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Metallbuchse zum Eintreiben in Kunststoffe Die Erfindung bezieht sich-
auf- eine Metallbuchse, insbesondere mit Innengewinde, zum Eintreiben in Kunststoffe,
wie Thermoplaste, Phenolharze u. dgl.
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Zum Einsetzen von Gewindeschrauben in derartige Kunststoffe haben
sich Metallbuchsen als notwendig erwiesen, weil das Einschneiden von Gewinde in
den Kunststoff selbst unzulänglich ist im Hinblick auf die mangelhafte Festigkeit
solcher Werkstoffe. Dies gilt insbesondere für Klein- und Kleinstgewindebohrungen
in der Größenordnung von weniger als to mm. Es ist ferner versucht worden, derartige
Buchsen bereits beim Pressen der Kunststoffe einzusetzen, d. h. »einzubacken«. Dabei
besteht aber die Schwierigkeit, daß die (kleine) Buchse an ihrem Bestimmungsort
in der Form gegen unbeabsichtigtes Verlagern unter der Preßwirkung zu sichern ist.
Es hat sich herausgestellt, daß ein solches Einbacken der Buchse vornehmlich dann
nicht einwandfrei durchführbar ist, wenn die Achse der Buchse gegen die Abheberichtung
der Preßform geneigt ist.
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Auch die Verwendung von Buchsen oder Verbindungsmitteln, wie sie bei
festen Werkstoffen,
Metallen od. dgl. benutzt werden, ist bei Kunststoff
auf erhebliche Schwierigkeiten gestoßen. Bekannte Ausführungen gehen davon aus,
daß sich Teile der Mantelfläche unter der Einwirkung des Werkstoffes, in den sie
eingeschraubt oder eingeschlagen werden, nach einwärts. verformen. Durch diese ..rAusweichbewegung
werden Spannungen hervorgerufen, die einen festen Sitz des Elementes im Werkstoff
gewähren. Die verhältnismäßig weichen Kunststoffe vermögen nicht einen derartigen
Druck auf die Elemente auszuüben, so daß diese für metallharte Körper geschaffenen
Verbindungsglieder für eine Verwendung bei weichen Werkstoffen ungeeignet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; in Kunststoffen Metallbuchsen
anzubringen, die zur Aufnahme von Schrauben od. dgl. mit Innengewinde versehen sind.
Dabei ist es wesentlich, daß die durch Schlagen, Pressen od. dgl. in den fertig
gepreßten Kunststoff eingetriebenen Buchsen dort den nötigen Halt sowohl gegen Verdrehung
als auch gegen Zug erhalten, weil sie anderenfalls der ihr zugedachten Aufgabe nicht
gewachsen sind.
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Dieses Ziel ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der quer gerillte
Buchsenmantel mit zwischen den Querrillen liegenden Ringen so gestaltet wird, daß
die Ringe eine zylindrische Mantelfläche haben, die mit in Eintriebrichtung verlaufenden
Rillen versehen ist und an die sich eine kegelige Fläche anschließt. Durch eine
derartig gestaltete Form der Querringe ist unter Wahrung eines ausreichenden Haltes
gegen Verdrehung durch die in Eintriebrichtung auf den Ringen verlaufenden Rillen
ein zuverlässiger Halt gegen Herausziehen der Buchse gegeben; denn der beim Eintreiben
durch die kegelige Fläche verdrängte Kunststoff tritt hinter der zylindrischen Mantelfläche
in die Querrille mehr oder weniger ein und bildet demgemäß ein Widerlager.
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Die zylindrische Mantelfläche der Querringe verleiht diesen beim Eintreiben
"die notwendige-Steifigkeit, die ihrerseits wiederum wesentlich istfür die Anpressung
des Kunststoffes an den Ringumfang der eingetriebenen Buchse. Damit ist aber auch
ein sicherer Halt gegen Verdrehung gewährleistet.
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Hinsichtlich der Verdrängung des Kunststoffes beim Eintreiben ist
es vorteilhaft, den Winkel-zwischen der Kegelerzeugenden und der Kegelachse mit
höchstens 45° zu wählen. Vorzugsweise kann ein Winkel von etwa 3o° genommen werden.
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Es empfiehlt sich, die der Kegelfläche abgewandte Ringstirnfläche
so zu gestalten, daß sie senkrecht zur Buchsenachse liegt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine erste Ausführung einer Buchse teils in Ansicht,
teils im Längsschnitt, Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine zweite Ausführung, _
-Fig.3 ebenfalls in Vergrößerung die fertig in den Kunststoff eingetriebene Buchse.
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Beider in Fig. i gezeichneten Ausführung handelt es sich um eine Buchse
kleinerer Abmessungen für die Aufnahme von M 3-Schrauben. Die Buchse hat einen Außendurchmesser
von etwa 5 mm und eine Länge von etwa 8 mm. Ihr Mantel ist mit mehreren Querrillen
und zwischen diesen liegenden Ringen 4 versehen, die bei dem Beispiel nach Fig.
i aus einem Zylinderteil 5 und einem Kegelteil 6 bestehen. Dabei setzt der Kegelteil
6 unmittelbar an den Zylinderteil 5 an, und zwar so, daß der Kegelteil 6 in Eintriebrichtung
7 verjüngt ist. Der Zylinderteil 5 ist am Umfang mit axial verlaufenden Rillen 8
versehen, die einen Verdrehungsschutz für die eingetriebene Buchse ergeben.
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Die zur Aufnahme der Buchse im Kunststoff vorgesehene Bohrung ist
etwas kleiner als der äußere Buchsendurchmesser. Dabei richtet sich das Untermaß
der Bohrung z. B. nach der Art des Kunststoffes, dem absoluten Durchmesser und der
Länge der Buchse sowie der Form des Kunststoffgegenstandes insofern, als die Größe
des Untermaßes den auf den Kunststoff beim Eintreiben ausgeübten Druck bestimmt
und dieser selbstverständlich die von Fall zu Fall einzuhaltenden Grenzen nicht
überschreiten darf. Ist also beispielsweise um die Kunststoffbohrung herum nur verhältnismäßig
wenig Werkstoff vorhanden, so darf diesem naturgemäß nicht ein zu großer Preßdruck
zugemutet und demgemäß kein zu großes Untermaß gewählt werden.
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Für eine Buchse mit den eben erwähnten Abmessungen hat sich ein Untermaß
von 1/1a mm als vorteilhaft erwiesen, und zwar im Falle eines Phenolharzpreßstoffes
Type 54.
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Fig. 3 veranschaulicht in bewußter Übertreibung die Verformung des
Kunststoffes um die eingetriebene Buchse herum und gibt die Wulstbildung 9 (in Eintriebrichtung)
hinter jedem der Ringe 4 zu erkennen.
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Die Ringwulste 9 stützen die Querringe 4 und_ damit die gesamte Buchse
gegen deren Verlagerung entgegen der Eintriebrichtung zuverlässig ab, während die
Axialrillen 8 in dem Zylinderteil 5 die Buchse gegen ein Verdrehen im Kunststoff
sichern. Zu den Axialrillen 8 sei noch ergänzend bemerkt, daß diese nach Rändel
i (DIN 82) gestaltet sind, und zwar im Falle der Buchse gemäß Fig. i.
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In Abweichung von der Ausführung gemäß der Fig. i braucht der Kegelteil
6 jedes Querringes 4 nicht bis zum Zylinderteil 5 des benachbarten Ringes geführt
zu werden, was aus fertigungstechnischen Gründen allerdings empfehlenswert ist.
Zwischen dem Zylinderteil 5 des einen Ringes und dem Kegelteil 6 des benachbarten
Ringes kann gegebenenfalls ein weiterer Zylinderteil io eingeschaltet werden. Es
ergibt sich dann die in Fig. 2 dargestellte Form. Gegebenenfalls kann der Zylinderteil
io durch eine Auskehlung ii od. dgl. ersetzt werden. Wesentlich ist nach der Erfindung,
daß an dem Zylinderteil 5 in Eintriebrichtung ein kegeliger Teil anschließt, denn
es kommt in erster Linie auf die Verjüngung und nicht unbedingt auf eine gradlinige
Verjüngung an.
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Wie schon erwähnt, handelt es sich bei den dargestellten Ausführungen
nur um beispielhafte Verwirklichungen
der Erfindung, so daß diese
keineswegs auf die erörterten Sonderbeispiele beschränkt ist; vielmehr sind mancherlei
Abweichungen im Rahmen der Erfindung möglich. So z. B. sei außer den obenerwähnten
Möglichkeiten noch jene genannt, nach der die der Kegelfläche abgewandte Ringstirnfläche
in Abweichung von der Darstellung nicht eben, sondern kegelartig ist, wobei allerdings
die Kegelerzeugende nur wenig gegen die dargestellte ebene Stirnfläche geneigt ist.
Dabei wäre es wiederum grundsätzlich gleichgültig, ob diese nach oben oder unten
geneigt ist. Wenn auch grundsätzlich jedes Metall in Betracht kommt, so wird erfindungsgemäß
im allgemeinen Messing zu bevorzugen sein.
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Hervorhebung verdient schließlich noch die Möglichkeit, den Rillen
8 eine leichte Neigung gegen die Achsrichtung zu geben, denn auch bei einer solchen
Neigung bleibt die Forderung gewahrt, daß diese Rillen in Eintriebrichtung verlaufen,
indem eine leichte Neigung der Rillen der Buchse beim Eintreiben einen leichten
Drall verleiht. Dieser braucht keineswegs die Güte und den Halt der Buchse zu beeinträchtigen.