DE9017935U1

DE9017935U1 - Selbstschneidender Gewindeeinsatz

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Publication number: DE9017935U1
Application number: DE9017935U
Authority: DE
Original assignee: FA INPRA ING ALFRED PRECHTL 8458 SULZBACH-ROSENBERG DE
Current assignee: FA INPRA ING ALFRED PRECHTL 8458 SULZBACH-ROSENBERG DE
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1991-09-12
Anticipated expiration: 2000-10-09

Description

30.056/.70/R1

Firma INPRA Ing. Alfred Prechtl

Nürnberger Strasse 8, 8458 Sulzbach Rosenberg

Selbstschneidender Gewindeeinsatz

Die Erfindung betrifft einen selbstschneidenden Gewindeeinsatz mit einem Innen- und einem Außengewinde, mit einer konischen Anfasung am einen Endabschnitt der Außengewindefläche, und mit entlang des Umfangs des Gewindeeinsatzes im Bereich seiner Anfasung gleichmäßig verteilt vorgesehenen Aussparungen, die eine Grundfläche und eine von der Grundfläche wegstehende Seitenfläche aufweisen, die mit der konischen Anfasung bzw. mit der Außengewindefläche an der in Eindrehrichtung des Gewindeeinsatzes gesehen hinteren Randkante eine Gewindeschneidkante bildet.

Ein derartiger selbstschneidender Gewindeeinsatz ist beispielsweise aus dem DE-GM 87 04 166 bekannt. Bei diesem bekannten Gewindeeinsatz sind drei Aussparungen entlang des Umfangs des Gewindeeinsatzes gleichmäßig verteilt vorgesehen, die als Sackbohrungen ausgebildet sind. Dort soll die Grundfläche jeder Aussparung ebenflächig ausgebildet sein und

nahe dem Gewindegrund des Innengewindes zu diesem tangential ausgerichtet sein. Bei diesem bekannten Gewindeeinsatz kann die Grundfläche auch kegelig mit einem Kegelwinkel von ca. 176 Winkelgrad ausgebildet sein, wobei die Kegelspitze in Richtung des Außengewindes weist. Das Innengewinde kann an einer Durchgangsbohrung oder an einer Sacklochbohrung vorgesehen sein. Die von der Grundfläche der Aussparung wegstehende Seitenfläche ist bei diesem bekannten Gewindeeinsatz zylinderförmig, so daß die Gewindeschneidkante der entsprechenden Aussparung kreisbogenförmig ausgebildet ist.

Aus dem DE-GM 8 807 703 ist ein selbstschneidender Gewindeeinsatz der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem die am Umfang des Gewindeeinsatzes gleichmäßig verteilt vorgesehenen Aussparungen wie die zuletzt genannten Aussparungen mit einer ebenflächigen Grundfläche oder mit einer kegeligen Grundfläche ausgebildet sind. Die das Innengewinde aufweisende Bohrung ist als Sackbohrung ausgebildet. Auch bei diesem selbstschneidenden Gewindeeinsatz weisen die einzelnen Aussparungen eine bogenförmige Gewindeschneidkante auf.

Die EP-PS 113 859 offenbart u.a. einen selbstschneidenden Gewindeeinsatz der eingangs erwähnten Art, wobei entlang des Umfangs des Gewindeeinsatzes mindestens 5 als Sackbohrungen ausgebildete Aussparungen gleichmäßig verteilt vorgesehen sind. Durch die Ausbildung der einzelnen Aussparungen als Sackbohrungen ist auch bei diesem Gewindeeinsatz jede Gewindeschneidkante bogenförmig ausgebildet.

Das DE-GM 83 36 015 beschreibt einen selbstschneidenden Gewindeeinsatz, bei dem mindestens 5 Aussparungen am Umfang gleichmäßig verteilt vorgesehen sind, die als Schneidbohrungen ausgebildet sind, welche die Wand des Gewindeeinsatzes vom Außengewinde bis zum Innengewinde durchdringen. Auch hier sind

die einzelnen Gewindeschneidkanten durch die Ausbildung der Aussparungen als Bohrungen bogenförmig ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstschneidenden Gewindeeinsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zur Aufnahme der Schneidspäne dienenden Aussparungen einfach herstellbar sind, wobei sich an jeder Aussparung eine Verbesserung bzw. Optimierung der Gewindeschneidkante ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Aussparung eine zylindrisch konkav gewölbte Grundfläche aufweist, deren Krümmungsmittellinie zur zentralen Längsachse des Gewindeeinsatzes zumindest annähernd senkrecht und zur Außengewindefläche mindestens annähernd tangential orientiert ist. Durch eine solche Ausbildung des selbstschneidenden Gewindeeinsatzes ergibt sich an jeder die Wand des Gewindeeinsatzes nicht durchdringenden Aussparung keine kreisbogenförmige Gewindeschneidkante, sondern in vorteilhafter Weise eine geradlinig verlaufende Schneidkante und somit eine Verbesserung bzw. Optimierung der Schneidarbeit beim Eindrehen des Gewindeeinsatzes in eine dafür vorgesehene glatte Bohrung eines Werkstücks. Ein weiterer Vorteil besteht in der Reduktion des Arbeitsaufwandes zur Herstellung der einzelnen Aussparungen, ohne daß hierdurch eine Verkleinerung des Sammelraumes für Schneidspäne bedingt wäre.

Beim erfindungsgemäßen Gewindeeinsatz können die einzelnen Aussparungen in Bezug auf die zentrale Längsachse des Gewindeeinsatzes genau symmetrisch vorgesehen sein, d.h. jede Aussparung kann zu einer zugehörigen Radialebene genau symmetrisch vorgesehen sein, so daß die beiden Seitenflächen gleich groß sind. Es können z.B. drei oder fünf oder eine beliebige andere Anzahl Aussparungen entlang des Umfangs des

Gewindeseinsatzes gleichmäßig verteilt vorgesehen sein. Anstelle einer genau symmetrischen Anordnung der Aussparungen ist es auch möglich, daß die Grundfläche einer entsprechenden Aussparung durch zwei voneinander beabstandete und zu einander mindestens annähernd parallel ausgerichteten Seitenflächen begrenzt ist, wobei die entsprechende Ausnehmung im Gewindeeinsatz in Bezug zur zugehörigen Radialebene derart vorgesehen ist, daß die in Eindrehrichtung des Gewindeeinsatzes gesehen hintere, die Gewindeschneidkante festlegende Seitenfläche größer ist als die zugehörige vordere Seitenfläche. Bei einer solchen Ausbildung des Gewindeeinsatzes sind die einzelnen Aussparungen also nicht genau zur zentralen Längsachse des Gewindeeinsatzes orientiert, sondern in Bezug auf die entsprechende, die Längsachse enthaltende Radialebene versetzt vorgesehen. Dadurch, daß die die Gewindeschneidkante festlegende Seitenfläche größer ist als die davon beabstandete zweite Seitenfläche der entsprechenden Ausnehmung ergibt sich eine weiter verbesserte Schneidleistung des Gewindeeinsatzes.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen selbstschneidenden Gewindeeinsatzes, für welche ein selbstständiger Patentschutz beantragt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche jeder Aussparung durch eine einzige die Gewindeschneidkante festlegende Seitenfläche begrenzt ist. Bei einem derartig ausgebildeten Gewindeeinsatz sind die einzelnen Aussparungen einfach herstellbar, wobei sich nicht nur ein relativ großes Aufnahmevolumen für Schneidspäne ergibt, sondern in besonders vorteilhafter Weise eine optimale Ausbildung der einzelnen Schneidkanten, weil diese nicht durch eine zugehörige Seitenfläche auf der in Eindrehrichtung des Gewindeeinsatzes gesehen vorderen Randkante quasi verdeckt wird.

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Bei einem Gewindeeinsatz der zuletzt genannten Art kann die Seitenfläche der entsprechenden Aussparung in einer Radialebene des Gewindeeinsatzes liegen. In diesem Fall ergibt sich an der entsprechenden Schneidkante zwischen der Seitenfläche und der Gewindeaußenfläche ein Spanwinkel von 90 Winkelgrad.

Eine Verkleinerung bzw. Vergrösserung des zuletzt genannten Spanwinkels, d.h. ein Spanwinkel unter 90 Winkelgrad bzw. über 90 Winkelgrad, ist realisierbar, wenn bei einem selbstschneidenden Gewindeeinsatz der oben beschriebenen Art die die Gewindeschneidkante festlegende einzige Seitenfläche der entsprechenden Aussparung zu einer Radialebene des Gewindeeinsatzes parallel orientiert und von dieser beabstandet ist. Die Grundfläche schließt mit der zugehörigen einzigen Seitenfläche normalerweise einen rechten Winkel ein. Die Grundfläche kann hierbei in tangentialer Richtung des Gewindeeinsatzes orientiert sein.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gewindeeinsatzes ergibt sich, wenn die Grundfläche der entsprechenden Aussparung gegen die Tangendenrichtung des Gewindeeinsatzes unter einem spitzen Winkel derart geneigt ist, daß die Seitenfläche der entsprechenden Aussparung mit der Außengewindefläche an der zugehörigen Gewindeschneidkante einen spitzen oder einen stumpfen Winkel einschließt. Der Spanwinkel an der entsprechenden Gewindeschneidkante ist dann entweder etwas kleiner oder etwas grosser als 90 Winkelgrad. Der Spanwinkel wird entsprechend dem zu schneidenden Werkstück-Material gewählt. Der Betrag des Spanwinkels zwischen der Außengewindefläche und der von der Grundfläche der Aussparung wegstehenden einzigen Seitenfläche wird derart gewählt, daß sich in Abhängigkeit vom Material des Werkstückes, in welches ein derartiger selbstschneidender Gewindeeinsatz eingeschraubt wird, ein optimaler Spanfluß vom Werkstück in die entsprechende

Aussparung des Gewindeeinsatzes hinein ergibt. Der Spanfluss ist auch noch dadurch verbesserbar, dass der Übergang zwischen der die Schneidkante festlegenden Seitenfläche und der Grundfläche nicht eckig sondern abgerundet ausgebildet ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung in einem vergrößerten Maßstab dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen selbstschneidenden Gewindeeinsatzes. Es zeigt:

Figur 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Gewindeeinsatzes,

Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des Gewindeeinsatzes gemäß Figur 1 entlang der Schnittlinie II-II in Figur 1,

Figur 3 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht des Gewindeeinsatzes gemäß Figur 1 in Blickrichtung des Pfeiles III gemäß Figur 1 von oben,

Figur 4 eine der Figur 3 ähnliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Gewindeeinsatzes,

Figur 5 eine den Figuren 3 und 4 ähnliche Zeichnungsdarstellung einer dritten Ausführungsform des Gewindeeinsatzes,

Figur 6 einen Abschnitt des Gewindeeinsatzes gemäß Figur 5 in Blickrichtung des Pfeiles VI in Figur 5 von der Seite,
und

Figur 7 eine der Figur 5 ähnliche Zeichnungsdarstellung einer vierten Ausführungsform des selbstschneidenden Gewindeeinsatzes.

Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform des selbstschneidenden Gewindeeinsatzes 10 mit einem Außengewinde 12 und einem Innengewinde 14 sowie mit Aussparungen 16. Der Gewindeeinsatz 10 ist an seinem einen Endabschnitt 18 außen mit einer Anfasung 20 ausgebildet, um das Einschneiden des Gewindeeinsatzes 10 in ein glattes Loch eines Werkstückes zu erleichtern. Der Gewindeeinsatz 10 ist entweder mit einem zentralen Durchgangsloch oder mit einem Sackloch ausgebildet, das mit dem Innengewinde 14 versehen ist. Das Außen- und das Innengewinde 12, 14 können gleichgängig oder verschiedengängig sein, d.h. das Außen- und das Innengewinde 12, 14 können rechts- oder linksgängig sein, es ist jedoch auch möglich, das Außengewinde 12 z.B. rechtsgängig und das Innengewinde 14 linksgängig, oder umgekehrt, auszubilden. Desgleichen ist es möglich, Aussen- und Innengewinde (12, 14) mit der gleichen Gewindesteigung oder mit unterschiedlichen Gewindesteigungen vorzusehen.

Aus Figur 3 ist deutlich ersichtlich, daß die Aussparungen entlang des Umfangs des Gewindeeinsatzes 10 gleichmäßig verteilt vorgesehen sind, aus dieser Figur ist auch ersichtlich, daß die Aussparungen 16 genau zur zentralen Längsachse 22 des Gewindeeinsatzes 10 ausgerichtet sind, d.h. in Radialebenen 34 liegen. Die Aussparungen 16 sind im Übergangsbereich zwischen der Anfasung 20 und dem sich daran anschließenden Abschnitt des Außengewindes 12 vorgesehen, wie aus den Figuren 1 und 2 deutlich ersichtlich ist.

Jede der Aussparungen 16 weist eine Grundfläche 24 auf,die -wie aus Figur 2 ersichtlich ist - zylindrisch konkav gewölbt

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ausgebildet ist. Die Krümmungsmittellinie 26 der entsprechenden Grundfläche 24 ist zur zentralen Längsachse 22 des Gewindeeinsatzes 10 zumindest annähernd senkrecht (siehe Figur 1) und zur Außengewindefläche 12 mindestens annähernd tangential (siehe Figur 3) orientiert.

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 gezeichneten Ausführungsbeispiel des Gewindeeinsatzes 10 ist jede Aussparung 16 durch die erwähnte Grundfläche 24 und durch zwei Seitenflächen 28 begrenzt. Die beiden Seitenflächen 28 jeder Ausnehmung 16 sind voneinander beabstandet und zueinander parallel ausgerichtet.

Figur 4 zeigt eine Ausbildung des Gewindeeinsatzes 10, der sich von dem in den Figuren 1, 2 und inbesondere 3 gezeichneten Ausführungsform insbesondere dadurch unterscheidet, daß die entlang des Umfangs des Gewindeeinsatzes 10 gleichmäßig verteilt vorgesehenen Aussparungen 16 im Gewindeeinsatz 10, d.h. in Bezug auf die zentrale Längsachse 22 des Gewindeeinsatzes 10 derart ausgerichtet sind, daß die in Eindrehrichtung des Gewindeeinsatzes 10 gesehene hintere Seitenfläche 28', welche die zur entsprechenden Aussparung 16 zugehörige Gewindeschneidkante 30 festlegt, größer ist als die zur entsprechenden Aussparung 16 zugehörige vordere Seitenfläche 28''. Die Eindrehrichtung ist in Figur 4 durch den Pfeil 32 angedeutet.

Mit der Bezugsziffer 12 ist auch in Figur 4 das Außengewinde und mit der Bezugsziffer 14 das Innengewinde des Gewindeeinsatzes 10 bezeichnet. Die Grundfläche 24 jeder Aussparung 16 ist auch bei der in Figur 4 gezeichneten Ausbildung des Gewindeeinsatzes 10 wie bei der in den Figuren 1 bis 3 gezeichneten Ausbildung des Gewindeeinsatzes 10 zylindrisch konkav gewölbt ausgebildet. Die entsprechende

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Krümmungsmittellinie ist wiederum mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet.

Eine dritte Ausbildung des Gewindeeinsatzes 10 ist in den Figuren 5 und 6 gezeichnet. Bei dieser Ausbildung des Gewindeeinsatzes 10 sind entlang des Umfangs des Gewindeeinsatzes 10 Ausparungen 16 gleichmäßig verteilt vorgesehen, wobei jede Aussparung 16 eine zylindrisch konkav gewölbte Grundfläche 24 und nur eine einzige Seitenfläche 28 aufweist. Die Krümmungsmittellinie jeder entsprechenden Grundfläche 24 ist auch in den Figuren 5 und 6 mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet. Jede Seitenfläche 28 liegt entweder in einer Radialebene des Gewindeeinsatzes 10 oder ist zu einer Radialebene des Gewindeeinsatzes 10 parallel orientiert und von der entsprechenden Radialebene um einen Abstand a beabstandet, wie aus Figur 5 ersichtlich. Die entsprechenden Radialebenen sind in Figur 5 mit der Bezugsziffer 34 bezeichnet. Jede der Seitenflächen 28 bildet mit der Außengewindefläche 12 eine Schneidkante 30, wobei der Spanwinkel zwischen der Seitenfläche 28 und der Außengewindefläche 12 durch die parallele Versetzung um den Betrag a etwas kleiner als 90 Winkelgrad ist. Ein solcher Spanwinkel kleiner als 90 Winkelgradgrad ist auch erzielbar, wenn - wie aus Figur 7 ersichtlich ist - die Grundfläche 24 jeder Ausnehmung 16 gegen die zur zugehörigen Radialebene 34 senkrechte Tangendenrichtung unter einem spitzen Winkel b geneigt ist.

Die Seitenfläche 28 ist zur Grundfläche 24 der entsprechenden Aussparung 16 üblicherweise senkrecht orientiert.

In den einzelnen Figuren sind gleiche Einzelheiten stets mit den selben Bezugsziffern bezeichnet, so daß es sich erübrigt, zu allen Figuren alle Einzelheiten jeweils im Detail zu beschreiben. In den Zeichnungen ist der Übergang zwischen

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Grundfläche 24 und Seitenfläche (n) 28 jeweils rechtwinklig scharfkantig gezeichnet. Ein guter Spanfluss wird erzielt, wenn der Übergang zwischen Grundfläche 24 und Seitenfläche (n) 28 abgerundet ausgebildet ist.

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Claims

Il

30.056/70/rl

Firma INPRA Ing. Alfred Prechtl,

Nürnberger Strasse 8, 8458 Sulzbach-Rosenberg

ANSPRÜCHE

1. Selbstschneidender Gewindeeinsatz mit einem Außen- und einem Innengewinde (12, 14), mit einer konischen Anfasung (20) an einem Endabschnitt (18) der Außengewindefläche (12), und mit entlang des Umfangs des Gewindeeinsatzes (10) im Bereich seiner Anfasung (20) gleichmäßig verteilt vorgesehenen Aussparungen (16), die eine Grundfläche (24) und eine von der Grundfläche (24) wegstehende Seitenfläche (28; 28', 28'') aufweisen, die mit der konischen Anfasung (20) bzw. mit der Außengewindeflache (12) an der in Eindrehrichtung (32) des Gewindeeinsatzes (10) gesehen hinteren Randkante eine Gewindeschneidkante (30) bildet,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Aussparung (16) eine zylindrisch konkav gewölbte Grundfläche (24) aufweist, deren Krümmungsmittellinie

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(26) zur zentralen Längsachse (22) des Gewindeeinsatzes

(10) zumindest annähernd senkrecht und zur

Außengewindefläche (12) mindestens annähernd tangential orientiert ist.

2. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (24) durch zwei voneinander beabstandete und zueinander mindestens annähernd parallel ausgerichtete Seitenflächen (28', 28'') begrenzt ist, wobei die entsprechende Ausnehmung (16) im Gewindeeinsatz (10) derart vorgesehen ist, daß die in Eindrehrichtung (32) des Gewindeeinsatzes (10) gesehen hintere, die Gewindeschneidkante (30) festlegende Seitenfläche (28') größer ist als die zugehörige vordere Seitenfläche (28' ' ) .

3. Selbstschneidender Gewindeeinsatz insbesondere nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (24) durch eine einzige, die Gewindeschneidekante (30) festlegende Seitenfläche (28) begrenzt ist.

4. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (28) in einer Radialebene (34) des Gewindeeinsatzes (10) liegt.

5. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (28) zu einer Radialebene (34) des Gewindeeinsatzes parallel orientiert ist und von dieser Radialebene (34) einen solchen Abstand (a) besitzt, daß

die Seitenfläche (28) mit der Außengewindefläche (12) an der zugehörigen Gewindeschneidkante (30) einen von Winkelgrad abweichenden Winkel einschließt.

. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (24) mit der Seitenfläche (28) einen rechten Winkel einschließen.

. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach einem der Anprüche 3 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (24) in Bezug auf den Gewindeeinsatz

(10) tangential orientiert ist.

8. Selbstschneidender Gewindeeinsatz nach einem der Ansprüche 3 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (24) gegen die Tangentenrichtung um einem spitzen Winkel (b) derart geneigt ist, daß die Seitenfläche (28) der Ausnehmung mit der Außengewindefläche (12) an der zugehörigen Gewindeschneidkante (30) einen von 90 Winkelgrad verschiedenen Winkel einschließt.

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