Mit Gewinde versehenes Einsatzstück.Threaded insert.
Die Herstellung von mit Gewinde versehenen Löchern in gewissen Materialarten
erfordert häufig den Einsatz von metallischen Stücken, die vorher mit Gewinde versehen
sind und die Einsatzstücke genannt werden. Im allgemeinen erfolgt dieser Vorgang
durch direktes Einschrauben, wenn das betreffende Material nicht die mechanischen
Qualitätseigenschaften aufweist, die ausreichen,- um einen guten Halt der Schraube
zu gewährleisten, die von dem betreffenden Bauteil aufgenommen werden soll; dies
ist beispielsweise der Fall bei schwachem Material, das metallisch sein `.oder aus
Sichtmetall bestehen-kann, ferner bei nicht reibfestem oder halbelastischem Material,
wie Holz, oder bei p@astischent geformten oder geschichteten oder schliess-`lich
bei gepressten Werkstoffen. Das-Einfägen von Einsatzstückeng die vorausgehend mit
einem Gewinde versehen sind,
kann auch in den Fällen zweckmässig
sein, in denen.glattwandige Löcher leichter hergestellt werden können,@als Löcher,
die direkt mit Gewinde versehen'sind, beispiels.-weise in Formstücken aus thermoplastischem
Material, aus`@ Aluminium oder auch aus Guss-Werkstoff. Unter den bisher üblichen
Verfahren, ein. Eins atzstizck in einem Werkstück, das auch Aufnahmestück genannt
wird, zu befestigen, ist es bekannt, Einsatzstücke mit im wesentlichen zylindrischer
Gestalt zu verwenden; diese Einsatzstücke sind vorausgehend mit Gewinde versehen
und sol gestaltet, dass sie auf Grund von auf dem Umfange vorgesehener-Nuten,-::
expansionsfähig gemacht sind; die Expansion erfolgt nach dem Einsatz in das glattwandige
Loch; auf der Ober= fläche des Einsatzstückes sind hierzu Unregelmässigkeiten bzw.
Rauhigkeiten vorgesehen, die sich in das Material des-Aufnahmestückes eindrücken,
so dass. auf diese 'geise-de Unbeweglichkeit des Einsatzstückes in Bezug auf eine
Dreh-und eine Längsbewegung in dem Aufnahmestück gesichert ist, Die im allgemeinen
verwendeten Einsatzstücke -sind durch die Form ihrer der Oberfläche und durch die
Mittel gekennzeichnet, die zur Erzielung der , Expansion in dem Aufnahmestück verwendet
werden. Insbesondere ist es bekannt, als Mittel für die Expansion die be= treffende
Schraube selbst heranzuziehen, die durch Einschrauben endgültig an ihren Platz gebracht
wird. Ferner ist bekannt, ein Hilfsstück zu verwenden' welches je-nach seiner Verschiebung
wie ein Keil wirkt und welches vorher in das Einsatzstück eingesetzt ist. Dieses
Hilfsstück kann entweder in der@Weise arbeiten, dasg die Wände des mittleren Loches
auseinandergedrückt werden oder dass die Expansionsnuten mittels der zungenartigen
Federn# die an dem Hilfsstück angebracht sind und in den genannten ,Nuten gleiten
können, geöffnet, d. h, ebenfalls auseinandergedrückt werden Der Vorteil, der sieh
durch die Verwendung eines derartigen
Hilfsstückes ergibt, ist darin
zu sehen, dass das Einsatz stück ständig in auseinandergespanntem Zustand in dem
Aufnahmestück gehalten wird, wenn die Schraube, die von. dem Aufnahmestück aufgenommen
wird, ausgeschraubt wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,
dieses zusätzliche Hilfatück zu vermeiden, um damit die Gesamtkosten für das Einsatzstück
zu verringern, gleichzeitig aber den Vorteil beizubehalten, dass das Einsatzstück
während des Ausschrauhens der Schrauben unverändert bleibt. Durch die Erfindung
wird ferner ein Weg gewiesen,-auf besondere Weise die Expansion dadurch zu verbessern,
dass die Keilwirkung des Hilfsstückes ersetzt wird durch die Wirkung eines
Bogens, der sich fortschreitend und unter Druck anlegt, wo--
bei diese Wirkung durch das Zusammendrücken einerngeeigneter
Weise_gewölbten Oberfläche, die mit Nuten versehen ist, erreicht wird. Andererseits
wird die Wirkung der Expansion vor allem auf das Ende des Einsatzstückes lokalisiert,
so
dass sich die Druckkefte auf den Kern des Aufnahmeistückes
übertragen und somit die Gefahr vermindert: ist, dass sich dieses aufspaltet bzweaufeinandergesprengt
wird Gegenstand der Erfindung ist ein metallisches ausdehnungsfähiges Einsatzstück,
welches eine axiale Bohrung mit Gewinde aufweist und mit Ausdehnungsnuten sowie
mit Unregelmässigkeiten bzw. Rauhigkeiten auf der Oberfläche ausgestattet ist. Ausgehend
von einem solchen Einsatzstück wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss durch
die Massnahme gelöst, dass das diametrale Anschwellen eines Teiles auf dem Umfang
des Einsatzstäekes nach dessen vollständiger EänfUhrung in das glattwandige und
in das Aufnahmestück eingearbeitete Loch dadurch erreicht wird, dass eine Verformung
oder Abflachung im Bereich des Bodens des axialen Loches ohne Aufbrechen des Metal
les vorgenommen wird. Das bodenseitige
Ende cles Loches ist dabei
ohne Gewinde gestaltete Vor dem Abplattungsvorgang besitzt der Boden eine gewölbte
Form. Beispielsweise ist der Boden auf der Innenseite konkav und auf der Aussenseite
konisch gestaltet, und zwar in einer sich ergänzenden Weise, wobei die Winkel in
den Scheitelpunkten der beiden Flächen derartige Werte bzw. GrÖssen aufweisen, dass
der Boden eine konkave VTand darstellt, die an ihren verschiedenen Punkten annähernd
eine gleiche Verformungsfestigkeit aufweist. Di.e Konizität ist dabei um so mehr
spitzwinklig gewählt als eine grössere Expansion des Einsatzstückes gewünscht wird.
Die Expansionsnuten können durch eine Reihe von Einfräsungen erhalten werden, welche
entlang der erzeugenden Linien der Oberfläche, z. B. entlang den Mantellinien, hergestellt
sind und sich über einen Teil dieser Linien erstrecken. Im allgemeinen weisen diese
Einfräsungen im wesentlichen Dreiecksformen oder die Form eines Halbkreises oder
eine andere geeignete Form auf, derart, dass einerseits der konkav geformte Boden
des Einsatzstückes sternartig aufgeschnitten wird, wobei die Arme des Sternes zwischen
sich nach der Mitte des Bodens zu führende körperliche Teile einschliessen, die
jeweils einzeln mit den durch die erläuterten. Nuten auf dem Umfang ausgeschnittenen
Segmenten fest verbunden sind; andererseits ist die Öffnung, d. h. die lichte Weite
der Nuten auf dem Umfang genügend breit gewählt, um zu erleichtern, dass entsprechende
Teile des Aufnahmestückes eingreifen. Dies soll elastisch wirken, so dass gewährleistet
ist, dass das Einsatzstück in Bezug auf eine Drehbewegung in dem Aufnahmestück gutunbeweglich
gehalten ist. Die äusseren Unebenheiten des Einsatzstückes können in Form eines
Schraubgewindes gestaltet sein. Die Ausdehnungschlitze weisen sodann im Querschnitt
ein Profil auf, welches gestattet, dass das Aufnahmestück bei entsprechender Stellung
durch Einschrauben des Einsatzstückes mit diesem verbunden wird. Eine Ausdehnung
kann sodann vorgenommen werden, um die Unbeweglichkeit in Drehrichtung herbeizuführen.
In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Schema dargestellt, und
zwar zeigen: Fig. 1 gin Einsatzstück, zur Hälfte in Seitenansicht und zur anderen
Hälfte im Längsschnitt, Fig. 2 das- Einsatzstück gemäss Fig. 1 in seiner Endstellung
nach dem Einfingen in das Aufnahmestück Figo 3 eine Seitenansicht eines Teiles von
einem Einsatz-. stück, Fige 4 ein Einsatzstück, zur Hälfte in Seitenansicht und
zur anderen Hälfte im Längsschnitt, wobei ein selbsttätiges Gewindeschneiden erf
olgt# Fige 1 bis, 2 bis, 3 bis, 4 bis Drauf sichten auf ein die Einsatzstücke gemäss
den Fig. 19 2' 3 und 4 und Fige 5 einen selbsttätig arbeitenden elastischen, nicht
deformierbaren Gewindeschneider, teils im Längsschnitt.The manufacture of threaded holes in certain types of material often requires the use of metallic pieces which are previously threaded and which are called inserts. In general, this process is carried out by direct screwing in if the material in question does not have the mechanical quality properties that are sufficient to ensure a good hold of the screw that is to be received by the component in question; This is the case, for example, with weak material, which can be metallic or made of exposed metal, furthermore with non-abrasion-resistant or semi-elastic material such as wood, or with plastic-shaped or layered or finally with pressed materials. It can also be useful in cases in which smooth-walled holes can be produced more easily than holes that are directly threaded, for example in fittings thermoplastic material, made of aluminum or cast material. Among the previously usual procedures, one. To fix an insert in a workpiece, which is also called a receiving piece, it is known to use insert pieces with a substantially cylindrical shape; these inserts are threaded beforehand and designed in such a way that they are made expandable on the basis of grooves provided on the circumference; the expansion takes place after use in the smooth-walled hole; For this purpose, irregularities or roughness are provided on the surface of the insert, which press into the material of the receptacle, so that this' geise-de immobility of the insert with respect to a rotary and a longitudinal movement in the receptacle is secured The inserts generally used are characterized by the shape of their surface and by the means used to achieve expansion in the receptacle. In particular, it is known to use the relevant screw itself as the means for expansion, which screw is finally brought into place by screwing it in. It is also known to use an auxiliary piece which, depending on its displacement, acts like a wedge and which is previously inserted into the insert piece. This auxiliary piece can either work in such a way that the walls of the central hole are pushed apart or that the expansion grooves are opened, i.e. h, are also pressed apart. The advantage that results from the use of such an auxiliary piece is to be seen in the fact that the insert piece is constantly held in the expanded state in the receiving piece when the screw is removed from. the receiving piece is recorded, is unscrewed. The present invention is based on the object of avoiding this additional auxiliary piece in order to reduce the overall costs for the insert, but at the same time maintain the advantage that the insert remains unchanged while the screws are being unscrewed. The invention also shows a way of improving the expansion in a special way in that the wedge effect of the auxiliary piece is replaced by the effect of a Arc, which is applied progressively and under pressure where--
at this effect by pressing together a more suitable
Way_vaulted surface, which is provided with grooves, is achieved. On the other hand, the effect of the expansion is mainly localized on the end of the insert, see above that the Druckkefte are on the core of the receiving piece
transferred and thus the risk is reduced: it is that this splits or is blasted on each other. Based on such an insert, the object is achieved according to the invention by the measure that the diametrical swelling of a part on the circumference of the insert after its complete insertion into the smooth-walled hole worked into the receiving piece is achieved by deformation or flattening in the area the bottom of the axial hole is made without breaking the metal les. The bottom end of the hole is designed without a thread. Before the flattening process, the bottom has a curved shape. For example, the bottom is concave on the inside and conical on the outside, specifically in a complementary manner, the angles at the vertices of the two surfaces having values or sizes such that the bottom represents a concave V-wall, which at its has approximately the same deformation strength at various points. The conicity is selected at an acute angle all the more as greater expansion of the insert is desired. The expansion grooves can be obtained by a series of millings which run along the generating lines of the surface, e.g. B. along the surface lines are made and extend over part of these lines. In general, these millings have essentially triangular shapes or the shape of a semicircle or some other suitable shape, such that on the one hand the concave bottom of the insert is cut open like a star, with the arms of the star between them to be guided to the center of the bottom physical parts include, each individually with the explained by the. Grooves are firmly connected to the segments cut out on the circumference; on the other hand, the opening, ie the clear width of the grooves on the circumference, is chosen to be sufficiently wide to make it easier for corresponding parts of the receiving piece to engage. This is intended to have an elastic effect, so that it is ensured that the insert piece is kept immovable in relation to a rotary movement in the receiving piece. The outer unevenness of the insert can be designed in the form of a screw thread. The expansion slots then have a profile in cross section which allows the receiving piece to be connected to the insert piece in the appropriate position by screwing in the insert piece. An expansion can then be made in order to bring about the immobility in the direction of rotation. In the drawing, embodiments of the invention are shown in the scheme, namely: Fig. 1 gin insert, half in side view and the other half in longitudinal section, Fig. 2 the insert according to Fig. 1 in its end position after being caught in the Receiving piece Figo 3 is a side view of part of an insert. piece, Fig. 4 an insert piece, half in side view and the other half in longitudinal section, with automatic thread cutting being carried out # Fig. 1 to, 2 to, 3 to, 4 to view the insert pieces according to Fig. 19 2 ' 3 and 4 and Fig. 5 an automatically operating elastic, non-deformable thread cutter, partly in longitudinal section.
Fige 1 zeigt ein Einsatzstück in der Form vor seinem Einsetz, welches
aus einem im wesentlichen zylindrisch gestalteten Körper 1 besteht. Dieser Körper
weist eine zentrale und mit Gewinde 2 versehene nicht durchgehende Bohrung auf.
Der Boden der Bohrung ist in diesem Ausführungsbeispiel auf der Innenseite 3 konisch
gezeichnete Er bildet mit der Aussenfläche 4t die ebenfalls etwa gleichartig kohisch
gewählt ist, eine konkave Wende Die Ausdehnungsnuten 5 verlaufen derart auf demzzylindrschen
Körper' dass die Segmente 7 sich von der Achse weg durch Ausbiegen spreizen können.Fig. 1 shows an insert piece in the form before its insertion, which
consists of a substantially cylindrical body 1. This body
has a central and threaded 2 non-through hole.
In this exemplary embodiment, the bottom of the bore is conical on the inside 3
Drawn it forms with the outer surface 4t which is also roughly similarly coherent
is chosen, a concave turn. The expansion grooves 5 run in this way on demzzylinders
Body 'that the segments 7 can spread away from the axis by bending.
Die Nuten teilen den konkaven Boden in Form eines gternea auf, wie
in der Fige T bis dargestellt ixte Jeder der Arme 6 dieses Sternes wird von Körpern
gebildete die aus gleichem Material wie die entsprechenden Segmente 7 auf dem Umfang
bestehen und zu diesen Verlängerungen darstellen. Auf dem Umfang sind Unebenheiten
8 vorgesehene beispielsweise in Form einer R4ffelung.
Figb 2 zeigt-ein
Einsatzstück, welches in ein Aufnahmestück 9 fest eingesetzt ist. Zunächst einmal
wird das Einsatzstück in eine Bohrung eingeführt, die gleichen Durchmesser oder
einen etwas geringeren Durchmesser als das Einsatzstück selbst aufweist. In einem
zweiten Vorgang wird ein Werkzeug 10 eingeführt, welches einen Druck P ausübt, wodurch
der Boden 6 verformt wird. Durch das Abflachen des Bodens wird 'der Durchmesser
am unteren Ende des Einsatzstückes vergrössert, d. h.. die Segmente 7 dehnen sich
aus und die Unebenheiten 8 dringen in das Material des Auf--_-nahmestüekes 9 ein.
Gemäss einer vorteilhaften-Ausgestaltung erhalten die Nuten einen Querschnitt, welcher
sich von innen nach aussen hin verbreitert, die auf dem Umfang breite Öffnungen
ergeben. Hierdurch wird einerseits. das Eingreifen der Segmente 7 in das Aufnahmestück
9 je nach Grösse der Ausdehnung erleichtert, andererseits werden von diesem Material
elastisch wirkende Wulste 19 gebildet, wie Fig. 2 bis zeigt, Die Wulste werden auf
diese Weise wesentlich stärker und wirkungsvoller als sie bei geraden, üblicherweise
durch Einsägen gebildeten Nuten, erhalten werdene Die kräftigen zuvor beschriebenen
Wulste arbeiten wirkungsvoll jeder. Drehbewegung in dem Aufnahmestuck entgegen,
Der Druck P kann durch eine Presse oder auch durch Schlag erzeugt werden. Für den
Fall aber, dass das Einsatzstück nicht auf dem Boden des vorgebohrten,Loches verbleibt
oderwenn der Lochboden des Aufnahmestückes zu sehr zerbrechlich ist, ist es auch
möglich, die Ausdehnung mittels eines Einsatzwerkzeuges 11 zu erhalten, welches
in das mit Gewinde 2 versehene Loch eingeschraubt werden kann, wie in den Fig, 3
und 3 bis dargestellt ist. Um eine Drehbewegung des Einsatzstückes zu Anfang der
Ausdehnung zu verhindern, sind auf dem Umfang längsverlaufende Unebenheiten bzw.
Vorsprünge 12 vorgesehen, die leicht in das Material des Aufnahmestückes eindringen,
und zwar in dem Augenblick, in dem das Einsatzstück in die Bohrung eingeführt wird.
Die
Pigb-4 und 4 bis stellen ein Einsatzstück darr bei welchem die äusseren Unregelmässigkeiten
der Oberfläche durch ein Schraubgewinde 18 ersetzt sind. Ilas Gewinde hat den gleichen
Drehsinn wie das Gewinde 2 der Innenbohrung. Bei diesem Einsatzstück weisen die
Nuten 5 -zur Ausdehnung ein solches Profil auf' dass sich auf dem mit Gewinde versehenen
Umfang Anschlagflächen bzw. Kanten bilden' die unter einem Winkel d- geschnitten
sind, Dieser Winkel -hängt von der Art des Materials des Aufnahmestückes 9 ab und
ist so eingestellt, dass das Einsatzstück nach Art eines Gewindebohrers während
des Einschreübens ein Gewinde in die glatte Wand 13 der Bohrung des Aufnahmestückes
bohrt. Das Einschrauben wird mittels eines Zapfens 14 vorgenommen, der sich während
des Gewindeschneidvorgänges in das Innere des Einsatzstückes einschraubt und der
mit einem Ansatz 15 ausgestattet ist, welcher sich seinerseits auf die Stirnfläche
16 aufsetzt und so blockiert wird. Das Einschrauben kann auch beispielsweise mittels
eines Schraubenziehers vorgenommen werden, zu welchem Zweck Schlitze 17 vorgesehen
sein können, Wenn das Einschrauben in einem ersten Arbeitsvorgang vorgenommen worden
ist, wird der Boden 6 des Einsatzstückes in einem zweiten Arbeitsvorgang abgeeflacht,
wie bereits vorstehend erläutert worden ist, wobei die Ausdehnung des Bodens dieses
gewin.-desohneidenden Einsatzstückes den Zweck hat, eine Unbeweglichkeit in Drehrichtung
zu erzielen, Verschiedene Werkstoffe besitzen eine solche Elastizität, dass das
Einführen in die Nuten infolge .der elastischen. Wirkung ausreicht' um eine Unbeweglichkeit
in Drehrichtung zu sichern; wenn ferner die Kräfte, die ausgeübt werden und die
ein Herausreissen bewirken könnten, nicht sehr gross sind, ist eine Ausdehnung durch
Niederdrücken des Bodens nicht mehr =bedingt-,erforderlich, Für einen solchen
Fall
kann das EinsatZStück einen einfach geformten Boden 6 erhalten, wie beispielsweise
in Fig. 5 dargestellt ist. Dieser in Form eines Sternes aufgeteilte nicht deformierbare
Boden k7anmt sich fest, um die Unverf ormbarkeit des Einsatzstückes während des
Arbeitsvorganges beim Gewindescheneiden sicher zu stellen* Der mit Gewinde versehene
Zapfen 1¢, der zum Einsetzen verwendet wird, weist zweckmässig einen Durchmesser
auf, der etwas kleiner als derjenige der Schraube ist. Diese Schraube soll das Einsatzstück
in der reise aufnehmen, dass die Schraube, nachdem sie an ihren Platz gebracht ist,
eine schwache Ausdehnung des mit Gewinde versehenen Teiles 7 hervorruft. Die elastischen
Wirkungen des Materials des Aufnahmestückes erzeugen in Bezug auf die so eingesetzte
Schraube Eigenschaften einer nicht lösbaren Spannung. Dies konnte bei den bisher
üblicherweise verwendeten massiven und nicht elastischen Hülsen, die sich selbst
ein Gewinde schneiden, nicht erreicht werden.The grooves divide the concave bottom in the form of a gternea, as shown in Figures T to ixte. Each of the arms 6 of this star is formed by bodies which consist of the same material as the corresponding segments 7 on the circumference and represent extensions to these. Unevenness 8 are provided on the circumference, for example in the form of a corrugation. FIG. 2 shows an insert piece which is firmly inserted into a receiving piece 9. First of all, the insert piece is inserted into a bore which has the same diameter or a slightly smaller diameter than the insert piece itself. In a second process, a tool 10 is introduced which exerts a pressure P, as a result of which the base 6 is deformed. By flattening the bottom, the diameter at the lower end of the insert is increased, ie. the segments 7 expand and the bumps 8 penetrate into the material of the receiving piece 9. According to an advantageous embodiment, the grooves have a cross section which widens from the inside to the outside, which results in wide openings on the circumference. This is on the one hand. the engagement of the segments 7 in the receiving piece 9 is facilitated depending on the size of the expansion, on the other hand elastically acting beads 19 are formed from this material, as Fig. 2 to shows grooves formed by sawing are obtained. The strong beads described above work effectively each. The pressure P can be generated by a press or by impact. In the event, however, that the insert does not remain on the bottom of the pre-drilled hole or if the perforated bottom of the receiving piece is too fragile, it is also possible to obtain the expansion by means of an insert tool 11 which is screwed into the threaded hole 2 can be, as shown in Figures 3 and 3 to is shown. In order to prevent the insert piece from rotating at the beginning of the expansion, longitudinal bumps or projections 12 are provided on the circumference, which easily penetrate the material of the receiving piece at the moment the insert piece is inserted into the bore. The Pigb-4 and 4 bis represent an insert in which the external irregularities of the surface are replaced by a screw thread 18. Ila's thread has the same direction of rotation as thread 2 of the inner bore. In this insert piece, the grooves 5 have such a profile for expansion 'that stop surfaces or edges are formed on the threaded circumference' which are cut at an angle d. This angle depends on the type of material of the receiving piece 9 from and is set so that the insert drills a thread in the smooth wall 13 of the bore of the receiving piece in the manner of a tap during the screwing-in. The screwing in is carried out by means of a pin 14 which is screwed into the interior of the insert piece during the threading process and which is equipped with a projection 15 which in turn rests on the end face 16 and is thus blocked. The screwing in can also be carried out, for example, by means of a screwdriver, for which purpose slots 17 can be provided. The purpose of the expansion of the bottom of this non-profitable insert piece is to achieve immobility in the direction of rotation. Various materials have such elasticity that they can be inserted into the grooves as a result of the elastic. Effect is sufficient to ensure immobility in the direction of rotation; Furthermore, if the forces that are exerted and which could cause it to be torn out are not very great, expansion by pressing down the bottom is no longer necessary is shown in FIG. 5, for example. This non-deformable base, divided into the shape of a star, can be fixed to ensure that the insert cannot be deformed during the thread cutting process is smaller than that of the screw. This screw is intended to accommodate the insert in the journey that the screw, after it is in place, causes the threaded part 7 to expand slightly. The elastic effects of the material of the receiving piece produce properties of a non-releasable tension in relation to the screw inserted in this way. This could not be achieved in the case of the massive and non-elastic sleeves that have usually been used up to now and which cut a thread themselves.