WO2006092445A2 - Bauteil mit aussengewinde zum einsetzen in ein innengewinde - Google Patents

Bauteil mit aussengewinde zum einsetzen in ein innengewinde Download PDF

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WO2006092445A2
WO2006092445A2 PCT/EP2006/060461 EP2006060461W WO2006092445A2 WO 2006092445 A2 WO2006092445 A2 WO 2006092445A2 EP 2006060461 W EP2006060461 W EP 2006060461W WO 2006092445 A2 WO2006092445 A2 WO 2006092445A2
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screw
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Arno Giehl
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Arno Giehl
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/12—Separate metal or non-separate or non-metal dowel sleeves fastened by inserting the screw, nail or the like
    • F16B13/126—Separate metal or non-separate or non-metal dowel sleeves fastened by inserting the screw, nail or the like fastened by inserting an unthreaded element, e.g. pin or nail
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F16B19/10—Hollow rivets; Multi-part rivets fastened by expanding mechanically
    • F16B19/1027—Multi-part rivets
    • F16B19/1036—Blind rivets
    • F16B19/1081—Blind rivets fastened by a drive-pin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/02—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws divided longitudinally

Definitions

  • the invention relates to a component with external thread for insertion into an internal thread with a threaded bolt, which has an external thread for screwing into the internal thread and an indirectly or directly connected to the threaded bolt component body, wherein the threaded bolt of at least two, relative to each other in the Screwing direction of right-angle direction movable outer threaded shells, a, between the threaded shells insertable pin-shaped expansion element and an elastic counter-pressure element for adjusting the threaded shells is formed on the expansion element, and wherein the curvature of the outer surfaces of the threaded shells corresponds to the radius of the composite threaded bolt, the threaded shells on its inside have at least one parallel to the screwing Reibhaftungs Scheme and at least one in the direction of the component body facing away from the end of the threaded shells narrowing spreading / sliding area and the Versch iebeweg the spreader is limited relative to the threaded shells by a Wegbegrenzung with a front stop and a rear stop
  • a component with external thread for insertion into an internal thread of this type is as
  • Screw from DE 100 36 194.3 Al known has two threaded cups with a Aussengwinde, the outer radius of curvature is less than 180 ° and which can be put together in a threaded blind hole or a nut. About an expanding mandrel, the two threaded shells are then pressed outwards, so that the external thread of the threaded shells comes into positive engagement with the internal thread of the threaded Sacklocks.
  • the known screw on two elastic counter-pressure elements in the form of rubber or spring washers which press against each other in the front and rear of the threaded shells, including the expanding mandrel, wherein the expanding mandrel such is configured such that the displacement of the expanding mandrel relative to the threaded cups on a travel limit with a front and a limited rear stop, wherein the front stop of the front elastic counter-pressure element and the rear stop is formed by the rear elastic counter-pressure element.
  • this screw has the disadvantage that when inserting the Sp Dahldoms the two threaded cups are initially employed at an angle to each other and only with progressive insertion, the parallelism of the threaded shells simultaneous engagement of the threaded portions is made each other. This leads to the risk that the threads tilt and damage the thread.
  • Another disadvantage of the known screw is that two elastic counter-pressure elements are necessary to hold the two threaded cups together.
  • Screw having threaded shells which are held together by means of counter-pressure elements and can be pressed via an expansion element into an internal thread. Also in these embodiments, the threaded cups are made oblique by pressing the expansion element and there are several counter-pressure elements necessary. Disclosure of the invention
  • the object of the invention is therefore to provide a component that at low
  • this object is achieved in that at least one spreading
  • Sliding portion is arranged at a distance from the ends of the threaded bolt and the elastic counter-pressure element in a circumferential receiving recess in the outer wall of the threaded shells, the threaded shells is arranged encompassing, wherein the receiving recess is arranged such that during the complete displacement in the direction of displacement of the expansion between the front stop and the rear stop is positioned.
  • the component according to the invention may be a screw, but it is also any other component with an attached thereto, threaded rod-like mounting option conceivable.
  • the mobility of the threaded shells can be achieved, for example, that one of the threaded shells is positively connected to the component, while the other threaded cup or the other threaded shells are connected via the elastic counter-pressure element with this, relative to the component fixed threaded shell.
  • the invention can be used for all threaded rod-like form-fitting connections with screw effect.
  • a preferred application will be the design of a quick release or fixable screw.
  • Another application of the invention may be, for example, in a tap for an internal thread, wherein the threaded shells then have the cutting geometry.
  • Essential for the invention is the fact that between the spreader and the threaded shells Reibhaftungs Schemee with parallel to the Einschraubraum contact surface and spreading / sliding areas are provided with screwing to the direction of contact surface, so that the spreading / sliding areas cause the pressing apart of the threaded cups and prevent the Reibhaftungs Schemee on the static friction that the spreader slips out of the threaded rods again.
  • the elastic counter-pressure element between the front stop and the rear stop of the expansion element is arranged. In this way, no tilting moment is applied to the threaded cups and the impressions of the expansion element between the threaded cups causes a substantial parallel offset of the threaded cups in the direction of the internal thread.
  • a plurality of spreading / sliding areas can be provided, in which case either a central, for example, central elastic counter-pressure element or a separate, separate elastic counter-pressure element is provided for each spreading / sliding area.
  • the spreading / sliding areas must be arranged very close to each other, so that it is preferable to dispense with the provision of several spreading / sliding areas.
  • the preferred embodiment therefore has a spreading / sliding area with a counter-pressure element arranged in a receiving recess.
  • the elastic counter-pressure element should be able to apply an inwardly directed spring force to the threaded cups. At the same time it must allow the mobility of the threaded shells in the radial direction.
  • An advantageous embodiment of the invention therefore has a counter-pressure element in the form of an annular spring, in particular in the form of a metallic spreader ring, which may be formed for example from an angle range of 350 ° covering spring steel ring.
  • rubber rings can be used, wherein it should be noted that a corresponding fatigue resistance is given with repeated use of the screw. If, however, the screw is probably first installed and then, after loosening, not used further, on the other hand, the fatigue strength of the rubber ring is usually of lesser importance.
  • a practical embodiment of the component is a screw which has two threaded shells, wherein in the range between about one and two thirds of the total thread length a conically tapering, central spreading / sliding region is provided and in each case a Reibhaftungs Scheme is arranged in front of and behind this area ,
  • the largest part of the thread length is used, about one third for spreading the threaded cups and with the remaining two thirds for applying a frictional force, which holds the spreader back between the threaded cups.
  • the threaded cups usually have a cross-section which is slightly smaller than a semicircle. In this way remains between the outwardly pressed into the internal thread threaded cups a gap that can be filled by the expansion element.
  • a further recess may be provided in the interior of the threaded cups, so that the expansion element may have rounded outer areas set in sections on the flat area.
  • the friction surface is increased and, on the other hand, the guidance of the expansion element within the threaded shells is improved.
  • only the laterally projecting, rounded areas will take over the spreading function, while the remaining area of the expansion element is guided only between the two threaded shells and thus formed as a guide surface.
  • a self-locking of the screw can be easily realized by the guide surface extends in the radial direction into the region of the receiving recess, so that the pushing in of the guide surface during insertion of the expansion element in the receiving recess causes the elastic Counterpressure element is pushed further outward.
  • the guide surfaces can be used to form the front and the rear stop.
  • the guide surface is guided so far radially outward that it extends into the region of the receiving recess.
  • the guide surface is provided with a recess, so that the elastic counter-pressure element is guided within the recess without radial external pressure to be pressed only in the rear region of the displacement over a then radially outwardly increasing pressure range to form the optional self-locking to the outside.
  • the ends of the recess then form the front and the rear stop, provided that they are designed so that a skipping of the elastic counter-pressure element via this end stop is not possible.
  • a small elevation may be provided, which acts as a safety catch by the elastic counter-pressure element upon displacement of the expansion element in Direction of the thread inside over this survey must slide.
  • a pure snapping or a solid connection can be made so that a release of the expansion element of the threaded cups is no longer possible without destroying the counter-pressure element or the expansion element.
  • the threaded shells have a shell head extending radially outwardly outside the internal thread, the composite shell heads, leaving a gap between their edges, yielding a non-round outer head. If now the expansion element inserted into this threaded cups, this may have a screw head which surrounds the shell-like head like a bell.
  • the screw head is provided with a head receptacle in the form of an outer contour of the shell head corresponding head receptacle into which the body formed by the shell heads is able to engage positively.
  • This embodiment has the advantage that the screw head over a usual
  • the head receptacle is preferably designed such that the gap between the shell heads is filled by the head receptacle, so that torque can be transmitted from one shell head to the adjacent shell head via the head receptacle.
  • the relative mobility of the head body relative to the head receptacle can be suppressed or prevented via a suitable safety measure.
  • this can be, for example, a latching connection between the head body and the head receptacle.
  • Another embodiment of such a backup consists in a central threaded bore both in the head body and in the head receptacle, so that the screwing a locking screw by the screw head in the head body defines both components relative to each other.
  • Such a construction can either by a blind hole thread through
  • FIG. 1 shows a screw connection according to the invention before insertion into the internal thread
  • FIG. 2 shows the screw connection from FIG. 1 after completion of the insertion process
  • FIG. 3 shows the screw connection from FIG. 1 in a top view in section
  • FIG. 4 shows the expansion element from the screw connection according to FIGS. 1 and 2
  • Fig. 5 shows a threaded cup in another embodiment of the screw connection. The best way to exploit the invention
  • FIG. 1 shows a component designed as a screw, which is inserted into an internal thread 1.
  • the component has a component body 2, designed here as the head of the hexagonal screw.
  • the external thread of two threaded cups 3 is formed, which can be pressed over a spreader 4 to the outside. Only through this outward pressing the engagement takes place in the internal thread.
  • these threaded cups 3 have a receiving recess 8, in which an elastic Gegenuckelement 14 is arranged.
  • This counter-pressure element is a spring ring, which applies an inwardly directed spring force on the threaded cups 3.
  • the necessary for pressing the threaded cups 3 in the internal thread 1 spreading force is then applied by the geometry of the expansion element 4, which has a spreading / sliding 5 for this purpose.
  • a static friction region 5 ' is provided, which has a surface parallel to the lateral surface of the internal thread 1, so that there is a pull-out opposite static friction force.
  • the elastic counter-pressure element 14 is held in a guide which is bounded by a front stop 6 and a rear stop 7.
  • this guide and the spreading force can now be applied in the middle of the threaded shells 3, so that a subsidence of the threaded cups 3 can be avoided and can be dispensed with a second counter-pressure element 14.
  • the screw connection according to the invention is made only with a counter-pressure element 14, which can be additionally used as a screw locking, namely by the pushed-spreading element 4 is pushed so far outward that it presses into the internal thread 1.
  • FIG. 2 shows the screw connection according to FIG. 1 in an assembled state.
  • the threaded cups 3 are pressed by the spreader to the outside.
  • the outwardly projecting parts of the threaded cups 3 are assembled into a shell head 12.
  • the expansion element is provided in the upper region with a hexagonal body which is slipped over the shell head 12 and for this purpose has a head receptacle 31.
  • FIG. 3 shows the design of the screw in a plan view in section.
  • Threaded shells 3 are configured in the upper, protruding from the inner bore 1 area rectangular and the expansion element 4 has an upper approach in the form of the head of a hexagon screw.
  • the upper approach is provided with a lower head receptacle 13, in which the head body is used.
  • the rectangular areas are arranged at a distance from one another, wherein the gap is filled by the spreader 4 for torque transmission.
  • the design of the upper screw portion has the advantage that the tightening torque can be transmitted to the threaded cups 3 with the least possible load, since torque transmission from one threaded cup 3 to the opposite threaded cup 3 is possible.
  • FIG. 4 shows the expansion element in an isolated representation, wherein it can be seen here that the expansion element has laterally flat protruding areas, which are arranged between the two threaded shells 3.
  • the guide of the counter-pressure element 4 is realized by this flat portion has a recess 9, within which the counter-pressure element 14 is guided.
  • the counterpressure element In the assembled state, the counterpressure element is pressed outwards via a projection 10, so that the above-mentioned screw lock results by impressing the elastic counterpressure element into the internal thread.
  • a collar-like safety catch 11 is provided, which forms a positive retention for the counter-pressure element 14.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a threaded cup 3, here in the lower one
  • a through-bolt can be used, which protrudes freely in the rear area to the outside.
  • the purpose of this rear, non-threaded area is the fact that this will prevent unscrewing the mated screw, as a result of a screwing the end of the external thread of the threaded cup 3 will be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde (1) mit einem Gewindebolzen und einem damit verbundenen Bauteilkörper (2), wobei der Gewindebolzen von zwei Gewindeschalen (3), einem dazwischen einschiebbaren Spreizelement (4) und einem elastische Gegendruckelement (14) zum Anstellen der Gewindeschalen (3) an das Spreizelement (4) gebildet ist und die Gewindeschalen (3) einen Reibhaftungsbereich (5’) und einen sich verengenden Spreiz-/Gleitbereich (5) aufweisen und der Verschiebeweg des Spreizelements (4) durch eine Wegbegrenzung mit vorderem und hinterem Anschlag (6,7) begrenzt ist. Die Bauteile können beim Spreizen verklemmen und es sind zwei Gegendruckelemente erforderlich. Dies vermeidet die Erfindung dadurch, dass ein Spreiz-/Gleitbereich (5) im Abstand zu den Enden des Gewindebolzens angeordnet ist und das Gegendruckelement (14) in einer umlaufenden Aufnahmevertiefung (8) in der äußeren Wandung der Gewindeschalen (3) diese umgreifend angeordnet ist.

Description

Beschreibung
BAUTEIL MIT AUSSENGEWINDE ZUM EINSETZEN IN EIN
INNENGEWINDE
Technisches Umfeld
[001] Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde mit einem Gewindebolzen, der ein Außengewinde zum Einschrauben in das Innengewinde aufweist und einem mit dem Gewindebolzen mittelbar oder unmittelbar verbundenen Bauteilkörper, wobei der Gewindebolzen von wenigstens zwei, relativ zueinander in zur Einschraubrichtung rechtwinkliger Richtung beweglichen, äußeren Gewindeschalen, einem, zwischen die Gewindeschalen einschiebbaren stiftförmigen Spreizelement und einem elastischen Gegendruckelement zum Anstellen der Gewindeschalen an das Spreizelement gebildet ist, und wobei die Krümmung der Außenflächen der Gewindeschalen dem Radius des zusammengesetzten Gewindebolzens entspricht, die Gewindeschalen auf ihrer Innenseite zumindest einen zur Einschraubrichtung parallelen Reibhaftungsbereich und wenigstens einen in Richtung des dem Bauteilkörper abgewandten Endes der Gewindeschalen sich verengenden Spreiz-/Gleitbereich aufweisen und der Verschiebeweg des Spreizelements relativ zu den Gewindeschalen durch eine Wegbegrenzung mit einem vorderen Anschlag und einem hinteren Anschlag begrenzt ist.
[002] Ein Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde dieser Art ist als
Schraube aus der DE 100 36 194.3 Al bekannt. Die bekannte Schraube weist zwei Gewindeschalen mit einem Aussengwinde auf, deren äußerer Krümmungsradius weniger als 180° beträgt und die aneinander gesetzt in ein Gewindesackloch oder eine Mutter eingesetzt werden kann. Über einen Spreizdorn werden dann die beiden Gewindeschalen nach außen gedrückt, so dass das Außengewinde der Gewindeschalen formschlüssig mit dem Innengewinde des Gewindesacklocks in Eingriff kommt.
[003] Zum Entfernen der Schraube kann diese entweder auf herkömmliche Weise aus dem Gewinde herausgeschraubt werden oder es wird der Spreizdorn gezogen, so dass die beiden Gewindeschalen wieder nach innen verlagerbar sind und die Schraube dann einfach aus dem Gewindeloch heraus gezogen werden kann.
[004] Damit die Gewindeschalen und der Spreizdorn nicht im unmontierten Zustand auseinander fallen, weist die bekannte Schraube zwei elastische Gegendruckelemente in Form von Gummi oder Federringen auf, die im vorderen und hinteren Bereich die Gewindeschalen unter Einschluss des Spreizdorns gegeneinander drücken, wobei der Spreizdorn derart ausgestaltet ist, dass der Verschiebeweg des Spreizdorns relativ zu den Gewindeschalen über eine Wegbegrenzung mit einem vorderen und einem hinteren Anschlag begrenzt ist, wobei der vordere Anschlag von dem vorderen elastischen Gegendruckelement und der hintere Anschlag von dem hinteren elastischen Gegendruckelement gebildet ist.
[005] Obwohl mit dieser bekannten Schraube das Prinzip einer Steck-Schraubverbindung bereits realisierbar ist, weist diese Schraube doch den Nachteil auf, dass bei Einschieben des Spreizdoms die beiden Gewindeschalen zunächst im Winkel zueinander angestellt werden und erst mit fortschreitendem Einschub die Parallelität der Gewindeschalen bei gleichzeitigem Eingriff der Gewindebereiche einander hergestellt wird. Dies führt zu der Gefahr, dass sich die Gewindegänge verkanten und das Gewinde beschädigt wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schraube besteht darin, dass zwei elastische Gegendruckelemente notwendig sind, um die beiden Gewindeschalen zusammen zu halten.
[006] Auch die US 4478546 A, die US 3922946 A und die US 3456547 A zeigen eine
Schraube, die Gewindeschalen aufweist, welche über Gegendruckelemente aneinander gehalten sind und über ein Spreizelement in ein Innengewinde gedrückt werden können. Auch bei diesen Ausgestaltungen werden die Gewindeschalen durch Einpressen des Spreizelements schräg gestellt und es sind mehrere Gegendruckelemente notwendig. Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
[007] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bauteil zu schaffen, dass bei geringen
Kosten sicher zu einer Schraubverbindung zusammensetzbar ist. Technische Lösung
[008] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass zumindest ein Spreiz-
/Gleitbereich im Abstand zu den Enden des Gewindebolzens angeordnet ist und das elastische Gegendruckelement in einer umlaufenden Aufnahmevertiefung in der äußeren Wandung der Gewindeschalen, die Gewindeschalen umgreifend angeordnet ist, wobei die Aufnahmevertiefung derart angeordnet ist, dass sie während des vollständigen Verschiebeweges in Verschieberichtung des Spreizelements zwischen dem vorderen Anschlag und dem hinteren Anschlag positioniert ist.
[009] Das erfindungsgemäße Bauteil kann eine Schraube sein, es ist jedoch auch ein beliebiges anderes Bauteil mit einer daran angeordneten, gewindestangenähnlichen Befestigungsmöglichkeit denkbar. Bei komplexeren Bauteilen kann die Beweglichkeit der Gewindeschalen zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass eine der Gewindeschalen formschlüssig mit dem Bauteil verbunden ist, während die andere Gewindeschale bzw. die anderen Gewindeschalen über das elastische Gegendruckelement mit dieser, relativ zum Bauteil fest stehenden Gewindeschale verbunden sind. Grundsätzlich ist die Erfindung für alle Gewindestangenartigen formschlüssigen Verbindungen mit Schraubeffekt einsetzbar. Ein bevorzugter Einsatzzweck wird jedoch die Ausgestaltung einer schnell lösbaren bzw. festlegbaren Schraube sein. Eine weitere Anwendung der Erfindung kann beispielsweise in einem Gewindeschneider für ein Innengewinde bestehen, wobei die Gewindeschalen dann die Schneidgeometrie aufweisen.
[010] Wesentlich für die Erfindung ist die Tatsache, dass zwischen dem Spreizelement und den Gewindeschalen Reibhaftungsbereiche mit zur Einschraubrichtung paralleler Berührungsfläche und Spreiz-/Gleitbereiche mit zur Einschraubrichtung angestellter Berührungsfläche vorhanden sind, so dass die Spreiz-/Gleitbereiche das Auseinanderdrücken der Gewindeschalen bewirken und die Reibhaftungsbereiche über die Haftreibung verhindern, dass das Spreizelement wieder aus den Gewindestangen herausrutscht.
[011] Neu ist nun die Tatsache, dass zumindest ein Spreiz-/Gleitbereich im Abstand sowohl zum vorderen als auch zum hinteren Ende des Gewindebolzens angeordnet ist und das elastische Gegendruckelement im Bereich dieses Spreiz-/Gleitbereiches vorgesehen ist. Damit es die Gewindefunktionen der Gewindeschalen nicht stört, ist im Bereich des Gegendruckelements eine Aufnahmevertiefung angeordnet, in die das elastische Gegendruckelement, das beispielsweise ein Federring sein kann, eingesetzt ist.
[012] Aufwändigere Ausgestaltungen der Erfindung können natürlich auch innen angeordnete Federn aufweisen, die die Gewindeschalen miteinander verbinden. In diesem Fall kann auf die Aufnahmevertiefung verzichtet werden.
[013] Um die Anzahl der notwendigen elastischen Gegendruckelemente möglichst gering halten zu können, ist das elastische Gegendruckelement zwischen dem vorderen Anschlag und dem hinteren Anschlag des Spreizelements angeordnet. Auf diese Weise wird kein Kippmoment auf die Gewindeschalen aufgebracht und das Eindrücken des Spreizelements zwischen die Gewindeschalen bewirkt einen weitgehenden Parallelversatz der Gewindeschalen in Richtung des Innengewindes. Selbstverständlich können statt einem Spreiz-/Gleitbereich auch mehrere Spreiz-/Gleitbereiche vorgesehen werden, wobei dann entweder ein zentrales, beispielsweise mittiges elastisches Gegendruckelement oder für jeden Spreiz-/Gleitbereich ein eigenes separates elastisches Gegendruckelement vorgesehen wird.
[014] Um ein Verkippen der Gewindeschalen relativ zueinander zu vermeiden, müssen erfindungsgemäß jedoch die Spreiz-/Gleitbereiche sehr nahe beieinander angeordnet werden, so dass bevorzugt auf das Vorsehen mehrerer Spreiz-/Gleitbereiche verzichtet werden wird. Die bevorzugte Ausgestaltung weist daher einen Spreiz-/Gleitbereich mit einem in eine Aufnahmevertiefung angeordneten Gegendruckelement auf. [015] Das elastische Gegendruckelement soll eine nach innen gerichtete Federkraft auf die Gewindeschalen aufbringen können. Gleichzeitig muss es die Beweglichkeit der Gewindeschalen in radialer Richtung zulassen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung weist daher ein Gegendruckelement in Form einer Ringfeder, insbesondere in Form eines metallischen Spreizringes auf, der beispielsweise aus einem einen Winkelbereich von 350° abdeckenden Federstahlring gebildet sein kann. Alternativ können auch Gummiringe verwendet werden, wobei hier beachtet werden sollte, dass eine entsprechende Dauerfestigkeit bei wiederholtem Einsatz der Schraube gegeben ist. Wird dagegen die Schraube wohl erstmalig verbaut und anschließend, nach Lösen, nicht weiter verwendet, ist dagegen die Dauerfestigkeit des Gummiringes meist von geringerer Bedeutung.
[016] Eine praktische Ausgestaltung des Bauteils ist eine Schraube, die zwei Gewindeschalen aufweist, wobei im Bereich zwischen etwa einem und zwei Drittel der Gesamtgewindelänge ein konisch zulaufender, mittiger Spreiz-/Gleitbereich vorgesehen ist und jeweils vor und hinter diesem Bereich ein Reibhaftungsbereich angeordnet ist. So wird der größtmögliche Teil der Gewindelänge genutzt, etwa zu einem Drittel zum Aufspreizen der Gewindeschalen und mit den verbleibenden zwei Dritteln zum Aufbringen einer Reibungskraft, die das Spreizelement zwischen den Gewindeschalen zurück hält. Die Gewindeschalen weisen üblicherweise einen Querschnitt auf, der etwas kleiner ist als ein Halbkreis. Auf diese Weise verbleibt zwischen den nach außen in das Innengewinde gedrückten Gewindeschalen ein Spalt, der von dem Spreizelement gefüllt werden kann.
[017] Zusätzlich zum halbkreisförmigen Querschnitt kann im Inneren der Gewindeschalen eine weitere Ausnehmung vorgesehen sein, so dass das Spreizelement abschnittsweise an den flachen Bereich angesetzte gerundete Außenbereiche aufweisen kann. Auf diese Weise wird einerseits die Reibungsfläche erhöht und zum anderen die Führung des Spreizelements innerhalb der Gewindeschalen verbessert. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung werden nur die seitlich hervorspringenden, gerundeten Bereiche die Spreizfunktion übernehmen, während die übrigen Bereich des Spreizelements lediglich zwischen den beiden Gewindeschalen geführt und somit als Führungsfläche ausgebildet sind.
[018] Bei einer solchen Ausgestaltung kann einfach eine Selbsthemmung der Schraube realisiert werden, indem sich die Führungsfläche in radialer Richtung bis in den Bereich der Aufnahmevertiefung erstreckt, so dass das Hereindrücken der Führungsfläche während des Einschiebens des Spreizelements in die Aufnahmevertiefung bewirkt, dass das elastische Gegendruckelement noch weiter nach außen gedrückt wird.
[019] Weist nun die Führungsfläche einen entsprechend radial nach außen hervor- springenden Bereich auf, so dass das elastische Gegendruckelement in das Innengewinde eingedrückt werden kann, entsteht durch diese zusätzliche Reibungskraft ein formschlüssiger Verbund zwischen den Gewindegängen des Innengewindes und dem Material des Gegendruckelements. Auf diese Weist ist leicht du einfach eine Sicherung der Schraube hergestellt.
[020] Darüber hinaus können die Führungsflächen genutzt werden, um den vorderen und den hinteren Anschlag zu bilden.
[021] Hierzu ist ebenfalls die Führungsfläche so weit radial nach außen geführt, dass sie sich bis in den Bereich der Aufnahmevertiefung erstreckt. In diesem Bereich ist die Führungsfläche mit einer Ausnehmung versehen, so dass das elastische Gegendruckelement innerhalb der Ausnehmung ohne radialen Außendruck geführt ist um erst im hinteren Bereich des Verschiebeweges über einen dann radial nach außen ansteigenden Druckbereich zur Bildung der optionalen Selbsthemmung nach außen gedrückt zu werden. Die Enden der Ausnehmung bilden dann den vorderen und den hinteren Anschlag, sofern sie so gestaltet sind, dass ein Überspringen des elastischen Gegendruckelements über diesen Endanschlag nicht möglich ist.
[022] Zusätzlich kann zwischen dem sich radial nach außen erweiternden Bereich, der das elastische Gegendruckelement in das Innengewinde einpresst, und dem Bereich ohne radiale Spreizkraft, eine kleine Erhebung vorgesehen sein, die als Rastsicherung wirkt, indem das elastische Gegendruckelement bei Verschieben des Spreizelements in Richtung des Gewindeinneren über diese Erhebung gleiten muss. Je nach Formgebung der Erhebung auf der Rückseite kann so ein reines Rasten oder auch eine feste Verbindung hergestellt werden, so dass ohne Zerstörung des Gegendruckelements oder des Spreizelements ein Lösen des Spreizelements von den Gewindeschalen nicht mehr möglich ist.
[023] Zumindest dann, wenn das erfindungsgemäße Bauteil eine Schraube ist, kann eine weitere Sicherung vorgesehen werden. Hierzu weisen beispielsweise die Gewindeschalen einen sich außerhalb des Innengewindes radial nach außen erstreckenden Schalenkopf auf, wobei die zusammengesetzten Schalenköpfe unter Belassung eines Spaltes zwischen ihren Rändern einen nicht runden Außenkopf ergeben. Wird in diese Gewindeschalen nun das Spreizelement eingeschoben, kann dieses einen Schraubenkopf aufweisen, der glockenartig den Schalenkopf umschließt. Hierzu ist der Schraubenkopf mit einer Kopfaufnahme in Form einer der Außenkontur des Schalenkopfes entsprechenden Kopfaufnahme versehen, in die der von den Schalenköpfen gebildete Körper formschlüssig einzugreifen vermag.
[024] Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Schraubenkopf über einen üblichen
Schlüssel verdrehbar ist, während über die Schalenköpfe das Drehmoment in die Gewindeschalen eingebracht ohne dass die Gefahr besteht, dass in Folge des Drehmomentes die Gewindeschalen abgeschert werden. Bevorzugt ist die Kopfaufnahme daher auch so gestaltet, dass der Spalt zwischen den Schalenköpfen von der Kopfaufnahme ausgefüllt wird, so dass Drehmoment von einem Schalenkopf auf den benachbarten Schalenkopf über die Kopfaufnahme übertragen werden kann.
[025] Die Relativbeweglichkeit des Kopfkörpers relativ zur Kopfaufnahme kann über eine geeignete Sicherungsmaßnahme unterdrückt oder verhindert werden. Dies kann im einfachsten Fall zum Beispiel eine Rastverbindung zwischen Kopfkörper und Kopfaufnahme sein. Eine weitere Ausgestaltung einer solchen Sicherung besteht in einer mittigen Gewindebohrung sowohl im Kopfkörper als auch in der Kopfaufnahme, so dass das Einschrauben einer Sicherungsschraube durch den Schraubenkopf in den Kopfkörper beide Bauteile relativ zueinander festlegt.
[026] Schließlich kann mit der Erfindung auch eine günstige Schraubverbindung mit
Sicherung gegen ungewolltes Herausschrauben hergestellt werden. Durch das nach außen Verlagern der Gewindeschalen und dadurch bedingten Eingriff in das Innengewinde kann nämlich nun ein unterer Bereich in den Gewindeschalen vorgesehen werden, der nicht mit einem Gewinde versehen ist. Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass hinter dem Innengewinde ein entsprechender Raum vorgesehen ist, in den dieser massive Teil der Gewindeschalen hinein gedrückt werden kann.
[027] Eine solche Konstruktion kann entweder bei einem Sacklochgewinde durch
Ausspindeln des unteren Gewindeteils hergestellt werden oder bei einer Durchgangsschraube durch den hinter der Durchgangsbohrung befindlichen Freiraum bzw. durch eine von der anderen Seite eingebrachte Bohrung realisiert werden. Wir nun eine Schraubverbindung mit solchen Gewindeschalen eingesetzt, spreizt sich diese Schraube durch Hereinstecken des Spreizelements, wobei der nicht mit dem Aussengwinde versehene Bereich der Gewindeschalen ebenfalls nach außen gedrückt wird. Ein Herausschrauben dieser Schraube aus dem Gewinde ist dann unmöglich, weil zwangsläufig ein hinterer Schraubenteil ohne Gewindeeinprägung an das Innengewinde stößt.
[028] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Kurze Beschreibung von Zeichnungen
[029] In den Zeichnungen zeigt:
[030] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schraubenverbindung vor dem Einsetzen in das Innengewinde,
[031] Fig. 2 die Schraubenverbindung aus Fig. 1 nach Abschluss des Einsetzvorgangs,
[032] Fig. 3 die Schraubenverbindung aus Fig. 1 in einer Draufsicht im Schnitt, [033] Fig. 4 das Spreizelement aus der Schraubenverbindung gemäß den Fig. 1 und 2, und
[034] Fig. 5 eine Gewindeschale in einer anderen Ausgestaltung der Schraubenverbindung. Die beste Art und Weise, die Erfindung auszunutzen
[035] Figur 1 zeigt ein als Schraube ausgebildetes Bauteil, das in ein Innengewinde 1 eingesetzt ist. Das Bauteil weist einen Bauteilkörper 2 auf, hier als Kopf der Sechskantschraube ausgebildet. Um die Schraube nicht vollständig in das Innengewinde einschrauben zu müssen, ist das Außengewinde von zwei Gewindeschalen 3 gebildet, die über ein Spreizelement 4 nach außen gedrückt werden können. Erst durch diesen nach außen Drücken erfolgt der Eingriff in das Innengewinde 1.
[036] Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei Gewindeschalen 3 verwendet.
Im mittleren Bereich weisen diese Gewindeschalen 3 eine Aufnahmevertiefung 8 auf, in der ein elastisches Gegenduckelement 14 angeordnet ist. Dieses Gegendruckelement ist ein Federring, der eine nach innen gerichtete Federkraft auf die Gewindeschalen 3 aufbringt. Die zum Eindrücken der Gewindeschalen 3 in das Innengewinde 1 notwendige Spreizkraft wird dann von der Geometrie des Spreizelements 4 aufgebracht, das hierzu einen Spreiz-/Gleitbereich 5 aufweist. Um ein Herausrutschen des Spreizelements 4 aus den Gewindeschalen 3 in montiertem Zustand zu vermeiden, ist ein Haftreibungsbereich 5' vorgesehen, der eine zur Mantelfläche des Innengewindes 1 parallele Räche aufweist, so dass sich eine dem Herausziehen entgegen gesetzte Haftreibungskraft ergibt.
[037] Damit das Bauteil nicht nach Herausnehmen aus dem Innengewinde
1 auseinanderfällt, ist das elastische Gegendruckelement 14 in einer Führung gehalten, die von einen vorderen Anschlag 6 und einem hinteren Anschlag 7 begrenzt ist. Durch die Erfindung kann nun diese Führung und die Spreizkraft in der Mitte der Gewindeschalen 3 aufgebracht werden, so dass ein Tiefstellen der Gewindeschalen 3 vermieden werden kann und auf ein zweites Gegendruckelement 14 verzichtet werden kann. So kommt die erfindungsgemäße Schraubverbindung nur mit einem Gegendruckelement 14 aus, das zusätzlich als Schraubensicherung genutzt werden kann, indem es nämlich von dem eingeschobenen Spreizelement 4 so weit nach außen gedrückt wird, dass es sich in das Innengewinde 1 eindrückt.
[038] In Figur 2 ist die Schraubverbindung gemäß Figur 1 in einem montierten Zustand dargestellt. Hier ist ersichtlich, wie die Gewindeschalen 3 durch das Spreizelement nach außen gedrückt sind. Im oberen Bereich sind die nach außen hervorspringenden Teile der Gewindeschalen 3 zu einem Schalenkopf 12 zusammengesetzt. Das Spreizelement ist im oberen Bereich mit einem Sechskantkörper versehen, der über den Schalenkopf 12 gestülpt ist und hierzu eine Kopfaufnahme 31 aufweist. [039] Figur 3 zeigt die Ausgestaltung der Schraube in einer Draufsicht im Schnitt. Die
Gewindeschalen 3 sind im oberen, aus der Innenbohrung 1 herausragenden Bereich rechteckig ausgestaltet und das Spreizelement 4 weist einen oberen Ansatz in Form des Kopfes einer Sechskantschraube auf. Um die rechteckigen Schalenköpfe 12, die zusammen einen Kopfkörper bilden, ist der obere Ansatz mit einer unteren Kopfaufnahme 13 versehen, in die der Kopfkörper einsetzbar ist.
[040] Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die rechteckigen Bereiche im Abstand zueinander angeordnet, wobei zur Drehmomentübertragung der Spalt durch den Spreizkörper 4 gefüllt ist. Die Gestaltung des oberen Schraubenbereiches hat des Vorteil, dass das Anzugsmoment bei möglichst geringer Belastung auf die Gewindeschalen 3 übertragen werden kann, da eine Momentenübertragung von einer Gewindeschale 3 auf die gegenüberliegende Gewindeschale 3 möglich ist.
[041] Figur 4 zeigt das Spreizelement in einer isolierten Darstellung, wobei hier zu erkennen ist, dass das Spreizelement seitlich flach hervorspringende Bereiche aufweist, die zwischen den beiden Gewindeschalen 3 angeordnet werden. Hier ist die Führung des Gegendruckelements 4 realisiert, indem dieser flache Bereich eine Ausnehmung 9 aufweist, innerhalb derer das Gegendruckelement 14 geführt ist.
[042] Im montierten Zustand wird über einen Ansatz 10 das Gegendruckelement nach außen gedrückt, so dass sich die oben bereits genannte Schraubensicherung durch Eindrücken des elastischen Gegendruckelements in das Innengewinde ergibt. Um ein Zurückfedern des Spreizelements 4 zu vermeiden, ist eine kragenartige Rastsicherung 11 vorgesehen, die einen formschlüssigen Rückhalt für das Gegendruckelement 14 bildet.
[043] Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Gewindeschale 3, die hier im unteren
Bereich nicht mit einem Gewinde versehen ist. Wird eine Schraubverbindung mit einem solchen Bauteil realisiert, wird sich der untere Bereich ebenfalls nach außen drücken, wobei hier dann im Innengewinde ein korrespondierender Bereich vorgesehen ist, der ebenfalls radial nach außen erweitert ist, um dem nicht mit Gewinde versehenen Bereich die entsprechende Gängigkeit zu ermöglichen.
[044] An Stelle eines solchen erweiterten Bereiches kann natürlich auch eine Durchsteckschraube verwendet werden, die im hinteren Bereich frei nach außen hervorspringt. Sinn dieses hinteren, nicht mit dem Gewinde versehenen Bereiches ist die Tatsache, dass hierdurch das Ausschrauben der zusammengesteckten Schraube verhindert wird, da in Folge einer Schraubbewegung das Ende des Außengewindes der Gewindeschale 3 erreicht sein wird.
[045] Bezugszeichenliste:
[046] 1 Innengewinde
[047] 2 Bauteilkörper [048] 3 Gewindeschale
[049] 4 Spreizelement
[050] 5 Spreiz-Gleitbereich
[051] 5' Reibhaftungsbereich
[052] 6 Vorderer Anschlag
[053] 7 Hinterer Anschlag
[054] 8 Aufiiahmevertiefung
[055] 9 Ausnehmung
[056] 10 Absatz
[057] 11 Rastsicherung
[058] 12 Schalenkopf
[059] 13 Kopfaufnahme
[060] 14 Elastisches Gegendruckelement
[061]
[062] E Einschubrichtung

Claims

Ansprüche
[001] 1. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde (1) mit einem
Gewindebolzen, der ein Außengewinde zum Einschrauben in das Innengewinde (1) aufweist und einem mit dem Gewindebolzen mittelbar oder unmittelbar verbundenen Bauteilkörper
(2), wobei der Gewindebolzen von wenigstens zwei, relativ zueinander in zur Einschraubrichtung rechtwinkliger Richtung beweglichen, äußeren Gewindeschalen (3), einem, zwischen die Gewindeschalen
(3) einschiebbaren stiftförmigen Spreizelement (4) und einem elastischen Gegendruckelement (14) zum Anstellen der Gewindeschalen (3) an das Spreizelement
(4) gebildet ist, und wobei die Krümmung der Außenflächen der Gewindeschalen
(3) dem Radius des zusammengesetzten Gewindebolzens entspricht, die Gewindeschalen (3) auf ihrer Innenseite zumindest einen zur Einschraubrichtung parallelen Reibhaftungsbereich (5') und wenigstens einen in Richtung des dem Bauteilkörper abgewandten Endes der Gewindeschalen (3) sich verengenden Spreiz-/Gleitbereich (5) aufweisen und der Verschiebeweg des Spreizelements
(4) relativ zu den Gewindeschalen (3) durch eine Wegbegrenzung mit einem vorderen Anschlag (6) und einem hinteren Anschlag (7) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Spreiz-/Gleitbereich (5) im Abstand zu den Enden des Gewindebolzens angeordnet ist und das elastische Gegendruckelement (14) in einer umlaufenden Aufnahmevertiefung (8) in der äußeren Wandung der Gewindeschalen (3), die Gewindeschalen (3) umgreifend angeordnet ist, wobei die Aufnahmevertiefung (8) derart angeordnet ist, dass sie während des vollständigen Verschiebeweges in Verschieberichtung des Spreizelements (4) zwischen dem vorderen Anschlag (6) und dem hinteren Anschlag (7) positioniert ist.
[002] 2. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Gegendruckelement (14) eine Ringfeder, insbesondere ein metallischer Spreizring ist.
[003] 3. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeschalen (3) im Bereich zwischen 1/3 und 2/3 ihrer Gesamtlänge einen konisch zulaufenden mittigen Spreiz-/Gleitbereich (5) und vor sowie hinter dem mittigen Spreiz-/Gleitbereich (5) jeweils zumindest einen Reibhaftungsbereich (5') aufweisen.
[004] 4. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeschalen (3) nur so groß sind, dass auch im zusammengedrückten Zustand ein Spalt zwischen den Gewindeschalen (3) verbleibt, wobei das Spreizelement (4) an den Bereichen des Spaltes zwischen den Gewindeschalen (3) jeweils eine sich in den Spalt erstreckende, flache Führungsfläche aufweist.
[005] 5. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungsfläche in radialer Richtung bis in den Bereich der Aufnahmevertiefung (8) erstreckt und zur Aufnahme des elastischen Gegendruckelementes (14) über den gesamten Verschiebeweg des Spreizelementes (4) eine Ausnehmung (9) aufweist, wobei das elastische Gegendruckelement (14) längs der Ausnehmung (9) während der Bewegung des Spreizelementes (4) beweglich ist und die Ränder der Ausnehmung (9) in Verschieberichtung den vorderen Anschlag (6) und den hinteren Anschlag (7) bilden.
[006] 6. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (9) in dem, dem freien Ende des Gewindebolzens abgewandten Endbereich einen sich nach außen erweiternden Querschnitt aufweist, über den das elastische Gegendruckelement (14) bei Einschieben des Spreizelementes (4) nach außen gepreßt und nach bei Erreichen einer Endstellung des Spreizelementes (4) gegen das Innengewinde (1) angestellt ist.
[007] 7. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der sich nach außen erweiternde Querschnitt der Ausnehmung (9) von einem Absatz (10) gebildet ist, der relativ zur Ausnehmung (8) nach außen hervorspringt und zumindest einen zur Einschubrichtung des Spreizelementes (4) parallelen Bereich aufweist, auf dem das elastische Gegendruckelement (14) in montierten Zustand aufliegt.
[008] 8. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung eines ungewollten Abrutschens des elastische Gegendruckelementes (14) in montierten Zustand von dem Absatz (10) zwischen dem Absatz (10) und dem übrigen Bereich der Ausnehmung (9) eine Rastsicherung (11) in Form einer kleinen Erhebung angeordnet ist.
[009] 9. Bauteil mit Außengewinde zum Einsetzen in ein Innengewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Schraube und der Bauteilkörper (2) ein Schraubenkopf ist.
[010] 10. Schraube nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeschalen (3) einen sich an den mit dem Außengewinde versehenen Bereich erstreckenden Schalenkopf (12) aufweisen, der sich in radialer Richtung über das Außengewinde nach außen erstreckt. [011] 11. Schraube nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf mit dem Spreizelement (4) verbunden ist und an seiner dem Innengewinde (1) zugewandten Seite eine Kopfaufnahme (13) für die Schalenköpfe (12) der Gewindeschalen (3) aufweist, wobei die Schalenköpfe (12) der einzelnen Gewindeschalen (3) zu einem spaltfreien Kopfkörper zusammensetzbar sind und der Kopfkörper formschlüssig in der Kopfaufnahme (13) in Drehrichtung der Kopfaufnahme (13) gehalten ist.
[012] 12. Schraube nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kopfkörper und der Kopfaufnahme (13) eine Rastverbindung angeordnet ist.
[013] 13. Schraube nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfkörper und die Kopfaufnahme (13) jeweils mittige Gewindebohrung aufweisen, die die zur Sicherung gegen Abziehen des Schraubenkopfes eine Sicherungsschraube einschraubbar ist.
[014] 14. Schraubverbindung mit einer Gewindebohrung und einer Schraube nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrung bis zu einer ersten Tiefe mit dem Innengewinde (1) versehen ist und sich in dem darunterliegenden gewindefreien Bereich zumindest bis auf den Gewindeaußendurchmesser erstreckt, wobei die Gewindeschalen (3) eine Länge aufweisen, die größer ist als die Länge des Innengewindes (1) und in dem unteren, dem gewindefreien Bereich der Gewindebohrung in montiertem Zustand gegenüberliegenden Bereich nicht mit einem Gewinde versehen sind.
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