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verfahren zur Herstellung eines gewindeschneidenden Einsatzes mit
Innenverriegelung Die Erfindung bezieht sich auf ein verfahren für die
Herstellung
und Anbringung von Einsätzen mit Innengewinde und Außengewinde der Art, wie sie
in der gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereichten Patentanmeldung Akte
P 5858 mit dem Titel "Gewindeschneidender Einsatz mit Innenverriegelung" beschrieben
ist* Erfindungsgemäße Einsätze werden aus Stangenmaterial mit nicht kreisförmigem
Querschnittsbereich hergestellt, das außen in einer solchen Art und Weise mit
einem
Gewinde versehen wird, daß die äußere nicht kreisförmige Oberfläche
den Materials das Gewinde progressiv abstumpft,
um ihm eine
einzigartige Gewindeschneiaeigenschaft zu geben. Insbesondere laufen die äußeren
Oberflächen dieser Gewinde progressiv radial nach außen und radial nach innen, um
abwechselnd Vorsprünge und kreismäßig dazwischen Bereiche. mit minimalem Radius
zu bilden, wobei die letzteren vorzugsweise Vertiefungen im Gewinde zwischen aufeinanderfolgenden
Vorsprüngen bilden. Wenn die Vorrichtung in einem Träger angeordnet ist, wirken
die Vorsprünge als Gewindeschneidelemente, um ein inneres Paßgewinae in dem Träger
herzustellen, und ebenfalls als VerrieGelungsteile, um ein Losschrauben des Einsatzes
aus dem Tr'#zc-er zu verhindern.
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Ein HauptLegenstand der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen,
um dein Innengewinde eines Einsatzes der oben beschriebenen Art eine #velbs-vez=riegelungswirl2unL
lm Verhältnis zu einem darin ein@esclirauüten Stuniinel oder Bolzen zu geben. Iliie
sich aus dei:i Folgenden ergibt, wird diese Wirkung aanurch erzielt, aaß ein Teil
der Seitenc-ranctunl,- des Einsa.tzeN ertl ich radial nach innen verforrnt wird,
um aas Innengewinde entsprechend örtlich zu verformen und so eine Selbstverriegelundswirkung
zu erzielen.
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Bei der Verformung des Einsatzes in dieser Art treten bestimmte Probleme
infolge der Anforderung auf, einen geeigneten Querschnittsbereich der Vorsprünge
des Außengewindes aufrechtzuerhalten, und infolge der
| Sch@-rieri:@eit, diesen Querscluli'(-,-csi-:ereich beizaäehalten, |
| ireiui der Einsatz verformt wird. wenn. deruer@ ciuüt i; s- |
| oereich der Vorsprünge wesentlich verändert wird, |
| ?carni die Selustverriegelunjsi-rii°'.l-uizg des AuBe;i- |
| Le;ewinües verrinCert oder vollständig zeis-cört werden. |
| Wenn weiterhin die Grate, die an den Vorsprlizz;en i-a;ilirend |
| des Gerrinaesclineiavorgan Les (gras beinahe L@iiner der |
| Falle ist) bei dein Versuch, den Einsatz zur Erzielung |
| einer Selbstverrier,elun gswirkunt, zu verf orriien, durch |
| ein ':7erltzeug nach innen zwischen die GewindegänGe |
| verbogen werden, schneiden diese Grate übermäßig viel |
| Material von dein TräGerteil ab und zerstören damit |
| die beabsichtigten GeT-rindeschneia- und äußere |
| Ver riegelun L-;s-1Jirlcungen. |
| Zur ÜLerwindunG dieser Probleiiie liefert die vorliegende |
| Erfindung ein einzigartiges, jedoch äußerst einfaches |
| Verfahren zur Verformung des Einsatze., um eine innere |
| VerriegelungswirkunG zu erzielen, clilie die besprochenen |
| Merkiüale des Außeng--ewindes in irt;encteiner Art ungünstig |
| zu beeinflußen. Insbesondere wird dies dadurch erzielt, |
| daß die Verformung der Einsatzwandun" örtlich im |
| Bereich eines oder mehrerer der oben angeführten |
| Bereiche mit minimalem Radius oder der Vertiefungen |
| durchgeführt wird, ohne daß die Vorsprünge irgendvrie |
| verformt werden. Die Bereiche finit rniniinalein Radius liegen |
| radial weit genug innen, so daß sie die Gewindeschneid- |
| und Verriegelungs-Wirkungen nicht beeinflußen und |
berühren vorzugsweise den Trägerteil nicht. Während des Vorganges
kann der Einsatz von einem Futter od.ugl. erfaßt werden, aer selbst andere der Bereiche
mit minimalem Radius erfaßt, um eine Beschädigung des Gewindes dadurch zu vermeiden.
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Die obigen und andere Merkmale und Gegenstände der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer-typischen Ausführungsform, die in der
beigefügten Zeichnung dargestellt ist, in der Fig. 1 eine Seitenansicht teilweise
im Schnitt ist, die einen erfindungsgemäß hergestellten Einsatz in dem Zustand darstellt,
in dem er in einen Träger eingeschraubt wird; Fig. 2 eine perspektivische Darstellung
eines ersten Verfahrensschrittes des zur Herstellung des Einsatzes nach Fig. 1 verwendeten
Verfahrens ist; Fig. 3 ein vergrößerter Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig.
2 ist; Fig. 4 ein Querschnitt durch den Einsatz der Pig. 1 längs der Linie 4-4 der
Fig. 1 ist, die etwas
diagrammatisch bestimmte Verfahrensnehritte zur Herstellung
des Einsatzes darstellt; Fig. 5 ein Axialsehnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 1
ist; Fig. 6 eine Seitenansicht in verkleinertem Maßstab längs der Linie 6-6 der
Fig. 4 ist;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines der Verformhammer
isst; und Fig. E eine der Fig. 4 ähnliche Darötellung einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist.
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In Fig. 1 ist bei 10 ein rohrförmiger Einsatz, der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt ist, in aem Zustand dargestellt, in dem er in eine zylindrische
Bohrung 11 in einem Trägerteil 12 eingeschraubt wird, die ursprünglich kein Gewinde
besitzt. Der Einsatz 10 besteht aus einem im wesentlichen rohrförmigen Körper 13
mit einem Außengewinde 14, der in den Trägerteil eingeschraubt wird und hat ein
Innengewinde 15, das einen Gewindestummel oder Bolzen aufnimmt, der mit Hilfe des
Einsatzes mit dem Träger verbunden werden soll.
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Zur Erklärung des Herstellungsverfahrens des Einsatzes 10 wird im
Folgenden Bezug auf Fig. 2 .benommen, die bei 16 ein Stück eines Metallstangenrnaterials
mit ursprUnglieh gleichförmigem Querschnittsbereich und ohne Gewinde zeigt, aus
dem nacheinander eine Reihe von Einsätzen 10 durch Bearbeiten auf einer Schraubenmaschine
od.dgl. hergestellt werden. Das ursprüngliche Stangenmaterial 16 besitzt den in
Fig. 3 dargestellten Querschnittsberei.eh, um eine Reihe von identischen, kreir3mäßlg
aufeinanderfolgenden Vorsprüngen 17 und dazwischenliegenden identischen Vertiefungen
l@i zu bilden. Die
Vorsprünge 17 können bogenförmig um einzelne
Mittelpunkte 19 gebogen sein, und zwar mit einem Radius, der wesentlich geringer
ist als die radiale Entfernung jedes Vorsprunges 17 von der Hauptachse 20 des Stangenmaterials.
Dementsprechend können die Vertiefungen 18 progressiv und im allgemeinen bogenförmig,
jedoch mit verhältnismäßig kurzen Radien gebogen sein. Der erste Schritt bei der
Herstellung des Einsatzes kann darin bestehen, einen Endabschnitt 21 des Stangenmaterials
16 mittels eines bei 121 dargestellten Gewindeschneidwerkzeuges mit einem Außengewinde
zu versehen, dessen großer Durchmesser reit dem maximalen Durchmesser der Vorsprünge
17 übereinstimmt und dessen abgeänderter kleiner Durchmesser etwas näher bei der
Achse 20 liegt als die tiefsten Abschnitte der Vertiefungen 18. Dieser Gewindeendabschnitt
hat eine solche Länge, daß ein. Einsatz 10 darauf hergestellt werden kann und wird
nach dem Schneiden des Gewindes in einer bei 22 in Fig. 2 dargestellten Querebene
abgeschnitten. Das Außengewinde hat vorzugsweise eine Abschrägung im axialen Querschnitt
(Fig. 1), die wesentlich geringer ist als die normale 60-Grad-Absehrägung und vorzugsweise
40 Grad beträgt. Nach der Anbringung des Außengewindes wird der abgeeohnittene,
teilweise fertiggestellte Einsatz von einem Futter od.dgl. gehalten, während das
Innengewinde 15
von einem geeigneten Innengewindeschneider hergestellt
wird. Das Futter od. dg1. erfasst den Einsatz nur an den tiefsten Bereichen der
Vertiefungen 18 mit Hilfe von Greiffingern, die bei 23 in Fig. 4 in gestrichelten
Linien gezeigt sind. Durch dieses Halten der Einsätze an den Vertiefungen werden
Beschädigungen an den kritisch dimensionierten Vorsprungsbereichen. 17 vermieden.
Weiterhin ist das Erfassen an den vertieften Stellen äusserst wichtig, um Einwärtsverformungen
von Gräten zu vermeiden, die an den Vorsprüngen des Gewindes während des Schneidens
des Gewindes entstanden sein können. Diesbezüglich hat sich ergeben, daß die Bildung
von Graten an dem Gewinde während des Gewindeschneidvorganges praktisch nicht zu
vermeiden ist. Die Grate stehen nach ihrer Formung etwas von' den Gewindegängen
ab, wie es bei 117 in Fig. 4 schematisch dargestellt ist und können in diesem Zustand
durch einen späteren Schüttelarbeitsgang entfernt werden. Wenn jedoch der Einsatz
von einem Futter od. dgl. an den Vorsprüngen erfasst wird, werden die Grate in die
Gewindegänge hineingebogen und können dann nicht mehr einfach durch eine Schüttelwirkung
entfernt werden, sodaß sie den Träger, in dem der Einsatz eingeschraubt wird, in
einer solchen Art und Weine zerstören, daß die Selbstverriegelungswirkung den Einsatzes
im Verhältnis zum Träger verringert oder vollständig ausgeschaltet wird.
D=as
Aussengewinde ist an den gegenüberliegenden Enden 24 und 25 des Einsatzes geeignet
abgeschrägt, wobei diese Abschrägungen normalerweise an den Stangenmaterial vor
dem Gewindeschneidvorgang hergestellt werden können. Nachdem der Einsatz sowohl
innen als auch aussen mit einem Gewinde versehen worden ist und vorzugsweise nachdem
der Einsatz von dem Stangenmaterial 16 abgeschnitten worden ist, wird die Seitenwandung
des Einsatzes örtlich an einem oder mehreren Bereich, wie sie etwa bei 26 und 27
in den Figuren dargestellt sind, örtlich verformt. Diese Verformung kann dadurch
erreicht werden, daß radial nach innen Schläge in der Richtung auf die Achse 2o
gegen örtliche Bereiche des Einsatzkörpers mit Hilfe.von Verformhämmern ausgeführt
werden, die wie bei 28 in Fig. 4 , 5 und 7 dargestellt geformt sein können. Vorteilhafterweise
haben die Schlag- oder Verformungs-Bereiche 29 der Hammer 28 innere ebene Oberflächen
38, die im wesentlichen rechteckig und axial im Verhältnis zum Einsatz länglich
sind, d.h. parallel zur Achse 2o, und die gleichmässig um die Achse 2o geringere
Abmessungen haben, um axial längliche, nach innen verformte Bereiche, wie bei 26
und 27 dargestellt, herzustellen. Während der Schlagwirkung der Hammer 28 kann der
Einsatz von den Greiffingern 23 gehalten werden, die in bestimmte der
nach
innen vertieften Bereiche 18 eingreifen; der Einsatz kann jedoch auch auf andere
Art und Weise im Verhältnis zu den Hämmern angeordnet werden. Gemäß der zur Zeit
bevorzugten Methode wird der Einsatz nur auf dem unteren Hammer 28 der Fig. 4 gelagert,
der immer stationär ist, wonach der obeee Hammer nach unten bewegt wird, um die
Verformwirkung auszuführen.
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Wie sich klar aus Fig. 4 ergibt, treffen die Hammer 28 auf die äussere
Oberfläche des Einsatzes bei bestimmten Vertiefungen 18 mit minimalem Radius
auf und vorzugsweise an Punkten, die ungefähr zwischen dem gegenüberliegenden Enden
des Einsatzes liegen. An diesen Stellen wird die äussere Oberfläche des Einsatzes
radial nach innen verformt und die entsprechenden, radial ge,enüber liebenden Abächnitte
des Innengewindes 15 werden örtlich ebenfalls radial nach innen verformt, wie dies
bei 3o in Fig. 5 dargestellt ist. Das A:ialausmaß des nach innen verformten Bereiches
sollte groß genug sein, um eine Vielzahl von Gängen des Innengewindes zu verformen
und sollte vorzugsweise zumindest ungefähr so groß sein, wie die axiale Entfernung
von einem Gang zum nächsten aes Aussengewinues. Die zwei vertieften Bereiche 26
und 27 können einander diametral gegenüber liegen, wobei der Bereich 26 die äussere
Obeffläche 18 mit minimalem Durehmebber von je zwei aufeinanderfolgenden Gängen
des Aussengewinaes und die dazwischen liegende zylindrische, abgeänderte Oberfläche
31 mit kleinem Durchmesser ( Fig. 5) nach innen verformt und der Bereich
27
an der gegenüberliegenden Seite ( Fig. 6) nur einen Gewindegang und die zwei daran
anliegenden zylindrischen £ereiehe j1 verformt. Nach der Fertigstellung des Einsatzes
kann er geschüttelt oder auf andere Art und Weise behandelt werden, um alle Grate,
viie ettra den >>ei 117 in Fig. 4 gezeigten zu entfernen. Wie in Fig. 4, 5 und 7
gezeigt, kann jeder Haiiinier 2U zwei axial ausgerichtete, im weäentlichen ebene
Schultern oder Oberflächen an gegenüberliegenden Enden des Verformungsteiles 29
des Hammers beaitzen, die im Verhältnis dazu radial nach aussen versetzt sind. Diese
Oberflächen treten mit den vertieften Bereichen 1ö in Eingriff, die axial mit den
Vertiefungen aubGerichtet sind, die von dem Abschnitt 2J verformt werden, jedoch
axial dahinter liegen, sodaß die Tiefe der Verformung durch den Abschnitt 29 begrenzt
wird.
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Tlie sich aus dem Querschnitt ergibt ( siehe Fig. 4 ) können die Hamriier
2ü radial nach innen auf die Achse 2o zu abgeschrägt sein, welche Abschrägung vorteilhaftervreise
entlang aer Gesamtlänge jedes Hammers, den Abschnitt 29 und die die Oberflächen
39 tragenden Verlängerungen inbegriffen, gleichmässig ist. Der Abschnitt 29 kann
ebenfalls im Axialschnitt, wie bei 4o in Fig. 5 und 7 dargestellt abgeschrägt sein,
sodaß die beiden Seitenwandungen 41 und die Endwandungen 42 der vertieften Bereiche
26 und 27 radial nach innen
auf die Achse 2o zu abgeschrägt sind.
Falls eine Verformung nur an einer Seite des Einsatzes erwünscht. ist, kann eines
der Elemente 2ö so geformt sein, daß es nur als GeGenhalteelement dient und keinen
vorspringenden Abschnitt 29 besitzt, sodali es mit einem Satz von Vertiefungen 18
in. Eingriff tritt und die Kraft des Schlages aufnimmt, der von den gegenüberliegenden
Hammer 28 ausgeübt wird.
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Zur Beschreibung der Ausbildung des Aussengewindes des Einsatzes mit
großeren Einzelheiten wird darauf hingewiesen, dam in der endgültigen Form des Einsatzes
das Aussengewinde progressiv durch die ursprüngliche äussere Wellenförmige Oberfläche
des Stangenmateriales 16 abgestumpft wird, tun abgeflachte äussere Oberflächen 32
an dem Gewinde zu bilden, die progressiv radial einwärts von dem Vorsprüngen 17
bis zu einer Vertiefung 18 mit minimalem Radius ( Fig. 1 ) zu nehmen.
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Bei aen Vorsprüngen 17 können die Gewindegänge radial nach aussen
zu im wesentlichen scharen Kanten 33 verlaufen. Wie in Fig. 5 klar gezeigt, kann
jeder der Bereiche 13 mit minimalem Radius de-.r äusseren Oberfläche ,j2 als radial
nach innen über eine Ebene 37 hinaus vertieft beschrieben werden, die zwei nebeneinander
liegende Vorsprünge gerade berührt oder mit ihnen tangential ist. Die Bereiche 31
mit kleinem Durchmesser des Auseengewinaes
können einen Durchmesser
haben, der etwas geringer ist, als der, der Vertiefungen 18, wie sich aus einer
Betrachtung der Fig. 5 ergibt. Es wird ebenfalls bemerkt, daß die vertieften Bereiche
der äusseren Oberfläche res Einsatzes bei 26 und 27 vorzugsweise einem Radius im
Verhältnis zur Hauptachse 2o haben, aer kleiner ist, als derjenige der nicht verformten
Bereiche der Oberfläche 31 mit kleinem Durchmesser des Aussengewindes.
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Zur Verwendung des Einsatzes wird in dem Träger 12, in dem der Einsatz
eingeschraubt werden soll, eine Bohrung 11 mit einem Durchmesser gebohrt, der wesentlich
geringer ist, als der Durchmesser des Aussengewindes 14 des Einsatzes an dessen
Vorsprüngen 17, jedoch-etwas größer ist, als der Durchmesser des GeLndes an den
Vertiefungen lö und der wesentlich größer ist, als der Durchmesser an den vertieften
Verriegelungsbereichen 26 und 27. Der Einsatz wird gedreht und axial im Verhältnis
zum Träger vorgeschoben, um das Aussengewinae in die Bohrung 11 einzuschrauben una
darin bei 35 ein Passgewinde herzustellen. Dieses Gewinde wird durch die
Wirkung der abgerundeten Vorsprünge 17 und durch die äusseren Oberflächen 32 gebildet,
die allmählich die betroffenen Materialbereiche des Trägers 12 radial nach aussen
drücken, während der Einsatz gedreht wird, um ein Passgewinde 35 mit geeignetem
Querschnitt zu bilden. Während jeder Vorsprung an einem bestimmten Gewindeabschnitt
vorbeiläuft, neigt das Material
des Trägers dazu, an einer Stelle
leicht radial nach innen zurückZukehbn, die gleichmässig hinter dem Vorsprung liegt,
sodafl der Einsatz wirksam Gegen eine Abschraubbewegung verriegelt wird, nachdem
er seine richtige Stellung in der Bohrung 11 erreicht hat.
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Da die inneren Verformungen 26 und 27 in den nach innen vertieften
Bereichen 18 des Gewindes angeordnet sind, die nach innen im Abstand von der inneren
Oberflc:i,che der Bohrung 11 liegen und diese nicht berühren, kann die Verformung
des Einsatzes bei 26 und 27 die Art des Eingriffes der äusseren Vorsprünge 17 des
Gewindes mit dem Träger, nicht beeinflussen und daher nicht den Wert des Drehwomentes
verringern, der zum Losschrauben des Einsatzes nach seiner Anordnung erforderlich
ist. Da die vertieften Bereiche 18 auch an anderen Stellen als den Verformungen
26 und 27 von der inneren Oberfläche der Bohrung 11 im Abstand liegen, kann. eine
Verform ung der Grate an diesen- vertieften Bereichen 18 durch das Futter oder die
Greiffinger 2j nach Fig. 4 das Verhältnis des Einsatzes zum Träger in keiner Weise
verändern.
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Nachdem der Einsatz richtig angeordnet worden ist, wird ein Stummel
36 mit einem mit dem Gewinde 15 übereinstimmenden Gewinde und mit einer Störpassung
an den Bereichen 3o in Fig. 5 in den Einsatz eingeschraubt
um den
Stummel in dem Einsatz fest zu verriegeln. Auf diese Art und :leise wird eine wirksame
innere Verriegelung geschaffen, ohne die richtige Funktion aes Aussengewindes zu
beeinträchtigen.
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Fig. 8 ist eine aer Fig. 4 entsprechende Ansicht, die jedoch eine
ab-eänderte Ausführungsform darstellt, die einige, jedoch nicht alle Vorteile der
in den Fig.l bis 6 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung erreicht, Der Einsatz
loa der Fig. 8 _=ann als mit denjenigen der Fig. 1 bis 6 identisch betrachtet werden,
ausser daß der ursprüngliche nuerschnittbereich des zur Her-Stellung des Einsatzes
verwendeten Stangenmateriales ( Stangenwaterial 16 der FiG. 2) im wesentlichen eine
hexagonale anstatt wellenförl-Uge Form hat. Daraus ergibt sich, daß die äusseren
Oberflächen 32 a des Gewindes nicht über Ebenen hinaus vertieft sind, die gerade
anliegende Vorsprünge 17a berührt, jedoch eher mit diesen Ebenen übereinstimmen.
Wie in der ersten Ausführungsfprm der Erfindung werden die Verformungen 26a an den
Stellen angebracht, an denen die Oberflächen JLa ihren kleinsten Radius haben, d.h.
in der Mitte zwischen zwei aufeinander folgenden Vorsprüngen 17a, um die inneren
Verriegelungsverformungen joa am Innengewinde an diesen Stellen zu erzeugen.