DE1575247A1 - Einsatz und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Einsatz und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1575247A1
DE1575247A1 DE19671575247 DE1575247A DE1575247A1 DE 1575247 A1 DE1575247 A1 DE 1575247A1 DE 19671575247 DE19671575247 DE 19671575247 DE 1575247 A DE1575247 A DE 1575247A DE 1575247 A1 DE1575247 A1 DE 1575247A1
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    • F16B39/22Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
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Description

, Dr. Ing. A.Weickmann, Dipl.-Ing. H.Weickmann Dipl.-Phys. Dr. K. FiNCKE Patentanwälte 1575247
8 MÜNCHEN 27, MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22
Engineering Corp.» 28JfI We st coast Highway» Newport Beach, California, TJSA .. ■ '■■'.'
■ ■ i
Einsatz und'Verfahren zu seiner Herstellung
Die Jirfinäung betrifft allgemein-SchraubdnsatZe,'die Festlegemittel am Innengewinde (im folgen(3en Gewindeheinmung genannt) haben» und Verfahren zur Herstellung solcher Einsätze *-
Genauer- befafßt sieh die Erfindung mit einem fortschrittlichen Schraubeinsatz, der an seiner Innenfläche eine integrale Gexvindehemmung aufweist, und mit einem neuartigen Verfahren um einenxlerartigaa Einsatz und eine solche Ge-windehemmung zu fertigen» ohne dabei die äußere Gestalt des Einsatzes zu ver-■f ormen. ; ■ "-,-
Der erfindungsgemäße Schraubeinsatz dient dazu, mit Gewinde / versehene Teile in einer Bohrung eines Werkstuckes festzulegen. In der Hauptsache besteht der Einsatz aus einem rohr- ;
909081/074« . 2 -
BAD ORIGINAL ^
.förmigen Körper, der ein Innen- und ein Außengewinde trägt und in eine .Gewindebohrung eines Jerkstückes aus einem verhältnismäßig weichen Material eingeschraubt wird. Drnn kann ein zu befestigendes Teil mehreremale in den Einsatz eingeschraubt : werden, ohne daß sich die ineinandergreifenden Gewindegänge abnutzen. \
Der erfindungsgemäße Einsatz wird gefertigt, indem ein Rchrstutzen mit einem Innengewinde versehen wird. Dann wird der Einsatz auf seiner Außenseite zugeschliffen, so dai. seine Außenfläche genaue Zylinderform erhält. Danach v/ird mittels eines geeigneten Werkzeugs auf die Außenfläche des Einsatzes eine Karft ausgeübt, so daß Vertiefungen auf der Außenfläche entstehen. Dadurch werden-die Spitzen und Füße der Innengewindegänge, die den Vertiefungen auf der Außenfläche gegenüberliegen, nach innen deformiert. Die so entstandenen Vorwälbungen nach innen bewirken, daß die Gewindegänge in diesem Bereich aus der normalen Ausrichtung mit den übrigen Gewindegängen des Innengewindes und damit auch aus der Ausrichtung mit. den Gewindegängen eines einzusehraubendenTeils gebracht werden. Dadurch kommt eine zwangsläufige Hemmung durch Reibung oder Auflaufen zustande. Nun wird die Außenfläche des Einsatzes noch einmal zugeschliffen, um die genaue Zylinderform wiederherzustellen und die vorher erzeugten Vertiefungen auf der Außenfläche des Einsatzkörpers zu beseitigen. Dann wird die Außenfläche des Einsatzkörper mit einem Gewinde versehen» '
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Falls zur Verbesserung der me ta Hur ig Ischen Eigenschaften der Einsatz warmbehandelt werden soll, hat dies vorzugsweise unmittelbar nach dem Anbringen des Innengewindes und vor dem ersten Zuschleifen der Außenfläche -zu geschehen* Auf diese Weise wird eine etwaige Verformung der Außenfläche des "Einsätze als Folge der Wärmebehandlung beseitigt.
Das. erfinduagsgemäße Herstellungsverfahren liefert einen Schraub einsatz mit einer gleichmäßigen Zylinderform-der Außenfläche. dadurch, daß der Einsatzkörper erst nach der Aasbildung der Gewindehemmung durch Anlegen einer Kraft auf die Außenseite des Einsatzkörper? mit einem Außengewinde versehen wird.» '.können der Gewindedurchmesser und der Kernduchmesser über die ganze Lange des Einsatzkörpers konstant gehalten werden» Wegen dieser Gleichmäßigkeit-des AuKengewindes des Einsatzes läßt sich der Einsatz günstiger verwenden» wenn enge Toleran- , zen zwischen dem Innengewinde einer Werkstückbohrung und dem Außengewinde des einzuschraubenden Einsatzes gefordert werden*
Der erfindungsgemäße Einsatz kann durch das erfindungsgemäße Verfahren zu seiner Herstellung eine oder auch mehrere Gewindehemmungen, erhalten, wie später noch ,beschrieben wird. Die Anzahl der Hemmungen kann je nach den Anforderungen der speziellen Verwendung erhöht oder vermindert werden. Die hier beschriebene 3ewindehemmung und d;as" Ver-fäiren zu ihrer Ausbildung haben folglich gegenüber bisher bekannten 3ew:i.ndehem:riechr.'.aismen .denTor-zug., dat die Hemmung eine
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größere Anpassungsfähigkeit für .verschiedene Verwendungszwecke hat. Wenn mehrere Hemmungen vorgesehen sind» ist jede ■ Hemmung gleich. Durch Verändern der Anzahl der Hemmungen kann die Widerstandskraft gegen ein Verdrehen entsprechend variiert werden. * .
Es wurde gefunden« daß sich bei feinen Gewinden die Hemmung über mindestens vier Gewindegänge erstrecken soll» um eine w optimale Verteilung der Belastung zu gewährleisten» und bei groben Gewinden über mindestens zwei Gewindegänge. Im Rahmen des Erfindngsgedankens kann jedoch die Hemmung über eine beleibige Zähl von Windungen reichen.
In jedem Fall ist das Ausmaß der Einbuchtung auf der Außenseite die zum Erzeugen der Gewindehemmung notwendig is.t, eine Funktion der Größe des Einsatzes und der Elastizität des Werkstoffes, aus dem der,Einsatz besteht» wenn man κ eine ausreichende Arretierung für den speziellen Verwendungszweck "erreichen will.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sohraubeinsatz mit einer integralen Gewindehemmung und einer gleichmmäßigen mit einem durchgehenden Gewinde versehenen Außenfläche zu schaffen. Der Schraubeinsatz seil in der Lage sein, bei unterschiedlich starken Verdrehun£skräften eine .zwangsläufige und gleichmäßige Innengewlndehercmung vorzusehen, tfeitei ist öle Hrfindun:; auf ein Herstellungsverfahren für einen derartigen GchrGubeinFetz gerichtet und speziell auf ein Her-
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BAD &Fi;0 av3 " "' "
stellungsverfahren» bei dem ate Gewindehemmung an jeder " •beliebigen Stelle auf dem Umfang und der Lunge der Innen« fläGhe des Einsatzes angebracht werden kann«
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfol^ ■ genden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor« Es zeigen:
Fig..l eine Aufsicht» zum Teil im Schnitt» eines mit einem Innengewinde versehenen rohrförmigen Einsaijzkörpersnach Ausbildung der Gewindehemmung, aber vor dem Anbringen des Außengewindes j
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1» der die Beziehung zwischen den Vertiefungen auf der Außen* seite und den Vorwälbungen der Gewindehemmung auf
der Innenfläche- des Einsatzes zeigt;· - ·
Fig. 3 einen zum Teil geschnittenen Aufriß des Einsatzes der Fig. 1, nachdem das Außengewinde fertig aufgebracht
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Fig, M- eine stark vergrößerte schematische etailansieht des Einsatzes der Fig. 3, die die gleichförmige Kontur der Außengewindegänge an der Stelle der di.e Gewinde·*' hemmung bildenden, nach innen vorgetriebenen"Teile_ veranschaulicht j
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. Fig. 5 eine zum Teil geschnittene Aufsicht einer anderen Ausführung des mit einem Innengewinde versehenen rohrförmigen Einsatzkörpers naeh Ausbildung der Gewindehemmung, aber vor dem Anbringen des Außengewindes;
Fig. 6 eine zum Teil geschnittene Aufsicht des Einsatzes der Fig. 5 nach Vollendung· des Außengewindes;
Fig.. 7 eine weitere Ausführungsform eines mit Innengewinde versehenen Einsatzkörpers nach Ausbildung der Gewindehemmung» die aus einer durchgehenden Vertiefung besteht» welche sich über dai vollen umfang des Einsatzkörpers erstreckt, aber vor dem Anbringen des Außengewindes ;
Fig. 8 eine Ansicht des Einsatzes der Fig. 7 nach Vollendung des Außengewindes} · .
■■ ■ ■ ; ■ ■ ' : :;■
Fig.. 9 eine andere Ausführungsform eines mit Innengewinde versehenen rohrförmigen Einsatzkörpers nach !»Ausbildung der Innengewindehemmung die aus mehreren durchgehenden Vertiefungen besteht, welche sich um den vollen Umfang des Einsatzkörpers erstrecken, aber vor dem Anbringen des Außengewindes; ■
Fig.lO eine Ansicht des Einsatzes der Fig. 9 nach Vollendung des Außengewindes.
In Fig. 1 ist ein im wesentlichen rohrförmiger Körper 90988 1/074S -
dargestellt, der eine glatte Außenwand 16 und eine Bohrung ■ mit einem Innengewinde 17 hat. Auf der Außenseite des rohrförmigen Körpers 15 sind mehrere zur Festlegung dienende Vertiefungen l8 zu sehen» die mit einem geeigneten Werkzeug % . · angebracht worden sind. Das Innengewinde Y] ist an den den äußeren Vertiefungen 18 gegenüberliegenden Stellen nach innen zu deformiert, so daß als Hemmung wirkende Vorwalbungen 19 entstanden sind. In der Darstellung ist der rohrförmige Körper 15 an seinen beiden Enden mit einer Schrägkante 20 bzw. 21 versehen; es kann aber agch an diesen Enden eine Z3rlindr is ehe · Einsenkung angebracht sein. Der rohrförmige Körper, wie er in Fig. 1 zu sehen ist» ist für die nachfolgende' zweite Bearbeitung (Abrundung) bereit. Den Körper 15 durchzieht eine Bohrung» die mit einem Innengewinde 17 versehen v ist.
Nach dem Anbringen des Innengewindes 17 wird die Außenfläche l6 des Korpers auf einer spitzenlosen Rundschleifmaschine i so zugeschliffen, daß sie mösllcchst genau zylindrisch wird. "Darauf wird in dem rohrförmigen Körner 15 die Gewindehemmung ausgebildet, indem auf die Außenwand 16 eine radiale Kraft ....'■ ausgeübt wird, so daß eine oder mehrere Vertiefungen l8 entstehen. 3ei dem Zindrüchen der Außenfläche werden die Stellen des Innengewindes. 17« welche den Vertiefungen radial gegenüberli?£en, nac:. innen zu deformiert, se daß Vorwalbungen 19 entstehen, öle n"t.Friktion in die er.tsprechenden Gewinde-
e eine?· zv, h^f estig'enden 1- ils ei?ig*reif en. ,
Zu beachten ist, daß die Innengewindehemmung an dem rohrförmigen Körper angebracht wird, bevor der Körper mit dem Außen- , gewinde versehen wird. Die Vertiefungen 1Ö und die mit diesen gekoppelten Vprwölbungen 19 nach innen» die die Innengewindehemmung bilden, können jede beliebige Größe und Form haben, vorausgesetzt, daß die Vorwölbungen 19 für den speziellen Verwendungszweck eine ausreichende Hemmung gewährleisten* Auch können die Vertiefungen 18 und .die entsprechenden Vor* Wölbungen 19 irgendwo auf der Länge des Umfange des' rohrförmigen Körpers 1$ angebracht werden·
Da, wie schon erwähnt, die Abmessungen und Formen der einzel». ilen hemmenden Vorwölbungen gleich sind» dient die Anzahl fler Vorwölbungen,zur Anpassung an den gewünschten,Widerstand gegen Verdrehung· Es können also eine Vorwälbung. oder auch deren mehrere verwendet werden» letzteres« wenn eine spezlel-Ie Verwendung einen VerdrehunESWiderstand bestimmter Stärke erfordert* Wenn dagegen kein großerVerdrehungswiderstand erforderlich ist, kann die Anzahl der Vor«älbungen verringert werden. Daraus geht die gute Anpassungsfähigkeit der beschriebenen Innengewindehemmung, hervor*
Nach der Ausbildung der Vertiefungen 18-" und der entsprechenden Verwaltungen" .19" "an dem rohrförmigen Körper V$ wird dier ser noch einmal in einer spitzenlosen Rundschleifmaschine oder dergleichen zugeschliffen, um der Außenwand l6 wieder eine genaue Zylinäerform zu geben und die Vertiefungen 18 wieder auf der Außenwand 1-6. zu beseitigen, damit danach das Außengewinde aufgebracht werden kann.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des rohrförmigen Körpers 15 ' ' der'Fig* 1 nach der Linie 2-2, der die gegenseitige Lage der Vorwälbungen .19 an der Innenseite zu den Vertiefungen auf der Außenfläche veranschaulicht. - ■
Nach dem nochmaligen Zusehleifen wird auf der Außenwand des rohrförmigen Körpers ein Gewinde 22 angebracht» siehe Fig. 3· Das Außengewinde 22 kann mit einem zweckmäßigen Verfahren geformt werden» etwa durch Fräsen» Schneiden'oder Walzen Da die Vertiefungen 18 vor dem Anbringen des Außengewindes f beseitigt wurden» ergeben sich konstante Gewindedurchmesser und Kerndurchmesser des Außengewindes 22. Aufgrund dieser Gleichmäßigkeit des Außengewindes 22 läßt sich der-Einsatz gut gebrauche» wenn enge Toleranzen zwischen dem Innengewinde β einer Bohrung des Werkstückes-unddem Außengewinde 22des einzuschraubenden Einsatzes gefordert werden. " ■ ■ *
Fig. 3 zeigt eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung. Selbstverständlich kann jedoch nach Wunsch am oberen Ende ■ : ' ■ des Einsatzes eine Einsenkung (nicht gezeigt) sund eine Riefufrg (Wicht gezeigt) auf dem Außenumfang vorgesehen werden und die Einsenkung kann leichtnach außen erweitert werden» so daß sich die Riefen in die Wand der Werkstückbohrung- eingraben und ein Verdrehen des Einsatzes gegen das Werkstück verhin-s dem. .-■-".■"-"■"'"' ."■■-- '
Fig. h zeigt in stark vergrößerter schematiseher Ansicht die . , Vorwölbun~en 19 im Inneren des Einsatzes. Aus der Abbildung gB\.b deutlich hervor» üa-, die Eämme- 23 der ilußengewindegänge ■ ■?11; νο.ΐ gleicher Höhe sind uuige acht et ihr or Lage auf der BAD ORIÖiNÄip-^ö§ g 8 1 / O 7 4 8 ■« ίο'-." .:
.Außenfläche "des Einsatzes. Weiter ist zu beachten, daß die Gewindefüße 2.1+ des Außengewindes 22 ebenfalls alle gleiches Profil und gleiche Höhe haben» auoh dfejenigen, die den Vorwälbungenl? gegenüberliegen. Die gestrichelte Linie 25 veranschaulicht die Form und Lage der Gewindekämme und Gewindefüße des Innengewindes 17 vor der Ausbildung der hemmenden Vorwölbungen 19. ·
Das Außengewinde 22 auf dem rohrförmigen Körper 15» das über einem Bereich der Gewinde sperre liegt, hat den gleicher. Kerndurchmesser wie das übrige Außengewindes wie am besten aus Fig. h ersichtlich. Die "säulenförmige Wand 2.6 hat folglich eine Mindestdicke» die gleich der halben Differenz zwischen dem Kerndurchmesser des Ätffengewindes und "dem Kerndurchmesser des Innengewindes 17 in den Bereichen» die einen axialen abstand von den Vorwölbungen 19 haben..; Im Bereich der Gewinde-hemmung ist die Dicke der wand 26 -«wenig größer als an an- deren Stellen» weil sich in diesem Bereich die Füße des Innengewindes 17 aus ihrer normalen Lage radial nach innen verschoben haben. Diese Konstruktion bietet eine rohrförmige Wandsäule 26, deren Festigkeit gegen Bruch und Biegung auf . der ganzen Länge praktisch gleich sind. ■
Fig. 5 und 6 veranscuahlichen eine andere Ausführungsform der Erfindung» bei der ein Körper 15 mit mehreren Vertiefungen 27 auf der Außenfläche und demgemäßenhemmenden Vor — wälbungen 28. an der Innenfläche versehen ist. Die Vcrwolbungen 28 gleichen denjenigen der Fig.. 1 - 3 mit dem Unterschied,
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daß die Vorwölbungen 28 statt in seitlicher Richtung in Längsrichtung voneinander beabstandet sind.
Die Fig. 5 und 6 zeigen dieselben Phasen des Herstellungs- > Verfahrens wie die Fig. 1 und 3. .
Die Fig. 7 und 8 zeigen noch eine andere Ausführungsförm der Erfindung, bei der die Vertiefng auf der Außenfläche und die entsprechenden Vorwölbungen des Körpers 15 an der Innenfläche aus einer durchgehenden Einserilcung 29 bestehen, die den Körper 15 ganz umgibt und dadurch eine durchgehende hemmende Vor«· v&lbung' 30 an der Innenfläche hervorruft, die den Innenumfang des Körpers voll umschreibt. -
Fig. 9 und 10 stellen eine weitere Ausführungsform der Er« ■ findung dar, bei der der Körper 1$ mit mehreren hemmenden Vor-Wölbungen 30 in der Art der in den Fig. 7 und β gezeigten versehen ist.- · i (
Die Pig· 7 und 89*· entsprechen in der Herstellüngsphase der Fig« 1, Wogegen die Fig. 8 und 10 die gleiche Phase wie Fig. 3| zeigen. «««Zu beachten ist» daß die in den Fig. 7 bis 10 gceigten Vorwölbungen nicht den Gängen des Innengewindes fol- | gen, sondern in einer breiten Ebene senkrecht zur Achse des ! Körpers liegen. , ■ - -·" ■ ' --;.-'-
Die verschiedenen hier gezeigten Ausführungsbeispiele der
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Erfindung dienen zur Erläuterung. Im Rahmen des Erfindungsgedankens und der Ansprüche können Änderungen an den gezeigten Beispielen vorgenommen werden.
- Patentansprüche -
- 13 -
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Claims (1)

  1. Pat θ η t a η s ρ r vü c h e s
    1. Einsatz mit einer als integraler Teil desselben aus« gebildeten Irmengewindehemmung, gekennzeichnet, durch einen zylindrischenKörper (15)» der auf einem wesent- -. liehen Teil.airier Länge ein Außengewinde (22) trägt, dessen Gewindegänge auf der ganzen Länge gleiche Gewindedurchmesser und gleiche Kerndurchmesser haben« ■
    durch eine axiale Bohrung in dem Zylinderkörper» die mit einem Innengewinde (17) versehen ist, und . : durch eine oder mehrere Vorwölbungen (19)» die in seitlicher Richtung zur Längsachse des Körpers nach innen ragen und die mehrere Kämme und Füße des Innengewindes erfassen, so daß dieselben aus ihrer normalen Ausrichtung mit den übrigen Innengewindegängen gebracht sind.
    2. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung einer Vorwölbung (30) diese sich über den ganzen Umafng der Bohiuxg erstreckt und in ihrer Abmessung in Längs-.
    r ichtuns IcLeiner ist als die Länge des Einsatzkörpers (Fig.?)·.'■
    3. Einsatz nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Vorwölbungen ('3O) diese sich über den ganzen Umfang der Bohrung erstrecken, in ihren Abmessungen in Längsrichtung klerna? sind als der Einsatzkörper und in Längsrichtung einen Abstand voneinander haben (Fig. 9)·
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    BAD OBiQlNAl.
    «Λ. · Einsatz nach Anspruch I4 dadurch gekennzeichnet» daß ■ sich die Vorwölbung oder Vörwölbungen nur auf einem Teil des Inennumfangs erstreckt (erstrecken*).
    5. Einsatz nach Ansprach k% dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwölbung oder Vorwölbungen sich in Längsrichtung nur " übe.r einen Teil der ganzen Länge des Einsatzkörpers erstrekken.
    6. Einsatz nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Vorwölbungen (28) diese voneinander in Längsrichtung des Einsatzkörpers beabstandet sind (Fig.5)·
    7· Einsatz nach Anspruch **» dadurch gekennzeichnet» daß bei Anordnung mehrerer Vorwölbungen diese alle in einer Ebene liegen» die senkrecht zur Achse des Einsatzes verläuft (Fig·.!)".
    8.. Verfahren zum Herstellen eines Einsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 7· dadurch gekennzeichnet, daß in einem zylindrischen Körper eine axiale Bohrung angebracht' wird» daß diese Bohrung mit einem Innengewinde versehen wird» daß die Außenfläche des KÖprers bearbeitet wird, um ihr eine genaue Zylinderform zu geben» ;
    daß auf die Außenfläche des Körpers eine derartige Kaft ausgeübt wird, daß in die innere Bqhrung sich erstreckende Vorwölbungen entstehen, die mehrere Kamme und Füße des -Innengewindes erfassen, wobei diese Kämme und Füße aus. der normalen Flach-. tung mit den übrigen Gewindegängen des Innengewindes gebracht ··' werden, daß die Außenfläche des ^orper's:nachbearbeitet wird, 909881/074» BAD ORKälNAL
    um eine durchgehende gleichmäßig"- genaue Zylinderfläche ■wiederherzustellen,
    daß die Außenfläche des Körpers mit einem Außengewinde versehen wird.-.. · ■-■'.'"..'
    9* Verfahren nach ei» Anspruch-8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Außenfläche des Körpers zur Urzeugung der Vorwölbungen ausgeübte Kraft auf dem ganzen Außenumfang des Körpers, in einer zur Achse des Körpers senkrechten Ebsene angelegt wird und in Längsrichtung auf einem Stück, das kurzer ist als.die ganze Länge des Körpers.
    10. Verfahren nach Anspreuch 9· dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der Vorwölbungen ausgeübte Kraft an mehrerer, in Längsrichtung des Körpers beabstandeten Stellen ausgeübt
    wird. . ." '
    - " .'.-■"■'■■■ - : . i
    11« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeiehnet, daß die auf die Außenfläche des Körpers zum Erzeugen der Vorwölbungen.ausgeübte Kraft an mehreren in Längsrichtung des Körpers beanstandeten Stellen und nur jeweils auf einem Teil des üifaiigs des Körpers und auf einem In Längsrichtung kürzeren Stück, als der Lange des Körpers entspricht, angelegt Wird.
    13. Verfahren nach Anspruch 9t dadurch gekennzeiclonet, daß die auf den Außenflächen des Körpers ausgeübte Kraft zum Erzeugen der Vorwclbungen in einem Bereich ausgeübt wird, der
    BAD ORIGINAL - 16 -
    in Umfang sr i clit ung kürzer ist als der gesamte Innenumfang des Einsatzkörpers und in Längsrichtung kurzer als die gesamte
    Länge des. Einsatzkörpers. . . - -
    I1+. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Außenfläche des Körpers ausgeübte Kraft zum Erzeugen der VorWolbungen diskontinuierlich an Stellen ausgeübt wird, die alle auf einer Normalebene zur Achse des Einsatzkörpers liegen, und längs Bereichen, die jeweils kurzer sind, als dem gesamten Innenumfang des Körpers entspricht.
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    BAD ORIGINAL
    Leerseite
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