DE1182158B - Werkzeug fuer den Einbau eines Drahtgewinde-einsatzes in die Gewindebohrung eines Werkstueckes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 25 b

Deutsche KI.: 87 a-22

Nummer: 1182158

Aktenzeichen: H 38242 Ic/87 a

Anmeldetag: 23. Dezember 1959

Auslegetag: 19. November 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug für den Einbau eines wendeiförmigen und mit einem quergerichteten Mitnehmerende versehenen Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindebohrung eines Werkstückes, bei welchem ein mit dem Antriebsmotor zu verbindendes Werkzeuggehäuse mit einem Einschraubdorn für den Gewindeeinsatz gegenüber einem zum Verengen des überweit bemessenen Gewindeeinsatzes vor dem Einbau dienenden rohrförmigen Vorwinder teleskopartig verschieblich ist, der mit einer seitlichen Zuführöffnung für die einzeln einzubauenden Gewindeeinsätze versehen ist.

Bei bekannten Werkzeugen dieser Art ist im Vorwinder lediglich eine seitliche Aussparung vorgesehen, durch welche der neue Gewindeeinsatz eingebracht werden kann.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, das Einführen eines neuen Gewindeeinsatzes in den Vorwinder zu erleichtern und zu diesem Zweck ist in die seitliche Zuführöffnung des Vorwinders ein stetig gekrümmtes Zuführrohrstück von solchem Durchmesser eingesetzt, daß die Gewindeeinsätze mit geringem Spiel in demselben herabgleiten können. Dabei endet das vordere Ende des Rohrstückes gleichachsig zum Vorwinder innerhalb desselben, wobei die Wandung des Rohrstückes für den Durchtritt des Einschraubdornes mit einem entsprechenden Loch versehen ist. Das Einführen eines neuen Einsatzes ist hierdurch sehr vereinfacht worden, weil lediglich zum gegebenen Zeitpunkt ein neuer Gewindeeinsatz in das gekrümmte Rohrstück eingeschoben werden muß und entlang demselben selbsttätig in die gewünschte Stellung gelangt, in welcher er von dem Einschraubdorn erfaßt werden kann.

Es ist zwar bereits bekannt, bei Schraubenziehern ein seitlich angesetztes Zuführungsrohr zu verwenden, in welches die Schrauben der Reihe nach eingeführt werden können. Die Schrauben gleiten dabei dem Rohr entlang und gelangen schließlich in den Vorwinder. Dabei muß jedoch berücksichtigt werden, daß die Schrauben stets einen gegenüber dem Schaft verbreiterten Kopf besitzen, so daß der Umriß der Schraube im wesentlichen nach vorn spitz zuläuft. Hierdurch wird der Eintritt der Schraube an der Übergangsstelle vom Zuführungsrohr in den Vorwinder erleichtert, so daß der winkelige Übergang von Zuführungsrohr und Vorwinder nicht stört. Bei Drahtgewindeeinsätzen ist jedoch zu berücksichtigen, daß diese im wesentlichen zylindrische Gestalt haben, worauf es zurückzuführen ist, daß sich diese Gewindeeinsätze bei Benutzung der für Schraubenzieher bekannten einfach seitlich angesetzten Zufüh-

Werkzeug für den Einbau eines Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindebohrung eines
Werkstückes

Anmelder:

Heli-Coil Corporation, Danbury, Conn.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Hoffmann, Patentanwalt,

München 8, Maria-Theresia-Str. 6

Als Erfinder benannt:

Theodore B. Eddy, Brookfield, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. September 1959
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rungsrohre an der Übergangsstelle desselben zum Vorwinder verhängen würden.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Werkzeug gemäß der Erfindung mit angebautem Motor;

F i g. 2 ist ein unter 90° gegenüber F i g. 1 versetzter Teillängsschnitt;

F i g. 3 und 4 sind Schnitte nach den Linien 3-3 bzw. 4-4 von Fig. 1;
F i g. 5 ist ein Schnitt durch das Ende des Vorwinders im größeren Maßstab, und zwar mit einem Gewindeeinsatz in derjenigen Lage, in welcher er durch das Vorwinderende hindurch eingeschraubt werden soll.

Das in den Zeichnungen dargestellte Werkzeug besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 10 mit einem Außenflansch 12 an einem seiner Enden und einem Innenflansch 14, welcher in einem bestimmten Abstand von dem Flansch 12 eine Schulter 16 bildet. An diese Schulter 16 legt sich zu einem später noch zu erklärenden Zweck ein Drucklager 18 an. In dem Inneren des Gehäuses 10 befindet sich an dem mit dem Außenflansch versehenen Ende eine Büchse 20

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mit einem abgeflachten Ende 22, an dem ein Schrau- spart, so daß der letztere durch die Aussparung hinbenschlüssel angreifen kann und in welchem sich das durch eintreten kann, wie später noch beschrieben Innengewinde 24 befindet. Im Inneren der Büchse werden wird. Wie bereits vorher erwähnt wurde, ist 20 ist der Kopf 26 eines Dorns 28 axial verschieb- das Vorwindergehäuse in dem Werkzeuggehäuse 10 bar. Der Dornkopf 26 ist mit einem Diagonalstift 30 5 teleskopartig verschiebbar. An einer Verdrehung versehen, welcher mit seinen freien Enden in Längs- innerhalb des letzteren wird jedoch das Vorwinderschlitze 32 in der Wandung der Büchse 20 eingreift. gehäuse gehindert durch einen Stift oder einen son-Der Dornkopf hat ferner einen am Umfang hervor- stigen radialen Vorsprung 70, der von dem Gehäuse stehenden Teil 34, welcher die Innenfläche 36 der 48 aus hervorsteht und in einem Längsschlitz 72 in Büchse berührt, um darin geführt zu werden. Ebenso io der Wandung des Gehäuses 10 gleitet. Das innere hat der Kopf zwei Längsnuten 38, in welche die Ende 74 des Schlitzes kann also als ein Anschlag Stifte 40 eingreifen, welche die Aufgabe haben, wäh- dienen für eine innere Endlage des Vorwinders, rend des Zusammenbaus eine Feder 42 zu halten, die während das äußere Ende 76 des Schlitzes die sich mit ihren beiden Enden an den Dornkopf bzw. äußere Endlage des Vorwindergehäuses 48 bestimmt, an eine Innenschulter 44 der Büchse 20 anlegt, so 15 Ein weiterer Schlitz 78 befindet sich in dem Gehäuse daß der Kopf 26 normalerweise durch das Druck- 10 gegenüber dem Schlitz 72. Dieser Schlitz 78 ist lager 18 gehalten wird. Weiterhin befestigt der Stift an seinem äußeren Ende 79 offen und von einer 30 den Dornkopf 26 an dem Dornkörper 28. Das solchen Breite, daß das Rohr 60 darin gleiten kann. Fußende des Dorns, welcher sich durch die ganze Ferner sind die Schlitze 72 und 78 von einer solchen Länge des Werkzeuggehäuses 10 erstreckt, steht aus 20 Länge, daß der Vorwinder genügend weit einwärts dem letzteren um ein gewisses Maß hervor. Dieses geschoben werden kann, damit das Dornfußende mit Ende ist mit einem Schlitz 46 versehen zwecks Er- dem Schlitz 46 durch die Aussparung 68, die Vorfassens des Mitnehmerendes T eines Gewindeein- winderspitze 54 und die Gewindebohrung H htnsatzes W — wie am besten aus der F i g. 5 ersieht- durchgehen kann bis zu der Endlage des Mitnehlich ist —, der zum Einbau in eine Gewindeboh- 25 merzapfens eines in seine Endlage in die Bohrung H rung H einer Nabe / bestimmt ist. eingebauten Gewindeeinsatzes. Eine Büchse 80 deckt Innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 10 ist ein den Schlitz 78 ab und ist an dem vorerwähnten Stift Vorwindergehäuse 48 teleskopartig verschiebbar und 70 befestigt, so daß sie auf der Außenseite des Werkwird dabei von der Innenwand 50 des Gehäuses 10 zeuggehäuses 10 gleiten kann, wenn der Vorwinder geführt. Das Vorwindergehäuse ist ebenfalls ein rohr- 30 dem letzteren gegenüber verschoben wird. Eine förmiges Bauelement, in welchem eine Führungs- Feder 82 im Inneren des Werkzeuggehäuses 10 legt büchse 52 für den Dorn durch hier nicht dargestellte sich mit einem Ende an einen inneren Vorsprung84 Mittel befestigt ist. In das äußere, hervorstehende dicht neben dem Drucklager 18, mit dem anderen Ende des Vorwindergehäuses ist eine Vorwinder- Ende im Inneren des Vorwindergehäuses an eine spitze 54 eingeschraubt, und zwar mittels eines links- 35 Schulter 86 an, die sich an der Stelle befindet, wo gängigen Gewindes, wenn der Gewindeeinsatz rechts- die Dornführung 52 an dem Gehäuse 48 befestigt ist. gängig gewickelt ist. Die Spitze hat ein Innengewinde Um den Dorn drehen zu können, wird das Werk-56, welches in der Lage ist, einen Gewindeeinsatz zeuggehäuse 10 an dem Statorteil S eines Motors P zusammenzupressen, wenn derselbe mit Hilfe des befestigt. Zu diesem Zweck kann der Flansch 12 Dorns 28 hindurchgeschraubt wird. Im Abstand von 4° durch die Schrauben 88 entweder direkt an dem der Vorwinderspitze ist die Wandung des Vorwinder- Stator S oder an einem Zwischenstück C befestigt gehäuses 48 bei 58 ausgespart. Durch diese Aus- werden, wobei das letztere seinerseits durch die sparung ist ein gekrümmtes Speiserohr 60 eingesetzt, Schrauben S' an den Stator S angebaut werden kann, so daß das innere Ende 62 des Rohres sich in einem wie aus F i g. 1 ersichtlich ist. Die mit Außengewinde bestimmten Abstand von der Vorwinderspitze 54 be- 45 versehene Welle R des Rotors des Motors kann in findet und zu der letzteren sowie zu dem Vorwinder- das Innengewinde 24 des Büchsenendes 22 eingegehäuse gleichachsig ausgerichtet ist. Je nach der schraubt werden; diese Verbindung kann dann noch Richtung, in welcher das Werkzeug verwendet wird, durch eine Gegenmutter L gesichert werden. Es sind kann das äußere Ende des Rohres 60 so gekrümmt Mittel vorgesehen, um den Motor zu einem bestimmsein, wie es die F i g. 1 zeigt, oder beispielsweise 50 ten Zeitpunkt in Anlauf zu bringen, nämlich dann, auch umgekehrt gegenüber dem inneren Rohrteil, wenn das geschlitzte Dornende gerade dabei ist, den wenn nämlich das Werkzeug mit seiner Achse in Mitnehmerzapfen des Einsatzes in dessen Lage 64 zu vertikaler Lage verwendet wird. Es können dabei erfassen. Bei der hier dargestellten Ausführungsform Mittel vorgesehen werden, um das Rohrende außer- wurde angenommen, daß es sich bei dem Motor um halb des Werkzeuges mit einer hier nicht dargestell- 55 einen Elektromotor handelt; es ist jedoch klar, daß ten Speisevorrichtung, wie z. B. einem Magazin oder mit den offenbar notwendigen Änderungen an der einem Aufgabetrichter, zu verbinden und einen Ge- Anlaßvorrichtung auch Motoren anderer geeigneter windeeinsatz nach dem anderen in bestimmten Zeit- Art verwendet werden können. Die dargestellte Anabschnitten durch das Rohr hindurch dem inneren laßvorrichtung besteht hier aus einem Grenzschalter Ende der Vorwinderspitze in der bei 64 in F i g. 5 60 90 an einem Lagerarm 92, welcher seinerseits durch angedeuteten Lage zuzuführen. Zu diesem Zweck ist eine Schraube bzw. Schrauben 94 an einem Teil des eine Muffe 66 an dem äußeren Ende des Rohres 60 Werkzeuges angebracht ist, der gegenüber dem angebracht. Diese Muffe kann mit ihrem anderen Werkzeuggehäuse 10 unbeweglich ist. Der Grenz-Endc an eine Fallrinne oder dergleichen der vorer- schalter 90 ist normalerweise geöffnet; er kann durch wähnten Speisevorrichtung angeschlossen werden, wo- 65 Hineinschieben des mit der Rolle 96 versehenen bei die letztere automatisch, halbautomatisch oder Stößels 98 geschlossen werden. Dieser Grenzschalter von Hand betätigt werden kann. Die Wandung des wird durch die Leitungen E an eine Quelle B für Rohres 60 ist bei 68 an der Seite des Dorns ausge- elektrischen Strom sowie an den Elektromotor P an-

geschlossen. Um nun den Grenzschalter in Übereinstimmung mit der Bewegung des Vorwinders zu betätigen, ist an dem äußeren Ende des Stiftes 70 ein Anlaufstück 100 befestigt. Natürlich können die beiden Teile 70 und 100 auch aus einem einzigen Stück bestehen, welches mit dem Vorwindergehäuse 48 verbunden ist. Dieses Anlaufstück 100 steht so weit nach dem Grenzschalter zu vor, daß es denselben betätigt, wenn beim Hineinschieben des Vorwinders der Dorn sich in einer Lage befindet, in welcher er gerade den Mitnehmerzapfen eines Gewindeeinsatzes in der Stellung 64 erfaßt. Die Länge des Anlaufstückes muß dabei mindestens so groß sein, daß der Grenzschalter geschlossen bleibt, bis der von dem Dorn erfaßte, Gewindeeinsatz die gewünschte Tiefe in der Boh-15 rung H erreicht hat.

Das soeben beschriebene Werkzeug arbeitet in der folgenden Weise:

Werkzeuggehäuse 10 und Büchse 20 werden mit dem Motor P verbunden, beispielsweise so, wie es vorher beschrieben wurde. Der Teil C kann hierbei in beliebiger Weise ausgeführt werden, beispielsweise in der Form eines Führungsschlittens, um das ganze Werkzeug in der Axialrichtung entweder automatisch oder halbautomatisch oder sogar von Hand bewegen zu können. Das Werkzeug kann dann mit der Nabe/ in Berührung gebracht werden, so daß die Achse »0« des Werkzeuges mit der Achse der Bohrung H zusammenfällt. Durch das Rohr 60 wird nun ein Gewindeeinsatz zugeführt, welcher sich an die Vorwinderspitze anlegt. Hierauf wird das Gerät axial auf die Nabe / zu bewegt, wodurch der Vorwinder entgegen der Wirkung der Feder 82 einwärts geschoben wird. Dabei tritt der Dorn durch die Aussparung 68 des Rohres 60 hindurch in den Gewindeeinsatz W ein und erfaßt dessen Mitnehmerende. In diesem Zeitpunkt beginnt das Anlaufstück 100, die Rolle 96 herabzudrücken, so daß der Grenzschalter 90 geschlossen und dadurch der Motor angelassen wird. Sollte die erste Berührung des Dorns mit dem Mitnehmerzapfen nicht am Boden des Schlitzes 46, sondern am äußersten Ende des Dorns stattfinden, dann tritt eine geringe Verschiebung des Dorns auf den Motor zu entgegen der Wirkung der Feder 42 ein, wodurch es dem Vorwinder ermöglicht wird, genügend weit in das Werkzeuggehäuse einzudringen, so daß das Anlaufstück den Grenzschalter betätigen und damit den Motor zum Anlaufen bringen kann. Infolgedessen dreht sich der Dorn gegenüber dem Gewindeeinsatz derart, daß der Mitnehmerzapfen in den Schlitz hineingeht, so daß ein richtiges Erfassen des Mitnehmerzapfens gewährleistet ist, weil ja die Feder 42 den Dorn an das Drucklager 18 andrückt. Bei der weiteren Drehung des Dorns unter gleichzeitiger axialer Vorschubbewegung des Werkzeuges wird der Gewindeeinsatz zunächst durch die Vorwinderspitze hindurchgezwängt und dann in diesem zusammengedrückten Zustande in die Gewindebohrung// eingeschraubt. Sobald der Gewindeeinsatz richtig eingebaut worden ist, zu welchem Zeitpunkt der Stift 70 das Ende 74 des Schlitzes 72 erreicht oder auch nicht erreicht haben kann, wird das ganze Werkzeug zurückgezogen, wodurch es der Feder 82 möglich wird, den Vorwinder in die dargestellte Lage vorzuschieben und den Motor anzuhalten, wenn nämlich das Anlaufstück 100 von der Rolle 96 abgeglitten ist. Nach Zuführung eines weiteren Gewindeeinsatzes durch das Rohr 60 hindurch und dem Ausrichten einer weiteren Gewindebohrung H einer Nabe zu der Längsachse des Werkzeuges kann der Arbeitsgang wiederholt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Werkzeug für den Einbau eines wendeiförmigen und mit einem quergerichteten Mitnehmerende versehenen Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindebohrung eines Werkstückes, bei welchem ein mit dem Antriebsmotor zu verbindendes Werkzeuggehäuse mit einem Einschraubdorn für den Gewindeeinsatz gegenüber einem zum Verengen des überweit bemessenen Gewindeeinsatzes vor dem Einbau dienenden rohrförmigen Vorwinder teleskopartig verschieblich ist, der mit einer seitlichen Zuführöffnung für die einzeln einzubauenden Gewindeeinsätze versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die seitliche Zuführöffnung (58) des Vorwinders (48, 54) ein stetig gekrümmtes Zuführrohrstück (60) von solchem Durchmesser eingesetzt ist, daß die Gewindeeinsätze (W) mit geringem Spiel in demselben herabgleiten können und daß das vordere Ende (62) des Rohrstückes (60) gleichachsig zum Vorwinder (48, 54) innerhalb desselben endet, wobei die Wandung des Rohrstückes für den Durchtritt des Einschraubdorns (28) mit einem entsprechenden Loch (68) versehen ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vorzugsweise aus einem rohrförmigen Gehäuse (48) und einem in dieses eingeschraubte Mundstück (54) bestehenden Vorwinder und dem Werkzeuggehäuse (10) eine den Vorwinder in die vordere Endlage drückende, jedoch beim Einbauvorgang nachgebende Vorholfeder (82) angeordnet ist und daß ferner im Werkzeuggehäuse (10) eine mit der Motorwelle gekuppelte Büchse (20) drehbar gelagert und unter Zwischenschaltung einer zusätzlichen Druckfeder (42) teleskopartig mit dem rückwärtigen, auf einen größeren Durchmesser abgesetzten köpfende (26) des Einschraubdorns (28) verbunden ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Werkzeuggehäuse (10) ein Drucklager (18) untergebracht ist, an das sich das rückwärtige Ende (26) des Dorns (28) infolge der Wirkung der zusätzlichen Druckfeder (42) anlegt, wenn sich der Dorn in seiner Ausgangslage befindet.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise im Inneren des Vorwindergehäuses (48) eine Führungsbüchse (52) für den Dorn (28) vorgesehen ist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Vorwindergehäuse (48) radial abstehender Führungsstift (70) in einen Längsschlitz (72) des Werkzeuggehäuses (10) eingreift, an dessen gegenüberliegender Seite ein weiterer Längsschlitz (78) für den Durchtritt des zum Zuführen der Gewindeeinsätze dienenden Rohrstückes (60) angeordnet ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine rohrförmige Abdeckung (80) der beiden Schlitze (72, 78) auf dem Werkzeuggehäuse (10) längsverschieblich angebracht

ist, welche mit dem Führungsstift (70) des Vorwinders (48, 54) derart verbunden ist, daß sie zusammen mit dem Vonvinder verschieblich ist.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine normalerweise geöffnete Schaltvorrichtung (90), welche in geschlossenem Zustand den Motor (P) des Werkzeuges zum Anlaufen bringt, wobei die Schaltvorrichtung (90) mit dem Werkzeuggehäuse (10) fest verbunden ist, sowie durch ein Anlaufstück (100), welches an dem erwähnten Führungsstift (70) oder an einem anderen radialen Vorsprung

des Vorwinders (48, 54) befestigt und so ausgebildet ist, daß es die Schaltvorrichtung schließt, sobald der Vorwinder aus seiner vorderen Endlage um eine bestimmte Strecke in das Werkzeuggehäuse zurückgeschoben worden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 265 281;
schweizerische Patentschrift Nr. 251 719;
britische Patentschrift Nr. 590363;
USA.-Patentschriften Nr. 2 373 992, 2 754 860,
855 661.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 728/80 11.64

Bundesdruckerei Berlin