DE3615501C2

DE3615501C2 - Verbindungselement aus Metall

Info

Publication number: DE3615501C2
Application number: DE19863615501
Authority: DE
Inventors: Dieter Soehnlein
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2006-05-08
Also published as: DE3615501A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ankerhülse aus Blech mit einem setzrichtungsseitigen Verankerungsbereich und einem durch spanloses Einformen hergestellten Gewinde im Verbindungsbereich.

Aufgrund wirtschaftlicher und festigkeitsmäßiger Vorteile werden die Gewinde bei Verbindungselementen aus Metall, wie beispielsweise Ankerhülsen, Setzbolzen, Schrauben und dgl., spanlos eingeformt. Bei aus Blech gerollten Ankerhülsen (DE-OS 34 25 237) ist es dabei zweckmässig, das Gewinde vor dem Rollen der Ankerhülse in den Blech-Zuschnitt einzuformen. Je nach Rollrichtung läßt sich so ein Innen- oder ein Aus sengewinde schaffen, wobei das Einformen des Gewindes vor zugsweise mittels Gewindewalzen oder Prägewerkzeugen erfolgt.

Zum Einformen der bis anhin verwendeten herkömmlichen genorm ten Gewinde bedarf es hoher, von den Werkzeugen aufzubringen der Verformungskräfte. Die Ursache hierfür liegt in der geo metrischen Form der Gewindegänge.

Bei genormten Gewinden, beispielsweise dem Whitworth-Gewinde, verlaufen die Gewindeflanken zwischen gerundeten Übergangs bereichen am Gewindegrund und an der Gewindespitze geradli nig. Der Flankenwinkel ist demnach über die gesamte Erstreckung der Gewindeflanken gleichbleibend. Der Querschnitt der Gewindegänge nimmt folglich von der Gewindespitze zum Gewinde grund hin gleichmäßig zu. Beim Einformen des Gewindes muß die Positivform des Werkzeuges zur Bildung der Gewindegänge entsprechend Material des Werkstückes verdrängen. Dem Einpres sen der Positivform des Werkzeuges wirken dabei mit zunehmen der Einpreßtiefe stark zunehmende Verformungskräfte entgegen. Das vom Spitzenbereich der Positivform zu verdrängende Mate rial vermag nur zunehmend erschwert entlang der geradlinigen, der Ausbildung der Gewindeflanken dienenden Kontur des Werk zeuges in die gegenüberliegende Zone der Positivform zu fließen. Dies trägt maßgeblich zur Erhöhung der Verformungs kräfte bei.

Demgemäß ist zum Herstellen solcher Gewinde nebst hohem Energieaufwand auch eine entsprechend große und aufwendige Auslegung der Werkzeuge erforderlich. Die Werkzeuge unter liegen zudem hoher Beanspruchung, was zu kleinen Standzeiten führt.

Auf dem Gebiet der Bewegungsgewinde ist beispielsweise aus dem DE-GM 19 52 617 ein gerolltes Trapezgewinde bekannt, bei dem lediglich im Gewindefuß eine Ausrundung vorgesehen ist. Die Gewindespitzen weisen unausgerundete Kanten auf. Zudem sind die Gewindeflanken unter einem gleichbleibenden Flankenwinkel mit einem stetig abnehmenden Querschnitt versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankerhülse aus Blech zu schaffen, die über ein durch spanloses Einformen hergestelltes Gewinde im Verbindungsbereich verfügt, das sich wirtschaftlich herstellen läßt und dabei niedrige Verformungskräfte erfordert.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe mittels einer Ankerhülse aus Blech mit einem setzrichtungsseitigen Verankerungsbereich und einem durch spanloses Einformen hergestellten Gewinde im Verbindungsbereich, wobei das Gewinde sich zur Gewindespitze hin im Querschnitt verjüngende Gewindegänge aufweist, die Übergangsbereiche der Gewindeflanken am Gewindegrund und an der Gewindespitze als Rundungen und die Gewindeflanken gekrümmt mit sich zur Gewindespitze hin stetig verkleinerndem Flankenwinkel ausgebildet sind.

Zufolge des sich zur Gewindespitze hin stetig verkleinernden Flankenwinkels vergrößert sich der Querschnitt der Gewinde gänge von der Gewindespitze zum Gewindegrund hin bei der erfindungsgemäßen Ankerhülse zunehmend stärker. Das Einformen des Gewindes erfordert zufolge dieser nicht nur gleichmäßigen, sondern vergrößerten Zunahme des Querschnit tes der Gewindegänge mit zunehmender Einpreßtiefe der im Quer schnitt gegengleichen Positivform des Werkzeuges nur das Ver drängen einer entsprechend reduzierten Materialmenge. Demzu folge bedarf es auch nur reduzierter Verformungskräfte. Der sich erfindungsgemäß ändernde Flankenwinkel gewährleistet insbesondere auch im Spitzenbereich des Gewindes ein gutes Fließen des Materials entlang der Positivform des Werk zeuges.

Nebst der Senkung des erforderlichen Energieaufwandes er laubt dies die Verwendung weniger aufwendiger Werkzeuge.

Zudem unterliegen die Werkzeuge aufgrund der reduzierten Verformungskräfte kleineren Beanspruchungen, was zu höheren Standzeiten führt.

Das gute Fließen des Materials beim Einformen wird ver bessert, indem vorzugsweise die Krümmung der Gewindeflanken kreisbogenförmig ausgebildet ist. In verformungstechnischer Hinsicht wirken sich auch die durch Rundungen gebildeten, an die Gewindeflanken anschließenden Übergangsbereiche an der Gewindespitze und am Gewindegrund vorteilhaft aus.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist die kreis bogenförmige Krümmung einen dem 1,5- bis 4-fachen der Gewinde tiefe entsprechenden Krümmungsradius auf. Dieser Krümmungs bereich gewährleistet in Verbindung mit geringeren Verfor mungskräften hohe mechanische Festigkeit der Gewindegänge.

Die radial gemessene Höhe der gekrümmten Gewindeflanken er streckt sich zweckmäßigerweise über mehr als 50%, vorzugs weise 60 bis 80%, der Gewindetiefe.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung bei spielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ankerhülse im Längs schnitt;

Fig. 2 ein vergrössertes Detail der Ankerhülse gemäß Ausschnitt II in Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Ankerhülse aus Blech, die einen setzrichtungsseitigen Verankerungsbe reich 2 mit Längsschlitzen 3 und einen Verbindungsbereich 4 mit einem durch spanloses Einformen hergestellten, insgesamt mit 5 bezeichneten Gewinde aufweist.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, weisen die Gewindegänge 6 des Gewindes 5 zwischen der Gewindespitze 7 und dem Gewinde grund 8 kreisbogenförmig gekrümmte Gewindeflanken 9 auf, die einen zur Gewindespitze 7 hin sich verkleinernden Flankenwin kel α bilden. Die Gewindeflanken 9 weisen einen Krümmungsra dius r auf, der dem Eineinhalb- bis Vierfachen der Gewinde tiefe t entspricht. Der Übergangsbereich zwischen den Gewin deflanken 9 und der Gewindespitze 7 bzw. dem Gewindegrund 8 ist aus verformungstechnischen Gründen durch Rundungen gebil det, wobei die gekrümmten Gewindeflanken 9 sich in Axialpro jektion des Gewindes 5 etwa über 60% der Gewindetiefe t er strecken.

Claims

1. Ankerhülse aus Blech mit einem setzrichtungsseitigen Verankerungsbereich und einem durch spanloses Einformen hergestellten Gewinde im Verbindungsbereich, wobei das Gewinde sich zur Gewindespitze hin im Querschnitt verjüngende Gewindegänge aufweist, die Übergangsbereiche der Gewindeflanken am Gewindegrund und an der Gewindespitze als Rundungen und die Gewindeflanken (9) gekrümmt mit sich zur Gewindespitze (7) hin stetig verkleinerndem Flankenwinkel (α), ausgebildet sind.

2. Ankerhülse nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Krümmung der Gewindeflanken (9) kreisbogenförmig ausgebildet ist.

3. Ankerhülse nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die kreisbogenförmige Krümmung einen dem 1,5- bis 4-fachen der Gewindetiefe (t) entsprechenden Krümmungsradius (r) aufweist.