DE2415941A1

DE2415941A1 - Selbstschneidender und sich selbst verankernder schraubengewindeeinsatz

Info

Publication number: DE2415941A1
Application number: DE2415941A
Authority: DE
Inventors: Peter E Kraus; Kenneth C Newton
Original assignee: Mite Corp
Current assignee: Mite Corp
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1974-04-02
Publication date: 1975-03-20
Also published as: AU7729175A; US3866509A; SE7402991L; CH570562A5; CA988819A; IL44354A; SE389380B; IT1008410B; FR2241716A1; IL44354A0; AR198734A1; DE2415941B2; BR7404169A; GB1415815A; AU479971B2; IN140204B; BE812661A

Description

25 126

Mite Corporation, Danbury, Conn. / USA

Selbstschneidender und sich selbst verankernder Schraubengewindeeinsatz

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbstschneidenden und sich selbst verankernden Schraubengewindeeinsatz mit einem mit Außengewinde versehenen Hauptteil aus relativ hartem, starren Material mit mindestens einem hohlen, vorderen Endabschnitt, der durch eine rohrförmige Wand mit Windungen eines Außengewindes gebildet wird, die zum Schneiden eines Muttergewindes in die Wand einer Aufnahmebohrung in einem Stammkörper aus relativ weicherem, starren Material unterbrochen sind, wobei der

509812/0262

Hauptteil des Schraubengewindeeinsatzes ein vorderes Ende, einen vorderen Endabschnitt, ein hinteres, gerades Ende und einen dazwischenliegenden Mittelabschnitt aufweist, und die aufeinanderfolgenden Windungen des Außengewindes des letzteren vollen Durchmesser aufweisen und die des vorderen Endabschnitts progressiv keglig verjüngt sind, so daß die Tiefe des Gewindes in Richtung des vorderen Endes verringert ist.

Bei derartigen Schraubengewindeeinsätzen ist zumindest der hintere Endabschnitt der Durchgangsbohrung mit einem Innengewinde zur Verankerung durch Schrauben versehen, wenn es sich um eine rohrfo^mige Hülse handelt. Wenn es sich um einen Bolzen oder Stift handelt, kann der vordere Endabschnitt mit einer Senkbohrung versehen sein. In jedem Fall ist die Außenseite mit Schneidkanten versehen, die ein Innengewinde in die Wände zylindrischer Führung sbohrungen schneiden, die in aufnehmenden Stammkörpern aus Materialien ausgebildet sind, die weicher als die des Schraubengewindeeinsatzes sind.

In der US-PS 2 455 885 werden verschiedene Ausführungsformen solcher selbstschneidender Gewindeeinsätze vorgeschlagen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der sich keglig verjüngende, vordere Endabschnitt mit am Umfang mit Abstand angeordneten, sich längserstreckenden Schlitzen versehen, die nach innen durch die Wand des Hülsenkörpers in die mit Innengewinde versehene Bohrung hindurchgehen, um hintere Flanken mit Schneidkanten und dazwischenliegende, federnde Finger oder Zungen zu bilden, die als Verankerungseinrichtungen dienen. Bei dieser Ausführungsform gelangen Späne, die aus der Wand der Führungsbohrung des Stammkörpers geschnitten werden, durch die Schlitze in die mit Innengewinde versehene Bohrung und verschmutzen deren Windungen. Aufgrund der Einwärtsbiegung der Finger oder Zungen, welche während des drehenden Einschraubens beim Gewindeschneiden die Schneidkanten an ihren hinteren Flanken bilden, besteht auch eine Neigung dazu, keine Windungen mit dem vollen Durchmesser und den dazwischenliegenden Wurzelwindungen zu schneiden, so daß der folgende volle

509812/0262

Durchmesser und die ununterbrochenen, äußeren Windungen des Gewindes des Einsatzes einen zu engen und unkontrollierbaren Preßsitz mit dem Innengewinde des Stammkörpers haben. Dieses führt zur Entwicklung eines Grades des Festpressens, daß ein Brechen des Einbauwerkzeugs riskiert wird, das am wahrscheinlichsten in metallischen Stammkörpermaterialien auftritt. Oder der Gewindeeinsatz kann dazu neigen, zu fest durch die sich biegenden Zungen oder Finger auf das Einbauwerkzeug geklemmt zu werden, um dieses wirksam und genau herauszubringen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 der US-PS 2 455 885 wird vorgeschlagen, daß die Schneidkanten durch im allgemeinen längsverlaufende Nuten gebildet werden, welche einen Durchgang zum Innengewinde der Späne des Stammkörpers vermeiden sollen; jedoch stellt der Anmelder in der Beschreibung fest, daß keine entsprechende, festhaltende Verbiegung der Streifen der Wand des Einsatzes zwischen diesen Nuten vorhanden ist.

Die US-PS 3 174 521 beschreibt eine selbstverriegelnde Schraube, die einen mit Außengewinde versehenen,massiven Schaft aufweist, der mit einer Querbohrung versehen ist, in die ein kegliger Stift quer hindurchgetrieben wird, um diesen Bereich der Schraubenwindungen an gegenüberliegenden Seiten dieser durchgehenden Bohrung nach außen auszubeulen, so daß diese als Verriegelungseinrichtung dienen, um einen Festsitz mit dem Innengewinde in einem'entsprechenden Stammkörper oder einer Mutter herbeizuführen. Diese Patentschrift schlägt jedoch weder ein Selbstschneiden in diesem Zusammenhang noch einen Schraubengewindeeinsatz vor, der mit einer Kombination einer selbstschneidenden und sich selbst verankernden Einrichtung ausgerüstet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen praktischen selbstschneidenden und sich selbst verankernden Schraubengewindeeinsatz oder Stift-bzw. Bolzeneinsatz zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein im allgemeinen längsverlaufender, örtlicher Bereich an mindestens

509812/0 262

einer Außenseite der rohrförmigen Wand des hohlen, vorderen Endabschnittes vom vorderen Ende des Schraubengewindeeinsatzes nach hinten bis in den Mittelabschnitt, mindestens über den Bereich von den ersten zwei, vollen Durchmesser aufweisenden Windungen des letzteren verläuft und seitlich nach außen verformt ist, so daß er in einem begrenzten Maß radial nach außen ragt, wodurch er einen zusammengesetzten, ausgebauchten Abschnitt bildet, in dem die Teile der Windungen des Außengewindes, welche diesen örtlichen, ausgebauchten Abschnitt durchkreuzen, gebuckelt sind, so daß mit Buckeln versehene Gewindeabschnitte vorhanden sind, welche weiche übergänge an den vorderen und hinteren Kanten des ausgebauchten Abschnittes mit den benachbarten, kreisförmigen Teilen dieser Windungen aufweisen, daß der örtliche, ausgebauchte Abschnitt eine vordere Zone aufweist, die mit einer sich im allgemeinen längserstreckenden, die Windungen des Außengewindes unterbrechenden Nut versehen ist, die sich nach vorn über die Windungen im Außengewinde in dieser Zone von einem Punkt hinter mindestens der ersten, vollen Durchmesser aufweisenden Windung des Mittelabschnittes bis zum vorderen Ende erstreckt, ohne die Wand des Hülsenkörpers nach innen hin zu durchbrechen, wobei die beim Drehen hinten liegenden Seite der Nut und die abgetrennten Enden der Windungen des Außengewindes in derselben Schneidkanten zur Herstellung des Innengewindes in der Wand des aufnehmenden Loches des Stammkörpers beim Einschrauben des Schraubengewindeeinsatzes in denselben bilden, und wobei mindestens eine, vollen Durchmesser aufweisende, ununterbrochene Windung des Mittelabschnitts einen solchen Buckel aufweist, wo sie den ausgebauchten Abschnitt kreuzt, und daß dieser mit dem Innengewinde des Stammkörpers nach vollständigem Einsetzen des Schraubengewindeeinsatzes in den Stammkörper eine den Schraubengewindeeinsatz verankernde Einrichtung bildet.

Durch die Erfindung wird so in einzigartiger Weise ein selbstschneidender und sich selbst verankernder Schraubengewindeeinsatz bzw. Gewindestift geschaffen, indem seine Außenseite an

509812/0262

einer oder mehreren Stellen mit einem in Längsrichtung verlaufenden, örtlichen Bereich versehen wird, der nach außen hin ein wenig verformt ist, so daß er in einem begrenzten Maß radial nach außen ragt, um einen zusammengesetzten, ausgebauchten Abschnitt zu bilden, in welchem die Abschnitte der Windungen des Außengewindes, die diesen gebauchten Abschnitt kreuzen, gebuckelt sind. Eine vordere Zone eines solchen ausgebauchten Abschnittes ist mit einer sich im allgemeinen längserstreckenden Nut versehen, welche die vorderen Buckelabschnitte der Windungen unterbricht, um unterbrochene Windungen als wirksame Schneidkanten zu schaffen. Diese Schneidkanten bilden die entsprechenden Windungen des Innengewindes beim drehenden Einschrauben des Schraubengewindeeinsatzes in der Wand des aufnehmenden Loches des Stammkörpers, während ein ununterbrochener Buckelbereich mindestens einer, vollen Durchmesser aufweisenden, folgenden Windung als wirksame und gesteuerte Verankerungseinrichtung, dient.

Ferner wird durch diese zusammenwirkenden Merkmale der Erfindung ein selbstschneidender und sich selbst verankernder Schraubengewindeeinsatz ohne Zerstörung der mit Innengewinde versehenen Bohrung der Hülse geschaffen, um so ein genaues Verankern einer Schraube oder eines Stiftes mittels eines Gewindes in demselben sicherzustellen.

Der erfindungsgemäße Schraubengewindeeinsatz zeichnet sich durch einen Körper bzw. eine Hülse aus relativ hartem, starrem Material aus, z.B. Kohlenstoff-, rostfreiem oder plattiertem Stahl, Messing, relativ harte Aluminiumlegierungen oder andere geeignete Materialien, die merklich härter als das Material des Stammkörpers sind. Das merklich weichere und relativ feste Material des Stammkörpers kann z.B. eine Guß- oder Knetlegierung von Aluminium oder Zink sein, gegossenes Magnesium oder relativ starre Kunststoffe, die merklich weicher als das Einsatzmaterial sind.

Der Körper des Schraubengewindeeinsatzes hat ein vorderes Ende, einen vorderen Endabschnitt, ein hinteres, gerades Ende und einen

509812/0262

— 6 —

dazwischenliegenden Mittelabschnitt. Er ist mit einem Außengewinde herkömmlicher oder gewünschter Art versehen/ das vom vorderen Ende bis durch den Mittelabschnitt zumindest bis zu einem Punkt reicht, der normalerweise in dem aufnehmenden Loch des Stammkörpers liegt, wenn der Schraubengewindeeinsatz vollständig eingesetzt ist. Die Windungen des Außengewindes im Mittelabschnitt haben vollen Durchmesser, während die am vorderen Ende keglig verjüngt sind, um die Gewindetiefe nach vorn zum vorderen Ende des Schraubengewindeeinsatzes hin zu verringern.

Für die wirksame Anwendung der vorliegenden Erfindung ist es wichtxg, daß der Radius am schneidenden, vorderen Ende mindestens einer-., vollen Durchmesser aufweisenden, unterbrochenen Windung des Außengewindes im Mittelabschnitt ein wenig größer als der Nennradius einer solchen Windung in den Teilen des Einsatzes ist, die nicht durch einen solchen ausgebauchten Abschnitt in Querrichtung ein wenig vergrößert sind. So soll sich die im allgemeinen längsverlaufende Nut entlang der Kuppe eines solchen ausgebauchten Abschnittes in die und mindestens durch die erste, vollen Durchmesser aufweisende Windung des Außengewindes unmittelbar hinter der letzten Windung des sich keglig verjüngenden, vorderen Endes erstrecken, so daß die schneidende Spitze dieser ersten unterbrochenen Windung des Mittelabschnitts an der hinteren Seite der Nut im wesentlichen auf diesem etwas größeren Radius von der Achse des Schraubengewindeeinsatzes angeordnet ist. Dieser ausgebauchte Bereich kann in Querrichtung so geformt sein, daß der höchste Punkt seiner Kuppe eine relativ merkliche Breite aufweist. Es ist die Aufgabe dieser erhöhten schneidenden Spitze beim schraubenförmigen Einbringen in das Innengewinde, das vorher progressiv von den schneidenden Spitzen der Windungen im kegligen Abschnitt geschnitten wurde, die dem Material des Stammkörpers innewohnende Eigenschaft ein wenig zurückzufedern zu unterbinden, bei welchem der Einsatz genügend eingeschlossen würde, um einen so festen Sitz an den gebuckelten Gewindeabschnitten jedes ausgebauchten Bereiches zu schaffen, daß eine Verbindung

509812/0262

entstünde, die ein Brechen des sich drehenden Einsetzwerkzeuges und ein unvollständiges Einbringen des Schraubengewindeeinsatzes riskieren würde.

Es ist für eine wirksame Verankerung des vollständig eingebrachten Schraubengewindeeinsatzes grundsätzlich ebenso wichtig, daß sich mindestens eine, vollen Durchmesser aufweisende Windung des Mittelabschnittes mit einem gebuckelten Bereich über einen solchen ausgebauchten Abschnitt erstreckt, der nicht unterbrochen ist, d.h. nicht durch eine solche Nut abgetrennt ist, die dort zur Bildung einer Schneidspitze an einer Windung vorgesehen ist, so daß dieser gebuckelte Gewindeabschnitt und die ihn begleitenden, gebuckelten Ansätze zusammen einen ausgebauchten Abschnitt in Form des Bogens einer quer gerippten Ellipse bilden, die als Sicherungsfeder gegen die kreisförmige, gegenüberliegende, mit Innengewinde versehene Wand des selbst geschnittenen Loches des Stammkörpers wirkt. Ohne einen solchen federnden Abschnitt schneidet der Schraubengewindeeinsatz in dem aufnehmenden Loch des Stammkörpers ein Innengewinde, aber das Drehmoment zum Herausschrauben ist unerwünscht niedrig. Durch Einbeziehen von mehr als einer der vollen Durchmesser aufweisenden Windungen in den ausgebauchten Abschnitt und Weglassen der Unterbrechung desselben durch die Nut kann die Verankerungseigenschaft wahlweise stufenförmig gesteigert werden. Jede solche zusätzliche Windung stellt eine leicht bestimmbare Steigerung des Rückhaltebetrages dar, der bei einer besonderen Auswahl des Materials des Schraubengewindeeinsatzes und des Stammkörpers, der besonderen Größe des Schraubengewindeeinsatzes und der Aufgabe, die er erfüllen soll, sowie den Grad der ausgewählten Höhe der Ausbauchung, gewünscht wird. Gleichgültig, ob der Einsatz als rohrförmiger Einsatz oder massiver Stift mit einer Senkbohrung im vorderen Ende ausgebildet wird, so daß sein vorderer Endabschnitt eine im allgemeinen rohrförmige Wand hat, sollten einer oder mehrere ausgebauchte Abschnitte an dieser rohrförmigen Wand angebracht werden, um die gewünschten Verankerungseigenschaften vollständig zu verwirklichen.

509812/0262

Die Größe der gewünschten Haltekraft kann auch steuerbar durch wahlweises Steigern der Anzahl der örtlich vorgesehenen, ausgebauchten Abschnitte gesteigert werden. Um ein ausgeglichenes Einsetzen sicherzustellen, das im wesentlichen von Klemmneigungen frei ist, kann es erwünscht sein, den Einsatz mit mehreren solchen ausgebauchten Abschnitten in im wesentlichen gleichen radialen Winkelabständen, z.B. 90°, 120° und 180°,anzuordnen. Solange einer der örtlichen, ausgebauchten Abschnitte mit einer im allgemeinen längsverlaufenden Nut versehen ist, um in mindestens einer, vollen Durchmesser aufweisenden Windung eine Unterbrechung zu bilden, welche eine Schneidspitze mit einem größeren Radius im wesentlichen an der Kuppe eines solchen ausgebauchten Buckelabschnittes dieser Windung bildet, brauchen weniger als die gesamte Anzahl oder keiner der zusätzlichen, ausgebauchten Abschnitte mit einer solchen, im allgemeinen längsverlaufenden Nut versehen zu werden.

Die Größe der Höhe des ausgebauchten Abschnittes an der Kuppe der vollen Durchmesser aufweisenden, durch die Nut unterbrochenen Windung, d.h. die Höhe des Buckels der Windung über den benachbarten, kreisförmigen Abschnitten dieser Windung, sollte ziemlich klein oder gering sein, z.B. je nach Größe des Einsatzes etwa 0,025 bis 0,254 mm (0,001 bis 0,010"). Je größer der Durchmesser des Einsatzes ist, desto größer kann die kleine Differenz zwischen dem Radius des durch die gewindeschneidende Spitze der vollen Durchmesser aufweisenden Windung an der Kuppe ihres Bukkels beschriebenen Kreises und dem Radius der benachbarten, kreisförmigen Abschnitte dieser Windung innerhalb des gezeigten, ungefähren Bereiches sein.

Es kann auch gewünscht sein, ein wesentliches Gleichgewicht zwischen den Drehmomenten sicherzustellen, die erforderlich sind, um die Gewindeschneidwirkung der Spitzen der Windungen an den hinteren Seiten der Nuten zu bewirken, wenn mehrere derselben vorgesehen sind. Zum Beispiel kann ein Paar derselben an diametral

509812/0262 - 9 -

gegenüberliegenden Punkten oder an Viertelpunkten oder um 120 gegeneinander versetzt vorgesehen sein. Als wirksame Anordnung hat sich das Vorsehen dreier solcher örtlicher, ausgebauchter Abschnitte erwiesen, die um 120 zueinander versetzt angeordnet sind, wobei einer derselben mit einer im allgemeinen längsverlaufenden Nut versehen ist und die zusätzliche, ähnliche Nut diametral gegenüber der ersterwähnten außerhalb eines solchen örtlichen, ausgebauchten Abschnitts angeordnet ist.

Die örtlichen, längsverlaufenden, erhabenen, ausgebauchten Abschnitte in der äußeren Gewindeoberfläche des Einsatzes können in irgendeiner Weise hergestellt werden, wie es den Fachleuten bekannt ist. Zum Beispiel kann das Außengewinde durch einen Drehstahl oder Gewindestrehler ausgebildet werden, wenn der Rohling des Einsatzes axial gedreht wird, wobei dieses Werkzeug von einem Support getragen wird, der durch eine geeignete Einrichtung, z.B. einen Nocken, zu einer Querbewegung veranlaßt wird, wo solche ausgebauchten Abschnitte erzeugt werden sollen. Hierfür kann der Werkzeugsupport die Form eines Schwingarms mit einer Nockenrolle haben, die auf einem geeigneten, sich drehenden Nocken läuft. Die Steigung des Außengewindes kann beim Schneiden durch die Längsbewegung entlang der Achse des Einsatzrohlings relativ zum Werkzeugsupport oder umgekehrt bestimmt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in welcher bestimmte Teile zum besseren Verständnis stark vergrößert sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine vergrößerte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen selbstschneidenden und sich selbst verankernden Schraubengewindeeinsatzes,

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Schraubengewindeeinsatzes vom spitzen Ende her,

509812/0262 _ ₁₀ _

Fig. 3 eine geschnittene Einzelheit des in den Fig. 1 und 2

gezeigten Schraubengewindeeinsatzes, wobei der Schnitt längs durch die in Fig. 1 und Fig. 2 an der rechten
Seite gezeigte Nut verläuft, und

Fig. 4 eine Endansicht,ähnlich Fig. 2, eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gewindeeinsatzes.

Aus den Fig. 1 bis 3 ist zu ersehen, daß dieses Ausführungsbeispiel des darin dargestellten Gewindeeinsatzes 5 aus einer Hülse 6 mit einem schraubenförmigen Außengewinde 7 besteht und in
seiner axialen Bohrung mit einem ununterbrochenen Innengewinde
9 versehen ist. Diese mit Innengewinde versehene Hülse hat ein
vorderes, sich verjüngendes Ende 10, einen vorderen Endabschnitt 11, ein hinteres, gerades Ende 12 und einen Mittelabschnitt 13. Die aufeinanderfolgenden Windungen des Außengewindes am Mittelabschnitt haben den vollen Durchmesser und die am sich verjüngenden Endabschnitt 11 sind progressiv verjüngt, um die Gewindetiefe in Richtung des vorderen Endes 10 zu verringern, wobei diese Verjüngung herkömmlich ausgebildet ist und z.B. einen Winkel « von ungefähr 12,5 hat. Das Außengewinde 7 ist in den vorderen Windungen unterbrochen, um eine hintere Schneidkante herzustellen, welche abgeschnittene, spitze Enden dieser unterbrochenen Windungen aufweist, um beim Drehen ein Innengewinde in die Wand eines aufnehmenden Führungsloches in einem Stammkörper aus festem Material zu schneiden, das relativ weicher als das harte, feste
Material der Hülse 6 ist, wie später noch erläutert werden wird.

Ein im allgemeinen längs angeordneter Bereich 14-1 (Fig. 1 und 2) ist an einer Außenseite der Hülse 6 vom verjüngten Ende 10 nach hinten bis in den Mittelabschnitt 13 vorgesehen und erstreckt
'Sich mindestens über die ersten zwei Windungen hinaus, welche
vollen Durchmesser aufweisen. In den Fig. 1 bis 3 sind drei solcher, im allgemeinen längsverlaufender Bereiche 14-1, 14-2 und
14-3 mit im wesentlichen dem gleichen Winkelabstand, z.B. 120 ,

509812/0262

- 11 -

angeordnet. Mindestens die ersten zwei, vollen Durchmesser aufweisenden Windungen des Mittelabschnitts,rückwärts von dem vorderen Endabschnitt 11, sind in diese allgemeinen längs angeordneten Bereiche eingeschlossen, welche sich in einem ziemlich begrenzten Maß radial nach außen erstrecken, um einen zusammengesetzten, ausgebauchten Abschnitt zu bilden, in welchem die diesen örtlich angeordneten, ausgebauchten Abschnitt kreuzenden Windungen des Außengewindes Buckelabschnitte haben, die mit weichen Übergängen in die beim Eindrehen vor und hinter diesem Bereich liegenden Abschnitte der kreisförmigen Teile dieser sie einschließenden Windungen übergehen, wie am besten aus Fig. 2 verständlich wird.

Einer dieser örtlichen, ausgebauchten Abschnitte, wie beispielsweise bei 14-3 dargestellt ist, hat eine vordere Zone, die mit einer im allgemeinen längsverlaufenden, die Windungen des Außengewindes unterbrechenden Nut 15 versehen ist, die über die äußeren Windungen in dieser Zone von einem Punkt hinter mindestens der ersten, vollen Durchmesser aufweisenden Windung im Mittelabschnitt bis zum vorderen Ende 10 verläuft, ohne die Wand der Hülse 6 nach innen zu durchbrechen. Die beim Eindrehen hintere Seite 16 der Nut und die abgeschnittenen Enden der Windungen des Außengewindes darin bilden Schneidkanten, welche die Windungen des Innengewindes in die Wand des aufnehmenden Loches des Stammkörpers schneiden, wenn der Gewindeeinsatz hineingedreht wird. Weil die Nut 15 eine vollen Durchmesser aufweisende Windung unterbricht, bildet sie am hinteren, eingeschnittenen Ende 17 eine Schneidspitze mit einem Radius, der ein wenig größer als der Radius der kreisförmigen Abschnitte dieser vollen Durchmesser aufweisenden Windung ist, welcher der Radius der vollen Durchmesser aufweisenden Windungen des Mittelabschnitts hinter den örtlichen, ausgebauchten Abschnitten ist. Dieser ein wenig größere Radius ist im wesentlichen der der Spitzen der Buckel aller ununterbrochenen, vollen Durchmesser aufweisenden Windungen, die durch solche ausgebauchte Abschnitte hindurchlaufen. Wie zuvor beschrieben wurde, ±st die Höhe dieser Buckel der Windungen

509812/0262

- 12 -

über den benachbarten Gewindeabschnitten solcher Windungen ziemlich klein oder gering, d.h. in der Größe von ungefähr 0,025 nun bis zu ungefähr 0,254 mm (0,001 bis 0,010") , abhängig von der Größe des Gewindeeinsatzes und dessen Verwendungszweck.

Indem die Windungen unterbrechende Nut 15 so auf eine vordere Zone eines solchen örtlich angeordneten, ausgebauchten Abschnittes begrenzt ist, ist in dem letzteren unmittelbar hinter dieser Nut mindestens eine,vollen Durchmesser aufweisende, ununterbrochene Windung des Mittelabschnitts angeordnet, die einen ununterbrochenen Buckel überquert, so daß der.letztere mit dem in das im Stammkörper befindliche Aufnahmeloch geschnittenen Innengewinde eine Verankerungseinrichtung bildet, wenn der Gewindeeinsatz vollständig im Stammkörper angebracht ist.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu bemerken, daß die örtlichen, langgestreckten, ausgebauchten Abschnitte 14-1 und 14-2 keine solche Nut aufweisen, so daß jeder vollen Durchmesser aufweisende Windungen mit Buckeln hat, die als zusammenwirkende Verankerungseinrichtung dienen. Bei dieser dargestellten Ausführungsform können z.B., abhängig von der Steigung des Gewindes, ungefähr neun solcher verankernder Gewindebuckel vorhanden sein.

Es ist aus Fig. 2 auch zu ersehen, daß eine ähnliche Nut 150 diametral der Nut 15 gegenüber angeordnet ist, welche die Windungen in dem örtlichen, ausgebauchten Abschnitt 14-3 unterbricht. Diese zweite Nut unterbricht jedoch keine Windungsbuckel. Sie bildet eine hintere Schneidkante und Schneidspitzen an den Windüngen mit dem kleineren Radius, um das Gewindeschneiden der Nut 15 zu unterstützen, so daß das Drehmoment beim Gewindeschneiden bis zu einem gewünschten Maß ausgeglichen, d.h. bis zu diesem Maß etwa gleichmäßig verteilt wird.

Aus den Fig. 1 und 2 ist zu ersehen, daß der Boden 18 jeder Nut 15 und 150 in tangentialer Richtung im wesentlichen flach und

509812/0262

- 13 -

in Längsrichtung konkav ist, so daß er bei einer vollen Durchmesser aufweisenden Windung ausläuft, damit Material des Stammkörpers in Späne bricht, die aus dem aufnehmenden Sackloch im Stammkörper leicht entfernt werden können. Es ist ferner zu bemerken, daß jede der Nuten an den hinteren, schneidenden Seiten einen positiven Spanwinkel bildet, um ein wirkungsvolles Gewindeschneiden sicherzustellen. Die Form jeder der Nuten ist so, daß wünschenswert Späne hinter dem eindringenden Einsatz ähnlich der Wirkung eines Spiralschneiders gebildet werden.

Es versteht sich, daß das ununterbrochene Innengewinde in der durchgehenden Bohrung eines solchen Gewindeeinsatzes, der zum Verankern einer Schraube oder eines Bolzens vorgesehen ist, nicht über die gesamte Ausdehnung dieser Bohrung vorgesehen werden muß. Für einige Zwecke kann es ausreichen, wenn nur der Abschnitt der Bohrung, der sich vom geraden, hinteren Ende des Einsatzes ungefähr bis im allgemeinen in die Nähe des ausgebauchten Bereiches oder der ausgebauchten Bereiche erstreckt, mit einem solchen Innengewinde versehen ist.

Die Form der Nut und die Anzahl derselben können innerhalb des Umfanges der vorliegenden Erfindung gewählt werden. Obwohl sich das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel als ideal erwiesen hat, zeigt Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das die geforderten Eigenschaften aufweist. Der Gewindeeinsatz 50 der Fig. 4 ist mit einem Paar diametral einander gegenüberliegender, örtlicher, sich längserstreckender, ausgebauchter Abschnitte 14-1 und 14-2 versehen, die jeweils mit einer Nut 1500 versehen sind, um an ihrer hinteren Seite eine Schneidkante zu bilden, die eine getrennte gewindeschneidende Spitze 170 im wesentlichen in der Mitte eines Buckels einer vollen Durchmesser aufweisenden Windung aufweist, die sich über den örtlichen, ausgebauchten Bereich erstreckt, in welchem diese Nut ausgebildet ist.

- 14 -

509812/0262

Kurz zusammengefaßt handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um einen selbstschneidenden Gewindeeinsatz in Form einer mit Außengewinde versehenen, rohrförmigen Hülse oder eines Bolzens mit massivem Schaft. Wenn es sich um eine Hülse handelt, hat diese eine durchgehende, sich vom einen zum anderen Ende erstrekkende Bohrung, wobei mindestens der am hinteren Ende liegende Abschnitt der Bohrung mit einem Innengewinde versehen ist, um mit Gewinde versehene Teile darin zu verankern. Wenn es sich um einen Bolzen handelt -, so ist dessen vorderes Ende oder Spitze mit einer Senkbohrung versehen. In jedem Fall weist dieser Schraubengewindeeinsatz wirksame, selbst verankernde Merkmale in Form von mindestens einem außen örtlich und längs angeordneten, ausgebauchten Abschnitt, der sich von dessen vorderem oder spitzen Ende bis in den Mittelabschnitt erstreckt, wobei dieser ausgebauchte Abschnitt entlang seiner höchsten Stelle mit einer sich im allgemeinen längserstreckenden Nut versehen ist, die durch ihre hintere Seite eine Gewindeschneidkante zum Herstellen eines aufnehmenden Innengewindes in der Wand des aufnehmenden Führungsloches im Stammkörper bildet. Die Nut unterbricht eine, vollen Durchmesser aufweisende Windung des Außengewindes im Mittelabschnitt in einem darin befindlichen Buckel, um an dem abgetrennten, vorderen Ende dieser Windung eine schneidende Spitze mit einem Radius zu bilden, der ein wenig größer als der normale Gewinderadius ist. Eine folgende, vollen Durchmesser aufweisende Windung hat einen ähnlichen, ununterbrochenen Buckel, um eine Verankerungseinrichtung für den Schraubengewindeeinsatz zu bilden.

- 15 -

509812/0262

Claims

Patentansprüche

1J Selbstschneidender und sich selbst verankernder

Schraubengewindeeinsatz mit einem mit Außengewinde versehenen Hauptteil aus relativ hartem, starren Material mit mindestens einem hohlen, vorderen Endabschnitt, der durch eine rohrförmige Wand mit Windungen eines Außengewindes gebildet wird, die zum Schneiden eines Muttergewindes in die Wand einer Aufnahmebohrung in einem Stammkörper aus relativ weicherem, starren Material unterbrochen sind, wobei der Hauptteil des Schraubengewindeeinsatzes ein vorderes Ende, einen vorderen Endabschnitt, ein hinteres, gerades Ende und einen dazwischenliegenden Mittelabschnitt aufweist, und die aufeinanderfolgenden Windungen des Außengewindes des letzteren vollen Durchmesser aufweisen und die des vorderen Endabschnitts progressiv keglig verjüngt sind, so daß die Tiefe des Gewindes in Richtung des vorderen Endes verringert ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein im allgemeinen längsverlaufender, örtlicher Bereich an mindestens einer Außenseite der rohrförmigen Wand des hohlen, vorderen Endabschnittes (11) vom vorderen Ende (10) des Schraubengewindeeinsatzes (5) nach hinten bis in den Mittelabschnitt (13), mindestens über den Bereich von den ersten zwei, vollen Durchmesser aufweisenden Windungen des letzteren verläuft und seitlich nach außen verformt ist, so daß er in einem begrenzten Maß-radial nach außen ragt, wodurch er einen zusammengesetzten, ausgebauchten Abschnitt (14) bildet, in dem die Teile der Windungen des Außengewindes (7), welche diesen örtlichen, ausgebauchten Abschnitt (14) durchkreuzen, gebuckelt sind, so daß mit Buckeln versehene Gewindeabschnitte vorhanden sind, welche weiche Übergänge an den vorderen und hinteren Kanten des ausgebauchten Abschnittes mit den benachbarten, kreisförmigen Teilen dieser Windungen aufweisen, daß der örtliche, ausgebauchte Abschnitt (14) eine vordere Zone aufweist, die mit einer sich im allgemeinen längserstreckenden, die Windungen des Außengewindes (7)unterbrechenden Nut (15) versehen ist, die sich nach vorn über die

509812/0262

- 16 -

Windungen im Außengewinde (7) in dieser Zone von einem Punkt hinter mindestens der ersten, vollen Durchmesser aufweisenden Windung des Mittelabschnitts (13) bis zum vorderen Ende (10) erstreckt, ohne die Wand des Hülsenkörpers nach innen hin zu durchbrechen, wobei die beim Drehen hinten liegende Seite (16) der Nut (15) und die abgetrennten Enden der Windungen des Außengewindes (7) in derselben Schneidkanten zur Herstellung des Innengewindes in der Wand des aufnehmenden Loches des Stammkörpers beim Einschrauben des Schraubengewindeeinsatzes (5) in denselben bilden, und wobei mindestens eine, vollen Durchmesser aufweisende, ununterbrochene Windung des Mittelabschnitts (13) einen solchen Buckel aufweist, wo sie den ausgebauchten Abschnitt (14) kreuzt, und daß dieser mit dem Innengewinde des Stammkörpers nach vollständigem Einsetzen des Schraubengewindeeinsatzes (5) in den Stammkörper eine den Schraubengewindeeinsatz (5) verankernde Einrichtung bildet.
2. Schraubengewindeeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere solche örtliche, ausgebauchte Abschnitte (14-1, 14-2, 14-3) vorgesehen sind, die am Umfang mit im wesentlichen gleichen radialen Winkelabständen angeordnet sind, so daß die koaxiale Ausrichtung des Schraubengewindeeinsatzes (5) mit dem aufnehmenden Loch im Stammkörper während des Drehens zum Gewindeschneiden des Schraubengewindeeinsatzes in dem Stammkörper sichergestellt ist.
3. Schraubengewindeeinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß nur einer der örtlichen, ausgebauchten Abschnitte (14) mit einer Nut (15) versehen ist.
4. . Schraubengewindeeinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die örtlichen, ausgebauchten Abschnitte (14) am Umfang mit radialen Winkeln angeordnet sind, durch die sie nicht diametral angeordnet sind, und daß eine

- 17 -

50S812/0262

ähnliche Nut (150) diametral gegenüber der ersten Nut (15) außerhalb der ausgebauchten Abschnitte (14) vorgesehen ist.
5. Schraubengewindeeinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Paar solcher örtlicher, ausgebauchter Abschnitte (14) diametral einander gegenüberliegend angeordnet ist und mit einem Paar Nuten (1500) versehen ist, die diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.
6. Schraubengewindeeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Nut (15; 150; 1500) eine Bodenfläche aufweist, die in tangentialer Richtung im wesentlichen flach und in Längsrichtung des Schraubengewindeeinsatzes (5) konkav ist, so daß sie bei einer, vollen Durchmesser aufweisenden Windung ausläuft, wodurch geschnittenes Material des Stammkörpers in leicht entfernbare Späne brechbar ist.
7. Schraubengewindeeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Hauptteil des Schraubengewindeeinsatzes (5) eine durchgehende Bohrung aufweist, die sich vom hinteren, geraden Ende (12) bis zum vorderen Ende (10) erstreckt, wobei mindestens der Teil dieser Bohrung, der sich ungefähr bis im allgemeinen in die Nähe des ausgebauchten Abschnittes (14) erstreckt, mit einem ununterbrochenen Innengewinde (9) versehen ist.

509812/0262

Leerseite