DE1233661B - Metallenes Einsatzteil zum Befestigen einer Schraube in Kunststoff - Google Patents

Description

DEUTSCHES JfflTWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 47a-7

Nummer: 1233 661

Aktenzeichen: B 56592 XII/47 a

1 233 661 Anmeldetag: 10.Februar 1960

Auslegetag: 2. Februar 1967

Die Erfindung betrifft ein flaches metallenes Einsatzteil zum Befestigen einer Schraube in Kunststoff von etwa U-förmiger Gestalt und mit Gewindezähnen an den Innenseiten der spreizbaren Schenkel des U-förmigen Teiles sowie Halteeinrichtungen zum Festhalten des Einsatzteiles in einem Schlitz im Kunststoffteil an den Außenseiten derselben.

Es ist bereits ein derartiges Einsatzteil bekannt, bei dem die Halteeinrichtungen einen Fortsatz an der Basis des U-förmigen Teiles bilden, der an der rückseitigen Oberfläche des Kunststoffes vernietet oder umgebördelt wird. Dieses Einsatzteil ermöglicht keine sichere Verriegelung der eingedrehten Schraube gegen eine Lockerung. Außerdem muß der Schlitz in dem Kunststoff zur Aufnahme des Einsatzteiles eine enge Toleranz aufweisen, damit die gewünschte Wirkung des Einsatzteiles gewährleistet ist.

Es ist ferner bekannt, Einsatzteile zu verwenden, die aus zwei zusammengehörigen Teilen bestehen, welche an der Außenseite mit Zähnen als Halteeinrichtung versehen sind und an der Innenseite eine konisch verjüngte Gewindeöffnung aufweisen, so daß beim Eindrehen einer Schraube die tief liegenden Bereiche des Einsatzteiles gespreizt werden. Dadurch ergibt sich eine sichere Verankerung des Einsatzteiles. Dieser Einsatzteil ist jedoch verhältnismäßig teuer in der Herstellung.

Ferner sind Einsatzteile bekannt, die am Grunde mit einer gewölbten Fläche versehen sind, die sich durch das Ende einer eingeschraubten Schraube flachdrücken läßt, so daß die Seiten des Einsatzteiles nach außen gespreizt werden, jedoch wird bei derartigen Einsatzteilen der Druck normal zur gewölbten Fläche ausgeübt.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein Einsatzteil der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß es preiswert herstellbar ist und eine sichere Verankerung der Schraube im Kunststoff gewährleistet, wobei die Verbindung zweier Teile gegebenenfalls auch nach dem Entfernen der Schraube durch das Einsatzteil aufrechterhalten bleiben soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Halteeinrichtungen an sich bekannte, nach den freien Schenkelenden gerichtete sägezahnförmige Zähne vorgesehen sind, daß der die Schenkel verbindende Quersteg in an sich bekannter Weise gegen die Gewindeöffnung hin gewölbt und durch die Schraube beaufschlagbar ist und daß die Gewindeöffnung sich wenigstens über ein Teil ihrer Länge zum Quersteg hin verjüngt.

Ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgegen-Metallenes Einsatzteil zum Befestigen einer
Schraube in Kunststoff

. Anmelder:

N. Jay Boots,

doing business as Boots Export Company,
Norwalk, Conn. (V. St. A.)

ίο Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Joseph Francis Healy, Westport, Conn. (V. St. A.)

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Standes besteht darin, daß es als flaches Teil durch Stanzen preiswert hergestellt werden kann und durch das Zusammenwirken der für seine Verankerung vorgesehenen Merkmale durch das Einschrauben der Schraube sicher im Kunststoff festgelegt wird. Besonders günstig wirkt sich dabei der Quersteg aus, der zunächst beim Einschrauben der Schraube in die sich verjüngenden Gewindegänge durch die sich spreizenden Schenkel auf Zug beansprucht wird. Durch eine entsprechend lange Schraube kann aber im letzten Einschraubebereich noch gegen den Quersteg gedrückt werden, so daß ein besonders starkes Einpressen der Halteeinrichtungen in den Kunststoff gewährleistet ist. Unter normalen Bedingungen ist ein Umkippen des Quersteges nach unten nicht möglich, da er beide Schenkel verbindet, wobei trotz dieser Querverbindung im Bereich der größten Spreizbewegung das Spreizen nicht behindert wird, da seitliche, bis an die Gewindezähne reichende Ausnehmungen vorgesehen sind, die eine Art Gelenk bilden.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht des Einsatzteiles in vergrößertem Maßstab,

F i g. 2 eine Seitenansicht desselben,

F i g. 3 einen Grundriß des in eine Bohrung eines aus Kunststoff bestehenden Werkstückes eingesetzten Einsatzteiles, bevor die Schraube eingeschraubt ist,

709 507/188

F i g. 4 das in einen Kunststoff eingesetzte Ersatzteil mit eingeschraubter Schraube,

F i g. 5 Draufsicht auf das Einsatzteil mit eingesetzter Schraube,

F i g. 6 ein Einsatzteil mit eingesetzter Schraube größerer Länge,

F i g. 7 eine abgewandelte Ausführungsform des Einsatzteiles nach der F i g. 1,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in der Fig. 7, ίο

F i g. 9 den Grundriß des Einsatzteiles nach der Fig. 8,

F i g. 10 ein Einsatzteil nach der F i g. 7 mit eingeschraubter Schraube und

Fig. 11 eine Darstellung der Schenkelenden des Einsatzteiles nach der F i g. 7 bei fest angezogener Schraube.

Das Einsatzteil 10 besteht bei allen dargestellten Ausführungsformen aus einem gestanzten, flachen Metallstück, beispielsweise aus Stahl oder ähnlichem Werkstoff.

Das Einsatzteil 10 weist eine etwa U-förmige Gestalt auf und ist an seinen beiden gegenüberliegenden Seiten mit einer Anzahl von sägezahnartigen Zähnen 11 versehen, die gegen die freien Schenkelenden gerichtet sind, wobei der Neigungswinkel 12a ihrer Flanken 12 zur Senkrechten etwa 30° beträgt. Die Zähne erstrecken sich in ihrem oberen Teil etwa waagerecht, und der Zahngrund ist bei 13 etwas konkav ausgebogen, so daß scharfe Zahnspitzen 14 gebildet werden, die gut in das Material eingreifen können, in das das Einsatzteil eingesetzt wird. Die Innenseiten der Schenkel sind mit Zähnen 18, 19 versehen, die zur Führung einer Schraube dienen. Der horizontale Abstand der Zähne 18 ist über den Bereich 17 gleichbleibend, während er sich über den Bereich 20 allmählich verringert, und zwar unter einem Winkel 21 von etwa 10°. Die Gewindezahnspitzen sind abgerundet. Der äußere Bereich der Öffnung 16 zwischen den Schenkelenden ist bei 22 etwas erweitert, damit die Schraube gut eingeführt werden kann.

Unterhalb der Gewindezähne 19 befindet sich in der Mitte des Einsatzteiles eine sich seitlich erstreckende Ausnehmung 23, die breiter als der Abstand der unteren Gewindezähne voneinander ist. Der Boden dieser Ausnehmung ist bei 24 nach oben gebogen und bildet durch eine Ausnehmung mit um einen Winkel 25 von etwa 30° zur Senkrechten nach innen geneigten Kanten 24 a einen verformbaren Quersteg. Die unteren äußeren Kanten 26 des Einsatzteiles sind um einen Winkel 27 von etwa 30° zur Senkrechten nach außen geneigt. Seine äußeren gezahnten Seiten können in Richtung zum Quersteg hin etwas nach außen geneigt verlaufen, so daß das untere Ende bei 28 etwas breiter ist als das obere Ende bei 29. Dadurch wird das Material, in das das Einsatzstück eingesetzt wird, gut von den Zähnen erfaßt.

Das Einsatzstück 10 wird in einen Schlitz 30 des Kunststoffmaterials 15 eingeschoben, wobei dieser Schlitz eine etwas größere Abmessung aufweist als des Stärke des Einsatzstückes entspricht und seine Breite etwas geringer als der äußere Zahnabstand ist, so daß das Einsatzstück mittels eines leichten Schlages in den Schlitz eingeführt werden kann. Im Mittelteil des Schlitzes ist eine zentrale Bohrung 31 vorgesehen, die einen etwas größeren Durchmesser

aufweist als die später einzusetzende Schraube. Nachdem das Einsatzteil 10 in den Schlitz 30 eingeführt ist, wird, wie in F i g. 4 und 6 dargestellt ist, in das Einsatzteil eine Schraube 32 eingeschraubt, die gleichzeitig zur Befestigung eines Teiles, beispielsweise einer Platte 33, an dem Kunststoffteil 15 dienen kann. Die Schraube 32 läßt sich durch die Abschrägungen 22 leicht in das gerade Anfangsteil des Einsatzstückes mit den Gewindezähnen 18 einführen und gelangt beim weiteren Einschrauben in das sich etwas verjüngende Teil 20, wobei die Seiten des Einsatzteiles nach außen gedrückt werden, so daß die Zähne 11 in die Schlitzwandungen 30 in der in F i g. 4 dargestellten Weise eindringen. Hierdurch wird das Einsatzteil fest in dem Kunststoffmaterial verankert. Der Quersteg gibt dabei nach, so daß ein leichtes Eindringen der Zähne 11 in das Kunststoffmaterial ermöglicht wird. Diese Wirkung wird bei der Anwendung der in Fig. 4 dargestellten kurzen Schraube 32 erreicht.

Ist jedoch ein weiteres Eindringen der Zähne 11 in das Kunststoffmaterial und somit eine wirkungsvollere Verankerung des Einsatzes erwünscht, so wird dies durch Verwendung einer längeren Schraube erreicht, wie sie bei 32a in Fig. 6 dargestellt ist. Beim Einschrauben dieser längeren Schraube 32 a trifft das untere Ende derselben auf die Auswölbung 24 des Quersteges, wobei dieser nach unten gedrückt wird. Hierdurch werden die seitlichen Zähne 11 des Einsatzteiles, insbesondere jene im unteren Teil desselben, noch weiter in die Schlitzwandung eindringen. Wenn die Schraube 32 in die mittlere Ausnehmung des Einsatzteiles eingeschraubt wird, so vergrößert sich die Reibung mit dem Einschrauben, bis eine maximale Ausdehnung stattgefunden hat und eine Deformierung des Einsatzteiles erfolgt ist. Die Zähne 19 werden dabei seitlich abgebogen, wie bei 34 in der F i g. 5 dargestellt ist. Die eine Kante der Zähne 19 des Einsatzteiles dringt in die Gewindegänge der Schraube ein, so daß die Schraube sich auch infolge von Vibrationen nicht lockern kann. Dieses Eindringen der Seitenkante der Zähne 19 in die Gewindegänge der Schraube ist bei 35 dargestellt. Hierdurch wird nicht nur die Verbindung zwischen der Schraube und dem Einsatzteil sichergestellt, sondern gleichzeitig werden auch Abweichungen hinsichtlich der Maße der einzelnen Teile ausgeglichen und ein Aufspalten des Einsatzteiles verhindert.

Die in den Fi g. 7 bis 11 dargestellte abgewandelte Ausführungsform ist mit Einrichtungen versehen, durch die eine Platte 42 oder ein anderes Teil am Kunststoffteil 15 in Verbindung gehalten werden kann, nachdem die Schraube nach ihrem Festziehen wieder entfernt worden ist.

Das untere Teil des Einsatzes nach der Fig. 7 entspricht dem Einsatzteil nach den Fig. 1 bis 6. Zum Unterschied gegen dieses EinsatzteiI sind die freien Schenkelenden durch flache wellenförmige und an ihren Enden entgegengesetzt gebogene Streifen 38, 39 verlängert. Wie aus der Fig. 8 hervorgeht, sind die etwa an der Linie 36 beginnenden Verlängerungen mit entgegengesetzt wellenförmig gebogenen Teilen 40 versehen, wobei das gebogene Teil 40 des Streifens 39 in etwa gleicher Ebene in entgegengesetzter Richtung abgebogen ist, wie der des Streifens 38. Diese Art der Wellung setzt sich über der ganzen Länge dieser Streifen fort. Die

Claims (5)

oberen Enden der Verlängerungen sind bei 38 a und 39 a flach abgebogen, und sie erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen. Bei eingesetztem Einsiitzteil verbleibt zunächst ein gewisser Zwischenraum zwischen der Oberfläche 41 des Kunstwerkstoffes bzw. einer auf ihn aufgelegten Platte 42 und den Abbiegungen 38 a und 39 a. Bei der Öffnung im Kunststoffteil 15 besteht das untere Teil, welches das Teil 37 des Einsatzteiles aufnimmt, aus einem flachen länglichen Schlitz 43, der eine mittlere runde Öffnung 44 zur Aufnahme der Schraube aufweist. Das obere Teil der kreisförmigen Öffnung 44 ist jedoch etwas weiter, wie bei 45 dargestellt, um die zusammendrückbaren wellenförmig gebogenen Teile 40 der Streifen 38 und 39 aufnehmen zu können. Wird die Schraube 46 in das Einsatzstück eingeschraubt, so bewegt sie sich an den nach innen gerichteten Zähnen des sich etwas verjüngenden mittleren Schlitzes 16 nach unten, so daß die gegenüberliegenden äußeren Kanten des Einsatzteiles nach außen gespreizt werden und hierbei die Verankerungszähne in die Wandungen des Schlitzes 43 eindringen, wie in der Fig. 10 dargestellt. Durch das Auftreffen des unteren Endes der Schraube auf den Quersteg werden die Zähne 11 weiter in den Kunststoff eingedrückt. Wenn der Kopf 47 der Schraube mit den sich seitwärts erstreckenden Enden 38 a, 39 a der seitlich abgebogenen Verlängerungen des Einsatzstückes unter Zusammendrückung der wellenförmig gebogenen Teile 40 mit der Oberfläche der Platte 42 in Berührung tritt, werden diese nach unten gepreßt und abgeflacht (vgl. Fig. 11). Die Enden38α und 39 α können in ihrem Mittelteil bei 48 und 49 etwas nach oben gebogen werden. Außerdem können an der Oberseite der Abbiegungen scharfe Ausdrückungen 50 (F i g. 8 und 9) vorgesehen sein, die das Drehen der Schraube in Festziehrichtung zulassen, einer entgegengesetzten Drehung jedoch Widerstand entgegensetzen. Beim festen Anziehen der Schraube werden auch die wellenförmig gebogenen Teile 40 in der in Fig. 11 dargestellten Weise zusammengedrückt, wobei an den Scheiteln der Wellungen angeordnete Zähne 52 in das Kunststoffteil 15 eindringen. Die auf das Kunststoffteil aufgelegte Platte wird daher durch die seitlich abgebogenen Enden a, 39 a und die Zähne 52 festgehalten, auch wenn die Schraube 46 aus dem Einsatz entfernt wird. Patentansprüche:

1. Flaches metallenes Einsatzteil zum Befestigen einer Schraube in Kunststoff von etwa U-förmiger Gestalt und mit Gewindezähnen an den Innenseiten der spreizbaren Schenkel des U-förmigen Teiles sowie Halteeinrichtungen zum Festhalten des Einsatzteiles in einem Schlitz im Kunststoffteil an den Außenseiten derselben, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteeinrichtungen an sich bekannte, nach den freien Schenkelenden gerichtete sägezahnförmige Zähne (11) vorgesehen sind, daß der die Schenkel verbindende Quersteg (24) in an sich bekannter Weise gegen die Gewindeöffnung (17, 20) hin gewölbt und durch die Schraube beaufschlagbar ist und daß die Gewindeöffnung sich wenigstens über ein Teil ihrer Länge zum Quersteg hin verjüngt.

2. Einsatzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Schenkel des Einsatzteiles mit gegeneinandergerichteten wellenförmigen Biegungen (40) versehen sind, deren Enden (38 a, 39 a) etwa rechtwinklig in entgegengesetzten Richtungen abgebogen sind.

3. Einsatzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich abgebogenen Enden (38 a, 39 a) etwa in der Mitte nach oben winkelförmig gebogen sind.

4. Einsatzteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Scheiteln der winkelförmigen Abbiegungen (48, 49) scharfe Ausdrückungen (50) vorgesehen sind.

5. Einsatzteil nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenförmigen Biegungen (40) in ihren Scheiteln mit Zähnen (52) versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 370327, 2 267771, 949, 2 049 585, 1116 545, 1032106.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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