DE69100237T2 - Befestigungsmittel. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Verbindungselemente und insbesondere Verbindungselemente bzw. Einfügeteile mit Gewinde, die so angeordnet sind, daß sie beim Gebrauch in Werkstücke hinein selbst-gewindend sind.
• Einfügeteile mit Gewinde sind verbreitet zum Anbringen in Kunststoffmaterialien verwendet worden, um Verschiedene komplementäre Verbindungselemente aufzunehmen. In den britischen Patenten 1545626 und 1591800 werden beispielsweise Einfügeteile beschrieben, die einen im allgemeinem zlindrischen Körper aufweisen, um den herum ein Gewinde gebildet ist, und in dem Gewinde sind Rillen gebildet, die sich mit Bezug auf die Achse des Körpers des Verbindungselements in Längsrichtung erstrecken. Die Rillen kreuzen die Gewindewindungen und definieren so Schneidkanten an den Kreuzungsstellen, und die Schneidkanten wirken so, daß sie beim Gebrauch des Verbindungselementes Gewinde schneiden. Die radial äußere Kante des Gewindes zwischen den Rillen hat einen im wesentlichen konstanten Radius.
• In der Praxis sind solche Einfügeteile in der Lage, für einen ausreichenden Widerstand gegen Herausziehen zu sorgen, jedoch müssen die Toleranzen für das Loch für die Aufnahme des Einfügeteils und die Abmessungen des Einfügeteils selbst sehr streng kontrolliert und eingehalten werden, wenn eine hohe Verbindungs-Leistungsfähigkeit garantiert werden soll. Außerdem ist die Leistungsfähigkeit des Einfügeteils beim Gewindeschneiden von Bedeutung, wenn das Element leicht eingefügt werden soll.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungselement bereitzustellen, das innerhalb der normalerweise erreichbaren Toleranzen verbesserte Einfügen- und Herauszieheigenschaften aufweist.
• Gemäß der Erfindung ist das Verbindungselement dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rillensätze vorgesehen sind, wobei sich der eine Rillensatz in radialer Richtung tiefer in die Gewindewindungen erstreckt als der andere Rillensatz und beide Rillensätze an ihren Kreuzungsstellen mit dem Gewinde Schneidkanten definieren. Bevorzugt alternieren die Rillen eines Satzes um den Körper des Verbindungselementes herum mit den Rillen des anderen Satzes.
• Es kann drei der tieferen Rillen und drei Rillen in dem anderen Satz geben, die um den Körper herum gleichwinklig beabstandet sind.
• Alternativ kann der andere Satz lediglich eine oder zwei Rillen einschließen.
• Der eine Rillensatz wird sich zweckmäßig radial zur Tiefe des Gewindes erstrecken.
• In dem anderen Rillensatz wird bzw. werden die Rille bzw. die Rillen sich zweckmäßig über weniger als die Hälfte der Tiefe der Gewindewindungen erstrecken.
• Die Erstreckung der Rillen über den Umfang wird normalerweise so vorgesehen, daß die Gewindelänge zwischen den Rillen etwas größer ist als die der Rillen selbst.
• Die Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ersichtlich werden, die lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Stirnansicht eines Verbindungselementes, und
• Fig. 2 einen Seitenaufriß des Verbindungselementes aus Fig. 1, teils im Längsschnitt.
• Bezugnehmend auf die Zeichnungen wird ein Verbindungselement gezeigt, das als Einfügeteil ausgebildet ist und im allgemeinen einen zylindrischen Körper 10 umfaßt, der mit einem Innengewinde 11 gebildet ist.
• Der Körper 10 ist zweckmäßig aus Messing oder Stahl hergestellt und ist dafür bestimmt, beim Gebrauch in ein vorgeformtes Loch in Kunststoffmaterial, zum Beispiel wärmeausgehärtetem Kunststoffmaterial, mit einem kleineren Durchmessers als der Außendurchmesser des Verbindungselementes eingebracht zu werden, wie erläutert werden wird. Das Innen- Muttergewinde 11 hat den Zweck, geeignete komplementäre Verbindungselemente (nicht gezeigt) in üblicher Weise aufzunehmen. Alternativ kann das Verbindungselement eine männliche Verbindung mit einem Außengewinde an einer Verlängerung des Einfügekörpers (nicht gezeigt) aufweisen.
• Auf der Außenseite des Verbindungselementes ist der Körper 10 an seinen Enden so mit einem Profil versehen, daß bei 12 und 13 sich verjüngende Oberflächen vorgesehen sind, um den Außendurchmesser in diesen Bereichen zu verringern und um das Verbindungselement doppelseitig auszubilden. Auf der Innenseite ist der Körper 10 an seinen Enden in die der Verjüngung bei 12 und 13 entgegengesetzte Richtung verjüngt, so daß bei 14 und 15 ein vergrößerter Innendurchmesser vorgesehen ist, um leichter ein zusammenwirkendes Element innerhalb des Körpers anzubringen.
• Auf der Außenseite ist der Körper 10 mit einem Gewinde 17 gebildet, und das Gewinde trägt über seinen Endabschnitten die Verjüngung der Oberflächen 12 und 13.
• Das Gewinde 17 ist mit zwei Rillensätzen 19 und 20 gebildet, wobei jeder Rillensatz drei gleichwinklig um den Körper herum beabstandete Rillen einschließt und die Rillen des Satzes 19 mit den Rillen des Satzes 20 alternieren. Außerdem sind die Rillen des Satzes 19 umfangsmäßig gleich weit von den Rillen des Satzes 20 beabstandet.
• Wie gezeigt sind die Rillen des Satzes 19 so gebildet, daß sie eine radiale Tiefe aufweisen, die im wesentlichen die gleiche wie die Tiefe des Gewindes 17 ist, während die Rillen des Satzes 20 eine radiale Tiefe aufweisen, die weniger als die Hälfte der Tiefe des Gewindes 17 beträgt. Es können zum Beispiel in einem Körper mit einem maximalen Durchmesser von 4.65mm die Rillen 19 eine Tiefe von 0.33mm und die Rillen 20 eine Tiefe von 0.1mm aufweisen.
• An der unter Berücksichtung der Drehrichtung B des Einfügeteils während des Einfügens vorderen Kante A eines jeden Abschnitts des Gewindes 17 wird eine Schneidkante gebildet, um zu ermöglichen, daß das Gewinde in das Material des Lochs geschnitten wird, in das das Einfügeteil gesetzt werden soll. Es sind daher jeder der Rillen aus den Sätzen 19 und 20 benachbart Schneidkanten A vorhanden, wobei die Kante A im Fall der Rillen 19 verglichen mit den Rillen 20 tiefer ist. Gleichzeitig dringen die Gewindewindungen 17 in die Seiten des aufnehmenden Loches über eine Strecke ein, die von den relativen Größen des Loches und des Durchmessers des Gewindes auf der Außenseite abhängt. Der Lochdurchmesser kann geringfügig größer als der Kerndurchmesser des Gewindes 17 sein, und in diesem Fall nehmen nicht nur die Gewindeabschnitte zwischen den Rillen 19 und 20 das Lochmaterial in Eingriff, sondern die Gewindeabschnitte unterhalb der Rillen 20 dienen ebenfalls dazu, einen Widerstand gegen Herausziehen bereitzustellen, indem sie die Seiten des Lochs in Eingriff nehmen.
• Dadurch, daß insgesamt sechs Rillen vorgesehen sind, wird für eine erhöhte Wirksamkeit des Gewindeschneidens gesorgt, während der Widerstand gegen Herausziehen nicht deutlich verringert wird. Die Größe des Lochs, in das das Einfügeteil eingebracht wird, kann bei relativ weichen Lochmaterialien ohne übermäßiges Einfügedrehmoment auf das Einfügeteil verringert werden. Bei relativ harten Materialien kann die Größe des Lochs ebenfalls mit dem Ziel verringert werden, daß die Kanten A der Gewindewindungen des Verbindungselementes in der Lage sind, leichter in das Material zu schneiden. Die Konstruktion des Verbindungselementes sorgt auch für eine geringere Abnutzung des Gewindes gegen die Hinterkante einer jeden Gewindewindungslänge.
• Ein weiterer Faktor liegt in der Produktion von Spänen durch die Schneidwirkung auf das Lochmaterial. Dadurch, daß neben Rillen 19 Rillen 20 vorgesehen sind, wird das in den Rillen 12 unterzubringende Spänevolumen verringert, wodurch potentielle Späneverdichtungs-Probleme verringert werden.
• Die Verhältnisse von Rillentiefe zu Rillenweite hängen vom Gesamtdurchmesser und der Gewindetiefe ab, sind aber bevorzugt so, wie in den Zeichnungen gezeigt. Die Umfangslänge der Rillen 20 beträgt weniger als die der Rillen 19, die wiederum weniger als die Länge der dazwischenliegenden Gewindeabschnitte beträgt.
• Es sind auch andere Anordnungen als die in den Zeichnungen gezeigte möglich. Bei der dargestellten Anordnung, bei der drei Rillen 20 vorgesehen sind, kreuzen die Enden der Rillen 20 das sich verjüngende Ende bzw. die sich verjüngenden Enden 12 und 13 der Gewindeform und stellen so in diesem Bereich eine vordere Schneidkante A bereit. Bei einer alternativen Anordnung sind nur eine oder zwei Rillen 20 vorgesehen. Im letzteren Fall ist bzw. sind die Rille bzw. die Rillen 20 bevorzugt in der Umfangsrichtung in einer solchen Lage angeordnet, daß das Ende der Rille bzw. der Rillen das sich verjüngende Ende 12 und/oder 13 der Gewindeform kreuzt. Es ist auch eine Anordnung möglich, bei der es weniger als drei der Rillen 19 gibt.
• Zum Eintritt in ein Loch nur von einer Seite kann das Mutter- Verbindungselement einzelseitig sein, und in diesem Fall ist nur ein Ende des Verbindungselementes bei 12 und 13 mit einem Profil versehen. Männliche Verbindungselemente sind mit einem Profil an dem Ende vorgesehen, das in das Loch eintritt, und die Orientierung der Rillen 19 und 20 ist so angeordnet, daß über dem mit einem Profil versehenen Abschnitt Schneidkanten A gewährleistet sind.

Claims (7)

1. Selbst-gewindendes Verbindungselement, das folgendes umfaßt: einen im allgemeinen zylindrischen Körper (10), um den herum ein Gewinde (17) gebildet ist und Rillen (19), die im Gewinde gebildet sind und sich mit Bezug auf die Achse des Körpers (10) in Längsrichtung erstrecken, wobei die Rillen (19) die Gewindewindungen kreuzen und so Schneidkanten (A) an den Kreuzungsstellen definieren, wobei die Schneidkanten (A) so wirken, daß sie beim Gebrauch des Verbindungselementes Gewinde schneiden, wobei die radial äußere Kante des Gewindes (17) zwischen den Rillen (19) einen im wesentlichen konstanten Radius hat; dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rillensätze (19) und (20) vorgesehen sind, wobei sich der eine Rillensatz (19) in radialer Richtung tiefer in die Gewindewindungen (17) erstreckt als der andere Rillensatz und beide Rillensätze (19) und (20) an ihren Kreuzungsstellen mit dem Gewinde (17) Schneidkanten (A) definieren.

2. Verbindungselement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen eines Satzes (19) um den Körper (10) des Verbindungselementes herum mit den Rillen des anderen Satzes (20) alternieren.

3. Verbindungselement gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch drei der tieferen Rillen (19) und drei Rillen in dem anderen Satz (20), die um den Körper herum gleichwinklig beabstandet sind.

4. Verbindungselement gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Satz (20) eine oder zwei Rillen einschließt.

5. Verbindungselement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rillen des einen Rillensatzes (19) radial zur Tiefe des Gewindes (17) erstrecken.

6. Verbindungselement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rillen in dem anderen Satz (20) über weniger als die Hälfte der Tiefe des Gewindes (17) erstrecken.

7. Verbindungselement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen des Gewindes (17) zwischen den Rillen (19, 20) größer sind als die Längen der Rillen in Umfangsrichtung.