AT400476B

AT400476B - Flächige verbindung mindestens zweier bleche

Info

Publication number: AT400476B
Application number: AT206893A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1996-01-25
Also published as: ATA206893A; DE4437798A1

Description

AT 400 476 B

Die Erfindung betrifft eine flächige Verbindung, mindestens eines ersten und eines zweiten Bleches, gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches.

Bei einer derartigen Schraubverbindung ergibt sich, insbesondere bei sehr dünnen Blechen, das Problem der Stabilität und der Belastbarkeit. Es ist nicht in jedem Anwendungsfall möglich und ökonomisch sinnvoll, Schrauben mit kleinem Gewinde einzusetzen, deren Durchmesser derart gering ist, daß auch in ein sehr dünnes Blech ein gegengleiches Gewinde einschneidbar ist. Außerdem sind Schrauben mit kleinem Gewinde nicht gerade montagefreundlich und übertragen weniger Anzugsdrehmomente.

Aus der DE-OS 3 309 320 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs bekanntgeworden, bei der die beiden Bleche eng aneinanderliegen und von einer Blechgewindeschraube durchsetzt sind. Beide Bleche weisen im Bereich ihrer Durchbrüche Abbiegungen auf, die gegen den Kopf der Schraube gerichtet sind.

Aus der DE-OS 3 045 659 ist eine Befestigung zweier mit Durchbrüchen versehener Blechteile durch eine Schraube bekanntgeworden, die auf der dem Kopf abgewandten Seite mit einer Blechmutter gesichert ist.

Schließlich ist aus der US-PS 3 910 004 eine Verbindung zwischen drei Teilen bekanntgeworden, die Durchbrüche aufweisen und die gleichermaßen durch eine Kopfschraube miteinander verbunden sind. Hierbei ist das dem Kopf der Schraube zugewandte-Blech plan, das beschichtete andere Blech hingegen zur Spitze der Schraube hin abgewinkelt. Hierbei treten die im vorstehenden Absatz geschilderten Nachteile ein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Schraubverbindung der oben bezeichneten Gattung anzugeben, bei der ein Gewindeeinschnitt innerhalb des Blechdurchbruches entfällt und die auch die Verwendung sehr großer, gut handhabbarer Schrauben zuläßt. Eine zweite Aufgabe besteht darin, Herstellungsverfahren für das erste Blech anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die erste Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Auf diese Weise ergibt sich ein für viele Zwecke ausreichend fester Sitz der Schraube. Der Rand des Durchbruchs ist dabei quasi der Gewindesteigung nachgeführt. An das zweite Blech bestehen keine besonderen Anforderungen. Dieses Blech kann grundsätzlich jede beliebige Dicke aufweisen. Ein Gewindeeinschnitt ist nicht erforderlich. Die Verbindung ist besonders stabil, wenn die Dicke des zweiten Bleches annähernd der Gewindesteigung entspricht.

Eine Versteifungsscheibe gemäß Anspruch 2 bewährt sich vor allem bei einem ersten Blech, dessen Dicke und dessen Materialhärte extrem gering ist. Besteht das erste Blech beispielsweise aus weichem, dünnem Aluminium, kann zu einem sicheren Halt eine aus Stahlblech bestehende Versteifungsscheibe beitragen. Die Schraube kann auf diese Weise einen gewissen Kraftanteil in die Versteifungsscheibe einieiten, wodurch das erste Blech geschont wird.

Als Alternative zu der Versteifungsscheibe können die Merkmale des Anspruchs 3 vorgesehen sein. Die Randumbiegung führt ebenfalls zu einem Versteifungseffekt.

Vorteilhaft für die Herstellung des schraubenlinienförmigen Randverlaufes kann die Ausbildung des randnahen Bereiches des Durchbruches gemäß Anspruch 4 sein.

Die in den Ansprüchen 5 und 6 vorgeschlagenen Alternativausbildungen sind den Anforderungen der Anwendung entsprechend sowie in Abhängigkeit von den herstellungstechnologischen Gegebenheiten frei wählbar.

Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren ist im Anspruch 7 offenbart. Dieses Verfahren zeichnet sich durch einfache und problemlos automatisierbare Verfahrensschritte aus. Es sind lediglich Schneid- und Biegevorgänge erforderlich.

Ein anderes Verfahren, bei dem eine Versteifungsscheibe mit einbezogen ist, charakterisiert der. Anspruch 8. Statt der Umbiegung ist hier eine Formprägung vorgesehen, wobei das Ausstanzen der Durchbrüche sowohl des ersten Bleches als auch der Versteifungsscheibe in einem Arbeitsgang erfolgen kann. In weiterer Rationalisierung ist es auch möglich, die Durchbruchstanzung und die Formprägung auf ein Werkzeug und einen einzigen Verfahrensschritt zu vereinen.

Bei beiden Verfahren kann zusätzlich eine Präzisierung des Gewindeverlaufes der Blechlappen beziehungsweise der Ränder der Durchbrüche gemäß Anspruch 9 erfolgen. Dadurch können Fertigungstoleranzen ausgeglichen beziehungsweise von vornherein in Kauf genommen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindung,

Figur 2 eine zweite Ausführungsform in der Darstellungsweise gemäß Figur 1,

Figur 3 eine dritte Ausführungsform in der Darstellungsweise gemäß Figur 1, 2

Claims

AT 400 476 B Figur 4 die zu verbindenden Teile gemäß Figur 3 in Explosionsdarstellung, Figur 5 eine perspektivische Draufsicht gemäß Figur 4 und Figur 6 die Herstellungsphasen einer Verbindung gemäß Figur 2. Wie in Figur 1 veranschaulicht, sind ein erstes Blech 1 und ein zweites Blech 2 mittels einer Schraube 3 miteinander verbunden. Die beiden Bleche 1 und 2 liegen mit Ausnahme des unmittelbaren Verschraubungsbereiches aneinander an. Im Verschraubungsbereich ist das erste Blech 1 mit einer Aufwölbung 4 versehen. Dabei ist der randnahe Abschnitt 5 einer Durchbrechung 6 des ersten Bleches 1 in Richtung auf einen Kopf 7 der Schraube 3 um ca. 180° umgebogen. Die Schraube 3 ist mit einem Schaft 8 versehen, der ein Gewinde 9 mit einer Steigung aufweist, die wesentlich größer als die Dicke des ersten Bleches 1 ist. Um dennoch eine Schraubverbindung der beiden Bleche 1 und 2 zu ermöglichen, greift der durch die Umbiegung gebildete Rand 10 entlang einer 360'-Bindung in das Gewinde 9 ein. Die Umbiegung bewirkt eine Versteifung des ersten Bleches 1 im Einschraubbereich und gleichzeitig einen besseren Halt der Schraube 3, da der axiale Spielraum des Blechrandes 10 relativ zum Schraubenschaft 8 innerhalb axial benachbarter Gewindezähne reduziert ist. Die Aufwölbung 4 setzt sich im wesentlichen aus einem hohlkegelstumpfförmigen Bereich 11 mit schraubenlinienförmiger Stirnseite 12 und einem die Stirnseite 12 in Richtung auf den Schaft 8 verlängernden parallel zum zweiten Blech 2 verlaufenden Abschnitt 13 zusammen. Die Ausführungsform nach Figur 2 unterscheidet sich von jener nach Figur 1 dadurch, daß auf die Ausformung eines parallel verlaufenden Abschnittes 13 der Aufwölbung 4 verzichtet wurde und daß die Umbiegung in entgegengesetzter Richtung, das heißt vom Schraubenkopf 7 wegführend, ausgebildet ist. Bei der in den Figuren 3 bis 5 dargestellten dritten Ausführungsform ist statt der Umbiegung eine Versteifungsscheibe 14 vorgesehen. Das erste Blech 1 und die Versteifungsscheibe 14 sind flächig aneinander anliegend mit der gleichen Aufwölbung 4 versehen. Diese kann wiederum - wie figürlich dargestellt - aus einem hohlzylinderstumpfförmigen Bereich 11 bestehen oder zusätzlich einen parallel verlaufenden Abschnitt 13 aufweisen. Aus den Figuren 4 und 5 geht deutlich die schraubenlinienförmige Kontur des Randes 10 hervor. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines ersten Bleches 1 mit einer Aufwölbung 4, die im Schnitt Figur 2 entspricht, zeigt Figur 6 in Verfahrensschritten a, b und c. Im ersten Schritt a wird das ebene Blech 1 mit zwei sich kreuzenden Schnitten 15 versehen. Möglich wäre auch eine größere Anzahl von Schnitten 15. Danach werden in der Phase b die vier durch die Schnitte 15 gebildeten Lappen 16 a, 16 b, 16 c und 16 d um ca. 90° hochgebogen. Im dritten Verfahrensschritt c werden die Spitzen der Lappen 16 a, 16 b, 16 c und 16 d nach außen um 180' umgebogen, und die vier dadurch gebildeten Ränder 10 a, 10 b, 10 c und 10 d werden auf Schraubenlinienkontur hingebogen. Es ist ersichtlich, daß die vier Lappen 16 a, 16 b, 16 c und 16 d in Uhrzeigerrichtung oder in entgegengesetzter Richtung (Rechts- oder Linksgewinde) einen systematisch größer werdenden umgebogenen Spitzenbereich 17 a, 17 b, 17 c, 17 d aufweisen. Mit c1 ist ein Schnitt durch eine fertige Aufwölbung 4 därgestellt. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung möglich. Patentansprüche 1. Flächige Verbindung mindestens zweier Bleche (1,2), welche Durchbrüche (6) aufweisen, die ein Schaft (8) einer Kopfschraube (3) durchsetzt, wobei das erste Blech (1) vom Kopf der Schraube (8) weiter abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blech (1) im Bereich des Durchbruches (6) mit einem dem zweiten Blech (2) zügewandten Kragen (5) versehen ist, der im Bereich einer Aufwölbung (4) derart abgewinkelt ist, daß der Rand (10; 10 a, 10 b, 10 c, 10 d) des Durchbruches (6) zumindest partiell in das Schaftgewinde (9) eingreift.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Durchbruches (6) eine Versteifungsscheibe (14) vorgesehen ist, die an der schraubenkopfabgewandten Seite des ersten Bleches (1) flächig anliegt.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (4) vom zweiten Blech (2) wie gerichtet ist und das ein sich zwischen beiden Blechen (1,2) ergeben der Zwischenraum (20) den Kragen (5) aufnimmt.
4. Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (10; 10 a, 10 b, 10 c, 10 d) des Durchbruches (6) einen im Querschnitt zum zweiten Blech (2) parallel 3 AT 400 476 B verlaufenden Abschnitt (13) aufweist.
5. Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umbiegung in schrauben-kopfabgewandter Richtung vorgesehen ist. 5
6. Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umbiegung in schrauben-kopfzugewandter Richtung vorgesehen ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines ersten Bleches gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende io Schritte: - Das erste Blech (1) wird mit mindestens zwei sich kreuzenden Einschnitten (15) versehen. - Die durch die Einschnitte (15) gebildeten freien Blechlappen (16 a, 16 b, 16 c, 16 d) werden hochgebogen. - Die Spitzen (17 a, 17 b, 17 c, 17 d) der Blechlappen (16 a, 16 b, 16 c, 16 d) werden iS entsprechend der Steigung des Schaftgewindes (9) um 180“ nach außen umgeklappt.
8. Verfahren zur Herstellung eines ersten Bleches (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blech (1) und die Versteifungsscheibe (14), mit dem Durchbruch (6) versehen, kongruent aufeinandergelegt und mittels eines Prägewerkzeuges im Randbereich des Durchbruches (6) aufge- 20 wölbt werden. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 50 4 55