DE2303288A1 - Verfahren und vorrichtung zum einsetzen von inserts - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum einsetzen von inserts

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DE2303288A1
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John Matthew Tildesley
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Precision Screw and Manufacturing Co Ltd
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Precision Screw and Manufacturing Co Ltd
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Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einsetzen von Inserts
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsetzen von Inserts in einen Körper aus Kunstharz und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Solche Inserts sind üblicherweise mit "einer Bohrung mit Innengewinde versehen, die nachher eine Befestigungsschraube oder ähnliches aufnehmen soll, oder sie weisen einen Gewindestehbolzen auf, der aus dem Kunststoff material hervorragt und entsprechend einen Befestigungspunkt bilden.
Bekanntlich werden Inserts mit einem Muster von Längsnuten versehen, die sich Üblicherweise axial über die äußere Oberfläche des Inserts erstrecken.
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Sie werden so in das Kunststoffmaterial gepreßt, daß die Längsnuten komplimentäre Keilnuten in das Material schneiden. Hierdurch wird wohl eine hohe Verdrehsicherheit das Inserts relativ zum Material erreicht, jedoch ist kein, oder nur ein geringer Widerstand gegenüber herausziehenden oder axialen Lasten vorhanden.
Man kenntauch Inserts, die mit wendel- oder schraubenförmig gewundenen Nuten versehen sind. Sie können in das Kunststoffmaterial mit einer kombinierten Dreh- und Axialbewegung gedrückt werden. Hierdurch ergibt sich ein Widerstand gegen das Herausziehen (Axiallast) und auch gegenüber einer Drehbewegung in einer Rieht ung(Dr ehlast). Wenn jedoch die Inserts in der entgegengesetzten Drehrichtung belastet werden, können sie sich aus dem Werkstück herausdrehen. Der Widerstand gegenüber dem Entfernen des Inserts hängt also von der Richtung der wirkenden Kräfte ab.
Es sind auch Inserts bekannt, die mit zwei wendel- oder schraubenförmig genuteten Teilen versehen sind, wobei die Nuten in entgegengesetzter Richtung oder in entgegengesetztem Drehsinn verlaufen. Wenn solch ein Insert richtig eingesetzt ist, weist es einen besonders hohen Widerstand gegenüber herausziehenden Lasten und gleicherweise einen Widerstand gegenüber herausschraubenden "Kräften in beiden Drehrichtungen-auf. Bei solchen Inserts besteht das Problem darin, sie auf zufriedenstellende Weise in Kunststoffmaterial einzusetzen.
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Es ist auch allgemein bekannt, Inserts mit ringförmigen Vertiefungen oder Rillen zu versehen, die sich als Ergebnis der Einsetzmethode mit dem Kunststoffmaterial füllen können. Dies erhöht den Ausreißwiderstand, der überwunden werden muß, um das Insert aus dem Kunststoffmaterial zu entfernen.
Um Inserts in ein Kunststoffwerkstück einzusetzen, ist es neben der direkten Anwendung von Druck auch bekannt, sie in situ einzugießen, d.h., flüssiges Kunststoffmaterial in eine Ausnehmung zu injizieren,.in welcher das Insert in der gewünschten Lage angeordnet ist: Außerdem gibt es das Verfahren (insbesondere im Falle des Inserts mit zwei Teilen mit Nuten von'entgegengesetzter Steigung), das Insert mit Hilfe von Ultraschallschwingungen einzusetzen, wodurch das Kunststoffmaterial dazu gebracht wird, in die Zwischenräume zu fließen.
Trotz der verfügbaren Auswahl von Konstruktionen und Einsetzverfahren ist die Anwendung solcher Inserts in Kunststoffmaterial begrenzt. Es besteht daher die Aufgabe, ein Einsetzverfahren zu entwickeln, die ein rasches und sicheres Einsetzen der Inserts in Kunststoff material ermöglicht.
* Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem das Insert zuerst erhitzt und dann in das Kunststoffmaterial gedrückt wird.
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Die Temperatur, auf welche das Insert erhitzt wird, hängt von der Art des Kunststoffmaterials und -teiles ab, in dem ein Insert eingesetzt werden soll, von der Masse des Inserts (also von seiner Wärmekapazität) und von der Art der Vorrichtung (also von der Abkühlzelt und/oder -geschwindigkeit). Wenn das Insert erhitzt wird und dann von der Erhitzungszone zur Eindrückstation befördert wird, ergibt sich während der Beförderung ein Wärmeverlust. Diesem Wärmeverlust muß dadurch Rechnung getragen werden, daß die Inserts über die ideale Temperatur hinaus erhitzt werden. Sie sind dann auf die richtige Temperatur abgekühlt, wenn sie eingesetzt werden. Es wurde jedoch experimentell gefunden, daß bezüglich dieses Punktes eine breite Toleranz vorhanden ist. Temperaturen, die so hoch sind, daß sie das Kunststoff material verschmoren, müssen jedoch vermieden werden: Das Einsetzen der Inserts kann über einen breiten Temperaturbereich erfolgen. Es stellt sich auch heraus, daß die Kräfte und/oder Momente, die zum Herausziehen und/oder Herausdrehen relativ einfacher Inserts erforderlich sind, wesentlich höher liegen, als bei den Inserts, die nach einem der bekannten Verfahren eingesetzt, werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Einsetzen von Inserts in Kunststoffmaterial, bestehend aus einer Teilvorrichtung zum Erhitzen des Inserts, einer Teilvorrichtung zum Transport des Inserts von einer Erhitzungszone zu einer Einsetzzone, und einer Teilvorrichtung an der Einsetzzone
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zum Einsetzen des erhitzten Inserts in das Kunststoff material.
Die Erfindung ist von primärer Bedeutung in Zusammenhang mit thermoplastischen Kunstharzmaterialien. Sie ist jedoch auch nützlich und möglicherweise sogar noch bedeutender in Zusammenhang mit Duroplasten auf Kunstharzbasis.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt in Seitenansicht schema ti sch eine relativ einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte 10 mit einer senkrechten Säule 12, welche einen Kopf 14 trägt. Dieser ist auf der Säule in Richtung der Pfeile A beweglich. Auf der Säule ist ein feststehendes Lager 16 befestigt, das in seiner Lage auf der Säule einstellbar sein kann. Eine Rückstellfeder 18 ist zwischen dem Lager und einem oberen Teil des Kopfes 14- «ingespannt. Die Feder hat die Aufgabe, den Kopf in die gezeichnete obere Lage zurückzubringen.
Ein Hebel 20 ist im Lager 16 drehbar angebracht und trägt einen Stift 22, der von einem L-förmigen Schlitz 24, 26 im Kopf 14 aufgenommen wird. Bei einer Bewegung des Hebels nach unten in Richtung des Pfeiles B verschiebt der Stift 22 den Kopf auf der Säule 12 nach unten, Dabei wandert der Stift 22 entlang dem horizontalen T.eilstück 24 des Schlitzes und
tritt schließlich in den vertikalen Teil 26 des ■' 309834/0794
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Schützes ein, worauf der Kopf 14 durch die Feder wieder nach oben gebracht wird. Läßt man den Hebel los, wird er durch die Feder zurückgeführt und der Stift kehrt entlang dem Teilstück 24 des Schlitzes zurück.
Der-Kopf enthält eine elektrisch beheizte Spitze 28, einen geeigneten Transformator und anderes Kontrollgerät.
Der Ständer aus den Teilen 10, 12 und 16 bis 26 kann durchaus denen ähnlich sein, die für elektrische Bohrer verwendet werden. Er unterscheidet sich jedoch von diesen durch die automatische Rückholvorrichtung, die von dem Ir-förmigen Schlitz gebildet wird. Die Kopfteile 14 und 18 können im Prinzip einem elektrischen Lötkolben ähnlich sein. Nur soll die Spitze 28 aus einem zylindrischen Teil bestehen und gerade so groß sein, daß sie in die Bohrung der Inserts eingeführt werden kann, die in ein Werkstück eingesetzt werden sollen.
In der Praxis können die Inserts der Spitze 28 Beispielsweise durch einen Rüttelförderer, durch geneigte Führungsschienen oder durch irgendeinen gewünschten Steuerungsmechanismus zugeführt werden, der die .Inserts nacheinander auf die Spitze 28 aufbringt. Die Abmessung der Spitze 28 kann so sein, daß sich jeweils mit der Bohrung der Inserts ein Paßsitz ergibt. Dadurch bleibt
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das Insert ohne anderen Halt für eine bestimmte Zeit auf der Spitze, während der von der. Spitze auf das Insert Wärme übertragen wird. Üblicherweise beträgt diese Zeit größenordnungsmäßig 3 see.
Das Werkstück, in das das Insert eingesetzt werden soll, ist durch die gestrichelte Linie 30 angedeutet und befindet sich unter der Spitze beispielsweise in irgendeiner geeigneten Einspannvorrichtung. Mit ihrer Hilfe wird- ein Führungsloch im Werkstück auf die Spitze ausgerichtet und die Oberfläche des Werkstückes, in das die Befestigung eingepflanzt werden soll, ist in geeignetem vertikalem Abstand angeordnet. Wenn der Hebel 20 in Richtung des Pfeils B betätigt wird, wird das Insert auf der Spitze in das Werkstück hineihgedrückt. Wenn es die erwünschte Lage im Werkstück erreicht hat, kommt der Schlitz zur Wirkung und führt die Spitze 28 zurück. Dadurch wird verhindert, daß das Insert zu weit in die Werkstücke gedrückt werden.
Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser einfachen Vorrichtung nur relativ wenig Geschicklichkeit der Bedienungsperson notwendig ist. Die Inserts können durch einen leichten stetigen Druck eingesetzt werden, und es ist beachtenswert, daß die Erwärmupg auch während des eigentlichen Einsetzens anhält, bis die Spitze schließlich zurückgezogen wird, wobei sie das Insert in das Werkstück eingesetzt zurückläßt.
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Die Temperatur der Spitze wird vorzugsweise thermostatisch geregelt.
Die obenbeschriebene Vorrichtung ist für eine rein axiale Bewegung der Spitze, die das Insert trägt, ausgelegt. Wenn gewünscht, kann die Spitze jedoch auch für eine Drehbewegung ausgelegt werden, beispielsweise zwischen einer ersten Station, bei der ein Insert aufgenommen wird, einer zweiten Station, bei der die Erhitzung vorgenommen wird, und einer dritten Station, bei der das Insert in das Werkstück eingesetzt wird. In diesem Falle können verschiedene einstellbare Haltestellungen vorgesehen werden, um die Dreh- und Axialbewegungen zu steuern. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Inserts in einem einzelnen Werkstück eingesetzt werden, ohne das Werkstück von seiner Unterlage und seiner Einspannvorrichtung zu bewegen.
Die Vorrichtung kann auch mehrere, eine Drehbewegung ausführende Spitzen aufweisen, die nach Art eines Revolverwerkzeugs(Aufnahme, Erhitzen, Einsetzen) arbeiten. Bei entsprechend ausgebildeten Inserts kann es angebracht sein, daß die Spitze beim Einsetzen des Inserts neben einer Axialbewegung eine Drehbewegung auszuführen vermag.
ANSPRÜCHE
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Claims (5)

  1. Dipl.-Ing.
    Dipl.-Ing.
    Rolf Churner 89 Augsburg, den 23. Januar 1973
    Patentanwälte · .
    Augsburg 31 · Postfach242 Rehlingenstraße 8
    PottsAedJconto; München Nr. 74539
    6290/02/UO/sr
    ANSPRÜCHE
    Verfahren zum Einsetzen von Inserts in einen Körper aus Kunstharz, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß das Insert zuerst erhitzt und dann in ,das Kunststoff material gedrückt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Insert vor und während des Einsetzens erhitzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch beheizte Spitze das Insert während der Erwärmung und des Einsetzens berührt und trägt.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine elektrisch beheizte Spitze aufweist die in axialer Richtung verschieblich in Richtung auf das Werkstück, in welchen das Insert einzusetzen ist, angeordnet 1st.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hebelmechanismus für die axiale Verschiebung vorgesehen ist, wobei ein Hechanisaus von einem Stift und eines Schlitz die Spitze automatisch vom Insert zurückzieht, wenn das Einsetzen abgeschlossen ist.
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    Leerseite
DE2303288A 1972-02-08 1973-01-24 Verfahren und vorrichtung zum einsetzen von inserts Pending DE2303288A1 (de)

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