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Die Erfindung betrifft ein Montagewerkzeug für Gewindeeinsätze mit einem Bolzen, der zumindest bereichsweise mit einem Gewinde versehen ist und einer Schlaghülse.
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Gewindeeinsätze, die bspw. als eine Gewindebuchse oder als eine Gewindepanzerung ausgebildet sein können, werde in Werkstücken mit geringerer mechanischer Beanspruchbarkeit, bspw. in Bauteilen aus Aluminium oder Grauguss, verwendet, um über das Gewinde vergleichsweise höhere Lasten einbringen zu können. Derartige Gewindeeinsätze eignen sich auch als Reparaturlösungen für beschädigte Gewinde.
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Üblicherweise handelt es sich bei Gewindeeinsätzen um Bauteile, die ein Außengewinde aufweisen, mit dem sie in ein, ggf. beschädigtes, Gewinde eines Bauteils eingeschraubt werden. Die Gewindeeinsätze weisen dann zusätzlich ein Innengewinde oder einen Stift mit einem Außengewinde zur Verbindung mit einem anderen Bauteil auf. Um Gewindeeinsätze in dem ggf. beschädigten Gewinde bzw. in einem ggf. weicheren Material sicher zu fixieren, werden Keile oder Stifte in den Gewindeeinsatz und/oder das den Gewindeeinsatz aufnehmende Werkstück eingeschlagen. Dies verhindert insbesondere eine Verdrehung des Gewindeeinsatzes in diesem Werkstück.
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Bisher ist es üblich, Gewindeeinsätze zunächst von Hand ein bis zwei Umdrehung in ein Werkstück einzudrehen. Danach werden die Keile oder Stifte in Nuten bzw. Löcher eines Werkzeugs gesteckt und mit dem Gewindeeinsatz so in Eingriff gebracht, dass über eine Drehbewegung des Werkzeugs der Gewindeeinsatz mittels der Keile oder Stifte weiter in das Werkstück eingedreht werden kann. Sobald die Keile oder Stifte auf eine Phase der Lochvorbereitung des Werkstücks treffen, wird das Werkzeug entfernt und/oder die Keile oder Stifte angeschlagen, insbesondere wenn die Keile oder Stifte in Löchern des Werkstücks geführt werden. In einem darauffolgenden Schritt wird das Werkzeug herumgedreht bzw. versetzt, so dass die Keile oder Stifte durch Hammerschläge auf das Werkzeug eingetrieben werden können, bis das Werkzeug auf der Werkstückoberfläche auftritt. Zur Führung des Werkzeugs relativ zu dem Gewindeeinsatz kann ein zylindrischer Stift in das Innengewinde des Gewindeeinsatzes eingesteckt werden.
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Diese bekannte Vorgehensweise bei der Montage von Gewindeeinsätzen bringt verschiedene Nachteile mit sich. So kann es beim Eindrehen des Gewindeeinsatzes vorkommen, dass sich die Keile oder Stifte aufgrund des Drehmoments verbiegen oder gar abbrechen. Hierdurch wird der Gewindeeinsatz zerstört. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn das Gewinde im Werkstück unsauber geschnitten und/oder verunreinigt ist.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Montagetechnik besteht darin, dass die Führung des Werkzeugs relativ zu dem Gewindeeinsatz meist unzureichend ist, so dass das Werkzeug relativ zu dem Gewindeeinsatz beim Einschlagen der Keile oder Stifte kippen kann. Auch dies kann zu einer Beschädigung des Gewindeeinsatzes oder des Werkstücks führen. Zudem besteht ein erhöhtes Verletzungsrisiko, wenn das Werkzeug beim Hammerschlag zur Seite kippt.
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Die oben beschriebene Montage eines Gewindeeinsatzes ist darüber hinaus zeitaufwendig und wenig ergonomisch. So dauert die Installation eines Gewindeeinsatzes aufgrund der verschiedenen Montageschritte, nämlich Eindrehen des Gewindeeinsatzes, Eingriff mit den Keilen bzw. Stiften, Umsetzen des Werkzeugs und anschließendes Einschlagen der Keile oder Stifte, zu lange, wenn eine große Anzahl von Gewindeeinsätzen montiert werden soll.
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Weiter ist diese bekannte Montagetechnik in der Regel nicht geeignet, um die Keile oder Stifte unter die Oberfläche des Werkstücks zu bringen. Dies ist aber oft erwünscht, wenn man eine spezielle Lochvorbereitung hat, wie z.B. eine größere Fase oder eine zylindrische Senkung im Werkstück. Die überstehenden Stifte oder Keile können dann das Werkstück beschädigen und außerdem bergen die scharfkantigen Keile ein Verletzungsrisiko. Ohnehin ist es mit der bekannten Montagetechnik nicht oder nur schwer möglich, einen Gewindeeinsatz mittels der vorhandenen Werkzeuge in Senklöchern zu installieren.
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Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Montagewerkzeug für das Einbringen eines Gewindeeinsatzes in ein Werkstück bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile vermeidet.
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Erfindungsgemäß wird dieses Aufgabe mit einem Montagewerkzeug gelöst, das einen Bolzen, der zumindest bereichsweise mit einem Gewinde versehen ist, und eine Schlaghülse aufweist, wobei der Bolzen drehfest und axial verschiebbar in der Schlaghülse geführt ist. Mit anderen Worten ist der Bolzen (Gewindestift) so in der Schlaghülse aufgenommen, dass der Bolzen in die Schlaghülse eintauchen kann bzw. aus der Schlaghülse herausstehen kann, ohne jedoch eine nennenswerter Verdrehung des Bolzens relativ zu der Schlaghülse zu erlauben.
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Mit diesem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug wird die Installation einer Gewindehülse signifikant verbessert und vereinfacht. So kann auf den Bolzen ein Gewindeeinsatz aufgeschraubt werden. Vorzugsweise sind die Stifte bzw. Keile bereits in Nuten des Gewindeeinsatzes, bspw. über eine Klemmung, gehalten. Der Gewindeeinsatz lässt sich dann soweit auf den Bolzen aufschrauben, bis die Keile oder Stifte auf die Schlaghülse treffen oder bis der Gewindeeinsatz im Gewindeauslauf des Bolzens gestoppt wird. Anschließend kann der Gewindeeinsatz mittels des Montagewerkzeugs in das Werkstück eingedreht werden, bis die Keile bspw. auf die Fase im Werkstück treffen. Durch Hammerschläge auf die Schlaghülse können nun die Keile oder Stifte in das Werkstück eingetrieben werden, wobei die Ausrichtung des Montagewerkzeugs gegenüber dem Werkstück bzw. dem Gewindeeinsatz hierzu nicht verändert werden muss. Zudem ist die Schlaghülse während des Einschlagens der Keile oder Stifte durch den Bolzen bzw. Gewindestift relativ zu der Gewindehülse geführt. Dies verhindert ein unbeabsichtigtes Kippen der Schlaghülse relativ zu dem Gewindeeinsatz.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schlaghülse eine bspw. zylindrische Öffnung, bspw. ein Sackloch, auf, deren Innenabmessung im Wesentlichen den Außenabmessungen des bspw. zylindrischen Bolzen entsprechen. Auf diese Weise wird die Gefahr eines Verkippens der Schlaghülse relativ zu dem Bolzen minimiert. Der Bolzen ist vorzugsweise derart in der Schlaghülse geführt, dass der Bolzen leichtgängig in axialer Richtung der Schlaghülse bewegbar ist, ohne dass ein nennenswertes Spiel zwischen dem Bolzen und der Schlaghülse vorhanden ist.
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Um das Einschrauben der Gewindehülse in das Werkstück mittels des Montagewerkzeugs zu ermöglichen, ist der Bolzen drehfest in der Schlaghülse geführt. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der Bolzen wenigstens eine in Längsrichtung des Bolzens verlaufende Nut aufweist. Weiter ist die Schlaghülse vorzugsweise mit wenigstens einem sich in der Öffnung radial nach innen erstreckenden Vorsprung versehen, der in die Nut des Bolzens eingreift. Allgemein ist für eine drehfeste Führung des Bolzens innerhalb der Schlaghülse eine nicht rotationssymmetrische Führung zwischen dem Bolzen und der Schlaghülse erforderlich. Dies kann alternativ oder zusätzlich zu der wenigstens einen Nut und dem wenigstens einen Vorsprung auch durch die Gestaltung des Bolzens und der entsprechenden Öffnung in der Schlaghülse mit einem vieleckigen Querschnitt und/oder in der Art einer Keilverzahnung erreicht werden.
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In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die Länge der wenigstens einen Nut und die axiale Erstreckung des wenigstens einen Vorsprungs derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Bolzen um eine definierte Strecke relativ zu der Schlaghülse axial verschiebbar ist. Mit anderen Worten kann der Verschiebeweg des Bolzens relativ zu der Schlaghülse durch die Gestaltung der Nut und des Vorsprungs limitiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, ein Herausfallen des Bolzens aus der Schlaghülse zu vermeiden. Alternativ oder zusätzlich ermöglicht dies auch, das Eintauchen des Bolzens in die Schlaghülse zu begrenzen, bspw. so dass das Gewinde stets zumindest teilweise aus der Schlaghülse hervorsteht.
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Die Montage des Bolzens in der Schlaghülse kann bspw. derart erfolgen, dass der Bolzen zunächst in die Schlaghülse eingesetzt wird und anschließend der Vorsprung in der Schlaghülse erzeugt oder vergrößert wird. Dies kann bspw. durch eine lokale Kaltumformung erfolgen, mit der der Vorsprung mit der Nut in Eingriff gebracht wird. Wenn die Längserstreckung der Nut auf den Bolzen begrenzt ist, wird der Bolzen hierdurch auch verliersicher in der Schlaghülse gehalten.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Schlaghülse wenigstens ein den Bolzen in axialer Richtung beaufschlagendes elastisches Element vorgesehen, insbesondere eine Druckfeder. Die Druckfeder oder dergleichen elastisches Element kann dabei derart angeordnet und ausgebildet sein, dass sie den Bolzen so beaufschlagt oder vorspannt, dass das Gewinde des Bolzens wenigstens abschnittsweise aus der Schlaghülse herausragt. Dies bewirkt, dass der Bolzen im unbelasteten Zustand stets so aus der Schlaghülse herausragt, dass der Bolzen mit dem Gewindeeinsatz verbunden werden kann und der Bolzen nur während des Einschlagens der Keile oder Stifte gegen die Kraft des elastischen Elements in die Schlaghülse eintaucht.
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Die Schlaghülse weist vorzugsweise an einem Ende einen im Durchmesser verbreiterten Kopf auf, wobei der Bolzen auf der dem Kopf gegenüberliegenden Seite zumindest abschnittsweise aus der Schlaghülse herausragen kann. Der Kopfbereich kann in an sich bekannter Weise mit einer abgerundet ausgebildeten Schlagfläche versehen sein.
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Um die Stifte oder Keile mittels der Schlaghülse in den Gewindeeinsatz und/oder das Werkstück einzutreiben, ist die Schlaghülse nach einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Kontaktfläche versehen, die bspw. kreisringförmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Kontaktfläche im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Bolzens und der Schlaghülse. Die Kontaktfläche kann dabei so angeordnet sein, dass sie den Bolzen unmittelbar umgreift.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die Schlaghülse an die Geometrie der Vertiefung in dem Werkstück angepasst. Wenn bspw. die Vertiefung in dem Werkstück mit einer Fase oder einer Senkung versehen ist, ist die Schlaghülse vorzugsweise ebenfalls entsprechend ausgestaltet. So kann die Schlaghülse einen an die Kontaktfläche angrenzenden Profilabschnitt aufweisen, der angefast und/oder abgestuft ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend auch unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen schematisch:
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1 in Perspektivansicht ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug,
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2 in Seitenansicht das Montagewerkzeug nach 1,
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3 in Längsschnittansicht das Montagewerkzeug nach 1, und
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4a bis 4c Schritte der Montage eines Gewindeeinsatzes mit dem Montagewerkzeug nach 1.
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Das Montagewerkzeug 1 besteht aus einer Schlaghülse 2, einem in dieser geführten Bolzen 3 sowie einer optionalen Druckfeder 4. Die Schlaghülse 2 ist ein im Wesentlichen zylindrisches, längliches Bauteil mit einem in den 1 bis 3 oben angeordneten Kopf 5, der einen im Vergleich zur übrigen Schlaghülse 2 vergrößerten Durchmesser aufweist. Aus der Schnittansicht der 3 ist ersichtlich, dass der Kopf 5 auf eine in den Figuren oberen Seite abgerundet ausgestaltet ist. Auf der dem Kopf 5 gegenüberliegenden Seite ist die Schlaghülse 2 mit einem Sackloch 6 versehen, in welches die Druckfeder 4 eingesetzt ist und in welchem der Bolzen 3 geführt ist.
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Wie aus der Schnittansicht der 3 ersichtlich ist, entspricht der Innendurchmesser des Sacklochs 6 im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Bolzens 3, so dass dieser verschiebbar aber ohne Spiel in der Schlaghülse 2 geführt ist. Auf der dem Kopf gegenüberliegenden Seite ist die Schlaghülse 2 mit einer ringförmigen Kontaktfläche 7 versehen, die den Bolzen 3 umgibt. Angrenzend an die Kontaktfläche 7 ist ein abgefaster Profilabschnitt 8 vorgesehen, so dass sich die Schlaghülse 2 in der dargestellten Ausführungsform mit der Kontaktfläche 7 bis in eine mit einer Fase versehene Ausnehmung eines Werkstücks erstrecken kann.
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Der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildete Bolzen 3 ist auf seiner in den Figuren unteren Seite abschnittsweise mit einem Außengewinde 9 versehen. Wie aus 3 ersichtlich ist, sind in der Außenfläche des Bolzens 3 zwei in dessen Längsrichtung verlaufende Nuten 10 ausgebildet. Die Nuten 10 erstrecken sich dabei nicht über die gesamte Länge des Bolzens 3 sondern lediglich über einen Abschnitt, der in dem in 3 gezeigten Zustand innerhalb des Sacklochs 6 der Schlaghülse 2 liegt. Entsprechend sind in der Schlaghülse 2 zwei Vorsprünge 11 ausgebildet, die radial nach innen in das Sackloch 6 ragen und jeweils in eine Nut 10 des Bolzens 3 eingreifen. Die Vorsprünge 11 sind in der dargestellten Ausführungsform jeweils durch eine Verformung in einer quer zur Längsrichtung der Schlaghülse verlaufenden Öffnung ausgebildet.
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Aufgrund der Länge der Nuten 10 begrenzen die Vorsprünge 11 den Verschiebeweg des Bolzens 3 innerhalb der Schlaghülse 2, so dass der Bolzen 3 nicht aus der Schlaghülse 2 herausfallen kann. Zudem wird vermieden, dass der Bolzen 3 zu tief in das Sackloch 6 eintaucht und dabei bspw. die Druckfeder 4 beschädigt. Die Vorsprünge 11 und die Nuten 10 bewirken zudem, dass der Bolzen 3 zwar in axialer Richtung relativ zu der Schlaghülse verschiebbar ist, jedoch nicht relativ zu der Schlaghülse 2 drehbar ist. Die Vorsprünge 11 können bspw. nach dem Einsetzen des Bolzens 3 in die Schlaghülse 2 ausgebildet werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Vorsprünge 11 bereits vor dem Einbringen des Bolzens 3 auszuformen, wobei sich die Schlaghülse 2 dann mit den Vorsprüngen 11 geringfügig elastisch aufweitet, wenn der Bolzen 3 in das Sackloch 6 eingesteckt wird. Die Vorsprünge 11 rasten danach in die Nuten 10 ein.
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Die 4a bis 4c zeigen die bestimmungsgemäße Verwendung des Montagewerkzeugs 1 bei der Montage eines Gewindeeinsatzes 12 in ein Werkstück 13. In der dargestellten Ausführungsform ist der Gewindeeinsatz 12 als eine Buchse gestaltet, die ein Außengewinde 14 sowie ein nicht näher dargestelltes Innengewinde aufweist. Das Innengewinde ist dabei an das Außengewinde 9 des Bolzens 3 angepasst. In Nuten des Gewindeeinsatzes 12 sind mehrere Keile 15 festgeklemmt. Alternativ können die Keile auch nachträglich lose in entsprechende Ausnehmungen des Gewindeeinsatzes 12 eingesetzt werden. Das Werkstück 13 ist in der dargestellten Ausführungsform mit einer Ausnehmung mit einem Innengewinde 16 versehen, das an das Außengewinde 14 des Gewindeeinsatzes 12 angepasst ist.
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Die Montage des Gewindeeinsatzes 12 in das Werkstück 13 erfolgt, indem zunächst der Gewindeeinsatz 12 mit seinem Innengewinde auf das Außengewinde 9 des Bolzens 3 aufgeschraubt wird. Hierzu kann das Montagewerkzeug 1 an der Schlaghülse 2 bzw. deren Kopf 5 ergriffen und relativ zu dem Gewindeeinsatz 12 verdreht werden. Durch den Eingriff der Vorsprünge 11 in die Nuten 10 dreht sich der Bolzen 3 gemeinsam mit der Schlaghülse 2 relativ zu dem Gewindeeinsatz 12. Dies ist durch den Pfeil in 4a angedeutet.
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In 4b ist ein Zustand gezeigt, in welchem der Gewindeeinsatz 12 vollständig auf das Außengewinde des Bolzens 3 aufgeschraubt ist. In diesem Zustand kann der Gewindeeinsatz 12 in das Innengewinde 16 des Werkstücks 13 eingeschraubt werden. Hierzu wird wiederum die Schlaghülse 12 bzw. deren Kopf 5 relativ zu dem Werkstück 13 verdreht. Das Drehmoment wird dabei von der Schlaghülse 2 über die Vorsprünge 11 und die Nuten 10 in den Bolzen 3 geleitet und aus diesem über die Gewindeverbindung in den Gewindeeinsatz 12.
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4c zeigt einen Zustand, in dem der Gewindeeinsatz 12 mittels des Montagewerkzeugs 1 in das Werkstück 13 eingeschraubt ist. Die Keile 15 stehen dabei noch über die in 4c obere Kante des Werkstücks 13 hinaus.
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Wie durch den Pfeil in 4c angedeutet, können die Keile 15 in das Werkstück 13 bzw. in dem Gewindeeinsatz 12 eingetrieben werden, indem auf den Kopf 5 der Schlaghülse 2 Kraft ausgeübt wird, insbesondere durch Hammerschläge. Hierbei wird die Schlaghülse 2 gegenüber dem Bolzen 3 in axialer Richtung verschoben, wobei der Bolzen 3 in das Sackloch 6 eintaucht und hierbei die Schlaghülse 2 führt. Die Kontaktfläche 7 trifft dabei auf die in den Figuren obere Kante der Keile 15 und treibt diese in das Werkstück 13 bzw. den Gewindeeinsatz 12 ein.
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Der Profilabschnitt 8 kann dabei bei entsprechender Gestaltung der Ausnehmung in dem Werkstück 13 teilweise in diese eintauchen, so dass die Keile 15 nicht über die Oberfläche des Werkstücks 13 hinausstehen. Anschließend wird das Montagewerkzeug 1 aus dem Gewindeeinsatz 12 herausgeschraubt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagewerkzeug
- 2
- Schlaghülse
- 3
- Bolzen
- 4
- Druckfeder
- 5
- Kopf
- 6
- Sackloch
- 7
- Kontaktfläche
- 8
- Profilabschnitt
- 9
- Außengewinde
- 10
- Nut
- 11
- Vorsprung
- 12
- Gewindeeinsatz
- 13
- Werkstück
- 14
- Außengewinde
- 15
- Keil
- 16
- Innengewinde
