DE1038346B - Mit Aussen- und Innengewinde versehene, selbstschneidende, zylindrische Einsatzbuechse aus Metall - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine mit Außen- und Innengewinde versehene, selbstschneidende, zylindrische Einsatzbüchse aus Metall.

Büchsen dieser Art sind bekannt. Sie dienen zur Aufnahme von Schrauben aller Art und sonstiger Verbindungselemente mit Gewinde und werden in gebohrte oder gepreßte Löcher metallischer oder nichtmetallischer Werkstoffe eingesetzt. Die Außen- und , Innengewinde dieser Büchsen erstrecken sich über die ganze Länge der Büchsen. Zum Einsetzen der Büchsen durch einen Selbstschneidevorgang hat man diese Büchsen am einen Ende mit Durchbrechungen, wie Längsschlitzen, versehen und außerdem die äußeren Gewindegänge im Bereich dieser Schlitze teilweise als Vorschneider und teilweise als Fertigschneider ausgebildet. Nach dem Einschneiden der Büchsen in den Werkstoff werden die Büchsen durch das nachfolgende Einschrauben der Schrauben gegen den umgebenden Werkstoff verspannt. Gleichzeitig tritt eine Sicherung der Schraube in der Büchse ein. Durch die bis an das vordere Einschraubende der Büchsen reichenden Schlitze tritt eine gewisse Schwächung der Büchsen an diesen Enden ein, die in vielen Fällen nicht erwünscht ist. Auch besteht die Gefahr, daß die geschlitzten, den Vorschneider bildenden Teile bei unsachgemäßem Einsetzen der Büchse in die vorgeformten Löcher abgebogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einmal die Stabilität der Büchsen aufrechtzuerhalten, so daß beim Einschrauben Formveränderungen nicht eintreten können. Ferner soll die Wandstärke der Büchsen nach Möglichkeit gering gehalten und zum anderen die Schneidwirkung verbessert werden.

Zur Verbesserung der Schneidwirkung hat man schon vorgeschlagen, die Schneidgänge der Büchsen durch schräg angeordnete Nuten schräg abzuschneiden. Es tritt damit ein ziehender Schnitt ein. Gleichzeitig soll bei Anwendung derartiger Nuten im Schneidbereich der Büchsen das am Grunde der Nuten verbleibende Material eine Formveränderung beim Einschrauben der Einsatzbüchse weitgehend vermeiden. Diese schräg angeordneten Nuten sind nicht einfach herzustellen. Außerdem verbleibt der Nachteil, daß diese Büchsen eine verhältnismäßig große Wandstärke aufweisen müssen. Schließlich ist die Abführung der Späne schlecht, da die Nuten nach dem Innern der Schneidbüchse nicht offen sind.

Um die erwähnten Nachteile zu beseitigen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Durchbrechungen der Einsatzbüchsen nach dem Einschraubende der Büchsen hin geschlossen sind. Haben die Durchbrechungen eine geschlossene Form, so werden die Schneidgänge von der runden Öffnung schräg abgeschnitten, wodurch ein sehr sauberer Schnitt erzielt Mit Außen- und Innengewinde versehene, selbstschneidende, zylindrische

Einsatzbüchse aus Metall

Anmelder:

Groov-Pin Corporation,
Ridgefield, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Dr. jur. Fr. Lehmann, Patentanwalt, München 5, Papa-Schmid-Str. 1

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Juni 1952

Felix W. Braendel, Teaneck, N. J. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

wird. In einfacher Weise können die Durchbrechungen Bohrungen sein. Es können auch zwei senkrecht zur Längsachse der Büchse stehende Bohrungen vorgesehen sein.

Bei der Verwendung der Einsatzbüchse für Zündkerzen von Brennkraftmaschinen ist ihre Länge um mindestens die Stärke der Zündkerzendichtung kleiner als der Einschraubgewindeansatz der Zündkerze, und die Durchbrechungen sind brennraumseitig geschlossen. Damit treten durch das Einschrauben der Einsatzbüchse in den Zylinder keine Volumenveränderungen ein, die die Verbrennungsvorgänge irgendwie beeinflussen könnten.

Um eine ausreichende Dichtfläche zu gewährleisten, wird der äußere Gewindedurchmesser der Einsatzbüchse kleiner gehalten als der Durchmesser des Zündkerzenkörpers.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine aufgegliederte Seitenansicht mit einer Ausführungsart einer Einsatzbüchse für eine Zündkerze mit dem Zylinderkopf, dem Klemmring und der Zündkerze,

Fig. 2 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab nach dem Einsetzen der Zündkerze,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Einsatzbüchse und

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung 4-4 durch Fig. 3.

C ist ein Ausschnitt eines aus Aluminium bestehenden Zylinderkopfes einer Verbrennungskraftmaschine

809 600/266

mit einer zunächst zylindrischen Bohrung 10. 11 ist die selbstschneidende Einsatzbüchse, in die die Zündkerze P mit ihrem Gewinde 12 eingeschraubt werden kann. Die Zündkerze besitzt die Kontakte p und erstreckt sich in Arbeitsstellung im wesentlichen mit diesen bis in eine Ebene, die dem inneren Einführungsende 13 der Einsatzbüchse entspricht, sobald diese gemäß Fig. 2 in die Bohrung 10 des Zylinderkopfes C eingesetzt ist. Die Einsatzbüchse besitzt ein inneres Gewinde 14, das im Durchmesser und der Steigung dem Gewinde 12 der Zündkerze P entspricht. Die Einsatzbüchse 11 kann aus jedem beliebigem Material hergestellt werden, dessen Härte genügend größer ist als die des Materials, in das sie eingeschraubt wird. Sie schneidet beim Eindrehen selbst das Gewinde in das umgebende Material des Zylinderkopfes C. Bei Verwendung von Aluminium, Aluminiumlegierungen oder anderen Leichtmetallen sind Einsatzbüchsen aus ungehärtetem Stahl ausreichend, obwohl im allgemeinen gehärteter Stahl zu bevorzugen ist.

Die Einsatzbüchse besitzt in ihrer ganzen Länge ein äußeres Gewinde 15, 16. Die Gewindespitzen dieses Gewindes sind von dem Einführungsende 13 her in einem Bereich von 1 oder IV2 bis 3 Umdrehungen entlang einer Konusfläche a-a abgeschnitten, damit auf diese Weise eine Art Vorschneider entsteht. Gleichzeitig wird damit erreicht, daß das Einführungsende 13 der Hülse 11 sauber in die Bohrung 10 in den Zylinderkopf eingeführt werden kann.

Um die selbstschneidende Wirkung der Büchse zu gewährleisten, besitzt die Büchse eine oder mehrere Unterbrechungen. Diese erstrecken sich nicht bis zum Einführungsende des Einsatzes hin, sondern sind nach dem Einschraubende 13 der Büchse hin geschlossen. Auf diese Weise wird das Einsatzende 13 nicht unterbrochen, sondern eine geschlossene vordere Ringfläche belassen. Die Unterbrechung 18 erstreckt sich nach der anderen Richtung des Einsatzes so weit, daß sie noch bis in den Bereich der nicht abgeschnittenen Spitzen des Außengewindes 16 hineinragt.

Die Form der in sich geschlossenen Durchbrechung 18 in der Büchse 11 kann an sich beliebig sein. Da diese Durchbrechung bis in das Innere der Büchse hineinreicht, können beim Einschneiden der Büchse die anfallenden Späne leicht entfernt werden.

Zweckmäßig kann die Durchbrechung eine runde Gestalt, so die Form einer Bohrung 18 besitzen. Derartige Bohrungen können leicht hergestellt werden.

Diese Bohrung 18 und 18¹ kreisförmiger Gestalt kann die Wandung des Einsatzes auch zweimal durchsetzen.

Um das Einschneiden noch mehr zu erleichtern, können senkrecht zu den Bohrungen 18, 18¹ weitere Bohrungen 18³ und 18⁴ vorgesehen werden (Fig. 4). Diese Bohrungen verteilen sich gleichmäßig auf dem Umfang der Büchse.

Beim Einsetzen der Büchse 11 in die Zylinderwandung C schneiden die scharfen Kanten der Bohrungen 18¹ bis 18* ein Gewinde in die Wandung C. Die unteren Gänge 15 des Außengewindes der Büchse 11 wirken im Zusammenhang mit den Bohrungen 18 als Vorschneider und die oberen Gänge 16, die noch im Bereich der Bohrungen 18 liegen, als Fertigschneider. Die Späne fallen durch die Bohrungen nach dem Innern und können leicht entfernt werden.

Der Einsatz 11 wird in den Zylinderkopf 10 mittels eines Einsatzwerkzeuges bekannter Art eingesetzt.

Die Durchbrechungen 18 bis 18⁴ haben, wie die Zeichnungen erkennen lassen, keine Berührung mit dem Verbrennungsraum. Da die Büchse 11 an ihrem unteren Einführungsende 13 vollkommen geschlossen ist, sind keine Störungen im Zündvorgang durch irgendwelche zusätzlichen Räume gegeben.
Um eine ausreichende Dichtfläche zu gewährleisten, ist der äußere Gewindedurchmesser der Einsatzbüchse kleiner als der Durchmesser des Zündkerzenkörpers 21. Zwecks Erreichens eines absolut gasdichten Abschlusses kann noch ein Klemmring 20 aus Kupfer in bekannter Weise vorgesehen werden. Der Kupferring wird durch die Schulter 21 auf die Wandung des Zylinderkopfes C gedrückt. Dabei wird durch die Zündkerze P der Kupferring 20 im Bereich der Zylinderwandung C flachgedrückt. Der innere Teil des Ringes 20 wird nur niedergedrückt, kommt aber nicht mit der Büchse 11 in Berührung. Die Büchse 11 ist in diesem Fall in ihrer Länge um mindestens die Stärke der Zündkerzendichtung kleiner als der Einschraubgewindeansatz der Zündkerze. Auf diese Weise ist oberhalb der Büchse 11 ein freier Raum vorhanden, in den der Dichtungsring hineintreten kann, ohne daß er auf die Büchse 11 drückt. Auf diese Weise wird verhindert, daß beim Herausschrauben der Zündkerze P durch eine Berührung des Dichtungsringes 20 mit dem Einsatz 11 dieser mit zurückgeschraubt wird. Nach dem Einschneiden des Einsatzes 11 in die Zylinderwandung C und dem Einschrauben der Zündkerze P unter Zuhilfenahme des Abdichtungsringes 20 ist die Zündkerze genügend gasdicht eingebaut. Da der Einsatz 11 mit seinem Einführungsende 13 in einer Ebene mit der Innenwandung des Zylinderkopfes C Hegt, können keine Frühzündungen eintreten. Bei dem Herausschrauben der Zündkerze zur Durchsicht, Reinigung oder zum Ersatz besteht keine Möglichkeit, daß sich der Einsatz löst oder mit herausbewegt.

Die Erfindung ist an Hand des obigen Ausführungsbeispieles für die Verwendung als Einsatz zur Befestigung von Zündkerzen an Verbrennungskraftmaschinen beschrieben. Es handelt sich dabei nur um ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des Einsatzes. Der Einsatz kann, wenn er aus gehärtetem Stahl hergestellt wird, auch für andere Zwecke verwendet werden. Der Schutzbereich der Erfindung soll sich auch auf diese weiteren Verwendungsgebiete erstrecken.

Claims (6)

Patentansprüche·.

1. Mit Außen- und Innengewinde versehene, selbstschneidende, zylindrische Einsatzbüchse aus Metall, die an einem Ende nach Art eines Gewindeschneiders ausgebildet ist und in diesem Bereich Durchbrechungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen nach dem Einschraubende der Büchse hin geschlossen sind.

2. Einsatzbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen eine geschlossene Form (18) aufweisen.

3. Einsatzbüchse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen Bohrungen (18¹) sind.

4. Einsatzbüchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei senkrecht zur Längsachse der Büchse stehende Bohrungen (18¹ und 18² bzw. 18³ und 18⁴) vorgesehen sind.

5. Einsatzbüchse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Einsatzbüchse für Zündkerzen von Brennkraft-

maschinen ihre Länge um mindestens die Stärke der Zündkerzendichtung kleiner ist als der EinschraubgewindeaasatzderZündkerzeunddieDurchbrechungen brennraumseitig geschlossen sind.

6. Einsatzbüchse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gewindedurchmesser der Einsatzbüchse kleiner ist als der Durchmesser

des Zündkerzenkörpers (21), um eine ausreichende Dichtfläche zu gewährleisten.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 863 575, 808 510; österreichische Patentschrift Nr. 82 524; französische Patentschrift Nr. 839 452.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen