DE2030422B2

DE2030422B2 - Gewinde-Einsatz

Info

Publication number: DE2030422B2
Application number: DE2030422A
Authority: DE
Inventors: John Matthew Tettenhall Wolverhampton Staffordshire Tildesley (Grossbritannien)
Original assignee: Psm Fasteners Ltd Willenhall Staffordshire (grossbritannien)
Current assignee: Precision Fasteners 8450 Amberg De GmbH
Priority date: 1969-07-01
Filing date: 1970-06-19
Publication date: 1978-03-09
Also published as: CH516100A; AT306455B; NL7009748A; DK125932B; DE2030422C3; AU4368172A; AU462721B2; FI55714B; SE368735B; NO128456B; FR2056366A5; FI55714C; GB1279452A; DE2030422A1; JPS4813899B1; BE752510A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Gewinde-Einsatz, insbesondere aus Metall, zum Einsetzen in Kunststoffmaterial, mit zwei an seinem Umfang vorgesehenen, durch eine Umfangsnut gelrennten, sich axial erstreckenden Abschnitten, welche eine schraubenförmige Rändelung mit entgegengesetzter Steigung aufweisen, sowie einem an einem Ende angeordneten flanschartigen Führungsteil, der durch eine Umfangsnut von dem benachbarten gerändelten Abschnitt getrennt ist. ^

Ein bekannter Gewinde-Einsatz der erwähnten Art (»Machine Design« vom 11. 3. 1965, S. 124, rechts oben) ist aus zwei Teilen hergestellt, wobei der mit schraubenförmiger Rändelung versehene eine Abschnitt auf einem gesonderten Ringteil vorgesehen ist, ■»" damit er sich während des Einsetzens in entgegengesetzter Richtung zu dem anderen schraubenförmig gerändelten Abschnitt des zweiten Hauptteiles drehen kann. Dies bedeutet also, daß zunächst einmal dieser bekannte Einsatz durch zwei gesondert herzustellende und — mit korrespondierenden Paßflächen — zusammenzupassende Teile aufwendig angefertigt werden muß. Damit der als Ring ausgebildete eine Teil dieses bekannten Einsatzes in entgegengesetzter Richtung zum Hauptteil rotieren kann, muß er freibeweglich auf den Hauptteil aufgesetzt sein; er kann daher nicht in zufriedenstellender Weise komplementär gezahnte Ausbildungen in den Körper, in den er einzusetzen ist, einschneiden, da das Material, in das er eingesetzt werden soll, bereits durch den schraubenförmig gezahnten Hauptteil mit entgegengesetzter Steigung herausgeschnitten ist. Es läßt sich somit keine zufriedenstellende Befestigung dieses bekannten Einsatzes in Kunststoffmaterial erzielen. Dies ist selbst dann nicht möglich, wenn man versuchen wolke, diesen Einsatz mit Hilfe von Ultraschall zu installieren, da in diesem Falle die Zahnzwischenräume des Ringteiles sich unter Ultraschall-Einwirkung nicht mit Material füllen wurden.

Aus der US-PS 31 84 353 ist außerdem das Einsetzen *^r> selbst von Metallbefestigungselementen in Kunststoffmaterial mit Hilfe hochfrequenter Vibrationen bekannt. Für eine gute Befestigung wird dabei lediglich auf ein mögliches Vorhandensein von Nuten, Vorsprüngen od. dgl. hingewiesen, es ist jedoch nichts über die genaue konstruktive Gestaltung eines Gewinde-Einsotzes ausgesagt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gewinde-Einsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen äußere Formgebung ein vollkommenes Ausfüllen aller schraubenförmiger Rändelungsabschnitte mit Material beim Einsetzen mittels Ultraschall in Kunststoffmaterial gestattet, so daß eine zuverlässige Verbindung zwischen Einsatz und Kunststoffmaterial hergestellt ist, wobei dieser Einsatz zugleich eine einfach herzustellende Ausführung darstellen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz zum an sich bekannten Einsetzen mittels Ultraschall in dem vom Führungsteil abgewandten gerändelten Abschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite gerändelte Abschnitt.

Gegenüber dem eingangs erläuterten bekannten Stand der Technik weisen also die mit schraubenlinienförmigen Rändelungen entgegengesetzter Steigung versehenen axialen Abschnitte des erfindungsgemäßen Gewinde-Einsatzes unterschiedlich große Durchmesser auf, wobei der vom Führungsteil entferntere Abschnitt den größeren Durchmesser besitzt. Erst ein so geformter Gewinde-Einsatz kann beim Einsetzen in Kunststoffmaterial mittels Ultraschall die gewünschte zuverlässige Verbindung zwischen den gerändelten Abschnitten des Einsatzes und dem Kunststoffmaterial herbeiführen, wie sich aus den folgenden Erläuterungen noch deutlicher ergeben wird.

Beim Einsetzen eines erfindungsgemäßen Gewinde-Einsatzes in Kunststoffmaterial dient die zwischen den beiden axialen Rändelungsabschnitten vorhandene Umfangsnut dazu, einen durch die Rändelungen verschobenen Materialfluß zu ermöglichen und, als Ergebnis der Anwendung von Ultraschall beim Einsetzen, dieses Material aufzunehmen, anstatt es in Form einer Wölbung oder Ausbauchung an der Oberfläche des Werkstückes, in das der Einsatz eingesetzt wird, herauszudrücken, wobei dann das verschobene Kunststoffmaterial die genannte Umfangsnut im wesentlichen ausfüllen und einen zusätzlichen Widerstand gegenüber Kräften bieten soll, die dazu neigen, den Einsatz aus der Bohrung herauszuziehen.

Auch wenn das Kunststoffmaterial unter der Einwirkung des Ultraschalls in einen Fließzustand gerät, so fließt es nicht so leicht wie eine Flüssigkeit niedriger Viskosität. In zahlreichen der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen ist festgestellt worden, daß, falls die sich axial erstreckenden beiden Rändelungsabschnitte einen gleich großen Durchmesser haben, eine Tendenz für den vom Führungsteil weiter entfernt liegenden Abschnitt in der Weise hervorgerufen wird, daß dessen Rändelungszwischenräume nur teilweise mit fließend gemachtem Material ausgefüllt werden. Um dies zu vermeiden, könnte man die zwischen den beiden axialen Rändelungsabschnitten vorhandene Nut beseitigen, was jedoch wiederum zu dem bereits oben erwähnten, unerwünschten Risiko eines Herausdrückens von Material in Form einer Wölbung oder Ausbauchung führen würde; außerdem geht dadurch auch die zusätzliche Abstützung verloren, die durch das die Umfangsnut ausfüllende Materialband geboten wird. Erfindungsgemäß wird daher der im Durchmesser größere Rändelungsabschnitt verwendet, wodurch sich ein gutes Ausfüllen der Rändelungszwischenräume dieses Abschnittes ergibt, und zwar ohne das Risiko

eines Herausdrückens von Material, so daß die genannte Umfangsnut mit ihren Vorteilen beibehalten werden kann.

Der erfindungsgemäße Gewinde-Einsatz ist durch einen äußerst einfach hergestellten Körper gebildet.

Im folgenden sei die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Gewinde-Einsatzes,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch diesen Gewinde-Einsatz.

Der in der Zeichnung veranschaulichte Gewinde-Einsatz umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Körper 10 mit einer axialen Gewindebohrung 12. Am Außenumfang dieses Gewinde-Einsatzes sind zwei durch eine Umfangsnut 15 voneinander gelrennte Abschnitte 13 und 14 vorgesehen, die eine schraubenförmige Rändelung mit entgegengesetzter Steigung aufveisen. Eine zweite gleiche Umfangsnut 18 liegt zwischen dem einen Rändelungsabschnitt 14 jnd einem am Ende des Gewinde-Einsaizes angeordneten flanschartigen Führungsteil 19.

Der Durchmesser R des Riilengrundes des Rändelungsabschnittes 14 entspricht dem Durchmesser der Nuten 15 und 18. Der Gewinde-Einsatz weist in dem vom Führungsteil 19 abgewandten gerändelten Abschnitt 13 einen größeren Durchmesser auf als in dem zweiten gerändelten Abschnitt 14. Wenn daher nach Art von Gewindeverzahnungen die Rändelung hergestellt wird, so ist der Durchmesser des Rillengrundes des Rändelungsabschnittes iJ um den gleichen Betrag größer als der Durchmesser R. Das an Jie Umfangsnut 18 angrenzende Ende des Rändelungsabschnittes 14 ist bei 17 abgeschrägt.

Zum Installieren wird der Gewinde-Einsatz in ein Führungsloch im Kunststoffmaterial eingesetzt, wobei der Führungsteil 19 und die Umfangsnut 18 in dieses Loch eingreifen, während die Schrägfläche 17 an den Lochrand anstößt und den Gewinde-Einsatz so hält, daß seine Achse senkrecht zur Materialoberfläche verläuft. Der Gewinde-Einsatz wird dann durch Ultraschall in Vibration versetzt, so daß der Kunststoff zu fließen beginnt. Durch diese Vibration wird der Gewinde-Einsatz in den Kunststoff eingepreßt.

Die Verwendung von mit entgegengesetzten Steigungen versehenen Rändelungsabschnitten gewährleistet eine kombinierte Verdrehsicherung und axiale Halterung. Das Kunststoffmatcrial fließt dabei auch in die Umfangsnuten 15 und 18; wenn diese gefüllt sind, ist hierdurch eine weitere Verbesserung der axialen Halterung gewährleistet. Der Räncfeiungsabschnitt 1Ϊ mit größerem Durchmesser gewährleistet, daß diese schraubenförmige Rändelung einwandfrei in das Kunststoffmaterial eingebettet wird, nachdem dieser Rändelungsabschnitt erst dann mit dem Kunststoffmaterial in Berührung kommt, wenn der vorhergehende Rändelungsabschnitt 14 bereits durch das Kunststoffmaterial hindurchbewegt ist, wie weiter oben ausführlich erläutert worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gewinde-Einsatz, insbesondere aus Metall, zum Einsetzen in Kunststoffmaterial, mit zwei an seinem Umfang vorgesehenen, durch eine Umfangsnut getrennten, sich axial erstreckenden Abschnitten, welche eine schraubenförmige Rändelung mit entgegengesetzter Steigung aufweisen, sowie einem an einem Ende angeordneten flanschartigen Führungsteil, der durch eine Umfangsnut von dem benachbarten gerändelten Abschnitt getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) zum an sich bekannten Einsetzen mittels Ultraschall in dem vom Führungsteil (19) abgewandten gerändelten Abschnitt (13) einen größeren '5 Durchmesser aufweist als der zweite gerändelte Abschnitt (14).

2. Gewinde-Einsatz nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (R) der Umfangsnuten (15, 18) dem Durchmesser des Rillengrundes des zweiten gerändelten Abschnittes (14) entspricht.