DE19758690B4

DE19758690B4 - Befestigungsanordnung

Info

Publication number: DE19758690B4
Application number: DE19758690A
Authority: DE
Inventors: Chikakazu Hadano Ninomiya; Takeji Schiokawa; Kuninori Imai; Mitsuo Hadano Miyamoto; Mitsuya Isehara Mikawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1997-02-24
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: DE19758689B4

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Befestigungsanordnung, bei der ein Verbindungseinsatz in der Bohrung eines Bauteils festgelegt ist, wobei der Verbindungseinsatz (1M, 1N, 1Q bis 1W, 1BB) mit einem konischen Abschnitt (101) in ein konisches Teilstück der Bohrung (3) eingepreßt ist, der Verbindungseinsatz am breiteren Ende des konischen Abschnitts (101) einen seitlich vorstehenden Flanschabschnitt (102) aufweist, der sich im eingepreßten Zustand an einer radialen Auflagefläche des Bauteils (4A) abstützt, und der Verbindungseinsatz einen an der schmaleren Endseite des konischen Abschnitts (101) oder an der Endseite des Flanschabschnitts (102) angeformten axialen Ansatz (109, 11, 113, 114, 117, 119, 123, 125) aufweist, der über die Oberfläche des Bauteils (1A) vorsteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung, bei der ein Verbindungseinsatz in der Bohrung eines Bauteils festgelegt ist, sowie ein Verfahren zur Befestigung eines Verbindungseinsatzes in einem Bauteil.
Zum festen und genauen Fügen von Baukörpern durch geeignete Befestigungselemente, wie Schrauben, Stifte, od. dgl., ergeben sich Probleme, wenn zumindest einer dieser beiden Baukörper aus einem relativ weichen oder brüchigen Material besteht. In diesem Fall werden Verstärkungseinsätze aus einem harten Werkstoff verwendet, die in Formbohrungen in dem jeweils kritischen Baukörper eingesetzt werden und Mittel zur Aufnahme oder Anbringung eines geeigneten Befestigungselements, z.B. eine Durchgangsbohrung mit Innengewinde, aufweisen. Der jeweilige Verstärkungseinsatz wird in der Formbohrung des Baukörpers z.B. durch Einpressen fixiert und bildet danach eine feste Aufnahme für ein geeignetes Befestigungselement.

Aus der US 3 215 183 ist eine Befestigungsanordnung bekannt, die ein Befestigungselement in Form einer zylindrischen Hülse enthält, welche durchgehend mit einem Innengewinde und in ihrem unteren Bereich auch mit einem Außengewinde versehen ist. In den zu fügenden Baukörper wird eine Formbohrung eingebracht, die einen unteren zylindrischen Abschnitt von kleinerem Durchmesser, einen kurzen Übergangsabschnitt sowie einen oberen zylindrischen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser aufweist. Nach der Herstellung dieser Formbohrung mit Hilfe eines entsprechend ausgebildeten Formbohrers wird in den unteren zylindrischen Abschnitt der Bohrung ein Gewinde in einem weiteren Verfahrensgang mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges ausgebildet. Der hülsenförmige Verstärkungseinsatz wird mit seinem Außengewinde in den unteren Teil der Bohrung eingeschraubt. Der obere Abschnitt des hülsenförmigen Verstärkungseinsatzes hat eine glatte Außenfläche und dient zur Halterung einer kurzen Buchse, welche nach dem Einschrauben des Verbindungseinsatzes in den unteren Bohrungsabschnitt in den oberen verbreiterten Bohrungsabschnitt eingeführt wird. Eine am oberen Endteil der Buchse vorgesehene Außenverzahnung wird in das Material des Baukörpers eingedrückt und sichert damit eine drehfeste Lage der Buchse.

In der US 3 370 631 ist eine Befestigungsanordnung mit Verbindungseinsätzen beschrieben, bei welcher zwei Verstärkungseinsätze in je eine in einem Holzkörper ausgebildete Paßbohrung eingepreßt werden. Beide Verstärkungseinsätze haben ein durchgehendes Innengewinde und dienen zum Anziehen der beiden Schenkel eines U-förmigen Bügels, mit dem zwei Holzkörper miteinander verspannt werden. Jeder Einsatz hat einen außenkonischen Hohlschaft, der in einen verbreiterten Kopf übergeht. Im unteren Teil des Hohlschafts ist ein Innengewinde ausgebildet und in seinem oberen Teil hat der Hohlschaft einen inneren Sechskantquerschnitt zum Einführen eines Steckschlüssels. Der in eine entsprechende Bohrung im Holzkörper eingesetzte Verstärkungseinsatz wird mit Hilfe des Steckschlüssels verdreht und dadurch auf ein mit Außengewinde versehenes Ende des U-Bügels aufgeschraubt. Beim Festziehen am Ende dieses Schraubvorganges greifen am Rand des verbreiterten Kopfes ausgebildete Zähne in den Holzkörper ein und sichern dadurch den Einsatz gegen Verdrehung.

Die DE 42 22 248 A1 beschreibt einen Verbindungseinsatz und eine Schraube, die zwei Werkstücke miteinander verbinden. Der Einsatz hat einen konischen und einen zylindrischen Abschnitt und wird in eine entsprechend geformte Bohrung im Werkstück eingebracht, wobei sich der konische Abschnitt auf einem konischen Teil dieser Bohrung abstützt. Der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts ist größer als der Durchmesser des entsprechenden Bohrungsabschnitts, so daß der Verbindungsein satz durch axiales Einpressen in diesen zylindrischen Bohrungsabschnitt festgelegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung zu schaffen, bei welcher der Verbindungseinsatz in seine Aufnahmebohrung im Bauteil auf einfache Weise in genau achsparalleler Ausrichtung zur Bohrungsachse eingebracht und sicher fixiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ein Verfahren zur Befestigung eines Verbindungseinsatzes in einem Bauteil, wobei der Verbindungseinsatz einen konischen Abschnitt und einen an dessen breiterem Ende angeformten seitlich vorstehenden Flanschabschnitt sowie an einer Stirnseite einen axialen Ansatz aufweist, ist im Patentanspruch 15 angegeben.

Der der erfindungsgemäßen Anordnung zugehörige Verbindungseinsatz hat einen konischen Abschnitt mit einer kegelstumpfförmigen Außenfläche und einem am äußeren Ende des konischen Abschnitts an der Seite mit dem größeren Durchmesser ausgebildeten seitlich vorstehenden Flanschabschnitt, der eine senkrecht zur Axialrichtung des konischen Abschnitts angeordnete flache Oberfläche aufweist. Der Verbindungseinsatz enthält ferner einen Passungsabschnitt, der sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts erstreckt. Durch Einführen des Verbindungseinsatzes in eine in den Bauteil eingebrachte Formbohrung mit einem konischen Bohrungsabschnitt und durch anschließendes Schlagen auf den Flanschabschnitt wird der Verbindungseinsatz in eine innere Wandfläche der Bohrung preßgepaßt, wodurch eine sichere Befestigung des Verbindungseinsatzes in dem Bauteil erreicht wird, und zwar ohne daß der Verbindungseinsatz übermäßig tief in die Bohrung hineingedrückt wird.

Zum Herstellen einer Aufnahmebohrung im Bauteil wird ein Formbohrer bevorzugt verwendet, der einen Bohrteil zum Bohren eines konischen Bohrungsabschnitts und einen Bohrteil zum Herstellen eines abgestuften Bohrungsabschnittes während eines einzigen Bohrvorganges aufweist.

Ein Hammer zum Einpressen eines Verbindungseinsatzes in eine mit dem Formbohrer zuvor hergestellte Bohrung weist einen durch eine Druckfeder nach vorn gedrückten Kolben und eine Vorrichtung zum wahlweisen Schließen und Öffnen einer eine Luftkammer mit der Umgebung verbinden Auslaßöffnung auf, deren Querschnitt größer als der einer Luftzufuhröffnung ist. Der Kolben wird durch die in die Luftkammer eingeführte Druckluft gegen die Vorspannkraft der Druckfeder zurückgedrückt. Damit kann der Verbindungseinsatz mit einer soweit verringerten Kraft eingedrückt werden, daß Beschädigungen des Baukörpers verhindert werden. Ferner kann der Kolben automatisch in seine Ausgangsposition zurückkehren.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
1 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines einen Bezugsstift bildenden Verbindungseinsatzes;
2 den Bezugsstift nach 1 in eingebautem Zustand;
3 einen konischen Einsatz mit einer Positionierbohrung in eingebautem Zustand;
4A bis 4C einen Prozeß zur Positionierung von zwei Körpern unter Verwendung eines Verbindungseinsatzes mit einem Positionierstift nach 1 und eines konischen Einsatzes mit einer Positionierbohrung nach 3;
5A, 5B eine Methode zur Veränderung der Toleranz einer Positionierbohrung;
6 bis 11 Bezugsstifte bildende Verbindungseinsätze jeweils in eingebautem Zustand;
12A, 12B den Einbau eines Verbindungseinsatzes mit einem Führungsstab;
13 bis 16 verschiedene Verbindungseinsätze mit einem Federhalter in eingebautem Zustand;
17, 18 verschiedene Verbindungseinsätze mit einem Wälzlager in eingebautem Zustand;
19 einen Verbindungseinsatz mit einer Stiftschraube in eingebautem Zustand;
20 einen Formbohrer in Seitenansicht; und 21 eine Formbohrung in einem Bauteil.
Vorab wird die Herstellung einer Formbohrung unter Verwendung eines Formbohrers anhand der 20 und 21 beschrieben.
Ein in 20 dargestellter Formbohrer 2 umfaßt einstückig einen Bohrteil 201 für den konischen Abschnitt 301 einer Bohrung 3 und einen Bohrteil 202 für einen stufigen Abschnitt 302 der in 21 gezeigten Bohrung 3, in welcher sich der Flanschabschnitt 102 abstützt. Der Formbohrer 2 weist ferner einen Bohrteil 203 zum Bohren einer Führungsbohrung 303 und einen Entgratungsteil 204 zur Entfernung von Graten an einer obersten Kante der Bohrung auf. Das Bohrteil 203 für die Führungsbohrung hat einen Außendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser einer Schraube ist. Die Länge und Position des Bohrteils 203 für die Führungsbohrung und des Entgratungsteils 204 für das Bohrungsende wird abhängig von der Dicke einer zu befestigenden Platte eingestellt.
Der Formbohrer 2 kann beispielsweise in eine Bohrmaschine gespannt oder zur verbesserten Präzision in einem Bearbeitungszentrum mit hoher Steifigkeit eingesetzt werden.
Eine mit dem in 20 dargestellten Formbohrer 2 hergestellte Bohrung 3 wird im folgenden unter Bezugnahme auf 21 beschrieben.
Eine Bohrung 3 wird mit dem Formbohrer 2 in eine Platte 4 aus einer Al-Legierung gebohrt. Die Bohrung 3 weist einen von dem Bohrteil 201 des Formbohrers 2 geformten konischen Bohrungs abschnitt 301, einen durch das Bohrteil 202 gebohrten stufigen Bohrungsabschnitt 302, einen durch das Bohrteil 203 gebohrten Führungsabschnitt 303 und einen durch das Entgratungsteil 204 erzeugten abgeschrägten Abschnitt 304 am Bohrungsende auf.
Die Tiefe des stufigen Bohrungsabschnitts 302 unterliegt keinen Beschränkungen, kann jedoch abhängig von dem verwendeten Befestigungsaufbau wahlweise derart gewählt werden, daß sie tief oder flach ist. Bei dieser Ausführungsform ist es aus den nachstehend beschriebenen Gründen wesentlich, den konischen Bohrungsabschnitt 301 und den stufigen Bohrungsabschnitt 302 gleichzeitig zu bohren.
Die Konizität des konischen Abschnitts des Verbindungseinsatzes ist ein wichtiger Parameter der Erfindung. Um zu gewährleisten, daß der Verbindungseinsatz nicht nur leicht einzubringen ist, sondern auch in eingebrachtem Zustand mit guter Zuverlässigkeit gehalten wird, muß die Konizität zumindest kleiner als der Reibungswinkel sein. Von den Gesichtspunkten der Leichtigkeit des Einbringens und der Zuverlässigkeit der Aufrechterhaltung des eingebrachten Zustands wurde bestätigt, daß die Konizität von 1/20 ein optimaler Wert war. Eine Konizität im Bereich von 1/50 bis 1/10 zeigte jedoch unter praktischen Gesichtspunkten ebenfalls bevorzugte Ergebnisse. Ferner wurde festgestellt, daß auch eine Konizität im Bereich von 1/7 bis 1/6 problemlos anwendbar war. Bei einer Steigerung der Konizität ist jedoch eine größere Antriebskraft erforderlich, und es trat das Phänomen auf, daß die eingebrachte konische Mutter aus der Bohrung sprang, wenn die Konizität 1/6 überstieg.
Bei einem Außendurchmesser d0 einer Schraube 17 liegt der maximale Durchmesser d1 des konischen Abschnitts 101 vorzugsweise im Bereich von d1 = (1,1 bis 2,0)·d0.
Ein bevorzugterer Bereich von d1 ist durch d1 = (1,1 bis 1,5)·d0gegeben.
Der Außendurchmesser d2 des Flanschabschnitts 102 liegt vorzugsweise im Bereich von d2 = d0 + (0, 5 bis 3, 0).
Die Dicke t des Flanschabschnitts 102 liegt vorzugsweise im Bereich von
t = 0, 5 bis 3 mm.
Die Konizität des konischen Abschnitts 101 liegt, wie vorstehend ausgeführt, vorzugsweise im Bereich von
Konizität = 1/50 bis 1/10.
Die Gesamtlänge L des Verbindungseinsatzes liegt vorzugsweise im Bereich von L = (1 bis 3)·d0.
Die enge Passungstoleranz F des konischen Abschnitts 101 liegt in bezug auf den maximalen Durchmesser d1 des konischen Abschnitts 101 vorzugsweise im Bereich von F = (2 bis 20 %)·d1.
Die vorstehend aufgeführten Werte werden auf einen Fall angewendet, in dem die Bauteile aus einem relativ weichen Material, wie einer Aluminiumlegierung oder reinem Kupfer, gefertigt sind. Wenn weichere Materialien, wie Holz oder Kunst stoffe, verwendet werden, ist es vorteilhaft, wenn die Konizität auf einen verhältnismäßig großen Wert im Bereich von 1/30 bis 1/5 und die Breite d3 des Flanschabschnitts 102 ebenfalls auf einen verhältnismäßig großen Wert im Bereich von 1 bis 4 mm eingestellt wird. Durch ein derartiges Einstellen der Konizität und der Flanschbreite auf verhältnismäßig große Werte bei der Befestigung von zwei aus diesen weicheren Materialien gefertigten Bauteilen unter Verwendung der Verbindungseinsätze und einer Außengewindeschraube kann verhindert werden, daß sich ein Verbindungseinsatz in das Bauteil frißt.
Die Materialien für Verbindungseinsätze sind nicht auf rostfreien Stahl beschränkt, sondern können aus einer Vielzahl von Materialien gewählt werden, die härter als das Bauteil sind. In Kombination mit einer Aluminiumlegierung oder Kupfer werden zusätzlich zu rostfreiem Stahl beispielsweise auch Stahl (wie SS-Stahl), unlegierter Stahl, leicht legierter Stahl oder Edelstahl (auf ca. 15 bis 25 HRC gehärteter und temperierter Stahl) verwendet. Als eisenfreie Materialien werden vorzugsweise Phosphor, Bronze, Messing, etc. verwendet.
Wenn das Bauteil aus Holz besteht, können Kunststoff, Aluminium oder ähnliches als Materialien für die Verbindungseinsätze verwendet werden. Wenn das Bauteil aus Kunststoff gefertigt ist, können Aluminium, rostfreier Stahl, Stahl, Phosphorbronze, Messing oder ähnliches als Materialien für die Verbindungseinsätze verwendet werden. Ist das befestigte Element aus Stahl gefertigt, kann gehärteter Stahl (Hochleistungsschnellschnittstahl) als Material für die Verbindungseinsätze verwendet werden.
Ferner müssen die Materialien der Verbindungseinsätze nicht immer härter als die Materialien der Bauteile sein, sondern können eine mit der Härte der Bauteile vergleichbare Härte haben. Wenn das Bauteil aus Stahl gefertigt ist, kann auch Stahl als Material für die Verbindungseinsätze verwendet werden.
Zudem können für aus sehr harten Materialien, wie Gußmetall, gefertigte Bauteile im Hinblick auf Reibung, Bruch und Ersatz aus Materialien, die weicher als das Basiselement sind, gefertigte Verbindungseinsätze verwendet werden.
Die Arbeitseffizienz wird verbessert, da ein Verbindungseinsatz durch einfaches Versenken im konischen Bohrungsabschnitt 301 und Schlagen auf seinen Flanschabschnitt fest in das Bauteil 4 eingedrückt werden kann. Dabei wird durch den Eingriff eines konischen Abschnitts des Verbindungseinsatzes in den konischen Bohrungsabschnitt verhindert, daß ein im Verbindungseinsatz geformtes Innengewinde aus der koaxialen Beziehung zur Bohrung 3 versetzt wird. Da ein Flanschabschnitt am oberen Ende des Verbindungseinsatzes vorgesehen ist, wird ferner der Einsatz angehalten, wenn die untere Fläche des Flanschabschnitts gegen den stufigen Bohrungsabschnitt 302 der Bohrung 3 stößt. Dementsprechend können durch Steuerung der engen Passungstoleranz Reibungskräfte zwischen der Bohrung 3 und dem Einsatz und damit die Haltekraft des Einsatzes in der Bohrung konstant gehalten werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Bezugsstift 1M als Beispiel eines Verbindungseinsatzes mit einem Innengewinde beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird der Verbindungseinsatz auch als Einsatz bzw. konischer Einsatz bezeichnet.
Wie aus 1 ersichtlich, hat der Bezugsstift 1M einen konischen Abschnitt 101, einen Flanschabschnitt 102 und ein Innengewinde 104. Ferner ist ein Ansatz in Form eines Positionierstifts 109 an einer Endfläche des Bezugsstifts 1M an der Seite des Flanschabschnitts 102 vorgesehen. Der Positionierstift 109 weist eine in der Achse des konischen bzw. kegelstumpfförmigen Abschnitts 101 ausgerichtete Achse auf. Der Positionierstift 109 dient als koaxialer Passungsabschnitt, der sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts 101 erstreckt.
Wie in 2 dargestellt, wird unter Verwendung eines Formbohrers eine Bohrung 3 in ein Basiselement bzw. einen Körper 4A gebohrt, in die der Bezugsstift 1M unter Verwendung eines Hammers od. dgl. eingedrückt wird. Der Einbringhammer weist einen Kolben auf, der eine Einbringkraft auf den Flanschabschnitt 102 des Bezugsstifts 1M ausübt. Dementsprechend wirkt die Einbringkraft nicht auf den Positionierstift 109 ein, und daher wird eine Verformung des Positionierstifts 109 verhindert.
Der Bezugsstift 1M wird durch Reibungskräfte in der Bohrung 3 des Basiselements 4A gehalten. Die Höhe des Positionierstifts 109 kann durch das Vorhandensein des Flanschabschnitts 102 leicht spezifiziert werden.
Durch den Eingriff zwischen dem konischen Abschnitt 101 des Bezugsstifts 1M und einem konischen Bohrungsabschnitt 301 der Bohrung 3 kann die Genauigkeit der aufrechten Stellung des an dem Bezugsstift 1M vorgesehenen Positionierstifts 109 leicht verbessert werden.
In der Vergangenheit war zur richtigen Ausrichtung des Positionierstifts 109 eine Ausräum-Endbearbeitung einer Passungsbohrung notwendig, die bei dieser Ausführungsform entfällt.
Da der Bezugsstift 1M den Flanschabschnitt 102 aufweist, wird ein übermäßiges Stoßen des Bezugsstifts in die Bohrung und damit eine Verformung der Bohrung verhindert. Zudem kann der Bezugsstift 1M leicht aus der Bohrung 3 entnommen werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform die Arbeitseffizienz verbessert werden.
Ebenso kann die Genauigkeit der aufrechten Stellung des Positionierstifts leicht verbessert werden. Da der Bezugsstift durch eine von der Rückseite in dem Innengewinde festgezogene Schraube befestigt werden kann, kann die Kraft gesteigert werden, mit der der Bezugsstift in seiner Position fixiert wird. Eine Ausräum-Endbearbeitung ist zur richtigen Ausrichtung des Positionierstifts nicht mehr erforderlich. Die Befestigungskraft, mit der der Bezugsstift in der Bohrung gehalten wird, kann konstant gehalten werden.
Ferner kann der Bezugsstift leicht eingebracht und abgenommen werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der Bezugsstift, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte Bezugsstift kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 ein Verbindungseinsatz 1N mit einer Positionierbohrung als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß die gleichen Bezugszeichen wie in 1 die gleichen Elemente bezeichnen.
Ein Verbindungseinsatz 1N wird zusammen mit dem in 2 dargestellten Bezugsstift 1M verwendet. Der Verbindungseinsatz 1N weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner wird eine Positionierbohrung 110 durch den Einsatz 1N gebohrt, deren Achse mit der Achse des konischen Abschnitts 101 zusammenfällt. Die Positionierbohrung 110 dient als koaxialer Passungsabschnitt, der sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts 101 erstreckt.
Eine Bohrung 3 wird unter Verwendung eines Formbohrers in ein Basiselement 4B gebohrt. Der Verbindungseinsatz 1N wird in die Bohrung 3 eingesetzt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 einge preßt. Der Einsatz 1N wird durch Reibungskräfte in der Bohrung 3 des Basiselements 4B gehalten.
Ein Verfahren zur Anordnung von zwei Basiselementen unter Verwendung des Verbindungseinsatzes 1M mit dem Positionierstift 109 und des Verbindungseinsatzes 1N mit der Positionierbohrung 110 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 4A bis 4C beschrieben.
4A zeigt den gleichen Zustand wie den vorstehend in Verbindung mit 2 beschriebenen, bei dem der Bezugsstift 1M mit dem Positionierstift 109 in die Bohrung des Basiselements 4A eingebracht wird.
4C zeigt den gleichen Zustand wie den vorstehend in Verbindung mit 3 beschriebenen, bei dem der Verbindungseinsatz 1N mit der Positionierbohrung 110 in die Bohrung des Basiselements 4B eingebracht wird.
4B zeigt einen Zustand, in dem die Basiselemente 4A und 4B durch Einführen des Positionierstifts 109 des Bezugsstifts 1M in die Positionierbohrung 110 des Verbindungseinsatzes 1N aneinander angeordnet werden. Eine derart einfache Einführung ermöglicht ein Anordnen der beiden Basiselemente 4A und 4B aneinander.
Durch ein hochpräzises Bohren der Positionierbohrung 110 in den Verbindungseinsatz 1N kann die Positioniergenauigkeit der beiden Basiselemente verbessert werden.
Eine Methode zur Veränderung der Toleranz der in dem Verbindungseinsatz 1N ausgebildeten Positionierbohrung wird unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschrieben.
5A zeigt beispielhaft den gleichen Zustand, wie den vorstehend in Verbindung mit 3 beschriebenen, bei dem der konische Einsatz 1N mit der Positionierbohrung 110 in die Bohrung des Basiselements 4B eingebracht wird. Hierbei wird davon ausgegangen, daß der Durchmesser der Positionierbohrung 110D mm beträgt und ihre Toleranz im Bereich von + 0,02 mm bis + 0,03 mm liegt. Bei dem Verbindungseinsatz 1N kann der konische Abschnitt durch Schlagen auf seine kleinere Endfläche leicht aus dem konischen Bohrungsabschnitt im Basiselement 4B gelöst werden. Da der konische Einsatz 1N den Flanschabschnitt aufweist, wird ferner verhindert, daß er übermäßig in die in das Basiselement 48 gebohrte Bohrung gestoßen wird, und dadurch wird auch eine Verformung der Bohrung verhindert. Dementsprechend ist es nach der Entfernung des konischen Einsatzes 1N, der einmal in die Bohrung eingebracht wurde, einfach, einen weiteren konischen Einsatz in die gleiche Bohrung einzubringen.
5B zeigt beispielhaft einen Zustand, in dem ein Verbindungseinsatz 1N' mit einer Positionierbohrung 110A in die Bohrung des Basiselements 4B eingebracht wird. Hierbei kann durch die Verwendung des konischen Einsatzes 1N', bei dem der Durchmesser der Positionierbohrung 110AD mm beträgt und deren Toleranz im Bereich von + 0,01 mm bis + 0,02 mm liegt, die Toleranz der Positionierbohrung 110A leicht verändert werden. Mit der Veränderung der Toleranz der Positionierbohrung 110 kann auch die Positioniergenauigkeit leicht verändert werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 6 ein Bezugsstift 1P als Beispiel eines Verbindungseinsatzes gemäß der Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß die gleichen Bezugszeichen wie in 2 die gleichen Elemente bezeichnen.
Der Bezugsstift 1P weist einen konischen Abschnitt 101, einen Flanschabschnitt 102, ein in den Bezugsstift 1P geschnittenes Innengewinde 104 und einen Positionierstift 109 auf.
Nach dem Einsetzen des Bezugsstifts 1P in die unter Verwendung eines Formbohrers in das Basiselement 4A gebohrte Bohrung 3 auf eine ähnliche Weise wie vorstehend in Verbindung mit 5 beschrieben, wird über eine Unterlegscheibe 18 von der Rückseite des Basiselements 4A ein Bolzen 17 in dem Innengewinde 104 festgezogen. Anders ausgedrückt wird der Bezugsstift 1P durch Festziehen des Bolzens 17 in die Bohrung 3 gezogen, und dadurch wird eine Verformung des Positionierstifts 109 verhindert.
Da der Bezugsstift 1P durch Reibungskräfte zwischen der Bohrung 3 und dem in die Bohrung 3 gezogenen Bezugsstift 1M und die Befestigungskraft des Bolzens 17 fest auf dem Basiselement 4A gehalten wird, kann die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Bezugsstift und dem Basiselement im Vergleich zu dem in 16 dargestellten Aufbau gesteigert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform die Arbeitseffizienz verbessert werden.
Ebenso kann die Befestigungskraft, die den Bezugsstift in der Bohrung hält, gesteigert werden. Die Genauigkeit der aufrechten Stellung des Positionierstifts kann leicht verbessert werden. Eine Ausräum-Endbearbeitung ist zum richtigen Aufrichten des Positionierstifts nicht mehr erforderlich.
Ferner kann der Bezugsstift leicht eingebracht und abgenommen werden, was einen leichten Austausch desselben ermöglicht. Daher können das befestigte Element und der Bezugsstift, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte Bezugsstift kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 7 ein Bezugsstift 1Q als Beispiel eines konischen Einsatzes gemäß der Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß die gleichen Bezugszeichen wie in 2 die gleichen Elemente bezeichnen.
Der Bezugsstift 1Q weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner sind bei dieser Ausführungsform ein Positionierstift 109 an einer Endfläche des Bezugsstifts 1Q an der Seite des Flanschabschnitts 102 und ein Positionierstift 111 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen. Die Positionierstifte 109, 111 weisen jeweils mit der Achse des konischen Abschnitts 101 ausgerichtete Achsen auf und dienen als koaxiale Passungsabschnitte, die sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts 101 erstrecken.
Eine Bohrung 3 wird mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrt. Der Bezugsstift 1Q wird in die Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Der Einbringhammer weist einen Kolben auf, der eine Einbringkraft auf den Flanschabschnitt 102 des Bezugsstifts 1Q ausübt. Dementsprechend wirkt die Einbringkraft nicht auf den Positionierstift 109 ein, und dadurch wird eine Verformung des Positionierstifts 109 verhindert.
Der Bezugsstift 1Q wird durch Reibungskräfte in der Bohrung 3 des Basiselements 4A gehalten. Die Höhen der Positionierstifte 109, 111 werden durch das Vorhandensein des Flanschabschnitts 102 des Bezugsstifts 1Q spezifiziert.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform die Arbeitseffizienz verbessert werden.
Ebenso kann eine Positionierung von drei Basiselementen erreicht werden. Die Genauigkeit der aufrechten Stellung des Bezugsstifts wird verbessert. Eine Ausräum-Endbearbeitung ist zur richtigen Ausrichtung des Positionierstifts nicht mehr erforderlich.
Ferner kann der Positionierstift leicht eingebracht und abgenommen werden, wodurch ein einfaches Ersetzen desselben ermöglicht wird. Daher können das befestigte Element und der Bezugsstift, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte Bezugsstift kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 8 ein Bezugsstift 1N als Beispiel eines Verbindungseinsatzes gemäß der Erfindung beschrieben.
Der Bezugsstift 1N weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner ist ein Positionierstift 111 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen.
Der Bezugsstift 1N wird in eine mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrte Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingepreßt. Die Bohrung 3 wird von der Rückseite des Basiselements 4A gebohrt. Daher wird der Bezugsstift 1N von der Rückseite des Basiselements 4A derart in die Bohrung 3 eingebracht, daß der Positionierstift 111 von der Vorderseite des Basiselements 4A nach außen ragt. Durch diesen Aufbau ist der Bezugsstift 1N weniger leicht von der Bohrung 3 trennbar.
Durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso ist der Bezugsstift weniger leicht von der Bohrung zu trennen. Die Genauigkeit der aufrechten Stellung des Positionierstifts wird verbessert. Eine Ausräum-Endbearbeitung ist für die richtige Ausrichtung des Positionierstifts nicht mehr erforderlich.
Ferner kann der Bezugsstift leicht eingebracht und abgenommen werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der Bezugsstift, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte Bezugsstift kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 9 ein Bezugsstift 1R als Beispiel eines Verbindungseinsatzes gemäß der Erfindung beschrieben.
Der Bezugsstift 1R weist, wie der vorstehend in Verbindung mit 8 beschriebene Bezugsstift, einen konischen Abschnitt 101, einen Flanschabschnitt 102 und einen an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem kleineren Durchmesser vorgesehenen Positionierstift 111 auf. Ferner ist bei dieser Ausführungsform eine Bezugsstiftbohrung 112 in einer Endfläche des Bezugsstifts 1R an der Seite des Flanschabschnitts 102 ausgebildet. Die Bezugsstiftbohrung 112 weist einen Innendurchmesser auf, der das Einführen eines an einem weiteren Verbindungseinsatz vorgesehenen Positionierstifts 111 in die Bohrung 112 zuläßt.
Der Bezugsstift 1R wird in eine unter Verwendung eines Formbohrers in ein Basiselement 4A gebohrte Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Die Bohrung 3 wird von der Rückseite des Basiselements 4A gebohrt. Daher wird der Bezugsstift 1R von der Rückseite des Basiselements 4A in die Bohrung 3 eingebracht, so daß der Positionierstift 111 von der Vorderseite des Basiselements 4A nach außen ragt. Zudem ist die Bezugsstiftbohrung 112 des Bezugsstifts 1R zur Rückseite des Basiselements 4A offen. Dementsprechend können durch Einbringen eines weiteren Bezugsstifts 1R in ein weite res Basiselement und anschließendes Einführen des Positionierstifts 111 des anderen Bezugsstifts 1R, der derart in das andere Basiselement eingebracht wurde, in die Bezugsstiftbohrung 112 des in das Basiselement 4A eingebrachten Bezugsstifts 1R das Basiselement 4A und das andere Basiselement leicht in bezug zueinander angeordnet werden. Die zur Positionierung zweier Basiselemente erforderliche Anzahl an Bezugsstiften wird verringert, da der Bezugsstift 1R sowohl den Positionierstift als auch die Bezugsstiftbohrung aufweist.
Durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso kann die zur Positionierung zweier Basiselemente erforderliche Anzahl an Bezugsstiften verringert werden. Da die Verbindungskraft zwischen dem Bezugsstift und dem Basiselement gesteigert wird, sind diese weniger leicht voneinander zu trennen. Die Genauigkeit der aufrechten Stellung des Positionierstifts wird verbessert. Eine Ausräum-Endbearbeitung ist zur richtigen Ausrichtung des Positionierstifts nicht mehr erforderlich.
Ferner kann der Bezugsstift leicht eingebracht und herausgenommen werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der Bezugsstift, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte Bezugsstift kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 10 ein Bezugsstift 1S als Beispiel eines Verbindungseinsatzes gemäß der Erfindung beschrieben.
Der Bezugsstift 1S hat einen konischen Abschnitt 101 und ein in den konischen Abschnitt 101 geschnittenes Innengewinde 104. Ferner ist bei dem Bezugsstift 1S ein Positionierstift 113 mit einem größeren Durchmesser als der konische Abschnitt 101 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem größeren Durchmesser vorgesehen. Da der Positionierstift 113 einen größeren Durchmesser als der konische Abschnitt 101 aufweist, hat eine untere Endfläche 113A des Positionierstifts 113 eine Stützfunktion.
Der Bezugsstift 1S wird in eine mit einem Bohrer mit einem Bohrteil für einen konischen Abschnitt in ein Basiselement 4A gebohrte Bohrung 3A eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3A eingedrückt. Die untere Endfläche 113A des Positionierstifts 113 gelangt mit der Oberfläche des Basiselements 4A in Eingriff, um dadurch ein weiteres Stoßen des Bezugsstifts 1S in die Bohrung 3A zu verhindern. Beim Einbringen des Bezugsstifts 1S wird mit dem Hammer auf die Oberseite des Positionierstifts 113 geschlagen, doch der Positionierstift 113 wird nicht verformt, da er einen größeren Durchmesser aufweist.
Ferner ist auf der Rückseite des Basiselements 4A eine eingesenkte Bohrung 19 ausgebildet. Ein Bolzen 17 wird durch eine Unterlegscheibe 18 von der Rückseite des Basiselements 4A in dem Innengewinde 104 festgezogen. Daher kann die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Bezugsstift und dem Basiselement im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Aufbau gesteigert werden, da der Bezugsstift 1S durch Reibungskräfte in der Bohrung 3A sowie der Befestigungskraft des Bolzens 17 fest auf dem Basiselement 4A gehalten wird. Der Grund für die Steigerung der Festigkeit der Verbindung ist das sichere Verhindern einer Lockerung des Bezugsstifts 1S hinsichtlich der Tatsache, daß der Bezugsstift 1S leichter dazu neigt, sich zu lockern, da der Positionierstift 113 einen größeren Durchmesser aufweist und einer größeren Kraft ausgesetzt wird.
Durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Bezugsstift und dem Basiselement gesteigert, und dadurch sind diese weniger leicht voneinander zu trennen. Die Genauigkeit der aufrechten Stellung des Positionierstifts wird verbessert. Eine Ausräum-Endbearbeitung ist zum richtigen Ausrichten des Positionierstifts nicht mehr erforderlich.
Ferner kann der Bezugsstift leicht eingebracht und abgenommen werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der Bezugsstift, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, voneinander getrennt entsorgt werden. Der entfernte Bezugsstift kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 11 ein Bezugsstift 1T als Beispiel eines Verbindungseinsatzes gemäß der Erfindung beschrieben.
Der Bezugsstift 1T weist einen konischen Abschnitt 101 und ein in den konischen Abschnitt 101 geschnittenes Innengewinde 104 auf. Ferner ist bei dem Bezugsstift 1T ein Positionierstift 114 mit einem größeren Durchmesser als der konische Abschnitt an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem größeren Durchmesser vorgesehen. Da der Positionierstift 114 einen größeren Durchmesser als der konische Abschnitt 101 aufweist, hat die untere Endfläche 114A des Positionierstifts 114 eine Stützfunktion. Der Durchmesser des Positionierstifts 114 ist kleiner als der Durchmesser des in 10 dargestellten Positionierstifts 109.
Der Bezugsstift 1T wird in eine unter Verwendung eines Formbohrers in ein Basiselement 4A gebohrte Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Die untere Endfläche 114A des Positionierstifts 114 tritt mit einem stufigen Bohrungsabschnitt der Bohrung 3 in Eingriff, um dadurch ein weiteres Stoßen des Bezugsstifts 1T in die Bohrung 3 zu verhin dern. Beim Einbringen des Bezugsstifts 1T wird mit dem Hammer auf die Oberseite des Positionierstifts 114 geschlagen, der Positionierstift 114 wird jedoch nicht verformt, da er einen größeren Durchmesser als der in 1 dargestellte Positionierstift 109 aufweist.
Ferner ist auf der Rückseite des Basiselements 4A eine eingesenkte Bohrung 19 ausgebildet. Ein Bolzen 17 wird von der Rückseite des Basiselements 4A durch eine Unterlegscheibe 18 in dem Innengewinde 104 festgezogen. Da der Bezugsstift 1T durch Reibungskräfte in der Bohrung 3 und die Befestigungskraft des Bolzens 17 fest auf dem Basiselement 4A gehalten wird, kann die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Bezugsstift und dem Basiselement im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Aufbau gesteigert werden. Der Grund für die Steigerung der Festigkeit der Verbindung ist das sichere Verhindern einer Lockerung des Bezugsstifts 1T im Hinblick darauf, daß der Bezugsstift 1T leichter dazu neigt, sich zu lockern, da der Positionierstift 114 einen größeren Durchmesser aufweist und einer größeren Kraft ausgesetzt wird.
Durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform werden ähnliche Vorteile wie die mit dem in 10 dargestellten Bezugsstift erreichbaren erzielt.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die 12A, 12B ein Verbindungseinsatz mit einem Führungsstab gemäß der Erfindung beschrieben.
Wie in 12A dargestellt, weist ein Bezugsstift 1BB als Beispiel des Verbindungseinsatzes einen konischen Abschnitt 101 mit einem (nicht dargestellten) Innengewinde auf. Ferner ist bei dem Bezugsstift 1BB ein Führungsstab 125 mit einem größeren Durchmesser als der konische Abschnitt 101 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem größeren Durchmesser vorgesehen. Der Führungsstab 125 weist eine in der Achse des konischen Abschnitts 101 ausgerichtete Achse auf und dient als koaxialer Passungsabschnitt, der sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts 101 erstreckt. Da der Führungsstab einen größeren Durchmesser als der konische Abschnitt 101 aufweist, hat eine untere Endfläche 125A des Führungsstabs 125 eine Stützfunktion.
Unter Verwendung eines Formbohrers wird eine Bohrung 3 in ein erstes Basiselement 4A gebohrt. Die Bohrung 3 weist einen konischen Bohrungsabschnitt 301 und einen stufigen Bohrungsabschnitt 302 auf. Eine eingesenkte Bohrung 20 ist an einem Ende der Bohrung 3 auf der Rückseite des Basiselements 4A ausgebildet. Zudem wird eine Durchgangsbohrung 21, in die der Führungsstab 125 eingeführt werden kann, durch ein zweites Basiselement 4B gebohrt.
Wie in 12B dargestellt, wird der Bezugsstift 1BB in die in das Basiselement 4A gebohrte Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Die untere Endfläche 125A des Führungsstabs 125 tritt mit dem stufigen Bohrungsabschnitt der Bohrung 3 in Eingriff, um dadurch zu verhindern, daß der Bezugsstift 1BB weiter in die Bohrung 3 gestoßen wird. Beim Einbringen des Bezugsstifts 1BB wird mit dem Hammer auf die Spitze des Führungsstabs geschlagen, der Führungsstab 125 wird jedoch nicht verformt, da er einen größeren Durchmesser als der in 1 dargestellte Positionierstift 109 aufweist.
Ferner wird von der Rückseite des Basiselements 4A ein Bolzen 17 in dem Innengewinde in dem Bezugsstift 1BB festgezogen. Da der Bezugsstift 1BB durch Reibungskräfte und die Befestigungskraft des Bolzens 17 fest auf dem Basiselement 4A gehalten wird, kann die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Bezugsstift und dem Basiselement im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Aufbau gesteigert werden.
Anschließend wird der Führungsstift 125 des Bezugsstifts 1BB in die Durchgangsbohrung 21 des Basiselements 4B eingeführt. Dementsprechend ist das Basiselement 4B in bezug auf das Basiselement 4A axial verschiebbar, wobei eine äußere Umfangsfläche des Führungsstabs 125 als Gleitfläche dient.
Durch die Verwendung des Bezugsstifts gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso wird die Genauigkeit der aufrechten Stellung des Positionierstifts verbessert. Die Befestigungskraft, mit der der Bezugsstift in der Bohrung gehalten wird, kann konstant gehalten werden.
Ferner kann der Bezugsstift leicht eingebracht und abgenommen werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der Bezugsstift, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte Bezugsstift kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 13 ein Verbindungseinsatz 1U mit einer Zugfederstütze gemäß der Erfindung beschrieben.
Der konische Einsatz 1U hat einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102. Eine Zugfederstütze 115 ist an einer Endfläche des konischen Einsatzes 1U an der Seite des Flanschabschnitts 102 vorgesehen. Die Zugfederstütze 115 weist eine mit der Achse des konischen Abschnitts 101 ausgerichtete Achse auf und dient als koaxialer Passungsabschnitt, der sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts 101 erstreckt. Eine Bohrung 116 zur Befestigung eines Endes einer Zugfeder ist in der Zugfederstütze 115 in der Nähe von deren entferntem Ende angeordnet.
Mit einem Formbohrer wird eine Bohrung 3 in ein Basiselement 4A gebohrt. Der konische Einsatz 1U wird in die Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung eingedrückt. Der Einbringhammer weist einen Kolben auf, der eine Einbringkraft auf den Flanschabschnitt 102 des konischen Einsatzes 1U ausübt. Dementsprechend wirkt die Einbringkraft nicht auf die Zugfederstütze 115 ein, und daher wird eine Verformung der Zugfederstütze 115 verhindert.
Der konische Einsatz 1U wird durch Reibungskräfte fest im Basiselement 4A gehalten. Die Höhe der Zugfederstütze 115 wird durch das Vorhandensein des Flanschabschnitts 102 an dem konischen Einsatz 1U spezifiziert.
Durch Einhängen in der Bohrung 116 kann eine Zugfeder an der Stütze 115 befestigt werden.
Durch die Verwendung des konischen Einsatzes gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ferner kann der konische Einsatz leicht eingebracht und entfernt werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der konische Einsatz, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte konische Einsatz kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 14 ein Verbindungseinsatz 1V mit einer Zugfederstütze gemäß der Erfindung beschrieben.
Der konische Einsatz 1V mit einer Zugfederstütze weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner ist bei dieser Ausführungsform eine Zugfederstütze 115 mit einer darin ausgebildeten Bohrung 116 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen.
Eine Bohrung 3 wird mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrt und der konische Einsatz 1V wird in diese Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Die Bohrung 3 wird von der Rückseite des Basiselements 4A gebohrt. Daher wird der konische Einsatz 1V von der Rückseite des Basiselements 4A in die Bohrung 3 eingebracht, so daß die Zugfederstütze 115 von der Vorderseite des Basiselements 4A nach außen ragt.
Der konische Einsatz 1V wird durch Reibungskräfte fest in dem Basiselement 4A gehalten. Eine Zugfeder kann in der Bohrung 116 an einem Ende der Stütze 115 befestigt werden. Da die von der Zugfeder auf den konischen Einsatz 1V aufgebrachte Kraft in einer Richtung zum weiteren Festziehen einer Passung zwischen dem konischen Einsatz und dem Basiselement 4A wirkt, wird eine Lockerung des konischen Einsatzes 1V noch sicherer verhindert.
Durch die Verwendung des konischen Einsatzes gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem konischen Einsatz und dem Basiselement gesteigert, und dadurch sind diese weniger leicht voneinander zu trennen.
Ferner kann der konische Einsatz leicht eingebracht und abgenommen werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der konische Einsatz, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte konische Einsatz kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 15 ein Verbindungseinsatz 1W mit einer Zugfederstütze gemäß der Erfindung beschrieben.
Der konische Einsatz 1W weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner ist bei dieser Ausführungsform eine Zugfederstütze 117 an einer Endfläche des konischen Einsatzes 1W an der Seite des Flanschabschnitts 102 vorgesehen. Die Zugfederstütze 117 weist eine mit der Achse des konischen Abschnitts 101 ausgerichtete Achse auf und dient als koaxialer Passungsabschnitt, der sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts 101 erstreckt. Eine Rille 118 für die Befestigung eines Endes einer Zugfeder ist in der Zugfederstütze 117 in der Nähe von deren entferntem Ende ausgebildet.
Eine Bohrung 3 wird mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrt und der konische Einsatz 1W wird in diese Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Der Einbringhammer weist einen Kolben auf, der eine Einbringkraft auf den Flanschabschnitt 102 des konischen Einsatzes 1W ausübt. Dementsprechend wirkt die Einbringkraft nicht auf die Zugfederstütze 117 ein, und daher wird eine Verformung der Zugfederstütze 117 verhindert.
Der konische Einsatz 1W wird durch Reibungskräfte fest im Basiselement 4A gehalten. Die Höhe der Zugfederstütze 117 wird durch das Vorhandensein des Flanschabschnitts 102 des konischen Einsatzes 1W spezifiziert.
An der Rille 118 kann eine Zugfeder an einem Ende der Stütze 117 befestigt werden.
Durch die Verwendung des konischen Einsatzes gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ferner kann der konische Einsatz leicht eingebracht und entfernt werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der konische Einsatz, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte konische Einsatz kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 16 ein Verbindungseinsatz 1X mit einer Zugfederstütze gemäß der Erfindung beschrieben.
Der konische Einsatz 1X weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner ist eine Zugfederstütze 117 mit einer darin ausgebildeten Rille 118 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 des konischen Einsatzes 1X an der Seite mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen.
Eine Bohrung 3 wird mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrt und der konische Einsatz 1X wird in diese Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Die Bohrung 3 wird von der Rückseite des Basiselements 4A gebohrt. Daher wird der konische Einsatz 1X von der Rückseite des Basiselements 4A in die Bohrung 3 eingebracht, so daß die Zugfederstütze 117 von der Vorderseite des Basiselements 4A nach außen ragt.
Der konische Einsatz 1X wird durch Reibungskräfte fest im Basiselement 4A gehalten. Durch Einhängen in der Rille 118 kann eine Zugfeder an einem Ende der Stütze 117 befestigt werden. Da die von der Zugfeder auf den konischen Einsatz 1X aufgebrachte Kraft in einer Richtung zum weiteren Festziehen einer Passung zwischen dem konischen Einsatz 1X und dem Basiselement 4A wirkt, wird eine Lockerung des konischen Einsatzes 1X noch sicherer verhindert.
Durch Verwendung des konischen Einsatzes gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem konischen Einsatz und dem Basiselement gesteigert, und dadurch sind diese weniger leicht voneinander zu trennen.
Ferner kann der konische Einsatz leicht eingebracht und entfernt werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der konische Einsatz, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte konische Einsatz kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 17 ein Verbindungseinsatz 1Y mit einem Lagerhalter gemäß der Erfindung beschrieben.
Der konische Einsatz 1Y weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner ist ein Lagerhalter 119 an einer Endfläche des konischen Einsatzes 1Y an der Seite des Flanschabschnitts 102 vorgesehen. Der Lagerhalter 119 weist eine mit der Achse des konischen Abschnitts 101 ausgerichtete Achse auf und dient als koaxialer Passungsabschnitt, der sich in der Axialrichtung des konischen Abschnitts 101 erstreckt.
Eine Bohrung 3 wird mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrt und der konische Einsatz 1Y wird in diese Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Der Einbringhammer weist einen Kolben auf, der eine Einbringkraft auf den Flanschabschnitt 102 des konischen Einsatzes 1Y ausübt. Dementsprechend wirkt die Einbringkraft nicht auf den Lagerhalter 119 ein, und dadurch wird eine Verformung des Lagerhalters 119 verhindert.
Der konische Einsatz 1Y wird durch Reibungskräfte fest im Basiselement 4A gehalten. Die Höhe des Lagerhalters 119 wird durch das Vorhandensein des Flanschabschnitts 102 des konischen Einsatzes 1Y spezifiziert.
Nach dem Einbringen des konischen Einsatzes 1Y in das Basiselement 4A wird ein Kugellager 120 von dessen Oberseite über die Stütze 119 eingepaßt. Anschließend wird das Kugellager 120 durch Anordnen einer Manschette 121 auf dem Kugellager und Einführen eines Sprengrings 122 in eine zwischen der Manschette 121 und der Stütze 119 definierte Rille an der Stütze 119 befestigt. Im übrigen ist das Lager 120 nicht auf ein Kugellager beschränkt, sondern kann auch ein Rollenlager sein.
Durch die Verwendung eines konischen Einsatzes gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ferner kann der konische Einsatz leicht eingebracht und entfernt werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher ist der konische Einsatz gemäß dieser Ausführungsform für die Verwendung in Situationen geeignet, in denen das Lager dazu neigt, erheblich beschädigt zu werden. Zudem können das befestigte Element und der konische Einsatz, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte konische Einsatz kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 18 ein konischer Einsatz 1Z mit einem Lagerhalter gemäß der Erfindung beschrieben.
Dieser konische Einsatz 1Z weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein Lagerhalter 119 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 des konischen Einsatzes 1Z an der Seite mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen.
Eine Bohrung 3 wird mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrt. Der konische Einsatz 1Z wird in diese Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Die Bohrung 3 wird von der Rückseite des Basiselements 4A gebohrt. Daher wird der konische Einsatz 1Z von der Rückseite des Basiselements 4A in die Bohrung 3 eingebracht, so daß der Lagerhalter 119 von der Vorderseite des Basiselements 4A nach außen ragt.
Nach dem Einbringen des konischen Einsatzes 1Z in das Basiselement 4A wird ein Kugellager 120 von dessen Oberseite über der Stütze 119 eingepaßt. Anschließend wird das Kugellager 120 durch Anordnen einer Manschette 121 auf dem Kugellager 120 und Einführen eines Sprengrings 122 in eine zwischen der Manschette 121 und der Stütze 119 definierte Rille an der Stütze 119 befestigt. Im übrigen ist das Lager 120 nicht auf ein Kugellager beschränkt, sondern kann auch ein Rollenlager sein.
Der konische Einsatz 1Z wird durch Reibungskräfte fest in dem Basiselement 4A gehalten. Da die von dem Lager auf den konischen Einsatz aufgebrachte Kraft in einer Richtung zum weiteren Festziehen einer Passung zwischen dem konischen Einsatz 1Z und dem Basiselement 4A wirkt, wird eine Lockerung des konischen Einsatzes 1Z noch sicherer verhindert.
Durch die Verwendung des konischen Einsatzes gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem konischen Einsatz und dem Basiselement gesteigert, und dadurch sind diese weniger leicht voneinander zu trennen.
Ferner kann der konische Einsatz leicht eingebracht und entfernt werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der konische Einsatz, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte konische Einsatz kann wiederverwendet werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 19 ein konischer Einsatz 1AA mit einer Stiftschraube gemäß der Erfindung beschrieben.
Dieser konische Einsatz 1AA weist einen konischen Abschnitt 101 und einen Flanschabschnitt 102 auf. Ferner ist eine Stiftschraube 123 an einer Endfläche des konischen Abschnitts 101 an der Seite mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen. Die Stiftschraube 123 weist ein in der Nähe ihrer Spitze geschnittenes Außengewinde 124 auf.
Eine Bohrung 3 wird mit einem Formbohrer in ein Basiselement 4A gebohrt. Der konische Einsatz 1AA wird in diese Bohrung 3 eingeführt und anschließend unter Verwendung eines Einbringhammers oder ähnlichem in die Bohrung 3 eingedrückt. Die Bohrung 3 wird von der Rückseite des Basiselements 4A gebohrt. Daher wird der konische Einsatz 1AA von der Rückseite des Basiselements 4A in die Bohrung 3 eingebracht, so daß die Stiftschraube 123 von der Vorderseite des Basiselements 4A nach außen vorsteht.
Der konische Einsatz 1AA wird durch Reibungskräfte fest in dem Basiselement 4A gehalten. Da die von einem durch das Außengewinde 124 an der Stiftschraube 123 befestigten Element auf den konischen Einsatz 1AA aufgebrachte Kraft in einer Richtung zum weiteren Festziehen einer Passung zwischen dem konischen Einsatz 1AA und dem Basiselement 4A wirkt, wird eine Lockerung des konischen Einsatzes 1AA noch sicherer verhindert.
Obwohl der konische Einsatz 1AA bei der dargestellten Ausführungsform von der Rückseite des Basiselements 4A in die Bohrung 3 eingebracht wird, kann er modifiziert werden, um wie der konische Einsatz gemäß 12 von der Vorderseite des Basiselements 4A eingebracht zu werden.
Durch die Verwendung des konischen Einsatzes gemäß dieser Ausführungsform wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Ebenso wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem konischen Einsatz und dem Basiselement gesteigert, und dadurch sind diese weniger leicht voneinander zu trennen.
Ferner kann der konische Einsatz leicht eingebracht und entfernt werden, wodurch er leicht ersetzt werden kann. Daher können das befestigte Element und der konische Einsatz, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, getrennt voneinander entsorgt werden. Der entfernte konische Einsatz kann wiederverwendet werden.
Gemäß der Erfindung kann ein Verbindungseinsatz mit einem sich axial erstreckenden Ansatz mit einer höheren Arbeitseffizienz an einem Basiselement befestigt werden.
Durch die Verwendung eines konischen Einsatzes mit einem Innengewinde kann der Schraubenbefestigungsaufbau vereinfacht werden.
Durch die Verwendung eines Formbohrers kann leicht eine Steuerung der engen Passungstoleranz des konischen Einsatzes verwirklicht werden.
Zudem kann durch die Verwendung eines Hammers zum Einbringen des konischen Einsatzes eine Beschädigung des Basiselements verhindert werden.

Claims

Befestigungsanordnung, bei der ein Verbindungseinsatz in der Bohrung eines Bauteils festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß – der Verbindungseinsatz (1M, 1N, 1Q bis 1W, 1BB) mit einem konischen Abschnitt (101) in ein konisches Teilstück der Bohrung (3) eingepreßt ist, – der Verbindungseinsatz am breiteren Ende des konischen Abschnitts (101) einen seitlich vorstehenden Flanschabschnitt (102) aufweist, der sich im eingepreßten Zustand an einer radialen Auflagerfläche des Bauteils (4A) abstützt, und – der Verbindungseinsatz einen an der schmaleren Endseite des konischen Abschnitts (101) oder an der Endseite des Flanschabschnitts (102) angeformten axialen Ansatz (109, 11, 113, 114, 117, 119, 123, 125) aufweist, der über die Oberfläche des Bauteils (1A) vorsteht.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungseinsatz die gleiche Härte wie das Bauteil besitzt.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungseinsatz aus mindestens einem der Werkstoffe rostfreier Stahl, Aluminium, Stahl (SS-Stahl, Kohlenstoff-Stahl, gering legierter Stahl oder raffinierter Stahl (gehärtet und angelassen bis HRC ca. 15 bis 25)), Phosphorbronze, Messing oder Kunststoff besteht.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Durchmesser d1 des konischen Abschnitts (101) des Verbindungseinsatzes (1) das 1,1- bis 2-fache des Außendurchmessers d0 einer Gewindeschraube beträgt, der Außendurchmesser d2 des Flanschabschnitts (102) um 0,5 bis 3,0 mm größer als der maximale Durchmesser d1 ist, der Flanschabschnitt (102) eine Dicke von 0,5 bis 3,0 mm hat, die Länge L des Verbindungseinsatzes das 1- bis 3-fache des Außendurchmessers d0 beträgt, die Konizität 1/50 bis 1/10 beträgt und eine Preßpassungstoleranz F des maximalen Durchmessers D1 des Verbindungseinsatzes 2 bis 20 % beträgt.
Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität der Seite des konischen Abschnittes 1/50 bis 1/6 beträgt.
Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung im Bauteil (3) einen Absatz (302) aufweist, an dem der Verbindungseinsatz mit seinem Flanschabschnitt (102) abgestützt ist.
Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Ansatz des Verbindungseinsatzes ein Positionierzapfen (109, 111, 113, 114) ist, dessen Achse mit der Achse des konischen Abschnitts (101) fluchtet.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Ansatz eine Führungsstange (125) ist, deren Achse mit der Achse des konischen Abschnitts (101) fluchtet.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Ansatz eine Zugfe derstütze (117) ist, deren Achse mit der Achse des konischen Abschnitts (101) fluchtet.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Ansatz ein Lagerzapfen (119) ist, dessen Achse mit der Achse des konischen Abschnitts (101) fluchtet.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Ansatz ein Schraubbolzen (123) ist, dessen Achse mit der Achse des konischen Abschnitts (101) fluchtet.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindebohrung (104) in der dem axialen Ansatz gegenüberliegenden Seite des Verbindungseinsatzes ausgebildet ist, deren Achse mit der Achse des konischen Abschnitts (101) fluchtet.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem axialen Ansatz gegenüberliegenden Seite des Verbindungseinsatzes eine Bohrung (110) ausgebildet ist, in die ein weiterer axialer Ansatz eingreift.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungseinsatz eine Ringnut (105) zwischen dem Flanschabschnitt (102) und dem breiteren Ende des konischen Abschnitts (101) aufweist.
Verfahren zur Befestigung eines Verbindungseinsatzes in einem Bauteil, wobei der Verbindungseinsatz einen konischen Abschnitt und einen an dessen breiterem Ende angeformten seitlich vorstehenden Flanschabschnitt sowie an einer Stirnseite einen axialen Ansatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bauteil eine Bohrung mit einem konischen Teilstück (301) hergestellt wird, dessen Konizität derjenigen des konischen Abschnitts des Verbindungseinsatzes entspricht, der Verbindungseinsatz in die Bohrung eingesetzt wird, so daß die konische Fläche des konischen Abschnittes an der konischen Fläche des Teilstücks der Bohrung anliegt, und der Verbindungseinsatz in die Bohrung eingepreßt wird, bis sein Flanschabschnitt gegen eine Auflagefläche des Bauteils drückt.
Befestigungsverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungseinsatz durch einen Schlag in die Bohrung des Bauteils eingepreßt wird.
Befestigungsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung im Bauteil einen Absatz am breiteren Ende ihres konischen Teilstückes aufweist.