DE102007011617A1

DE102007011617A1 - Verfahren zur Befestigung einer Gewindebuchse in einer Platte sowie das Werkzeug hierzu

Info

Publication number: DE102007011617A1
Application number: DE200710011617
Authority: DE
Inventors: Hermann Benthien
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-07-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Gewindebuchse 3, 18 mit einem Innengewinde 5, 21 in einer Bohrung 2, 19 in einer Platte 1, 20 mittels eines Schraubdornprozesses sowie ein Werkzeug 7 zur Durchführung des Verfahrens. Nachdem die Gewindebuchse 3, 18 in die Bohrung 2, 19 eingesetzt wurde, wird das Werkzeug 7 mittels einer Bohreinrichtung in die Gewindebuchse 3, 18 eingeschraubt. Das Werkzeug 7 weist ein Übermaß auf, so dass die Gewindebuchse 3, 18 beim Schraubdornprozess in radialer Richtung aufgeweitet wird. Durch die Aufweitung entstehen entlang des Bohrungsumfangs negative Materialspannungen, die von außen in die Platte 1, 20 induzierte Lasten abschwächen und zu einer erhöhten Lebensdauer führen. Das Werkzeug 7 ist bevorzugt als Gewinderoller 6 ausgebildet, der mittels eines Schaftes in die Bohreinrichtung einspannbar ist. Der Gewinderoller 6 ist von einer Hülse 10 koaxial umgeben. Zwischen einem Endbereich der Hülse 10 und einem die Gewindebuchse 3, 18 umgebenden Bund 11, 23 ist ein zumindest bereichsweiser Formschluss und/oder ein Reibschluss herstellbar, um ein Mitdrehen der Gewindebuchse 3, 18 in der Bohrung 2, 19 zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Gewindebuchse in einer Platte mittels eines Schraubdornprozesses, wobei die Gewindebuchse in einer Bohrung in der Platte aufgenommen ist und die Gewindebuchse ein Innengewinde aufweist.
Buchsen oder Gewindebuchsen in plattenförmigen Elementen erfüllen verschiedenste Aufgaben. Zum einen schützen sie das plattenförmige Element, beispielsweise eine Blechplatte aus einem Aluminiumlegierungsmaterial oder dergleichen, vor mechanischen Einwirkungen von Befestigungsbolzen. Zum anderen können derartige Buchsen auch als Lager oder Krafteinleitungspunkte dienen.
Buchsen und Gewindebuchsen im Besonderen können mittels verschiedener Verfahren in den plattenförmigen Elementen befestigt werden.
So kann beispielsweise eine Buchse in eine vorher in das plattenförmige Element mit geringem Übermaß in Bezug auf die Buchse eingebrachte Befestigungsbohrung eingeklebt werden.
Alternativ ist es beispielsweise möglich, die Bohrung mit einem geringen Untermaß auszubilden und die Buchse sehr stark abzukühlen, was beispielsweise mit flüssigem Stickstoff erfolgen kann. Nach vollständiger Abkühlung der Buchse wird diese in die vorbereitete Bohrung eingesetzt. Infolge der dann einsetzenden Wiederer wärmung dehnt die Buchse sich langsam wieder in radialer Richtung aus, so dass ein fester Reibschluss zwischen der Buchse und der Bohrung entsteht.
Darüber hinaus sind Verfahren bekannt, bei denen eine radiale Aufweitung der Buchse unter hohem Krafteinsatz mittels eines im Wesentlichen zylindrischen Werkzeugs erfolgt.
Allen vorstehend erwähnten Verfahren ist gemeinsam, dass sie relativ zeitaufwändig sind (Klebetechnik), aufwändige Werkzeuge erfordern (Kälteschrumpfen bzw. Durchziehtechnik) oder aber kein einseitiges Arbeiten erlauben (s. g. "Blind"-Buchsensetzverfahren).
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend beschriebenen Nachteile der Verfahren zur Befestigung von Buchsen in plattenförmigen Elementen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten des Patentanspruchs 1 gelöst:

– Einsetzen der Gewindebuchse in die Bohrung,
– Einschrauben eines Werkzeugs, insbesondere eines Gewinderollers, mit einem Übermaß in die Gewindebuchse.

Hierdurch ist im Vergleich zu den vorbekannten Verfahren eine schnelle, einfache und sichere Befestigung einer ersten Ausführungsvariante einer Gewindebuchse mit einer durchgehenden Gewindebohrung in der Platte mit einem verhältnismäßig geringen Werkzeugeinsatz möglich. Die Befestigung der Buchse in der Platte erfolgt vor allem durch Reibschluss infolge eines Presssitzes zwischen der Gewindebuchse und der Bohrung, der durch das Aufweiten der Gewindebuchse in radialer Richtung mittels eines geeigneten Werkzeugs erreicht wird. Die radiale, plastifizierend erfolgende Aufweitung der Gewindebuchse erfolgt bevorzugt mit einem relativ einfach aufgebauten, in konventionelle Bohreinrichtungen einspannbaren Gewinderoller.
Gleichzeitig werden durch die radiale Aufweitung der Gewindebuchse im umgebenden Plattenmaterial der Bohrung negative mechanische Spannungen erzeugt, wo durch äußere lastinduzierte positive Lastspitzen im Bohrungsbereich abgeschwächt werden. Hierdurch kann die Gefahr des Auftretens von Ermüdungserscheinungen sowie die Gefahr der Entstehung von Rissen verringert und die Lebensdauer der Buchsenverbindung insgesamt erhöht werden.
Darüber hinaus ist eine einseitige Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, das heißt es ist keine Zugänglichkeit zu beiden Plattenseiten vonnöten.
Eine Fortbildung des Verfahrens sieht vor, dass in die Platte eine einseitig geschlossene Gewindebuchse eingesetzt wird, um einen druckdichten Abschluss der Bohrung in der Platte durch die darin mittels Schraubdornen befestigte Gewindebuchse zu erreichen.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsvariante einer Gewindebuchse, die nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Schraubdornprozesses in der Platte befestigt wird, weist die zweite Variante der Gewindebuchse keine durchgehende Bohrung auf. Vielmehr setzt sich das vom Bund wegweisende Ende der Gewindebuchse in einen Hohlzylinder mit einem Deckel fort. Der Hohlzylinder mit dem Deckel bildet einen kappenartigen Verschluss des hinteren Endes der Gewindebuchse und ermöglicht einen druckdichten Verschluss der Plattenbohrung. Die zweite Variante der Gewindebuchse ist mit einem Innengewinde versehen, da es sich bis in den Hohlzylinder hinein erstrecken kann. Hierdurch kann beispielsweise ein Schraubbolzen (Stehbolzen) in die in der Platte befestigte Gewindebuchse zur Anbindung von weiteren Komponenten eingeschraubt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Innengewinde der Gewindebuchse nachträglich entfernt wird.
Hierdurch kann die in die Platte eingesetzte Gewindebuchse zum Beispiel als Verstärkungsbuchse, als Durchführung oder als Lager für einen Drehbolzen dienen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Bund der Gewindebuchse spanend entfernt wird.
Hierdurch ist eine ebene Plattenoberseite im Bereich der eingesetzten Gewindebuchse erreichbar.
Nach einer weiteren Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Werkzeug mittels einer Bohreinrichtung in die Gewindebuchse eingeschraubt wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache händische und/oder maschinelle Durchführung des Verfahrens.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen einer Hülse der Bohreinrichtung und einem Bund der Gewindebuchse während des eigentlichen Schraubdornprozesses eine mechanische Verbindung hergestellt wird. Hierdurch wird das Mitdrehen der Gewindebuchse in der Plattenbohrung während des eigentlichen Schraubdornprozesses unterbunden. Die mechanische Verbindung zwischen dem Bund der Gewindebuchse und der Hülse der Bohreinrichtung kann zum Beispiel durch einen Formschluss und/oder einen Reibschluss erfolgen. Im Falle eines zumindest bereichsweisen Formschlusses weist der Bund der Gewindebuchse mindestens eine Anlagefläche auf, die mit mindestens einer korrespondierend ausgebildeten Anlagefläche an der Hülse zumindest bereichsweise in Formschluss zu bringen ist. Die Hülse umgibt hierbei den Gewinderoller bevorzugt koaxial. Der Formschluss kann zum Beispiel auch durch eine Vielfachverzahnungsverbindung, eine Dreikant-, eine Vierkant- oder eine Sechskantverbindung gebildet sein.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus durch ein Werkzeug nach Maßgabe des Patentanspruchs 9 gelöst.
Dadurch, dass mittels des in die Gewindebuchse eingeschraubten Werkzeugs diese in radialer Richtung aufweitbar ist, ergibt sich vor allem durch den hierdurch erzeugten Reibschluss der Gewindebuchse in der Plattenbohrung ein mechanisch sehr fester Sitz, eine lange Lebensdauer sowie eine hohe "Fatigue"-Widerstandfähigkeit der auf diese Weise hergestellten Verbindung. Durch die Aufweitung erfolgt eine bleibende plastische Umformung der Gewindebuchse.
Zur Durchführung des Verfahrens ist nur ein konstruktiv relativ einfach aufgebautes Werkzeug, insbesondere ein so genannter Gewinderoller, erforderlich, der mit leichtem Übermaß in die bereits in der Plattenbohrung befindliche Gewindebuchse rotierend eingeführt wird. Der Antrieb des Gewinderollers erfolgt hierbei bevorzugt mittels einer verhältnismäßig einfach ausgeführten Bohreinrichtung. Aufwändige hydraulische Druck- oder Zugwerkzeuge sind nicht erforderlich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Werkzeugs sind in den weiteren Patentansprüchen dargelegt.
In der Zeichnung zeigt:
1 Eine Bohrung in einer Platte mit eingesetzter Gewindebuchse,
2 die Gewindebuchse mit eingeschraubtem Werkzeug während des Schraubdornprozesses,
3 die Gewindebuchse nach dem Abschluss des Schraubdornprozesses,
4 die Gewindebuchse mit entferntem Bund,
5 eine Draufsicht auf eine Gewindebuchse mit Bund und Anlageflächen, und
6 eine druckdicht ausgebildete Gewindebuchse.
In der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils die gleiche Bezugsziffer auf.
Die 1 bis 4, auf die im Weiteren zugleich Bezug genommen wird, zeigen in ihrer Gesamtheit schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Befestigung von Gewindebuchsen in einer Platte mittels eines Schraubdornprozesses sowie den prinzipiellen Aufbau des hierfür eingesetzten Werkzeugs.
In eine Platte 1 wird zunächst eine zylindrische Bohrung 2 eingebracht. In diese vorbereitete (Pass-)Bohrung 2 wird in einem ersten Verfahrensschritt (vgl. 1) die zu befestigende Gewindebuchse 3 eingesetzt. Die Gewindebuchse 3 kann in Bezug auf die Bohrung 2 ein geringes Übermaß aufweisen, um ein unkontrolliertes Herausfallen der Gewindebuchse 3 zu vermeiden. Eine Längsachse 4 veranschaulicht die Symmetrie der Gesamtanordnung. Die Gewindebuchse 3 weist ein Innengewinde 5 auf.
In einem zweiten Verfahrensschritt (vgl. 2) wird in die so vorbereitete Gewindebuchse 3 ein bevorzugt als Gewinderoller 6 ausgebildetes Werkzeug 7 rotierend um die Längsachse 4 eingeführt, um den Schraubdornprozess einzuleiten. Der Gewinderoller 6 weist auf seiner Außenfläche ein Außengewinde 8 auf, dessen geometrische Gestalt dem des Innengewindes 5 entspricht. Im Bereich des Außengewindes 8 weist der Gewinderoller 6 eine in etwa zylindrische Formgebung auf. Abweichend von dieser geometrischen Gestalt kann der Abschnitt des Außengewindes 8 auch tonnenförmig oder leicht nach unten hin konisch ausgebildet sein, um das Einführen in die Gewindebuchse 3 zu erleichtern. Darüber hinaus kann eine Kombination von Kühl- und/oder Schmiermitteln zur Erleichterung des Schraubdornprozesses eingesetzt werden.
Entscheidend ist, dass das Außengewinde 8 in Bezug auf die Gewindebuchse 3 ein leichtes Übermaß von etwa 1 bis 5% aufweist. Hierdurch kommt es während des Einschraubens des Gewinderollers 6 zu einer plastischen radialen Aufweitung der Gewindebuchse 3 in der Bohrung 2, so dass die Gewindebuchse 3 im Wesentlichen aufgrund des sich hieraus ergebenden Presssitzes bzw. des sich hierdurch ergebenden Reibschlusses in der Bohrung 2 festgesetzt wird.
Die radiale Aufweitung der Gewindebuchse 3 erzeugt im Bereich der Leibung der Bohrung 2 zudem negative mechanische Spannungen im Material. Infolge dieses Effektes werden positive mechanische Spannungen im Material der Platte 1, die im Bereich der Bohrung 2 von äußeren mechanischen Lasten induziert werden abgeschwächt, wodurch die Gefahr von Rissbildungen und Ermüdungserscheinungen im Bereich der Bohrung 2 verringert wird. Letztendlich ergibt sich durch diese Effekte eine Erhöhung der Lebensdauer der Verbindung zwischen der Gewindebuchse 3 und der Platte 1.
Der Gewinderoller 6 weist einen Schaft 9 auf, mittels dessen der Gewinderoller 6 in das Futter einer nicht dargestellten Bohreinrichtung eingespannt wird. Mittels der Bohreinrichtung wird der Gewinderoller 6 in Rotation um die Längsachse 4 versetzt. Hierbei kann eine Drehzahlverlaufskurve über die Zeit programmgesteuert einstellbar sein. Die Bohreinrichtung ist bevorzugt so leicht und kompakt ausgebildet, dass eine händische Durchführung des Verfahrens möglich ist. Gleichzeitig wird hierdurch auch ein automatisierter Einsatz des Schraubdornprozesses erleichtert, weil die Handhabungsgeräte nur relativ geringe Lasten aufzunehmen haben. Ein unteres Schaftende des Gewinderollers 9 kann leicht konisch verjüngt ausgebildet sein, um das Einführen in die Gewindebuchse 3 zu erleichtern.
Der Gewinderoller 6 ist von einer Hülse 10 bevorzugt koaxial umgeben. Die Hülse 10 ist in Bezug auf den Gewinderoller 6 bzw. die Gewindebuchse 3 feststehend ausgebildet, das heißt die Hülse 10 folgt nicht der Drehbewegung des Gewinderollers 6. Zwischen der Hülse 10 und einem umlaufenden Bund 11 der Gewindebuchse 3 besteht zumindest bereichsweise ein Formschluss und/oder ein Reibschluss. Dieser wird im gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 durch beide Anlageflächen 12, 13 im Bereich des Bundes 11 der Gewindebuchse 3 bewirkt, an denen im unteren Endbereich der Hülse 10 angeordnete Anlageflächen (nicht dargestellt) anliegen und das Mitdrehen der Gewindebuchse 3 während des Schraubdornprozesses verhindern. Ein Formschluss zwischen der Hülse 10 und dem Bund 11 der Gewindebuchse 3 kann alternativ auch durch eine Vielzahl von aneinander liegenden bzw. ineinander greifenden Anlageflächen, eine Verzahnung oder dergleichen gebildet sein. Für die Güte und Qualität der durch Schraubdornen erzeugten mechanischen Verbindung ist in jedem Fall entscheidend, dass jedes Mitdrehen der Gewindebuchse 3 unterbleibt.
In einem dritten Verfahrensschritt (vgl. 3) wird die Drehrichtung des in der Bohreinrichtung aufgenommenen Gewinderollers 6 umgekehrt, so dass der Gewinderoller 6 sich wieder aus der nunmehr plastisch aufgeweiteten Gewindebuchse 3 "herausschraubt". Nach dem vollständigen Herausschrauben des Gewinderollers 6 ist der eigentliche Schraubdornprozess abgeschlossen. Es können dann noch weitere optionale Nachbearbeitungsschritte, wie zum Beispiel das Entfernen des Bundes 11 und/oder des Innengewindes 5 erfolgen.
Die wellenförmigen Verformungslinien 14, 15 stellen bleibende plastische Verformungen des Leibungsbereichs der Bohrung 2 nach dem Abschluss des Schraubdornprozesses dar, die zum Beispiel bei einer geringen Materialstärke der Gewindebuchse 3, einer entsprechend hohen Druckwirkung des Gewinderollers 6 und bei einem bestimmten Grad von plastischer Verformbarkeit des Plattenmaterials entstehen können. In diesem Fall beruht die Befestigung der Gewindebuchse 3 in der Bohrung 2 nicht allein auf den durch Presssitz hervorgerufenen Reibschluss, sondern ergänzend auf einem zumindest bereichsweise wirkenden Formschluss zwischen der Bohrung 2 bzw. deren entsprechend der Verformungslinien 14, 15 geringfügig gewellter Innenfläche bzw. Leibungsfläche. Es kommt in einem derartigen Fall zu einer Art "Verzahnung" zwischen der Gewindebuchse 3 und der Bohrung 2, die einen zusätzlich zum Reibschluss zumindest bereichsweisen Formschluss darstellt.
In einem vierten Verfahrensschritt (vgl. 4) kann erforderlichenfalls der Bund der Gewindebuchse 3 spanend entfernt werden. Zur spanenden Entfernung des Bundes 11 der Gewindebuchse 3 können im Bereich der Hülse 10 geeignete Werkzeuge angeordnet sein, die nach dem Abschluss des Schraubdornprozesses zum Beispiel ausgefahren werden und in einem Arbeitsgang ohne einen erneuten Werkzeugwechsel zum Abschluss das Abtragen des Bundes 11 ermöglichen.
Weiterhin kann in einem nachfolgenden Verfahrensschritt das Innengewinde 5 der Gewindebuchse 3 zum Beispiel durch Reiben oder Schaben entfernt werden, um eine Gewindebuchse 3 mit einer im Wesentlichen glatten Bohrung ohne Gewindegänge zu erzeugen. Wenn mittels der Gewindebuchse 3 zum Beispiel Gewindebolzen in der Platte 1 befestigt werden sollen, ist die Entfernung des Innengewindes 5 nicht nötig.
Die Platte 1 ist zumindest teilweise mit einem metallischen Material, insbesondere mit einem Aluminiumlegierungsmaterial gebildet.
Anhand der 5, die eine Draufsicht auf die Gewindebuchse 3 zeigt, soll die Wirkung des Formschlusses zwischen der Hülse 10 der Bohreinrichtung und der Gewindebuchse 3 näher erläutert werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 5 weist der umlaufende Bund 11 der Gewindebuchse 3 zwei Ausnehmungen 16, 17 auf, die die Anlageflächen 12, 13 bilden. In diese Ausnehmungen 16, 17, die jeweils in etwa die geometrische Form eines Kreisabschnittes aufweisen, werden während des Schraubdornprozesses entsprechende in einem Endbereich der Hülse 10 des Werkzeugs 7 angeordnete Vorsprünge eingebracht, die an den Anlageflächen 12, 13 der Ausnehmungen 16, 17 zumindest bereichsweise formschlüssig anliegen und ein Mitdrehen der Gewindebuchse 3 in der Bohrung 2 in der Platte 1 verhindern.
Die 6 zeigt ferner eine Ausführungsvariante einer Gewindebuchse, die nach dem Entfernen des Bundes einen druckdichten Abschluss der Bohrung in der Platte 1 erlaubt.
Eine Gewindebuchse 18 ist in einer Bohrung 19 in einer Platte 20 aufgenommen und ist mittels des vorstehend beschriebenen Schraubdornprozesses in radialer Richtung plastisch aufgeweitet worden, so dass ein fester Presssitz der Gewindebuchse 18 in der Platte 20 gewährleistet ist.
Im Unterschied zur Gewindebuchse 3 nach Maßgabe der 4 ist ein Innengewinde 21 der Gewindebuchse 18 nicht durch Reiben entfernt worden. Hierdurch kann zum Beispiel ein in der 6 nicht gezeigter Schraubbolzen in die Gewindebuchse 18 eingeschraubt werden, um weitere Bauteile an die Platte 20 anzubinden. Weiterhin weist die Gewindebuchse 18 in Übereinstimmung mit der Darstellung der Gewindebuchse 3 (vgl. 4) einen umlaufenden Bund 23 mit zwei Anlageflächen 24, 25 auf, die – wie mit den punktierten Linien angedeutet – nach dem Abschluss des eigentlichen Schraubdornverfahrens spanend entfernt wurden.
Als ein weiterer Unterschied zur Ausführungsvariante der im Rahmen der Erläuterung der 1 bis 5 beschriebenen Gewindebuchse 3 weist die Gewindebuchse 18 zwar ebenfalls eine im Wesentlichen hohlzylindrische Gestalt mit einer Längsachse 22 und einem Innengewinde 21 auf, an einem von dem umlaufenden Bund 23 wegweisenden Ende 26 der Gewindebuchse 18 ist diese jedoch geschlossen ausgebildet, das heißt die Gewindebuchse 18 weist keine durchgehende Gewindebohrung bzw. kein durchgehendes Innengewinde 21 auf. Vielmehr setzt sich ein Gewindeabschnitt 27 der Gewindebuchse 18 mit dem Innengewinde 21 in einen Hohlzylinder 28 mit einem Boden 29 fort, der das vom Bund 23 wegweisende Ende 26 der Gewindebuchse 18 kappenartig fortsetzt, das heißt druckdicht verschließt.
Hierdurch ist es möglich, die Bohrung 19 in der Platte 20 im Vergleich zu der vorstehend dargestellten Ausführungsvariante druckdicht abzuschließen, wobei gleichzeitig beispielsweise ein Schraubbolzen in das Innengewinde 21 der Gewindebuchse 18 einschraubbar ist, bis dieser den Boden 29 des Hohlzylinders 28 innenseitig berührt. Die Gewindebuchse 18 weist hierbei über ihre gesamte Längenerstreckung einschließlich des Gewindeabschnittes 27 mit dem Innengewinde 21 sowie des kappenartigen Hohlzylinders 28 mit dem Boden 29 einen konstanten Außendurchmesser auf, so dass die Gewindebuchse 18 von oben in die Bohrung 19 in der Platte 20 bis zu dem einen Anschlag bildenden Bund 23 eingesteckt werden kann.
Die gesamte Gewindebuchse 18, einschließlich der spanend entfernten Anlageflächen 24, 25, des gleichfalls spanend abgehobenen umlaufenden Bundes 23, des Innengewindes 21, des Gewindeabschnittes 27 sowie des Hohlzylinders 28 mit Boden 29, ist einstückig aus einem mechanisch hochfesten Metall oder einer Metalllegierung gebildet. Die beiden Ausführungsvarianten von Gewindebuchsen 3, 18 können beispielsweise mit hochfesten Aluminiumlegierungen, mit Edelstahllegierungen oder mit Titanlegierungen gebildet sein.

1: Platte
2: Bohrung
3: Gewindebuchse
4: Längsachse
5: Innengewinde
6: Gewinderoller
7: Werkzeug
8: Außengewinde
9: Schaft
10: Hülse
11: Bund
12: Anlagefläche
13: Anlagefläche
14: Verformungslinie
15: Verformungslinie
16: Ausnehmung (Buchse)
17: Ausnehmung (Buchse)
18: Gewindebuchse
19: Bohrung
20: Platte
21: Innengewinde
22: Längsachse
23: Bund
24: Anlagefläche
25: Anlagefläche
26: Ende Gewindebuchse (vom Bund weggerichtetes Ende)
27: Gewindeabschnitt
28: Hohlzylinder
29: Boden

Claims

Verfahren zur Befestigung einer Gewindebuchse (3, 18) in einer Platte (1, 20) mittels eines Schraubdornprozesses, wobei die Gewindebuchse (3, 18) in einer Bohrung (2, 19) in der Platte (1, 20) aufgenommen ist und die Gewindebuchse (3, 18) ein Innengewinde (5, 21) aufweist, umfassend die Schritte: – Einsetzen der Gewindebuchse (3, 18) in die Bohrung (2, 19), und – Einschrauben eines Werkzeugs (7), insbesondere eines Gewinderollers (6), mit einem Übermaß in die Gewindebuchse (3, 18).
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchse (3, 18) einseitig geschlossen ist, um einen druckdichten Abschluss der Bohrung (2, 19) zu erzielen.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (5, 21) durch Aufreiben entfernt wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bund (11, 23) der Gewindebuchse (3, 18) spanend entfernt wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) mittels einer Bohreinrichtung in die Gewindebuchse (3, 18) eingeschraubt wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer an der Bohreinrichtung angeordneten und das Werkzeug (7) koaxial umgebenden Hülse (10) und dem Bund (11) der Gewindebuchse (3, 18) während des Schraubdornprozesses eine mechanische Verbindung, insbesondere zumindest ein bereichsweiser Formschluss und/oder ein Reibschluss, besteht, um eine Verdrehsicherung der Gewindebuchse (3, 18) in der Bohrung (2, 19) zu erreichen.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Werkzeugs (7) die Gewindebuchse (3, 18) radial aufgeweitet wird, wodurch ein Reibschluss und/oder ein zumindest bereichsweiser Formschluss zwischen der Bohrung (2, 19) und der Gewindebuchse (3, 18) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Gewindebuchse (3, 18) in einer mit einem metallischen Material gebildeten Platte (1, 20), insbesondere in einem Aluminiumlegierungsblech, erfolgt.
Werkzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, zur Befestigung einer in einer Bohrung (2, 19) in einer Platte (1, 20) aufgenommenen Gewindebuchse (3, 18) mit einem Innengewinde (5, 21), dadurch gekennzeichnet, dass mittels des in die Gewindebuchse (3, 18) einschraubbaren Werkzeugs (7) diese in radialer Richtung aufweitbar ist.
Werkzeug nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) insbesondere ein Gewinderoller (6) ist.
Werkzeug nach Patentanspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewinderoller (6) mittels eines Schaftes (9) in eine Bohreinheit einspannbar und in Rotation versetzbar ist.
Werkzeug nach einem der Patentansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer an der Bohreinrichtung angeordneten und das Werkzeug (7) koaxial umgebenden Hülse (10) und einem Bund (11, 23) der Gewindebuchse (3, 18) eine mechanische Verbindung, insbesondere ein zumindest bereichsweiser Formschluss und/oder ein Reibschluss, während des Schraubdornprozesses herstellbar ist, um eine Verdrehsicherung der Gewindebuchse (3, 18) in der Bohrung (2, 19) zu erreichen.
Werkzeug nach einem der Patentansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) eine Einrichtung zum insbesondere spanenden Abtrag des Bundes (11, 23) der Gewindebuchse (3, 18) nach dem Abschluss des Schraubdornprozesses aufweist.