WO2022167399A1 - Konisches drahtgewinde sowie dessen verwendung, insbesondere in kombination mit einer schraube oder einer einbauspindel - Google Patents

Konisches drahtgewinde sowie dessen verwendung, insbesondere in kombination mit einer schraube oder einer einbauspindel Download PDF

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WO2022167399A1
WO2022167399A1 PCT/EP2022/052296 EP2022052296W WO2022167399A1 WO 2022167399 A1 WO2022167399 A1 WO 2022167399A1 EP 2022052296 W EP2022052296 W EP 2022052296W WO 2022167399 A1 WO2022167399 A1 WO 2022167399A1
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thread
conical
section
screw
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PCT/EP2022/052296
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Christof MICHNA
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Honsel Umformtechnik Gmbh
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/12—Nuts or like thread-engaging members with thread-engaging surfaces formed by inserted coil-springs, discs, or the like; Independent pieces of wound wire used as nuts; Threaded inserts for holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B37/12—Nuts or like thread-engaging members with thread-engaging surfaces formed by inserted coil-springs, discs, or the like; Independent pieces of wound wire used as nuts; Threaded inserts for holes
    • F16B37/122—Threaded inserts, e.g. "rampa bolts"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B41/00—Measures against loss of bolts, nuts, or pins; Measures against unauthorised operation of bolts, nuts or pins
    • F16B41/002—Measures against loss of bolts, nuts or pins

Definitions

  • the present invention relates to a conical wire thread, in particular a conical wire thread insert and/or a conical wire thread attachment, in the form of a preassembled threaded insert or screw attachment, in particular for an at least partially metallic connection with a corresponding connection partner such as a screw, an insert thread, an installation spindle, wherein the conical wire thread has a distal free end pointing in the assembly direction and a proximal free end.
  • the present invention also relates to the use of the conical wire thread for providing connecting means, in particular in connection with a screw, an installation spindle or in an insert thread.
  • the conical wire thread is also referred to as a conical coil or coil device.
  • the present invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • Insertion of the coil is ensured by means of the first drawn-in thread.
  • Tenonless coils with milling have been known since the 2010s. Such a coil has two milling points, which can be used to ensure or support screwing in. In this case, a flexible nose or a projection is provided on the installation spindle used, by means of which an intervention into the milling on the coil takes place.
  • coils with resettable tangs have been known, with the tang being able to be bent back by means of the installation spindle used after the screwing depth has been reached by counterclockwise rotation.
  • the task is to provide a wire thread, in particular for screw connections, by means of which a wide range of applications can be opened up, in particular with the wire thread in the form of a threaded insert.
  • the task is also to design a wire thread in such a way that easy handling during assembly can be ensured.
  • it is the task to constructively design a wire thread in such a way that the coil device can be manufactured and provided easily and inexpensively.
  • a conical wire thread is provided in the form of (or for use as) a threaded insert or screw attachment, in particular for a screw connection, in particular for an at least partially metallic connection with a corresponding connection partner such as a screw, an insert thread, an installation spindle, the conical wire thread has a distal free end pointing in the assembly direction and a proximal free end.
  • the wire thread has a distally arranged and distally tapering first section and a proximal cylindrical second section.
  • This favors assembly that is facilitated by clamping forces, in particular without a form fit or in the manner of clamping with a form fit.
  • the conicity also makes handling easier, largely independent of the assembly sequence.
  • no driver pins or millings are required, and there is no need to consider any bending or any other precisely fitting coupling between two parts.
  • an advantageous self-centering effect can be brought about by means of the conicity or by means of the distal section, and the increase in (clamping) force can be built up/decreased very steadily and continuously with good control.
  • the conical wire thread is set up for use as a threaded insert or for use as a screw attachment, with an at least partially pre-assembled arrangement being able to be provided depending on the desired assembly sequence.
  • the conical wire thread can ensure screwability through the clamping effect on the screw or the installation spindle.
  • the required clamping force of the tapered section must not fall below the coefficient of friction when screwing in (clamping force greater frictional force).
  • Such a conical wire thread can be used pre-assembled on a/the screw directly/immediately for the respective assembly application (easier handling) or can optionally be screwed into the insert thread for pre-assembly with the installation spindle.
  • the direction pointing in the assembly direction is to be understood as “distal” and the direction pointing to the user or to the person assembling as “proximal”.
  • An arrangement can be described as “clamping with positive locking” in which the thread geometry of the wire thread is set up relative to the installation spindle or screw for clamping in which the prestress is generated by the conical portion of the wire thread to the screw/installation spindle.
  • the first portion has a length that is at least 10% as a percentage of the second portion.
  • the first section can have a length that is a maximum of 50% as a percentage of the second section.
  • the length of the first section can be at least 20% and at most 45%, in particular at least approximately 30-35%, in relation to the second section. This relative size provides good handling and clamping force.
  • the absolute length of the wire thread is, for example, in the range of 1.5 to 3 times the diameter of the cylindrical section.
  • the wire thread is set up by means of the first section for a non-positive clamping effect or clamping on the corresponding connection partner, in particular with a clamping force greater than a frictional force generated during the connection process.
  • the conicity of the first section can be designed such that a clamping force exerted by the wire thread on the corresponding connection partner (in particular a purely non-positive holding force) is greater than a frictional force generated during the connection process.
  • the first section has a cone angle of at least 10°, in particular in the range from 10° to 25°, in particular a constant cone angle. Last but not least, this also facilitates dimensioning or scaling with reference to the (absolute) length of the first section.
  • the first and second sections are arranged adjacent to one another and merge into one another in one piece. Last but not least, this also provides a robust and safe power transmission (uninterrupted power flow path, constant power flow with at least approximately the same radius of curvature and comparable material properties).
  • the transition from the first to the second section can be continuous or discontinuous, depending on the longitudinal section in which the transition section is defined. The transition is, for example, slightly continuous due to production technology, ie not designed as an edge but rather as a rounding.
  • the conical wire thread can be set up for purely non-positive clamping on/in the corresponding connection partner.
  • the tapered wire thread has a number of turns ranging from five (5) to fifteen.
  • the tapered wire thread has a number of turns of at least eight (8), or at least nine (9), or at least ten (10).
  • the first section has a number of turns of at least three (3) and the second section has a number of turns of at least six (6).
  • the cross-sectional profile of the wire thread is constant over the first and second sections, in particular circular.
  • the diameter or width of the cross-sectional profile of the wire thread may be constant across the first and second sections. In this way, not least, the transmission of force and the exertion of (clamping) forces can be distributed as homogeneously as possible over the clamping section.
  • the distal free end and/or the proximal free end points in the circumferential direction, in particular with at least approximately the same radius of curvature as the adjacent winding (continuously tapering end section). Last but not least, this favors a/the simple structural and production engineering structure, as well as use without the need for particularly special special tools.
  • the distal free end points in the circumferential direction of a/the screwing-in movement.
  • the proximal free end preferably points in the circumferential direction against a/the screwing-in movement.
  • the wire thread can be provided as a wire thread in the narrower sense, in particular without undercuts, edges, projections, millings or the like.
  • the aforementioned object is also achieved by an installation spindle with a previously described pre-assembled conical wire thread.
  • This provides the aforementioned advantages and also facilitates assembly. Above all, assembly is made easier by avoiding subsequent processes such as knocking off the driving pin.
  • the knocking off of the driver pin also has the disadvantage that the wire thread can slip out of its pre-assembled position again as a result of the forces exerted in the process.
  • an insert thread block
  • an at least (partially) pre-assembled conical wire thread as described above.
  • This provides the aforementioned advantages and also facilitates assembly (pre-assembly on the internal thread), for example if the external thread (or a screw) cannot be provided pre-assembled.
  • the taper also provides a good hold or press fit in a preassembled arrangement.
  • the aforementioned object is also achieved by using a conical wire thread, in particular a conical wire thread previously described above, in particular when connecting at least two corresponding connection partners, such as a screw, an insert thread, an installation spindle, in particular in a purely non-positive manner, with the conical wire thread having a coil having a distally located and distally tapered first portion and a proximal cylindrical second portion, wherein the tapered wire thread is provided in a preassembled configuration on a screw, namely at least with the cylindrical second portion in preassembled configuration over the screw.
  • the aforementioned object is also achieved by using a conical wire thread, in particular a wire thread previously described above, in particular for the purely non-positive connection of at least two corresponding connection partners such as a screw, an insert thread, an installation spindle, with the conical wire thread having a coil, having a distally located and distally tapered first portion and a proximal cylindrical second portion, the tapered wire thread being provided in a preassembled configuration on a mounting mandrel or in an insert thread, namely at least with the cylindrical second portion in preassembled configuration over the Installation spindle or at least with the conical first section in a preassembled arrangement in the insert thread.
  • This provides the aforementioned advantages, especially when handling the insert thread.
  • FIG. 1A, 1B in a plan view and in a side view, each in a schematic representation, of a conical wire thread according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a screw with a preassembled conical wire thread according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a side view in a schematic representation of an installation spindle with a pre-assembled conical wire thread according to an exemplary embodiment
  • Figure 4 is a schematic side view of an insert thread with a pre-assembled conical wire thread according to one embodiment
  • FIG. 5 shows a conical wire thread according to a further exemplary embodiment in a side view in a schematic representation
  • a tapered wire thread 10 includes a wire thread 10a having a distally located and distally tapered section 11 (first section) and a proximal cylindrical section 12 (second section).
  • the distal section ends in a distal free end 15 and the proximal section begins with a proximal free end 17.
  • the length xl1 of the conical section is smaller than the length xl2 of the cylindrical section, for example by a factor of 0.3 smaller ( 0.3 times the length).
  • the conical section 11 is, for example, (only) pronounced over three to five turns.
  • the conical section 11 has a cone angle a (relative to the assembly direction x), for example in the range of at least 10°, in particular in the range of 10° to 25°.
  • the taper corresponds to an inward and forward (distal) taper, with the cylindrical section being the thicker (larger or largest in diameter) section.
  • the conicity determines the clamping force and the adhesion.
  • the wire thread 10a is (pre-)assembled in the assembly direction x, or a screw 2 or an installation spindle 3 is inserted into the proximal section 12 in the assembly direction x.
  • the conical wire thread 10 can form correspondingly preassembled assemblies 20, 30, 40 with a corresponding connection partner, e.g. a screw 2, an installation spindle 3, an insert thread block 4. Last but not least, this facilitates the provision of the components, their handling and assembly.
  • a connection partner e.g. a screw 2, an installation spindle 3, an insert thread block 4.
  • FIG. 1A shows the conical wire thread 10 in a plan view in the assembly direction x, ie in a view of the proximal end face.
  • the proximal portion 12 of the wire thread 10a is cylindrical and the proximal free end 17 of the wire thread tapers circumferentially in alignment with the other turns.
  • Fig. 1B the conical section 11 and the cylindrical section 12 are shown.
  • the conical section 11 extends over approximately 25-30% of the absolute length of the wire thread 10a (here approximately three turns).
  • 2 shows the conical wire thread 10 in a preassembled arrangement on a screw 2, 20.
  • FIG 4 shows the conical wire thread 10 in an at least partially preassembled arrangement in an insert thread (block) 4, 40.
  • FIG. 1 Another conical wire thread 10 is shown in FIG. 1
  • the reference numerals 20, 30, 40 designate the assembly comprising the conical wire thread 10 and the corresponding connection partner (screw 2, installation spindle 3, insert thread block 4).

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Abstract

Konisches Drahtgewinde in Ausgestaltung als Gewindeeinsatz oder Schraubenaufsatz, insbesondere für eine Schraubenverbindung, insbesondere für eine zumindest teilweise metallische Verbindung mit einem korrespondierenden Verbindungspartner wie z.B. einer Schraube, einem Einsatzgewinde, einer Einbauspindel, wobei das konisches Drahtgewinde ein Drahtgewinde mit einem in Montagerichtung (x) weisenden distalen freien Ende und einem proximalen freien Ende aufweist; wobei das Drahtgewinde einen distal angeordneten und distal konisch zulaufenden ersten Abschnitt und einen proximalen zylindrischen zweiten Abschnitt aufweist.

Description

Konisches Drahtgewinde sowie dessen Verwendung, insbesondere in Kombination mit einer Schraube oder einer Einbauspindel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein konisches Drahtgewinde, insbesondere einen konischen Drahtgewindeeinsatz und/oder einen konischen Drahtgewindeaufsatz, in Ausgestaltung als vormontierter Gewindeeinsatz oder Schraubenaufsatz, insbesondere für eine zumindest teilweise metallische Verbindung mit einem korrespondierenden Verbindungspartner wie z.B. einer Schraube, einem Einsatzgewinde, einer Einbauspindel, wobei das konisches Drahtgewinde ein in Montagerichtung weisenden distalen freien Ende und einem proximalem freien Ende aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung des konisches Drahtgewinde zum Bereitstellen von Verbindungsmitteln insbesondere im Zusammenhang mit einer Schraube, einer Einbauspindel oder in einem Einsatzgewinde. Das konische Drahtgewinde wird auch als konischer Coil bzw. Coileinrichtung bezeichnet. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Arten von Gewindeeinsätzen bekannt. Dazu wird auch in der DIN 8140 (Drahtgewindeeinsätze) auf die jeweiligen Unterschiede und Verwendungszwecke hingewiesen. Beispielsweise sind seit den 1950er Jahren Coils mit Mitnehmerzapfen und Sollbruchstelle bekannt. Ein solcher Coil wird mit einer Vorspannpatrone und einer Einbauspindel in das entsprechende Einsatzgewinde eingeschraubt. Dabei wird der Mitnehmerzapfen mittels der entsprechenden Kontur der Einbauspindel geführt eingeschraubt. Seit den 1998er Jahren sind Coils mit Mitnehmerzapfen und Sollbruchstelle und eingezogenem ersten Gewindegang bekannt. Ein solcher Coil wird lediglich mittels der Einbauspindel in das entsprechende Einsatzgewinde eingeschraubt, nämlich indem der Mitnehmerzapfen mittels der entsprechenden Kontur der Einbauspindel geführt eingeschraubt wird. Mittels des ersten eingezogenen Gewindegangs wird das Einbringen des Coils sichergestellt. Seit den 2010er Jahren sind zapfenlose Coils mit Fräsung bekannt. Ein solcher Coil verfügt über zwei Frässtellen, mittels welchen das Einschrauben sichergestellt bzw. unterstützt werden kann. Dabei ist eine flexible Nase bzw. ein Vorsprung an der genutzten Einbauspindel vorgesehen, mittels welcher/welchem ein Eingriff in die Fräsung am Coil erfolgt. Seit den 2019er Jahren schließlich sind Coils mit rückstellbarem Mitnehmerzapfen bekannt, wobei der Mitnehmerzapfen mittels der genutzten Einbauspindel nach Erreichen der Einschraubtiefe durch den Linkslauf zurückgebogen werden kann.
Ausgehend vom Stand der Technik besteht Interesse an einem Drahtgewinde, welches sich insbesondere in der Art eines Gewindeeinsatzes besonders einfach und flexibel verwenden lässt, und welcher nicht zuletzt auch auf einfache Weise hergestellt und bei der Montage gehandhabt werden kann.
Aufgabe ist, ein Drahtgewinde insbesondere für Schraubenverbindungen bereitzustellen, mittels welcher ein breites Anwendungsspektrum erschlossen werden kann, insbesondere mit dem Drahtgewinde in Ausgestaltung als Gewindeeinsatz. Auch besteht die Aufgabe darin, ein Drahtgewinde derart auszugestalten, dass eine einfache Handhabung bei der Montage sichergestellt werden kann. Nicht zuletzt ist es Aufgabe, ein Drahtgewinde derart konstruktiv auszulegen, dass die Coileinrichtung einfach und kostengünstig hergestellt und bereitgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine konisches Drahtgewinde gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Verwendung gemäß dem jeweiligen nebengeordneten Verwendungsanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den jeweiligen Unteransprüchen erläutert. Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit verneint ist.
Bereitgestellt wird ein konisches Drahtgewinde in Ausgestaltung als (bzw. zur Verwendung als) Gewindeeinsatz oder Schraubenaufsatz, insbesondere für eine Schraubenverbindung, insbesondere für eine zumindest teilweise metallische Verbindung mit einem korrespondierenden Verbindungspartner wie z.B. einer Schraube, einem Einsatzgewinde, einer Einbauspindel, wobei das konische Drahtgewinde ein in Montagerichtung weisenden distalen freien Ende und ein proximalem freien Ende aufweist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Drahtgewinde einen distal angeordneten und distal konisch zulaufenden ersten Abschnitt und einen proximalen zylindrischen zweiten Abschnitt aufweist. Dies begünstigt eine durch Klemmkräfte erleichterte Montage, insbesondere ganz ohne Formschluss oder in der Art einer Klemmung auf Formschluss. Die Konizität erleichtert nicht zuletzt auch die Handhabung, und zwar weitgehend unabhängig von der Montagereihenfolge. Insbesondere sind keine Mitnehmerzapfen oder Fräsungen erforderlich, auch irgendein Umbiegen oder irgendeine sonstige passgenaue Kupplung zwischen zwei Teilen muss nicht beachtet werden. Vielmehr kann mittels der Konizität bzw. mittels des distalen Abschnitts eine vorteilhafte selbstzentrierende Wirkung herbei geführt werden, und die (Klemm-)Kraftzunahme kann sehr stetig und bei guter Kontrolle kontinuierlich auf-/abgebaut werden. Dies erleichtert sowohl eine manuelle als auch eine zumindest (teilweise) automatisierte Montage. Das konische Drahtgewinde ist eingerichtet für eine Verwendung als Gewindeeinsatz oder zur Verwendung als Schraubenaufsatz, wobei je nach gewünschter Montagereihenfolge eine zumindest teilweise vormontierte Anordnung bereitgestellt werden kann.
Mit anderen Worten kann die konisches Drahtgewinde durch die Klemm Wirkung auf der Schraube oder der Einbauspindel die Verschraubbarkeit sicherstellen. Die notwendige Klemmkraft des konisch zulaufenden Abschnitts darf den Reibwert beim Einschrauben nicht unterschreiten (Klemmkraft größer Reibkraft). Eine solche konisches Drahtgewinde lässt sich vormontiert auf einer/der Schraube direkt/unmittelbar für den jeweiligen Montage- Anwendungsfall nutzen (erleichterte Handhabung) oder lässt sich wahlweise auch mit der Einbauspindel im Einsatzgewinde zur Vormontage einschrauben.
Als „distal“ ist dabei die in Montagerichtung weisende Richtung zu verstehen, und als „proximal“ die zum Anwender bzw. zur montierenden Person weisende Richtung.
Die Begriffe „Gewindeeinsatz“ und „Schraubenaufsatz“ sollen hier weitgehend synonym für den Verwendungszweck und die Verwendungsmöglichkeiten der konischen Coileinrichtung verstanden werden, sind also nicht einschränkend sondern lediglich als beispielhafte Aufzählung zu verstehen. Der Fachmann kann den Erfindungsgedanken auf weitere kraftschlüssige, insbesondere rein kraftschlüssige Übergangsstücke bei derartigen Verbindungspartnem übertragen.
Als eine „Klemmung auf Formschluss“ kann dabei eine Anordnung beschrieben werden, bei welcher die Gewindegeometrie des Drahtgewindes relativ zur Einbauspindel bzw. Schraube eingerichtet ist für eine Klemmung, bei welcher die Vorspannung durch den konischen Anteil des Drahtgewindes zur Schraube/Einbauspindel erzeugt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der erste Abschnitt eine Länge auf, die prozentual im Verhältnis zum zweiten Abschnitt mindestens 10% beträgt. Der erste Abschnitt kann eine Länge aufweisen, die prozentual im Verhältnis zum zweiten Abschnitt maximal 50% beträgt. Der erste Abschnitt kann eine Länge aufweisen, die prozentual im Verhältnis zum zweiten Abschnitt mindestens 20% und maximal 45% beträgt, insbesondere zumindest annähernd 30-35%. Diese relativen Größenverhältnisse liefert eine gute Handhabung und gute Klemmkraft. Die absolute Länge des Drahtgewindes liegt dabei beispielsweise im Bereich von 1,5 bis 3fach dem Durchmesser des zylindrischen Abschnitts. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Drahtgewinde mittels des ersten Abschnitts eingerichtet für eine kraftschlüssige Klemmwirkung oder Klemmung am korrespondierenden Verbindungspartner, insbesondere mit einer Klemmkraft größer einer während des Verbindungs Vorgangs generierten Reibkraft. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch ein Einstellen der Klemm-/Halte-Charakteristik im Wesentlichen ausschließlich über den konischen Abschnitt. Anders ausgedrückt: Weitere (Hilfs- )Mittel sind nicht notwendigerweise erforderlich. Dabei kann die Konizität des ersten Abschnitts derart ausgestaltet sein, dass eine vom Drahtgewindeauf den korrespondierenden Verbindungspartner ausgeübte Klemmkraft (insbesondere rein kraftschlüssige Haltekraft) größer ist als eine während des Verbindungs Vorgangs generierte Reibkraft.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der erste Abschnitt einen Konuswinkel von mindestens 10° auf, insbesondere im Bereich von 10° bis 25° aufweist, insbesondere einen konstanten Konuswinkel. Dies erleichtert nicht zuletzt auch eine Dimensionierung bzw. Skalierung unter Bezugnahme auf die (absolute) Länge des ersten Abschnitts.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist wobei der erste und zweite Abschnitt aneinander anliegend angeordnet sind und einstückig ineinander übergehen. Dies liefert nicht zuletzt auch eine robuste und sichere Kraftübertragung (ununterbrochener Kraftflusspfad, stetiger Kraftfluss bei zumindest annähernd demselben Krümmungsradius und vergleichbarer Materialeigenschaften). Der Übergang vom ersten zum zweiten Abschnitt kann, hinsichtlich des Konuswinkels, stetig oder unstetig sein, je nachdem, in welchem Längenabschnitt der Übergangsabschnitt definiert wird. Der Übergang ist beispielsweise fertigungstechnisch bedingt leicht stetig, also nicht als Kante, sondern eher als Rundung ausgestaltet. Dabei kann das konisches Drahtgewinde eingerichtet sein für eine rein kraftschlüssige Klemmung am/im korrespondierenden Verbindungspartner.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die konisches Drahtgewinde eine Anzahl von Windungen im Bereich von fünf (5) bis 15 auf. Wahlweise weist die konisches Drahtgewinde eine Anzahl von Windungen von wenigstens acht (8) oder wenigstens neun (9) oder wenigstens zehn (10) auf. Wahlweise weist der erste Abschnitt eine Anzahl von wenigstens drei (3) Windungen auf, wobei der zweite Abschnitt eine Anzahl von wenigstens sechs (6) Windungen aufweist. Diese konstruktive Ausgestaltung hat sich als guter Kompromiss aus Materialaufwand, Gesamtabmessungen, Kraftübertragung und Klemmwirkung herausgestellt. Je nach Skalierung und zu übertragenden Kräften können an diesen Größen-/ Anzahl- Verhältnissen spezifisch je Anwendungsfall auf einfache Weise Optimierungs-Variationen vorgenommen werden, insbesondere auch in Abhängigkeit der verwendeten Legierung bzw. des für den Coil verwendeten Materials.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Querschnittsprofil des Drahtgewindes über den ersten und zweiten Abschnitt konstant, insbesondere kreisförmig. Der Durchmesser oder die Breite des Querschnittsprofils des Drahtgewindes kann über den ersten und zweiten Abschnitt konstant sein. Hierdurch kann nicht zuletzt auch die Kraftweiterleitung und die Ausübung von (Klemm-)Kräften möglichst homogen über den Klemmabschnitt verteilt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das distale freie Ende und/oder das proximale freie Ende in Umfangsrichtung, insbesondere mit zumindest annähernd demselben Krümmungsradius wie die benachbarte Windung (stetig auslaufender Endabschnitt). Dies begünstigt nicht zuletzt einen/den einfachen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufbau, sowie eine Verwendung ohne das Erfordernis von besonders speziellem Spezialwerkzeug.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das distale freie Ende in die Umfangsrichtung einer/der Einschraubbewegung. Das proximale freie Ende weist bevorzugt in die Umfangsrichtung entgegen einer/der Einschraubbewegung. Hierdurch kann das Drahtgewinde als Drahtgewinde im engeren Sinne bereitgestellt werden, insbesondere ohne Hinterschneidungen, Kanten, Vorsprünge, Einfräsungen oder dergleichen.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Schraube mit einem zuvor beschriebenen vormontierten konischen Drahtgewinde. Dies liefert zuvor genannte Vorteile und erleichtert zudem die Montage.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Einbauspindel mit einem zuvor beschriebenen vormontierten konischen Drahtgewinde. Dies liefert zuvor genannte Vorteile und erleichtert zudem die Montage. Vor allem wird die Montage dadurch erleichtert, dass nachfolgende Prozesse, wie das Abschlagen des Mitnehmerzapfens vermieden wird. Das Abschlagen des Mitnehmerzapfens hat zudem den Nachteil, dass das Drahtgewinde durch die hierbei ausgeübten Kräfte wieder aus seiner vormontierten Lage herausrutschen kann.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein/en Einsatzgewinde(-block) mit einem zuvor beschriebenen zumindest (teilweise) vormontierten konischen Drahtgewinde. Dies liefert zuvor genannte Vorteile und erleichtert zudem die Montage (Vormontage am Innengewinde), beispielsweise wenn das Außengewinde (bzw. eine Schraube) nicht vormontiert bereitgestellt werden kann. Die Konizität liefert dabei auch einen guten Halt bzw. Klemmsitz in einer vormontierten Anordnung.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung eines konischen Drahtgewindes, insbesondere eines zuvor weiter oben beschriebenen konischen Drahtgewindes, beim insbesondere rein kraftschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei korrespondierenden Verbindungspartnem wie z.B. einer Schraube, einem Einsatzgewinde, einer Einbauspindel, wobei die konisches Drahtgewinde einen Coil aufweist, der einen distal angeordneten und distal konisch zulaufenden ersten Abschnitt und einen proximalen zylindrischen zweiten Abschnitt aufweist, wobei das konisches Drahtgewinde in einer vormontierten Anordnung auf einer Schraube bereitgestellt ist/wird, nämlich zumindest mit dem zylindrischen zweiten Abschnitt in vormontierter Anordnung über der Schraube. Dies liefert zuvor genannte Vorteile, insbesondere auch bei der Handhabung der Schraube.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung eines konischen Drahtgewindes, insbesondere eines zuvor weiter oben beschriebenen Drahtgewindes, beim insbesondere rein kraftschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei korrespondierenden Verbindungspartnern wie z.B. einer Schraube, einem Einsatzgewinde, einer Einbauspindel, wobei das konisches Drahtgewinde einen Coil aufweist, der einen distal angeordneten und distal konisch zulaufenden ersten Abschnitt und einen proximalen zylindrischen zweiten Abschnitt aufweist, wobei das konische Drahtgewinde in einer vormontierten Anordnung auf einer Einbauspindel oder in einem Einsatzgewinde bereitgestellt ist/wird, nämlich zumindest mit dem zylindrischen zweiten Abschnitt in vormontierter Anordnung über der Einbauspindel oder zumindest mit dem konischen ersten Abschnitt in vormontierter Anordnung im Einsatzgewinde. Dies liefert zuvor genannte Vorteile, insbesondere auch bei der Handhabung des Einsatzgewindes.
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher beschrieben, wobei für Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen:
Figur 1A, 1B in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht jeweils in schematischer Darstellung ein konisches Drahtgewinde gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel;
Figur 2 in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung eine Schraube mit einem vormontierten konischen Drahtgewindegemäß einem Ausfiihrungsbeispiel;
Figur 3 in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung eine Einbauspindel mit einem vormontierten konischen Drahtgewindegemäß einem Ausfiihrungsbeispiel; Figur 4 in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung ein Einsatzgewinde mit einem vormontierten konischen Drahtgewindegemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 5 in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung ein konisches Drahtgewinde gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel;
Die Figuren werden zunächst gemeinsam beschrieben. Besonderheiten werden unter Bezugnahme auf einzelne Bezugszeichen im Zusammenhang mit der jeweiligen Figur individuell erläutert.
Ein konisches Drahtgewinde 10 umfasst ein Drahtgewinde 10a mit einem distal angeordneten und distal konisch zulaufenden Abschnitt 11 (erster Abschnitt) und einem proximalen zylindrischen Abschnitt 12 (zweiter Abschnitt). Der distale Abschnitt läuft in einem distalen freien Ende 15 aus, und der proximale Abschnitt beginnt mit einem proximalen freien Ende 17. Die Länge xl 1 des konischen Abschnitts ist kleiner als die Länge xl2 des zylindrischen Abschnitts, beispielsweise um den Faktor 0,3 kleiner (0,3fache Länge). Der konische Abschnitt 11 ist beispielsweise (nur) über drei bis fünf Windungen ausgeprägt. Der konische Abschnitt 11 weist einen Konuswinkel a (relativ zur Montagerichtung x) auf, beispielsweise im Bereich von mindestens 10°, insbesondere im Bereich von 10° bis 25°. Die Konizität entspricht einer Verjüngung nach innen und nach vorne (distal), mit dem zylindrischen Abschnitt als dem dickeren (im Durchmesser größeren bzw. größten) Abschnitt. Die Konizität bedingt die Klemmkraft und den Kraftschluss. das Drahtgewinde 10a wird in Montagerichtung x (vor-)montiert, bzw. es wird eine Schraube 2 oder eine Einbauspindel 3 in Montagerichtung x in den proximalen Abschnitt 12 eingefügt.
Die konisches Drahtgewinde 10 kann mit einem korrespondierenden Verbindungspartner, z.B. einer Schraube 2, einer Einbauspindel 3, einem Einsatzgewindeblock 4, entsprechend vormontierte Baugruppen 20, 30, 40 bilden. Dies erleichtert nicht zuletzt die Bereitstellung der Komponenten, deren Handhabung und Montage.
In der Fig. 1A ist das konisches Drahtgewinde 10 in einer Draufsicht in Montagerichtung x gezeigt, also in einer Ansicht auf die proximale Stirnseite. Der proximale Abschnitt 12 des Drahtgewindes 10a ist zylindrisch, und das proximale freie Ende 17 des Drahtgewindes läuft fluchtend zu den anderen Windungen in Umfangsrichtung aus. In Fig. 1B sind der konische Abschnitt 11 und der zylindrische Abschnitt 12 dargestellt. Der konische Abschnitt 11 verläuft über ca. 25-30% der absoluten Länge des Drahtgewindes 10a (hier ca. drei Windungen). In der Fig. 2 ist das konisches Drahtgewinde 10 in einer vormontierten Anordnung auf einer Schraube 2, 20 gezeigt.
In der Fig. 3 ist das konisches Drahtgewinde 10 in einer vormontierten Anordnung auf einer Einbauspindel 3, 30 gezeigt.
In der Fig. 4 ist das konisches Drahtgewinde 10 in einer zumindest teilweise vormontierten Anordnung in einem Einsatzgewinde(-block) 4, 40 gezeigt.
In der Fig. 5 ist eine weiteres konisches Drahtgewinde 10 gezeigt.
Die Bezugsziffern 20, 30, 40 bezeichnen dabei jeweils die Baugruppe umfassend das konische Drahtgewinde 10 und den korrespondierenden Verbindungspartner (Schraube 2, Einbauspindel 3, Einsatzgewindeblock 4).
Bezugszeichenliste
2 Schraube (korrespondierender Verbindungspartner)
3 Einbauspindel (korrespondierender Verbindungspartner) 4 Einsatzgewinde(-block) bzw. korrespondierender Verbindungspartner
10 konisches Drahtgewinde
10a Drahtgewinde
11 distal angeordneter und distal konisch zulaufender Abschnitt (erster Abschnitt)
12 proximaler zylindrischer Abschnitt (zweiter Abschnitt) 15 distales freies Ende des Drahtgewindes
17 proximales freies Ende des Drahtgewindes
20 Schraube mit vormontiertem konischen Drahtgewinde
30 Einbauspindel mit vormontiertem konischen Drahtgewinde
40 Einsatzgewinde(-block) mit zumindest teilweise vormontiertem konischer Drahtgewinde x Montagerichtung xl 1 Länge des konischen Abschnitts xl2 Länge des zylindrischen Abschnitts a Konuswinkel relativ zur Montagerichtung

Claims

Schutzansprüche
1. Konisches Drahtgewinde (10) in Ausgestaltung als Gewindeeinsatz oder Schraubenaufsatz, insbesondere für eine Schraubenverbindung, insbesondere für eine zumindest teilweise metallische Verbindung mit einem korrespondierenden Verbindungspartner wie z.B. einer Schraube (2), einem Einsatzgewinde (4), einer Einbauspindel (3), wobei das konisches Drahtgewinde (10) ein Drahtgewinde (10a) mit einem in Montagerichtung (x) weisenden distalen freien Ende (15) und einem proximalem freien Ende (17) aufweist; d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Drahtgewinde (10a) einen distal angeordneten und distal konisch zulaufenden ersten Abschnitt (11) und einen proximalen zylindrischen zweiten Abschnitt (12) aufweist.
2. Konisches Drahtgewinde (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt eine Länge aufweist, die prozentual im Verhältnis zum zweiten Abschnitt mindestens 10% beträgt; und/oder wobei der erste Abschnitt eine Länge aufweist, die prozentual im Verhältnis zum zweiten Abschnitt maximal 50% beträgt; und/oder wobei der erste Abschnitt eine Länge aufweist, die prozentual im Verhältnis zum zweiten Abschnitt mindestens 20% und maximal 45% beträgt, insbesondere zumindest annähernd 30-35%.
3. Konisches Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drahtgewinde mittels des ersten Abschnitts eingerichtet ist für eine kraftschlüssige Klemmwirkung oder Klemmung am korrespondierenden Verbindungspartner, insbesondere mit einer Klemmkraft größer einer während des Verbindungsvorgangs generierten Reibkraft; und/oder wobei die Konizität des ersten Abschnitts derart ausgestaltet ist, dass eine vom Coil auf den korrespondierenden Verbindungspartner ausgeübte Klemmkraft, insbesondere eine rein kraftschlüssige Haltekraft, größer ist als eine während des Verbindungsvorgangs generierte Reibkraft.
4. Konisches Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Abschnitt einen Konuswinkel von mindestens 10° aufweist, insbesondere im Bereich von 10° bis 25° aufweist, insbesondere einen konstanten Konuswinkel.
5. Konisches Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und zweite Abschnitt aneinander anliegend angeordnet sind und einstückig ineinander übergehen; und/oder wobei das konisches Drahtgewinde eingerichtet ist für eine rein kraftschlüssige Klemmung am/im korrespondierenden V erbindungspartner .
6. Konisches Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die konisches Drahtgewinde eine Anzahl von Windungen im Bereich von 5 bis 15 aufweist; und/oder wobei das konisches Drahtgewinde eine Anzahl von Windungen von wenigstens 8 oder wenigstens 9 oder wenigstens 10 aufweist; und/oder wobei der erste Abschnitt eine Anzahl von wenigstens 3 Windungen aufweist, und wobei der zweite Abschnitt eine Anzahl von wenigstens 6 Windungen aufweist.
7. Konisches Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Querschnittsprofil des Drahtgewindes über den ersten und zweiten Abschnitt konstant ist, insbesondere kreisförmig; und/oder wobei der Durchmesser oder die Breite des Querschnittsprofils des Drahtgewindes über den ersten und zweiten Abschnitt konstant ist.
8. Konisches Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das distale freie Ende und/oder das proximale freie Ende in Umfangsrichtung weist, insbesondere mit zumindest annähernd demselben Krümmungsradius wie die benachbarte Windung.
9. Konisches Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das distale freie Ende in die Umfangsrichtung einer/der Einschraubbewegung weist; und/oder wobei das proximale freie Ende in die Umfangsrichtung entgegen einer/der Einschraubbewegung weist.
10. Schraube (20) mit vormontiertem konischem Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Einbauspindel (30) mit vormontiertem konischem Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9.
12. Einsatzgewinde(-block) (40) mit zumindest teilweise vormontierten konischen Drahtgewinde (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9.
13. Verwendung eines konischen Drahtgewindes, insbesondere eines konischen Drahtgewindes nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, beim insbesondere rein kraftschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei korrespondierenden Verbindungspartnern wie z.B. einer Schraube, einem Einsatzgewinde, einer Einbauspindel, wobei das konisches Drahtgewinde ein Drahtgewinde aufweist, das einen distal angeordneten und distal konisch zulaufenden ersten Abschnitt und einen proximalen zylindrischen zweiten Abschnitt aufweist, wobei das konische Drahtgewinde in einer vormontierten Anordnung auf einer Schraube bereitgestellt ist/wird, nämlich zumindest mit dem zylindrischen zweiten Abschnitt in vormontierter Anordnung über der Schraube.
14. Verwendung eines konischen Drahtgewindes, insbesondere eines konischen Drahtgewindes nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, beim insbesondere rein kraftschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei korrespondierenden Verbindungspartnern wie z.B. einer Schraube, einem Einsatzgewinde, einer Einbauspindel, wobei die konisches Drahtgewinde ein Drahtgewinde aufweist, das einen distal angeordneten und distal konisch zulaufenden ersten Abschnitt und einen proximalen zylindrischen zweiten Abschnitt aufweist, wobei das konische Drahtgewinde in einer vormontierten Anordnung auf einer Einbauspindel oder in einem Einsatzgewinde bereitgestellt ist/wird, nämlich zumindest mit dem zylindrischen zweiten Abschnitt in vormontierter Anordnung über der Einbauspindel oder zumindest mit dem konischen ersten Abschnitt in vormontierter Anordnung im Einsatzgewinde.
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