HU190752B

HU190752B - Self-cutting threaded insert

Info

Publication number: HU190752B
Application number: HU13684A
Authority: HU
Inventors: Bernhard Stoeveken
Original assignee: Kerb-Konus Vertriebs-Gmbh,De
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1986-11-28
Also published as: DD215132A5; EP0113859B1; SU1222205A3; HUT35791A; EP0113859A1

Description

A találmány tárgya önmetsző menetes betét külső menettel, ehhez illeszkedő kúpos bekezdéssel, a bekezdés körzetében kialakított, sima furatba belső menetet metsző élekkel, valamint belső menettel ellátott átmenő középfurattal.

Az ilyen menetes betéteket sima furatokba csavarják be, miközben a rajtuk kialakított metszőélek belső menetet metszenek a betétet felvevő furatba., A kúpos bekezdés körzetében kialakított metszőélek sugárirányú furatoknál vagy keresztirányú átmenő kimarásoknál lehetnek. Többnyire három furatot készítenek ebből a célból.

A menetes betétnek az őt felvevő furatba való becsavarása során a menetet metsző éleknél forgácsok keletkeznek. Ezek a forgácsok számos alkalmazási esetben hátrányosak, mert azoknak a készülékeknek a működését befolyásolhatják, zavarhatják, amelyekben ezeket a betéteket alkalmazzák. Ez különösen elektronikus készülékek esetében igaz. Annak megakadályozása érdekében, hogy az alkalmazás során keletkező forgácsok a készülék belsejébe jussanak, a betéteket felvevő furatokat zsákfuratként kell kialakítani. Gyakran adódik azoban olyan alkalmazási eset, amely nem teszi lehetővé a felvevő furatoknak zsákfuratokként való kialakítását, különösen akkor nem, ha annak az anyagnak a falvastagsága, amelyben a felvevő furat ki van alakítva, ugyanakkora, vagy kisebb, mint a menetes betét magassága. Figyelembe kell azt is venni, hogy a felvevő furatnak bizonyos legkisebb mélységgel kell rendelkeznie ahhoz, hogy a menetes betét a felvevő furatban biztosan üljön.

Ismeretesek már olyan menetes betétek, amelyek esetében a menetet metsző élek három metszőfuratnál vannak kialakítva, a metszőfuratok pedig a menetes betét kerületén egymástól 120’-os távolságra vannak elhelyezve. A három metszőfuratnak a becsavarás irányában nézve hátulsó peremei menetmetsző éleket képeznek, amik a belső menetet a sima felvevő furatban kiképezik. Eközben forgács keletkezik.

A menetes betétek becsavarásához viszonylag sok idő szükséges, mert a menetmetsző élek viszonylag vastag forgácsot vágnak ki a felvevő furatból. Ha a felvevő furat fala viszonylag kemény anyagból van, akkor gyakran előfordul, hogy a viszonylag nagy forgácsok a metszőfuratok falain feltámaszkodnak és ezzel nagymértékben nehezítik vagy akár lehetetlenné is teszik a további becsavarást.

A találmánnyal megoldandó feladat az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése mellett olyan önmetsző menetes betét kialakítása, amely megakadályozza a menetmetsző élek által eltávolított anyagnak a menetes betétet felvevő furatba való bejutását.

A találmány szerinti továbbfejlesztés értelmében a menetet metsző élek a bekezdő vég homlokoldala felé a forgácsnak a betétet felvevő furatba való behatolása szempontjából le vannak zárva.

Az egyik célszerű kiviteli alak szerint a bekezdés elülső oldalánál a menetet metsző éleket lezáró deformálható tömítőelem van elrendezve, amelynek külső pereme a külső menet külső átmérőjénél kisebb átmérőn van elhelyezve.

Célszerű az a kiviteli alak is, amelyben a tömítőelem tömítőgyűrűként van kialakítva, mimellett a menetet metsző élek el vannak választva a belső menettől.

A találmány értelmében célszerű az a kiviteli alak, amelyben a tömítőelem tárcsaként van kialakítva, ami a bekezdő vég homlokoldalán van elrendezve.

Az egyik célszerű kiviteli alak értelmében a menetet metsző élek tengelyirányú hornyokként lehetnek kialakítva, és a tömítés a bekezdő végnél a hornyokban lehet elhelyezve.

Másik célszerű kiviteli alak értelmében a tömítőelemek külső peremének átmérője mintegy 7%-kai kisebb, mint a külső menet menetcsúcsainak átmérője.

A találmány értelmében célszerű, ha menetet metsző élek zsákfuratoknál vannak kiképezve, mimellett legalább öt zsákfurat van a kerület mentén egyenletesen elosztva, elhelyezve. A külső menetnek hengeres töve lehet. Ekkor célszerű, ha a külső menet külső átmérője és a zsákfuratok átmérője közötti arány 3,5 : 1. Ugyanakkor a külső menet belső átmérője és a zsákfuratok külső átmérője közti arány pedig 3,1 : 1 lehet. A külső menet belső átmérője és a belső menet külső átmérője közötti arány pedig 1,25 : 1 lehet.

Célszerű továbbá az a kiviteli alak is, amelyben a zsákfuratok tengelyei a bekezdés hátsó végének magasságában vannak elhelyezve.

A találmány értelmében végezetül célszerű az a kiviteli alak, amelyben a külső menet külső átmérője és annak menetemelkedése közötti arány 8:1.

A találmány további részleteit kiviteli példák kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással mutatjuk be. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti önmetsző menetes betét egyik célszerű kiviteli alakjának hosszmetszete, a

2. ábra az 1. ábra II—II vonala szerint vett metszet, a

3. ábra újabb kiviteli alak hosszmetszete, a

4. ábra további kiviteli alak hosszmetszete, az

5. ábra a 4. ábra V-V vonala szerint vett metszet, a

6. ábra másik kiviteli alak hosszmetszete, a

7. ábra a 6. ábra VII nyila szerint vett nézet, a

8. ábra a 6. ábra VIII nyila szerint vett nézet, részben metszet, a

9. ábra további kiviteli alak hosszmetszete, a

10. ábra a találmány szerinti önmetsző menetes betét egyik célszerű kiviteli alakjának részlete metszetben alkalmazás közben.

Az önmetsző menetes betétnek a rajzokon bemutatott valamennyi kiviteli alakja esetében a betéten 1 külső menet és vázlatosan jelzett 2 belső menet van. A betét 3 bekezdő vége kúpos 4 bekezdéssel van ellátva, ami a betétet felvevő furatba való becsavarást könnyíti meg, illetve a felvevő furatban a belső menetet kialakítja.

Az 1-3. ábrán látható kiviteli alakok esetében a kúpos 4 bekezdések körzetében sugárirányú 5 zsákfuratok vannak kialakítva. Ezeknek a 2. ábrán

190 752 nyíllal jelzett forgásirányban hátulsó peremei menetmetsző 6 éleket képeznek.

A kialakuló forgácsoknak betétet felvevő furatba való behatolását megakadályozandó az 1. ábrán látható kiviteli alak esetében a 3 bekezdő vég 7 homlokoldalánál sima 8 tömítőgyűrű van elhelyezve. Külső átmérője kb. az 1 külső menetek menetcsúcsainak átmérőjével esik egybe, célszerű azonban az 1 külső menet menetcsúcsainak átmérőjénél mintegy 7%-kal kisebbre készíteni. Átmérője ilyen módon annak a felvevő furatnak a maximális átmérőjével egyezik meg, amelybe a menetes betétet becsavarjuk. A 8 tömítőgyűrű belső átmérője nagyobb, mint a 2 belső menet tövének az átmérője.

A 3. ábrán látható kiviteli alak esetében a 3 bekezdő vég elülső oldalánál a külső kerület mentén 9 tömítőgyűrű van elhelyezve. Ennek a 9 tömítőgyűrűnek a külső átmérőjére ugyanazok érvényesek, amiket az l. ábra kapcsán a 8 tömítőgyűrűvel kapcsolatban elmondtunk.

A 2. ábrán látható, hogy a menetes betétben öt zsákfurat van kialakítva, amik a kerület mentén egyenletesen vannak elosztva.

Ha az 5 zsákfuratok helyett átmenő furatokat akarunk alkalmazni, vagy a menetmetsző 6 éleket a 4. és 5. ábrán látható átmenő 10 kimarásoknál akarjuk kialakítani, akkor a 4. ábra értelmében a tömítőelemet 11 tárcsaként kell kiképezni. A külső átmérőre itt is ugyanaz érvényes, mint amit az 1. ábrával kapcsolatban említettünk. A 11 tárcsa a 7 homlokoldalra van helyezve ugyanúgy, mint az 1. ábra esetében a sima 8 tömítőgyűrű.

A 6-8. ábrán mutatott kiviteli alakok esetében a menetmetsző éleket tengelyirányú 12 hornyoknál alakítottuk ki. A 12 hornyok elülső végeinél a 12 hornyokba 13 tömítések vannak behelyezve. A 13 tömítéseknek 14 ajkaik vannak, amik kerületi irányban túlnyúlnak a 12 hornyon. Ezek a 14 ajkak gyűrűszerűén Össze lehetnek egymással kötve, mint ahogy a 3. ábrán látható 9 tömítőgyűrű.

A 8, 9 tömítőgyűrűként, 11 tárcsaként és 13 tömítésként kialakított tömitőelemek rugalmasan alakítható anyagból vagy képlékeny jól deformálható anyagból készülhetnek. Célszerűen ezeket gumielasztikus anyagból készíteni, de nagyon lágy fémek, illetve fémötvözetek alkalmazása is lehetségessé válik.

A 9. és 10. ábrán olyan önmetsző menetes betétet mutatunk be, amelynek az esetében nincsen szükség semmiféle tömítőelemre.

Ha most már a metszőfuratokat 5 zsákfuratokként alakítjuk ki, akkor ez a találmány szerinti feladat megoldása szempontjából nem lenne kielégítő. A gyakorlati kísérletek megmutatták, hogy csak három, 5 zsákfuratként kialakított metszőfurat alkalmazása esetében igen megnövekszik az a veszély, hogy a forgácsok a metszőfuratokban feltámaszkodnak és lehetetlenné teszik a további becsavarást. Habár a metszőfuratok térfogata elméletileg elegendően nagy ahhoz, hogy a keletkező forgácsokat magába foglalja, ha a három metszőfurat 5 zsákfuratként volna kialakítva, különösen a viszonylag kemény anyagból lévő fallal rendelkező felvevő furatok esetében mutatkozik meg az, hogy az előbb említett térfogat mégsem elég nagy, minthogy a létrejövő forgácsok viszonylag merevek és nem hajlithatóak.

Ha ezzel szemben azonban metszőfuratokként öt darab 5 zsákfuratot rendszeresítünk, akkor a menetmetsző élek által eltávolított forgácsok lényegesen vékonyabbak lesznek, mint a három metszőfurat esetében eltávolított forgácsok, és ezért könnyebben hajlithatóak is. Nincs meg többé az a stabilitásuk, aminek következtében a metszőfuratokban fel támaszkodnának és ezért jobban simulnak egymáshoz a furatokban. Az öt darab zsákfurat térfogata minden esetben elegendő a teljes forgástérfogat felvételéhez. Minthogy ebben az esetben minden metszőéi vékonyabb forgácsot vág ki a felvevő furatból, mint három metszőfurat esetén, a menetes betéteket sokkal gyorsabban és kisebb forgatónyomaték alkalmazásával lehet a felvevő furatokba becsavarni, mint ahogy azt a három metszőfurattal rendelkező betétek esetében megszoktuk. A menetmetsző élek hossza kb. 66%-kal megnövekszik. Ugyanez érvényes a forgácsfelvevő térként szolgáló metszőfuratok térfogatára is.

A menetmetsző élek hosszának kereken 66%-kal történő meghosszabítása következtében lehetségessé válik az eddigi egymenetű külső menet helyett többmenetű külső meneteket, például kétmenetes külső menetet előállítani.

A legalább öt metszőfurat azt is lehetővé teszi, hogy a külső menetnek hengeres menettöve legyen. Ez oda vezet, hogy a teljesen kimetszett külső menethez képest kisebb forgácsmennyiséget kell eltávolítania, ami által szintén ncve'hető a becsavarás sebessége. Ha a menetes beté.. ek belső menete is van, akkor azzal azt az előnyt is elérjük, hogy a külső és belső menet között a falvastagság növekszik.

Különösen előnyös viszonyok adódnak, ha a külső menet és a metszőfurat között bizonyos viszonyokat betartunk. A következőekben bemutatandó viszonyok különösen belső menettel ellátott menetes betétek esetében érvényesek, amelyeknél a külső menetnek hengeres menettöve van. A külső menet külső átmérőjének kb. 3,5-szer nagyobbnak kell lenni, mint amekkora a metszőfuratok átmérője. A külső menet hengeres menettövének kb. 3,1szer nagyobb átmérővel kell rendelkeznie, mint a metszőfuratoknak. A külső menet külső átmérője legyen 8-szor nagyobb, mint a külső menet emelkedése. A külső menet hengeres menettövének átmérője 1,25-szor legyen nagyobb, mint a belső menet külső átmérője. Előnyösnek mutatkozik az is, ha a metszőfuratok félig a kúpos bekezdésnél vannak, ami azt jelenti, hogy a metszőfuratok tengelyei a kúpos bekezdések hátsó kifutásának magasságában vannak.

A 9. és 10. ábrán látható menetes betétnek 1 külső menete és. 2 belső menete van. Az 1 belső menet menetei között a 15 menettő hengeres kialakítású. A 7 homlokoldalon a kúpos 4 bekezdés a menet hengeres 15 tövéhez kapcsolódik. A kerület mentén egyenletesen elosztva szintén öt darab 5 zsákfu’at van. Az 5 zsákfuratok 16 tengelyei a kúpos 4 bekezdés kifutásának magasságában vannak, úgyhogy az 5 zsákfuratok alsó felükkel a 4 bekezdésre terjednek ki. A külső menet emelkedé3 sét T hivatkozási jellel mutatjuk. A 2 belső menet esetében szabványos menetről van szó.

A találmány szerinti önmetsző menetes betét illusztrálásaképpen a kísérletként megvalósított egyik kiviteli alak viszonyait mutatjuk be. A 2 belső menetet M 12 szabványos menetként készítettük el. Az 1 külső menetnek D, külső átmérője 16 mm. Ennek belső átmérője, azaz a menet hengeres 15 tövének átmérője 14,55 mm. Ennek az 1 külső menetnek a T emelkedése 1,8 mm. Az 5 zsákfuratok átmérője 5 mm.

Meglepetéssel tapasztaltuk, hogy ennek a menetes betétnek a becsavarásához 1/3-dal kisebb csavarónyomatékra volt szükség ahhoz képest, mint amire három metszőfurattal ellátott betét esetében szükség van. Ez a jelenség arra is visszavezethető, hogy a két szomszédos metszőfurat közötti menetrészek öt metszőfurat alkalmazása esetében rővidebbek, mint három metszőfurat alkalmazásakor. Ezeknek a menetes részeknek ugyanis a menetet metsző 6 élekhez képest negatív forgácsolószögük van, ami a becsavarás során viszonylag nagy ellenállást vált ki.

Megmutatkozott továbbá az is, hogy az ilyen menetes betét a felvevő furat fenekén vagy a benne kialakított 17 váltnál felütközhet, ahogy ezt a 10. ábrán mutatjuk. Ezzel a felütközéssel a menetes betétet optimális módon biztosítjuk a kitekeredéssel szemben. Az ilyen felütközés természetesen minden további nélkül lehetséges az 1. és 4. ábrán mutatott kiviteli alak esetében is, hiszen a 8 tömítőgyűrű illetve a 11 tárcsa deformálható anyagú.

Claims

1,25 : 1. (83. 01. 14.)

1. Önmetszö menetes betét külső menettel, ehhez illeszkedő kúpos bekezdéssel, a bekezdés körzetében kialakított, sima furatba belső menetet metsző élekkel, valamint belső menettel ellátott átmenő középfurattal, azzal jellemezve, hogy a menetet metsző élek (6) a bekezdő vég (3) homlokoldala (7) felé a forgácsnak a betétet felvevő furatba való behatolása szempontjából le vannak zárva. (83. 04. 14.)

2. Az 1. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a bekezdés (4) elülső oldalánál a menetet metsző éleket (6) lezáró deformálható tömítőelem van elrendezve, aminek külső pereme a külső menet (1) belső átmérőjénél kisebb átmérőn van elhelyezve. (83. 04. 14.)

3,5 :1. (83. 01. 14.)

3. A 2. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a tömítőelem tömítőgyűrűként (8,9) van kialakítva, mimellett a menetet metsző élek (6) el vannak választva a belső menettől (2). (83. 04. 14.)

4. A 2. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a tömítőelem tárcsaként (11) van kialakítva, ami a bekezdő vég (3) homlokoldalán (7) van elrendezve. (83. 04. 14.)

5. A 2. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a menetet metsző élek (6) tengelyirányú hornyokként (12) vannak kialakítva és a tömítés (13) a bekezdő végnél (3) a hornyokban (12) van elhelyezve. (83. 04. 14.)

6. A 2-5. igénypontok bármelyike szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a tömítőelemek külső peremének átmérője mintegy 7%-kal kisebb, mint a külső menet (1) menetcsúcsainak átmérője. (83. 04. 14.)

7. Az 1. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a menetet metsző élek (6) zsákfuratoknál (5) vannak kiképezve, mimellett legalább őt zsákfurat (5) van a kerület mentén egyenletesen elosztva elhelyezve. (83. 01. 14.)

8. A 7. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a külső menetnek (2) hengeres töve (15) van. (83. 01. 14.)

9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a külső menet (1) külső átmérője (D_a) és a zsákfuratok (5) átmérője közti arány

10. A 9. igénypont szerinti betét, azzaljellemezve, hogy a külső menet (1) belső átmérője (DJ és a zsákfuratok (5) átmérője közti arány 3,1 : 1. (83. 01. 14.)

11. A 10. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a külső menet (1) belső átmérője (DJ és a belső menet (2) külső átmérője közötti arány

12. A 7-11. igénypontok bármelyike szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a zsákfuratok (5) tengelyei a bekezdés (4) hátsó végének magasságában vannak elhelyezve. (83. 01. 14.)

13. A 9. igénypont szerinti betét, azzal jellemezve, hogy a külső menet (1) külső átmérője (DJ és annak menetemelkedése (T) közötti arány 8:1. (83. 01.

14.)