WO2023110180A1 - Integral ausgebildete einbauspindel, ein installationswerkzeug zum einbau eines drahtgewindeeinsatzes sowie ein installationsverfahren - Google Patents

Integral ausgebildete einbauspindel, ein installationswerkzeug zum einbau eines drahtgewindeeinsatzes sowie ein installationsverfahren Download PDF

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WO2023110180A1
WO2023110180A1 PCT/EP2022/076703 EP2022076703W WO2023110180A1 WO 2023110180 A1 WO2023110180 A1 WO 2023110180A1 EP 2022076703 W EP2022076703 W EP 2022076703W WO 2023110180 A1 WO2023110180 A1 WO 2023110180A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
installation
spindle
axial
thread insert
wire thread
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/076703
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rarmi HASSO
Maximilian LEINKENJOST
Marcel Purrio
Alexej Butov
Klemens RUCHA
Thorben Schiemann
Original Assignee
Böllhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Böllhoff Verbindungstechnik GmbH filed Critical Böllhoff Verbindungstechnik GmbH
Publication of WO2023110180A1 publication Critical patent/WO2023110180A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/14—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same
    • B25B27/143—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same for installing wire thread inserts or tubular threaded inserts

Definitions

  • the present invention relates to an integrally formed installation mandrel adapted to a wire thread insert, a retrofit kit for an installation tool with a plurality of such installation mandrels, an installation tool consisting of a drive module and an integrally formed installation mandrel and an installation method of a wire thread insert with a bendable, non-removable driving pin using the above mentioned installation tool.
  • the installation mandrel used to install the wire thread insert in the threaded hole depends on the design of the wire thread insert to be installed. This is because the various constructions of wire thread inserts have, for example, a radially inwardly projecting, straight installation spigot which is broken out of the construction of the wire thread insert after installation.
  • Another design is to provide the wire thread insert with a notch located radially inward. A corresponding driver engages in this notch in order to screw the wire thread insert into the internal thread. This design does not require the removal of a mounting stud after the wire thread insert is installed.
  • a further constructive alternative of a wire thread insert has a radially inwardly bent installation spigot with or without a notch. After installation is complete, this mounting pin is bent back radially outwards into the internal thread of the threaded hole.
  • the second axial extension of the installation mandrel has an inclined plane inclined radially inwardly from the second axial extension toward the spigot receiving gap.
  • This inclined plane has the function of facilitating release of the installation pin from the central gap at the working end of the installation mandrel when the installation mandrel is to be removed from the wire thread insert after installation of the wire thread insert is complete. Due to its central gap at the functional end, this construction of the installation spindle is therefore used to use an installation pin projecting radially inward for installation, but not to change it after installation.
  • the wire thread insert to be installed also has an installation spigot that protrudes radially inwards.
  • the spindle or a threaded bolt has a radially oriented axial undercut on the axial face of the functional end of the spindle.
  • the installation spigot catches on this axial undercut.
  • the installation spindle and wire thread insert thus form a non-rotatable connection so that the wire thread insert can be screwed into the threaded hole. Even with a reverse rotation of the threaded spindle or the threaded bolt, the mounting pin is not changed. Only reverse rotation causes the axial undercut and mounting spigot to disengage.
  • US 3,348,293 discloses a mounting mandrel for a wire thread insert having a radially inwardly bent arcuate mounting spigot.
  • the built-in spigot has a predetermined breaking point so that after the wire thread insert has been installed in an internal thread, the built-in spigot can be broken out of the wire thread insert.
  • the installation spindle in turn, has a driving shoulder at its functional end, which engages in the bend of the wire thread insert opposite the apex between the installation pin and the rest of the wire thread insert. This creates a non-rotatable connection between the installation spindle and the wire thread insert, so that the wire thread insert can be screwed into the internal thread.
  • the installation spindle is turned in the opposite direction to the screwing-in direction, the installation spindle is unscrewed from the installed wire thread insert. As soon as this has been done, the installation pin connected via the predetermined breaking point can be separated.
  • the technical solutions described above for installing a wire thread insert with a detachable installation spigot have the disadvantage that the detached installation spigot either has to be collected after installation and detachment has taken place or it remains in the component. If the loosened mounting pin remains in the component, this can lead to disruptions, noise or blockages during further assembly of the component.
  • EP 3 212 361 B1 discloses an installation mandrel for a wire thread insert with an installation pin that can be bent back. On a radial inner side, this installation spigot which can be bent back has an installation notch, in which the installation spindle engages for screwing the wire thread insert into the internal thread of the threaded bore.
  • the installation spindle has an axial extension on the axial end face of the installation end. This axial extension uses a length-reduced thread along a circumferential extent to guide the wire thread insert. In the installation direction at the start of the length-reduced thread turn, a driver edge is provided, which engages in the notch of the wire thread insert arranged radially on the inside.
  • the cam edge extends parallel to the longitudinal axis of the installation mandrel to ensure reliable engagement with the cam notch of the wire thread insert.
  • a bending shoulder designed in the shape of a circular arc.
  • European Patent 2 637 825 B1 discloses a wire thread insert for installation in a receiving thread of a component.
  • This wire thread insert has a driver pin projecting over a bending area into an interior of the walls of the wire thread insert.
  • the tang is inseparably connected to the helix of the wire thread insert.
  • the driver pin which is bent radially inward, is characterized in that it can be bent back into a receiving thread of a threaded bore using a suitable tool.
  • the above-mentioned European patent describes an installation tool which is specially designed on a working end of the installation mandrel.
  • two axial extensions arranged separately from one another protrude from the axial end face.
  • a receiving gap is formed between these axial extensions, in which a radially movable compression blade is arranged.
  • the two axial extensions and the interposed movable compression blade form a length-reduced thread turn for guiding a part of the wire thread insert due to their radial outer sides.
  • the second axial extension which is arranged at the end of the reduced-length thread as seen in the direction of rotation, serves as a reverse bending shoulder for bending back the driver pin into the receiving thread of the threaded hole.
  • the compression blade arranged between the two axial extensions is moved in the radial direction in such a way that it blocks the length-reduced thread turn in a radially outer position in order to be able to compress the driver pin during bending back.
  • the constructively complex installation spindle for installing the wire thread insert with bendable installation spigot must be controlled in a suitable manner in order to be able to use all the constructive features during the installation of the wire thread insert.
  • the object of the present invention is to provide an alternative construction of an installation spindle for a wire thread insert with a bendable installation pin with a long service life.
  • an integrally formed installation spindle according to independent patent claim 1 a retrofit kit for an installation tool with drive module and detachable installation spindle with at least two integrally formed installation spindles according to independent patent claim 9, an installation tool with the integrally formed installation spindle according to independent patent claim 10 and by an installation method of a wire thread insert using the inventive installation tool according to independent claim 11 .
  • the present invention discloses an integrally formed installation spindle adapted to a wire thread insert, which has a cylindrical helix with a plurality of helically wound windings of a wire, in which a first winding comprises a preferably arcuate driving pin without a driving notch, which protrudes over a bending region into an interior of the helix which the wire thread insert can be screwed into a threaded hole of a component in a screwing-in direction.
  • the installation mandrel of the invention has the following features: a driving and holding end for rotating and holding the installation mandrel in an installation tool, and an operational end for installing the wire thread insert into a threaded bore of a component, from an axial face of the installation spindle at the functional end, an axial extension protrudes in the direction of a longitudinal axis of the installation spindle, which is delimited along a circumferential extension of the installation spindle by an arcuate radial outside at an angle of rotation a from a range of 30 ° ⁇ a ⁇ 180 °, based on the screwing-in direction the axial extension, starting at a front end of the arcuate radial outside, has a run-on slope that extends in the axial direction of the installation spindle and increases on the axial extension, and in relation to the screwing-in direction, the axial extension falls at a rear end of the arcuate radial outside in a axial reverse bending surface axially, which is arranged
  • the integral installation mandrel according to the invention is constructed as a robust one-piece installation mandrel which can be used interchangeably in an installation tool for wire thread inserts. Compared to known installation mandrels for wire thread inserts with bendable installation spigot, the present installation mandrel is more robust in use due to the one-piece design and is therefore characterized by a higher stability and service life compared to multi-part installation mandrels.
  • the central element of the installation spindle is an axial extension at a functional end of the installation spindle, i.e. the end onto which the wire thread insert to be installed with a bendable installation pin is screwed or plugged, which is arranged on the axial end face of the installation spindle at its functional end.
  • This preferably only one axial extension is designed in its shape in such a way that it forms a non-rotatable connection with the wire thread insert with the built-in pin that can be bent back after it has been screwed on.
  • the bendable built-in spigot snaps over the axial extension until, after further rotation of the built-in spindle, it snaps onto it in a rotationally fixed manner.
  • This non-rotatable, positive connection ensures that the wire thread insert can be rotated or screwed into the internal thread of the threaded hole in a component without any problems.
  • the strip-shaped ramp forms the preparation for a resilient snap connection between the radially inwardly bent, bendable mounting pin and the axial extension on the axial base of the mounting spindle.
  • the installation spindle can be removed from the wire thread insert by turning it in the opposite direction to the installation direction of rotation.
  • this reverse rotation of the installation mandrel simultaneously deflects the reversible installation post back into the internal threads of the threaded bore. Since he prefers If the axial extension ends in a reverse bending surface at the end opposite the ramp, this reverse bending surface presses the mounting pin when the mounting spindle is turned back radially outwards in the direction of the internal thread of the threaded bore.
  • the preferably only one axial extension on the axial end face of the installation spindle represents a multifunctional, axial extension. This multifunctional extension supports the installation process of the wire thread insert in the threaded hole through its strip surface-like ramp and also ends the installation process by bending the installation pin back into the internal thread of the Threaded hole using the reverse bending surface.
  • the axial extension has at least one thread that is reduced in length in the circumferential direction.
  • the axial extension protrudes from the axial end face at the functional end of the installation spindle.
  • the radial outside of the axial extension extends in the circumferential direction of the installation spindle.
  • the thread on the functional end of the installation spindle preferably also continues on the radial outside in the form of a preferably reduced-length thread in the circumferential direction of the axial extension.
  • a preferably reduced-length thread in the circumferential direction of the axial extension.
  • one or two threads on its arcuate radial outside is also preferred to provide more than two reduced length threads should they aid in the installation and/or removal of the installation mandrel from an installed retractable installation stem wire threaded insert.
  • the axial extension at the functional end of the installation spindle individually protrudes axially on the axial end face.
  • the axial extension occupies less than 40% of the axial end face at the functional end.
  • the axial extension In order to ensure the multifunctional effect of the axial extension, this preferably occupies an area of less than 50% of the axial end face at the functional end of the built-in spindle. This surface area, which can also be reduced to 25-35%, is sufficient to realize the non-rotatable mounting bracket for the wire thread insert on the axial extension and to effectively and sufficiently bend back the bendable mounting pin into the internal thread of the threaded hole when the mounting spindle is uninstalled.
  • the axial extension has two length-reduced thread turns on the radial outside, which are designed differently in at least one of the following sizes: circumferential length, core diameter and pitch.
  • two reduced-length threads are preferably provided on the radial outside running in the circumferential direction. While the wire thread insert is being screwed onto the functional end of the installation spindle, the length-reduced thread turns serve to guide the wire helix of the wire thread insert. As soon as the bendable built-in pin is held in a rotationally fixed manner on the axial extension, this hold is also supported by the course of the wire helix of the wire thread insert in at least one of the length-reduced thread turns.
  • a specific shape of the length-reduced threads ensures that the bendable mounting pin is effectively bent back into the internal thread of the threaded hole.
  • the core diameter and/or the pitch of the two length-reduced thread turns are designed differently in comparison to the remaining thread of the installation spindle.
  • the core diameter and/or the pitch of only one length-reduced thread turn are designed differently in comparison to the remaining thread of the installation spindle.
  • a larger core diameter of only the axially outer reduced-length thread or both reduced-length threads supports a bending back of the built-in pin that can be bent back into the internal thread of the threaded bore.
  • a pitch of one or both reduced-length threads that is greater than the rest of the thread of the installation spindle in order to support bending back of the installation pin that can be bent back into the internal thread of the threaded bore.
  • the axially outer reduced-length thread preferably has a larger core diameter and/or a greater pitch in comparison to the adjacent reduced-length thread.
  • the axial extension has an axial web in the axial direction between the axial end face of the functional end and the front end of the ramp as a driving shoulder, which is adapted to hold a wire thread insert in a rotationally fixed manner when it is screwed into a threaded bore.
  • the axial extension is preferably unscrewed from an interior of the wire thread insert in the axial direction. If the axial extension protrudes only slightly beyond the inside of the wire thread insert, the bendable mounting pin slides along the ramp on the axial extension and the screwing of the mounting spindle into the wire thread insert or the spinning of the wire thread insert onto the functional end of the mounting spindle continues. As soon as the axial extension preferably protrudes far enough out of the inside of the wire thread insert, the built-in pin can no longer run onto the ramp and slide there over the axial extension.
  • the built-in pin that can be bent back remains hanging on the preferred driving shoulder or the axial web provided for this purpose and in this way forms a non-rotatable connection between the functional end of the built-in spindle and the screwed-on wire thread insert.
  • the driver shoulder or the axial web which is arranged between the beginning of the ramp and the adjacent axial end face of the installation spindle, form a positive connection with the installation pin, which prevents further screwing of the wire thread insert onto the functional end of the installation spindle.
  • the axial reverse bending surface encloses an angle ⁇ in the range of 65° ⁇ 90° with the adjoining axial end face of the functional end.
  • the axial reverse bending surface is provided for a preferred bending back of the mounting pin into the internal thread of the threaded bore.
  • the axial reverse bending surface forms an angle of less than 90° compared to the axial end face of the installation spindle.
  • the bendable mounting pin is preferably held at an acute angle between the bend-back surface and the axial end face of the mounting spindle, while it is bent in the opposite direction to turning the wire thread insert into the internal thread of the threaded bore.
  • the present invention also includes a retrofit kit for an installation tool for a wire thread insert with a drive module that can be releasably connected to one another and an installation spindle, which, as exchangeable installation spindles, has at least two integrally designed installation spindles according to one of having the embodiments described above, which differ in a construction and/or dimension of the installation spindle.
  • the present invention includes an installation tool, in particular a manual installation tool or an installation machine, a wire thread insert with a drive module that can be releasably connected to one another and an integrally formed installation spindle according to one of the embodiments described above.
  • the integral installation mandrel described above, with its various structural configurations, is used within an installation tool for installing wire thread inserts.
  • installation tools include, on the one hand, manually used installation tools.
  • Such installation tools are arranged manually by a worker, oriented towards the thread opening and then the worker triggers the screwing of the wire thread insert into the threaded hole by actuating corresponding switching elements.
  • the integrally formed installation spindle is used in an installation machine for wire thread inserts.
  • Such built-in machines work automatically. This means that the wire thread insert is arranged on the installation spindle via a mechanical feed.
  • the component with the threaded opening is arranged appropriately in the installation direction below the installation tool via another machine feed.
  • the present invention also discloses an installation method of a wire thread insert with a bendable, non-removable driving pin without a driving notch with the aid of an installation tool preferred according to the invention in a receiving thread of a component, which has the following steps: Spindle or push the wire thread insert onto the functional end of the integrally formed installation spindle of the installation tool in such a way that the driver pin couples positively to the axial extension of the installation spindle and the wire thread insert non-rotatably connects to the installation spindle, screwing the wire thread insert into the receiving thread by rotating the installation spindle in a first direction of rotation, bending back the driver pin into the receiving thread by rotating the installation spindle in a second, the first opposite direction of rotation, wherein the axial reverse bending surface of the axial extension deforms the tang, and spinning or removing the installation mandrel from the wire thread insert with the tang bent back.
  • the installation method according to the invention for the wire thread insert with bendable mounting pin using the integrally formed installation mandrel builds on the installation method according to European Patent 3 212 361 B1.
  • only the integrally formed installation spindle is used to screw in the wire thread insert and to bend back the installation pin into the internal thread of the threaded bore.
  • the entire functionality of the integrally formed built-in spindle is reduced to the interaction between the preferably only one axial extension on the axial end face of the functional end of the built-in spindle. Because the axial extension is used on the one hand to produce a non-rotatable positive connection between the wire thread insert and the installation spindle.
  • the driver pin is bent back radially by a bending shoulder or a second threaded area with an enlarged core diameter compared to a first threaded area at the functional end of the installation spindle.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the integrally designed installation spindle preferred according to the invention
  • FIG. 2a shows a lateral sectional view of the integrally designed installation spindle preferred according to the invention
  • FIG. 2b shows a perspective view of a wire thread insert with a built-in pin that can be bent back
  • FIG. 3 shows an axial plan view of a preferred embodiment of the end face of the installation spindle at its functional end
  • FIG. 4a shows a further perspective plan view of the axial end face of FIG. 3 in a further preferred embodiment
  • FIG. 4b shows a side view of the functional end of the integrally formed installation spindle in a preferred embodiment
  • FIG. 5 is a top perspective view of the functional end 20 of the installation mandrel according to the present invention.
  • FIG. 6 shows an enlarged side view of the preferred functional end of the installation spindle according to the invention
  • FIG. 7 shows another side view of the preferred functional end of the installation spindle
  • FIG. 9 shows a preferred reverse bending process of the installation pin of the installed wire thread insert in a torque-time diagram
  • Figure 10 is a flow chart of a preferred embodiment of the installation method of the present invention.
  • FIG. 11 shows an example of an installation tool for a wire thread insert in which the installation spindle can be installed in an exchangeable manner.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of an integrally formed installation mandrel 1.
  • Such installation mandrels 1 are used in an installation tool W with which a wire thread insert D is installed in a threaded bore of a component.
  • FIG. 11 shows a preferred installation tool W in the form of a hand-held device. It includes a drive unit 3 for turning the preferred installation spindle 1 .
  • the drive unit 3 is preferably non-rotatably connected to the drive and holding end 10 of the installation spindle 1 . Via an actuating switch 5, according to a preferred Configuration of the installation tool W, the drive unit 3 started or stopped.
  • a depth stop 7 preferably determines in a known manner how deep a wire thread insert D with a built-in pin Z that can be bent back can be screwed or dragged into a threaded hole of a component by turning the built-in spindle 1 at most.
  • integrally formed installation spindle 1 in an installation machine. This installs a wire thread insert D in a threaded hole in a component using automated work processes.
  • the inventively preferred integrally designed installation spindle 1 consists of one piece. This means that there are no moving or immovable parts attached to the installation spindle 1, such as a pivotable or rotatable installation or compression blade.
  • the installation spindle 1 is adapted to install a wire thread insert D with an installation pin Z that can be bent back in a threaded bore of a component.
  • the wire thread insert D is shown as an example in Figure 2b. It comprises a cylindrical helix with a plurality of helically wound windings of a wire, in which a first winding has a preferably arcuate driver pin Z without a driver notch, which protrudes over a bending region into the interior of the helix.
  • Wire thread inserts of this type are explained and illustrated in EP 2 637 825 B1 according to various preferred embodiments, which is incorporated herein by reference for a technical understanding of the wire thread insert.
  • the installation mandrel 1 has a drive and support end 10 for connecting the installation mandrel 1 to a drive module of an installation tool (see Figure 11).
  • the drive and holding end 10 is held in the drive module in a detachable manner, preferably via a polygonal end and/or other known coupling structures.
  • Such drive and holding ends 10 for holding and transmitting torque to the installation spindle 1 are known in the prior art.
  • a functional end 20 of the installation spindle 1 is provided axially opposite the drive and holding end 10 .
  • the functional end 20 of the installation spindle 1 preferably has a spindle area 22, ie an external thread 26 rotating to the right or left.
  • the spindle area 22 is used to screw on the wire thread insert D in the direction of the drive end 10.
  • the wire thread insert D is screwed onto the functional end 20 until the bendable mounting pin Z is held or anchored in a rotationally fixed manner on an axial extension 30 of an axial end face 24 of the mounting spindle 1.
  • rotationally fixed means that the installation pin Z and the axial extension 30 form a positive connection, so that the installation spindle 10 rotates the wire thread insert D as well. While FIG.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the installation spindle 1
  • a lateral sectional view of the installation spindle 1 is reproduced in FIG. 2A. It can be seen that the axial extension 30 protrudes from the axial end face 24 of the installation spindle 1 in the direction of the longitudinal axis of the installation spindle 1 and thus axially.
  • the installation spindle 1 is provided integrally, ie as a whole and firmly connected.
  • the installation spindle 1 is made with the axial extension 30 in one piece.
  • the axial extension 30 (see below) is subject to wear due to the installation operations of wire thread inserts D, while the rest of the installation mandrel 1 wears less. It is therefore also preferred to manufacture the axial extension 30 separately and then to connect it firmly and integrally to the rest of the installation spindle 1. Cohesive connection methods such as welding and gluing are preferred for this purpose.
  • the wire thread insert D would be slipped onto the functional end 20 without a thread in the axial direction until the built-in spigot Z, which can be bent back, has been anchored in a rotationally fixed manner on the axial extension 30 . Thereafter, the wire thread insert D, which is held non-rotatably at the functional end 20, is screwed into the threaded bore of the component, preferably in the same way as is described below.
  • the external thread 26 extends on the spindle area 22 of the functional end 20 and on a radial outer side 32 of the axial extension 30. Since the axial extension 30 only covers a fraction of the axial end face 24 of the installation spindle, preferably covering less than 50% of the axial end face 24, the external thread 26 continues as at least one length-reduced thread turn 34 on the radial outside of the axial extension 30 - i.e. in the circumferential extension of the installation spindle.
  • the axial extension 30 has a height relative to the axial end face 24 of the installation spindle 1, so that two or more length-reduced thread turns 34 are arranged on the radial outside 32 of the axial extension 30 and running in the circumferential direction of the installation spindle 1.
  • a geometric design of the preferably at least two length-reduced thread turns 34 is discussed in more detail below.
  • Figures 3, 4a and 5 show views of preferred embodiments of the axial end face 24 of the installation spindle 1.
  • the axial extension 30 is preferably eccentric with respect the end face 24 arranged and protrudes from this.
  • only one axial extension 30 is preferably provided on the axial end face 24 in order to screw the wire thread insert D into the threaded bore and to bend the mounting pin back into the internal thread.
  • the preferred axial extension 30 occupies an area of less than 50%, preferably in the range of 30 to 40%, of the axial end face 24 .
  • the axial extension 30 preferably consists at least of the radial outer side 32 in the form of a wall viewed in the circumferential direction of the functional end 20 with a course and an extent in the form of a circular arc.
  • the course of a circular arc an approximation by a curvilinear course is used.
  • the axial extension 30 has a preferred radial width B of 0.1 R ⁇ B ⁇ 0.8 R, which is variable in the circumferential direction, with R describing the radius of the functional end 20 .
  • B is not necessarily constant along the radial outside 32, so that the axial extension 30 can have an irregular shape with an arcuate radial side in an axial plan view.
  • the axial extension 30 according to a preferred embodiment of the present invention has a ramp 36 on a side facing away from the drive and holding end 10 .
  • the ramp 36 preferably rises continuously in an angular range of 5° ⁇ a ⁇ 40° up to the axially highest point or axially furthest point from the holding end 10 of the axial extension 30.
  • the bevel 36 consists of a strip surface which runs onto the axial extension 30 in an inclined axial direction. It is also preferred to provide the ramp 36 as a web or bead-like thickening that runs onto the axial extension 30 .
  • the different preferred configurations of the ramp 36 allow the radially inwardly bent mounting pin Z of the wire thread insert D to run onto the axial extension 30 while the wire thread insert D is being screwed onto the functional end 20.
  • the wire thread insert D is preferably held on a driver shoulder 38 and rotated with the installation spindle 1 .
  • the driver shoulder 38 consists of an approximately axially extending web or stop. This is arranged between the axial end face 24 and a beginning of the ramp 36 viewed in the circumferential direction of the installation spindle 1, as can be seen in FIGS. 4b and 5. Since the functional end 20 of the installation spindle 1 is already sufficiently screwed into the wire thread insert D, the installation spigot Z hits the driving shoulder 38 during the further rotation of the installation spindle 1 in the screwing-in direction RE. This prevents the installation spigot Z from running up against the ramp 36 and from snapping over of the installation pin Z via the axial extension 30.
  • At least one thread turn 34 of reduced length is preferably provided on the radial outside 32 of the axial extension 30 as a continuation of the external thread 26 on the functional end 20 . Since the axial extension 30 only extends along part of the circumference of the functional end 20, the length of the at least one thread 34 is reduced.
  • the at least one length-reduced thread 34 preferably extends in exactly the same way as the axial extension 30 over an angle of rotation a in the range of 30° ⁇ a ⁇ 180°.
  • the axial extension 30 preferably extends over the angle of rotation a ⁇ 90°.
  • the angle of rotation a is determined between the driver shoulder 38 at the front end of the axial extension 30 in the screwing-in direction RE and an axial reverse bending surface 40 at the rear end of the axial extension 30 in the screwing-in direction RE.
  • the axial extension 30 protrudes approximately a height H beyond the axial end face 24 .
  • the axial height H (see Figure 2a) is in a range of 0.5 x P ⁇ H ⁇ 2.5 P, in particular 0.7 P ⁇ H ⁇ 1.5 P, where P is a pitch of the thread 26 at the functional end 20 of the installation spindle 1 describes.
  • the axial extension 30 preferably has at least one reduced-length thread 34 on its radial, arcuate outer side 32.
  • two reduced-length threads 34a, 34b are preferably provided, arranged next to one another in the axial direction. These can be seen in FIGS. 4b, 6 and 7.
  • the threads 34a and 34b are preferably formed geometrically in the same way as the external thread 26 on the functional end 20.
  • only the thread 34a, which faces the holding end 10, is designed geometrically in the same way as the external thread 26.
  • the axially outer length-reduced thread 34b preferably has a larger core diameter than the external thread 26. Due to this preferred increase in the core diameter and thus also the core radius in the thread 34b, when the installation spindle 1 is preferably rotated back, the installation pin Z is more firmly inserted into the internal thread of the threaded bore of the component pressed than with the external thread 26.
  • the thread 34b therefore preferably interacts with the axial reverse bending surface 40 explained in more detail below and ensures that the installation pin Z is permanently bent back into the internal thread of the threaded bore of the component.
  • the root diameter of the thread 34b is preferably 3% to 20%, preferably 5-17% larger than the root diameter of the external thread 26.
  • the axially outermost thread flank 35 in the screwing-in direction RE is shortened in the radial direction compared to the adjacent thread flank of the thread 34a.
  • a radius of the axially outermost thread flank 35 is preferably 2 to 15% smaller than the radius of the immediately adjacent, non-shortened thread flank.
  • the axial reverse bending surface 40 is arranged at the end of the axial extension 30 in relation to the screwing direction RE of a wire thread insert D into a threaded bore.
  • the installation pin Z is supported on the axial reverse bending surface 40 while the functional end 20 is being unscrewed from the wire thread insert D and is bent radially outwards by the functional end 20 into the internal thread of the threaded bore during the unscrewing.
  • the axial bending back surface 40 and a bending shoulder 42 preferably act on the mounting pin Z alternately, individually or in combination.
  • the bending shoulder 42 (see Figures 3, 4a, 5, 7) is preferably formed by the transition surface or the transition edge between the reverse bending surface 40 and the axially outer reduced-length thread 34b or the at least two axially outer reduced-length threads 34a, 34b.
  • the installation pin Z is initially supported on the reverse bending surface 40 and its free end is pressed in the direction of the reduced-length thread 34b.
  • This process is supported by the radially similar arrangement of the reverse bending surface 40 .
  • radially similar means that the reverse bending surface 40 runs essentially in the radial direction on the end face of the installation spindle. Since the reverse bending surface 40 does not necessarily start at the center of the end face, but can also start off-center, it is aligned similarly to the radius of the installation spindle.
  • the reverse bending surface 40 preferably bends the installation pin Z into the internal thread of the threaded bore.
  • the free end of the mounting pin Z preferably does not yet run into the reduced-length thread 34b.
  • This process is shown at points 0 to 2 in FIG. 9 using a torque measurement on a preferred embodiment of the invention.
  • the torque r applied by the installation spindle 1 is plotted on the y-axis. It assumes negative values because installation spindle 1 is rotated backwards.
  • the time is plotted on the x-axis.
  • the installation spigot Z is pushed or bent radially outwards and the free end of the installation spigot Z is aligned with the bending shoulder 42 at the transition to the reduced-length thread 34b so that the bent-back installation spigot Z can run into the thread 34b.
  • the entry of the installation pin Z into the thread 34b can be seen preferably between points 3 and 4. Due to the already achieved curvature of the mounting pin Z during bending back, the mounting pin Z preferably runs into the thread 34b under the effect of a reduced or decreasing torque compared to the previous steps.
  • the torque is preferably increased again during the further reverse rotation of the installation spindle 1 between points 4 and 5 .
  • the larger core radius of the thread 34b acts preferably in comparison to the other threads of the external thread 26, in that it forces or bends the installation pin Z further radially outwards into the internal thread of the threaded bore.
  • the mounting spindle 1 is unscrewed from the wire thread insert D with reduced torque.
  • the bending-back surface 40 is arranged at a preferred angle ⁇ to the axial end face 24 (see FIG. 6).
  • the angle ⁇ is preferably in the range of 65° ⁇ 90°, in particular 70° ⁇ 85°.
  • the axial face 24 is a flat surface.
  • the above angle ⁇ is enclosed by the end face 24 and the reverse bending surface 40 .
  • At least the axial extension 30 of the installation spindle 1 with its preferred geometric features is manufactured by a machining process, such as milling.
  • a machining process such as milling.
  • a depression 44 is formed in the axial direction in the end face 24 .
  • the indentation 44 preferably borders on the reverse bending surface 40 .
  • it preferably has an elongate shape running along the front edge of the reverse bending surface 40 .
  • the indentation 44 on the front foot of the reverse bending surface 40 has proven to be advantageous when bending back an installation pin Z of the wire thread insert D into an internal thread of the threaded bore of a component. This is because the indentation 44 preferably supports catching and holding of the installation spigot Z on the reverse bending surface 40 in order to ensure transmission of the reverse bending forces from the reverse bending surface 40 to the installation spigot Z.
  • the indentation 44 also causes the angle ⁇ adjacent to the front edge of the reverse bending surface 40 to be enlarged by an angular range of 0.5 to 5 ° . This preferably leads to an increased overhang of the reverse bending surface 40 over an installation pin Z caught at the angle ⁇ and to be bent back.
  • the thread 34b is cut through the reverse bending surface 40 .
  • the thread flank 35 protrudes beyond the bending shoulder 42 in the direction of reverse rotation RR.
  • the bending-up shoulder 42 that springs back counter to the direction of reverse rotation RR is preferably concave (see FIGS. 8a, b) or straight (see FIG. 8c) in shape.
  • the concavely shaped reverse bending shoulder 42 preferably supports the hold of the installation pin Z on the bending shoulder 42 as the curvature increases.
  • step S1 the wire thread insert D is screwed or slipped onto the installation spindle 1 according to one of the configurations described above. This step is completed when the wire thread insert D is held in a form-fitting manner on the functional end 20 of the installation spindle 1 .
  • the driver pin Z is preferably coupled to the axial extension 30 of the installation spindle 1 in a form-fitting manner.
  • step S2 the wire thread insert D is screwed into the internal thread or receiving thread of the threaded hole of the component using the installation spindle 1 .
  • the direction of rotation of the installation spindle 1 is reversed.
  • the installation spindle 1 is now turned in the opposite direction to the screwing-in direction.
  • the driving pin Z is bent back into the receiving thread of the threaded bore of the component, as described in detail above.
  • the axial extension 30 engages the driving pin Z via the bending-back surface 40 and the bending-open shoulder 42 and bends it into the receiving thread of the threaded bore.
  • the bending back is supplemented or assisted by the action of the enlarged core diameter threaded portion 34b, since this also urges or bends the tang Z radially outward.
  • the installation spindle 1 is completely spindled out or removed from the wire thread insert D (step S5).

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine integral ausgebildete Einbauspindel angepasst an einen Drahtgewindeeinsatz, der eine zylindrische Wendel mit einer Mehrzahl von schraubenförmig gewickelten Windungen eines Drahts aufweist, in der eine erste Windung einen über einen Biegebereich in ein- Inneres der Wendel ragenden vorzugsweise bogenförmigen Mitnehmerzapfen ohne Mitnehmerkerbe umfasst, mit der der Drahtgewindeeinsatz in einer Eindrehrichtung in eine Gewindebohrung eines Bauteils eindrehbar ist, wobei die Einbauspindel die folgenden Merkmale aufweist: ein Antriebs- und Halteende zum Drehen und Halten der Einbauspindel in einem Einbauwerkzeug und ein Funktionsende zum Installieren des Drahtgewindeeinsatzes in einer Gewindebohrung eines Bauteils; von einer axialen Stirnseite der Einbauspindel an dem Funktionsende steht ein axialer Fortsatz in Richtung einer Längsachse der Einbauspindel vor, der entlang einer Umfangserstreckung der Einbauspindel durch eine bogenförmige radiale Außenseite in einem Drehwinkel a aus einem Bereich von 30° ≤ α ≤ 180° begrenzt ist; bezogen auf die Eindrehrichtung weist der axiale Fortsatz beginnend an einem vorderen Ende der bogenförmigen radialen Außenseite eine Auflaufschräge auf, die sich in axialer Richtung der Einbauspindel ansteigend als eine Streifenfläche auf dem axialen Fortsatz erstreckt; und bezogen auf die Eindrehrichtung fallt der axiale Fortsatz an einem hinteren Ende der bogenförmigen radialen Außenseite in einer axialen Rückbiegefläche axial ab, die radialähnlich angeordnet ist.

Description

Integral ausgebildete Einbauspindel, ein Installationswerkzeug zum Einbau eines Drahtgewindeeinsatzes sowie ein Installationsverfahren
1 . Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine integral ausgebildete Einbauspindel angepasst an einen Drahtgewindeeinsatz, einen Nachrüstsatz für ein Installationswerkzeug mit einer Mehrzahl von derartigen Einbauspindeln, ein Installationswerkzeug bestehend aus einem Antriebsmodul und einer integral ausgebildeten Einbauspindel sowie ein Installationsverfahren eines Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbarem, nicht entfernbarem Mitnehmerzapfen mithilfe des oben genannten Installationswerkzeugs.
2, Hintergrund der Erfindung
Im Stand der Technik sind verschiedene technische Lösungen zum Einbau eines Drahtgewindeeinsatzes in einer Gewindebohrung bekannt. Die zur Installation des Drahtgewindeeinsatzes in der Gewindebohrung verwendete Einbauspindel richtet sich nach der konstruktiven Ausgestaltung des zu installierenden Drahtgewindeeinsatzes. Denn die verschiedenen Konstruktionen von Drahtgewindeeinsätzen weisen beispielsweise einen radial einwärts ragenden gerade ausgebildeten Einbauzapfen auf, der nach der Installation aus der Konstruktion des Drahtgewindeeinsatzes ausgebrochen wird. Eine weitere Konstruktion sieht vor, den Drahtgewindeeinsatz mit einer radial einwärts angeordneten Kerbe bereitzustellen. In diese Kerbe greift ein entsprechender Mitnehmer ein, um den Drahtgewindeeinsatz in das Innengewinde einzuschrauben. Diese Konstruktion erfordert nicht, dass nach der Installation des Drahtgewindeeinsatzes ein Einbauzapfen entfernt werden muss. Eine weitere konstruktive Alternative eines Drahtgewindeeinsatzes weist einen radial einwärts gebogenen Einbauzapfen mit oder ohne Kerbe auf. Dieser Einbauzapfen wird nach abgeschlossener Installation radial auswärts in das Innengewinde der Gewindebohrung zurückgebogen.
Aufgrund der verschiedenen technischen Lösungen von Drahtgewindeeinsätzen variiert auch die Zahl der im Stand Technik bekannten Konstruktionen von Einbauspindeln zur Installation des jeweiligen Drahtgewindeeinsatzes in der Gewindebohrung eines Bauteils. DE 699 03 965 T2 beschreibt eine Einbauspindel mit einem parallel zum Durchmesser der Einbauspindel verlaufenden Schlitz zur Aufnahme eines Einbauzapfens des Drahtgewindeeinsatzes. Aufgrund der Anordnung des Schlitzes am Funktionsende der Einbauspindel ist die axiale Stirnseite der Einbauspindel am Funktionsende in zwei axiale Fortsätze aufgeteilt. Diese beiden einander gegenüberliegenden axialen Fortsätze weisen jeweils abgeschrägte Bereiche auf. Der abgeschrägte Bereich des einen axialen Fortsatzes ist radial nach außen geneigt angeordnet. Er erleichtert das Einschnappen des radial einwärts gebogenen Einbauzapfens des Drahtgewindeeinsatzes. Der zweite axiale Fortsatz der Einbauspindel weist eine schräge Ebene auf, die vom zweiten axialen Fortsatz radial einwärts in Richtung Spalt zur Zapfenaufnahme geneigt ist. Diese schräge Ebene hat die Funktion, ein Lösen des Einbauzapfens aus dem zentralen Spalt am Funktionsende der Einbauspindel zu erleichtern, sobald die Einbauspindel nach abgeschlossener Installation des Drahtgewindeeinsatzes aus dem Drahtgewindeeinsatz entfernt werden soll. Somit dient diese Konstruktion der Einbauspindel aufgrund ihres zentralen Spalts am Funktionsende dazu, einen radial einwärts ragenden Einbauzapfen für die Installation zu nutzen, jedoch nach der Installation nicht zu verändern.
Gemäß JP 2008 0 38937 A weist der einzubauende Drahtgewindeeinsatz ebenfalls einen gerade radial einwärts ragenden Einbauzapfen auf. Die Spindel oder ein Gewindebolzen besitzt an der axialen Stirnseite des Funktionsendes der Spindel einen radial orientierten axialen Hinterschnitt. Sobald die Spindel in den Drahtgewindeeinsatz eingeschraubt wird, verhakt sich der Einbauzapfen an diesem axialen Hinterschnitt. Damit bilden Einbauspindel und Drahtgewindeeinsatz eine drehfeste Verbindung, sodass der Drahtgewindeeinsatz in die Gewindebohrung eingeschraubt werden kann. Selbst bei einer Rückwärtsdrehung der Gewindespindel oder des Gewindebolzens wird der Einbauzapfen nicht verändert. Lediglich fuhrt die Rückwärtsdrehung dazu, dass der axiale Hinterschnitt und der Einbauzapfen außer Eingriff geraten.
US 3,348,293 offenbart eine Einbauspindel für einen Drahtgewindeeinsatz, der einen radial einwärts gebogenen bogenförmigen Einbauzapfen aufweist. Der Einbauzapfen weist eine Sollbruchstelle auf, sodass nach erfolgter Installation des Drahtgewindeeinsatzes in einem Innengewinde der Einbauzapfen aus dem Drahtgewindeeinsatz herausgebrochen werden kann. Die Einbauspindel wiederum besitzt an ihrem Funktionsende eine Mitnahmeschulter, die gegenüber dem Scheitelpunkt zwischen Einbauzapfen und übrigem Drahtgewindeeinsatz in die Biegung des Drahtgewindeeinsatzes eingreift. Auf diese Weise entsteht eine drehfeste Verbindung zwischen der Einbauspindel und dem Drahtgewindeeinsatz, sodass der Drahtgewindeeinsatz in das Innengewinde eingeschraubt werden kann. Wird die Einbauspindel entgegen der Eindrehrichtung gedreht, erzielt man damit ein Herausschrauben der Einbauspindel aus dem installierten Drahtgewindeeinsatz. Sobald dies erfolgt ist, kann der über die Sollbruchstelle verbundene Einbauzapfen abgetrennt werden. Die oben beschriebenen technischen Lösungen zum Einbau eines Drahtgewindeeinsatzes mit einem lösbaren Einbauzapfen haben den Nachteil, dass der gelöste Einbauzapfen entweder nach erfolgter Installation und Lösung eingesammelt werden muss oder im Bauteil verbleibt. Das Verbleiben des gelösten Einbauzapfens im Bauteil kann zu Störungen, Geräuschen oder Blockaden bei der weiteren Montage des Bauteils fuhren.
EP 3 212 361 Bl offenbart eine Einbauspindel für einen Drahtgewindeeinsatz mit einem zurückbiegbaren Einbauzapfen. Dieser zurückbiegbare Einbauzapfen weist an einer radialen Innenseite eine Installationskerbe auf, in welche die Einbauspindel zum Eindrehen des Drahtgewindeeinsatzes in das Innengewinde der Gewindebohrung eingreift. Die Einbauspindel weist an der axialen Stirnseite des Installationsendes einen axialen Fortsatz auf. Dieser axiale Fortsatz nutzt entlang einer umfänglichen Erstreckung einen längenreduzierten Gewindegang zur Führung des Drahtgewindeeinsatzes. In Einbaurichtung am Anfang des längenreduzierten Gewindegangs ist eine Mitnehmerkante vorgesehen, die in die radial innen angeordnete Kerbe des Drahtgewindeeinsatzes eingreift. Die Mitnehmerkante erstreckt sich parallel zur Längsachse der Einbauspindel, um den verlässlichen Eingriff in die Mitnehmerkerbe des Drahtgewindeeinsatzes sicherzustellen. An dem gegenüberliegenden Ende des längenreduzierten Gewindegangs des axialen Fortsatzes ist eine kreisbogenförmig ausgebildete Aufbiegeschulter vorgesehen. Die Aufbiegeschulter greift bei Drehung der Installationsspindel entgegen der Einbaurichtung an dem Einbauzapfen an und drückt diesen radial auswärts in das Innengewinde der Gewindeöffnung. Diese Konstruktion der Einbauspindel hat den Nachteil, dass sie nur in Kombination mit einem Drahtgewindeeinsatz mit radial innenliegender Mitnehmerkerbe verwendet werden kann. Andernfalls bestünde keine Möglichkeit für die Mitnehmerkante der Einbauspindel, den Drahtgewindeeinsatz zu greifen und in die Gewindeöffnung einzudrehen.
Das europäische Patent 2 637 825 Bl offenbart einen Drahtgewindeeinsatz zum Einbau in einem Aufnahmegewinde eines Bauteils. Dieser Drahtgewindeeinsatz weist einen über einen Biegebereich in ein Inneres der Wände des Drahtgewindeeinsatzes ragenden Mitnehmerzapfen auf. Der Mitnehmerzapfen ist untrennbar mit der Wendel des Drahtgewindeeinsatzes verbunden. Der radial einwärts gebogene Mitnehmerzapfen zeichnet sich dadurch aus, dass er durch ein geeignetes Werkzeug in ein Aufnahmegewinde einer Gewindebohrung zurückbiegbar ist. Zur verlässlichen Installation dieses Drahtgewindeeinsatzes mit einem zurückbiegbarem Mitnehmerzapfen beschreibt das oben genannte europäische Patent ein Installationswerkzeug, welches an einem Funktionsende der Einbauspindel speziell ausgebildet ist. An einer in Einbaurichtung zeigenden axialen Stirnseite der Einbauspindel ragen zwei getrennt voneinander angeordnete axiale Fortsätze aus der axialen Stirnseite vor. Zwischen diesen axialen Fortsätzen ist ein Aufnahmespalt gebildet, in dem eine radial bewegbare Stauchklinge angeordnet ist. Gemeinsam bilden die beiden axialen Fortsätze sowie die zwischengeordnete bewegbare Stauchklinge durch ihre radialen Außenseiten einen längenreduzierten Gewindegang zur Führung eines Teils des Drahtgewindeeinsatzes. Während der in Eindrehrichtung vorn angeordnete axiale Fortsatz eine Mitnehmerschulter angreifend an den Mitnehmerzapfen des Drahtgewindeeinsatzes bildet, dient der zweite axiale Fortsatz, der in Drehrichtung gesehen am Ende des längenreduzierten Gewindegangs angeordnet ist, als eine Rückbiegeschulter für das Rückbiegen des Mitnehmerzapfens in das Aufnahmegewinde der Gewindebohrung. Die zwischen den beiden axialen Fortsätzen angeordnete Stauchklinge ist derart in radialer Richtung bewegt, dass sie in einer radial äußeren Position den längenreduzierten Gewindegang blockiert, um den Mitnehmerzapfen während des Zurückbiegens stauchen zu können.
Die konstruktiv komplexe Installationsspindel zum Einbau des Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbarem Einbauzapfen muss geeignet angesteuert werden, um alle konstruktiven Merkmale während des Einbaus des Drahtgewindeeinsatzes anwenden zu können.
Im Hinblick auf die bekannte Konstruktion einer Einbauspindel für einen Drahtgewindeeinsatz mit zurückbiegbarem Einbauzapfen gemäß EP 2 637 825 Bl ist es die Aufgabe vorliegender Erfindung, eine alternative Konstruktion einer Einbauspindel für einen Drahtgewindeeinsatz mit zurückbiegbarem Einbauzapfen mit einer hohen Standzeit bereitzustellen.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine integral ausgebildete Einbauspindel gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 , einen Nachrüstsatz für ein Installationswerkzeug mit Antriebsmodul und lösbarer Einbauspindel mit mindestens zwei integral ausgebildeten Einbauspindeln gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9, ein Installationswerkzeug mit der integral ausgebildeten Einbauspindel gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10 sowie durch ein Installationsverfahren eines Drahtgewindeeinsatzes mit Hilfe des erfindungsgemäßen Installationswerkzeugs gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11 . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen vorliegender Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den anhängenden Patentansprüchen.
Vorliegende Erfindung offenbart eine integral ausgebildete Einbauspindel angepasst an einen Drahtgewindeeinsatz, der eine zylindrische Wendel mit einer Mehrzahl von schraubenförmig gewickelten Windungen eines Drahts aufweist, in der eine erste Windung einen über einen Biegebereich in ein Inneres der Wendel ragenden vorzugsweise bogenförmigen Mitnehmerzapfen ohne Mitnehmerkerbe umfasst, mit der der Drahtgewindeeinsatz in einer Eindrehrichtung in eine Gewindebohrung eines Bauteils eindrehbar ist. Die erfmdungsgemäße Einbauspindel weist die folgenden Merkmale auf: ein Antriebs- und Halteende zum Drehen und Halten der Einbauspindel in einem Einbauwerkzeug und ein Funktionsende zum Installieren des Drahtgewindeeinsatzes in einer Gewindebohrung eines Bauteils, von einer axialen Stirnseite der Einbauspindel an dem Funktionsende steht ein axialer Fortsatz in Richtung einer Längsachse der Einbauspindel vor, der entlang einer Umfangserstreckung der Einbauspindel durch eine bogenförmige radiale Außenseite in einem Drehwinkel a aus einem Bereich von 30 °< a < 180 ° begrenzt ist, bezogen auf die Eindrehrichtung weist der axiale Fortsatz beginnend an einem vorderen Ende der bogenförmigen radialen Außenseite eine Auflaufschräge auf, die sich in axialer Richtung der Einbauspindel ansteigend auf dem axialen Fortsatz erstreckt, und bezogen auf die Eindrehrichtung fällt der axiale Fortsatz an einem hinteren Ende der bogenförmigen radialen Außenseite in einer axialen Rückbiegefläche axial ab, die radialähnlich angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße integral ausgebildete Einbauspindel ist als robuste einteilig ausgebildete Einbauspindel konstruiert, die in einem Einbauwerkzeug für Drahtgewindeeinsätze austauschbar einsetzbar ist. Im Vergleich zu bekannten Einbauspindeln für Drahtgewindeeinsätze mit zurückbiegbarem Einbauzapfen ist die vorliegende Einbauspindel aufgrund der Einteiligkeit robuster im Einsatz und zeichnet sich somit durch eine höhere Standfestigkeit bzw. Lebensdauer im Vergleich zu mehrteiligen Einbauspindeln aus.
Zentrales Element der Einbauspindel ist an einem Funktionsende der Einbauspindel, also dem Ende, auf welches der einzubauende Drahtgewindeeinsatz mit zurückbiegbarem Einbauzapfen aufgespindelt oder aufgesteckt wird, ein axialer Fortsatz, der an der axialen Stirnseite der Einbauspindel an deren Funktionsende angeordnet ist. Dieser vorzugsweise nur eine axiale Fortsatz ist in seiner Form derart ausgebildet, dass er nach dem Aufspindeln des Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbarem Einbauzapfen mit diesem eine drehfeste Verbindung bildet. Zu diesem Zweck schnappt beim Aufspindeln des Drahtgewindeeinsatzes der zurückbiegbare Einbauzapfen über den axialen Fortsatz, bis er sich an diesem nach weiterer Umdrehung der Einbauspindel drehfest verhakt. Diese drehfeste, formschlüssige Verbindung sorgt für ein problemloses ein Drehen bzw. Einschrauben des Drahtgewindeeinsatzes in das Innengewinde der Gewindebohrung eines Bauteils.
Um den radial einwärts gebogenen Einbauzapfen problemlos an dem axialen Fortsatz verhaken oder verankern zu können, gleitet dieser die Auflaufschräge in axialer Richtung der Einbauspindel hinauf, bis er am Ende der Auflaufschräge von dem axialen Fortsatz wieder abrutscht. Auf diese Weise bildet die streifenförmig ausgebildete Auflaufschräge die Vorbereitung für eine federnde Schnappverbindung zwischen dem radial einwärts gebogenen, zurückbiegbaren Einbauzapfen und dem axialen Fortsatz an der axialen Standfläche der Einbauspindel.
Nach erfolgtem Einbau des Drahtgewindeeinsatzes ist die Einbauspindel durch Drehen entgegen der Einbaudrehrichtung aus dem Drahtgewindeeinsatz entfernbar. Neben dem Entfernen der Einbauspindel aus dem Drahtgewindeeinsatz sorgt diese Rückwärtsdrehung der Einbauspindel gleichzeitig für ein Zurückbiegen des zurückbiegbaren Einbauzapfens in das Innengewinde der Gewindebohrung. Da bevorzugt der axiale Fortsatz am der Auflaufschräge gegenüberliegenden Ende in einer Rückbiegefläche ausläuft, drückt diese Rückbiegefläche den Einbauzapfen bei einer Rückdrehung der Einbauspindel radial nach außen in Richtung Innengewinde der Gewindebohrung. Somit stellt der vorzugsweise nur eine axiale Fortsatz an der axialen Stirnseite der Einbauspindel einen multifunktionalen, axialen Fortsatz dar. Dieser multifunktionale Fortsatz unterstützt den Einbauvorgang des Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindebohrung durch seine streifenflächenähnliche Auflaufschräge und beendet zudem den Einbauvorgang durch ein Zurückbiegen des Einbauzapfens in das Innengewinde der Gewindebohrung mithilfe der Rückbiegefläche.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform vorliegender Erfindung weist der axiale Fortsatz mindestens einen in Umfangsrichtung längenreduzierten Gewindegang auf.
Wie bereits oben erwähnt worden ist, steht der axiale Fortsatz von der axialen Stirnseite am Funktionsende der Einbauspindel vor. Die radiale Außenseite des axialen Fortsatzes erstreckt sich in Umfangsrichtung der Einbauspindel. Zudem setzt sich bevorzugt das Gewinde am Funktionsende der Einbauspindel auch an der radialen Außenseite in Form eines bevorzugt längenreduzierten Gewindegangs in Umfangsrichtung des axialen Fortsatzes fort. Vorzugsweise weist der axiale Fortsatz in Abhängigkeit von seiner axialen Höhe, d. h. seinem Überstand über die axiale Stirnseite der Einbauspindel, einen oder zwei Gewindegänge an seiner bogenförmig ausgebildeten radialen Außenseite auf. Es ist ebenfalls bevorzugt, mehr als zwei längenreduzierte Gewindegänge vorzusehen, sollten diese die Installation und/oder das Entfernen der Einbauspindel aus einem installierten Drahtgewindeeinsatz mit zurückbiegbarem Einbauzapfen unterstützen.
Weiter bevorzugt steht der axiale Fortsatz am Funktionsende der Einbauspindel einzeln an der axialen Stirnseite axial vor.
Zudem ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der axiale Fortsatz weniger als 40 % der axialen Stirnseite am Funktionsende einnimmt.
Um die multifunktionale Wirkung des axialen Fortsatzes sicherzustellen, nimmt dieser vorzugsweise eine Fläche von weniger als 50 % der axialen Stirnseite am Funktionsende der Einbauspindel ein. Dieser Flächenanteil, der auch auf 25-35 % reduziert werden kann, ist ausreichend, um die drehfeste Einbauhalterung des Drahtgewindeeinsatzes am axialen Fortsatz zu realisieren sowie um den zurückbiegbaren Einbauzapfen bei der Deinstallation der Einbauspindel wirkungsvoll und ausreichend in das Innengewinde der Gewindebohrung zurückzubiegen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung weist der axiale Fortsatz an der radialen Außenseite zwei längenreduzierte Gewindegänge auf, die in mindestens einer der folgenden Größen unterschiedlich ausgebildet sind: umfängliche Länge, Kerndurchmesser und Steigung.
Um ein effektives Aufspindeln des Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbarem Einbauzapfen und damit ein wirkungsvolles Verankern des Einbauzapfens zum Eindringen des Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindebohrung zu gewährleisten, sind vorzugsweise an der in Umfangsrichtung verlaufenden radialen Außenseite zwei längenreduzierte Gewindegänge vorgesehen. Während des Aufspindelns des Drahtgewindeeinsatzes auf das Funktionsende der Einbauspindel dienen die längenreduzierten Gewindegänge der Führung der Drahtwendei des Drahtgewindeeinsatzes. Sobald sich der zurückbiegbare Einbauzapfen am axialen Fortsatz drehfest hält, wird dieser Halt ebenfalls durch den Verlauf der Drahtwendei des Drahtgewindeeinsatzes in zumindest einem der längenreduzierten Gewindegänge unterstützt.
Während diese Unterstützung den Einlaufvorgang stabilisiert, sorgt eine bestimmte Formgebung der längenreduzierten Gewindegänge für ein effektives Zurückbiegen des zurückbiegbaren Einbauzapfens in das Innengewinde der Gewindebohrung. Zu diesem Zweck werden beispielsweise der Kemdurchmesser und/oder die Steigung der beiden längenreduzierten Gewindegänge im Vergleich zu dem übrigen Gewinde der Einbauspindel anders ausgestaltet. Alternativ dazu werden der Kerndurchmesser und/oder die Steigung nur eines längenreduzierten Gewindegangs im Vergleich zu dem übrigen Gewinde der Einbauspindel anders ausgestaltet. So unterstützt vorzugsweise ein größerer Kerndurchmesser nur des axial äußeren längenreduzierten Gewindegangs oder beider längenreduzierter Gewindegänge ein Zurückbiegen des zurückbiegbaren Einbauzapfens in das Innengewinde der Gewindebohrung.
Zudem ist es bevorzugt, eine im Vergleich zu dem übrigen Gewinde der Einbauspindel größere Steigung eines oder beider längenreduzierter Gewindegänge zu nutzen, um ein Zurückbiegen des zurückbiegbaren Einbauzapfens in das Innengewinde der Gewindebohrung zu unterstützen.
Mithilfe der Variation der umfänglichen Länge, vorzugsweise einer Vergrößerung der umfänglichen Länge, mindestens eines längenreduzierten Gewindegangs wird ebenfalls bevorzugt eine zusätzliche Führung der Wendel des Drahtgewindeeinsatzes durch den axialen Fortsatz sichergestellt.
Vorzugsweise hat der axial äußere längenreduzierte Gewindegang im Vergleich zu dem benachbarten längenreduzierten Gewindegang einen größeren Kerndurchmesser und/oder eine größere Steigung. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform vorliegender Erfindung weist der axiale Fortsatz in axialer Richtung zwischen der axialen Stirnseite des Funktionsendes und dem vorderen Ende der Auflaufschräge einen Axialsteg als eine Mitnahmeschulter auf, die angepasst ist, um einen Drahtgewindeeinsatz beim Eindrehen in eine Gewindebohrung drehfest zu halten.
Während des Aufspindelns des Drahtgewindeeinsatzes auf das Funktionsende der Einbauspindel wird bevorzugt der axiale Fortsatz aus einem Inneren des Drahtgewindeeinsatzes in axialer Richtung herausgeschraubt. Sofern der axiale Fortsatz nur geringfügig über das Innere des Drahtgewindeeinsatzes hinausragen sollte, gleitet der zurückbiegbare Einbauzapfen entlang der Auflaufschräge auf dem axialen Fortsatz ab und das Einschrauben der Einbauspindel in den Drahtgewindeeinsatz bzw. das Aufspindeln des Drahtgewindeeinsatzes auf das Funktionsende der Einbauspindel wird fortgesetzt. Sobald der axiale Fortsatz bevorzugt ausreichend weit aus dem Inneren des Drahtgewindeeinsatzes hervorragt, kann der Einbauzapfen nicht mehr auf die Auflaufschräge auflaufen und dort über den axialen Fortsatz gleiten. Stattdessen bleibt der zurückbiegbare Einbauzapfen an der bevorzugten Mitnahmeschulter bzw. dem dafür vorgesehenen Axialsteg hängen und bildet auf diese Weise eine drehfeste Verbindung zwischen dem Funktionsende der Einbauspindel und dem aufgespindelten Drahtgewindeeinsatz. Somit bilden die Mitnehmerschulter bzw. der Axialsteg, welcher zwischen dem Beginn der Auflaufschräge und der angrenzenden axialen Stirnseite der Einbauspindel angeordnet ist, eine formschlüssige Verbindung mit dem Einbauzapfen, der ein weiteres Aufspindeln des Drahtgewindeeinsatzes auf das Funktionsende der Einbauspindel verhindert.
Ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt schließt die axiale Rückbiegefläche mit der angrenzenden axialen Stirnseite des Funktionsendes einen Winkel ß im Bereich von 65° < ß < 90° ein.
Am in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Ende des axialen Fortsatzes ist die axiale Rückbiegefläche für ein bevorzugtes Zurückbiegen des Einbauzapfens in das Innengewinde der Gewindebohrung vorgesehen. Um den Halt des Einbauzapfens bzw. das Abstützen des Einbauzapfens an der Rückbiegefläche zu unterstützen und ein Überschnappen des zurückbiegbaren Einbauzapfens über die Rückbiegefläche in Richtung Auflaufschräge zu vermeiden, bildet die axiale Rückbiegefläche einen Winkel von kleiner 90° im Vergleich zur axialen Stirnseite der Einbauspindel. Auf diese Weise wird bevorzugt der zurückbiegbare Einbauzapfen in einem spitzen Winkel zwischen Rückbiegefläche und axialer Stirnseite der Einbauspindel gehalten, während er in entgegengesetzter Richtung zum Eindrehen des Drahtgewindeeinsatzes in das Innengewinde der Gewindebohrung gebogen wird.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem einen Nachrüstsatz für ein Installationswerkzeug eines Drahtgewindeeinsatzes mit einem miteinander lösbar verbindbaren Antriebsmodul und einer Einbauspindel, der als austauschbare Einbauspindeln mindestens zwei integral ausgebildete Einbauspindeln gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweist, die sich in einer Konstruktion und/oder Dimension der Einbauspindel unterscheiden.
Zudem umfasst vorliegende Erfindung ein Installationswerkzeug, insbesondere ein manuelles Installationswerkzeug oder einen Einbauautomat, eines Drahtgewindeeinsatzes mit einem miteinander lösbar verbindbaren Antriebsmodul und einer integral ausgebildeten Einbauspindel gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen.
Die oben beschriebene integral ausgebildete Einbauspindel mit ihren unterschiedlichen konstruktiven Ausgestaltungen wird innerhalb eines Installationswerkzeugs zum Installieren von Drahtgewindeeinsätzen verwendet. Zu derartigen Installationswerkzeugen zählen einerseits manuell genutzte Installationswerkzeuge. Derartige Installationswerkzeuge werden von einem Werker manuell angeordnet, zur Gewindeöffnung orientiert und danach löst der Werker durch Betätigung entsprechender Schaltelemente das Eindrehen des Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindebohrung aus. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung eines Installationswerkzeugs wird die integral ausgebildete Einbauspindel in einem Einbauautomaten für Drahtgewindeeinsätze verwendet. Derartige Einbauautomaten arbeiten automatisch. Das bedeutet, dass über eine maschinelle Zufuhr des Drahtgewindeeinsatzes auf der Einbauspindel angeordnet wird. Ober eine weitere maschinelle Zufuhr wird das Bauteil mit Gewindeöffnung passend in Einbaurichtung unterhalb des Installationswerkzeugs angeordnet. Nachdem diese Arbeitsschritte abgeschlossen und entsprechend an eine zentrale Steuerung signalisiert worden sind, stellt die integral ausgebildete Einbauspindel mit aufgespindeltem Drahtgewindeeinsatz in Richtung der Gewindeöffnung zu, und dreht dort den Drahtgewindeeinsatz in die Gewindeöffnung ein.
Vorliegende Erfindung offenbart des Weiteren ein Installationsverfahren eines Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbarem, nicht entfernbarem Mitnehmerzapfen ohne Mitnehmerkerbe mit Hilfe eines erfindungsgemäß bevorzugten Installationswerkzeugs in einem Aufnahmegewinde eines Bauteils, das die folgenden Schritte aufweist: Aufspindeln oder Aufstecken des Drahtgewindeeinsatzes auf das Funktionsende der integral ausgebildeten Einbauspindel des Installationswerkzeugs derart, dass der Mitnehmerzapfen formschlüssig an dem axialen Fortsatz der Einbauspindel koppelt und den Drahtgewindeeinsatz drehfest mit der Einbauspindel verbindet, Einschrauben des Drahtgewindeeinsatzes in das Aufnahmegewinde durch Drehen der Einbauspindel in eine erste Drehrichtung, Zurückbiegen des Mitnehmerzapfens in das Aufnahmegewinde durch Drehen der Einbauspindel in eine zweite, der ersten entgegengesetzten Drehrichtung, wobei die axiale Rückbiegefläche des axialen Fortsatzes den Mitnehmerzapfen verformt, und Ausspindeln oder Entfernen der Einbauspindel aus dem Drahtgewindeeinsatz mit zurückgebogenem Mitnehmerzapfen. Das erfindungsgemäße Installationsverfahren für den Drahtgewindeeinsatz mit zurückbiegbarem Einbauzapfen unter Verwendung der integral ausgebildeten Einbauspindel baut auf dem Installationsverfahren gemäß dem europäischen Patent 3 212 361 Bl auf. Im Unterschied zum Stand der Technik dient allein die integral ausgebildete Einbauspindel zum Eindrehen des Drahtgewindeeinsatzes und zum Zurückbiegen des Einbauzapfens in das Innengewinde der Gewindebohrung. Somit reduziert sich die gesamte Funktionalität der integral ausgebildeten Einbauspindel auf die Wechselwirkung zwischen dem bevorzugt nur einen axialen Fortsatz an der axialen Stirnseite des Funktionsendes der Einbauspindel. Denn der axiale Fortsatz dient einerseits der Herstellung einer drehfesten formschlüssigen Verbindung zwischen dem Drahtgewindeeinsatz und der Einbauspindel. Diese formschlüssige Verbindung stellt sicher, dass der Drahtgewindeeinsatz in die gewünschte Tiefe der Gewindebohrung eingeschraubt werden kann. Sobald diese Tiefe erreicht ist, ist wiederum die Formgestaltung des axialen Fortsatzes ausreichend, um den zurückbiegbaren Einbauzapfen bleibend in das Innengewinde der Gewindebohrung zurückzubiegen. Bei diesem Vorgang kommt es somit allein auf die Rückbiegefläche des axialen Fortsatzes an, um die Installation des Drahtgewindeeinsatzes in der Gewindebohrung abzuschließen. Es ist daher nicht erforderlich, eine extra Stauchklinge radial auswärts in den Gewindegang der Einbauspindel zu bewegen, um den zurückbiegbaren Einbauzapfen in das Innengewinde zurückzubiegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Installationsverfahrens erfolgt ein radiales Zurückbiegen des Mitnehmerzapfens durch eine Aufbiegeschulter oder einen zweiten Gewindebereich mit vergrößertem Kerndurchmesser im Vergleich zu einem ersten Gewindebereich am Funktionsende der Einbauspindel.
4. Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
Die bevorzugten Ausfuhrungsformen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäß bevorzugten integral ausgebildeten Einbauspindel,
Figur 2 a eine seitliche Schnittansicht der erfindungsgemäß bevorzugten integral ausgebildeten Einbauspindel,
Figur 2 b eine perspektivische Darstellung eines Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbarem Einbauzapfen, Figur 3 eine axiale Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Stirnseite der Einbauspindel an deren Funktionsende,
Figur 4 a eine weitere perspektivische Draufsicht auf die axiale Stirnseite der Figur 3 in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung,
Figur 4 b eine seitliche Ansicht des Funktionsendes der integral ausgebildeten Einbauspindel in einer bevorzugten Ausgestaltung,
Figur 5 eine perspektivische Draufsicht auf das Funktionsende 20 der Einbauspindel gemäß vorliegender Erfindung
Figur 6 eine vergrößerte Seitenansicht des bevorzugten Funktionsendes der erfindungsgemäßen Einbauspindel,
Figur 7 eine weitere Seitenansicht des bevorzugten Funktionsendes der Einbauspindel,
Figur 8 a, b, c verschiedene bevorzugte Ausgestaltungen der Rückbiegeschulter am Funktionsende der Einbauspindel,
Figur 9 ein bevorzugter Rückbiegevorgang des Einbauzapfens des installierten Drahtgewindeeinsatzes in einem Drehmoment-Zeit-Diagramm,
Figur 10 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Installationsverfahrens vorliegender Erfindung und
Figur 1 1 ein Beispiel für ein Installationswerkzeug eines Drahtgewindeeinsatzes, in dem die Einbauspindel austauschbar installierbar ist.
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsformen
Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer integral ausgebildeten Einbauspindel 1. Derartige Einbauspindeln 1 werden in einem Installationswerkzeug W genutzt, mit denen ein Drahtgewindeeinsatz D in einer Gewindebohrung eines Bauteils installiert wird. Ein bevorzugtes Installationswerkzeug W in Form eines Handgeräts zeigt Figur 11 . Es umfasst eine Antriebseinheit 3 zum Drehen der bevorzugten Einbauspindel 1 . Dazu ist die Antriebseinheit 3 vorzugsweise mit dem Antriebs- und Halteende 10 der Einbauspindel 1 drehfest verbunden. Über einen Betätigungsschalter 5 wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Installationswerkzeugs W die Antriebseinheit 3 gestartet oder gestoppt. Ein Tiefenanschlag 7 legt bevorzugt in bekannter Weise fest, wie tief ein Drahtgewindeeinsatz D mit zurückbiegbarem Einbauzapfen Z in eine Gewindebohrung eines Bauteils maximal durch Drehen der Einbauspindel 1 eingedreht bzw. eingeschleppt werden kann.
Es ist ebenfalls bevorzugt, die integral ausgebildete Einbauspindel 1 in einem Einbauautomaten zu verwenden. Dieser baut über automatisierte Arbeitsabläufe einen Drahtgewindeeinsatz D in einer Gewindebohrung eines Bauteils ein.
Die erfindungsgemäß bevorzugte integral ausgebildete Einbauspindel 1 besteht aus einem Stück. Das bedeutet, es sind keine beweglichen oder unbeweglichen Teile an der Einbauspindel 1 angebracht, wie beispielsweise eine schwenkbare oder drehbare Einbau- oder Stauchklinge.
Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Einbauspindel 1 angepasst, um einen Drahtgewindeeinsatz D mit zurückbiegbarem Einbauzapfen Z in einer Gewindebohrung eines Bauteils einzubauen. Der Drahtgewindeeinsatz D ist beispielgebend in Figur 2b gezeigt. Er umfasst eine zylindrische Wendel mit einer Mehrzahl von schraubenförmig gewickelten Windungen eines Drahts, in der eine erste Windung einen über einen Biegebereich in ein Inneres der Wendel ragenden vorzugsweise bogenförmigen Mitnehmerzapfen Z ohne Mitnehmerkerbe aufweist. Derartige Drahtgewindeeinsätze sind in EP 2 637 825 Bl gemäß unterschiedlichen bevorzugten Ausgestaltungen erläutert und dargestellt, das zum technischen Verständnis des Drahtgewindeeinsatzes durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Die Einbauspindel 1 hat ein Antriebs- und Halteende 10, um die Einbauspindel 1 mit einem Antriebsmodul eines Installationswerkzeugs (siehe Fig. 11) zu verbinden. Vorzugsweise über ein Mehrkantende und/oder weitere bekannte Kupplungsstrukturen wird das Antriebs- und Halteende 10 im Antriebsmodul lösbar gehalten. Derartige Antriebs- und Halteenden 10 zum Halten und Übertragen eines Drehmoments auf die Einbauspindel 1 sind im Stand der Technik bekannt.
Dem Antriebs- und Halteende 10 axial gegenüberliegend ist ein Funktionsende 20 der Einbauspindel 1 vorgesehen. Das Funktionsende 20 der Einbauspindel 1 weist vorzugsweise einen Spindelbereich 22, also ein rechts- oder linksdrehendes Außengewinde 26, auf. Der Spindelbereich 22 dient dem Aufspindeln des Drahtgewindeeinsatzes D in Richtung des Antriebsendes 10. Der Drahtgewindeeinsatz D wird soweit auf das Funktionsende 20 aufgespindelt, bis sich der zurückbiegbare Einbauzapfen Z drehfest an einem axialen Fortsatz 30 einer axialen Stirnseite 24 der Einbauspindel 1 hält oder verankert. Drehfest bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Einbauzapfen Z und der axiale Fortsatz 30 eine formschlüssige Verbindung bilden, sodass die Einbauspindel 10 den Drahtgewindeeinsatz D mitdreht. Während Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Einbauspindel 1 zeigt, ist in Figur 2A eine seitliche Schnittdarstellung der Einbauspindel 1 wiedergegeben. Es ist zu erkennen, dass der axiale Fortsatz 30 von der axialen Stirnseite 24 der Einbauspindel 1 in Richtung der Längsachse der Einbauspindel 1 und damit axial vorsteht.
Gemäß unterschiedlicher bevorzugter Ausfuhrungsformen der Einbauspindel 1 ist die Einbauspindel 1 integral, also als ein Ganzes und fest Zusammenhängendes, vorgesehen. Entsprechend ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Einbauspindel 1 mit dem axialen Fortsatz 30 aus einem Stück gefertigt.
Der axiale Fortsatz 30 (siehe unten) ist aufgrund der Installationsvorgänge von Drahtgewindeeinsätzen D einem Verschleiß ausgesetzt ist, während sich der Rest der Einbauspindel 1 weniger abnutzt. Daher ist es ebenfalls bevorzugt, den axialen Fortsatz 30 separat zu fertigen und danach fest und integral mit der restlichen Einbauspindel 1 zu verbinden. Dazu sind stoffschlüssige Verbindungsverfahren, wie Schweißen und Kleben, bevorzugt.
In alternativer Ausgestaltung zum Spindelbereich 22 ist es ebenfalls bevorzugt, anstelle eines Außengewindes 26 eine gewindelose Außenfläche (nicht gezeigt) am Funktionsende 20 vorzusehen. Entsprechend würde der Drahtgewindeeinsatz D in axialer Richtung auf das Funktionsende 20 ohne Gewinde aufgesteckt werden, bis sich der zurückbiegbare Einbauzapfen Z drehfest am axialen Fortsatz 30 verankert hat. Danach erfolgt ein Eindrehen des drehfest am Funktionsende 20 gehaltenen Drahtgewindeeinsatzes D in die Gewindebohrung des Bauteils bevorzugt in gleicher Weise, wie es unten beschrieben ist.
Wie man anhand von Figur 2a sowie in der vergrößerten Darstellung der Figur 4b erkennen kann, erstreckt sich das Außengewinde 26 am Spindelbereich 22 des Funktionsendes 20 sowie an einer radialen Außenseite 32 des axialen Fortsatzes 30. Da der axiale Fortsatz 30 nur einen Bruchteil der axialen Stirnseite 24 der Einbauspindel abdeckt, vorzugsweise einen Anteil von weniger als 50 % der axialen Stirnseite 24, setzt sich das Außengewinde 26 als mindestens ein längenreduzierter Gewindegang 34 an der radialen Außenseite des axialen Fortsatzes 30 - also in Umfangserstreckung der Einbauspindel - fort.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist der axiale Fortsatz 30 eine Höhe relativ zur axialen Stirnseite 24 der Einbauspindel 1 auf, sodass zwei oder mehr längenreduzierte Gewindegänge 34 an der radialen und in Umfangsrichtung der Einbauspindel 1 verlaufenden Außenseite 32 des axialen Fortsatzes 30 angeordnet sind. Auf eine geometrische Gestaltung der bevorzugt mindestens zwei längenreduzierten Gewindegänge 34 wird weiter unten näher eingegangen.
Die Figuren 3, 4a und 5 zeigen Ansichten bevorzugter Ausführungsformen der axialen Stirnseite 24 der Einbauspindel 1. Auf der axialen Stirnseite 24 ist der axiale Fortsatz 30 bevorzugt außermittig bezüglich der Stirnseite 24 angeordnet und steht von dieser vor. Weiterhin bevorzugt ist nur ein axialer Fortsatz 30 an der axialen Stirnseite 24 vorgesehen, um den Drahtgewindeeinsatz D in die Gewindebohrung einzudrehen und den Einbauzapfen in das Innengewinde zurückzubiegen.
Der bevorzugte axiale Fortsatz 30 nimmt einen Flächenanteil von kleiner 50 %, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 40 %, der axialen Stirnseite 24 ein.
Dazu betrachtet man die axiale Stirnseite 24 als Kreisfläche bestimmt durch den Radius der Einbauspindel 1 an der Stirnseite 24.
Weiterhin bevorzugt besteht der axiale Fortsatz 30 zumindest aus der radialen Außenseite 32 in Form einer Wand betrachtet in Umfangsrichtung des Funktionsendes 20 mit einem Verlauf und einer Ausdehnung in Form eines Kreisbogens. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, dass anstelle des Verlaufs eines Kreisbogens eine Annäherung durch einen krummlinigen Verlauf genutzt wird.
Radial einwärts ausgehend von der radialen Außenseite 32 weist der axiale Fortsatz 30 eine bevorzugte in Umfangsrichtung variable radiale Breite B von 0,1 R < B < 0,8 R auf, wobei R den Radius des Funktionsendes 20 beschreibt. B ist nicht zwingend konstant entlang der radialen Außenseite 32, sodass der axiale Fortsatz 30 in axialer Draufsicht eine unregelmäßige Form mit einer bogenförmigen Radialseite aufweisen kann.
In der axialen Draufsicht der Figur 3 weist der axiale Fortsatz 30 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung an einer vom Antriebs- und Halteende 10 abgewandten Seite eine Auflaufschräge 36 auf.
Entgegen einer Eindrehrichtung RE für einen Drahtgewindeeinsatz D in die Gewindebohrung steigt vorzugsweise die Auflaufschräge 36 in einem Winkelbereich von 5° < a < 40° bevorzugt kontinuierlich bis zum axial höchsten bzw. axial von dem Halteende 10 entferntesten Punkt des axialen Fortsatzes 30 an.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung besteht die Auflaufschräge 36 aus einer Streifenfläche, die in geneigter axialer Richtung auf den axialen Fortsatz 30 aufläuft. Es ist ebenfalls bevorzugt, die Auflaufschräge 36 als einen Steg oder wulstartige Verdickung vorzusehen, die auf den axialen Fortsatz 30 aufläuft. Die unterschiedlichen bevorzugten Ausgestaltungen der Auflaufschräge 36 ermöglichen ein Auflaufen des radial einwärts gebogenen Einbauzapfens Z des Drahtgewindeeinsatz D auf den axialen Fortsatz 30 während des Aufspindelns des Drahtgewindeeinsatzes D auf das Funktionsende 20. Solange sich der Drahtgewindeeinsätze D beim Aufschrauben oder Aufspindeln auf das Funktionsende 20 bzw. beim Einschrauben des Funktionsendes 20 in den Drahtgewindeeinsatz D nicht mit dem Einbauzapfen Z drehfest an dem axialen Fortsatz 30 verankert, gleitet der Einbauzapfen Z auf und über den axialen Fortsatz 30 gestützt durch die Auflaufschräge 36.
Ist das Funktionsende 20 ausreichend weit in Eindrehrichtung RE in den Drahtgewindeeinsätze D eingeschraubt, wird der Drahtgewindeeinsatz D bevorzugt an einer Mitnehmerschulter 38 gehalten und mit der Einbauspindel 1 mitgedreht. Die Mitnehmerschulter 38 besteht aus einem annähernd axial verlaufenden Steg oder Anschlag. Dieser ist zwischen der axialen Stirnseite 24 und einem in Umfangsrichtung der Einbauspindel 1 betrachteten Anfang der Auflaufschräge 36 angeordnet, wie in den Figuren 4b und 5 zu erkennen ist. Da das Funktionsendes 20 der Einbauspindel 1 bereits ausreichend weit in den Drahtgewindeeinsatz D eingeschraubt ist, trifft während der weiteren Drehung der Einbauspindel 1 in Eindrehrichtung RE der Einbauzapfen Z auf die Mitnehmerschulter 38. Dies verhindert ein Auflaufen des Einbauzapfens Z auf die Auflaufschräge 36 und ein Überschnappen des Einbauzapfens Z über den axialen Fortsatz 30.
An der radialen Außenseite 32 des axialen Fortsatzes 30 ist erfindungsgemäß bevorzugt mindestens ein längenreduzierter Gewindegang 34 in Fortsetzung des Außengewindes 26 am Funktionsendes 20 vorgesehen. Da sich der axiale Fortsatz 30 nur entlang eines Teils des Umfangs des Funktionsendes 20 erstreckt, ist der mindestens eine Gewindegang 34 in seiner Länge reduziert.
Der mindestens eine längenreduzierte Gewindegang 34 erstreckt sich bevorzugt genauso wie der axiale Fortsatz 30 über einen Drehwinkel a aus dem Bereich von 30° < a < 180°. Vorzugsweise erstreckt sich der axiale Fortsatz 30 über den Drehwinkel a < 90°. In diesem Zusammenhang wird der Drehwinkel a zwischen der Mitnehmerschulter 38 an dem in Eindrehrichtung RE vorderen Ende des axialen Fortsatzes 30 und einer axialen Rückbiegefläche 40 an dem in Eindrehrichtung RE hinteren Ende des axialen Fortsatzes 30 bestimmt.
In axialer Richtung ragt der axiale Fortsatz 30 annähernd einer Höhe H über die axiale Stirnseite 24 hinaus. Die axiale Höhe H (siehe Figur 2a) liegt in einem Bereich von 0,5 x P < H < 2,5 P, insbesondere 0,7 P < H < 1 ,5 P, wobei P eine Steigung des Gewindes 26 am Funktionsendes 20 der Einbauspindel 1 beschreibt.
Zur Unterstützung eines verlässlichen Einschleppens bzw. Eindrehens des Drahtgewindeeinsatzes D in die Gewindebohrung eines Bauteils mit dem Funktionsende 20 der Einbauspindel 1 weist der axiale Fortsatz 30 an seiner radialen bogenförmigen Außenseite 32 bevorzugt mindestens einen längenreduzierten Gewindegang 34 auf. Erfindungsgemäß bevorzugt sind zwei längenreduzierte Gewindegänge 34a, 34b in axialer Richtung nebeneinander angeordnet vorgesehen. Diese sind in den Figuren 4b, 6 und 7 zu erkennen. Vorzugsweise sind die Gewindegänge 34a und 34b geometrisch in gleicher Weise ausgebildet, wie das Außengewinde 26 am Funktionsende 20.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist nur der Gewindegang 34a, der dem Halteende 10 zugewandt ist, geometrisch in gleicher Weise ausgebildet wie das Außengewinde 26.
Zudem weist bevorzugt der axial äußere längenreduzierte Gewindegang 34b einen größeren Kerndurchmesser auf als das Außengewinde 26. Durch diese bevorzugte Zunahme des Kerndurchmessers und damit auch des Kemradius im Gewindegang 34b wird beim bevorzugten Rückdrehen der Einbauspindel 1 der Einbauzapfen Z stärker in das Innengewinde der Gewindebohrung des Bauteils gedrückt als mit dem Außengewinde 26. Der Gewindegang 34b wirkt daher bevorzugt mit der unten näher erläuterten axialen Rückbiegefläche 40 zusammen und sorgt für ein dauerhaftes Zurückbiegen des Einbauzapfens Z in das Innengewinde der Gewindebohrung des Bauteils.
Im Vergleich zum Außengewinde 26 ist vorzugsweise der Kerndurchmesser des Gewindegangs 34b um 3 % bis 20 %, vorzugsweise um 5-17 %, größer als der Kemdurchmesser des Außengewindes 26.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des axial äußeren längenreduzierten Gewindegangs 34b ist die in Eindrehrichtung RE axial äußerste Gewindeflanke 35 in radialer Richtung verkürzt im Vergleich zu der benachbarten Gewindeflanke des Gewindegangs 34a. Vorzugsweise ist ein Radius der axial äußersten Gewindeflanke 35 um 2 bis 15 % kleiner als der Radius der direkt benachbarten nicht verkürzten Gewindeflanke. Diese geometrische Ausgestaltung unterstützt das Gleiten oder Schleppen des Einbauzapfens Z über die Auflaufschräge 36 und damit den axialen Fortsatz 30. Denn aufgrund der radial reduzierten Gewindeflanke 35 wird die Reibung zwischen dem axialen Fortsatz 30 an der Gewindeflanke 35 und dem Drahtgewindeeinsatz D reduziert.
Betrachtet man den axialen Fortsatz 30 in der Radialebene, ist bezogen auf die Eindrehrichtung RE eines Drahtgewindeeinsatzes D in eine Gewindebohrung am Ende des axialen Fortsatzes 30 die axiale Rückbiegefläche 40 angeordnet. Nachdem der Drahtgewindeeinsatz Z ausreichend tief in die Gewindebohrung durch Drehen der Einbauspindel 1 in Eindrehrichtung RE eingeschleppt worden ist, wird die Drehrichtung der Einbauspindel 1 in Ausdrehrichtung RA umgekehrt. Durch Drehen der Einbauspindel 1 in Ausdrehrichtung RA wird die Einbauspindel 1 aus dem in der Gewindebohrung eingebauten Drahtgewindeeinsatz D herausgedreht. Zudem stützt sich der Einbauzapfen Z während des Ausdrehens des Funktionsendes 20 aus dem Drahtgewindeeinsatz D an der axialen Rückbiegefläche 40 ab und wird während der Ausdrehung durch das Funktionsende 20 radial auswärts in das Innengewinde der Gewindebohrung gebogen. Während des Zurückbiegens des Einbauzapfens Z in das Innengewinde der Gewindebohrung wirken bevorzugt die axiale Rückbiegefläche 40 und eine Aufbiegeschulter 42 abwechselnd, einzeln oder kombiniert auf den Einbauzapfen Z ein. Die Aufbiegeschulter 42 (siehe Figuren 3, 4a, 5, 7) wird vorzugsweise durch die Übergangsfläche oder die Übergangskante zwischen der Rückbiegefläche 40 und dem axial äußeren längenreduzierten Gewindegang 34b oder den zumindest zwei axial äußeren längenreduzierten Gewindegängen 34a, 34b gebildet.
Während der Rückdrehung der Einbauspindel 1 stützt sich zunächst der Einbauzapfen Z an der Rückbiegefläche 40 ab und sein freies Ende wird in Richtung des längenreduzierten Gewindegangs 34b gedrückt. Dieser Vorgang wird durch die radialähnliche Anordnung der Rückbiegefläche 40 unterstützt. Radialähnlich bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Rückbiegefläche 40 im Wesentlichen in radialer Richtung an der Stirnseite der Einbauspindel verläuft. Da die Rückbiegefläche 40 nicht zwingend am Mittelpunkt der Stirnseite anfangt, sondern auch außermittig starten kann, ist sie ähnlich dem Radius der Einbauspindel ausgerichtet. Zudem biegt bevorzugt die Rückbiegefläche 40 den Einbauzapfen Z in das Innengewinde der Gewindebohrung. Während dieser Zeit läuft vorzugsweise das freie Ende des Einbauzapfens Z noch nicht in den längenreduzierten Gewindegang 34b ein. Dieser Vorgang ist anhand einer Drehmomentmessung an einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Figur 9 in den Punkten 0 bis 2 dargestellt. Das durch die Einbauspindel 1 aufgebrachte Drehmoment r ist auf der y-Achse aufgetragen. Es nimmt negative Werte an, weil die Einbauspindel 1 rückwärts gedreht wird. Auf der x-Achse ist die Zeit aufgetragen.
Im Verlauf des Rückdrehens der Einbauspindel 1 zwischen den Punkten 2 und 3 wird der Einbauzapfen Z soweit radial auswärts gedrängt bzw. gebogen und das freie Ende des Einbauzapfens Z an der Aufbiegeschulter 42 am Übergang in den längenreduzierten Gewindegang 34b ausgerichtet, dass danach der zurückgebogene Einbauzapfen Z in den Gewindegang 34b einlaufen kann.
Das Einlaufen des Einbauzapfens Z in den Gewindegang 34b ist vorzugsweise zwischen den Punkten 3 und 4 zu erkennen. Aufgrund der schon erzielten Krümmung des Einbauzapfens Z während des Zurückbiegens läuft der Einbauzapfen Z bevorzugt unter Wirkung eines verminderten oder abnehmenden Drehmoments im Vergleich zu den vorhergehenden Schritten in den Gewindegang 34b ein.
Vorzugsweise wird während der weiteren Rückdrehung der Einbauspindel 1 zwischen den Punkten 4 und 5 das Drehmoment wieder erhöht. In dieser Phase wirkt bevorzugt der größere Kernradius des Gewindegangs 34b im Vergleich zu den anderen Gewindegängen des Außengewindes 26, indem dieser den Einbauzapfen Z weiter radial auswärts in das Innengewinde der Gewindebohrung drängt bzw. biegt. Nachdem vorzugsweise im Punkt 5 der Einbauzapfen Z ausreichend in das Innengewinde der Gewindebohrung zurückgebogen ist, wird die Einbauspindel 1 mit reduziertem Drehmoment aus dem Drahtgewindeeinsatz D ausgedreht.
Um das Einlaufen des Einbauzapfens Z in den Gewindegang 34b zu unterstützen und vorzugsweise an der Aufbiegeschulter 42 zu halten oder zu fangen, ist die Rückbiegefläche 40 in einem bevorzugten Winkel ß zur axialen Stirnseite 24 angeordnet (siehe Figur 6). Der Winkel ß liegt vorzugsweise in dem Bereich von 65° < ß < 90°, insbesondere 70° < ß < 85°.
Es ist bevorzugt, die axiale Stirnseite 24 als eine ebene Fläche bereitzustellen. Entsprechend wird der obige Winkel ß durch die Stirnseite 24 und die Rückbiegefläche 40 eingeschlossen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung wird zumindest der axiale Fortsatz 30 der Einbauspindel 1 mit seinen bevorzugten geometrischen Merkmalen durch ein spanendes Verfahren, wie beispielsweise das Fräsen, gefertigt. Bei der bevorzugten Nutzung eines Fräsverfahrens zur Herstellung des axialen Fortsatzes 30 an der axialen Stirnseite 24 bildet sich eine Vertiefung 44 in axialer Richtung in der Stirnseite 24 aus. Die Vertiefung 44 grenzt bevorzugt an die Rückbiegefläche 40 an. Zudem weist sie bevorzugt eine entlang des stimseitigen Rands der Rückbiegefläche 40 verlaufende längliche Form auf.
Die Vertiefung 44 am stimseitigen Fuß der Rückbiegefläche 40 hat sich beim Zurückbiegen eines Einbauzapfens Z des Drahtgewindeeinsatzes D in ein Innengewinde der Gewindebohrung eines Bauteils als vorteilhaft erwiesen. Denn bevorzugt unterstützt die Vertiefung 44 ein Fangen und Halten des Einbauzapfens Z an der Rückbiegefläche 40, um eine Übertragung der Rückbiegekräfte von der Rückbiegefläche 40 auf den Einbauzapfen Z sicherzustellen.
Vorzugsweise fuhrt die Vertiefung 44 ebenfalls dazu, dass benachbart zum stirnseitigen Rand der Rückbiegefläche 40 der Winkel ß um einen Winkelbereich von 0,5 bis 5 0 vergrößert ist. Dies führt vorzugsweise zu einen vergrößerten Überhang der Rückbiegefläche 40 über einen im Winkel ß gefangenen und zurückzubiegenden Einbauzapfen Z.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist der Gewindegang 34b durch die Rückbiegefläche 40 angeschnitten. Dadurch ragt die Gewindeflanke 35 in Rückdrehrichtung RR über die Aufbiegeschulter 42 hinaus. Zudem ist bevorzugt die entgegen der Rückdrehrichtung RR zurückspringende Aufbiegeschulter 42 konkav (siehe Figur 8a, b) oder geradlinig (siehe Figur 8c) geformt. Vorzugsweise unterstützt die konkav geformte Rückbiegeschulter 42 mit zunehmender Krümmung den Halt des Einbauzapfens Z an der Aufbiegeschulter 42.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der Figur 10 lässt sich das Installationsverfahren des Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbarem, nicht entfernbarem Mitnehmerzapfen Z ohne Mitnehmer Kerbe mit den folgenden Schritten zusammenfassen. Zunächst wird im Schritt S1 der Drahtgewindeeinsatz D auf die Installationsspindel 1 gemäß einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen aufgespindelt oder aufgesteckt. Dieser Schritt ist dann abgeschlossen, wenn der Drahtgewindeeinsatz D formschlüssig am Funktionsende 20 der Installationsspindel 1 gehalten wird. Zu diesem Zweck koppelt vorzugsweise der Mitnehmerzapfen Z formschlüssig an dem axialen Fortsatz 30 der Einbauspindel 1 an. Im nachfolgenden Schritt S2 wird der Drahtgewindeeinsatz D mithilfe der Einbauspindel 1 in das Innengewinde oder Aufnahmegewinde der Gewindebohrung des Bauteils eingeschraubt. Sobald die gewünschte Einbautiefe des Drahtgewindeeinsatzes D in der Gewindebohrung erreicht ist, wird die Drehrichtung der Einbauspindel 1 umgekehrt. Nun wird die Einbauspindel 1 entgegen der Eindrehrichtung in der Rückdrehrichtung gedreht.
Während des Zurückdrehens der Einbauspindel 1 erfolgt das oben im Detail beschriebene Zurückbiegen des Mitnehmerzapfen Z in das Aufnahmegewinde der Gewindebohrung des Bauteils. Durch das Zurückdrehen der Einbauspindel 1 greift der axiale Fortsatz 30 über die Rückbiegefläche 40 und die Aufbiegeschulter 42 am Mitnehmerzapfen Z an und biegt diesen in das Aufnahmegewinde der Gewindebohrung. Vorzugsweise wird das Zurückbiegen ergänzt oder unterstützt durch die Wirkung des Gewindebereichs 34b mit vergrößertem Kerndurchmesser, da dieser ebenfalls den Mitnehmerzapfen Z radial auswärts drängt bzw. biegt.
Basierend auf der Wirkung der Einbauspindel 1 während des Rückdrehens auf den Einbauzapfen bzw. Mitnehmerzapfen Z, wird dieser soweit bleibend in das Innengewinde der Gewindebohrung zurückgebogen, dass ein späteres Einschrauben eines Gewindebolzens in die Gewindebohrung des Bauteils mit verstärkendem Drahtgewindeeinsatz D durch den zurückgebogenen Einbauzapfen Z nicht behindert wird.
Nachdem in den Schritten S3 und/oder S4 der Mitnehmerzapfen Z ausreichend in das Innengewinde der Gewindebohrung zurückgebogen worden ist, wird die Einbauspindel 1 vollständig aus dem Drahtgewindeeinsatz D ausgespindelt oder entfernt (Schritt S5).
Bezugszeichenliste
1 Einbauspindel
3 Antriebseinheit des Installationswerkzeugs
5 Betätigungsschalter der Antriebseinheit 7 Tiefenanschlag
10 Antriebs- und Halteende
20 Funktionsendes
22 Spindelbereich
24 axiale Stirnseite
26 Außengewinde
30 axialer Fortsatz
32 radiale Außenseite des axialen Fortsatzes
34 längenreduzierte Gewindegang am axialen Fortsatz
35 radialreduzierte Gewindeflanken des längenreduzierten Gewindegangs 34
36 Auflaufschräge
38 Mitnehmerschulter
40 axiale Rückbiegefläche
42 Aufbiegeschulter
44 axiale Vertiefung an der Stirnseite 24
D Drahtgewindeeinsatz
Z zurückbiegbarer Einbauzapfen des Drahtgewindeeinsatzes
RE Eindrehrichtung des Funktionsendes in den Drahtgewindeeinsatz D sowie Eindrehrichtung des
Drahtgewindeeinsatzes die in die Gewindebohrung des Bauteils a Drehwinkel des axialen Fortsatz 30
H axiale Höhe des axialen Fortsatz 30
P Steigung des Gewindes 26 am Funktionsendes 20
RA Ausdrehrichtung
W Installationswerkzeug

Claims

Patentansprüche
1. Eine integral ausgebildete Einbauspindel (1) angepasst an einen Drahtgewindeeinsatz (D), der eine zylindrische Wendel mit einer Mehrzahl von schraubenförmig gewickelten Windungen eines Drahts aufweist, in der eine erste Windung einen über einen Biegebereich in ein Inneres der Wendel ragenden vorzugsweise bogenförmigen Mitnehmerzapfen ohne Mitnehmerkerbe umfasst, mit der der Drahtgewindeeinsatz (D) in einer Eindrehrichtung in eine Gewindebohrung eines Bauteils eindrehbar ist, wobei die Einbauspindel (1) die folgenden Merkmale aufweist: a. ein Antriebs- und Halteende (10) zum Drehen und Halten der Einbauspindel (1 ) in einem Einbauwerkzeug und ein Funktionsende (20) zum Installieren des Drahtgewindeeinsatzes (D) in einer Gewindebohrung eines Bauteils, b. von einer axialen Stirnseite (24) der Einbauspindel (1) an dem Funktionsende (20) steht ein axialer Fortsatz (30) in Richtung einer Längsachse der Einbauspindel (1) vor, der entlang einer Umfangserstreckung der Einbauspindel (1) durch eine bogenförmige radiale Außenseite in einem Drehwinkel a aus einem Bereich von 30° < a < 180° begrenzt ist, c. bezogen auf die Eindrehrichtung weist der axiale Fortsatz (30) beginnend an einem vorderen Ende der bogenförmigen radialen Außenseite (32) eine Auflaufschräge (36) auf, die sich in axialer Richtung der Einbauspindel (1) ansteigend als eine Streifenfläche auf dem axialen Fortsatz (30) erstreckt, und d. bezogen auf die Eindrehrichtung fallt der axiale Fortsatz (30) an einem hinteren Ende der bogenförmigen radialen Außenseite (32) in einer axialen Rückbiegefläche (40) axial ab, die radialähnlich angeordnet ist. . Die integral ausgebildete Einbauspindel (1) gemäß Patentanspruch 1 , die an dem axialen Fortsatz (30) mindestens einen in Umfangsrichtung längenreduzierten Gewindegang (34a; 34b) aufweist. . Die integral ausgebildete Einbauspindel (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in der der axiale Fortsatz (30) am Funktionsende der Einbauspindel (1) einzeln an der axialen Stirnseite (24) axial vorsteht oder ein axial vorstehendes wulstartiges Gegenlager radial gegenüber des axialen Fortsatzes (30) an der axialen Stirnseite (24) vorgesehen ist.
4. Die integral ausgebildete Einbauspindel (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in der der axiale Fortsatz (30) eine Fläche von weniger als 40 % der axialen Stirnseite (24) am Funktionsende (20) einnimmt.
5. Die integral ausgebildete Einbauspindel (1) gemäß Patentanspruch 2, deren axialer Fortsatz (30) an der radialen Außenseite (32) zwei längenreduzierte Gewindegänge (34a, 34b) aufweist, die in mindestens einer der folgenden Größen unterschiedlich ausgebildet sind: umfängliche Länge, Kerndurchmesser und Steigung.
6. Die integral ausgebildete Einbauspindel (1) gemäß Patentanspruch 5, in der der axial äußere längenreduzierte Gewindegang (34b) im Vergleich zu dem benachbarten längenreduzierten Gewindegang (34a) einen größeren Kerndurchmesser und/oder eine größere Steigung (P) hat.
7. Die integral ausgebildete Einbauspindel (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in der der axiale Fortsatz (30) in axialer Richtung zwischen der axialen Stirnseite (24) des Funktionsendes (20) und dem vorderen Ende der Auflaufschräge (36) einen Axialsteg (38) als eine Mitnehmerschulter aufweist, die angepasst ist, um einen Drahtgewindeeinsatz (D) beim Eindrehen in eine Gewindebohrung drehfest zu halten.
8. Die integral ausgebildete Einbauspindel (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in der die axiale Rückbiegefläche (40) mit der angrenzenden axialen Stirnseite (24) des Funktionsendes (20) einen Winkel ß im Bereich von 65° < ß < 90° einschließt.
9. Ein Nachrüstsatz für ein Installationswerkzeug eines Drahtgewindeeinsatzes (D) mit einem miteinander lösbar verbindbaren Antriebsmodul und einer Einbauspindel (1), der als austauschbare Einbauspindeln (1) mindestens zwei integral ausgebildete Einbauspindeln (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 8 aufweist, die sich in einer Konstruktion und/oder Dimension der Einbauspindel (1) unterscheiden.
10. Ein Installationswerkzeug, insbesondere ein manuelles Installationswerkzeug oder ein Einbauautomat, eines Drahtgewindeeinsatzes (D) mit einem miteinander lösbar verbindbaren Antriebsmodul und einer integral ausgebildeten Einbauspindel (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 8.
1 . Installationsverfahren eines Drahtgewindeeinsatzes (D) mit zurückbiegbarem, nicht entfernbarem Mitnehmerzapfen (Z) ohne Mitnehmerkerbe mit Hilfe eines Installationswerkzeugs gemäß Patentanspruch 10 in einem Aufnahmegewinde eines Bauteils, das die folgenden Schritte aufweist: a. Aufspindeln oder Aufstecken des Drahtgewindeeinsatzes (D) auf das Funktionsende (20) der integral ausgebildeten Einbauspindel ( 1 ) des Installationswerkzeugs derart, dass der Mitnehmerzapfen (Z) formschlüssig an dem axialen Fortsatz (30) der Einbauspindel (1) koppelt und den Drahtgewindeeinsatz (D) drehfest mit der Einbauspindel (1) verbindet, (Sl) b. Einschrauben des Drahtgewindeeinsatzes (D) in das Aufnahmegewinde durch Drehen der Einbauspindel (1) in eine erste Drehrichtung, (S2) c. Zurückbiegen (S3; S4) des Mitnehmerzapfen (Z)s in das Aufnahmegewinde durch Drehen der Einbauspindel (1) in eine zweite, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung, wobei die axiale Rückbiegefläche (40) des axialen Fortsatzes (30) den Mitnehmerzapfen (Z) verformt, und d. Ausspindeln oder Entfernen der Einbauspindel (1 ) aus dem Drahtgewindeeinsatz (D) mit zurückgebogenem Mitnehmerzapfen (Z) (S5). . Installationsverfahren gemäß Anspruch 1 1 , das weiterhin aufweist: radiales Zurückbiegen des Mitnehmerzapfens (Z) durch eine Aufbiegeschulter (42) (S3) und/oder einen zweiten Gewindebereich (34b) mit vergrößertem Kerndurchmesser im Vergleich zu einem ersten Gewindebereich am Funktionsende (20) der Einbauspindel (1) (S4).
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