DE1775799A1

DE1775799A1 - Gewindeeinsatz mit Sicherungsstiften

Info

Publication number: DE1775799A1
Application number: DE19681775799
Authority: DE
Inventors: Weber Robert D; Jose Rosan
Original assignee: Rosan Engineering Corp
Current assignee: Rosan Engineering Corp
Priority date: 1967-12-11
Filing date: 1968-09-25
Publication date: 1971-10-07
Also published as: JPS49694B1; NL6811163A; CH480554A; FR1595995A; GB1246657A; US3472302A

Description

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Eosan Engineering Corpc,

2841 West Coast Highway, Newport Beach, California, V.Et.A. und

Herrn Jose Eosan, Br. Ranclio San Juan, San Juan Capistrano, California, Y.St.A.

Gewindeeinsatz mit Sieherungsstiften

Die Erfindung "bezieht sich auf Sicherungsstifte, insbesondere auf Sicherungsstifte, wie sie bei mi| Gewinde versehenen Befestigungselementen - nachfolgend als Gewindeeinsatz bezeichnet - verwendet werden. _; ' .

Bisher mußte bei Gewindeeinsätzen mit Außengewinde, die in eine Einsatzbohrung in einem Werkstück.elngefü&rt' und',gegen Drehverschiebung durch' in axialer Richtung einführbare Sicherungsstifte gesichert werden sollten, eine erhebliche Eintreibkraft aufgewandt werden. Infolgedessen verklemmten sich die Stifte häufig, bevor sie vollständig in ihre Wirkstellung getrieben waren. Die Stifte wurden verbogen und waren damit unbrauchbar, den Gewindeeinsatz in der Sinsatzbohrung des Werkstücks festzuhalten.

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Durch den erfindungsgernäßen Sicherungsstift werden diese Nach- , teile vermieden, indem eine verbesserte Vorrichtung vorgesehen wird, die in das Werkstück einschneidet, wenn der Stift in axialer. Richtung in das Werkstück eingetrieben wird; das oben erwähnte Klemmen des Stifts wird dadurch vermieden.

Der Gewindeeinsatz selbst ist erfindungegmäß mit einer neu-artigen Einrichtung versehen, um ein eingeschraubtes Teil gegen Verdrehung Ik zu sichern. ■ .

Die Erfindung liefert demnach in erster Linie ein Halterungselement mit einem einfachen Sicherungsstift, der eine verbesserte Schneid- · einrichtung besitzt, die das Klemmen des Stifts verhindert; wenn

der-Einsatz in der Einsatzbohrung eines Werkstücks festgehalten wird,- Ferner wird durch die Erfindung ein-Gewindeeinsatz angegeben, der einen Sicherungsstift mit verbesserten ochneidmitteln besitzt und mit ganz einfachen Werkzeugen eingesetzt und eingetrieben we»- ^: den itann. Schließlich wird mit der Erfindung· ein Ge wände eins at ζ

»angegeben, der Sicherungsstifte mit verbesserten'Schaera^itteTn "' ' ■■>.■#..

zum Pesthalten des Einsatzes in der Einsa-tzboßrung eines ,v/er'k-

stüeks aufweist und ein eingeschraubtes !?£il f'&gen Verdrehung zu

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"sichern vermag. ' "' ¹^ "

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung und den erläuternden Zeichnungen, die folgendes darstellen: Fig.1: eine Seitenansicht (teilweise im Schnitt), die einen Gewindeeinsatz, der in eine Einsatzbohrung geschraubt ist,und mehrere Sicherungsstifte zeigt, die noch nicht in Jicherun.-s

Stellung nach unten getrieben worden sind; 109841/0520

Pig.2: eine Draufsicht auf den Gewindeeinsatzkörper nach Fig.1, jedoch nicht in ein "werkstück geschraubt und ohne die erfindungsgemäßen Sicherungsstifte; r

Pig.3: eine zum Teil als Schnittbild gezeigte Jeitenaasicht des G-ewindeeinsatzes nach Fig.1 mit nach unten durch die Gewindegänge der Werkstückeinsatzbohrung getriebenen Sicherrungsstiften;
Fig.4: eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen oicherungsstifts mit den verbesserten Schneidmitteln;

Fig.5: eine Seitenansicht des Sicherungsstifts nach Fig.4; Fig.6: eine Draufsicht auf den Sicherungsstift nach Fig.4; Fig.7: eine Druntersicht unter den Sicherungsstift nach Fig.4; Fig.8: eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsforra des oicherungsstifts gemäß der Erfindung mit verbesserten Schneideinrichtungen;

Fig.9: eine Seitenansicht des oicherungsstifts nach Fig.8; Fig.10: eine Draufsicht auf den Sicherungsstift nach Fig.8; Fig.11: eine Pruntersicht unter den Sicherungsstift nach Fig.8; -| Fig.12: eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Ge- { windebolzeneinsatz und Sicherungsstiften mit verbesserten Schneideinrichtungen;

Fig.13: einen Teilschnitt durch den Gewindeeinsatz nach Fig.1 längs der -ijinie 13-13 in Fig.1 mit einer Ansicht der Innensicherung zum Festhalten eines eingeschraubten Elements;

Fig.14* einen stark vergrößerten Teilschnitt des Gewindeeinsatzes · nach Fig.13 längs der Linie 14-14 in Fig.13 mit einer v.-eiteren Darstellung der Innensicherung zum Festhalten eines in den Einsatz geschraubten Elements.

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In den Figuren 1 bis 3 ist mit 20 insgesamt ein Gewindeeinsatz . bezeichnet, der eine Innenbohrung 21 und ein durchlaufendes Innengewinde 22 besitzt. Auf der Außenseite des Gewindeeinsatzes 20 befindet sich ein Außengewinde 23, das von Längsnuten 24 durchzogen ist, die Längsschultern 25 und einen erweiterten Nutenteil 24a aufweisen (vgl. insbesondere Fig.2).

Sicherungsstifte 26 bestehen aus einem längsverlaufenden Führungs-. abschnitt 27 und einem prismenfö'rmigen Schneidteil 28. Die Brerte der Führungsabschnitte 27 der Sicherungsstifte 26 übersteigt die Breite der Schneidteile 28. Mit seiner Überschießenden Breite liegt der Führungsabschnitt 27 in dem erweiterten Teil 24a der Nut 24 und wird bündig darin geführt, so daß die Führungsabschnitte 27 der oicherungsstifte, bevor diese in die Sicherungsstellung (?ig.i) getrieben werden, durch Reibungskraft in dem erweiterten '•L'eil 24a der Längsnuten 24 gehalten werden. Die Schultern 25

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verhindern eine Seitwärtsbewegung der Sicherungsstifte 26 und führen sie,während sie in Längsrichtung in Sicherungsstellung getrieben werden. Da die Breite des Führungsabschnitts 27 größer ist₍als die Weite der Nut 24 aber kleiner als die Weite des erweiterten Teils 24a, und da die Breite des Schneidteils 28 des Sicherungsstifts geringer ist als die Weite der iNut 24, kann der Sicuerungsstift leicht in Längsrichtung ohne Seitwärtsbewegung verschoben werden, während er in seine Sicherungsstellung gebracht wird; denn der Führungsabschnitt 27 arbeitet mit den Schultern deT "Hut zusammen, und der Schneidteil 28 des Sicherungsstifts kommt während dieses Vorgangs mit dem Hauptteil des ^ewindeeinsatzes nicht in Berührung.

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Da die ^aximalerstreckung in radialer Richtung bei der erweiterten Teil 24a der Nut 24, definiert durch die Schultern 25 und die .Rückwand der Nut 24, nicht über die Spitzen 29 des Innengewindes 30 der Einsatzbohrung 31 in dem ">erkstück 32 •hinausreicht und umso weniger die .uirstreckung des Führungsabschnitts 27, ■ gerät der Führungsabschnitt 27 mit den genannten Gewindespitzen 29 weder während des Eintreibens des Sicherungsstifts noch während des Einschraubens des Gewindeeinsatzes in das Werkstück vor *

dem Eintreiben des Sicherungsstifts aus seiner Ausgangslage in Berührung.

Zur weiteren Erleichterung und ungestörten Einführung des Sicherungsstifts in axialer Richtung während des Verriegelungsvorgangs hat der Führungsabschnitt 27 abgeschrägte Teile 33 erhalten. Ira übrigen können, ohne von der Erfindung abzuweichen, statt der gezeichneten vier Längsnuten 24 mit entsprechend vielen Sicherungsstiften auch weniger Stifte und entsprechend weniger Nuten vorgesehen werden. «

Der Schneidteil 28 des Sicherungsstifts 26 hat prismatische Form mit einer Mehrzahl von Flächen, von denen die Rückseite 34 praktisch in der gleichen Ebene liegt wie die Rückseite des Führungsabschnitts 27, so daß sie ineinander übergehen (vgl. Figuren 4 bis 7). Die Prismenfläche 35 schneidet die Vorderseite des Führungsabschnitts 27 bei 37 und schneidet die Prismenflache 36, wodurch ein Scheitel 38 gebildet wird. Entlang der Scheitellinie ist das ochneidteil 28 langer als längs der Schnittlinie 37, weshalb eine Schneidfläche 39 entsteht, deren Kante 40 in einem Winkel

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sowohl gegenüber einer Ebene liegt, die normal zur Achse des Sicherungostifts verläuft, wie gegenüber einer in Richtung dieser Achse verlaufenden Ebene; ferner entsteht eine Kante 41, die in einer .Ebene verläuft, die senkrecht zur Achse des Sicherungsstifts verläuft und die schräge Kante 40 an der Scheitellinie 38.schneidet.

Da die Scheitellinie 38 des Schneidteils 28 radial über die ^ewindespitzen 29 des Innengewindes 30 der Einsatzbohrung 31 hinaus-' greift, v/enn die Sicherungsstifte in die Längsnuten 24 vor dem Eintreiben der Stifte eingesetzt werden, begrenzt die Xante 41 der Schneidfläche 39 die Axialbewegung des Einsatzgewindes, v/enn es in die Einsatzbohrung 31 des Werkstücks eingeschraubt wird, denn die Kante 41 berührt die "^erkstückoberseite, Die erfindungsgemäßen Gewindeeinsätze werden demnach gleichmäßig bis zu einer bestimmten Tiefe in die Einsatzbohrung des Werkstücks eingeschraubt.

Ferner durchschneidet die Kante 41 als vordere Kante der Sehneidfläche 39 beim axialen Eintreiben der Sicherungsstifte 26 bis in ihre Sieherungsstellung Teile der Gewindespitzen 29 der Einsatzbohrung 31 des Werkstücks. Da die Ebene der Sehneidflache 39 schräg zur Achse des Sicherungsstifts verläuft;, gerät zunächst nur ein relativ kleiner Teil der Schneidfläche (nämlich die Ochneükante 41) in Kontakt mit den Gewindespitzen 29 der Einsatζbohrung 31, wodurch in diesem Stadium große Eintriebkräfte noch entbehrlich sind. Mit dem Beginn -der Aufspaltung des Werkstückmaterials (d.h. der Gewindespitzen 29) wird die erforderliche Eintreibkraft

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\vesentlich verringert, so daß trotz der allmählich zunehmenden ilontacte zwischen der Schneidfläche 39 und der Spaltungsfläche in den ^ewindespitzen 29 der üinsatzbohrung die aufzuwendende Eintreiblcraft gegenüber der für die bisher üblichen Schneidkanten erforderlichen Kraft wesentlich kleiner' ist.

Kach dem vollständigen Eintreiben der Sicherungsstifts 26 in axialer Richtung durch die Gewindespitzen 29 des Innengewindes 30 der V/erkstückbohrung 31 wird die weitere Drehung des Gewindeeinsatzes unterbunden und gleichzeitig auch eine Schraubbewegung in beiden Axialrichtungen.

Dank der Schräglage der Schneidfläche 39. gegenüber der Achse des Sicherungsstiftes, verbunden mit der Schräglage der -t'rismenflache 35 gegenüber der Fläche 39 des Schneidteils 28, ist die Abführung von abgeschnittenem Werkstückmaterial einfacher und wirkungsvoller geworden, indem das abgeschnittene Material an den genannten Flär* chen vorbeigeführt wird, wodurch auch die störende Anhäufung von Material unmittelbar vor der Schneidfläche 39 vermieden wird. Wie erwähnt, lag die Ursache für das Klemmen der bisher üblichen Sicherungsstifte in der Unmöglichkeit, abgeschnittenes Material wegzuführen. Diese Schwierigkeit ist durch die Erfindung ausgeräumt. ·

Der Gewindeeinsatz 20 kann mit einer Innensicherung versehen werden (vgl. Figuren 1, 13 und 14), die aus einer nach innen vorspringenden Vorwölbung 43 aus Gewindespitzen 44a und -kernteilen 45a besteht, die nicht mit den Spitzen- bzw. kernteilen 44 bzw. 45 des Innengewindes 22 des ^uewindeeinsatzes 20 fluch-

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ten. Die Vorwölbung 43 wird dadurch hervorgerufen, daß auf die . Rückwand der längsnut 24 eine Kraft ausgeütft wird, die in der /and eine Jiintiefung 43a erzeugt, wodurch die Spitzen 44 ^und Kerne 45 des Innengewindes 22, die dieser Eintiefung 45a gegenüberliegen, aus ihrer ursprünglichen Lage nach innen vorgewölbt werden (wie in Fig.14 durch gestrichelte Linien angedeutet).

Beim Einschrauben eines (nicht gezeichneten) Gewindeteils, etwa einer Schraube, in das Gewinde 22 tritt daher ein hindernis in Erscheinung, wenn das eingeschraubte Gewinde die Vörwölbung 43 erreicht; damit wird ein weiteres Einschrauben verhindert. In Fig.1 ist zwar nur eine derartige Innensicherung eingezeichnet, aber natürlich kann eine derartige Sperre in jeder Längsnut 24 vorgesehen werden, je nach der Größe der aufzufangenden Drehmomente .

Ferner kann· zur Erleichterung des Abtransports der abgeschnittenen Materialteile, d.h. der Späne, eine gestrichelt eingezeichnete leichte Aushöhlung oder Nut 48 auf den -^rismenflachen 35 und 35a (diese nicht gezeichnet) des Sicherungsstifts vorgesehen werden; diese Aushöhlung kann sich im Rahmen der Erfindung über die Gesamtlänge des Schneidteils erstrecken.

In den Figuren 8 bis 11 ist eine weitere Ausführungsform eines Sicherungsstifts (26a) dargestellt, bei dem das Schneidteil 28a Prismenflächen 34a, 35a und 36a aufweist. Die -Prismenflache 35a ist 'mit einer Tolge abgestufter Schneidflächen 39a, 39b und 39c ♦ versehen, die durch schräge Kanten 40a, 40b und 40c, gerade liegende Kanten 41a, 41b und 41c und Scheitellinieh 38a, 38b lind 3ßc

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gebildet werden. Im übrigen stimmt dieser geänderte Sicherungsstift mit dem in den Figuren 4 bis 7 dargestellten Stift überein, weswegen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, Dadurch daß zwei gegeneinander versetzte 8chneidfläche,n vorgesehen sind, die nacheinander gegenüber der ersten Schneidfläche radial nach außen vorspringen, wird die auf den Sicherungsstift auszuübende anfängliche Eintreibkraft noch einmal gegenüb-er dem eingangs beschriebenen Sicherungsstift verringert, und auch die Ein- £ treibkraft für die Weiterbewegung des Stifts nach unten ist kleiner. Obwohl drei gegeneinander versetzte Schneidflachen gezeichnet sind,, soll im Rahmen der -Erfindung auch eine weniger oder eine noch weiter unterteilte Schneidfläche benutzt werden können.

Fig. 12 zeigt einen" G-ewindebolzeneinsatz 46 , der nach den Prinzipien der Erfindung gestaltet ist, wenn man davon absieht, daß das Einsatzelement massiv ist, keine Innebohrung besitzt und ein Gewindeteil 47 aufweist, das einstückig mit dem Einsatz ausgebildet ist. Die Sicherungsstifte 26 sind, wie in Fig.1, in ihrer , Ausgangslage gezeichnet, d.h. bevor sie in. Längsrichtung in die Gfewindespitzen 29 der Einsat»bohrung 31 eingesenkt werden. Die Sicherungsvorgänge entsprechen bei dem G-ewindeboizeneinsatz 46 ganz dem Vorgang bei dem Gewindeeinsatz 20 nach den Figuren 1 bis 3.

Die beschriebenen Sicherungsstifte sind mit dem höheren -cheitel des Schneidteils auf der rechten Seite des ochneidteils liegend gezeichnet (beim Blick in das Schneidteil hinein); natürlich kann der höhere Scheitel im Rahmen der Erfindung auch auf die linke Seite, gelegt werden. 109841/0 520

Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche

1. Gewindeeinsatz mit Sicherungsstiften für die Sicherung des Einsatzes gegen Drehverschiebung nach der Einführung des Einsatzes in die Einsatzbohrung eines WerKstücks, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches Haupttes.il mit Außengewinde (23) und dieses Gewinde (23) in Längsrichtung durchsetzenden, bis jenseits von dessen Gewindekern (29) reichenden Nuten (24) vorgesehen ist, daß ferner Sicherungsstifte (26) mit einem Führungsabschnitt (27) und einem Schneidteil (28) zeitweise ' mit den Nuten (24) starr verbunden sind, indem der Führungsabschnitt (27) in die zugeordnete Nut (24) eingeschoben ist und darin gehalten wird, und daß der Schneidteil (28) jedes Sicherungsstifts (26) prismatischen Querschnitt hgi,. ujjick ημ-t -'ψ^per.'Schneid-» · fläche (39) ausgestattet ist, an der mindestens eine'Kan.te (40.) gegenüber einer-nQrjna| zur 3tiftäjQhs| ■^^1ή^ρμ&^^ejfte ''undmin"

■gegenüber einer-- normal, zur 3tift&ohs.§ --V^^a^le^dl^,-B;^e;fte''ünid,.-min·-" bestens eine Kanten (40) iiii,i-.--j->.^j_!-._iii.ii^.vi:x_J'--.^...L_J;ili-i'

den Ebene geneigt ist sowie mindestens-,j^'i'ne" Kan-jbe (41) in einer ' normal zur Stiftachse verlaufenden Ebene liegt.

₁. Gewindeeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidteil (28) des Sicherungsstifts (26) im wesentlichen Dreiecksquerschnitt hat, und daß die Länge des Schneidteils (28) geringer ist als die des Führungsabschnitts.

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3. Gewindeeinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Fläche des prismatischen Schneidteils (28) mit Dreiecksquerschnitt von der Schneidfläche (39) geschnitten wird, so daß mindestens eine Schneidfläche in einer Ebene liegt, die gegenüber der Stiftachse geneigt ist.

4. Gewindeeinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidfläche (39) von einer Längsnut (48) geschnitten wird, die

längs der Fläche (35) des Dreiecksprismas verläuft, die in einer Ebene liegt, die gegenüber der Ebene des Führungsabschnitts (27) geneigt ist.

5. Gewindeeinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheitellinie (38) des Prismas dessen radial am weitesten ausgreifende Kante darstellt und in Längsrichtung gegenüber der Hittellinie des Sicherungsstifts (26) versetzt ist.

6. Gewindeeinsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der tiefste Punkt dieses Prismenscheitels (38) bis unterhalb minde- I stens einer Fläche der Schneidfläche (39;39a,39b,39c) reicht.

7. Gewindeeinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidfläche (39) aus einer Folge von längsversetzten, in getrennten, einander parallelen Ebenen liegenden Schneidflächen (39a,39b,39c) besteht und ;jede Sehne idf lache gegenüber der vorhergehenden zurückgesetzt ist.

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.8. Gewindeeinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ' mindestens eine Schneidfläche von einer Längsnut geschnitten wird, die über die Fläche des Dreiecksprismas verläuft, die in.einer Ebene liegt, die gegenüber der Ebene des Führungsabschnitts (27) geneigt ist.

9. Gewindeeinsatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch fe gekennzeichnet, daß an der Nut (24) ein erweiterter rückwärtiger Teil (24a) derart vorgesehen ist, daß ein Paar längsverlaufender Stützschultern (25) entsteht.

10. Gewindeeinsatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Führungsabschnitts (27) des Sicherungsstifts (26) die des Schneidteils (28) übertrifft, und daß der Teil des Führungsabschnitts (27), der über die Breite des Schneidteils (28) hinausragt, durch die Längsschultern (25) abgestützt ist und bündig in den erweiterten Teil (24a) der Nut (24) aufgenommen ist.

11. Gewindeeinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß darin eine Bohrung (21) mit Innengewinde (22) vorgesehen ist.

12. Gewindeeinsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückwand der Nut (24) eine als Sicherung wirkende Eintiefung (43a) vorgesehen ist, und daß die auf der anderen Seite der Eintiefung (43a) befindlichen Gewindespitzen (44a) und -kernteile •(45a) seitwärts-einwärts vorgeschoben sind, to daß sie aus der Flucht mit den ursprünglichen Spitzen- und Kernteilen (44 und 45) des Gewindes (22) geraten.

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13. Gewindeeinsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er als Gewinde"bolzeneinsatz (46) mit einem massiven Hauptteil und einem in axialer Richtung davon ausgehenden inneren Gewindeteil (.47) mit Außengewinde ausgebildet ist.

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