DE2717250A1

DE2717250A1 - Ein querschneiden verhindernder treibdorn

Info

Publication number: DE2717250A1
Application number: DE19772717250
Authority: DE
Inventors: Robert P Wallace
Original assignee: Mite Corp
Current assignee: Emhart Industries Inc
Priority date: 1976-06-03
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1977-12-08
Also published as: CA1061528A; DE2717250C3; GB1577071A; FR2353361A1; DE2717250B2; IT1078881B; JPS534143A; FR2353361B1; IL51842A0; US4077101A; IL51842A; JPS5551716B2

Description

PATENTANWÄLTE OR. ING. E. HOFFMANN · DIPL-ING. W. E ITLE · OR. RER. N AT. K. HOFFMAN N · DIPL.-ING. W. LE H N O-8000 MÖNCHEN 81 · AR AB E LLASTRASSE 4 (STE R N H AU S) · TELE FON (089) 911087 . TELEX 05-2M19 (PATHE)

29 183 q/bs

MITE CORPORATION, Danbury, Conn., U.S.A.

Ein Querschneiden verhindernder Treibdorn

Die Erfindung betrifft einen ein Querschneiden verhindernden Treibdorn. Sie bezieht sich damit allgemein auf das Gebiet von Spiralgewindeeinsätzen und ist insbesondere auf ein verbessertes Treibwerkzeug zum Einführen von Einsätzen gerichtet.

Bekanntlich werden spiralförmige Gewindeeinsätze zunehmend als Mittel verwendet, um abgebrochene, verschlissene oder beschädigte Gewinde zu reparieren und um auch im Neuzustand den Gewinden eine Auskleidung aus gehärtetem Edelstahl zu verleihen, wenn ein häufiges Ein- und Abschrauben zu erwarten ist. Wenn Gewinde in Bohrungen gebrochen oder verschlissen sind, erfolgt die Reparatur durch Ausbohren der Bohrung, um die Reste des beschädigten Gewindes zu beseitigen. Danach wird in die ausgebohrte Bohrung ein Gewinde eingeschnitten und in die Gewindebohrung ein Spiraleinsatz eingeführt. Der Außendurchmesser des Spiraleinsatzes tritt in engen Eingriff mit den Gewinden der erneut geschnittenen Bohrung, wobei der Innendurchmesser des

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Spiraleinsatzes ein einen Bolzen aufnehmendes Gewinde der gleichen Abmessung und Steigung wie das Ursprungsgewinde der Bohrung schafft.

Um sicherzustellen, daß die Spiraleinsätze an Ort und Stelle in der Gewindebohrung verbleiben, hat die Spirale vor dem Einsetzen einen etwas größeren Durchmesser als die Bohrung. Zum Eindrehen der Spirale in die Gewindebohrung muß daher eine wesentliche Drehkraft auf den Einsatz einwirken, die dazu führt, daß sich die Spirale radial nach innen zusammenzieht.

Ein typisches zum Anordnen von Spiraleinsätzen verwendetes Installationswerkzeug besteht aus einem länglichen gehärteten Metallzylinder mit einem Treibende und einem Ende zum Anlegen eines Drehmoments; Beispiele für solche Werkzeuge sind in der US-PS 3 348 293 zu finden. Das Ende zum Anlegen eines Drehmoments besitzt einen Handgriff oder, sofern eine maschinelle Drehmomentenaufbringung beabsichtigt ist, einen Treibzapfen, der das Ankuppeln eines drehmomentübertragenden Elementes,z.B. des Spannfutters einer Bohrmaschine oder eines luftbetriebenen Werkzeugs, erleichtert.

Das Treibende des Domes besitzt einen Treibzahn, der in Eingriff mit einem am Einsatz ausgebildeten antreibenden Mitnehmer tritt und das Drehmoment auf das vordere Ende des Einsatzes überträgt.

Gewöhnlich trägt die Außenfläche des Domes ein Gewinde, damit der Einsatz auf dem Dorn angeordnet werden kann, wobei der Durchmesser der Gewindegänge am Dorn wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der Spirale ist. Auf diese Weise wird ein freier Raum für das radiale Zusammenziehen der Spirale geschaffen, so daß diese sich dem kleineren Durchmesser der Gewindebohrung anpaßt.

Bei der Verwendung von Dornen der vorbeschriebenen Bauart wurde

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eine relativ hohe Anfälligkeit für ein Querschneiden beobachtet, worunter zu verstehen ist, daß die Spirale nicht in den Gewindenuten läuft, sondern dieselben schneidet. Die Neigung zu einem Querschneiden ist am größten bei Einsätzen mit Feingewinden und während des anfänglichen und abschließenden Einsetzens der Spirale in die Bohrung.

Während der anfänglichen Einsetzschritte liegt eine beträchtliche Neigung zu einem Kippen vor, die auftritt, wenn das vordere Ende des Einsatzes in den vorderen Teil der Innengewindegänge eingeführt wird. Ein solches Kippen tritt verstärkt auf, wenn die Achse des Domes manuell gedreht und nicht von einer mechanischen Vorrichtung abgestützt wird, die eine genaue konzentrische Lage zwischen Achse des Dorns und des Werkstücks gewährleistet. Die Neigung zum Querschneiden vergrößert sich infolge des losen Sitzes des Einsatzes auf dem eintreibenden Werkzeug, wodurch ein genaues Positionieren des Einsatzes relativ zur Gewindeöffnung verhindert wird. Der lose Sitz ist andererseits erforderlich, damit sich die Spirale zusammenziehen kann.

Der Treibzahn, der extrem genau ausgebildet sein muß, dient nicht nur zur Aufgabe einer Torsionskraft auf den Treibmitnehmer, sondern soll auch Steigungsänderungen und ein Querschneiden der vorderen Windungen des Einsatzes verhindern.Die letztgenannte Funktion wird durch einen lippenförmigen Bereich erfüllt, der sich über das vordere Ende des Einsatzes erstreckt und dessen bruchempfindlichsten Teil darstellt.

Das Querschneiden bei den abschließenden Einführungsschritten wird häufig beobachtet, insbesondere dann, wenn der Spiraleinsatz aus einem relativ dünnen Draht besteht. Während der abschließenden eintreibenden Schritte wird die letzte Windung der Spirale nicht durch die hinteren Windungen abgestützt und kann sich daher leicht in Axialrichtung ausdehnen. Häufig läßt sich ein Einsatz genau einführen, doch löst sich bei den ab-

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schließenden Einführungsschritten die Endwindung oder entwickelt einen Steigungswinkel, der sich vom Rest der Spirale unterscheidet. Dies führt zu Verhältnissen,bei denen infolge des Querschneidens das Einschrauben eines Bolzens in den angeordneten Einsatz unmöglich wird, so daß der Einsatz entfernt und ausgetauscht werden muß. Das Querschneiden am hinteren Ende erhöht das Drehmoment und kann zu einem Festfressen oder Verkeilen der Bauteile führen, d.h. Umstände bedingen, die einen Bruch des Treibzahnes zur Folge haben.

Die Erfindung ist zusammengefaßt auf einen verbesserten Eintreibdorn zur Anordnung von spiralförmigen (schraubenlinienförmigen) Gewindeeinsätzen in Gewindebohrungen gerichtet. Erfindungsgemäß besteht der Dorn aus einem nachgiebigen polymeren Material. Der Dorn zeichnet sich dadurch aus, daß diejenigen Teile von ihm, die am mit dem Einsatz in Eingriff befindlichen Ende liegen, eine versteifende Einlage oder ein Einsatzelement enthalten, wobei ein Ende des Einsatzelements in inniger Beziehung zu einem mit dem Mitnehmer in Eingriff bringbaren Treibzahn angeordnet ist und sich der Hauptteil des versteifenden Elementes in Längsrichtung versetzt von der Achse des Dornes erstreckt. Der Treibzahn weist einen lippenförmigen Bereich auf, der außen einen Teil des Treibmitnehmers umgibt, wobei sich das versteifende Element in diesen lippenförmigen Teil erstreckt und so ein Abbiegen des lippenförmigen Teils verhindert.

Die übrige Länge des Dornes ist vorzugsweise frei von versteifenden Einflüssen eines solchen Umfangs, daß ein Verdrehen oder Abbiegen unter den beim Eintreiben des Einsatzes auftretenden Torsionsbeanspruchungen verhindert werden würde.

Eine solche Konstruktion ist in vieler Hinsicht vorteilhaft, insbesondere erleichtert die Flexibilität des größeren Körperbereiches ein Ankuppeln der vorderen Windungen des Einsatzes an das Gewinde in der Bohrung, wobei eine gewisse Selbstkompensation vorliegt.

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Zusätzlich vermag der Dorn aufgrund der Nachgiebigkeit des Hauptkörperbereiches Stoßkräfte aufzufangen, wenn das Eindrehen plötzlich und ohne genau ausgerichtete Teile erfolgt, wodurch eine Beschädigung von Treibzahn und lippenförmigem Element vermieden wird. Was nicht zu erwarten war, wird aufgrund dieses Dämpfungseffektes die Lebensdauer des Domes erheblich verlängert.

Bei bevorzugten Ausführungsformen weist der Dorn im Abstand zum eintreibenden Bereich eine radial nach innen kompressible Zone auf, die so ausgelegt ist, daß sie mit dem hinteren Ende des angeordneten Einsatzes übereinstimmt.

Die Außenfläche des Dornes tr^t ^n ^er Kompressionszone, wie bei gewöhnlichen Treibwerkzeugen, ein Gewinde. Anders als bei einem gevöhnlichen Treibwerkzeug, bei dem zwischen den Gewindegängen und dem Einsatz ein wesentlicher freier Raum vorgesehen werden muß, um der Kontraktion des Einsatzes Rechnung zu tragen, ist jedoch der mit dem hinteren Ende des Einsatzes übereinstimmende Gewindebereich im Durchmesser ausreichend groß, um in Eingriff mit den hinteren Windungen des hinteren Einsatzes zu treten und diese abzustützen. Daher werden beim abschließenden Eintreten des Einsatzes die hinteren Windungen unter Verhinderung einer axialen Verlängerung des Einsatzes relativ zu dessen restlichen Teilen abgestützt und somit ein Querschneiden ausgeschaltet. Der Durchmesserverringerung der letzten Windungen, die zur vollständigen Einführung des Einsatzes notwendig ist, wird durch die Eigenschaft des nachgiebigen Dornbereichs Rechnung getragen, sich in radial nach innen weisender Richtung zusammendrücken zu lassen.

Somit stützt der erfindungsgemäße Dorn, anders als die bekannten Dorne, bei denen der Sitz zwischen Einsatz und Dorn lose ist, damit sich der Einsatz nach innen zusammenziehen kann, wodurch allerdings die Wahrscheinlichkeit einer longitudinalen Ausdehnung erhöht wird, voll die hinteren Windungen des Einsatzes, bis diese fest angeordnet sind, wodurch die Möglichkeit

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zu einem Querschneiden ausgeschaltet ist. Da ferner der Einsatz auf dem Dorn angeordnet wird, erleichtert sich das anfängliche Einschrauben in die öffnung.

Ein Ziel der Erfindung ist daher,eine verbesserte Eintreibvorrichtung zum Positionieren von Spiraleinsätzen in die entsprechenden Gewindebohrungen zu schaffen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Dorns des beschriebenen Aufbaus, der aus einem polymeren Material besteht, das nahe dem Treibende versteift ist, no daß die anfängliche Ausrichtung des Einsatzes zu der Gewindeöffnung erleichtert wird und die Gefahr einer Beschädigung des Werkzeugs herabgesetzt ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Dorns der vorbeschriebenen Bauart, der eine Zone enthält, die unter einem radialen Druck einer nach innen weisenden Verformung unterworfen wird und in Übereinstimmung mit den hinteren Windungen des Einsatzes liegt, wobei die Gewindebereiche an der Außenoberfläche des Dorns, die zu der Kompressionszone ausgerichtet sind, in inniger Beziehung zu den abschließenden Windungen des Einsatzes liegen und diesen daher abstützen. Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Eintreiben von Spiraleinsätzen der vorbeschriebenen Bauart zu schaffen.

Zusammengefaßt weist der erfindungsgemäße Dorn einen grundsätzlich zylindrischen Aufbau auf mit einem an einem Ende vorgesehenen Treibzahn, der in Eingriff mit einem Mitnehmer am Einsatz treten kann.Der Dorn oder die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß er aus einem nachgiebigen polymeren Material mit einer versteifenden Einrichtung gebildet ist, die sich an einer Zone nahe dem Treibende befindet, so daß der Hauptteil des Dorns jenseits dieser Zone unter den Torsions- und lateral verdrängenden Kräften einer begrenzten Verformung ausgesetzt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Dorn eine ohne weiteres zusammendrückbare oder kompressible Zone, die in Ausrichtung zum hinteren Ende des Einsatzes liegt, wodurch der Einsatz unter Verhinderung einer Verlängerung gestützt wird_/

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sich dennoch frei beim Einführen in die Bohrung zusammenziehen kann, so daß die Möglichkeit des Auftretens von einem Querschneiden oder gewindekreuzenden Einschrauben weitestgehend vermieden wird.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf das vordere oder treibende Ende von einem Dorn mit darauf angeordnetem Spiraleinsatz;

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht des Dorns längs der Linie 2-2 nach Fig. 1;

Fig. 3 eine fragmentarische geschnittene Ansicht längs der Linie 3-3 nach Fig. 1 ;

Fig. 4 eine fragmentarische geschnittene Ansicht längs der Linie 4-4 nach Fig. 1;

Fig. 5 eine geschnittene Ansicht von einen in einer Bohrung angeordneten Einsatz bei teilweise ausgeschraubtem Dorn ;

Fig. 6 eine vertikal geschnittene Ansicht von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit Darstellung einer Bohrung, des Einsatzes und des Dorns bei den abschliessenden Schritten zum Positionieren des Einsatzes;

Fig. 7 eine geschnittene Ansicht längs der Linie 7-7 nach Fig. 6;

Fig. 8 eine Ansicht von unten auf das vordere Ende von einem Dorn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine vertikal geschnittene Ansicht der Bohrung, des angeordneten Einsatzes und des Dorns nach der Ausfüh-

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rungsform von Fig. 8 bei den abschließenden Schritten zum Positionieren des Einsatzes;

Fig.10 eine Ansicht von unten auf den Endbereich von einem Dorn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig.11 eine vertikal geschnittene Ansicht längs der Linie 11-11 nach Fig. 10;

Fig.12 eine vertikal geschnittene Ansicht längs der Linie 12-12 nach Fig. 11;

Fig.13 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 13,13 in Fig. 12;

Fig.14 eine fragmentarische Seitenansicht von einem versteifenden Einsatzelement in modifizierter Ausführung.

In der Zeichnung und insbesondere in den Fig. 1 bis 4 bezieht sich das Bezugszeichen 10 auf einen Dorn oder eine erfindungsgemäße Eintreibvorrichtung für einen Einsatz und das Bezugszeichen 11 auf einen repräsentativen Spiraleinsatz zur Handhabung durch den Dorn. Ein solcher Einsatz wird von der Heli-Coil Products Division, Mite Corporation, unter dem Handelsnamen HELI-COIL gefertigt.

Der Einsatz 11 besteht aus einer Drahtspirale aus einem rostfreien Federstahl oder einem anderen Metall. Am vorderen Ende 12 des Einsatzes ist integral ein Eintreibmitnehmer 13 angeformt, der sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Achse der Spirale erstreckt. Zwischen dem Hauptteil der Spirale und dem Mitnehmer ist weiter im Draht eine Abbrechkerbe 14 ausgebildet,

Bei der Verwendung wird der Einsatz 11 auf dem Außengewindeteil 15 des Doms aufgeschraubt, bis der Mitnehmer 13 gegen einen Eintreibzahn 16 stößt, was nachfolgend noch näher beschrieben wird.

Der so angeordnete Einsatz wird dann in eine komplementär ge-

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staltete Gewindebohrung 17 im Werkstück 18 eingedreht, indem man den Dorn 10 so vorbewegt, daß die vordere Windung des Einsatzes nahe dem Eingangsbereich 19 des den Umfang der Bohrung im Werkstück 18 bildenden Innengewindes 17 zu liegen kommt.

Wenn der vordere Teil der Spirale in geeigneter Weise im Eingangsbereich 19 der Gewindebohrung angeordnet ist, wird der Dorn in eine von der "Gängigkeit" des Gewindes abhängigen entsprechenden Richtung gedreht, während gleichzeitig auf den Dorn in der Bohrung eine Axialkraft aufgebracht wird. Die Torsionskräfte werden vom Dorn auf den Mitnehmer 13 übertragen, so daß mit fortschreitender Drehung der Einsatz in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gelangt.

Aus dem Vergleich z.B. der Fig. 2 und 5 geht hervor, daß der Durchmesser des Einsatzes in dessen normalem ungespannten Zustand den Durchmesser der Gewindebohrung 17 übertrifft und daß nach Anordnen des Einsatzes dessen Durchmesser verkleinert wird. Es versteht sich, daß der Einsatz unter radialem Zusammendrücken angebracht wird und daß daher praktisch keine Möglichkeit besteht, daß der Einsatz aus seiner Lage herauskommt, wenn ein komplementär gestalteter Gewindebolzen in den angebrachten Einsatz eingeschraubt oder herausgeschraubt wird.

Des weiteren ist darauf hinzuweisen, daß der Durchmesser des Gewindebereichs 15 des Dorns ausreichend kleiner als der Innendurchmesser des Einsatzes ist, damit der notwendige radiale freie Raum vorliegt, um ein Zusammenziehen des Spiraleinsatzes im Laufe der Einführung zu ermöglichen.

Nach Anordnung der Spirale wird der Mitnehmer 13 an der Kerbe 14 abgebrochen und entfernt, so daß er nicht in störenden Eingriff mit dem nachfolgend eingeführten Bolzen tritt.

Der Dorn und die Art und Weise der Anordnung des Einsatzes, wie sie zuvor beschrieben wurden, sind im wesentlichen herkömmlich.

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im Laufe der Anordnung tritt häufig ein Quer- oder Kreuzschneiden des Einsatzes 11 relativ zur Gewindebohrung 17 bei zwei Arbeitsstufen auf, nämlich bei der anfänglichen Einführung des Einsatzes in die Bohrung und bei dem abschließenden Absetzen des Einsatzes. Ferner erweist sich der Vorgang, eine genaue Eingriffnahme zwischen erster Einsatzwindung und der anfänglichen Windung der Gewindebohrung 17 zu erhalten, hinsichtlich einer genauen Durchführung als schwierig, und häufig führt dies zu einem Abstreifen der anfänglichen Windung des Gewindebereichs 17 oder zu einem Bruch oder zu einem vorzeitigen Verschleiß des Eintreibzahnes 16.

Erfindungsgemäß werden diese und gewisse andere nachfolgend erläuterte Probleme ganz oder weitestgehend mit Hilfe des Dorns beseitigt, der Gegenstand der Erfindung ist.

Erfindungsgemäß besteht der Dorn 10 aus einem nachgiebigen polymeren Material, bei dem es sich in nicht einschränkender Weise z.B. um Nylon (ein langkettiges Polyamid) oder ein Acetalharz handeln kann, wie es von der DuPont Corporation unter dem Handelsnamen DELRIN vertrieben wird. Der Dorn weist einen länglichen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper 20 auf und besitzt infolge der inneren Nachgiebigkeit des Kunststoffmaterials und des länglichen Aufbaus des Körpers eine gewisse Verformbarkeit in Richtung senkrecht zur Länasachse des Dorns.

Im Laufe des Dorngießverfahrens wird in das eintreibende Ende 21 des Dorns ein Verstärkungselement 22 vorgesehen. Das Verstärkungselement kann eine zylindrische oder andersartige Konfiguration haben und eine Stange mit kreisförmigem oder andersartigem Querschnitt aus Stahl oder ähnlichem Metall sein. Das Element 22 wird in der vorderen Zone des Eintreibendes in einem Bereich angeordnet, der sich im wesentlichen von der Spitze des Domes nach hinten über eine Wegstrecke erstreckt, die wenigstens gleich den ersten wenigen Windungen des Einsatzes in Eintreibstellung ist. Das Element 22 befindet sich

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vorzugsweise in winkelmäßiger Beziehung zur Längsachse des Dornes.

Somit versteift das Element 22 wesentlich die Zone 23 nahe dem Eintreibende des Dornes und verhindert eine wesentliche Verformung oder Verbiegung innerhalb dieser Zone.

Ein Bereich 25' nahe dem körperfernen Ende 25 des Verstärkungselements 22 liegt unmittelbar bei und in nah beabstandeter Beziehung zu einer Treibschulter 26 des Zahnes 16, und in manchen Fällen kann der Bereich ?5' freiliegen. Man wird somit erkennen, daß ein eintreibendes Drehmoment durch den Grundkörper des Dornes auf die versteifte Zone 23 übertragen wird, und daß die Zone als Einheit wirkt, um die Antriebskraft auf die Schulter 26 über den Bereich 25' zu übertragen. Das Versteifungselement 22 gemäß Fig. 1 liegt vorzugsweise unter einem positiven Neigungswinkel von etwa 30° bis 50° (Fig. 1) relativ zu der Richtung, in der der Dorn beim Eintreiben gedreht werden muß.

Der Zahn 16 besitzt einen überragenden lippenförmigen Bereich 27, der sich teilweise über das Material des Einsatzes 11 an der Verbindungsstelle von Mitnehmer und erster Windung erstreckt. Der lippenförmige Bereich 27 hat die Aufgabe, ein Abspreizen der anfänglichen Windungen des Einsatzes zu verhindern, wenn ein Drehmoment angelegt wird. Das körperferne Ende 25 des Elements 22 liegt innerhalb des lippenförmigen Bereichs 27 und verhindert zwangsmäßig eine nach oben gerichtete Verbiegung der Lippe. Das Element 22 ist nach oben relativ zur Längsachse des Doms unter einem Winkel von 60° von der Achse versetzt geneigt, so daß das Element gegenüber der Horizontalen um einen Winkel von etwa 30° versetzt ist. Das körperferne Ende 25 des Verstärkungselements 22 befindet sich an oder unmittelbar nahe der oberen Oberfläche der Lippe 27, wobei die axiale Mittellinie des Einsatzes 22 koaxial zum Teilkreis des Außengewindes am Dorn liegt.

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Der Einsatz wird in der vorbeschriebenen Weise angelegt, indem das vordere oder Eintreibende 21 des Dorns an der Eingangsstelle zur Gewindebohrung 17 und der Dorn unter Eindrücken desselben in die Gewindebohrung 17 gedreht wird.

Aufgrund der Nachgiebigkeit des Schaft- oder Grundkörpers des erfindungsgemäßen Dorns hat der vordere Dornbereich die deutliche Neigung, sich selbst zur Achse der Gewindebohrung 17 auszurichten. Selbst wenn die Achse des Grundkörpers in bezug auf die Achse der Bohrung etwas fehlausgerichtet liegt, können die versteiften Bereiche am vorderen Ende ihre konzentrische Lage einnehmen. Daher kann bei dem erfindungsgemäßen nachgiebigen Dorn die verstärkte Zone 23 eine genaue winkelmäßige Beziehung zur Achse der Bohrung automatisch annehmen und einhalten; dies ist ein besonders dann wichtiger Gesichtspunkt, wenn der Einsatz von Hand angeordnet wird.

Normalerweise sollte man erwarten, daß aufgrund der größeren Härte und Verschleißfestigkeit von Metall ein insgesamt aus Metall bestehender Einsatz sich hinsichtlich der Haltbarkeit als überlegen erweisen würde. Es wurde jedoch festgestellt, daß der aus der Verwendung eines Dorns mit nachgiebiger Eigenschaft resultierende Puffereffekt zu einer Einheit mit langer Lebensdauer führt.

Bei der Erläuterung der nachfolgenden Ausführungsformen werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 hat der Dorn 10' die vorgenannten Merkmale und besitzt darüber hinaus ein überlegenes Widerstandsvermögen gegenüber einem Querschneiden an der hinteren Windung 28 des Einsatzes 11.

Wie zuvor erwähnt, besteht nach genauem Einschrauben der anfänglichen Windungen des Einsatzes in die Gewindebohrung 17 eine nur geringe Wahrscheinlichkeit, daß die zwischenliegenden Windungen quer durchkreuzt werden, da die durch die hinteren

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Windungen geschaffene Verstärkung eine axiale Verschiebung und Teilungsänderung an den zwischenliegenden Windungen verhindert. Des weiteren ist offensichtlich, daß es keine begleitende Abstützung an der letzten oder abschließenden Windung 28 gibt, die eine solche axiale Versetzung verhindert.

Aus diesem Grund und insbesondere bei Anordnung eines Einsatzes aus Draht mit sehr geringem Durchmesser tritt gewöhnlich die Erscheinung auf, daß sich die abschließende Windung aufspreizt oder von den unmittelbar folgenden Windungen weg erstreckt und am Eingang zur Bohrung 17 ein Querschneiden entsteht. Diese Möglichkeit wird durch den Umstand weiter verstärkt, daß an das vordere Ende des Einsatzes die Torsionskraft angelegt wird.

Um diese Erscheinung zu bekämpfen, wurden die mit dem hinteren Ende des Einsatzes in Ausrichtung stehenden Gewindegänge breiter als die vorhergehenden ausgebildet, so daß den abschließenden Windungen eine Abstützung verliehen wird · Dem nach innen gerichteten Zusammenziehen des Einsatzes wurde dadurch Rechnung getragen, daß ein radial zusammendrückbares Bauteil in diesen Bereich anstelle eines großen freien Spielraums angeordnet ist.

Obschon eine Vielzahl von Einrichtungen verwendet werden kann, um das radiale Kompressions- oder Kontraktionsvermögen zu erhalten, ist in Fig. 6 beispielhaft ein axial sich erstreckender Leerraum oder eine Ausnehmung 29 in der Zone 30 gezeigt. Diese Ausnehmung liegt in Ausrichtung zu den hinteren Windungen des am Dorn angeordneten Einsatzes.

Eine Reihe von Versteifungsrippen 31 überbrückt die Ausnehmung. Infolge des Vorsehens der Ausnehmung 29 ist der Dorn in Quer- oder Radialrichtung kompressibel. Infolge der erlaubten Kompressibilität kann der Durchmesser des Gewindebereichs 32 des Dorns, der zu dem hinteren Ende des Einsatzes ausoerichtet

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ist, ausreichend groß gestaltet werden, daß er in engem Eingriff mit den abschließenden Windungen, z.B. 28, des Einsatzes steht und diese Windungen abstützt. Eine solche innige oder enge Eingriffnähme würde nicht möglich sein, wenn der Dorn nicht in Querrichtung kompressibel wäre, da zum Eindringen des Einsatzes in die Bohrung eine wesentliche Verkleinerung des Durchmessers des Einsatzes vorgenommen werden muß.

Das Vorsehen von einem kompressiblen Dorn ermöglicht somit einen engen Sitz zwischen Dorn und hinterem Ende des Einsatzes, so daß gegenüber einem Querschneiden ein Widerstand geschaffen ist.

Wie in Fig. 7 gezeigt, kann der Dorn 10' im Querschnitt etwas oval sein, indem er längs der Durchmesserachse d eine größere Abmessung als in der anderen Durchmesserachse d¹ aufweist. Der Kontraktion des Einsatzes wird daher in Richtung des Durchmessers d durch Kompression des Dornes in Richtung d¹ Rechnung getragen, da sich in Richtung d¹ keine störende Beeinträchtigung des kleineren Durchmessers mit dem Einsatz ergibt.

Vorzugsweise kann der Dorn konisch sein, so daß die Gewindedurchmesser nahe dem vorderen oder Treibende des Dornes kleiner als der Durchmesser des ümfangs 32 in der Kompressionszone 30 sind, die den Einsatz an seinem hinteren Ende abstützt, ohne daß die zum Eintreiben des Einsatzes an den anfänglichen oder zwischenliegenden Windungen erforderlichen Torsionskräfte ansteigen.

Die in den Fig. 8 und 9 gezeigte Ausführungsform ist im wesentlichen gleich der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 mit der Ausnahme, daß die in Fig. 6 gezeigten Rippen 31 weggelassen wurden. Während sich der ausgenommene Bereich 29 nach Fig. 6 durch den gesamten Grundkörper des Doms erstreckt, erstreckt sich die Ausnehmung 29' bei der Ausführung nach den Fig. 8 und

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nur teilweise durch den Dorn.

Wie am besten aus Fig. 8 hervorgeht, ist der Gewindeteil des Dornes konisch ausgebildet, wie dies zuvor in Verbindung mit der Ausführung nach Fig. 6 beschrieben wurde. Des weiteren ist der Dorn nicht genau rund, sondern im Querschnitt leicht oval, indem der Durchmesser in Vertikalrichtung bei Betrachtung gemäß Fig. 8 etwas größer als der Durchmesser im Horizontalschnitt ist.

Die Ausführungsformen nach Fig. 10 und 11 einerseits und nach Fig. 12 und 13 andererseits betreffen weitere mögliche Variationen hinsichtlich der Konfiguration der zentralen Ausneh"una, die das gewünschte Ausmaß an Kompressibilität des Grundbereichs des Dornes hervorruft und die den Durchmesser des Außengewindes am Dorn an der Stelle erhöht, die zu den hinteren Windungen des Einsatzes ausgerichtet ist.

Sämtliche Ausführungsformen nach Fig. 6 bis 13 arbeiten nach dem gleichen Grundprinzip, indem der kompressible Dorn den hinteren Windungen des Einsatzes eine Abstützung verleiht, so daß die erforderliche Kontraktion durch Verringerung des Einsatzdurchmessers möglich ist.

Obschon der Hauptvorteil der kompressiblen Dorne darin liegt, daß diese einen Widerstand gegen Abspreizen der abschließenden Windungen bieten, wird man erkennen, daß weiter die den hinteren Bereichen des Einsatzes verliehene größere Abstützung auch dazu neigt, eine longitudinale Verwerfung des Einsatzes bei früheren Arbeitsschritten zu verhindern.

Ferner erleichtert die Tatsache, daß das hintere Ende des Einsatzes fest auf dem kompressiblen Dornbereich angebracht wird, das anfängliche Eindrehen des vorderen Endes des Einsatzes in die Bohrung, da der Einsatz keiner Flatterbewegung

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relativ zum Dorn ausgesetzt wird und genauer positioniert werden kann.

Obschon die versteifenden Einsätze 22 als zylindriche metallische Elemente gezeigt sind, die zur Längsachse des Doms in winkelmäßiger Ausrichtung liegen, versteht es sich, daß Modifikationen dieser Konfiguration ohne Abweichen vom Wesen der Erfindung vorgenommen werden können.

Z.B. und ohne Einschränkung besteht der Einsatz 22' in Fig. 14 aus zwei zueinander winklig stehenden Schenkeln 22a, 22b. Wenn im Dorn angeordnet, liegt der Schenkel 22b parallel zur Dornachse, während der Schenkel 22a im wesentlichen an der Stelle angeordnet wird, die in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen beschrieben wurde.

Um einen erhöhten Widerstand gegenüber Verschleiß zu erhalten, kann es erwünscht sein, daß der Kantenbereich des Einsatzes tatsächlich über die Oberfläche des Kunststoffmaterials hervorragt und die Treibschulter der Vorrichtung bildet. In der Praxis wurde festgestellt, daß die wiederholte Verwendung eines Doms mit einem zu Anfang eingebetteten Einsatz zu einer Entfernung des Kunststoffmaterials führt, so daß die Teile des Einsatzes frei zu liegen kommen.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß der erfindungsgemäße Dorn wesentliche Vorteile im Vergleich zu bislang bekannten Eintreibvorrichtungen zum Positionieren von Spiraleinsätzen in Gewindeöffnungen aufweist. Die Dorne sind mit geringerem Kostenaufwand herzustellen, erleichtern das Einführen des Einsatzes in die Gewindeöffnung und bieten einen Schutz gegen ein Querschneiden der Einsätze.

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Claims

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Patentansprüche

1 .) Ein Querschneiden verhindernder Eintreibdorn zum Einrühren von Spiraleinsätzen mit Treibmitnehmern in Gewindebohrungen, die hinsichtlich des Einsatzdurchmessers unterdimensioniert sind, gekennzeichnet durch einen in Axialrichtung verlängerten,im wesentlichen zylindrischen, nachgiebigen Grundkörper (20) aus Kunststoff mit einem den Einsatz antreibenden Ende und einem Ende zur Anlegung eines Drehmomentes, wobei der Grundkörper einen mit Außengewinde versehenen Umfangsbereich zum Halten des Einsatzes aufweist, der nahe dem treibenden Ende beginnt und sich wenigstens teilweise zu dem Ende zum Anlegen des Drehmoments erstreckt, einen Treibzahn (16), der am Treibende des "rundkörpers ausgebildet ist und sich axial über das Treibende hinaus erstreckt, wobei der Zahn eine im wesentlichen radial gerichtete Treibschulter (26), die in Eingriff mit dem Treibmitnehmer (13) von einem auf dem Dorn angeordneten Einsatz (12) bringbar ist, und ein lippenförmiges Element (27) umfaßt, das sich in voreilender Stelluna relativ zur Treibschulter bei Betrachtung in Drehrichtunq des Grundkörperbereichs beim Eintreiben des Einsatzes erstreckt, wobei das lippenförmige Element axial über die Treibschulter hinausragt und zusammen mit der Schulter eine Haltetasche bildet, die Teile des Treibmitnehmers von einem auf dem Dorn angeordneten Einsatz umgibt, und ein steifes drehmomentübertragendes Element (22), das im Grundkörper des Dornes eingebettet ist, und Bereiche aufweist, die sich längs einer longitudinalen Zone des Dornes nahe dem Treibende erstrecken, wobei das drehmomentübertragende Element einen Bereich hat, der unmittelbar an der Treibschulter angeordnet ist und andere Bereiche aufweist, die sich in das lippenförmige Element erstrecken.
2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die longitudinale Zone den kleineren Teil der Ge-

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ORtQtNAL (NSPECTED

samtlänge des Dorns zwischen dem Treibende und dem Ende zum Anlegen des Drehmomentes bildet.
3. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehmomentübertragende Element (22) einen geraden stangenförmigen Teil aufweist, der zur Längs- und Querachse des Dornes winkelmäßig ausgerichtet ist.
4. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des drehmomentübertragenden Elements (22) unter einem positiven Neigungswinkel angeordnet ist.
5. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die longitudinale Zone weniger als etwa ein Drittel der Dornlänge einnimmt und daß die restlichen Teile des Dorns außerhalb der Zone in Richtungen senkrecht zur Achse federnd biegsam sind und bei den Torsionsbeanspruchungen einer Größe, die zum Eintreiben von Einsätzen auftreten, einer begrenzten Verwindung unterworfen werden.
6. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehmomentübertragende Element (22) einen geraden stangenförmigen Teil aufweist, der relativ zur Längsund Querachse des Dornes winkelmäßig ausgerichtet ist, wobei die axiale Mittellinie des stangenförmigen Teils an ihrem äußeren Abschlußende im wesentlichen mit dem Teilkreis des Gewindebereiches des Dornes zusammenfällt und der stangenförmige Teil zusammen mit dem Teilkreis einen Winkel von etwa 60° definiert.
7. Ein Querschneiden verhindernder Treibdorn zum Einführen von Spiralgewindeeinsätzen mit Treibmitnehmern an ihren vorderen Enden in Gewindebohrungen, gekennzeichnet durch einen in Axialrichtung verlängerten.im wesentlichen zylindrischen,, nachgiebigen Grundkörper aus Kunststoff mit einem Treibende für den Einsatz und einem Ende zum Anlegen eines Drehmomentes, eine Treibzahneinrichtung (16), die am Treibende des Dornes ausgebildet ist und in Eingriff mit dem Mitnehmer (13)

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am Einsatz bei Drehung des Grundkörpers bringbar ist, um auf den Mitnehmer ein treibendes Drehmoment aufzugeben, wobei der Umfangsbereich des Domes nahe dem Treibende zu einem im Längsrichtung sich erstreckenden Gewindebereich mit einer Steigung entsprechend der Steigung der Einsätze ausgebildet ist, so daß die Einsätze über das Treibende aufgeschraubt werden können, bis der Mitnehmer (13) gegen eine Schulter (26) stößt, wobei der Ümfangsdurchmesser des Dorns an dem in Übereinstimmung mit dem hinteren Ende eines auf dem Dorn angeordneten Einsatzes liegenden Bereiches eine eng sitzende Verbindung mit dem Inneren der Windungen des Einsatzes am hinteren Ende schafft und der Dorn im besagten mit dem hinteren Ende des Einsatzes übereinstimmenden Bereich radial nach innen kompressibel ist.
8. Dorn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ausgenommenen Bereich (29) aufweist, der im Dorn radial inwärtig des in Übereinstimmung mit dem hinteren Ende von einem auf dem Dorn angeordneten Einsatzes liegenden Bereich ausgebildet ist und die radial nach innen gerichtete Kompressibilität des Dornes erleichtert.
9. Dorn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgenommene Bereich (29) in Axialrichtung verlängert ist.
10. Dorn nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgenommene Bereich (29) von einer Vielzahl sich quer erstreckenden Versteifungsrippen (31) überspannt ist.
11. Dorn nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen (31) zur Längsachse des Dorns unter einem Winkel geneigt sind.
12. Dorn nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine im Grundkörper des Dornes nahe dem Treibende eingebettete

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Versteifungseinrichtung (22) zur Schaffung einer versteiften Zone nahe dem Treibende, wobei ein Teil der Versteifungseinrichtung in eng beabstandeter Beziehung zur Treibschulter (26) angeordnet ist.
13. Dorn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibzahneinrichtung (16) eine radial gerichtete Treibschulter (26), die in Eingriff mit dem Mitnehmer (13) an einem auf dem Dorn angeordneten Einsatz bringbar ist, und ein lippenförmiges Element (27) aufweist, das sich in voreilender Stellung relativ zur Treibschulter bei Betrachtung in Drehrichtung des Grundkörpers während des Eintreibens des Einsatzes erstreckt, wobei das 1innen^örmige Element axial über die Treibschulter hinausragt und zusammen mit der Treibschulter eine Haltetasche bildet, die Teile des Treibmitnehmers von einem Einsatz auf dem Dorn umgeben, und daß sich die Versteifungseinrichtung (22) über einen Längsabschnitt des Dorns nahe dem Treibende erstreckt und Bereiche aufweist, die unmittelbar nahe der Treibschulter liegen und sich in das lippenförmige Element erstrecken.
14. Dorn nach Anspruch 7, dadurch geke nnzeich-

n e t , daß der Außenumfang des Dornes an seinem Gewindebereich von einem kleineren Durchmesser nahe dem Treibende zu einem größeren Durchmesser an dem in Übereinstimmung mit dem hinteren Ende des Einsatzes befindlichen Bereich konisch ausgebildet ist.
15. Ein Querschneiden verhindernde Treibvorrichtung zum Einführen von Spiralgewindeeinsätzen mit Treibmitnehmern in Gewindebohrungen, bestehend aus einem in Axialrichtung länglichen Dorn mit einem Treibende und einem Ende zum Anlegen eines Drehmomentes, einem an dem Dorn nahe dem Treibende vorgesehenen Außengewindebereich zum Tragen des Einsatzes unter beschränkter axialer Ausdehnung desselben, und einer Treibeinrichtung am Treibende des Dornes, die mit dem Mitnehmer in Eingriff

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bringbar ist und auf den Einsatz bei Drehung des Dornes ein Drehmoment überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Dornes, der mit dem hinteren Ende des Einsatzes zusammenfällt, einen Teil des Gewindebereiches bildet, radial nach innen kompressibel ist und einen engen Eingriff mit dem Innendurchmesser eines Einsatzes in dessen ungespanntem Zustand schafft.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Dorn aus einem nachgiebigen Kunststoffmaterial gebildet ist und eine steife drehmomentübertragende Einrichtung (22) enthält, die im Treibende eingebettet ist und das Treibende versteift.
17. Verfahren zum Einführen eines Einsatzes aus einer federnden Windungsspirale mit einem Treibmitnehmer an ihrem vorderen Ende in eine Gewindebohrung mit geringerem Durchmesser als der Durchmesser des Einsatzes und mit einer Steigung entsprechend der Steigung des Einsatzes, bei dem man eine Torsionskraft auf den Einsatz über den Mitnehmer aufgibt, um den Durchmesser des Einsatzes auf den Durchmesser der Bohrung zu verringern, dadurch gekennzeichnet, daß man eine radial nach außen wirkende zu einem Nachgeben führende Kraft auf die inneren Windungen am hinteren Ende des Einsatzes aufgibt und dabei eine axiale Ausdehnung des hinteren Endes verhindert, wenn das h,intere Ende in die Bohrung eingeschraubt wird.

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