DE3000368B2 - Dorn zum Einführen eines Gewindeeinsatzes in Gewindelöcher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dorn zum Einführen eines Gewindeeinsatzes in Gewindelöcher, mit einem Außengewindeteil zum Führen des Gewindeeinsatzes und einem Treibzahn am freien Ende des Außengewindeteils, der eine etwa radial zum Dorn angeordnete Treibschulter für einen am Gewindeeinsatz angeordneten Mitnehmer aufweist, wobei

a) der Außengewindeteil aus nachgiebigem Kunststoffbesteht,

b) am freien Ende des Außengewindeteils eine

Verstärkungseinlage zur Verstärkung der Treibschulter des Domes eingebettet ist.

Ein Dorn der eingangs genannten Ausbildung ist aus der DE-AS 27 17 250 bekannt.

Gewindeeinsätze werden im zunehmenden Maße verwendet, um abgenützte oder beschädigte Gewindegänge in Gußteilen oder Bohrungen zu reparieren, und dgl. bei Neuteilen, bei denen es erwünscht ist, eine Gewindebohrung zu schaffen, die besonders widerstandsfähig gegen Beschädigung als Folge eines häufigen Einschrauben und Lösens von Gewindebolzen oder dgl. ist. Die in einer Bohrung eines Gußteils oder eines ähnlichen Bauteils aus häufig weichem Metall eingeschnittenen Gewindegänge nützen sich im Gebrauch häufig ab, so daß sie die sichere Halterung eines Bolzens oder einer Stiftschraube nicht länger gewährleisten.

Gemäß der übüchen Praxis werden derartige Gußteile erneuert, indem die Bohrung ausgebohrt wird, um Reste des beschädigten Gewindegangs zu entfernen, worauf die Bohrung erneut mit einem Gewindeeinsatz versehen wird, der mittels eines Dorns eingesetzt wird, wobei der Gewindeeinsatz beispielsweise aus gehärtetem rostfreiem Stahl bestehen kann.

Um zu gewährleisten, daß der Gewindeeinsatz in der mit einem neuen Gewinde versehenen Bohrung fest gehalten wird, weist der Gewindeeinsatz zumindest teilweise einen größeren Durchmesser als die Bohrung auf und wird unter Ausübung eines merklichen Drehmomentes in seine Stellung gebracht, wobei der Durchmesser des Gewindeeinsatzes nach dem Einbringen kleiner als im unbelasteten Zustand ist.

Beim eingangs genannten Dorn hat der Dorn einen Außengewindeteil aus nachgiebigem Kunststoff, wodurch die beim Einführen des Gewindeeinsatzes am Dorn wirksamen Kräfte gedämpft werden und sich eine erhöhte Lebensdauer für den Dorn ergibt und ein Verschneiden der Gewindegänge des Gewindeeinsatzes weniger leicht erfolgt. Als Verstärkungseinlage dient ein diametral liegender Stab am vorderen Teil des Dorns. Obgleich die Lebensdauer des eingangs genannten Dorns im allgemeinen gröber als jene vorher verwendeter Dorne ist, führen die beträchtlichen Torsionskräfte, die beim Einsetzen eines Gewindeeinsatzes in seine Stellung erforderlich sind, zu einer Verringerung der brauchbaren Lebenszeit des Dorns, besonders wenn die Gewindeeinsätze und Dorne einen geringen Durchmesser aufweisen, da im Laufe des Gebrauchs Abschnitte des Einschraubendes des Dorns zerstört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dorn der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Beschädigung der Gewindegänge im Kunststoff des Dorns weitgehend verhindert werden kann, indem die radialen Druckkräfte, die auf den Gewindeeinsatz übertragen werden können, auf einen Wert begrenzt werden, der eine Verformung des Dorns verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

c) die Verstärkungseinlage eine Blecheinlage ist, die sich axial vom freien Ende des Domes mindestens über ein Drittel der Länge des Gewindeeinsatzes und etwa diametral über den Querschnitt des Domes erstreckt,

d) die Seitenkanten der Blecheinliigc sich mindestens bis in die Nähe des Kerndiirehmessers des Außengewindeteiles erstrecken.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird em radial nach innen gerichtetes Zusammenpressen der ersten Windung des Gewindeeinsatzes durch die im wesentlichen radial nicht zusammendrückbare Blecheinlage begrenzt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anschließend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt hi

F i g. 1 eins perspektivische Ansicht des Doms,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung längs der Linie2-2in Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1,

F i g. 4 eine Stirnansicht einer weiteren Ausführungs- '^r· form,

Fig.5 einen Längsschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4,

F i g. 6 einen Horizontalschnitt längs der Linie 6-6 der F i g. 5, ;.)

Fig. 7 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform,

Fig.8 einen Längsschnitt längs der Linie 8-8 der F i g. 7 und

Fig.9 einen Querschnitt längs der Linie 9-9 der r. Fig. 8.

Es wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, die einen Dorn 10 mit einem Außengewinceteil 11, einem Griffteil 12 und ein Gewindeeinsatz-Aufnahmeende 13 aufweisen. Die Gewindeeinsätze 14 umfas- to sen eine Reihe von schraubenförmigen Windungen 15 entsprechend Fig.4 und 5, die in einen Mitnehmer 16 auflaufen, der sich in radialer Richtung erstreckt, um dem Gewindeeinsatz ein Antriebsdrehmoment zu übertragen. Ji

Der Gewindeeinsatz enthält eine Schwächungsstelle 17, an der der Mitnehmer von benachbarten Abschnitten des Gewindeeinsatzes abgebrochen und nach dem Eindringen des Gewindeeinsatzes entfernt wird. Die Windungen 15 aes Gewindeeinsalzes weisen normalerweise rautenförmigen Querschnitt auf.

Der Dorn ist derart ausgebildet, daß ein Spiel 18 zwischen dem unbelasteten Gewindeeinsatz und dem Dorn verbleibt, so daß der Innendurchmesser des Gewindeeinsatzes größer als der Außendurchmesser des Doms ist, womit der Gewindeeinsatz mühelos auf den Dorn aufgeschraubt werden kann. Beim Einbringen des Gewindeeinsatzes und Ausübung eines Drehmoments wird der Gewindeeinsatz radial zurammengedrückt und legt sich eng an den Dorn an, wie dies durch die in Fig. 2 gestrichelt gezeichneten Windungen angegeben wird.

Es wurde gefunden, daß das radial nach innen gerichtete Zusammendrücken des Gewindteinsatzes, der fest gegen den Dom gelegt wird, auf die Gewindegänge und insbesondere auf den führenden Gewindegang 19 einen axial nach außen gerichteten Kraftvektor in Richtung des Pfeils 20, sowie eine einwärts gerichtete axiale Kraft auf den anschließenden benachbarten Gewindegang erzeugt. Besteht der Dorn aus polymeren Werkstoff, so konnte bisher die auftretende Kraft ausreichend sein, um den genannten führenden Gewindegang zu beschädigen, zu verschieben, oder in einem solchen Ausmaß zu verformen, daß derselbe nach vorne ausgelenkl und vom Außengewindeteil des Dorns gelöst wird, wodurch der Dorn für dci, beabsichtigten Einsatzzweck ungeeignet wird. Ferner kann die einwärts gerichtete Kraft ausreichen, um den zweiten Gewindegang zu verformen, obgleich die Wirkungen dieses Kraftvektors weniger bedeutsam sind, da der Gewindegang durch die radial innen angeordneten Teile des Dornschafts verstärkt wird.

Die Vorteile der Verwendung eines Schraubdorns aus polymerem Werkstoff werden mit der Beständigkeit eines völlig metallischen Schraubdorns durch die Anordnung einer Blecheinlage 21 vereinigt, welche sich in Axialrichtung des Dorns in einem Aufnahmekanal 22 im Dorn mindestens über ein Drittel der Länge des Gewindeeinsatzes und etwa diametral erstreckt.

Insbesondere weist die Blecheinlage 21 einen sich verjüngenden Schaftabschnitt 23 auf, der an seinem Ende 24 schmäler ist und sich geringfügig nach außen gegen das andere Schaftende 25 zu verbreitet. Der Schaft 23 kann zur Halterung dienende als Walzen ausgebildete Verriegelungsabschnitte 26 aufweisen.

Die Blecheinlage 21 wird mit dem Außengewindeteil 11 des Doms 10 verbunden, indem sie im Aufnahmekanal 22 einwärts in die F i g. 2 dargestellte Lage gedrückt wird, in dieser Lage fluchten die Kanten 27, 28, die im Profil sägezahnförmig ausgebildet sind, mit Scheitelabschnitten C und den Talabschnitten L von zumindest dem ersten Gewindegang 19 des Außengewindes des Dorns. Die Querabmessung des Aufnahmekanals 22 für die Blecheinlage ist auf die Stärke der Blecheinlage derart abgestellt, daß zwischen diesen beiden Teilen ein enger Sitz erhalten wird.

Beim Gebrauch wird ein Gewindeeinsatz über das Ende 13 des Dorns geschraubt, bis der Mitnehmer 16 des Gewindeeinsatzes neben einer zahnartigen Treibschulter 29 liegt, wodurch eine Antriebsverbindung zwischen dem Dorn und dem Mitnehmer geliefert wird. Der Gewindeeinsatz wird in die Bohrung eingebracht, in den das einsetzseitige Ende 13 des Dorns mit dem darauf angebrachten Gewindeeinsatz gegen die mit Gewinde versehene Bohrung, in der der Gewindeeinsatz eingeschraubt werden soll, unter Drehen des Dorns bewegt wird, wobei für die Drehung der Griffteil 12 verwendet wird.

Wie sich aus einer Betrachtung der Fig.2 ergibt, tendiert der Gewindeeinsatz bei zunehmenden Antriebsmomenten dazu, sich im Durchmesser zu verkleinern. Jedoch steht der Verringerung des Durchmessers des Gewindeeinsatzes die Blecheinlage 21 entgegen, welche im Vergleich zu einem polymeren Werkstoff, beispielsweise Nylon, radial relativ unzusammendrückbar ist. Durch die Begrenzung der einwärts gerichteten Druckwirkung, die vom Gewindeeinsatz gegen den polymeren Werkstoff ausgeübt wird, wird sichergestellt, daß die in Richtung des Pfeils 20 wirkende Kraft ebenfalls auf einen Wert beschränkt ist, der die Fließgrenze des polymeren Werkstoffs nicht überschreitet, womit eine Zerstörung und ein Lösen des führenden Gewindegangs 19 verhindert wird.

Wie am besten aus Fig.3 ersichtlich ist, kann der Aufnahmekanal 22 für die Blecheinlage 21 geringfügig gegenüber der axialen Mittellinie des Außcngewindeteils 11 des Dorns versetzt sein. Das durch die Treibschulter 29 gegen den Mitnehmer ausgeübte Antriebsmoment wird über einen merklichen Längsabschnitt des Schaftteils verteilt, da die enge Anlage zwischen Blecheinlage und dem polymeren Werkstoff über eine merkliche Länge vorhanden ist. Dabei ist ein Anlagebereich vorgesehen, der mindestens ein Drittel der Entfernung zwischen dem endseitigen Gewindegang 19 und dem Beginn des Griffteils 12 umfaßt.

In den F i g. 4, 5 und 6, in denen gleiche Bauelemente

mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ist eine weitere crfindungsgcmäßc Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Blecheinlage 21' in einem Aufnahmekanal 22' angeordnet, der im Außengewindeteil 11 des Dorns vorgesehen ist.

Die Ausführungsform der Fig.4, 5 und 6 unterscheidet sich von jener der Fig. 1—3 dadurch, daß die .Seitenkanten 30, 31 der Blecheinlage, indem sie sich vollständig bis zum Umfang des Außengewindeteils erstrecken, eng unterhalb der Scheitel 32 der Talab- ■ schnitte L von zumindest der ersten Gewindegänge des Außengewindeteils liegen. Obgleich sich die Blecheinlage 21' nicht völlig bis zum Umfang des Außengewindeteils erstreckt, liegt sie nichtsdestoweniger ausreichend nah an diesem Umfang, um einen merklichen Wider- ·■ stand gegenüber einem radial einwärts gerichteten Zusammenziehen des Gewindeeinsatzes auszuüben, wodurch die Ablenkkräfte in Richtung des Pfeils 20' begrenzt werden.

Die Blecheinlage 21' kann gegebenenfalls mit einer ■ gekrümmten Treibschulter 33 versehen sein, welcher einen Teil des Mitnehmers 16übergreift.

In der Ausführungsform gemäß den Fig.4—6 wird die Blecheinlage 21' in ihrer Stellung innerhalb des Aufnahmekanals 22' mittels eines Paars gewölbter Vorsprünge 34, 34 gehalten, die während der Befestigung der Blecheinlage in den elastischen Werkstoff des Außengewindeteils eindringen, so daß die Blecheinlage, wenn sie ihre Stellung erreicht, gegen eine Auswärtsbewegung gesichert ist.

In der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 —9 weist die Blecheinlage 21" einen länglichen Schaft 35 mit einer Anzahl von Durchtrittsöffnungen 36, 37, 38 auf. Bei dieser Ausführungsform wird die Blecheiniage 21" gleichzeitig mit dem Formen des Dorns erhalten, wobei die Blecheinlage in ihrer Lage durch das Fließen des polymären Werkstoffes durch die öffnungen 37, 38 gesichert wird.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 —9 erstrecken sich Seitenkanten 39, 40 der Blecheinlage 21" zum Umfang des Außengewindeteils und weisen eine Sägezahnform auf, die der Form der Gewindegänge entspricht.

Wie am besten aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist. kann der Umfang der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsform Wölbungen 41 aufweisen, von denen vier dargestellt sind, statt eine kreisförmige Qucrschnittsform zu haben.

Der Außengewindeteil der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 —9 kann einen sich seitlich erstreckenden Hohlraum 42 aufweisen, der durch das Zurückziehen einer Aulspannvorrichtung bedingt ist, welche dazu dient, die Blecheinlage während des Formvorgangs durch Eingriff mit der Öffnung 36 der Blecheinlage zu positionieren und in der gewünschten Lage zu halten.

Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwenden alle das in Konzept einer Blecheinlage, welche in Radialrichtung vergleichsweise ^zusammendrückbar ist und welche an oder unmittelbar neben den Scheiteln der Talabschnitte der Gewindegänge, insbesondere am einschraubseitigen Ende derselben, liegt, so daß die vom Gewindeeinsatz auf den Dorn im Laufe des Einschraubens des Gewindeeinsatzes gerichteten radialen Pressungen nicht nur vom polymeren Werkstoff, sondern auch von der Blecheiniage aufgenommen werden.

Die gezeigte Ausführung hat den weiteren Vorteil, daß das Antriebsmoment, welches vor Blecheiniage gegen den Mitnehmer des Gewindeeinsatzes ausgeübt wird, sich verteilt und gegen einen merklichen Langsabschnitt des polymeren Werkstoffes des Schafts ausgeübt wird, an welchem die Blecheiniage anliegt, wodurch lokalisierte Kraftwirkungen beseitigt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   J. Dorn zum Einführen eines Gewindeeinsatzes in Gewindelöcher, mit einem Außengewindeteil zum Führen des Gewindeeinsatzes und einem Treibzahn am freien Ende des Außengewindeteils, der eine etwa radial zum Dorn angeordnete Treibschulter für einen am Gewindeeinsatz angeordneten Mitnehmer aufweist, wobei

   a) der Außengewindeteil (11) aus nachgiebigem Kunststoff besteht,

   b) am freien Ende des Außengewindeteiles eine Verstärkungseinlage zur Verstärkung der Treibschulter (29; 33; 39) des Domes eingebettet ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   c) die Verstärkungseinlage eine Blecheinlage (21, 21', 21") ist, die sich axial vom freien Ende (13) des Domes (10) mindestens über ein Drittel der Länge des Gewindeeinsatzes und etwa diametral über den Querschnitt des Domes erstreckt,

   d) die Seitenkanten (30, 31) der Blecheinlage (21, 2Γ, 21") sich mindestens bis in die Nähe des Kerndurchmessers des Außengewindeteiles (11) erstrecken.
2. 2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten der Blecheinlage (21, 21', 21") am freien Ende derselben im Bereich des Kerndurchmessers des Außengewindeteils (11) mindestens einen Sägezahnabschnitt aufweisen.
3. 3. Dorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blecheinlage (21") mindestens eine Durchtrittsöffnung (37, 38) aufweist, durch welche sich der Kunststoff des Außengewindeteils erstreckt, um die Blecheinlage zu positionieren.
4. 4. Dorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außengewindeteil (11) einen axial verlaufenden inneren Aufnahmekanal (22) aufweist, der gegen das freie Ende des Außengewindeteils hin divergiert und die Blecheinlage (21, 2V) einen länglichen, sich verjüngenden Schaft besitzt, wobei die Querabmessung des Schafts größer ist als jene des Aufnahmekanals (22) und ferner der Schaft und der Aufnahmekanal (22) komplementäre Verriegelungsabschnitte (26) aufweisen.
5. 5. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibschulter (29; 33; 39) der Blecheinlage (21, 2V, 21") gegenüber der Längsachse des Außengewindeteils in teilweiser Überlappung mit dem Mitnehmer (16) der Blecheinlage geneigt ist, wenn sich der Gewindeeinsatz auf dem Dorn befindet.