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DE69303052T2 - Metallischer Einsatz, insbesondere für Verbindungsstücke - Google Patents

Metallischer Einsatz, insbesondere für Verbindungsstücke

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DE69303052T2
DE69303052T2 DE69303052T DE69303052T DE69303052T2 DE 69303052 T2 DE69303052 T2 DE 69303052T2 DE 69303052 T DE69303052 T DE 69303052T DE 69303052 T DE69303052 T DE 69303052T DE 69303052 T2 DE69303052 T2 DE 69303052T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen metallischen Einsatz, insbesondere für Verbindungsstücke, die üblicherweise zur Verbindung von Leitungen von hydraulischen Systemen verwendet werden.
  • Es sind metallische Einsätze bekannt, die einen im wesentlichen röhrenförmigen Körper umfassen, welcher einen inneren oder äußeren Gewindebereich umfaßt und Verankerungseinrichtungen aufweist, um den Einsatz in einer äußeren Matrix aus Kunststoffmaterial zu sichern; die Matrix hat üblicherweise eine zylindrische Form und ist in einer Ausnehmung zwischen einer positiven (männlichen) und einer negativen (weiblichen) Form gebildet, in welcher vorher der metallischer Einsatz positioniert wurde. Der so erhaltene Verbinder ist flexibel, hat jedoch steife Endbereiche, um so die mechanische Stärke und hydraulische Dichtheit sicherzustellen. Einsätze werden üblicherweise erhalten ausgehend von Metallstangen oder Rohren, welche folglich an der inneren und der äußeren Oberfläche durch Drehen, Fräsen oder dergleichen bearbeitet werden.
  • Figuren 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele von Einsätzen nach dem Stand der Technik. Der metallischer Einsatz gemäß Figur 1, allgemein bezeichnet mit Bezugszeichen 1, ist durch einen hohlen Körper C gebildet, der aus einer achteckigen Stange erhalten wurde, wobei auf der äußeren Oberfläche zylindrische Nuten S hergestellt wurden. Die Nuten bilden Verankerungsflansche mit einem facettenartigen äußeren Profil. Auf Grund dieser besonderen Ausbildung hat der metallischer Einsatz einen guten Widerstand gegen Ausdehnung und Drehung in Bezug auf die Plastikmatrix des Verbinders, hat jedoch den Nachteil, in der Matrix lokale Schwachpunkte zu bewirken, und, im Falle der Überhitzung des Verbinders, eine von Punkt zu Punkt verschiedene Ausdehnung, mit der Folge von Lösung und fortschreitendem Verlust von Dichtheit.
  • Der metallische Einsatz l' gemäß Figur 2 wird aus einer zylindrischen Stange hergestellt, auf deren äußeren Oberfläche zylindrische Nuten S' gebildet sind. Die Nuten sind derart, daß Sie auf der äußeren Oberfläche ringförmige Vorsprünge F' mit länglichen Kanälen R bilden. Quer verlaufende Nuten V sind entlang einer vorderen Endkante B gebildet, um so den Widerstand der Matrix gegen Torsionsspannungen zu erhöhen. Dieser zweite Typ von Einsätzen vermeidet einige der Nachteile des ersten Typs gemäß Figur 1, da er nicht den Nachteil der unterschiedlichen Ausdehnung und der Variation in der Dicke der Plastikmatrix aufweist. Aber auch dieser Einsatz hat, wie der erste, die Nachteile hoher Herstellungskosten, die durch eine große Anzahl relativ komplizierter und langer Bearbeitungsschritte und durch einen beachtlichen Aufwand an Rohmaterial ergeben, mit entsprechenden negativen Auswirkungen auf die Umwelt.
  • Einsätze der oben beschriebenen Art sind aus der EP-A- 0 461 308 bekannt, welche sämtliche Merkmale gemäß Oberbegriff des Patentanspruch 1 aufweisen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Nachteile durch Bereitstellung eines metallischen Einsatzes auszuräumen, welcher die Charakteristik hoher Funktionalität mit äußerst geringen Kosten und einer geringen Umweltbelastung kombiniert.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen metallischen Einsatz nach Anspruch 1.
  • Die rotationsverhindernden Einheiten werden durch längliches Kanäle oder Vorsprünge gebildet, die auf der inneren und äußeren zylindrischen Oberfläche während des Stanzens gebildet werden, oder durch vordere Ausnehmungen oder Kerben, die auf den Umfangskanten der Ringflansche auf dem röhrenförmigen Körper gebildet sind. Die extraktionsverhindernden Einheiten können kegelsenken-/schwalbenschwanzförmige Nuten aufweisen, die in beiden Richtungen orientiert sind und entlang der inneren und äußeren Wände des röhrenförmigen Körpers während des Stanzens gebildet sind.
  • Die rotationsverhindernden Vorrichtungen können weiterhin Aushöhlungen unter/oder Durchgangslöcher umfassen, die an den Wänden des preßblanken röhrenförmigen Körpers durch folgende Entfernung von Material gebildet werden. Die inneren und äußeren Gewinde sind selbstverständlich mit herkömmlichen Verfahren an dem preßblanken röhrenförmigen Körper gebildet, wodurch die mechanische Bearbeitung auf ein Minimum reduziert wird. Der metallischer Einsatz gemäß der Erfindung hat den Vorteil einer gleichförmigen Zugstärke und Widerstand gegen Torsionskräfte in Bezug auf die Kunststoffmatrix des Verbinders, kombiniert mit einer erheblichen Vereinfachung und geregelten Herstellungskosten. Weiterhin begünstigt er ein Minimum an Ausschuß von Rohmaterial und Energie und ist folglich kostengünstiger und ökologischer.
  • Der metallische Einsatz wird einem Sandstrahlverfahren ausgesetzt, um die Rauhigkeit der im dem Kunststoff eingesetzten Oberflächen zu erhöhen, die Reibung zu erhöhen, und schließlich einer Nickel-Beschichtung-Verfahren unterzogen, um die Oxydbildung zwischen dem Metall und dem Kunststoff zu reduzieren.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele des metallischen Einsatzes nach der Erfindung, die in nichtbeschränkender Weise beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind. Dabei zeigen:
  • Figuren 1 und 2 Ansichten zweier Ausführungsbeispiele von Einsätzen nach dem Stand der Technik;
  • Figur 3 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Einsatzes mit Außengewinde nach der Erfindung;
  • Figur 4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Einsatzes mit einem innengewinde nach der Erfindung;
  • Figuren 5 und 6 Ansichten der Einsätze gemäß Figuren 3 und 4, eingebettet in Endbereiche von Verbindern aus Kunststoffmaterial.
  • Mit Bezug auf die Figuren 3 bis 6 wird ein positiver metallischer Einsatz allgemein mit Bezugszeichen 1 bezeichnet, und ein negativer Einsatz allgemein mit Bezugszeichen 1' bezeichnet. Die Einsätze 1, 1' umfassen einen Hauptkörper 2, 2', welche eine im wesentlichen röhrenförmige Gestalt haben und mit entsprechendem äußeren und inneren Gewinde 3, 3' mit Standarddurchmesser, Steigungen und Merkmalen versehenen sind.
  • Jeder röhrenförmige Körper 2, 2' hat eine Vorrichtung zur Verankerung in einer Kunststoffmatrix M, M', welche extraktions-verhindernde und rotationsverhindernde Vorrichtungen umfassen, welche hauptsächlich direkt während des Preßvorganges hergestellt werden.
  • Insbesondere kann der röhrenförmigen Körper 2, 2' einen Ringbereich 4, 4' mit einen maximalen Durchmesser aufweisen, wobei die Frontkante mit Kegelstumpf-Nuten 5, 5', 6, 6' versehenen sind, die beispielsweise ein schwalbenschwanzförmiges Profil aufweisen. Entsprechende Kegelstumpf- Nuten 7, 7' können in anderen ringförmigen Kanten Durchmesser in dem zylindrischen Bereich 8, 8' mit kleinerem Durchmesser in der äußeren Oberfläche des röhrenförmigen Körpers 2, 2' ausgeführt sein.
  • Weitere kegelstumpfförmige Nuten 9, 9' können entsprechend an der inneren Wand des röhrenförmigen Körpers 2, 2' ausgebildet sein. Der Zweck dieser schwalbenschwanzförmigen Bereiche ist es, in das Kunststoffmaterial eingebettet zu werden, um einem axialen Gleiten des Einsatzes entgegenzuwirken.
  • Die rotationsverhindernde Vorrichtung kann aus länglichen Kanälen 10, 10', 11, 11' in den äußeren zylindrischen Bereichen 4, 4', 8, 8', gebildet werden, aus länglichen Kanälen 15, 15' in den inneren zylindrischen Bereichen 16, 16', sowie durch Ausnehmungen oder Einschnitte 12, 12' im Frontkanten bereich der ringförmigen Bereiche 4, 4'. Alle beschriebenen Maßnahmen können direkt während des Preßvorganges des röhrenförmigen Körpers 2, 2' ausgebildet werden, ohne weitere mechanische Bearbeitung, nur durch entsprechende Preßformen.
  • Weitere rotationsverhindernden Einheiten können durch quer verlaufende Durchgangslöcher 13, 13' beispielsweise in Form eines Kreuzes in einem Endbereich 14, 14' des röhrenförmigen Körpers 2, 2' ausgebildet werden.
  • Wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, dringt eine injizierte Kunststoffmatrix M, M' in diese Löcher ein und stellt einen entsprechenden Widerstand nicht nur gegen Rotation, sondern auch gegen axiale Verschiebung bereit. Entsprechend werden die Löcher 13, 13' durch herkömmlichen Bearbeitungsverfahren mit mechanischen, manuellen oder automatischen spanabhebenden Formverfahren erstellt.
  • Die Gewinde 3, 3' werden offensichtlich an der preßblanken Komponente 2, 2' mittels herkömmlicher manueller oder automatischer Bearbeitungsverfahren gebildet. Das Rohmaterial des metallischen Einsatzes kann Messing, Bronze und anderer Eisen- oder nicht-Eisen-Legierungen umfassen.
  • Die Hauptkörper 2, 2' werden nach dem Preßvorgang vorzugsweise einem Sandstrahl-Verfahren unterzogen, um die Rauhigkeit der in den Kunststoff einzubettenden Oberfläche zu erhöhen, um die Reibung zu erhöhen, und schließlich einer Nickel-Beschichtung unterzogen, um die Oxydbildung zwischen dem Metall und dem Kunststoff zu verringern.
  • Es wurde überprüft, daß metallische Einsätze des oben beschriebenen Typs die beabsichtigten Ziele erreichen und Aufgaben lösen, und insbesondere funktional effektiv und extremen wirtschaftlich sind, aufgrund der reduzierten Herstellungszeit und der Materialeinsparung. Der erfindungsgemäße metallische Einsatz ist für erhebliche Modifikationen und Variationen geeignet, welche sämtliche innerhalb des erfindungsgemäßen Spektrums der Erfindung gemäß den beiliegenden Ansprüchen liegen. Alle Details und Materialien können durch technische Äquivalente ersetzt werden, ohne außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs zu gelangen.
  • Wenn in den Ansprüchen technische Merkmale mit Bezugszeichen versehen sind, haben diese nur den Zweck der Erhöhung der Verständlichkeit der Ansprüche und folglich keinen beschränkenden Effekt auf das Spektrum des jeweiligen Elementes, welches beispielhaft durch Bezugszeichen erwähnt wurde.

Claims (6)

1. Metallischer Einsatz, insbesondere für Verbindungselemente, bestehend aus einem zylindrischen röhrenförmigen Körper (2, 2'), der zum Einbetten in eine Kunststoffmatrix (M, M') geeignet ist, um mit der Matrix ein Verbindungselement zu bilden, wobei der röhrenförmige Körper (2, 2') einen mit einem Gewinde versehenen Endbereich (3, 3') und eine Verankerungsvorrichtung aufweist, welche Elemente zur Verhinderung von Extraktion und Elemente zur Verhinderung von Rotation des röhrenförmigen Körpers (2, 2') gegenüber der Matrix (M, M') aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Körper (2, 2') ein durch Warmpressen erzeugtes Halbfabrikat ist, wobei wenigstens eines oder beide der genannten extraktions-verhindernden und rotations-verhindernden Einheiten am röhrenförmigen Körper während des Warmpreßverfahrens ohne weitere spanabhebende Nachbearbeitung ausgebildet sind.
2. Metallischer Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotations-verhindernden Einrichtungen eine Reihe von im wesentlichen längsverlaufenden Kanälen oder Vorsprüngen (10, 10'; 11, 11'; 15, 15') umfassen, die auf der inneren zylindrischen Oberfläche (16, 16') und der äußeren zylindrischen Oberfläche (4, 4'; 8, 8') des röhrenförmigen Körpers (2, 2') durch das Warmpreßverfahren gebildet sind.
3. Metallischer Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotations-verhindernden Einrichtungen eine oder mehrere Vertiefungen oder Kerben (12, 12') umfassen, die in der Stirnkante eines zylindrischen Bereiches (4, 4') des röhrenförmigen Körpers (2, 2') gebildet sind.
4. Metallischer Einsatz nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rotations-verhindernden Einrichtungen weiterhin eine Vielzahl von Durchgangslöchern (13, 13') umfassen, die in den Endbereich (14, 14') der zylindrischen Wandung des röhrenförmigen Körpers (2, 2') gebohrt sind.
5. Metallischer Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die extraktions-verhindernden Einrichtungen schwalbenschwanzförmige axiale zylindrische Kanten (5, 6, 7, 9; 5', 6', 7', 9') umfassen, die auf den inneren und äußeren Wandungen des röhrenförmigen Körpers (2, 2') während des Warmpreßverfahrens gebildet und in axial entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind.
6. Metallischer Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Warmpreßverfahren als Halbzeug hergestellte röhrenförmige Körper (2, 2') aus einem metallischem Material wie Messing, Bronze, Eisen oder anderen Legierungen gebildet ist.
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