbauverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz (3) aus einer Gewindebohrung (92) eines Bauteils (90), das die folgenden Schritte aufweist: a. Ansetzen (B) eines zylindrisch geformten Ausbauwerkzeugs (1) mit Schneidelement (40) am Drahtgewindeeinsatz, wobei das Schneidelement (40) an nur einer umfänglichen Position bezogen auf das Ausbauwerkzeug (1) über dessen Außenrand radial vorsteht, b. Einkerben (C) des Drahtgewindeeinsatzes (3) mit Hilfe des Schneidelements (40) an nur einer umfänglichen Position bezogen auf den Drahtgewindeeinsatz (3), c. Entfernen (D) des Drahtgewindeeinsatzes (3) aus der Gewindebohrung (92) durch Drehen des Ausbauwerkzeugs (1) in einer Wickelrichtung des Drahtgewindeeinsatzes (3).
Ausbauverfahren gemäß Anspruch 9, in dem das Schneidelement (40) in einem Winkelbereich von 10°–140°, vorzugsweise 40°–90° und weiter bevorzugt 90°, gemessen im Uhrzeigersinn vom dem Ausbauwerkzeug (1) zugewandten Ende (80) des Drahtgewindeeinsatzes (3) angesetzt (B) und in den Drahtgewindeeinsatz gedrückt wird (C), so dass der Drahtgewindeeinsatz (3) durch das Schneidelement (40) eingekerbt wird.
Ausbauverfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, das den weiteren Schritt aufweist: Einstellen (A) der axialen Position des Schneidelements (40) derart, dass sich das Ausbauwerkzeug (1) in Längsrichtung über das Schneidelement (40) hinaus oder bis zum dem Schneidelement (40) abgewandten Ende des Drahtgewindeeinsatzes (3) erstreckt, wenn das Schneidelement (40) den Drahtgewindeeinsatz (3) erfasst.
Ausbauverfahren gemäß Anspruch 9, das den weiteren Schritt umfasst: Abstützen (E) des Drahtgewindeeinsatzes (3) an einer vom Schneidelement (40) abgewandten zylindrischen Außenwand (32) des Ausbauwerkzeugs (1) während des Entfernens (D) des Drahtgewindeeinsatzes (3).