DE3626172A1 - Selbstschneidender gewindeeinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstschneidenden Gewinde­ einsatz, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Einsätze sind aus der DE-PS 33 11 378 bekannt. Um das Eindrehmoment beim Eindrehen eines solchen Gewindeeinsatzes in seine Aufnahmebohrung zu vermindern, sind die an jedes Schneidflächenprofil sich anschließenden Freiflächen gestuft oder abgeflacht ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, daß die Freiflächen keinen negativen Freiwinkel aufweisen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Eindrehen des Gewindeeinsatzes in seine Aufnahmebohrung die Achse des Gewindeeinsatzes sehr genau mit der Achse der Aufnahmebohrung fluchten muß, da sonst beim Eindrehen Vibrationen entstehen, die zu einem unsauberen Gewinde­ schnitt bei der Aufnahmebohrung führen, wobei dieses eingeschnittene Gewinde sogar Übermaß aufweisen kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß nicht nur das Eindrehmoment sondern auch das Ausdrehmoment verringert wird und oftmals nicht ausreichend groß ist.

Es besteht die Aufgabe, diesen Gewindeeinsatz so zu verbessern, daß beim Eindrehen Vibrationen vermieden werden und sich das Ausdrehmoment erhöht.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines bekannten Gewindeein­ satzes;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Einsatzende dieses Gewindeeinsatzes;

Fig. 3 die sich bei dem Gewindeeinsatz nach den Fig. 1 und 2 ergebenden Gewindeschneid­ kanten;

Fig. 4 ein gestrecktes Gewindeprofil mit drei ver­ schiedenen Ausführungsformen der erfindungs­ gemäßen Verbesserung;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V nach Fig. 1 mit einem Gewindeverlauf gem. dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. und

Fig. 6 einen der Fig. 5 entsprechenden Schnitt, bei dem der Gewindeeinsatz eine zusätzliche Rückdrehsicherung aufweist.

Der ein Außengewinde 1 und ein Innengewinde 2 aufweisende Gewindeeinsatz ist an seinem Einsatzende mit einer Anfasung 4 versehen. Die Stirnseite des Einsatzendes trägt die Bezugsziffer 7. Am Einsatzende ist eine radial und axial verlaufende Einfräsung 3 vorgesehen, welche zwei Einschnitte 5, 6 bildet. Die Eindrehrichtung des Gewindeeinsatzes ist in Fig. 2 durch den Pfeil angedeutet. Der Einschitt 5 bildet mit dem angefasten Teil eine in Drehrichtung gesehen vordere Kante 8 und hintere Kante 9. Der Einschnitt 6 bildet entsprechend eine vordere Kante 10 und eine hintere Kante 11. Die jeweils hinteren Kanten 9, 11 bilden die beiden Gewinde­ schneidkanten der beiden Einschnitte 5, 6.

In Fig. 3 ist die Gewindeschneidkante 9 des Einschnitts 5 ausgezogen dargestellt, während die Gewindeschneidkante 11 des Einschnittes 6 strichpunktiert dargestellt ist. Das im Bereich der Anfasung 4 sich ergebende theoretische Gewindeprofil des Außengewindes 1 ist gestrichelt gezeichnet. An den Gewindeschneidkanten 9, 11 bilden sich aufeinanderfolgend Schneidflächen­ profile I bis IV.

Wickelt man den durch die Anfasung 4 und die Einschnitte 5, 6 geschnittenen Gewindegang in einer Ebene ab, dann ergibt sich die Darstellung nach Fig. 4. Der Gewindegrund 12 des Außengewindes weist einen konstanten Abstand R zur Achse 13 des Gewindeeinsatzes auf. Das Gewindeteilstück 14 weist den bei Gewindeeinsätzen üblichen Verlauf auf, bei dem die Freifläche 15 einen negativen Freiwinkel alpha aufweist, d.h. an der Hinter­ kante 11 des Einschnittes 6, die die Schneidfläche III bildet, ist der radiale Abstand R 1 der Freifläche 15 zur Achse 13 geringer als der Abstand R 2 dieser Freifläche des Gewindestücks 14 an der Vorderkante 8 des Einschnittes 5.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist die Frei­ fläche in geringfügigem Abstand hinter der Schneidfläche eine Abstufung 16 auf. Dies ist beim Gewindeteilstück 14 A dargestellt. Hinter dieser Abstufung steigt die Freifläche 15 A auf einen radialen Abstand R 4 zur Achse 13 an, der geringfügig kleiner ist als der radiale Abstand R 5 der Freifläche 15 B des nachfolgenden Gewinde­ teilstücks 14 B bei dessen Schneidfläche V. Dies bedeutet, daß die Differenz zwischen den radialen Abständen R 3 und R 4 zu Beginn und am Ende des Gewindeteilstücks 14 A der Differenz zwischen den radialen Abständen R 1 und R 2 beim Gewindeteilstück 14 entspricht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die sich an die Schneidfläche V anschließende Freifläche 15 B zunächst einen konstanten radialen Abstand zur Achse 13 auf. Im Bereich der Vorderkante 8 des Einschnitts 5 ist eine radial nach außen sich erstreckende Abstufung 17 vorgesehen, so daß im Bereich der Vorderkante 8 die Freifläche 15 B einen radialen Abstand R 6 zur Achse 13 aufweist, der geringfügig kleiner ist als der radiale Abstand R 7 der Freifläche 15 C des nachfolgenden Gewinde­ teilstücks 14 C an dessen Schneidfläche VI.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel weist die an die Schneidfläche VI sich anschließende Freifläche 15 C zuerst einen negativen Freiwinkel auf, woran sich ein Freiflächenteilstück anschließt, das einen konstanten radialen Abstand zur Achse 13 aufweist. Kurz vor der vorderen Kante 10 des Einschnitts 6 weist die Freifläche 15 C eine radial nach außen springende Abstufung 17 A auf, entsprechend der Abstufung 17, wobei die Abstufung 17 konkav und die Abstufung 17 A konvex ausgebildet ist.

Der Schnitt nach Fig. 5 verdeutlicht die Verhältnisse beim Eindrehen des Gewindeeinsatzes in eine Aufnahmebohrung, wobei die Verhältnisse vorliegen, die anhand des Gewinde- teilstückes 14 A beschrieben wurden. Die jeweils in Eindrehrichtung gesehenen vorderen Kanten 9, 11 der Einschnitte 5, 6 mit einem Schneidflächenprofil IV schneiden aus der Aufnahmebohrung Späne 16 zur Bildung eines Gewindes in der Aufnahmebohrung aus.

Aus dem Schnitt nach Fig. 5 wird deutlich, daß der Gewindeeinsatz beidseits der Einschnitte 5, 6 mit seinen Freiflächen 15 A in Kontakt mit der Aufnahme­ bohrung steht. Diese Bereiche sind mit A und B bezeichnet.

Eine zusätzliche Ausdrehsicherheit wird erreicht, wenn die jeweils vorderen Kanten 8, 10 der Einschnitte 5, 6 gem. Fig. 6 eine Abschrägung 19, 20 aufweisen. Bei einer geringfügigen Rückdrehung des Gewindeeinsatzes verklemmen sich die von den Hinterkanten 9, 11 gebildeten Späne 18 in diesen Abschrägungen 19, 20. Es hat sich gezeigt, daß ein günstiger Winkelbereich beta dieser Abschrägungen 19, 20 im Bereich von 45 bis 60° liegt.

Claims (7)

1. Selbstschneidender Gewindeeinsatz mit einem Außengewinde, dessen Gewindegrund auf einem konstanten Radius um die Achse des Gewindeeinsatzes verläuft, einer konischen Anfasung am Einsatzende und radial verlaufen­ den Einschnitten im Bereich der Anfasung, deren in Eindrehrichtung gesehenen hinteren Kanten mit dem dort geschnittenen Gewinde Gewindeschneidkanten bilden, deren Schneidflächenprofile ausgehend vom Einsatzende von Gewindeteilstück zu Gewindeteilstück sich stufenweise radial vergrößern, wobei die sich an jedes Schneidflächenprofil anschließende Freifläche gestuft oder abgeflacht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Gewindeteil­ stücken (14 A, 14 B, 14 C) die Freiflächen (15 A, 15 B, 15 C) im Bereich der vorderen Kanten (8, 10) der Einschnitte (5, 6) einen radialen Abstand (R 4, R 6) zur Achse (13) aufweisen, der etwa dem radialen Abstand (R 5, R 7) der Freifläche (15) des folgenden Gewindeteilstücks (14 B, 14 C) an der hinteren Kante (9, 11) des jeweiligen Einschnitts (5, 6) entspricht.

2. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 1, bei dem jede Freifläche hinter der Gewindeschneid­ kante abgestuft ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß hinter der Abstufung (16) die Freifläche (15 A) allmählich auf den radialen Abstand (R 5) der Freifläche (15 B) des folgenden Gewindeteilstücks (14 B) ansteigt.

3. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 1, bei dem jede Freifläche hinter der Gewindeschneid­ kante kreisbogenförmig abgeflacht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Freifläche (15 B, 15 C) vor der vorderen Kante (8, 10) eines Einschnitts (5, 6) eine Abstufung (17, 17 A) aufweist, deren radiale Höhe etwa der Schneidflächenvergrößerung (z.B. R7-R5) zum folgenden Gewindeteilstück (z.B. 14 C) entspricht.

4. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung (17) konkav ausgebildet ist.

5. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung (17 A) konvex ausgebildet ist.

6. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorderkante (8, 10) jedes Einschnitts (5, 6) eine axial verlaufende Abschrägung (19, 20) aufweist.

7. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Bezug auf die Ebene des Einschnitts (5, 6) die Abschrägung einen Winkel von etwa 45° bis 60° einnimmt.