DE2045107A1 - Insert into a hole and fixable connection or holding insert in it - Google Patents
Insert into a hole and fixable connection or holding insert in itInfo
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Description
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ADBAR (Patent Co.) LTD., 18, Central ChambersADBAR (Patent Co.) LTD., 18, Central Chambers
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Stratford-upon-Avon, Warwickshire (Großbritannien)Stratford-upon-Avon, Warwickshire (UK)
In eine Bohrung einsetz- und In ihr festlegbarer Verbindungs- oder HalteeinsatzInsertable in a hole and fixable connection or holding insert
Die Erfindung bezieht sich auf einen in eine Bohrung einsetz- und in ihr festlegbaren Verbindungs- oder Halteeinsatz, wie beispielsweise eine Schraube, einen Stift, eine Gewindemutter od. dgl._The invention relates to one in a bore insertable and fixable in it connection or holding insert, such as a screw, a pin, a Threaded nut or the like_
Die üblichen derart in Bohrungen in Bauteilen festlegbaren Verbindungs- oder Halteeinsätze sind Gewindeelemente, die λ The usual connecting or holding inserts that can be fixed in bores in components are threaded elements with λ
beispielsweise ein Muttergewinde oder ein Bolzengewinde haben, das mit einem Gegengewinde für Verbindungs- oder Haltezwecke zusammenwirkt; sie werden in weitem Umfang bei Metall- oder Kunststoffteilen sowie Teilen aus anderem Material verwendet.for example have a nut thread or a bolt thread with a mating thread for connecting or holding purposes cooperates; they are widely used in metal or plastic parts, as well as parts made of other materials.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in einer Bohrung einsetzbaren Verbindungs- oder Halteeinsatz zu schaffen,The invention is based on the object of creating a connecting or holding insert that can be inserted in a bore,
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der eine einfache und billig herstellbare Form hat, sich schnell und leicht fest einfügen läßt und der insbesondere eine hohe Standfestigkeit gegenüber Versuchen, ihn aus der Bohrung herauszuziehen, aufweist. Die in dieser Beziehung erzielten Vorteile werden sich aus der folgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verbindungs«- oder Halteeinsatzes ergeben»which has a simple and inexpensive to manufacture form, which can be firmly and quickly inserted and which in particular has a high level of stability against attempts to pull it out of the bore. The one in this regard The advantages achieved will emerge from the following description of the connection "or retaining insert" according to the invention
Der erfindungsgemäße, in eine Bohrung einsetz- und in ihr festlegbare Verbindungs- oder Halteeinsatz, wie Schraube, Stift, Gewindemutter od. dgl. ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper zumindest in seinem in die Bohrung einsetzbaren Teil sich vom Einsetzende ab verjüngt P und dem Einsatzkörper eine in den sich nach innen verengenden Umfangsspalt zwischen dem verjüngten Einsatzteil und der Wand der Bohrung eintreibbare und dabei radial aufweitbare Hülse oder Buchse als Verkeilorgan zugeordnet ist.The connection or holding insert according to the invention, which can be inserted into a bore and can be fixed in it, such as a screw, pin, Threaded nut or the like. Is essentially characterized in that the insert body at least in its in the Bore insertable part tapers from the insert end P and the insert body one in the inwardly narrowing Circumferential gap between the tapered insert part and the wall of the bore can be driven in and thereby radially expandable or socket is assigned as a wedging element.
Zur Erläuterung der Erfindung werden nunmehr einige Ausführungsbeispiele beschrieben, die in der Zeichnung . veranschaulicht sind. Es zeigen:To explain the invention, some exemplary embodiments will now be described, which are shown in the drawing. are illustrated. Show it:
Fig. 1 teilweise im Schnitt die Bestandteile desFig. 1 partially in section the components of the
erfindungsgemäßen Verbindungs- oder Halteeinsatzes, vor dem Einbau des Einsatzes;connecting or retaining insert according to the invention, before installing the insert;
* Fig. 2 einen Axialschnitt durch den in einer Bohrung* Fig. 2 is an axial section through the in a bore
festgelegten Einsatz;specified stake;
Fig. J5 eine Seitenansicht des Einsatzes mit seiner Verkeilbuchse;Fig. J5 is a side view of the insert with its Wedge bushing;
Fig. 4 einen in einer Bohrung festgelegten BolzeneinsatzjFig. 4 shows a bolt insert fixed in a bore
Flg. 5 einen Mutter-Einsatz zur. Aufnahme eines langen Bolzengewindes;Flg. 5 a nut insert for. Acceptance of a long bolt thread;
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Pig. 6 einen Axialschnitt durch eine abweichende Ausführung des Halteeinsatzes. ■Pig. 6 shows an axial section through a different one Execution of the holding insert. ■
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen oder entsprechenden Bezugszahlen bezeichnet.In the figures of the drawing, the same parts are denoted by the same or corresponding reference numbers.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Halteeinsatz besteht aus einem Einsatzkörper 1 und einer Hülse oder Buchse 2. Der Einsatzkörper 1 ist außen als Kegelstumpf 10 ausgeführt, der sich vom (unteren) Einsatzende nach oben verjüngt,· . der Einsatzkörper enthält eine Innengewindebohrung 11 zur Aufnahme eines Gewindebolzens oder eines entsprechenden Gewindes, während die Hülse oder Buchse 2 vorzugsweise einen Längsschlitz 20 auf- % weist, so daß sie sich relativ leicht radial aufweiten läßt. Die Hülse oder Buchse hat an ihrem stirnseitigen Ende eine Schneidkante 21 bzw. eine entsprechende innere Fase.The holding insert shown in FIGS. 1 and 2 consists of an insert body 1 and a sleeve or socket 2. The insert body 1 is designed as a truncated cone 10 on the outside, which tapers upwards from the (lower) insert end. the insert body comprises an internally threaded bore 11 for receiving a threaded bolt or a corresponding thread, while the sleeve or bushing 2 preferably has a longitudinal slot 20 up%, so that it can relatively easily expand radially. The sleeve or socket has a cutting edge 21 or a corresponding inner bevel at its front end.
Bei einer Art des Einsetzens des Einsatzkörpers 1 wird dieser in ein vorher auf geeigneten Durchmesser in einem Bauteil 4 gebohrtes Loch 3 eingesetzt, wobei das größere Ende seines Kegelstumpfteiles in das Loch bis zu dessen Grund eingeführt wird. Das stirnseitige Ende der geschlitzten Hülse oder Buchse 2 wird sodann am Umfang des den kleineren Durchmesser aufweisenden Teiles des Einsatzkörpers 1 angesetzt (Fig. 1.) und unter axialem Druck eingetrieben, wobei sie ganz g in die Bohrung 3 eindringt und sich beim Überschieben über den Kegelstumpf 10 des Einsatzkörpers 1 radial aufweitet (Fig. 2). Wenn die Hülse oder Buchse 2 auf diese Weise in den Ringspalt zwischen Einsatzkörper 1 und Bohrung 3 eingetrieben wird, schert oder trennt ihre Stirnschneidenkante 21 Material aus der Wand 30 der Bohrung 3 heraus; das weggeschnittene Material wird nach dem inneren Teil 31 des Ringraumes zwischen Einsatzkörper 1 und Bohrung 3 verschoben und dort mit hohem Druck komprimiert. Gleichzeitig nimmt die Hülse oder Buchse 2 ebenfalls eine Kegelstumpfform mit einer äußeren geneigten Kegelfläche 22 an und die Innenwand 30 der Bohrung 3 wirdIn one way of inserting the insert body 1, it is inserted into a hole 3 previously drilled to a suitable diameter in a component 4, the larger end of its truncated cone part being inserted into the hole up to its base. The front end of the slotted sleeve or socket 2 is then attached to the periphery of the smaller diameter part of the insert body 1 (Fig. 1) and driven under axial pressure, where it penetrates completely g into the bore 3 and when pushed over the Truncated cone 10 of the insert body 1 widens radially (Fig. 2). When the sleeve or bushing 2 is driven in this way into the annular gap between the insert body 1 and the bore 3, its cutting edge 21 shears or separates material from the wall 30 of the bore 3; the cut-away material is displaced towards the inner part 31 of the annular space between insert body 1 and bore 3 and compressed there with high pressure. At the same time, the sleeve or socket 2 also assumes a truncated cone shape with an outer inclined conical surface 22 and the inner wall 30 of the bore 3 becomes
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entsprechend kegelförmig zu einem sich nach innen erweiternden Hohlkegelmantel J>2 ausgeschnitten. Als Ergebnis eines derartigen kegelstumpfförmigen Einarbeitens in das Material des Grundbauteils werden sowohl die Hülse oder Buchse 2 als auch der Verbindungs- oder Halteeinsatzkörper 1 fest in der Bohrung 3 verkeilt, so daß sie selbst sehr hohen Belastungen Widerstandjleisten, die auf den Verbindungs- oder Halteeinsatzkörper 1 eine Zugkraft im Sinne eines Herausziehens aus dem Loch J5 ausüben. In der Praxis ist der Winkel der äußeren Kegelstumpffläche 10 des Einsatzkörpers 1 in der Größenordnung von 5 J es sei aber darauf hingewiesen, daß dieser Wert lediglich als ein Beispiel anzusehen ist und daß in Abhängigkeit von dem Material des Grund-Bauteils dieser Winkel weitgehend den Erfordernissen angepaßt werden kann.cut out correspondingly conically to form an inwardly widening hollow cone jacket J> 2 . As a result of such a frustoconical working into the material of the basic component, both the sleeve or bushing 2 and the connecting or retaining insert body 1 are firmly wedged in the bore 3, so that they resist even very high loads acting on the connecting or retaining insert body 1 exert a pulling force in the sense of pulling it out of the hole J5. In practice, the angle of the outer truncated conical surface 10 of the insert body 1 is in the order of magnitude of 5 J can be customized.
Jeweils entsprechend der Art und den Eigenschaften des Materials des Grundbauelements 4 kann das Aufweiten der Hülse oder Buchse 2 in die Kegelstumpfform in der Hauptsache oder vollständig eine entsprechende Verdrängung oder Verformung des Materials an der Bohrlochwand JO bewirken, wobei dann die Verkeilung mit der Bohrungswand durch Formschluß erfolgt.Depending on the type and properties of the material of the basic component 4, the expansion of the sleeve or socket 2 into the truncated cone shape can mainly or completely cause a corresponding displacement or deformation of the material on the borehole wall JO , in which case the wedging with the borehole wall by positive locking he follows.
Die Hülse oder Buchse 2 wird vorzugsweise bis unter die äußere Oberfläche des Bauteils Λ unter Verwendung eines EintrSebwerkzeuges 5 eingetrieben, das zumindest an seinem vorderen Arbeitsende rohrförmig ist. Es erweist sich als zweckmäßig, solch ein Werkzeug zu verwenden, mit dem die Einsätze sehr schnell entweder durch Handarbeit oder unter Verwendung automatischer Vorrichtungen in Form einer Presse oder Maschine eingebaut werden können.The sleeve or socket 2 is preferably down to below the outer surface of the component Λ using a EintrSebwerkzeuges 5 driven, at least at his front working end is tubular. It is found to be useful to use such a tool with which the Inserts very quickly either by handwork or using automatic devices in the form of a press or machine can be installed.
In Fig. 2 ist die Hülse oder Buchse 2 in einer innerhalb des Grundkörpermaterials versenkten Lage dargestellt, d. h. unterhalb eines kurzen durch parallele Flächen oder eine Zylinderfläche begrenzten oberen Teil 12 am kleineren Durchmesserende des Einsatzkörpers 1. Wenn gleich die Buchse 2. erst über das mit kleinerem Durchmesser ausgeführte Ende des Halteeinsatzkörpers 1 gezogen werden kann, wenn dieses ElementIn Fig. 2, the sleeve or bushing 2 is shown in a position sunk within the base material, i.e. H. below a short upper part 12 at the smaller end of the diameter bounded by parallel surfaces or a cylindrical surface of the insert body 1. If the bushing 2. only over the smaller diameter end of the Retaining insert body 1 can be pulled when this element
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in die Bohrung 3 eingesetzt ist, läßt sich zwecks einfacherer Handhabung auch der Einsatzkörper 1 und die Hülse oder Buchse als Baugruppe gemeinsam in eine Bohrung 3 einsetzen, d. h. die Teile werden vorher bereits zusammengesteckt. Dies erweist sich auch für das Verpacken und das Aufbewahren im Materiallager als vorteilhaft. Die vordere stirnseitige Kante 21 der Hülse oder Buchse 2 kann über den kleineren Durchmesser des Einsatzkörpers 1, wie über einen kurzen parallelflächigen oder zylindrischen Teil 12 an dem äußeren Ende mit einer Reibungspassung aufgesetzt werden, die ausreicht, um den Einsatzkörper 1 und die Hülse oder Buchse 2 zusammenzuhalten. Diese Baugruppe kann dann in eine Bohrung 3 eingeführt und darauf die Hülse oder Buchse 2 in der bereits vorher beschj|rebenen Weise eingetrieben werden.is inserted into the bore 3, can be for the purpose of simpler Handling also insert the insert body 1 and the sleeve or bushing together as an assembly into a bore 3, d. H. the parts are put together beforehand. This also applies to packaging and storage in the material store as beneficial. The front end edge 21 of the sleeve or socket 2 can have the smaller diameter of the Insert body 1, such as a short parallelepiped or cylindrical part 12 at the outer end with a Friction fit are placed, which is sufficient to hold the insert body 1 and the sleeve or socket 2 together. This assembly can then be inserted into a bore 3 and then the sleeve or socket 2 in the previously described position Way to be driven.
In einer abweichenden Anordnung einer solchen vorbereiteten Baugruppe ist die Hülse oder Buchse 2 lösbar auf den Einsatzkörper 1 (Fig. 3) aufgesetzt, wo sie sich wegen der eigenen Elastizität derart über dem äußeren Ende des Kegelstumpfes 10 des Einsatzkörpers 1 zusammenzieht, daß das rückseitige Ende 23 der Hülse oder Buchse an dem mit konstanten Durchmesser ausgeführten Einsatzkörperteil 12 zwecks Festhaltens der Buchse 2 auf dem Einsatzkörper 1 unter Spannung anliegt. Wenn für den Einbau des Verbindungs- oder Halteeinsatzes die Buchse 2 abgezogen werden soll, läßt sich dies leicht erreichen; man kann aber auch die aus Einsatzkörper 1 und Buchse 2 bestehende Baugruppe zunäfcist gemeinsam in eine Bohrung 3 einführen, wobei die stirnseitige Schneidekante 21 der etwas elastisch aufgeweiteten Hülse oder Buchse 2 sich zunächst auf dem Material des Bauteils 4 am Umfang der Bohrungsöffnung 3 abstützt. Durch einen geeigneten Eintreiber oder ein ähnliches Werkzeug kann dann der Einsatzkörper 1 durch die Buchse 2 hindurch zur Gänze bzw* bis zum Anschlag in die Bohrung 3 eingetrieben werden; anschließend treibt man dann die sich gegebenenfalls nach dem Verschieben des Einsatzkörpers 1 etwas zusammenziehende Hülse oder Buchse 2 ein. Insbesondere für diese Art der Anwendung oder AnordnungIn a different arrangement of such a prepared one The assembly is the sleeve or socket 2 releasably on the insert body 1 (Fig. 3) placed where it is due to its own elasticity over the outer end of the truncated cone 10 of the insert body 1 contracts that the rear end 23 of the sleeve or socket at the constant diameter executed insert body part 12 for the purpose of holding the socket 2 on the insert body 1 under tension. if For the installation of the connecting or holding insert the socket 2 is to be removed, this can be easily achieved; but you can also use the insert body 1 and socket 2 existing assembly is initially jointly in a hole 3 introduce, the frontal cutting edge 21 of the somewhat elastically widened sleeve or socket 2 itself initially supported on the material of the component 4 on the circumference of the bore opening 3. By a suitable driver or a similar tool can then insert the insert body 1 through the socket 2 in its entirety or up to the stop driven into the bore 3; then one drifts then, if necessary, after moving the Insert body 1 somewhat contracting sleeve or bush 2 a. Especially for this type of application or arrangement
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der Baugruppe kann die Hülse oder Buchse 2 bereits in ungespannter Lage leicht kegelmantelförmig ausgebildet sein.of the assembly, the sleeve or socket 2 can already be designed in the form of a slightly conical envelope in the untensioned position.
In der Fig. 4 sind die Anordnung und die Art des Einbaues des Einsatzkörpers 1 und der Hülse oder Buchse 2 die gleichen wie vorher beschrieben; lediglich ist der Einsatzkörper 1 mit einem vorzugsweise Gewinde aufweisenden Bolzen oder Zapfen verbunden, der als Einschraubteil zur Aufnahme einerIn FIG. 4, the arrangement and the manner in which the insert body 1 and the sleeve or socket 2 are installed are the same as previously described; only is the insert body 1 with a preferably threaded bolt or Connected pin, which is used as a screw-in part for receiving a
en) Gewindemutter oder eines anderen mit Xnngewinde versehenen Bauteils dient.en) Threaded nut or another one provided with an Xnn thread Component is used.
In der besonderen Anordnung gemäß Fig. 5 ist der Einsatzkörper 1 an seinem Einsetzteil mit einer Verlängerung 15 prismatischer oder zylindrischer Ausführung versehen, deren Außenmaß dem Durchmesser des breiteren Endes des Kegelstumpfteiles des Einsatzkörpers 1 entspricht und gleichzeitig dem Durchmesser der Bohrung 3, die den Einsatzkörper aufnehmen soll. Die Verlängerung kann - abhängig von der gesamten Länge des Einsatzelementes - irgendeine gewünschte Länge aufweisen, die notwendig ist, beispielsweise eine Länge, die ein einwandfreies Zentrieren des Einsatzkörpers 1 in der Bohrung 3 sichert.In the particular arrangement according to FIG. 5, the insert body 1 provided at its insert part with an extension 15 of prismatic or cylindrical design, whose The outer dimension corresponds to the diameter of the wider end of the truncated cone part of the insert body 1 and at the same time that Diameter of the hole 3, which is to receive the insert body. The extension can - depending on the total length of the insert element - have any desired length, which is necessary, for example a length that allows proper centering of the insert body 1 in the bore 3 secures.
Die abweichende Ausführung gemäß Fig. 6 zeigt eine radial aufweitbare Buchse 2a, die innen konisch ist, und deren Innenwandfläche 24 mit der Außenwandfläche des. Kegelmantelteils 10 des Einsatzkörpers 1 zusammenwirkt, wenn die Hülse oder Buchse 2a aufgeweitet wird. Diese Hülse oder Buchse hat einen im wesentlichen grundsätzlich gleichbleibenden äußeren Durchmesser, ihre Außenfläche kann aber geriffelt, mit Kanten oder Zähnen 25 versehen oder in ähnlicher Art mit Vorsprüngen und/oder Vertiefungen geformt sein, um sich in die Innenwand der Bohrung 3 ein- oder fest anzupressen, welche den Einsatz bzw. das Halteelement aufnimmt. In gewissen FällenThe different embodiment according to FIG. 6 shows a radially expandable bush 2a, which is internally conical, and its Inner wall surface 24 with the outer wall surface of the cone shell part 10 of the insert body 1 cooperates when the sleeve or socket 2a is expanded. This sleeve or socket has a essentially constant outer diameter, but their outer surface can be corrugated, with edges or teeth 25 provided or similarly shaped with projections and / or depressions to fit into the inner wall to press or firmly press the bore 3, which receives the insert or the holding element. In certain cases
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erweist es sich als zweckmäßig, wenn die äußere Fläche der Buchse oder Hülse 2a auch eine Kegelmantelform hat oder eine solche Form bei ihrer Verwendung annimmt; diese Buchse kann natürlich auch eine Abscher- oder Meißelwirkung ausüben, wie es für die Hülse oder Buchse 2 der Anordnung nach den Fig. 1 bis beschrieben wurde; diese Kombinationen stellen günstige 'Weiterentwicklungen der Erfindung dar.it proves to be useful if the outer surface of the Bush or sleeve 2a also has a conical shell shape or assumes such a shape when used; this socket can naturally also exert a shearing or chiselling action, as is the case for the sleeve or bushing 2 of the arrangement according to FIGS has been described; these combinations represent favorable 'further developments of the invention.
Damit die Hülse oder Buchse 2 bzw. 2a leicht aufweitbar ist, hat sie einen axialen Schlitz 20, wie bereits beschrieben; dieser Schlitz 20 greift das Grundmaterial der Bohrungswand an und dringt mit seinen Kanten ein, so daß die Hülse oder I Buchse sich einer Drehung des fest eingebauten Halteeinsatzkörpery-l in der Bohrung J widersetzt. Die Hülse oder Buchse 2 bzw. 2a muß aber nicht geschlitzt sein, sie kann auch derart gewählt werden, daß sie sich lediglich durch ihre Verformung in eine kegeistumpfförmige Gestalt umwandelt, wenn sie an der Kegelfläche des Halteelements 1 in die Bohrung J eingetrieben wird.So that the sleeve or socket 2 or 2a can be easily expanded, it has an axial slot 20, as already described; this slot 20 engages the base material of the bore wall and penetrates with its edges, so that the sleeve or I Bush a rotation of the fixed retaining insert body y-l in hole J opposes. The sleeve or socket 2 or 2a, however, does not have to be slotted, it can also be selected in such a way that it is only differentiated by its deformation converts to a frustoconical shape when on the conical surface of the holding element 1 is driven into the bore J will.
Für die meisten praktischen Zwecke sind der Halteeinsatzkörper 1 und die Hülse oder Buchse 2a mit Kreisquerschnitt ausgeführt; es dürfte jedoch ohne weiteres klar sein, daß sowohl der Einsatzkörper als auch die Hülse oder Buchse eine ä von der Kreisform abweichende Querschnittsform haben können, d. h. elliptisch, quadratisch, sechseckig , oder überhaupt einen Querschnitt aufweisen können, der unregelmäßig ist. Außerdem und für Sonderzwecke können das Halteelement 1 und/oder die Hülse oder Buchse 2a statt aus einem geeigneten Metall auch aus anderem Material hergestellt werden, wie einem Kunststoffmaterial; dies empfiehlt sich besonders dann, wenn eine elektrische oder andere Isolation gewünscht wird, aber auch in besonderen Fällen zum besseren Zusammenwirken mit dem Material des Grundbauelements 4.For most practical purposes, the holding insert body 1 and the sleeve or socket 2a are designed with a circular cross-section; However, it should be readily apparent that both the insert body and the sleeve or socket may have a similar non-circular shape cross-sectional shape, that is elliptical, square, hexagonal, or may have a cross-section at all, which is irregular. In addition, and for special purposes, the holding element 1 and / or the sleeve or socket 2a can also be made of other material, such as a plastic material, instead of a suitable metal; this is particularly recommended when electrical or other insulation is desired, but also in special cases for better interaction with the material of the basic component 4.
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So kann der Halteeinsatzkorper 1 insbesondere dann aus Kunststoff oder anderem isolierendem Material sein, wenn er eine Metallschraube aufnehmen soll; in diesem Falle müßte die Gewindebohrung 11 an ihrem inneren Ende geschlossen oder eine Sacklochbohrung sein, man kann aber auch einen Kunststoffhalte· einsatzkörper 1 um einen Metallbolzen oder Zapfen ähnlich Fig. 4 herum formen oder pressen, um die gewünschte, für den Einsatz zweckmäßige konische oder pyramidenstumpfartige Form zu haben.Thus, the holding insert body 1 can in particular be made of plastic or other insulating material when it to accommodate a metal screw; In this case, the threaded bore 11 would have to be closed at its inner end or a Be a blind hole, but you can also use a plastic holding insert body 1 around a metal bolt or pin similar Fig. 4 shape or press around to the desired, for the Use appropriate conical or truncated pyramid shape to have.
Es dürfte schließlich auch klar sein, daß die Gewindebohrung 11 oder der Schaft 14 des Verbindungs- oder Halteeinsatzkörpers 1 aus vollem Material bestehen, oder in anderer Weise geeignet geformt sein kann, entsprechend den besonderen Erfordernissen der Befestigung oder des Festlegens, und daß auch andere Abweichungen innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich sind.Finally, it should also be clear that the threaded bore 11 or the shaft 14 of the connecting or retaining insert body 1 consist of solid material, or may otherwise be suitably shaped, according to the particular Requirements of fastening or fixing, and that also other deviations within the scope of the invention possible are.
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