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Selbstschneidende Gewindebüchse zum Einsetzen in metallische oder
nichtmetallische Bauteile Bei der Erfindung handelt es sich um eine selbstschneidende
Gewindebüchse, die ein rechtsgängiges Innengewinde hat zur Aufnahme von Schrauben
und sonstigen Gewindeteilen und ein Außengewinde, das selbstschneidend wirkt. Eine
derartige Gewindebüchse ist einsetzbar in gebohrte, gestanzte oder spanlos geformte
Löcher.
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Es gibt GewindebUchsen bzw. Gewindeeinsätze verschiedener Art, die
dazu dienen, eine hoch beanspruchbare Gewindeverbindung zu schaffen, und zwar insbesondere
in allen Werkstoffen, die eine relativ geringe Scherfestigkeit haben. Das sind also
Stoffe, bei denen die Gefahr besteht, daß bei einer hohen Beanspruchung die Gewindegänge
ausreissen.
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Eine selbstschneidende und selbsthemmende Gewindebüchse dieser Art
ist z.B.- durch die Deutsche Patentschrift Nr. 863 575 bekannt. In diesem Falle
handelt es sich aber um eine Büchse, die innen und außen ein rechtsgängiges Gewinde
hat.
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Hat man eine solche Büchse mit einem rechtsgängigen Außengewinde
eingedreht, dann kann es unter ganz bestimmten Betriebsverhältnissen, besonders
bei Geräten in der Chemie, usw., eintreten, daß durch Korosion usw.
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ein Festfressen der Schraube in dem Innengewinde eintritt.
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Beim Lösen einer. solchen Schraube kann es nun, wie bereits vorerwähnt,
unter bestimmten Voraussetzungen der Fall sein, daß das Lösemoment zwischen dem
Schraubengewinde und dem Innengewinde größer ist als-das Lösemoment am Außengewinde,
Die Folge ist, daß bei diesen speziellen Fällen bzw. Betriebsverhältnissen die Möglichkeit
besteht, daß die Einsatzbüchse aus dem umgebenden Werkstück herausgedreht wird.
Es besteht daher die Aufgabe, dies zu vermeiden, d.h. die Büchse soll eine feste
und dauerhafte Verbindung in metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird bei einer Gewindebüchse der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß sie ein linksgängiges Außengewinde aufweist. Die Aufgabe
wird bei einem linksgängigen Innengewinde erfindungsgemäß in gleicher Weise durch
ein rechtsgängiges Außengewinde gelöst.
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Wenn also eine Schraube oder ein Gewindeteil mit Rechtsgewinde herausgedreht
wird, dann wird bei dem linksgängigen Außengewinde die Büchse nicht herausgedreht,
sondern eher nach innen in das Werkstück hineingedreht. Ein Hineindrehen wird in
dem normalen Fall gar nicht eintreten, da das Drehmoment, welches die Büchse weiter
nach innen bewegt, so hoch ist, daß es größer ist, als das Lösemoment zwischen Schraube
und Innengewinde.
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Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt die Büchse 1 innen und außen ein über
die ganze Länge sich erstreckendes Gewinde 3. Das Innengewinde 2 ist ein rechtsgängiges
Gewinde und dient zur Aufnahme einer Schraube oder eines anderen Gewindeteiles.
Das Außengewinde 3 ist ein linksgängiges Gewinde. Am unteren Teil, also dem Teil,
das zuerst in das Werkstück eingeführt wird, befindet sich ein Konus 4, der sich
über die Länge a erstreckt.
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Außerdem besitzt die Büchse einen Schlitz 6 mit der Länge b. Dieser
Schlitz durchdringt die Büchsenwandung und bildet so an den Gewindegängen schneidende
Flächen 5.
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Dadurch wird der Effekt des Selbstschneidens ähnlich wie bei einem
Schneid-bohrer erzielt. Die Konuslänge a ist etwas kürzer als die Schlitztiefe b.
Dadurch wird erreicht, daß sich innerhalb des Schlitzbereiches vorschneidende Gänge
und fertigschneidende Gänge bilden.
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Im Bereich c, über den sich der Konus nicht mehr erstreckt, befinden
sich dann etwa zwei fertigschneidende Gänge. Das ist sehr wichtig, da die Büchse
einerseits das Gewinde selbst schneidet, andererseits aber nicht wie ein Schneidbohrer
das Gewinde voll ausschneiden soll, sondern bei den letzten Umdrehungen mit einem
höheren Drehmoment eingedreht wird, wodurch ein Festsitz in dem umgebenden Material
erzielt wird.
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Beim Eindrehen bzw. Einschneiden werden die stehengebliebenen Segmente
im Bereich des Schlitzes um ein geringes Maß zusammengedrückt. Ein Gewindeteil oder
eine Schraube, die in die Büchse eingedreht wird, drückt beim Eindringen in den
geschlitzten Bereich, die nach den Büchseninneren zusammengedrückten Segmente mit
einer hohen Kraft in die Gewindegänge der Lochwandung des Werkstückes zurück.
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Dadurch entsteht eine hohe Sicherheit des Kraftschlusses zwischen
dem Außengewinde der Büchse und dem Werkstück einerseits und andererseits zwischen
dem eingeschraubten Gewindeteil und dem Innengewinde der Büchse.
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Das Maß der Selbstsicherung des Gewindeteiles in der Büchse hängt
verständlicherweise von der Größe des Bohrloches ab. Die Bohrlochgröße wiederum
ist abhängig von dem Kerndurchmesser des Außengewindes der Büchse und auch von der
Art des Werkstückmaterials.
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Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht von unten, das heißt also von der Schlitzseite
her auf die Büchse. Das Bild zeigt einen einfachen Schlitz 6. Es kann auch ein Kreuzschlitz
oder auch mehrfache Schlitzung vorgesehen werden.
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Die Fig. 3 zeigt eine andere Variante der schneidenden Büchse. In
diesem Falle hat die Büchse 1 wiederum ein Innengewinde 2 und ein linksgängiges
Außengewinde 3, und ebenso einen konischen Teil 4. Anstelle des Schneidschlitzes
ist aber hier eine Schneidbohrung 7 vorgesehen.
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Diese Schneidbohrung 7 ist wiederum so gestaltet, daß sich im Bereich
a vorschneidende Gänge und anschließend im Bereich c etwa 1 bis 2 fertigschneidende
Gänge befinden. Diese Ausführung mit der Schneidbohrung ist besonders geeignet für
Werkstoffe höherer Festigkeit.
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Auch diese Büchse hat natürlich wieder ein linksgängiges Aussengewinde,
um den der Erfindung zugrunde gelegten Effekt zu erzielen.
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Es sei noch erwähnt, daß eine solche Büchse aus verschiedenen metallischen
Werkstoffen bestehen kann. Bei Stahlbüchsen kann diese gehärtet oder J e nach dem
Verwendungszweck auch ungehärtet sein. Bezüglich des Innengewindes bedarf es keines
besonderen Hinweises, daß das Innengewinde Je nach Art der Verwendung ein verschiedenartiges
Gewindeprofil und auch verschiedenartige Ganghöhen haben kann. Bei dem Außengewinde
besteht ebenfalls die Möglichkeit, feinere oder grobgängige Gewinde und auch solche
mit hohen Steigungen zu verwenden.
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Es ist bekannt, daß man z.B. Gewindebüchsen mit einem rechtsgängigen
Außengewinde wie eingangs erwähnt auf ein Werkzeug mit einem Gewindezapfen aufnimmt,
der in das Innengewinde der Büchse eingeschraubt wird, und in diesem Zustand in
das Werkstück von Hand oder mit Hilfe einer Maschine eindreht.
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In diesem Falle muß die Drehrichtung des Eindrehwerkzeuges in dem
Augenblick des valiendeten Eindrehen der Büchse wechseln. Sodann schraubt sich der
Gewindezapfen des Werkzeuges aus der Büchse heraus.
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Bei der dieser Erfindung zugrundeliegenden neuartigen Gewindebüchse,
bei der das Innengewinde rechtsgängig und das Außengewinde linksgängig ausgebildet
ist, kann das Eindrehen natürlich nicht in der vorbeschriebenen Art erfolgen. Man
verwendet hierzu ein einfaches Werkzeug, auf das die Büchse aufgesteckt wird, und
zwar kann das Werkzeug so ausgebildet sein, daß Vorsprünge angebracht sind, die
in den Schlitz 8, s. Fig. 1, eingreifen, und so die BUchse beim Eindrehen in das
Werkstück mitnehmen.
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AndererSetts können natürlich auch, so wie es die Fig. 4 zelt, stirnseitig
zwei oder mehr kurze Bohrungen 9 angebracht
sein. Es ist dabei
daran gedacht, daß ein zylindrisch ausgebildeter Werkzeugschaft 2 oder mehr kleine
Vorsprünge bzw. Stifte hat, die in die Bohrungen 9 eingreifen. Weiterhin könnte
auch, wie es die Fig. 5 zeigt, die Büchse 1 an ihrer Kopfseite einen Bund 10 tragen.
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Dieser Bund kann ein Ringbund sein, der 2 Abflachungen hat, er kann
auch vierkantig sein oder eine Sechskantform usw. haben. Das Eindrehwerkzeug müßte
dann eine entsprechende Vertiefung haben, die diese Bundform, also rund mit zwei
Abflachungen, bzw. Sechskant oder Vierkant aufnimmt, wobei dann das Eindrehen der
Büchse erfolgen kann.
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Außerdem besteht die Möglichkeit, daß die in den Schlitz 8 oder die
Bohrung 9 eingreifenden oder auch die den verschieden geformten Bund umschließende
Werkzeugvertiefung mit federnden Organen, z.B. kleine Sperrkugeln mit Federdruck,
versehen sind. Diese Maßnahme dient dazu, die Gewindebüchse 1 beim Ansetzen an das
Eindrehwerkzeug gegen Herunterfallen zu schützen. Diese federnde Kraft, die die
BUchse hält, muß naturgemäß ganz klein sein, da das Eindrehwerkzeug sofort nach
dem erfolgten Eindrehen der Büchse aus dieser achsial herausgezogen wird, ohne Drehrichtungswechsel.
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Es wurde bewußt darauf verzichtet, Eindrehvorrichtungen bzw. einfache
Eindrehwerkzeuge, die wie vorbeschrieben in einen Schlitz oder Vertiefung eingreifen
bzw. einen Bund umschließen, hier im einzelnen darzustellen, da es sich um Vorrichtungen
bekannter Art handelt, die außerdem nicht zu dem Grundgedanken dieser Erfindung
gehören.