DE3243254A1

DE3243254A1 - Thread insert

Info

Publication number: DE3243254A1
Application number: DE19823243254
Authority: DE
Inventors: Bernhard 8451 Haselmühl Stöveken
Original assignee: PRECISION FASTENERS
Current assignee: PRECISION FASTENERS
Priority date: 1982-11-23
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1984-05-24
Also published as: DE3243254C2

Abstract

In a thread insert having an internal thread or a threaded bolt, the insertion part which is pressed into a retaining hole in a workpiece is constructed as a truncated cone, and the retaining hole is constructed as a conical hole. The truncated cone and conical hole have the same gradient. In order to increase the connecting and retaining force of the insertion part which is pressed into the hole, the surface of the truncated cone is coated with a micro-encapsulated adhesive.

Description

Gewindeeinsatz Threaded insert

Die Erfindung betrifft einen Gewindeeinsatz mit einem im wesentlichen kreiszylindrischen Einsatzteil, das in eine Aufnahmebohrung eines Werkstücks einsetzbar ist.The invention relates to a threaded insert with a substantially circular cylindrical insert that can be inserted into a receiving bore of a workpiece is.

Derartige Gewindeeinsätze dienen in erster Linie zur Verstärkung von Gewindeverbindungen in Werkstücken aus Materialien mit einer geringen Scherfestigkeit. Die Verankerung derartiger Gewindeeinsätze im Werkstück erfolgt auf unterschiedliche Veise. Gem. einer ersten Ausführungsform weist das Einsatzteil ein Außengewinde auf, welches beim Einschrauben des Gewindeeinsatzes in die Aufnahmebohrung dort ein Gewinde einschneidet oder einpresst.Such threaded inserts are primarily used to reinforce Threaded connections in workpieces made from materials with a low shear strength. Such threaded inserts are anchored in the workpiece in different ways Veise. According to a first embodiment, the insert part has an external thread on, which when screwing the threaded insert into the mounting hole there cuts or presses a thread.

Gem. einer weiteren Ausführungsform ist das Einsatzteil geschlitzt und weist an seiner Außenseite ringförmig verlaufende, keilförmige Erhebungen auf. Nach Einsetzen des Einsatzteils in die Aufnahmebohrung und beim Einschrauben einer Schraube in den Gewindeeinsatz spreizt sich das Einsatzteil auf und die Erhebungen am Einsatzteil werden in die Wandung der Aufnahmebohrung eingepresst. Daneben sind Gewindeeinsätze bekannt, deren Einsatzteil ein schrägverzahntes konisches Verankerungsprofil aufweist, welches durch umlaufende Rillen unterbrochen ist. Dieser Gewindeeinsatz wird in die Aufnahmebohrung eingepresst, wobei die Erhebungen des Verankerungsprofils sich in die Wandungender,AuSnahmebohrung teilweise eindrücken, teilweise einfräsen. Infolge der Formgebung am Einsatzteil sind derartige Gewindeeinsätze relativ teuer. Ihr Einsetzen in die Aufnahmebohrung ist relativ zeitaufwendig. Im Regelfall entstehen durch das tinschneideff bzw. Einpressen des Außenprofils des Einsatzteils in die Aufnahmebohrung Materialspannungen im Werkstück, die in vielen Fällen Ursache für Bruchschäden am Werkstück sind.According to a further embodiment, the insert is slotted and has wedge-shaped elevations running in the shape of a ring on its outside. After inserting the insert into the mounting hole and screwing in a Screw in the threaded insert spreads the insert part and the elevations on the insert are pressed into the wall of the mounting hole. Next to it are Threaded inserts known whose insert part has a helical, conical anchoring profile has, which is interrupted by circumferential grooves is. This The threaded insert is pressed into the mounting hole, whereby the elevations of the The anchoring profile is partially pressed into the walls of the partially mill in. As a result of the shape on the insert part, such threaded inserts are relative expensive. Inserting them into the mounting hole is relatively time-consuming. in the Usually caused by the tinschneideff or pressing in of the outer profile of the Insert part into the mounting hole Material stresses in the workpiece, which in many Cases are the cause of breakage damage to the workpiece.

Daneben sind Gewindeeinsätze mit einem außen profilierten Einsatzteil bekannt, welches mittels Erwärmung in die Aufnahmebohrung eingesetzt wird. Das Material des Werkstücks muß hierbei aus einem durch Wärme plastifizierbaren Kunststoff bestehen. Infolge der Wärmeeinwirkung wird die Wandung der Aufnahmebohrung zum Fließen gebracht und umfließt hierbei die Profilierung des Einsatzteils.In addition, there are threaded inserts with an externally profiled insert known, which is inserted into the receiving bore by means of heating. The material The workpiece must consist of a plastic that can be plasticized by heat. As a result of the action of heat, the wall of the receiving bore is made to flow and flows around the profile of the insert.

Hierbei wird der Gewindeeinsatz entweder zuvor erwärmt oder die Wärmeeinwirkung wird mittels Ultraschall bewirkt.The thread insert is either heated beforehand or the effect of heat is effected by means of ultrasound.

Die vorerwähnten Materialspannungen treten hierbei nicht auf, jedoch ist das Einsetzen des Gewindeeinsatzes in die Aufnahmebohrung ein sehr teuerer Arbeitsgang.The aforementioned material stresses do not occur here, however inserting the threaded insert into the mounting hole is a very expensive operation.

Zur Sicherung von Schraubverbindungen ist es bekannt, auf dem Gewinde einen mikroverkapselten Kleber aufzubringen, dessen Kapseln beim Einschrauben der Schraube in eine Gewindebohrung platzen. Derartige Kleber finden jedoch nur Verwendung zur Sicherung von Schraubverbindungen als Ersatz von Schraubsicherungsscheiben.To secure screw connections, it is known on the thread to apply a microencapsulated adhesive, the capsules of which when screwing in the Burst the screw in a threaded hole. However, such adhesives are only used for securing screw connections as a replacement for screw locking washers.

Es besteht die Aufgabe , den Gewindeeinsatz so auszubilden, daß sein Einsatzteil eine einfache Form aufweist, er schnell in die Aufnahmebohrung einsetzbar ist und mit der Aufnahmebohrung eine hochbelaatbare Verbindung eingeht, bei der das Werkstück im wesentlichen keine unzulässigen Materialspannungen aufweist.The task is to train the threaded insert so that his Insert part has a simple shape, he quickly into the mounting hole can be used and a highly loadable connection is made with the mounting hole, in which the workpiece has essentially no inadmissible material stresses.

Gelöst wird diese Aufgabe bei dem Gewindeeinsatz der eingangs genannten Art dadurch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This problem is solved in the case of the thread insert mentioned at the beginning Type thereby the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the subclaims.

Der Gewindeeinsatz braucht mit seinem Einsatzteil lediglich in die Aufnahmebohrung eingedrückt zu werden. Hierbei werden die Mikrokapseln nicht abgestreift sondern bleiben auf dem Einsatzteil haften und platzen erst auf, wenn das Einsatzteil annähernd seine endgültige Lage erreicht hat. Durch die Ausbildung des Einsatzteiles als Kegelstumpf und durch eine entsprechend konische Ausbildung der Aufnahmebohrung wird beim Einpressen des Gewindeeinsatzes bereits eine hohe Haltekraft erzeugt. Weist der Kegel und damit die Bohrung beispielsweise eine Steigung von 1:10 auf, dann ist die Haltekraft 30 mal so groß als die Einpreßkraft. Bei einer Steigung von 1:50 ist die Haltekraft 100 mal größer als die Einpreßkraft. Die vorgenannte Steigung bedeutet, daß sich der Kegel des Kegelstumpfes auf eine Länge von 10 bzw. 50 mm im Durchmesser um lmm verjüngt.The threaded insert only needs with its insert part in the Locating hole to be pressed. The microcapsules are not stripped off but stick to the insert and only burst when the insert has almost reached its final position. Through the training of the insert part as a truncated cone and a correspondingly conical design of the mounting hole a high holding force is generated when the threaded insert is pressed in. For example, if the cone and thus the hole have a pitch of 1:10, then the holding force is 30 times greater than the press-in force. On an incline of 1:50, the holding force is 100 times greater than the press-in force. The aforementioned Slope means that the cone of the truncated cone extends over a length of 10 or 50 mm in diameter tapered by 1 mm.

Zusätzlich kann das Einsatzteil eine Drehsicherung in Form von Riefen aufweisen.In addition, the insert can be secured against rotation in the form of grooves exhibit.

Zwei Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig, 1 einen teilweise im Schnitt dargestellten Gewindeeinsatz mit Innengewinde und zugehöriger Aufnahmebohrung und Fig. 2 die Seitenansicht eines einen Gewindebolzen aufweisenden Gewindeeinsatzes.Two exemplary embodiments are described below with reference to the drawings explained in more detail. They show: FIG. 1 a threaded insert shown partially in section with internal thread and associated receiving bore and FIG. 2 shows the side view of a a threaded insert having a threaded bolt.

Der Gewindeeinsatz nach Fig. 1 weist eine durchgehende Gewindebohrung 1 auf. Dieser Gewindeeinsatz wird eingesetzt in eine Aufnahmebohrung 2 eines Werkstücks 3 aus einem Material geringer Scherfestigkeit. Der Gewindeeinsatz besteht in seiner vollen Länge aus einem Einsatzteil 4 in Form eines sich in Richtung der Aufnahmebohrung 2 verjüngenden Kegelstumpfs. Die Aufnahmebohrung 2 ist entsprechend dem Einsatzteil 4 ebenfalls konisch ausgebildet, wobei die Steigungen der Aufnahmebohrung 2 und des Einsatzteiles 4 im wesentlichen gleich sind. Mindestens ein Teil der Kegelstumpfoberfläche 5 ist mit einem mikroverkapselten Kleber 6 beschichtet.The threaded insert according to FIG. 1 has a threaded hole through it 1 on. This threaded insert is inserted into a receiving bore 2 of a workpiece 3 made of a material of low shear strength. The threaded insert consists in his full length from an insert part 4 in the form of a down in the direction of the receiving bore 2 tapered truncated cones. The mounting hole 2 corresponds to the insert 4 also conical, the slopes of the receiving bore 2 and of the insert part 4 are essentially the same. At least part of the truncated cone surface 5 is coated with a microencapsulated adhesive 6.

Die Steigung des Kegels des Einsatzteiles 4 und der Aufnahmebohrung 2 beträgt mindestens 1:10, bevorzugt 1:50.The slope of the cone of the insert 4 and the receiving hole 2 is at least 1:10, preferably 1:50.

Dies bedeutet, daß der Kegel sich auf eine Länge von 10 bzw. von 50mm um lmm im Durchmesser verjüngt.This means that the cone extends over a length of 10 or 50 mm tapered by 1mm in diameter.

Der Gewindeeinsatz wird mit seinem Einsatzteil 4 in die Aufnahmebohrung 2 des Werkstücks 3 eingepresst. Infolge der Konizität von Einsatzteil 4 und Aufnahmebohrung 2 werden die Mikrokapseln nicht abgestreift sondern bleiben auf der Oberfläche 5 haften und platzen erst auf, wenn der Einsatzteil 4 annähernd seine endgültige Lage in der Aufnahmebohrung 2 erreicht hat. Der aus den Mikrokapseln austretender Klebstoff härtet nach einiger Zeit aus.The threaded insert is inserted with its insert part 4 into the mounting hole 2 of the workpiece 3 pressed in. As a result of the taper of the insert 4 and the mounting hole 2 the microcapsules are not stripped off but remain on the surface 5 adhere and burst only when the insert 4 is approximately in its final position has reached in the mounting hole 2. The glue leaking from the microcapsules hardens after a while.

Bei Nichtberücksichtigung der durch den Kleber erzeugten Haltekraft ergibt sich zwischen dem Einsatzteil 4 und der Aufnahmebohrung 2 eine Haltekraft, die abhängig ist, von der Kraft, mit der der Gewindeeinsatz in die Bohrung 2 eingepresst wird und der weiterhin abhängig ist von der vorerwähnten Steigung.If the holding force generated by the adhesive is not taken into account there is a holding force between the insert 4 and the receiving bore 2, which depends on the force with which the threaded insert is pressed into the bore 2 and which is still dependent on the aforementioned slope.

Bei der vorerwähnten Steigung von 1:10 ist die Haltekraft 30 mal größer als die Einpreßkraft. Beträgt die Steigung 1:50 , dann ist die Haltekraft etwa 100 mal größer als die EinpreßkraftO Hinzu kommt noch die durch den Kleber bewirkte Haltekraft.With the aforementioned gradient of 1:10, the holding force is 30 times greater than the press-in force. If the slope is 1:50, then the holding force is around 100 times greater than the press-in force Holding power.

Die Konizität der Aufnahmebohrung 2 und die kegelstumpfförmige Ausbildung des Einsatzteiles 4 bewirken in jedem Fall, daß der Gewindeeinsatz in der Bohrung 2 gehalten wird, bis der Kleber ausgehärtet ist.The conicity of the receiving bore 2 and the frustoconical design of the insert part 4 cause in each case that the threaded insert in the bore 2 is held until the glue has hardened.

Die Fig. 2 zeigt einen Gewindeeinsatz, welcher aus einem Einsatzteil 4 und einem Gewindebolzen 7 besteht. Er wird in eine Aufnahmebohrung entsprechend der Aufnahmebohrung 2 in Fig. 1 eingesetzt.Fig. 2 shows a threaded insert, which consists of an insert part 4 and a threaded bolt 7 consists. He is in a mounting hole accordingly the receiving bore 2 in Fig. 1 is used.

Der als Kegelstumpf ausgebildete Einsatzteil 4 ist an seiner Kegelstumpfoberfläche 5 mit längsverlaufenden Riefen 8 versehen. Bei diesen Riefen kann es sich um drei gleichmäßig am Umfang des Einsatzteils 4 angeordneten Kerben handeln. Handelt es sich um Riefen 8, deren Ränder bündig zur Kegelstumpfoberfläche 5 verlaufen, dann tritt das Material der Aufnahmebohrung 2 geringfügig in diese Riefen 8 ein, was zu einer zusätzlichen Verdrehsicherung führt. Handelt es sich um Kerben, dann bilden deren Ränder über die Oberfläche 5 hervorstehende Kerbwülste, welche in das Material der Wandung der Aufnahmebohrung 2 eindringen.The insert part 4, designed as a truncated cone, is on its truncated cone surface 5 provided with longitudinal grooves 8. These grooves can be three Act evenly arranged on the circumference of the insert part 4 notches. Does it around grooves 8, the edges of which are flush with the truncated cone surface 5, then occurs the material of the receiving hole 2 slightly in these grooves 8, what leads to an additional anti-twist device. If it is notch, then form the edges of which protrude over the surface 5 notched beads, which in the material penetrate the wall of the mounting hole 2.

Die Riefen können auch wendelförmig verlaufen, wie dies durch die Riefe 9 dargestellt ist.The grooves can also run helically, as shown by the Groove 9 is shown.

Der Einsatzteil 4 ist im hinteren , dem Gewindebolzen 7 zugewandten Ende rein kreiszylindrisch ausgebildet.The insert part 4 is in the rear, facing the threaded bolt 7 Purely circular cylindrical end.

Dieser kreiszylindrische Bereich 10 kann einen geringfügig geringeren Durchmesser aufweisen als der Durchmesser am hinteren Ende des Kegelstumpfs des Einsatzteiles 4, so daß sich im Übergangsbereich zwischen Kegelstumpf und de zylindrischen Bereich 10 eine kleine Stufe 11 bildet. Diese Stufe 11 kann die Haltekraft zwischen dem Einsatzteil 4 und der Aufnahmebohrung 2 in axialer Richtung gesehen erhöhen.This circular cylindrical area 10 can be a slight lesser Have a diameter than the diameter at the rear end of the truncated cone of the Insert part 4, so that in the transition area between the truncated cone and de cylindrical Area 10 forms a small step 11. This level 11 can hold the force between increase the insert part 4 and the receiving bore 2 seen in the axial direction.

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Claims

Claims 1. Thread insert with a substantially circular cylindrical Insert part that can be inserted into a receiving bore of a workpiece, thereby g e k e n n n -z e i c h n e t that at least part of the length of the insert part (4) designed as a truncated cone tapering in the direction of the receiving bore (2) is, this truncated cone comes into contact with a correspondingly conical Part of the mounting hole (2) and at least part of the truncated cone surface (5) is coated with a microencapsulated adhesive (6).

2. Thread insert according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that longitudinal grooves (8) are arranged on the truncated cone.

3. Thread insert according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that helical grooves (9) are arranged on the truncated cone.

4. Thread insert according to one of claims 1 to 3, characterized g e k Note that the slope of the truncated cone and the conical part the mounting hole (2) is at least 1 f 10.

5. Thread insert according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the slope is about 1:50.

6. Thread insert according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the longitudinal grooves (8) consist of three notches evenly arranged on the circumference exist.