DE1073244B - Schraubverbindung mit einem Mutternkorper aus verhältnismäßig wei chem Baustoff - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubverbindung, bestehend aus einem Mutternkörper aus verhältnismäßig weichem Baustoff, einem verhältnismäßig har,ten, ein Innengewinde bildenden Drahtwendeleinsatz und einem mit Außengewinde versehenen Schraubenglied, wobei der Mutternkörper mit einer glattwandigen, zylindrischen, an wenigstens einem Ende für den Eintritt des Schraubengliedes offenen Bohrung versehen ist und der Drahtquerschnitt der Wendel eine scharfe Außenkante gegenüber dem das Innengewinde bildenden Teil und einen zwischen letzterem und der Außenkante liegenden geradflächigen Teil besitzt und wobei ferner der Drahtwendeleinsatz in der Bohrung in einem gewissen Abstand von dem Eintrittsende eingebettet ist und die Gewindenut des Schraubengliedes einen allmählich auslaufenden Endteil aufweist.

Bei einer bekannten entsprechenden Schraubverbindung nimmt das Schraubenglied beim Einsatz in die Drahtwendel dieselbe im letzten Teil seiner Bewegung ein Stück weit mit. Hierbei wird in die Wand der Bohrung ein die Wendel von außen haltendes Gegengewinde eingeschnitten. Das Mitnehmen der Wendel beruht darauf, daß sich der Auslauf der Gewindenut des Schraubengliedes nur über einen Winkel von 30° erstreckt. Das Ende der Spirale ist spitz verlaufend ausgebildet. Der Nachteil dieser bekannten Ausführung besteht darin, daß wegen der lediglich reibungskraftschlüssigen Halterung der Wendel in der Bohrung die Gefahr besteht, daß beim Zurückdrehen des Schraubenbolzens die Reibungskraft zwischen Wendel und Mutternkörner überwunden und die Wendel mitgenommen wird.

Die Schraubverbindung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der auslaufende Endteil der Gewindenut zum radialen Einpressen des Wendelendes in den Mutternkörper bei bis zu entsprechender Tiefe eingeschraubtem Schraubenglied eine Länge besitzt, die sich mindestens über ein Viertel des Schraubengliedumfangs erstreckt, und daß dieses Wendelende zur Sicherung gegen Lösen beim Zurückdrehen des Schraubengliedes mit einem Querschnitt abschließt, der dem übrigen Drahtquerschnitt der Wendel gleich ist.

Durch das derartig lang ausgebildete Endteil der Gewindenut des Schraubengliedes erfolgt ein Eingraben des mit unverändertem Querschnitt ausgebildeten, scharfkantigen Endes der Wendel in den Mutternkörper, so daß formschlüssige Halterung erreicht wird. Ein Lockern der Wendel nach Zurückdrehen des Schraubengliedes ist damit verhindert.

Andere bekannte Drahtwendeleinsätze weisen allmählich auslaufende Enden auf. Auch mit diesen kann eine formschlüssige Festlegung des Einsatzes im Schraubverbindung

mit einem Mutternkörper

aus verhältnismäßig weichem Baustoff

Anmelder:

Heli-Coil Corporation,
Danbury, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Hoffmann, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Dezember 1955

Leo J. Brancato, Danbury, Conn. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Mutternkörper nicht erzielt werden. Bei anderen Ausführungen sind am Umfang des Winkeleinsatzes Vertiefungen angebracht, durch welche scharfkantige Zähne gebildet werden, die sich in das weiche Material eingraben. Dabei besteht jedoch der Nachteil, daß die Herstellung eines solchen Wendeleinsatzes aufwendig ist und außerdem ein besonderes Werkzeug für das Eindrücken der Zähne erforderlich wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von Teilen einer Schraubverbindung gemäß der Erfindung vor dem Einschrauben des Schraubengliedes,

Fig. 2 ein Querschnitt des Drahtes der Wendel in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 einer anderen Ausführungsform, bei der die Teile miteinander im Eingriff gezeigt sind,

Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 3 und

Fig. 5 ein teilweiser Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 bestehen die Teile der Verbindung aus dem Mutternkörper 10 aus verhältnismäßig weichem Baustoff, z. B. einem Kunststoff oder Metallguß, ferner dem Drahtwendeleinsatz 11 und dem Glied mit Außengewinde, das als Kopfschraube gezeigt ist, aber auch eine Bolzenschraube od. dgl. sein kann. Der Mutternkörper 10 ist mit einer glattwandigen Boh-

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rung 13 versehen, die zur- Erleichterung des Zusammenbaues vorzugsweise gegenüber dem Eintrittsende für die Schraube, bei 13' versenkt sein kann. In gewissen Fällen kann auch das Eintrittsende selbst versenkt sein, besonders , wenn das Loch 13 nicht durchgehend, sondern blind ist.

- Der Drahtwendeleinsatz bildet mit den Innenteilen 15 des Drahtes das übliche Innengewinde. Der in größerem Maßstab in Fig. 2 gezeigte Drahtquerschnitt ist für eine Gewindeart bestimmt, bei der der Winkel zwischen den Innenflanken 16 und 17 60° beträgt und die Spitze bei 18 abgestumpft ist. Die äußeren Drahtfeile bilden eine scharfe Kante 20. Der Winkel zwischen den Flanken21 des.Teils 19 ist je nach den physikalischen Eigenschaften des Baustoffs des Mutternkörpers 10 zu wählen, zweckmäßig zwischen 60 und 120°. Es ist wichtig, daß der Draht zwischen den Teilen 15 und 19 ein gerades Stück 22 bildet, damit die Drahtwindungen nicht übereinandergreifen oder sonst aus der Richtung gebracht werden können, wenn die eingesetzte Wendel 11 in axialer Richtung belastet wird. Die Wendel 11 ist so gewunden, daß ihr äußerer Durchmesser ursprünglich größer als der Durchmesser des Loches 13 ist. Die Wendel wird, um sie einzusetzen, radial zusammengezogen und in das Loch von dem zu diesem Zweck versenkten Ende 13' aus eingepreßt. Sie wird sich dann entsprechend dem vorausgegangenen Zusammenziehen auszudehnen suchen und sich somit mit der scharfen Drahtkante 20 fest gegen die Wand des Loches 13 anlegen. Die Wendel wird so bis zu einem gewissen beliebig zu wählenden Abstand d von der Oberfläche 25 des Mutternkörpers 10 eingedrückt, in den die Schraube 12 einzubringen ist. In Fig. 1 ist die Schraube 12 eine Kopfschraube, die auf einem Teil 27, z. B. einem Deckstück des Mutternkörpers 10, aufsitzt. Die Schraube 12 ragt mit ihrem Schaft 28 durch ein Loch 29 im Teil 27, unterhalb dessen sie mit dem Außengewinde 30 versehen ist. Die Nut des Gewindes 30 läuft bei 31 mit allmählich abnehmender Tiefe gegen den Kopf 26 hin aus. Dieses auslaufende Stück erstreckt sich wenigstens 90° um den Schaft und ist so weit in axialer Richtung vom Kopf 26 entfernt, daß der Abstand ί gleich der Dicke t des Teils 27 zuzüglich dem vorgenannten Abstand d ist. Wenn infolgedessen die Schraube in die Wendel 11 eingeschraubt wird, greift das Wendelende 32 in den auslaufenden Teil 31 der Gewindenut der Schraube ein und wird radial auswärts in den Baustoff des Mutternkörpers eingepreßt. Dadurch wird die Wendel im Gegenstand 10 fest verankert und kann gewissen durch die Schraube 12 ausgeübten axialen Kräften Widerstand leisten.

Fig. 4, welche einen Querschnitt einer gegenüber Fig. 3 geänderten Ausführungsform darstellt, zeigt deutlich, wie das Wendelende in den Baustoff des Mutternkörpers eingepreßt wird. In dieser Ausführungsform sind die verbundenen Teile im Eingriff miteinander dargestellt. Der Mutternkörper 40 ist mit einem glatten zylindrischen Loch 41 versehen, welches in seinem oberen Teil 43 eine Schulter oder einen Innenflansch 42 bildet. Wenn eine solche Schulter vorhanden ist, kann nur das entgegengesetzte Ende des Loches, wie bei 43' dargestellt, versenkt werden. Die Wendel 11 ist von dieser Seite her einzusetzen, bis sie mit ihrem oberen Ende 32 gegen die Schulter 42 anliegt. Die Breite dieser Schulter entspricht der des Teils 19 (Fig. 2) zuzüglich dem zwischen den Teilen 15 und 19 gelegenen geradflächigen Teil 22. In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Schraubenglied ein Stehbolzen, dessen Gewinde bei 31 wie dasjenige in der Fig. 1 dargestellte ausläuft. Der Schaft 45 des Bolzens kann oberhalb des Gewindes mit einem kegeligen Absatz versehen sein, um sicherzustellen, daß sich der eingeschraubte Bolzen eine gewünschte Länge von der Oberfläche des Körpers 40 aufwärts erstreckt. Der Absatz paßt in den versenkten oberen Teil 47 der Bohrung des Körpers 40. Der Bolzen 44 ist durch eine Bohrung 29 des Gliedes 27 durchgesteckt und mit einem zweiten Gewinde 48 für eine Mutter 49 versehen. Nach dem Einsetzen der Wendel, d. h. wenn sie gegen die Schulter 42 anliegt, kann der Bolzen 44 von der Seite des engeren Lochteils 43 hereingeschraubt werden. Der Abstand d' des auslaufenden Teils 31 der Gewindenut am Bolzen ist so gewählt, daß der Absatz 46 in dem versenkten Teil 47 aufsitzt, wenn das Wendelende 32 in den auslaufenden Nutteil 31 eingreift, wodurch das Ende 32 in den Baustoff des Mutternkörpers 40 hineingepreßt wird. Eine Schulter, wie die Schulter 42 im Loch 41 der Fig. 3,

ao kann nach Wunsch im Loch 13 der Fig. 1 vorgesehen oder fortgelassen werden, gleichgültig ob das Glied mit äußerem Gewinde ein Stehbolzen oder eine Kopfschraube ist.

In dem in Fig. 5 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Teil eines Mutternkörpers gezeigt und mit 50 bezeichnet. Der Körper 50 unterscheidet sich vom Körper 40 nur dadurch, daß die Schulter 52 eine schraubenlinienförmige Oberfläche mit einer Stufe 53 und mit einem entsprechend der Schräge der Seite 21 des Drahtquerschnitts der Fig. 2 geeigneten Rand 54 hat. In allen anderen Beziehungen ist der Mutternkörper 50 ähnlich dem Körper 40, und die Wendeln 44 und 11 können in Verbindung mit dem Mutternkörper 50 benutzt werden. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 5 ist es nicht nötig, schon während des Zusammenbaus das Ende der Wendel zur Anlage an die schraubenförmige Schulterfläche 52 und die Stufe 53 zu bringen. Bei der Drehung der Schraube wird durch Reibung die Wendel mitgenommen, bis das Wendelende gegen die Stufe der schraubenförmigen Schulter anschlägt.

Die im vorstehenden beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung erzielt eine sehr brauchbare, einfache und billige Schraubenverbindung mit einem Mutternkörper von verhältnismäßig weichem Baustoff, die sich durch für viele Fälle ausreichende Festigkeit auszeichnet.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schraubverbindung, bestehend aus einem Mutternkörper aus verhältnismäßig weichem Baustoff, einem verhältnismäßig harten, ein Innengewinde bildenden Drahtwendeleinsatz und einem mit Außengewinde versehenen Schraubenglied, wobei der Mutternkörper mit einer glattwandigen, zylindrischen, an wenigstens einem Ende für den Eintritt des Schraubengliedes offenen Bohrung versehen ist und der Drahtquerschnitt der Wendel eine scharfe Außenkante gegenüber dem das Innengewinde bildenden Teil und einen zwischen letzterem und der Außenkante liegenden geradflächigen Teil besitzt und wobei ferner der Drahtwendeleinsatz in der Bohrung in einem gewissen Abstand von dem Eintrittsende eingebettet ist und die Gewindenut des Schraubengliedes einen allmählich auslaufenden Endteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der auslaufende Endteil (31) der Gewindenut zum radialen Einpressen des Wendelendes (32) in den Mutternkörper (10, 40, 50)

bei bis zu entsprechender Tiefe eingeschraubtem Schraubenglied eine Länge besitzt, die sich mindestens über ein Viertel des Schraubengliedumfangs erstreckt, und daß dieses Wendelende (32) zur Sicherung gegen Lösen beim Zurückdrehen des Schraubengliedes mit einem Querschnitt abschließt, der dem übrigen Drahtquerschnitt der Wendel (11, 44) gleich ist.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (13, 14) in bekannter Weise durchgehend und ihr dem Eintrittsende (14, 17) gegenüberliegendes Ende (13', 43') versenkt ist.

3. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung im Mutternkörper in ihrem unteren Teil (41) einen größeren Durchmesser und eine größere axiale Länge hat als in ihrem dem Eintrittsende anliegenden oberen Teil (43), wodurch eine Schulter (42, 52) gebildet ist, gegen die der in den unteren Teil der Bohrung eingesetzte Drahtwendeleinsatz (11) anliegt.

4. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubenglied (44) einen Absatz (46) aufweist, mit dem es auf dem Mutternkörper (40) aufsitzt.

5. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (52) in an sich bekannter Weise schraubenlinienförmig entsprechend der Schraubenform des Drahtwendeleinsatzes (11, 44) verläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 830 133;
britische Patentschrift Nr. 686 297;
USA.-Patentschriften Nr. 2 386 197, 1 966 520.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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