INSERT AUTOTARAUDEUR

Abstract: 1. Self-tapping insert having an external thread (1), a chamfer (4) at the end of the insert (3), which cuts the external thread (1), and also having notches (5, 10, 12) in the region of the chamfer which form thread-cutting edges which cut an internal thread there in a smooth receiving bore when the insert is tapped, the inset has a bore passing over its entire length having an internal thread (2) and the notches (5, 10, 12) at the front side (7) of the insert end (3) are sealed against the escape of chips into the bore, characterised in that at the front end of the chamfer (4) at least one deformable sealing element (8, 9, 11, 13) is disposed, which seats the notches (5, 10, 12) in the insert direction and the outer edge of which lies on a diameter which is slightly smaller than the external diameter of the external thread (1).

Description: Seibstachneidender Gewindeeinsatz Die Erfindung betrifft einen selbstschneidenden Gewindeeinsatz mit einem Aussengewinde, mit einer Anfasung am Einsatzende, die das Aussengewinde schneidet, sowie mit Einschnitten im Bereich der Anfasung, welche Gewindeschneidkanten bilden, die beim Eindrehen des Gewindeeinsatzes in eine glatte Aufnahmebohrung dort ein Innengewinde einschneiden, wobei der Gewindeeinsatz eine über seine ganze Länge verlaufende Bohrung mit einem Innengewinde aufweist. Derartige Gewindeeinsätze werden in glatte Aufnahmebohrungen eingeschraubt, wobei die Gewindeschneidkanten dort ein Innengewinde einschneiden. Die Einschnitte im Bereich der konischen Anfasung können hierbei aus radialen Bohrungen bestehen oder es handelt sich bei den Einschnitten- um eine querverlaufende Durchfräsung. Üblicherweise sind drei Bohrungen vorgesehen. Beim Einschrauben des Gewindeeinsatzes in eine Aufnahmebohrung entstehen an den Gewindeschneidkanten Späne. Diese Späne sind bei einer Reihe von Anwendungsfällen unerwünscht, da sie die Funktion der Geräte beeinträchtigen können, in denen diese Gewindeeinsätze verwendet werden. Dies gilt insbesondere bei elektronischen Geräten. Um zu verhindern, dass die beim Einsetzen entstehenden Späne in das Gerät gelangen, muss die Aufnahmebohrung als Sacklochbohrung ausgeführt sein. Bei zahlreichen Anwendungsfällen ist es jedoch nicht möglich, die Aufnahmebohrung als Sacklochbohrung auszubilden, insbesondere dann nicht, wenn die Wandstärke des Materials, in dem die Aufnahmebohrung angeordnet ist, gleich oder kleiner ist als die Höhe des Gewindeeinsatzes. Hierbei ist anzumerken, dass die Aufnahmebohrung eine bestimmte Mindesttiefe aufweisen muss, damit die Gewindeeinsätze einen festen Halt in der Aufnahmebohrung finden. Es sind Gewindeeinsätze bekannt, bei denen die Einschnitte aus drei Schneidbohrungen bestehen, die am Umfang des 0 Gewindeeinsatzes um 120 versetzt zueinander angeordnet sind. Die in Eindrehrichtung gesehenen hinteren Ränder der drei Schneidbohrungen bilden Gewindeschneidkanten, die das Innengewinde in eine glatte Aufnahmebohrung einschneiden. Hierbei entstehen Späne. Der Zeitaufwand beim Eindrehen der Gewindeeinsätzg ist relativ hoch, da die Gewindeschneidkanten relativ starke Späne aus der Aufnahmebohrung ausschneiden . Besteht die Wandung der Aufnahmebohrung aus einem relativ harten Werkstoff, dann ist oftmals festzustellen, dass die relativ grossen Späne sich an den Wandungen der Schneidbohrungen abstützen und damit den weiteren Eindrehvorgang stark behindern oder sogar unmöglich machen. Es besteht die Aufgabe, den Gewindeeinsatz so auszubilden, dass das von den Gewindeschneidkanten abgetragene Material der Aufnahmebohrung nicht in diese zu gelangen vermag. Bei einem Gewindeeinsatz der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Form eines Gewindeeinsatzes mit radialen Sackbohrungen als Einschnitte; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausfüh runde form ebenfalls mit radialen Sackboh rungen als Einschnitte; Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausfüh Tungsform mit einer die Einschnitte bil denden Durchfräsung; Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4; Fig. 6 einen Längsschnitt durch einetidrte Ausfüh rungsform mit zwei axial verlaufenden Nuten als Einschnitte; Fig. 7 eine Ansicht in Pfeilrichtung VII in Fig. 6; Fig. 8 eine Ansicht in Pfeilrichtung VIII in Fig. 6; ; Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Gewindeein satz analog demjenigen nach Fig. 1 und 2 und Fig. 10 einen Teilschnitt bei in eine Aufnahmeboh rung eingesetztem Einsatz. Alle in der Zeichnung dargestellten Gewindeeinsätze weisen ein Aussengewinde 1 und ein schematisch dargestelltes Innengewinde 2 auf. Am Einsatzende 3 sind die Gewindeeinsätze mit einer konischen Anfasung 4 versehen, welche das Aussengewinde 1 schneidet. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 sind im Bereich der konischen Anfasung radial verlaufende Sacklochbohrungen 5 vorgesehen. Deren in Eindrehrichtung (siehe Pfeil in Fig. 2) gesehenen Hinterkanten bilden die Gewindeschneidkanten 6. Um zu verhindern, dass die sich bildenden Späne in die Aufnahmebohrung austreten können, ist gem. Fig. 1 an der Stirnseite 7 des Einsatzendes 3 ein flacher Dichtring 8 angebracht. Dessen Aussendurchmesser verläuft etwa in Höhe der Gewindespitzen des Aussengewindes 1, bevorzugt ist er etwa 7 % kleiner als der Durchmesser der Gewindespitzen des Aussengewindes 1. Sein Durchmesser entspricht somit dem Maximaldurchmesser einer Aufnahmebohrung, in welche der Gewindeeinsatz eingeschraubt wird. Der Innendurchmesser des Dichtringes 8 ist grösser als der Gewindegrunddurchmesser des Innengevindes 2. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der Dichtring 9 am Aussenumfang des vorderen Endes des Einsatzendes 3 angeordnet. Bezüglich der Verhältnisse des Aussendurchmessers dieses Dichtringes 9 gilt das Gleiche, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind insgesamt fünf Sacklochbohrungen 5 gleichmässig über den Umfang des Gewindeeinsatzes verteilt vorgesehen. Sind anstelle der Sacklochbohrungen 5 Durchgangsbohrungen vorgesehen oder werden die Einschnitte gem. Fig. 4 und 5 durch eine Durchfräsung 10 gebildet, dann wird gem. Fig. 4 das Dichtelement als Scheibe 11 ausgebildet. Bezüglich deren Aussendurchmesser gilt das Gleiche wie in Zusammenhang mit Fig. 1 ausgeführt. Die Scheibe 11 ist auf die Stirnseite 7 aufgesetzt, entsprechend dem flachen Dichtring 8 der Fig. 1 Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 8 werden die Einschnitte gebildet durch zwei axial verlaufende Nuten 12. Am vorderen Ende der Nuten 12 sind in diese Dichtelemente 13 eingesetzt. Die Dichtelemente 13 weisen Lippen 14 auf, welche in Umfangsrichtung die Nuten 12 übergreifen. Diese Lippen können auch ringförmig miteinander verbunden sein, entsprechend dem Ring 9 der Fig. 3. Die Dichtelemente 8, 9, 11, 13 bestehen aus einem elastisch verformbaren Material oder aus einem gut plastisch verformbaren Material. Bevorzugt bestehen sie aus einem gummielastischen Material, jedoch ist auch die Verwendung von sehr weichen Metallen bzws Metalllegierungen möglich. Die Verhältnisse beim Gewindeeinsatz nach den Fig. 9 und 10, der ohne Dichtelement auskommt, bedürfen einer besonderen Betrachtung. Würden bei dem bekannten Gewindeeinsatz die drei Schneidbohrungen als Sackbohrungen 5 ausgebildet, dann ist dies zur Lösung der Aufgabe nicht ausreichend. Praktische Versuche haben gezeigt, dass bei nur drei als Sackbohrungen 5 ausgebildete Schneidbohrungen die Gefahr erhöht wird, dass sich die Späne in den Schneidbohrungen abstützen und den weiteren Eindrehvorgang ;blockieren. Obwohl das Volumen der Schneidbohrungen theoretisch ausreichen würde, die entstehenden Späne aufzunehmen, wenn die drei Schneid bohrungen als Sackbohrungen 5 ausgebildet sind, zeigt sich insbesondere bei Aufnahmebohrungen, deren Wandungen aus einem relativ hsrten Werkstoff bestehen, dass das vorgenannte Volumen nicht ausreicht, da die sich bildenden Späne relativ unbiegsam und steif sind. Werden dagegen als Schneidbohrungen fünf Sackbohrungen 5 vorgesehen, dann sind die von den Gewindeschneidkanten ausgeschnittenen Späne wesentlich dünner als bei drei Schneidbohrungen und daher biegsamer. Sie haben nicht mehr die Stabilität , sich in den Schneidbohrungen abzustützen und fügen sich in den Schneidbohrungen enger aneinander. Das Volumen der fünf Sackbohrungen ist in jedem Fall ausreichend, das gesamte Spanvolumen aufzunehmen. Da von jeder Schneidkante dünnere Späne aus der Aufnahmebohrung ausgeschnitten werden als dies bei drei Schneidbohrungen der Fall ist, können die Einsätze auch wesentlich schneller und unter Anwendung eines geringeren Drehmoments in die Aufnahmebohrungen eingedreht werden, als wie dies bei drei Schneidbohrungen der Fall ist. Die Länge der Gewindeschneidkanten wird um etwa 66 S vergrössert. Gleiches gilt für das Volumen der Schneidbohrungen welches als Spiiestau- raum dient. Infolge der Vergrösserung der Länge der Gewindeschneid- kanten um rund 66 % ist es möglich, anstelle des seitherigen eingängigen Aussengewindes ein mehrgängiges Aussengewinde , insbesondere ein zweigängiges vorzusehen. Durch das Vorsehen von mindestens fünf Schneidbohrungen 5 ist es auch möglich, dass das Aussengewinde einen zylindrischen Gewindegrund aufweist. Dies führt dazu, dass im Gegensatz zu einem voll ausgebildeten Aussengewinde die Spanmenge verringert wird, wodurch wiederum die Eindrehgeschwindigkeit erhöht wird. Weist der Gewindeeinsatz ein Innengewinde auf, wird zusätzlich der Vorteil erreicht, dass die Wanddicke zwischen Innen- und Aussengewinde erhöht wird. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn zwischen dem Aussengewinde und der Schneidbohrung bestimmte Relationen eingehalten werden. Die nachfolgend genannten Relationen gelten insbesondere bei Gewindeeinsätzen mit einem Innengewinde, bei denen das Aussengewinde einen zylindrischen Gewindegrund aufweist. Der Aussendurchmesser des Aussengewindes soll etwa 3,5 mal grösser sein als der Durchmesser jeder Schneidbohrung. Der zylindrische Gewindegrund des Aussengewindes soll einen etwa 3,1 mal grösseren Durchmesser aufweisen als die Schneidbohrungen. Der Aussendurchmesser des Aussengewindes sollte etwa 8 mal grösser sein als die Steigung des Aussengewindes. Der Durchmesser des zylindrischen Ge windegrunds des Aussengewindes sollte etwa 1,25 mal grösser sein als der Aussendurchmesser des Innengewindes. Es hat sich auch als vorteilhaft gezeigt, wenn die Schneidbohrungen zur Hälfte sich im Bereich der Fase befinden, was bedeutet, dass die Achsen der Schneidbohrungen in H8he des hinteren Endes der Fase verlaufen. Der Gewindeeinsatz nach den Fig. 9 und 10 weist ein Innengewinde 2 und ein Aussengewinde 1 auf. Zwischen den einzelnen Gewindegängen des Aussengewindee 1 ist der Gewindegrund 15 zylindrisch ausgebildet. An der Stirnseite 7 schliesst die Fase 4 bündig mit dem zylindriebhen Gewindegrund 15. Über den Umfang gleichmässig verteilt sind wiederum fünf radiale Sackbohrungen 5 vorgesehen. Die Achsen 16 der Sackbohrungen 5 verlaufen in Höhe des hinteren Endes der Fase 4, so dass die Sackbohrungen 5 mit ihrer jeweiligen unteren Hälfte im Bereich der Fase 4 sich befinden. Die Steigung des Aussengewindes ist mit T bezeichnet. Bei dem Innengewinde 2 handelt es sich um ein Normgewinde. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel liegen folgende Verhältnisse vor: Das Innengewinde 2 ist ein Normgewinde M12. Das Aussengewinde 1 weist einen Aussendurchmesser Da von 16mm auf. Dessen Innendurchmesser Di, d.h. der Durchmesser des zylindrischen Gewindegrundes 15 beträgt 14,5 mm. Die Steigung T dieses Aussengewindes 1 beträgt 1,8 mm. Der Durchmesser der Sackbohrungen 5 beträgt 5 mm. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei einem Gewindeeinsatz mit fünf Schneidbohrungen 5 gegenüber einem solchen mit drei Schneidbohrungen das zum Eindrehen erforderliche Drehmoment um etwa 1/3 geringer ist. Dieser Effekt dürfte auch darauf zurückzuführen sein, dass die Gewindeteilstücke von Schneidlochbohrung zu Schneidlochbohrung bei einem Einsatz mit fünf Schneidlochbohrungen kürzer sind als bei einem solchen mit drei Schneidlochbohrungen. Diese Gewindeteilstücke weisen nämlich in Bezug auf die Schneidkanten 6 einen negativen Spanwinkel auf, der dem Eindrehen einen relativ hohen Widerstand entgegensetzt. Ausserdem hat sich gezeigt, dass ein derartiger Gewindeeinsatz auf dem Grund oder auf einer Stufe > }7 der Aufnahmebohrung verkontert werden kann, wie dies die Fig. 10 zeigt. Durch dieses Verkontern mit dem Bohrungsgrund oder einer Stufe 17 der Bohrung wird eine optimale Rückdrehsicherung erreicht Eine solche Verkonterung ist auch ohne weiteres möglich bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 4, da der Ring 8 bzw. die Scheibe 11 deformierbar sind.

Claims: Ansprüche 1. Selbstschneidender Gewindeeinsatz mit einem Aussen gewinde, mit einer Anfasung am Einsatzende, die das Aussengewinde schneidet, sowie mit Einschnitten im Bereich der Anfasung, welche Gewindeschneidkanten bilden, die beim Eindrehen des Gewindeeinsatzes in eine glatte Aufnahmebohrung dort ein Innengewinde einschneiden, wobei der Gewindeeinsatz eine über seine ganze Länge verlaufende Bohrung mit einem Innengewinde aufweist, dadurch g e k e h e i c h - n e t , dass die Einschnitte (5, 10, 12) zur Stirnasite (7) des Einsatzendes (3) hin gegen einen Spanaustritt in die Aufnahmebohrung abgeschlossen sind. 2. Gewindeeinsatz nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t- , dass am vorderen Ende der Anfasung (4) mindestens ein verformbares Dichtelement (8, 9, 11, 13) angeordnet- ist, das die Einschnitte (5, 10, 12) in Einsatzrichtung hin abschliesst und dessen Aussen kante auf einem Kreisdurchmesser liegt, der geringfügig kleiner ist als der Aussendurchmesser des Aussengewindes (1). 3. Gewindeeinsatz nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Dichtelement aus einem Ring (8, 9) besteht, wenn die Einschnitte (5, 12) nicht bis zum Innengewinde (2) verlaufen. 4. Gewindeeinsatz nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Dichtelement aus einer Scheibe (11) besteht, die an der Stirnseite (7) des Einsatzendes (3) angeordnet ist. 5. Gewindeeinsatz nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einschnitte axiale Nuten (12) sind und Dichtelemente (13) am Einsatzende der Nuten (12) eingesetzt sind. 6. Gewindeeinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Durchmesser des Kreises auf dem die Aussenkante des Dichtelements (8, 9, 11, 13) liegt, etwa 7 S kleiner ist als der Durch messer der Gewindespitzen des Aussengewindes (1). 7. Gewindeeinsatz nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einschnitte als iacKbohrungen (5) ausgebildet sind und mindestens fünf Sackbohrungen (5) gleichmässig am Umfang verteilt vorgesehen sind. 8. Gewindeeinsatz nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Aussengewinde (2) einen zylindrischen Gewindegrund (15) aufweist. 9. Gewindeeinsatz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Aussendurchmesser (D5) des Aussengewindes (1) sich zum Durchmesser der Sackbohrungen (5) etwa wie 3,5 : 1 verhält. 10. Gewindeeinsatz nach Anspruch 9, dadurch g e k e n nw z e i c h n e t ,dass der Innendurchmesser (Di) des Aussengewindes (1) sich zum Durchmesser der Sack bohrungen (5) etwa wie 3,1 : 1 verhält. 11. Gewindeeinsatz nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Innendurchmeeser (Di) des Aussengewindes (1) sich zum Aussendurchmesser des Innengewindes (2) des Gewindeeinsatzes etwa wie 1,25 : 1 verhält. 12. Gewindeeinaatz nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da durch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Achsen der Sackbohrungen (5) in Höhe des hinteren Endes der Anfasung (4) verlaufen. 13. Gewindeeinsatz nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aussendurchmusser (D5) des Aussengewindes (1) sich zu dessen Steigung (T;*etwa wie 8 : 1 verhält.

Inventors: STOVEKEN, BERNHARD, Stöveken, Bernhard
Applicants: KERB-KONUS-VERTRIEBS-GMBH
Application year: 1983
Main classification: F16B37
IPC codes: F16B33, F16B37