专利名称：能被模制在内的钢丝螺套及其制造方法和具有能被模制在内的钢丝螺套的构件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加强构件的螺纹孔的能被模制在内的钢丝螺套。本发明还涉及一种制造该能被模制在内的钢丝螺套的方法以及一种具有这种能被模制在内的钢丝螺套的构件。另外，本发明还涉及一种用于具有这种能被模制在内的钢丝螺套的构件的制造方法。
背景技术：
在现有技术中钢丝螺套是众所周知的。这些钢丝螺套嵌入具有内螺纹的钻孔中以加强钻孔。这例如在待固定的螺钉的材料比钻孔所在构件的材料更硬且因此必须补偿构件材料中的松弛效应时是必要的。这样卷绕这些钢丝螺套，使得其具有比未来待形成于钻孔中的螺纹的内直径更大的直径。另外，钢丝螺套的圆柱形的螺旋线的绕圈在轴向上类似弹簧那样彼此间隔开。钢丝螺套在弹簧预紧状态中嵌入螺纹孔，因而钢丝螺套自身基于其再次膨胀的趋势固定在螺纹孔中。这种钢丝螺套例如由国际专利申请WO 2005/124165A1公开。此外已知这样的钢丝螺套，在其圆柱形的螺旋线中，相邻绕圈相互贴靠，由此，圆柱形的螺旋线的内壁已经构成标准螺纹。圆柱形的螺旋线的各个绕圈在圆柱形的螺旋线的径向外壁上构造成尖棱的，使得圆柱形的螺旋线具有自攻的圆柱形外壁。在如此成型的、例如在国际专利申请WO 2007/147196A1中公开的钢丝螺套中，无须再将钢丝螺套嵌入钻孔的预制螺纹中。更多地，钢丝螺套自身攻入钻孔的内壁中并且以这种方式固定在构件中。US 2，672，070和EP 1046446B1描述了这样的方法，其中，将钢丝螺套定位于构件模具中，以便在制造构件时将钢丝螺套模制到构件中。所述构件例如由金属或塑料制成。上述类型的钢丝螺套以及用于将其嵌入构件钻孔中的各种方法的缺点在于在具有钢丝螺套的构件开口的使用过程中，构件开口中的钢丝螺套会松动并且不足以支撑固定于其中的螺钉或类似的固定元件。在最坏的情况下，固定元件不能再保持于构件开口中并且无法满足其功能。因此需要更换构件或扩大构件开口并嵌入新的钢丝螺套以及还需使用直径相匹配的固定元件。这是昂贵的并且有时在结构上是不可能的。此外还有这样的缺点， 即，这种改造会引起例如持续使用的机器停机。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种能被模制在内的钢丝螺套及其制造方法，该钢丝螺套克服了现有技术中的缺点。另外还应提供一种用于制造具有这种能被模制在内的钢丝螺套的构件的方法。上述任务通过根据权利要求I的能被模制在内的钢丝螺套、根据权利要求14的具有该能被模制在内的钢丝螺套的构件、根据权利要求15的用于该能被模制在内的钢丝螺套的制造方法、根据权利要求25的用于具有该能被模制在内的钢丝螺套的构件的制造方法以及根据权利要求28的用于制造该能被模制在内的钢丝螺套的卷绕轴来解决。本发明的有利的构型和扩展方案由说明书、附图以及从属权利要求给出。根据本发明的用于加强构件的螺纹孔的能被模制在内的钢丝螺套具有下述特征 由螺旋形卷绕的钢丝构成的圆柱形的螺旋线，这样设置圆柱形的螺旋线的相邻绕圈，使得形成封闭的圆柱形的螺旋壁，圆柱形的螺旋线的至少一个端部具有固定法兰，其径向向外延伸超过圆柱形的螺旋壁并且借助该固定法兰钢丝螺套能锚定于构件中，并且/或者圆柱形的螺旋线的端部平坦地构造，以便形成平坦的轴向端面。根据本发明的能被模制在内的钢丝螺套由以条块方式卷绕的钢丝螺旋构成。在此情况下“以条块方式卷绕”的含义是螺旋线的相邻钢丝绕圈相互贴靠，从而形成能被模制在内的钢丝螺套的大致封闭的螺旋壁。通过这种方式钢丝绕圈构成坚实的衬套。圆柱形的螺旋线的相邻绕圈的贴靠确保在注塑成型期间在将钢丝螺套例如模制在塑料构件内时不会有塑料通过螺旋壁进入钢丝螺套的内部。但又同时确保能被模制在内的钢丝螺套充分锚定于塑料构件中。这一方面通过钢丝螺套的径向的圆柱形外壁以及通过圆柱形的螺旋线的至少一个端部上的根据本发明的固定法兰来实现。固定法兰相对于圆柱形的螺旋线径向向外突出并且几乎完全被构件材料包围。通过这种方式固定法兰锚定于构件材料中并且防止能被模制在内的钢丝螺套在构件中的旋转或其它移动。根据本发明的优选的实施方式，固定法兰设置在圆柱形的螺旋线的仅一个或两个端部上。如固定法兰仅设置在圆柱形的螺旋线的一侧上，则其也用作单义的用于自动操作能被模制在内的钢丝螺套的分类标准。优选固定法兰具有卷绕的钢丝的至少一个法兰绕圈，该法兰绕圈与圆柱形的螺旋线相比具有减小的导程、优选不具有导程。根据另一种优选的实施方式，固定法兰具有卷绕的钢丝的至少两个在圆柱形的螺旋线的径向上重叠的绕圈。 根据本发明的能被模制在内的钢丝螺套的固定法兰与其余的圆柱形的螺旋线一样由相同的卷绕的钢丝制成。由于卷绕的钢丝只是在圆柱形的螺旋线的端部上与钢丝螺套的其余部分以不同的方式进行卷绕，所以根据本发明的钢丝螺套能够以简单的方式来制造。可根据构件材料一能被模制在内的钢丝螺套应固定其中一改变固定法兰的大小。 为此目的设置两个在圆柱形的螺旋线的径向上重叠的绕圈或更多个用于形成固定法兰的绕圈。固定法兰的径向外侧的绕圈至少局部、优选完全围绕螺旋线地构造。根据本发明的另一种优选的实施方式，固定法兰具有第一绕圈，该第一绕圈沿固定法兰的开始于圆柱形螺旋线端部的圆周段在至少180°、优选180°至270°、另外优选 180°至360°的角度上延伸。根据该实施方式，固定法兰的第一绕圈相对于圆柱形的螺旋线的圆周径向向外地设置。但第一绕圈并不沿圆柱形的螺旋线的完整圆周、即在360°的圆周段或圆弧段上延伸。取而代之，第一绕圈沿固定法兰的在至少180°角上延伸的圆周段延伸。该相对于圆柱形的螺旋线径向向外的圆周段已经用于使能被模制在内的钢丝螺套在被模制在内时充分锚定于待制造的构件中。另外，如此构造的固定法兰也可用作操作能被模制在内的钢丝螺套时的分类标准。根据本发明的另一种优选的方案，固定法兰具有完整的第一绕圈和具有第二绕圈，所述第二绕圈沿固定法兰的开始于第一绕圈端部的圆周段在至少180°、优选180°至 270°、另外优选180°至360°的角度上延伸。根据该优选的实施方式，固定法兰的第二绕圈类似于固定法兰的上述第一绕圈地构造，只是其连接在固定法兰的完全环绕的第一绕圈之后。为补充固定法兰，提供能被模制在内的钢丝螺套的另一扭转止动器，优选圆柱形的螺旋壁在径向外侧上具有至少一个在圆柱形的螺旋线的纵向上延伸的凹槽、优选多个凹槽。另外优选，钢丝螺套的卷绕的钢丝的横截面相对于圆柱形的螺旋线径向向外地设有带有两个侧面的角形轮廓，所述角形轮廓的角度<60°、优选角度在30°至40°之间。借助锚定于构件材料中的圆柱形的螺旋线外侧上的该锐角形轮廓，根据侧面角度的大小可产生钢丝螺套的足以抵抗剪切负荷的阻力。这辅助钢丝螺套的固定和其在构件中的支承。另外钢丝螺套上的径向应力通过该造型减小。如能被模制在内的钢丝螺套在其内侧上具有优选的标准螺纹，则卷绕的钢丝基于圆柱形的螺旋线的径向外侧上的锚定于材料中的角形轮廓具有不对称的横截面轮廓。根据另一种优选的实施方式，钢丝螺套的与具有固定法兰的端部相对设置的端部具有径向向内突出的柄脚或自由的通孔。根据钢丝螺套的这种优选结构的不同的变型方案，所述柄脚可移除或不可移除。柄脚辅助钢丝螺套在制造具有能被模制在内的钢丝螺套的构件期间定位于销上(见下文)。此外，本发明还包括由塑料或金属制成的构件，根据上述方案之一的能被模制在内的钢丝螺套被模制在该构件内。另外，本发明包括一种用于加强构件的螺纹孔的能被模制在内的钢丝螺套的制造方法。该制造方法包括下述步骤将钢丝卷绕成具有一定直径的圆柱形的螺旋线，使得圆柱形的螺旋线的相邻绕圈具有第一导程并且构成圆柱形的螺旋壁；在螺旋线的至少一个端部上构成径向向外突出于螺旋壁的固定法兰，或者在螺旋线的至少一个端部上磨平圆柱形的螺旋线、优选磨切圆柱形的螺旋线。固定法兰优选通过在螺旋线的端部上无导程地卷绕螺旋线的至少一个绕圈来形成。另外优选卷绕出卷绕的钢丝的至少两个在圆柱形的螺旋线的径向上重叠的绕圈来形成固定法兰。在上述方法的另一种方案中，以与第一导程相比减小的导程在螺旋线的端部上卷绕出螺旋线的至少一个绕圈来形成固定法兰。待制造的在一个区域中具有圆柱形的螺旋线并且在圆柱形的螺旋线的端部区域中具有所述至少一个固定法兰的钢丝螺套在固定法兰的区域中和在螺旋线的区域中以不同的钢丝导程被卷绕。另外，所述不同的导程这样产生: 利用在卷绕期间待供应的钢丝与已经被卷绕的钢丝螺套的不同程度的移动。通过这种方式在螺旋线区域中和在固定法兰区域中产生具有不同导程的绕圈。根据本发明的另一种方案，这样卷绕固定法兰，使得固定法兰具有比螺旋线更大的直径。优选螺旋线的该端部具有卷绕的钢丝的至少两个在圆柱形的螺旋线的径向上大致重叠的绕圈。也优选在在圆周段上卷绕固定法兰的绕圈，其形状在上面已经描述过。此外，优选将钢丝卷绕于卷绕轴上，所述卷绕轴具有用于卷绕圆柱形的螺旋线的第一圆柱形区域和相对于第一圆柱形区域在径向上扩张的用于卷绕固定法兰的第二区域。为了制造能被模制在内的钢丝螺套，优选使用卷绕轴，其在轴向上看具有两个不同的区域。在卷绕轴的第一圆柱形区域中设置螺纹，以便在其上卷绕未来的钢丝螺套的圆柱形的螺旋线。第二区域连接于第一圆柱形区域，借助第二区域卷绕固定法兰。根据第一种实施方式，第二区域相对于第一区域构成凸肩，由此在卷绕期间钢丝可顶着凸肩进行卷绕。 根据第二种实施方式，第二区域在径向上相对于第一区域扩张，由此在卷绕期间钢丝可卷绕到该扩张的区域上。此外，有关卷绕轴的扩张的区域优选，该区域连续或阶梯形地扩张。 基于卷绕轴的这种造型来影响固定法兰的几何形状和/或固定法兰的绕圈的布置。此外，优选这样将钢丝卷绕于卷绕轴上，使得卷绕轴的纵轴线在钢丝螺套的卷绕方向上与要卷绕的钢丝的钢丝供应方向构成角度β >90°。借助钢丝供应方向和卷绕轴在卷绕方向上的纵轴线之间的有针对性的角度设定，优选为待制造的钢丝螺套的钢丝设置机械内应力。在将制成的钢丝螺套从卷绕轴上旋下时，所述被施加的机械应力用于使能被模制在内的钢丝螺套在轴向上这样收缩，以致相邻绕圈相互贴靠。这优选不仅适用于圆柱形的螺旋线的绕圈而且适用于固定法兰的绕圈。由此能被模制在内的钢丝螺套向外部密封，从而在未来将能被模制在内的钢丝螺套被模制到例如塑料内时不会有塑料进入能被模制在内的钢丝螺套的内部。另外，在圆柱形的螺旋线的内侧上构造有类似于螺纹衬套的螺纹。该螺纹优选为米制或英制螺纹。此外优选，在钢丝于卷绕轴的第一区域和第二区域上卷绕期间，优选卷绕轴和待供应的钢丝的供应位置以不同的量相对移动。卷绕轴在其纵向上相对于要卷绕的钢丝的供应方向或者说供应位置的不同的移动也影响到，在将制成的钢丝螺套旋下后圆柱形的螺旋线和固定法兰的相邻绕圈怎样相互贴靠。此外优选为能被模制在内的钢丝螺套设置相对于圆柱形的螺旋线径向向内突出的柄脚。为此目的，该制造方法优选包括将要卷绕的钢丝钩入卷绕轴的切口中并且通过将钢丝卷绕于卷绕轴上在螺旋线的远离法兰的端部上形成径向向内突出的柄脚。另外本发明包括一种具有能被模制在内的钢丝螺套的构件的制造方法，所述钢丝螺套具有由螺旋形卷绕的钢丝构成的圆柱形的螺旋线，圆柱形的螺旋线的至少一个端部具有固定法兰，其径向向外延伸超过圆柱形的螺旋线。所述待制造的构件由塑料、金属或其它适合的材料制成。优选在金属构件中使用轻金属、例如铝、镁或类似金属。上述制造方法具有下述步骤将钢丝螺套定位于销上；将带钢丝螺套的销这样设置在模具中，使得在构件脱模后固定法兰邻接于构件表面地设置；用金属或塑料填充模具；将具有钢丝螺套的构件从模具中脱模。为了能够适当地定位钢丝螺套，优选将钢丝螺套旋到销上，销因此具有与钢丝螺套匹配的螺纹。根据另一种方案，优选将钢丝螺套套到无螺纹的销上。接着将带有钢丝螺套的销设置并固定在模具中，使得在注入构件材料期间定位的钢丝螺套保持其位置。如果钢丝螺套作为定位辅助装置在钢丝螺套的远离固定法兰的端部上具有径向向内突出的柄脚，则柄脚例如用作钢丝螺套套到无螺纹的销上时的止挡。此外，本发明包括一种用于卷绕能被模制在内的钢丝螺套的卷绕轴，其具有下述特征带螺纹的第一圆柱形区域和第二区域，其在径向上相对于第一区域扩张，使得可借助第二区域制造能被模制在内的钢丝螺套的固定法兰。根据卷绕轴的另一种方案，扩张的第二区域相对于第一区域连续或阶梯形地扩张，或者其构造成单级的并且相对于第一圆柱形区域构成凸肩。因此，第二区域优选以90°至120°的角度相对于卷绕轴的纵轴线设置。根据一种优选的实施方式，在第一圆柱形区域的一个端部上设置切口，要卷绕的钢丝可固定在该切口中，以便在卷绕钢丝螺套时形成径向向内突出的柄脚。
下面借助附图详述本发明的优选的实施方式。附图如下图I为具有固定法兰的钢丝螺套的一种优选实施方式的透视图；图2为图I的实施方式的侧视图；图3为一种优选的具有磨平的端部的钢丝螺套的带有局部放大图的剖面图；图4为钢丝螺套的一种优选的实施方式的另一局部图；图5为图I的钢丝螺套的绕圈的一种优选的横截面形状的示意图；图6为图I的钢丝螺套的外壁造型的示意图；图7为一种优选的具有两个固定法兰的能被模制在内的钢丝螺套的透视图；图8为图7的优选的实施方式的剖面图；图9为一种优选的具有固定法兰和螺锁(Screwlock)的钢丝螺套的俯视图；图10为图9的实施方式的侧视图；图11为一种优选的借助切割轮的钢丝螺套的制造；图12为一种优选的卷绕轴的示意图；图13A-C为没有、具有一个、具有两个固定法兰的钢丝螺套的优选的被模制在构件内的模制示意图；图14为具有固定法兰的钢丝螺套优选的被模制在构件内的模制示意图；图15为钢丝螺套的一种优选的制造的流程图；图16为具有钢丝螺套的构件的一种优选的制造的流程图。
具体实施例方式图I示出一种能被模制在内的钢丝螺套I (钢丝螺套)的第一种优选的实施方式。 钢丝螺套I用于加强构件的螺纹孔，以避免在拧入固定元件时构件材料机械过载。为此目的，钢丝螺套I具有圆柱形的螺旋线20。该圆柱形的螺旋线20在制造钢丝螺套I时由钢丝10螺旋形地卷绕出(SI)。圆柱形的螺旋线20的以确定的导程卷绕的绕圈30在圆柱形的螺旋线20的径向内壁22构成标准螺纹。根据不同的优选的实施方式，该标准螺纹为米制或英制螺纹。在圆柱形的螺旋线20的径向内侧22上形成的螺纹通过钢丝10的横截面 50和相邻绕圈30的布置、尤其是导程来决定。由于钢丝螺套I能被模制到待制造的构件内，所以圆柱形的螺旋线20具有封闭的圆柱形环绕的螺旋壁。通过这种方式，在制造构件时在填充(D)模具90期间，钢丝螺套I 被构件材料包围，且构件材料没有进入到圆柱形的螺旋线之内。为了形成螺旋线20的封闭的圆柱形环绕的螺旋壁，根据钢丝螺套I的不同的实施方式设置相邻绕圈30。根据第一种实施方式，钢丝10具有任意成型的横截面50并且借助涂层或密封材料80来密封相邻绕圈 30之间的可能的间隙(参见图4 )。密封材料80例如在制造钢丝螺套I期间被喷上或者通过浸润钢丝螺套I被施加。 因此，同样优选在圆柱形的螺旋线20的内侧22和外侧24上设置密封材料80。根据本发明的另一种优选的实施方式，钢丝螺套I的钢丝10的横截面50具有螺纹区域52和锚定区域54 (参见图3)。螺纹区域52和锚定区域54通过关于圆柱形的螺旋线20的纵轴线的轴向端面56彼此连接。端面56优选构造为平坦的，由此相邻绕圈30的彼此相对置的端面56相互密封地贴靠。这在图3中以局部放大图示出。
根据图5所示的一种实施方式，这样成型相对置的端面56，使得其构成迷宫式密封装置。为此，相邻绕圈30的彼此相对置的端面56例如具有榫槽连接。也可想到端面56 的其它任意的满足迷宫式密封装置的任务的造型、例如相对置的端面56的互补造型。根据本发明，钢丝螺套I在圆柱形的螺旋线20的端部上具有固定法兰40。该固定法兰40径向向外突出于圆柱形的螺旋线20的螺旋壁22、24，如图1、2和9所示。优选固定法兰40由至少一个绕圈42构成。该绕圈42与螺旋线20的其余绕圈30相比以减小的导程或无导程地卷绕于圆柱形的螺旋线20的端部上(S2)，使得固定法兰40的一个绕圈42 或多个绕圈具有与螺旋线20的导程相比减小的导程和/或不具有导程。基于这种结构固定法兰40根据一种实施方式具有至少两个在圆柱形的螺旋线20的径向上重叠的绕圈42。 固定法兰40的径向外侧的绕圈42至少局部、优选完全围绕螺旋线20地构造。可根据固定法兰40拟在何种构件材料中固定钢丝螺套I来选择重叠的绕圈42的数量。根据固定法兰40的另一种优选的实施方式，固定法兰具有第一绕圈42，其连接于圆柱形的螺旋线20的端部28 (参见图7)。第一绕圈42沿固定法兰40的延伸于确定的角度Y上(参见图7)的圆周段延伸。角度Y最小值为180°，由此圆周段形式的第一绕圈42 在圆周方向上看延伸圆柱形的螺旋线20的一半。在该实施方式的另一种构型中，第一绕圈的圆周段构造得更大，使得其在180°至270°并且另外优选在180°至360°的角度Y上延伸。固定法兰40的另一种构型具有完整的第一绕圈42。也就是说，第一绕圈42从圆柱形的螺旋线20的端部28开始以角度Y = 360°在固定法兰40的圆周段上延伸。连接于第一绕圈42的第二绕圈42也沿固定法兰40的一个圆周段延伸。第二绕圈42的圆周段开始于第一绕圈42的端部29 (参见图7)。第二绕圈42的圆周段也在大于180°的角度、 上延伸。优选角度Y包括180°至270°并且进一步优选包括180°至360°。根据另一种可想到的方案，固定法兰40在圆柱形的螺旋线20的多个绕圈30上延伸。在此情况下，固定法兰40的绕圈42的导程与圆柱形的螺旋线20的导程相反。也优选固定法兰40过渡到固定螺旋线(未示出)中，其在圆柱形的螺旋线20的一部分或整个长度上延伸。固定螺旋线的相邻绕圈优选不相互贴靠，由此构件材料可进入固定螺旋线的相邻绕圈之间并且用于附加地将钢丝螺套I固定在构件中。固定法兰40基于其形状构成贴靠面44，其垂直于圆柱形的螺旋线20的中轴线设置(参见图2)。基于这种几何形状无须磨平具有固定法兰40的钢丝螺套I的端面，以便例如在用于构件制造的模具90中形成平的贴靠面。贴靠面44为工人简化了在构件制造时钢丝螺套的端面密封。另外，当其为了制造构件而被套到模具90的销92上时(步骤B，参见图8、9、11)，固定法兰40用作定位辅助装置。固定法兰40在其安装状态中具有另一优点， 即，使得通过将螺钉拧入且拧紧到钢丝螺套I中所产生的径向应力进一步向圆柱形的螺旋线20的方向和由此向构件中转移。通过这种方式避免了例如通过构件上的拧紧件和钢丝螺套I的螺纹轮廓侧面上的径向应力引起的压应力的不利的叠加。此外有利的是，固定法兰40在将固定元件放置和导入到被模制在构件内的钢丝螺套I中时用作结构支撑装置。另外，固定法兰40基于其与圆柱形的螺旋线20相比更大的直径构成单义的分类标准，借助其例如可在装备用于构件制造的模具90时简化钢丝螺套I的操作。根据另一种优选的实施方式，在圆柱形的螺旋线20的两个端部上分别设置一个固定法兰40。这种优选的实施方式在图7中以透视图并且在图8中以透视性剖面图示出。在具有封闭的螺旋壁的圆柱形的螺旋线20的两个端部上分别设置构成固定法兰40的绕圈 42。固定法兰的绕圈42也相对于封闭的螺旋壁径向向外地设置。在制造能被模制在内的钢丝螺套I期间，在钢丝螺套I的轴向上向钢丝10中施加机械应力，其引起绕圈30、42相互收缩。由此相邻绕圈30以及42贴靠在一起，以便使能被模制在内的钢丝螺套I的内部相对于其周围环境密封。相邻绕圈30、42的这种收缩和相互贴靠也可在图8的透视性剖面图中看出。在圆柱形的螺旋线20的区域中绕圈30的轴向端面56优选相互贴靠，而在固定法兰40的区域中，螺纹区域52的侧面部分贴靠在锚定区域 54的侧面上。即使螺纹区域52和锚定区域54的侧面只是点状地相互贴靠，也这样设置固定法兰40的绕圈42，使得其构成迷宫式密封装置。所述迷宫式密封装置防止材料、例如塑料进入能被模制在内的钢丝螺套的内部。这同样适用于具有一个或两个固定法兰40的钢丝螺套I。根据另一种优选的实施方式，能被模制在内的钢丝螺套I的圆柱形的螺旋线20具有至少一个绕圈38，其用作拧入钢丝螺套I中的螺钉(未示出)的防丢失装置。也优选设置多个这种绕圈38。如图9可见，绕圈38割线状地缩小了圆柱形的螺旋线20的内径。虽然应为待拧入钢丝螺套I中的螺钉(未示出)达到夹紧力矩，但也必须注意在圆柱形的螺旋线 20的相邻绕圈38和30之间不产生距离，该距离允许材料、例如塑料进入能被模制在内的钢丝螺套的内部。因此，根据下面的公式来计算由绕圈38形成的最小直径。该最小直径等于待由钢丝螺套I形成的内螺纹的内径减去待由钢丝螺套I形成的内螺纹的额定直径的十分之一。在考虑这个公式时，优选既确保待拧入的螺钉的充分夹紧又防止将钢丝螺套I模制在内的材料的进入。具有绕圈38的能被模制在内的钢丝螺套I的侧视图在图10中示出。代替或补充固定法兰40，本发明的能被模制在内的钢丝螺套I的圆柱形的螺旋线 20具有平坦地构造的端部。圆柱形的螺旋线的该平坦地构造的端部构成圆柱形的螺旋线 20和由此钢丝螺套I的平坦的轴向端面，以便例如辅助钢丝螺套I的定位。相应的不具有固定法兰40的钢丝螺套I在图3中示出。圆柱形的螺旋线20的一个或两个端部上的最后的绕圈30平坦地构造，由此形成贴靠面36。在制造钢丝螺套I期间，通过磨平各个钢丝螺套I或通过磨切无限的钢丝螺套3来形成贴靠面36 (S5，参见图7)。为了将钢丝螺套I有利地固定在构件材料中，圆柱形的螺旋线20的径向外壁24 具有至少一个在圆柱形的螺旋线20的纵向上延伸的凹槽26。优选在径向外侧24上设置多个这种凹槽26。图6中示例性示出这种凹槽26。在制造具有能被模制在内的钢丝螺套I 的构件时，构件材料进入凹槽26中并且以这种方式构成咬边，其稳定钢丝螺套以防止可能的旋转。对于凹槽26而言可想到任意满足该功能的形状。因此，凹槽例如角状、切口状或类似地成型。根据图6，凹槽26直线地在螺旋线20的轴向上延伸。在此同样优选设置弯曲延伸的凹槽26。另外，凹槽26可断续地延伸或由侧向彼此错开的多个区段构成。根据构件材料，钢丝10或者说圆柱形的螺旋线20的绕圈30的横截面50对称(参见图5)或不对称(参见图3和4)地成型。在对称的横截面50中，螺纹区域52和锚定区域 54具有相同的形状。在不对称的横截面50中，螺纹区域52和锚定区域54的形状不同。优选锚定区域54构造成锐角的，由此锚定区域54尽可能远地伸入构件材料中。通过这种方式钢丝螺套I构成与绕圈30的对称的横截面50相比更大的拔出套管，由此提高了钢丝螺套在构件材料中的抗拔力。为了实现这一优点，锚定区域54的两个侧面构成的角度α优选小于60°。在此情况下，角度α的大小进一步优选为30°至40°。根据另一种优选的实施方式，钢丝螺套I在其远离固定法兰40的端部上具有在径向上伸入螺旋线20的柄脚34，如图9所示。所述柄脚34在制造构件时优选用作钢丝螺套 I在模具90的销92(参见图14)上的深度止挡。在此，钢丝螺套I被套到销92上并且基于柄脚34保持其在销92上和由此在模具90中的位置。另外，在以构件材料填充模具90(步骤D)时柄脚34被包围。在构件材料硬化后，被包围的柄脚34用于将钢丝螺套I进一步稳定和固定在构件中。同样优选放弃柄脚34或在将钢丝螺套I模制于构件中之后移除柄脚34，由此钢丝螺套I在其远离固定法兰40的端部上具有自由的通孔。当钢丝螺套I加强构件中的通孔时，该自由的通孔是重要的。在此情况下，用于固定安装件的螺钉在被拧入后可在钢丝螺套 I的通孔上伸入通孔中。为了制造钢丝螺套，优选使用卷绕轴70，如图12所示。卷绕轴12具有第一圆柱形区域72和相对于圆柱形区域72径向扩张的第二区域74。根据图12，第一区域72的远离扩张的第二区域74的端部具有切口 76。该切口 76用于容纳要卷绕的钢丝10的端部，以便构成上述径向向内突出的柄脚34。在第二区域74内，卷绕轴70从第一区域72径向向外扩张。该扩张优选沿表面连续或阶梯形地进行。图12示出阶梯形的扩张，其中，在扩张的第二区域74中也设有类似螺纹的凹部。扩张的区域74具有类似于锥体侧面的外表面，该外表面以确定的角度α相对于卷绕轴的纵轴线L设置。所述角度α的值在90°至140°、优选在100°至120°的范围中。根据一种优选的实施方式，角度α =90°。在此情况下，第二区域74相对于第一圆柱形区域72由凸肩构成，该凸肩的形状在图12中以虚线示出。为了制造固定法兰40，优选角度α >90°，以形成卷绕轴70的扩张的第二区域。在制造能被模制在内的钢丝螺套I期间，钢丝10优选垂直于纵轴线L地在卷绕轴70的钢丝供应方向DZ (参见图12)上被供应。在图12中示意性所示的情况下,钢丝10以角度β = 90°相对于卷绕轴70的纵轴线L被供应。同样优选在钢丝供应方向DZ和卷绕轴的纵轴线 L之间在钢丝螺套I的卷绕方向上、即从第一区域72向第二区域74的方向形成大于或小于90°的角度β。借助钢丝供应方向DZ相对于卷绕轴70的纵轴线L的定向确保在卷绕能被模制在内的钢丝螺套I时有针对性地将机械应力成型或者说施加到钢丝螺套I的钢丝 10中。在卷绕能被模制在内的钢丝螺套I期间，卷绕轴70在进给方向V (参见图12中的箭头)上相对于钢丝10或者说其在钢丝供应方向DZ上的供应位置移动。也可想到，仅钢丝 10相对于卷绕轴70的纵轴线L移动，或者卷绕轴70和钢丝10同时相对移动，以卷绕能被模制在内的钢丝螺套。一种制造钢丝螺套I的优选的实施方式在图15的流程图中示出。钢丝在此优选由轻金属合金或钢或不锈钢或铜或黄铜制成。优选金属设有腐蚀防护措施，但也可想到使用无腐蚀防护的金属。另外，也可首先使用无腐蚀防护的钢丝10，在卷绕之后施加腐蚀防护。能被模制在内的钢丝螺套I优选借助上述卷绕轴70 (参见图12)来制造。在优选的第一步骤SI中，将无限的钢丝10固定在卷绕轴70的切口 76中，以便构成径向向内突出的柄脚34。在此之后，开始将钢丝10沿卷绕轴70的第一圆柱形区域72卷绕成圆柱形的螺旋线20 (步骤S2)。为此目的，卷绕轴70的第一圆柱形区域72具有螺纹，该螺纹基本上规定了能被模制在内的钢丝螺套I的内螺纹的未来形状。圆柱形的螺旋线20在具有确定的直径的第一圆柱形区域72上根据计划的钢丝螺套I的螺纹来成型。除直径外，圆柱形的螺旋线20的绕圈30还具有第一导程，其由第一圆柱形区域72上的螺纹规定。在圆柱形的螺旋线20卷绕到第一圆柱形区域72上之后，将钢丝10卷绕到卷绕轴 70的扩张的第二区域74上或顶着扩张的第二区域卷绕。通过这种方式，在圆柱形的螺旋线 20的一个端部上构成径向向外突出于螺旋壁22、24的固定法兰40 (步骤S3A)。代替产生固定法兰40，同样优选将圆柱形的螺旋线20在至少一个端部上磨平，这优选通过将圆柱形的螺旋线20经磨切而分为至少两个部分来进行(步骤S3B)。下面进一步解释该方法过程。根据第一种实施方式，借助卷绕轴70来制造固定法兰40，所述卷绕轴70具有图 12中所示形状的扩张的第二区域74。钢丝10被卷绕到第二区域74上，以便构成固定法兰 40的绕圈42。与圆柱形的螺旋线20的绕圈30相比，在区域74上卷绕的固定法兰40的所述至少一个绕圈42具有较小的导程和较大的直径。优选钢丝10这样卷绕于卷绕轴70的扩张的第二区域74上，使得在从卷绕的钢丝螺套I上优选通过冲压过程切断钢丝30并且在从卷绕轴70上旋下钢丝螺套I (步骤S5)之后，螺旋线20的端部具有上述固定法兰40。 该固定法兰40具有至少一个在径向上延伸超过圆柱形的螺旋线20的绕圈42，其沿圆周段以角度Y延伸。优选固定法兰40具有两个在径向上重叠的绕圈42。此外，优选固定法兰 40的径向外侧的绕圈42在固定法兰40的第一绕圈42之后沿圆周段以角度Y < 360°延伸。另外如前所述，优选为固定法兰40形成一个或两个在确定的圆周段上延伸的绕圈42。为了卷绕钢丝螺套1，优选卷绕轴70在进给方向V上移动(参见图12)。在此期间供应方向为DZ的钢丝10的供应位置保持不变。卷绕轴70的进给或移动根据要在第一圆柱形区域72上卷绕的螺纹的导程来调整。在卷绕钢丝螺套I期间，钢丝10优选以角度β相对于卷绕轴70的纵轴线L被供应(参见图12)。角度β由钢丝供应方向DZ和卷绕轴70的纵轴线L在钢丝螺套的卷绕方向上——即逆着卷绕轴70的进给方向V——构成。优选角度β >90°，以便将机械应力施加到钢丝螺套的钢丝10中。钢丝螺套I的钢丝10中的所述机械应力在将钢丝螺套I从卷绕轴70旋下后用于使相邻绕圈30、42相互贴靠。通过这种方式形成以条块方式卷绕的钢丝螺套I，其内部在制造构件和将钢丝螺套模制在内时密封以防止例如塑料从外部进入。此外，优选钢丝10在卷绕钢丝螺套I时在其纵向上被加载拉应力，使得钢丝10产生弹性范围之外的变形。该措施也确保在将钢丝螺套从卷绕轴70旋下后形成以条块方式卷绕的能被模制在内的钢丝螺套I。完成的钢丝螺套I的圆柱形的螺旋线20应提供具有额定导程的内螺纹。为了实现这点，卷绕轴70的第一区域72的螺纹73优选设有过度导程。在此情况下，过度导程的含义是螺纹73的导程大于未来圆柱形的螺旋线20的内螺纹的额定导程。根据图12，假定在螺纹73上卷绕圆柱形的螺旋线20时钢丝10的供应位置恒定垂直，那么在卷绕圆柱形的螺旋线20期间卷绕轴70每旋转一周在轴向进给方向V上移动确定的值。如螺纹73的导程等于未来圆柱形的螺旋线20的额定导程，则卷绕轴70优选每旋转一周在进给方向V上以额定导程移动。
根据另一种优选的变型方案——其中螺纹73具有上述过度导程，卷绕轴70在恒定的钢丝供应位置下每旋转一周在进给方向V上移动小于螺纹73的过度导程的量。该量例如等于未来圆柱形的螺旋线20的螺纹的额定导程。基于卷绕轴70每旋转一周在轴向上的这种进给或者说移动，钢丝10以角度β >90° (参见图12)被供应给卷绕轴70的第一区域72。通过螺纹73、卷绕轴70的轴向进给和所产生的角度β对钢丝10的组合的强制引导，将上述机械内应力施加到能被模制在内的钢丝螺套I中。固定法兰40的一个或多个绕圈42优选借助卷绕轴70的第二区域74来产生，第二区域具有螺纹75。根据一种优选的方法过程，螺纹75与未来的圆柱形的螺旋线20的内螺纹的额定导程相比设有不足导程。在此情况下，不足导程的含义是螺纹75的导程小于圆柱形的螺旋线20的额定导程。如钢丝10在恒定的供应位置下在钢丝供应方向DZ中被卷绕于卷绕轴70的第二区域74上，则卷绕轴70每旋转一周在进给方向上移动确定的量。该量优选小于螺纹75的不足导程，由此以与上述方式相似的方式将机械应力施加到钢丝螺套I 中。被施加的机械应力用于在钢丝螺套I完成后使固定法兰40的一个或多个绕圈42设置于圆柱形的螺旋线20端部上的大致一个平面中。也可想到，钢丝10的供应位置相对于卷绕轴70在进给方向V上改变，而卷绕轴70 保持其轴向位置。根据本发明制造方法的另一种优选的方案，卷绕轴70的第二区域74是凸肩，钢丝 10顶着其进行卷绕。如钢丝10顶着凸肩74 (参见图12)进行卷绕，则固定法兰40的绕圈 42在局部重叠下在径向上并排设置，以便构成固定法兰40。此外优选在将钢丝10卷绕到卷绕轴70后在螺旋线20的径向外侧上设置至少一个在轴向上延伸的凹槽26。根据一种方案借助铣削来实现这点。最后，将钢丝螺套I从卷绕轴70上旋下(S5)。在旋下后，相邻绕圈30、42相互贴靠，以形成以条块方式卷绕的钢丝螺套I。通过这种方式在钢丝螺套I的内侧上优选形成标准螺纹，其向外部密封。也优选在内侧上形成特种螺纹、例如细牙螺纹、梯形螺纹、粗牙螺纹或类似螺纹。根据另一种方案，代替或补充固定法兰40，可将圆柱形的螺旋线20的端部磨平 (参见步骤S3B)。为了实现这点，根据一种制造过程，首先将无限的钢丝螺套3卷绕到型芯 100上(参见图11)。型芯100例如构造成两件式的，由此可在型芯100的两个相邻的部件之间形成通道。切割轮105随后运动经过两个型芯部件100的缺口并且以这种方式在图7 左侧显示的箭头方向上将钢丝螺套3切割成两部分。根据图7的右侧显示在切割轮105返回其初始位置后(参见箭头)，产生两个钢丝螺套1，其分别具有平坦地构造的端部36。参考图11中的流程图和图8和9中的显示进一步解释用于制造具有被模制在内的钢丝螺套I的构件的制造方法。构件(未示出)例如由塑料通过注塑成型或由金属通过适合的铸造方法制成。其它制造方法一借助其可将钢丝螺套I模制在内一也适用于构件。在图13和14中示例性示出包括两个模具半部94和96的、用于制造具有被模制在内的钢丝螺套I的构件的模具。模具半部94具有销92，钢丝螺套I定位于其上(步骤Α、 B)。根据第一种优选的方案，钢丝螺套I被套到销92上并且在销92的表面上滑动，直至钢丝螺套贴靠到止挡面上。因此销92没有螺纹(步骤B)。根据另一种方案，钢丝螺套I被拧到或者说旋到销92上，因为销92在其外侧上具有与钢丝螺套I的内螺纹匹配的外螺纹(步骤A)。图13示出，钢丝螺套I拟加强构件中的通孔。在将构件材料送入模具90中以填满模具半部94、96之间的空腔之后，构件材料硬化。在填充模具(D)以及构件材料硬化的步骤之后，在步骤E中将构件从模具90中脱模。在图14所示的制造方案中，钢丝螺套I通过柄脚34支承在模具90的销92上。在例如以金属或塑料填充模具90之后，构件材料硬化，由此钢丝螺套I加强了构件中在一侧封闭的开口。在图13和14中也可想到，贴靠面36或固定法兰40 —方面确保钢丝螺套I邻接于构件表面地结束、钢丝螺套I在模具90中精确地定位，并且另一方面确保在邻接于模具半部94之处附加地密封钢丝螺套I的内部。
权利要求
1.能被模制在内的钢丝螺套(I)，用于加强构件的螺纹孔，所述钢丝螺套具有下述特征a.由螺旋形卷绕的钢丝(10)构成的圆柱形的螺旋线(20)；b.圆柱形的螺旋线的相邻绕圈(30)如此设置，即形成封闭的圆柱形的螺旋壁(22、24)；c.圆柱形的螺旋线(20)的至少一个端部具有固定法兰(40)，该固定法兰径向向外延伸超过圆柱形的螺旋壁(22、24)，并且钢丝螺套(I)能借助该固定法兰锚定于构件中；和/ 或圆柱形的螺旋线(20)的端部平坦地构造，以便形成圆柱形的螺旋线(20)的平坦的轴向端面(36)。
2.根据权利要求I的钢丝螺套(1)，其固定法兰(40)具有卷绕的钢丝(10)的至少一个法兰绕圈(42)，该法兰绕圈与圆柱形的螺旋线(20)相比具有减小的导程、优选没有导程。
3.根据权利要求2的钢丝螺套(1)，其具有第一绕圈(42)，该第一绕圈沿固定法兰 (40)的开始于圆柱形螺旋线(20)端部(28)的圆周段在至少180°、优选180°至270°、另外优选180°至360°的角度Y上延伸。
4.根据权利要求3的钢丝螺套(1)，其具有完整的第一绕圈(42)以及具有第二绕圈 (42)，所述第二绕圈沿固定法兰(40)的开始于第一绕圈(42)端部(29)的圆周段在至少 180°、优选180°至270°、另外优选180°至360°的角度Y上延伸。
5.根据权利要求I的钢丝螺套(1)，其固定法兰(40)具有卷绕的钢丝(10)的至少两个在圆柱形的螺旋线(20)的径向方向上重叠的绕圈(42)，固定法兰(40)的径向外侧的绕圈(42)至少局部、优选完全围绕螺旋线(20)地构造。
6.根据上述权利要求之一的钢丝螺套(1)，其圆柱形的螺旋壁(22、24)在径向外侧(24)上具有至少一个在圆柱形的螺旋线(20)的纵向方向上延伸的凹槽(26)、优选多个凹槽(26)。
7.根据权利要求I的钢丝螺套(1)，其钢丝(10)具有这样成型的横截面(50)，即封闭的圆柱形的螺旋壁(22、24)在径向内侧(22)上具有标准螺纹、优选米制或英制内螺纹。
8.根据权利要求I的钢丝螺套(1)，其中，钢丝的横截面轮廓(50)相对于圆柱形的螺旋线(20)径向向外地具有带两个侧面的角形轮廓(54)，所述角形轮廓的角度α <60°、优选角度在30°至40°之间。
9.根据权利要求8的钢丝螺套(1)，其钢丝的横截面(50)关于螺旋线(20)的径向内侧(22)和径向外侧(24)不对称地构造。
10.根据权利要求I的钢丝螺套(1)，其螺旋线(20)的与具有固定法兰(40)的端部相对的端部具有径向向内突出的柄脚(34)或自由的通孔。
11.根据权利要求I的钢丝螺套(1)，其中，钢丝(10)的横截面(50)在螺旋线(20)的轴向方向上具有端面(56)，使得相邻绕圈(30)的端面(56)相互贴靠。
12.根据权利要求11的钢丝螺套(1)，其相邻绕圈(30)的端面(56)彼此互补地成型。
13.根据上述权利要求之一的钢丝螺套(1)，其由轻金属合金、钢、优质钢、铜或黄铜制成。
14.由塑料或金属制成的构件，根据权利要求I至11之一的钢丝螺套(I)被模制在该构件内。
15.用于加强构件的螺纹孔的、能被模制在内的钢丝螺套(I)的制造方法，包括下述步骤a.将钢丝(10)卷绕成具有一定直径的圆柱形的螺旋线(20)(S2)，使得圆柱形的螺旋线(20)的相邻绕圈(30)具有第一导程并且构成圆柱形的螺旋壁(22、24)；b.在螺旋线(20)的至少一个端部上构成径向向外突出于螺旋壁(22、24)的固定法兰 (40) (S3A);或者c.在螺旋线(20)的至少一个端部上磨平圆柱形的螺旋线(20)、优选磨切圆柱形的螺旋线(20) (S3B)。
16.根据权利要求15的制造方法，具有另一步骤以与第一导程相比减小的导程在螺旋线(20)的端部上卷绕出螺旋线(20)的至少一个绕圈(30) (S2A)，以形成固定法兰(40)。
17.根据权利要求16的制造方法，另外包括卷绕固定法兰(40)，使得固定法兰(40) 具有比螺旋线(20)更大的直径，尤其是如此实现螺旋线(20)的端部具有卷绕的钢丝(10) 的至少两个在圆柱形的螺旋线(20)的径向方向上重叠的绕圈(42) (30)。
18.根据权利要求15的制造方法，具有另一步骤将钢丝(10)卷绕于卷绕轴(70)上， 所述卷绕轴(70)具有用于卷绕圆柱形的螺旋线(20)的第一圆柱形区域(72)和相对于第一圆柱形区域(72)在径向方向上扩张的用于卷绕固定法兰(40)的第二区域(72)。
19.根据权利要求18的制造方法，具有另一步骤卷绕固定法兰(40)，使得钢丝(10) 卷绕于卷绕轴(70)的扩张的第二区域(74)上，所述第二区域连续或阶梯形地扩张；或者使得钢丝(10)顶着扩张的第二区域(74)进行卷绕，所述第二区域相对于第一圆柱形区域(72)构成凸肩ο
20.根据权利要求18或19的制造方法，具有另一步骤将钢丝(10)卷绕于卷绕轴(70) 上，使得卷绕轴(70)的纵轴线(L)在钢丝螺套(I)的卷绕方向上与要卷绕的钢丝(10)的钢丝供应方向(DZ)上构成角度β >90°。
21.根据权利要求18至20之一的制造方法，具有另一步骤在钢丝(10)于卷绕轴(70) 的第一区域(72)和第二区域(74)上卷绕期间，卷绕轴(70)和要供应的钢丝(10)以不同的速度相对移动。
22.根据权利要求15的制造方法，具有另一步骤将具有固定法兰(40)的圆柱形的螺旋线(20 )从卷绕轴(70 )上旋下(S5 )，使得在此之后螺旋线(20 )和优选固定法兰(40 )的相邻绕圈(30)相互密封地贴靠。
23.根据权利要求15的制造方法，具有另一步骤将要卷绕的钢丝(10)钩入(SI)卷绕轴(70)的切口(76)中，并且通过将钢丝(10)卷绕于卷绕轴(70)上在螺旋线(20)的远离法兰的端部上形成径向向内突出的柄脚(34)。
24.根据权利要求15的制造方法，具有另一步骤在螺旋线(20)的径向外侧(24)上， 优选通过铣削，形成至少一个在轴向方向上延伸的凹槽(26) (S4)。
25.具有能被模制在内的钢丝螺套(I)、尤其是根据权利要求I至11之一的钢丝螺套 (O的构件的制造方法，所述钢丝螺套(I)具有由螺旋形卷绕的钢丝(10)构成的圆柱形的螺旋线(20)，圆柱形的螺旋线的至少一个端部具有固定法兰(40)，该固定法兰径向向外延伸超过圆柱形的螺旋线(20)，所述构件由塑料或金属制成，并且所述方法包括下述步骤a.将钢丝螺套(I)定位于销(92)上(A、B)；b.将带有钢丝螺套(I)的销(92)设置在模具(90)中，使得在构件脱模之后固定法兰(40)邻接于构件表面地设置(C)；c.用金属或塑料填充模具(90)(D);d.将带有钢丝螺套(I)的构件从模具(90)中脱模(E)。
26.根据权利要求25的构件的制造，其在步骤a的进一步的方案中包括将钢丝螺套(I)旋到销(92)上(A)，所述销(92)具有与钢丝螺套(I)匹配的螺纹；或者将钢丝螺套(I) 套到无螺纹的销(92)上(B)。
27.根据权利要求25的构件的制造，其在步骤c的进一步的方案中包括将塑料注塑于丰吴具(90)中，以制造构件。
28.用于卷绕能被模制在内的钢丝螺套(I)的卷绕轴(70)，其具有下述特征a.带螺纹的第一圆柱形区域(72)和b.第二区域(74)，所述第二区域在径向方向上相对于第一区域72)扩张，使得借助第二区域(74)能制造能被模制在内的钢丝螺套(I)的固定法兰(40)。
29.根据权利要求28的卷绕轴(70)，其扩张的第二区域(74)相对于第一区域(72)连续或阶梯形地扩张。
30.根据权利要求28的卷绕轴(70)，其扩张的第二区域(74)构造成单级的，并且相对于第一圆柱形区域(72)构成凸肩。
31.根据权利要求28的卷绕轴(70)，其在第一圆柱形区域(72)的一个端部上具有切口(76)，要卷绕的钢丝(10)能固定在该切口中，以便在卷绕钢丝螺套(I)时形成径向向内突出的柄脚(34)。
32.根据权利要求28的卷绕轴(70)，其第二区域(74)相对于卷绕轴(70)的纵轴线成 90°至120°角度地设置。
全文摘要
一种用于加强构件的螺纹孔的、能被模制在内的钢丝螺套(1)，其具有下述特征由螺旋形卷绕的钢丝(10)构成的圆柱形的螺旋线(20)，这样设置圆柱形的螺旋线的相邻绕圈(30)，使得形成封闭的圆柱形的螺旋壁(22、24)，圆柱形的螺旋线(20)的至少一个端部具有固定法兰(40)，其径向向外延伸超过圆柱形的螺旋壁(22、24)并且借助该固定法兰钢丝螺套(1)能锚定于构件中，并且/或者圆柱形的螺旋线(20)的一个端部平坦地构造，以便形成圆柱形的螺旋线(20)的平坦的轴向端面。
文档编号F16B37/12GK102612605SQ201080051942
公开日2012年7月25日 申请日期2010年10月4日 优先权日2009年10月2日
发明者J·林特尔曼, K·F·格鲁贝特, M·施通普夫, X·苏茨 申请人:伯尔霍夫连接技术有限公司