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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Nietmutterbaueinheit
nach dem Oberbegriff der Ansprüche
1, 4, und 5.
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Eine
Nietmutter, die im voraus an einem Metallblech befestigt wird, ist
in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
JP 60-252814 A (1985)offenbart.
Wie in
16 gezeigt, umfaßt die Nietmutter
51 auf
einer einem Metallblech zugewandten unteren Stirnfläche einen
Innenzylinderabschnitt
52 mit einer Gewindebohrung
53 zum
Stanzen des Metallbleches, um ein Bolzeneinführungsloch im Metallblech zu
schaffen, sowie einen Außenzylinderabschnitt
54. Eine
ringförmige
Rille
56 ist koaxial mit der Gewindebohrung
53 zwischen
dem Innenzylinderabschnitt
52 und dem Außenzylinderabschnitt
54 ausgebildet.
Der Außenzylinderabschnitt
54 ist
kürzer
als der Innenzylinderabschnitt
52, wobei die Innenumfangsoberfläche
55 des
Außenzylinderabschnitts
54 mit
einem Eingriffteil, der eine umgekehrt abgeschrägte Form aufweist, die sich
ausgehend von der unteren Stirnfläche erweitert, für eine Verriegelung
mit dem Umfang des Bolzeneinführungsloches
des Metallblechs versehen ist.
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Als
eine Mutter mit einer ähnlichen
Konstruktion wie die obenerwähnte
Nietmutter
51 schlägt
die japanische Patent-Offenlegungsschrift
JP 11-193808 A (1999) eine
Durchstoßmutter
vor. Wie in
17 gezeigt, umfaßt die Durchstoßmutter
61 einen
Innenzylinderabschnitt
62, einen Außenzylinderabschnitt
64 und
eine ringförmige
Rille
66, die zwischen dem Innenzylinderabschnitt
62 und
dem Außenzylinderabschnitt
64 ausgebildet
ist. Die Außenumfangsfläche
63 des
Innenzylinderabschnitts
62 ist mit einem Eingriffteil,
der eine umgekehrt abgeschrägte
Form aufweist, die sich in Richtung zur Stirnfläche zum Metallblech hin erweitert,
für eine
Verriegelung mit dem Umfang des Bolzeneinführungsloches versehen. Der Außenzylinderabschnitt
64 weist
eine vergrößerte Stirnfläche auf,
die am Metallblech anliegt.
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Da
jedoch diese Nietmutter 51 und die Durchstoßmutter 61 eine
Konstruktion aufweisen, bei der der Innenzylinderabschnitt 52, 62 und
der Außenzylinderabschnitt 54, 64 durch
die ringförmige
Rille 56, 66 getrennt sind, neigt die Mutter 51, 61,
dazu, in ihrem Profil in Radialrichtung erweitert zu sein. Wenn mehrere
Muttern 51, 61 nebeneinander positioniert werden,
wird folglich das Abstandsintervall der jeweils benachbarten Muttern 51, 61 größer. Somit
entsteht ein Problem, wenn mehrere Muttern 51, 61 an einem
kleineren Metallblech wie z. B. einer kleinen Klammer oder einem
Flansch befestigt werden. Da der Durchmesser der Nietmutter 51 und
der Durchstoßmutter 61 reduziert
ist, wird die Kontaktfläche
der Stirnfläche
des Außenzylinderabschnitts 54, 64,
die am Metallblech anliegt, kleiner, weshalb die Verbindungsfestigkeit
zwischen der Mutter 51, 61 und dem Metallblech
eingeschränkt
ist.
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Auch
die
US 3,234,987 zeigt
eine Nietmutter mit ringförmiger
Rille zur Aufnahme eines rohrförmigen
Vorsprungs des Metallblechs und zur Verriegelung mit diesem.
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Aus
der
DE 24 41 977 C2 ist
eine Nietmutter-Baueinheit nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 4
und 5 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nietmutter-Baueinheit
zu schaffen, bei der die Größe der Nietmutter
reduziert werden kann unter Sicherstellung einer zuverlässigen Fixierung
der Nietmutter am Metalblech.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 4 und 5 gelöst.
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Der
rohrförmige
Vorsprung, der um das Bolzeneinführungsloch
des Metallbleches ausgebildet ist, ist in den am einen Ende der
Nietmutter vorgesehenen Aussparungsabschnitt eingesetzt, wobei der rohrförmige Vorsprung
zwangsweise verformt wird, so daß er mit dem Innenumfang des Scheibenelements,
der von der Umfangswand des Aussparungsabschnitts nach innen ragt,
verriegelt wird. Die Nietmutter ist somit am Metallblech befestigt,
wobei die gesamte Stirnfläche
des Scheibenelements das Metallblech berührt.
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Der
Ausdruck "Scheibenelement" in diesem Aspekt
der Erfindung bezeichnet ein plattenähnliches Element mit einem
kreisförmigen
Loch, welches ein Einfügen
des rohrförmigen
Vorsprungs des Metallbleches erlaubt. Üblicherweise weist das Außenprofil des
Scheibenelements eine kreisförmige
Form auf, jedoch kann auch eine Polygonform verwendet werden, wie
z. B. ein Rechteck und ein Sechseck. Die Außenabmessung des Scheibenelements
wird in Abhängigkeit
von der Außenabmessung
der Nietmutter bestimmt, so daß das
Scheibenelement im Vergleich zur Nietmutter im wesentlichen die
gleiche oder eine etwas größere Abmessung
aufweist. Der Durchmesser und die Dicke des Loches des Scheibenelements werden
in Abhängigkeit
von der Dicke des Metallbleches bestimmt. Sie können sich ändern, solange eine Funktion
als ein Eingriffteil für
die Verriegelung mit dem rohrförmigen
Vorsprung bewahrt wird. Das Scheibenelement wird am Ende der Nietmutter
mittels Widerstandsschweißung
und dergleichen befestigt. Aus diesem Grund ist das Scheibenelement
vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Nietmutter hergestellt.
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Zusätzlich zum
Scheibenelement aber auch alternativ zum Scheibenelement enthält die Nietmutterbaueinheit
eine Aufbördelungsscheibe
mit einem rohrförmigen
Verstärkungsvorsprung,
wobei der rohrförmige
Verstärkungsvorsprung
gegen eine innere Umfangsoberfläche
des rohrförmigen
Vorsprungs des Metallbleches drückt,
um den rohrförmigen
Vorsprung mit der Nietmutter zu verriegeln.
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Da
in solchen Nietmutterbaueinheiten der rohrförmige Verstärkungsvorsprung der Aufbördelungsscheibe
gegen die innere Umfangsoberfläche des
rohrförmigen
Vorsprungs des Metallbleches drückt,
ist die Nietmutter fester am Metallblech fixiert.
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Der
Ausdruck "Aufbördelungsscheibe" in diesem Aspekt
der Erfindung bezeichnet eine Scheibe, bei der ein rohrförmiger Verstärkungsvorsprung ausgebildet
wird mittels Aufweiten oder Aufbördeln
in der Mitte seines Flanschabschnitts für die Einführung einer Schraube. Der rohrförmige Verstärkungsvorsprung
der Aufbördelungsscheibe
kann zusammen mit dem rohrförmigen
Vorsprung des Metallbleches ausgebildet werden, wobei der Flanschabschnitt
am Metallblech angebracht wird. Alternativ kann der rohrförmige Verstärkungsvorsprung
im voraus und einzeln ausgebildet werden. Die Aufbördelungsscheibe
ist vorzugsweise aus einem Stahl mit hoher Steifigkeit hergestellt,
um den Verriegelungszustand bezüglich
des rohrförmigen
Vorsprungs des Metallbleches fest aufrechtzuerhalten. Der Flanschabschnitt
der Aufbördelungsscheibe
ist nicht auf eine kreisförmige
Form beschränkt
und kann vieleckig sein, wie z. B. quadratisch und sechseckig. Er
ist jedoch üblicherweise
in kreisförmiger
Form ausgebildet, wobei er im wesentlichen die gleiche Außenabmessung
wie die Nietmutter aufweist.
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Da
in einer solchen Nietmutterbaueinheit die Aufbördelungsscheibenplatte am Metallblech
so angebracht ist, daß jeder
der mehreren rohrförmigen Verstärkungsvorsprünge gegen
die innere Umfangsoberfläche
des entsprechenden rohrförmigen
Vorsprungs drückt,
sind mehrere Nietmuttern nebeneinander angeordnet und sind fester
am Metallblech fixiert.
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Der
Ausdruck "Aufbördelungsscheibenplatte" bezeichnet ein Plattenelement
mit mehreren rohrförmigen
Verstärkungsvorsprüngen, wie
z. B. dem rohrförmigen
Verstärkungsvorsprung
der Aufbördelungsscheibe
gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung. Ähnlich
dem rohrförmigen
Verstärkungsvorsprung
der Aufbördelungsscheibe
werden die mehreren rohrförmigen
Verstärkungsvorsprünge der
Aufbördelungsscheibenplatte
durch Aufweiten ausgebildet. Ferner ist die Aufbördelungsscheibenplatte ähnlich der
Aufbördelungsscheibe
vorzugsweise aus einem Stahl mit hoher Steifigkeit hergestellt.
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In
der Nietmutterbaueinheit, bei der die Aufbördelungsscheibe oder die Aufbördelungsscheibenplatte
an der Nietmutter angebracht ist, kann ein Vorderende des rohrförmigen Verstärkungsvorsprungs nach
außen
gebogen sein, so daß er
den rohrförmigen
Vorsprung des Metallbleches umgreift. Da bei einer solchen Nietmutterbaueinheit
das Vorderende des rohrförmigen
Verstärkungsvorsprungs,
der an der Aufbördelungsscheibe
oder der Aufbördelungsscheibenplatte
vorgesehen ist, ebenso wie der rohrförmige Vorsprung des Metallbleches
mit der Umfangswand des Aussparungsabschnitts der Nietmutter in
Eingriff ist, ist die Nietmutter fester am Metallblech fixiert.
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Bei
der Nietmutterbaueinheit mit Aufbördelungsscheibe wird der rohrförmige Verstärkungsvorsprung
der Aufbördelungsscheibe
durch das Bolzeneinführungsloch
des Metallbleches eingeführt
und in den Aussparungsabschnitt eingesetzt, der an einem Ende der
Nietmutter ausgebildet ist, woraufhin der rohrförmige Verstärkungsvorsprung zwangsweise verformt
wird, so daß er
mit dem Eingriffteil verriegelt wird, der um die Umfangswand des
Aussparungsabschnitts vorgesehen ist. Somit ist die Nietmutter am Metallblech
fixiert, wobei das Metallblech zwischen der Stirnfläche um den
Aussparungsabschnitt und dem Flanschabschnitt der Aufbördelungsscheibe
gehalten wird.
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Der
rohrförmige
Verstärkungsvorsprung
der Aufbördelungsscheibe
gemäß diesem
Aspekt der Erfindung kann im voraus durch Aufweiten ausgebildet werden.
Alternativ kann der rohrförmige
Verstärkungsvorsprung
ausgebildet werden mittels Aufweiten nach der Verformung der Aufbördelungsscheibe bezüglich der
Umfangswand des Aussparungsabschnitts der Nietmutter.
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Ein
Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Nietmutter umfaßt die Schritte:
Ausbilden
eines wulstartigen Überschußmetallabschnitts
auf einem halbfertigen Gußprodukt
an einem Ende, das einen Aussparungsabschnitt aufweist, und am innersten
Umfang neben dem Aussparungsabschnitt; und
Stanzen des Überschußmetallabschnitts,
um einen Eingriffteil um die Umfangswand des Aussparungsabschnitts
auszubilden.
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Da
bei einem solchen Verfahren der zu stanzende wulstartige Überschußmetallabschnitt
an einem Ende des halbfertigen Gießprodukts am innersten Umfang
nahe dem Aussparungsabschnitt vorgesehen ist, wenn der wulstartige Überschußmetallabschnitt
gestanzt wird, wird der Eingriffteil, der von der Umfangswand des
Aussparungsabschnitts hervorsteht, durch plastische Verformung ausgebildet.
Somit kann die Nietmutter leicht hergestellt werden.
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Im
folgenden werden unter anderem bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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1 eine
Schnittansicht ist, die einen Gebrauchszustand einer Nietmutterbaueinheit
zeigt;
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2 eine
Schnittansicht ist, die die Nietmutterbaueinheit der 1 darstellt;
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3 eine
Schnittansicht einer in 1 gezeigten Nietmutter ist;
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4 eine
Schnittansicht ist, die einen Prozeß zur Herstellung eines Eingriffteils
der in 3 gezeigten Nietmutter erläutert;
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5 eine
Schnittansicht ist, die einen Prozeß zum zwangsweisen Verformen
eines Metallbleches bezüglich
der Nietmutter der 3 zeigt;
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6 eine
Schnittansicht ist, die eine Nietmutterbaueinheit gemäß einem
der Erfindung zeigt;
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7 eine
Schnittansicht einer in 6 gezeigten Nietmutter ist;
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8 eine
Schnittansicht ist, die eine Nietmutterbaueinheit zeigt;
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9 eine
Schnittansicht ist, die eine modifizierte Ausführungsform der in 8 gezeigten
Nietmutterbaueinheit zeigt;
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10 eine
Schnittansicht ist, die eine erfindungsgemäß modifizierte Ausführungsform
der in 8 gezeigten Nietmutterbaueinheit zeigt;
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11 eine
Schnittansicht ist, die eine weitere erfindungsgemäß modifizierte
Ausführungsform der
in 6 gezeigten Nietmutterbaueinheit zeigt;
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12 eine
Schnittansicht ist, die eine weitere erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheit
zeigt;
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13 eine
Draufsicht ist, die zwei benachbarte Nietmuttern der 3 zeigt,
die mit einem kleinen Abstandsintervall an einem Metallblech befestigt sind;
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14 eine
Schnittansicht längs
der Linie X-X in 13 ist;
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15 eine
Schnittansicht ist, die eine erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheit zeigt;
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16 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Nietmutter des Standes der
Technik zeigt; und
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17 eine
Schnittansicht ist, die eine Durchstoßmutter des Standes der Technik
zeigt.
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Mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen werden im folgenden unter anderem erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheiten
beschrieben.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, ist eine Nietmutter 1 konfiguriert
für die
Verwendung mit einem Metallblech PL, wie z. B. einer Stahlplatte,
einer rostfreien Stahlplatte und einer Aluminiumplatte. Die Nietmutter 1 wird
im voraus am Metallblech PL befestigt. Die Nietmutter 1 ist
in ihrer Mitte mit einer Gewindebohrung 1A für das Einführen einer
Schraube B versehen. An einem Ende 1B der Nietmutter 1,
das dem Metallblech PL zugewandt ist, ist ein Aussparungsabschnitt 1C vorgesehen,
um einen rohrförmigen
Vorsprung C aufzunehmen, der um ein Bolzen- bzw. Schraubeneinführungsloch
BH des Metallbleches PL ausgebildet ist. Wie in 3 gezeigt,
ist ein Eingriffteil 1D um die Umfangswand des Aussparungsabschnitts 1C vorgesehen,
um mit dem rohrförmigen
Vorsprung C des Metallbleches PL verriegelt zu werden.
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Die
Nietmutter 1 ist eine Stahlmutter, die der Schraube B mit
dem Nenndurchmesser M6 zugeordnet ist, wobei z. B. die Größe der Nietmutter 1 auf
16 mm Durchmesser, 8 mm Dicke und 2 mm Tiefe des Aussparungsabschnitts 1C festgelegt
ist. Der Durchmesser des Aussparungsabschnitts 1C beträgt z. B. 9
mm am unteren Abschnitt und 7 mm am Mündungsabschnitt.
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Mit
Bezug auf 4 wird im folgenden ein Verfahren
zur Herstellung der Nietmutter 1 beschrieben. Der Eingriffteil 1D um
die Umfangswand des Aussparungsabschnitts 1C wird ausgebildet
mittels Stanzen eines halbfertigen Gußproduktes H. Das halbfertige
Gußprodukt
H ist an einem Ende 1B, das eine Gewindebohrung 1A aufweist,
mit einem Aussparungsabschnitt 1C versehen, wobei ein wulstartiger Überschußmetallabschnitt 1E am
Ende 1B am innersten Umfang neben dem Aussparungsabschnitt 10 ausgebildet
ist.
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Der Überschußmetallabschnitt 1E wird üblicherweise
als ein kontinuierlicher Ring längs
des innersten Umfangs des Endes 1B ausgebildet, jedoch kann
er auch als ein diskontinuierlicher Ring längs des innersten Umfangs des
Endes 1B ausgebildet werden. Die Querschnittsform des Überschußmetallabschnitts 1E ist üblicherweise
vom äußeren Umfang ausgehend
abgeschrägt,
um ein plastisches Fließen in
Richtung zur Umfangswand des Aussparungsabschnitts 1C zu
erleichtern. Sie kann jedoch auch bogenförmig ausgebildet sein. Die
Querschnittsfläche des Überschußmetallabschnitts 1E wird
in Abhängigkeit
von der Querschnittsfläche
des Eingriffteils 1D bestimmt, der um die Umfangswand das
Aussparungsabschnitts 1C vorgesehen ist.
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Im
Stanzprozeß des
halbfertigen Gußprodukts
H wird das Gußprodukt
H innerhalb einer Form M mit nach oben angeordnetem wulstartigen Überschußmetallabschnitt 1E plaziert,
wobei der Überschußmetallabschnitt 1E mittels
eines Stempels P gestanzt wird. Wenn der Überschußmetallabschnitt 1E gestanzt
wird, wird ein umgekehrt abgeschrägter Eingriffteil 1D mit
einem Neigungswinkel von 20 bis 30° (3) ausgebildet.
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Wie
in 5 gezeigt, wird die wie oben beschrieben hergestellte
Nietmutter 1 auf dem Metallblech PL plaziert, wobei die
das Metallblech PL berührende
Stirnfläche 1B und
der rohrförmige
Vorsprung C des Metallbleches PL zwangsweise gestanzt werden, um
sie mit dem Aussparungsabschnitt 1C der Nietmutter 1 zu
verriegeln. Mit diesem Aufweitungsprozeß wird der in den Aussparungsabschnitt 1C eingesetzte
rohrförmige
Vorsprung C mit dem Eingriffteil 1D um die Umfangswand
des Aussparungsabschnitts 1C verriegelt. Dementsprechend ist
die Nietmutter 1 am Metallblech PL fixiert, wobei die gesamte
Stirnfläche 1B um
den Aussparungsabschnitt 1C das Metallblech PL berührt, wie
in 2 gezeigt ist. Wie in 1 gezeigt,
wird die Schraube B in die Gewindebohrung 1A durch das
Metallblech PL geschraubt, wodurch das Metallblech PL und ein damit
verbundenes geeignetes Plattenelement zwischen der Stirnfläche 1B und
dem Schraubenkopf gehalten werden.
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Wenn
wie in 1 gezeigt die Schraube B in die Nietmutter 1 geschraubt
wird, beschränkt
die Schraube B eine Verformung des rohrförmigen Vorsprungs C in Richtung
zum Innenumfang. Somit wird der Verriegelungszustand des rohrförmigen Vorsprungs
C bezüglich
der Nietmutter 1 sicher aufrechterhalten.
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Gemäß der Nietmutter 1 kann
der Durchmesser des Aussparungsabschnitts 1C in Abhängigkeit
vom Außendurchmesser
des rohrförmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL reduziert werden, wobei ein ausreichende
Kontaktflä che
an der Stirnfläche 1B um
den Aussparungsabschnitt 1C beibehalten werden kann. Im
Vergleich zur herkömmlichen Nietmutter
und Durchstoßmutter
kann somit eine ausreichende Kontaktfläche bezüglich des Metallbleches PL
beibehalten werden, selbst wenn der Durchmesser der Nietmutter 1 reduziert
wird. Folglich können
mehrere Nietmuttern 1 an einem kleineren Metallblech PL,
wie z. B. einer kleinen Klammer oder einem Flansch, mit einem kleinen
Abstandsintervall fixiert werden. Selbst wenn das Metallblech PL
eine flexible Aluminiumplatte ist, versinkt ferner die Nietmutter 1 aufgrund
des Einschraubens der Schraube B nicht im Metallblech PL. Somit
lockert sich die Nietmutter 1 nicht und es kann eine ausreichende
Anzugskraft zwischen der Nietmutter 1 und der Schraube
B erhalten werden.
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Mit
Bezug auf die 6 und 7 wird im folgenden
eine erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheit
beschrieben. Ähnlich
der Nietmutter 1 ist eine Nietmutter 2 gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung eine Stahlmutter, die zur Verwendung mit einem Metallblech
PL konfiguriert ist. Die Nietmutter 1 wird im voraus am
Metallblech PL befestigt. Die Nietmutter 2 ist in ihrer
Mitte mit einer Gewindebohrung 2A für das Einführen einer Schraube B mit dem
Nenndurchmesser M6 versehen. An einem Ende 2B der Nietmutter 2,
das dem Metallblech PL zugewandt ist, ist ein Aussparungsabschnitt 2C zum
Aufnehmen eines rohrförmigen
Vorsprungs C vorgesehen, der um ein Bolzen- bzw. Schraubeneinführungsloch
BH des Metallbleches PL ausgebildet ist. Ein Scheibenelement 3 ist
auf das Ende 2B der Nietmutter 2 geschweißt, so daß es mit
der Nietmutter 2 konzentrisch ist. Das Scheibenelement 3 wird
mittels Widerstandsschweißung
oder dergleichen verschweißt.
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Die
Nietmutter 2 weist im wesentlichen den gleichen Durchmesser
und die gleiche Dicke auf wie die Nietmutter 1. Der Aussparungsabschnitt 2C ist
jedoch in einer geraden, kreisförmigen
Form mit einem Durchmesser von ungefähr 9 mm ausgebildet, wobei die
Tiefe des Aussparungsabschnitts 2C entsprechend der Dicke
des Scheibenelements 3 kürzer wird als diejenige des
Aussparungsabschnitt 1C der Nietmutter 1.
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Das
Scheibenelement 3 ist aus Stahl gefertigt, wobei dessen
Größe im Durchmesser
20 mm und in der Dicke 1 mm beträgt.
Der Innendurchmesser des Scheibenelements 3 beträgt ungefähr 7 mm, was
kleiner ist als der Durchmesser des Aussparungsabschnitts 2C.
Wie in 7 gezeigt, ragt eine Innenumfangsumrandung 3A des
Scheibenelements 3 konzentrisch von der Umfangswand 2D des
Aussparungsabschnitts 2C nach innen und bildet einen Eingriffteil,
der mit dem rohrförmigen
Vorsprung C des Metallbleches PL verriegelt wird.
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Das
Scheibenelement 3 kann ein beliebiges plattenartiges Element
mit einem kreisförmigen
Loch sein, das ein Einführen
des rohrförmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL erlaubt. Das Außenprofil
des Scheibenelements 3 ist nicht auf eine kreisförmige Form
beschränkt
und kann vieleckig sein, wie z. B. quadratisch und sechseckig. Die
Außenabmessung des
Scheibenelements 3 kann die gleiche sein wie bei der Nietmutter 2.
Der Durchmesser und die Dicke des Loches des Scheibenelements 3 werden
in Abhängigkeit
von der Dicke des Metallbleches PL festgelegt, wobei sie verändert werden
können,
solange eine Funktion als ein Eingriffteil für die Verriegelung mit dem
rohrförmigen
Vorsprung C erhalten bleibt.
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Die
wie oben beschrieben hergestellte Nietmutter 2 wird auf
dem Metallblech PL plaziert, wobei das Scheibenelement 3 das
Metallblech PL berührt, woraufhin
der rohrförmige
Vorsprung C des Metallbleches PL zwangsweise vom inneren Umfang
des Scheibenelements 3 in Richtung zum Aussparungsabschnitt 2C der
Nietmutter 2 gestanzt wird, um ihn mit dem Aussparungsabschnitt 2C zu
verriegeln. Mit diesem Aufweitungsprozeß wird der in den Aussparungsabschnitt 2C eingesetzte
rohrförmige
Vorsprung C mit der Innenumfangsumrandung 3A des Scheibenelements 3 verriegelt,
welche von der Umfangswand 2D des Aussparungsabschnitts 2C nach innen
ragt. Dementsprechend wird die Nietmutter 1 am Metallblech
PL fixiert, wobei die gesamte Oberfläche des Scheibenelements 3 das
Metallblech PL berührt,
wie in 6 gezeigt ist.
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Ähnlich der
zuerst beschriebenen hält
die Nietmutterbaueinheit gemäß der Erfindung
das Metallblech PL und ein damit verbundenes geeignetes Plattenelement
zwischen dem (nicht gezeigten) Schraubenkopf und dem Scheibenelement 3,
wobei die (nicht gezeigte) Schraube in die Gewindebohrung 2A der
Nietmutter 2 durch das Metallblech PL geschraubt ist. Wenn
die Schraube in den rohrförmigen Vorsprung
C des Metallbleches PL geschraubt wird, beschränkt die Schraube eine Verformung
des rohrförmigen
Vorsprungs C in Richtung zum Innenumfang. Somit wird der Verriegelungszustand
des rohrförmigen
Vorsprungs C bezüglich
der Innenumfangsumrandung des Scheibenelements 3 sicher
aufrechterhalten.
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Selbst
wenn bei der Nietmutter 2 der Außendurchmesser des Scheibenelements 3 im
Vergleich zur herkömmlichen
Nietmutter und Durchstoßmutter reduziert
wird, kann eine ausreichende Kontaktfläche bezüglich des Metallbleches PL
beibehalten werden. Folglich können
mehrere Nietmuttern 2 an einem kleineren Metallblech PL,
wie z. B. einer kleinen Klammer oder einem Flansch, mit einem kleinen
Abstandsintervall fixiert werden. Selbst wenn das Metallblech PL
eine flexible Aluminiumplatte ist, versinkt aufgrund des Einschraubens
der Schraube die Nietmutter 2 nicht im Metallblech PL.
Somit lockert sich die Nietmutter 2 nicht, wobei eine ausreichende
Anzugskraft zwischen der Nietmutter 2 und der Schraube
erhalten werden kann.
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Im
folgenden wird mit Bezug auf 8 eine erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheit
beschrieben. Eine Nietmutter 4 ist im wesentlichen die
gleiche wie die Nietmutter 1 und ist mit einer Gewindebohrung 4A,
einer Stirnfläche 4B,
einem Aussparungsabschnitt 4C und einem Eingriffteil 4D versehen.
Eine Aufbördelungsscheibe 5 ist
an der Nietmutter 4 montiert.
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Die
Aufbördelungsscheibe 5 ist
eine Scheibe, bei der ein rohrförmiger
Verstärkungsabschnitt 5B mit
einem Bolzen- bzw. Schraubeneinführungsloch 5A ausgebildet
wird mittels Aufweiten in der Mitte ihres Flanschabschnitts. Eine
Schraube B (1) wird durch das Schraubeneinführungsloch 5A in
die Nietmutter 4 geschraubt. Der rohrförmige Verstärkungsvorsprung 5B der
Aufbördelungsscheibe 5 wird zusammen
mit dem rohrförmigen
Vorsprung C des Metallbleches PL nach dem Anbringen des Flanschabschnitts 5C am
Metallblech und dem Aufweiten oder Aufbördeln derselben ausgebildet.
Folglich wird der rohrförmige
Vorsprung C des Metallbleches PL mit dem Eingriffteil 4D verriegelt,
der um die Umfangswand des Aussparungsabschnitts 4C der
Nietmutter 4 vorgesehen ist, wodurch der Verriegelungszustand
des rohrförmigen
Vorsprungs C mit dem rohrförmigen
Verstärkungsvorsprung 5B der
Aufbördelungsscheibe 5,
der gegen den Innenumfang des rohrförmigen Vorsprungs C drückt, fest
aufrechterhalten wird. Aus diesem Grund ist die Aufbördelungsscheibe 5 vorzugsweise
aus einem Stahl mit hoher Steifigkeit hergestellt, um den Verriegelungszustand bezüglich des
rohrförmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL fest aufrechtzuerhalten.
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Der
Flanschabschnitt 5C der Aufbördelungsscheibe 5 ist
nicht auf eine kreisförmige
Form beschränkt
und kann vieleckig sein, wie z. B. quadratisch und sechseckig. Er
ist jedoch üblicherweise
in kreisförmiger
Form mit im wesentlichen der gleichen Außenabmessung wie die Nietmutter
ausgebildet. Der rohrförmige
Verstärkungsvorsprung 5B der
Aufbördelungsscheibe 5 kann
im voraus und einzeln mittels Aufweiten ausgebildet werden. In diesem
Beispiel wird der rohrförmige
Vorsprung C des Metallbleches PL zwangsweise verformt, wobei der
rohrförmige
Verstärkungsvorsprung 5B der
Aufbördelungsscheibe 5 gegen
das Metallblech PL drückt.
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Da
bei dieser erfindungsgemäßen Nietmutterbaueinheit
der rohrförmige
Verstärkungsvorsprung 5B der
Aufbördelungsscheibe 5 gegen
den Innenumfang des rohrförmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL drückt und den Verriegelungszustand
des rohrförmigen
Vorsprungs C aufrechterhält,
wird eine hohe Verbindungsfestigkeit zwischen dem rohrförmigen Vorsprung
C des Metallbleches PL und dem Eingriffteil 4D der Nietmutter 4 erreicht,
wodurch die Nietmutter 4 sehr viel fester am Metallblech
PL fixiert werden kann. Diese Nietmutterbaueinheit kann somit die gleichen
Vorteile erreichen wie die eingangs beschriebene Nietmutterbaueinheit,
wobei ferner die Nietmutter 4 nicht unerwünscht herunterfällt, wenn zum
Zweck der Positionsanpassung gegen die Nietmutter geschlagen wird,
da die Nietmutter 4 sehr viel fester am Metallblech PL
fixiert werden kann.
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9 zeigt
eine modifizierte Ausführungsform
der Nietmutterbaueinheit gemäß 8,
bei der die Nietmutter 4 einen vergrößerten Aussparungsabschnitt 4C mit
erweitertem Durchmesser aufweist. Diese Nietmutterbaueinheit kann
ebenfalls die gleichen Vorteile wie die eben beschriebene erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheit
erreichen.
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Mit
Bezug auf 10 wird im folgenden eine weitere
erfindungsgemäß modifizierte
Ausführungsform
der Nietmutterbaueinheit. Eine Nietmutter 6 gemäß dieser
modifizierten Ausführungsform
ist im wesentlichen die gleiche wie die Nietmutter 1 und
ist mit einer Gewindebohrung 6A, einer Stirnfläche 6B,
einem Aussparungsabschnitt 6C und einem Eingriffteil 6D versehen.
Die Nietmutterbaueinheit umfaßt
eine Aufbördelungsscheibe 7,
die im wesentlichen die gleiche ist wie die in 8 gezeigte
Aufbördelungsscheibe 5 und
mit einem Bolzen- bzw. Schraubeneinführungsloch 7A, einem
ringförmigen
Verstärkungsvorsprung 7B und
einem Flanschabschnitt 7C versehen ist.
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Die
Aufbördelungsscheibe 7 ist
so an der Nietmutter 4 montiert, daß ein Vorderende des rohrförmigen Verstärkungsvorsprungs 7B nach
außen gebogen
ist, so daß es
den rohrförmigen
Vorsprung C des Metallbleches PL umgreift. Das Vorderende des rohrförmigen Verstärkungsvorsprungs 7B wird zusammen
mit dem rohrförmigen
Vorsprung C des Metallbleches PL zwangsweise verformt und am Eingriffteil 6D um
den Aussparungsabschnitt 6C der Nietmutter 6 fixiert.
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Da
gemäß dieser
Nietmutterbaueinheit der rohrförmige
Verstärkungsvorsprung 7B der
Aufbördelungsscheibe 7 gegen
den Innenumfang des rohr förmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL drückt und den Verriegelungszustand
des rohrförmigen
Vorsprungs C aufrechterhält,
und da ferner das Vorderende des rohrförmigen Verstärkungsvorsprungs 7B zwangsweise
verformt wird und am Eingriffteil 6D der Nietmutter 6 fixiert
wird, kann die Nietmutter 6 sehr viel fester am Metallblech
PL fixiert werden. Somit kann die Nietmutterbaueinheit gemäß dieser
modifizierten Ausführungsform ähnliche
Vorteile erreichen wie die eingangs beschiebene Nietmutterbaueinheit, wobei
ferner die Nietmutter 6 nicht unerwünscht herunterfällt, wenn
zum Zweck der Positionsanpassung gegen die Nietmutter geschlagen
wird.
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Mit
Bezug auf 11 wird im folgenden eine weitere
modifizierte erfindungsgemäß Ausführungsform
der Nietmutterbaueinheit beschrieben. Eine Nietmutter 8 gemäß dieser
modifizierten Ausführungsform
ist im wesentlichen die gleiche wie die Nietmutter 2 und
ist mit einer Gewindebohrung 8A, einer Stirnfläche 8B und
einem Aussparungsabschnitt 8C versehen. An der Stirnfläche 8B der
Nietmutter 8 ist ein Scheibenelement 9 montiert,
das im wesentlichen das gleiche ist wie das Scheibenelement 3.
Die Nietmutterbaueinheit umfaßt
eine Aufbördelungsscheibe 10,
die im wesentlichen die gleiche ist wie die in 10 gezeigte
Aufbördelungsscheibe 7 und
mit einem Bolzen- bzw. Schraubeneinführungsloch 10A, einem
rohrförmigen
Verstärkungsvorsprung 10B und
einem Flanschabschnitt 10C versehen ist.
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Die
Aufbördelungsscheibe 10 ist
so an der Nietmutter 8 montiert, daß ein Vorderende des rohrförmigen Verstärkungsvorsprungs 10B nach
außen gebogen
ist, so daß es
den rohrförmigen
Vorsprung C des Metallbleches PL umgreift. Das Vorderende des rohrförmigen Verstärkungsvorsprungs 10B wird zusammen
mit dem rohrförmigen
Vorsprung C des Metallbleches PL zwangsweise verformt und an der Innenumfangsumrandung 9A des
Scheibenelements 9 fixiert, welche von der Umfangswand
des Aussparungsabschnitts 8C der Nietmutter 8 nach
innen ragt.
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Da
gemäß dieser
Nietmutterbaueinheit der rohrförmige
Verstärkungsvorsprung 10B der
Aufbördelungsscheibe 10 gegen
den Innenumfang des rohrförmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL drückt und den Verriegelungszustand
des rohrförmigen
Vorsprungs C aufrechterhält,
und da ferner das Vorderende des rohrförmigen Verstärkungsvorsprungs 10B zwangsweise
verformt wird und an der inneren Umfangsumrandung 9A des
Scheibenelements 9 fixiert wird, welche von der Umfangswand des
Aussparungsabschnitts 8C der Nietmutter 8 nach
innen ragt, kann die Nietmutter 8 sehr viel fester am Metallblech
PL fixiert werden. Somit kann die Nietmutterbaueinheit gemäß dieser
modifizierten Ausführungsform
die gleichen Vorteile erreichen wie die Nietmutterbaueinheit gemäß 6 und 7, wobei
ferner die Nietmutter 8 nicht unerwünscht herunterfällt, wenn
zum Zweck der Positionsanpassung gegen die Nietmutter 8 geschlagen
wird.
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Mit
Bezug auf 12 wird im folgenden eine weitere
erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheit
beschrieben. Eine Nietmutter 11 ist im wesentlichen die gleiche
wie die Nietmutter 1 und ist mit einer Gewindebohrung 11A,
einer Stirnfläche 11B,
einem Aussparungsabschnitt 11C und einem Eingriffteil 11D versehen.
Die Nietmutterbaueinheit umfaßt
ferner eine Aufbördelungsscheibe 12,
die im wesentlichen die gleiche ist wie die Aufbördelungsscheibe 5 der 8 und
mit einem Bolzen- bzw. Schraubeneinführungsloch 12A, einem
rohrförmigen
Vorsprung 12B und einem Flanschabschnitt 12C versehen
ist.
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Der
rohrförmige
Vorsprung 12B der Aufbördelungsscheibe 12 ist
durch das Schraubeneinführungsloch
BH des Metallbleches PL eingesetzt und innerhalb des Aussparungsabschnitts 11C der
Nietmutter 11 aufgenommen. Der rohrförmige Vorsprung 12B ist
mit dem Eingriffteil 11D verriegelt, der um den Aussparungsabschnitt 11C der
Nietmutter 11 vorgesehen ist.
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Bei
dieser Nietmutterbaueinheit ist der rohrförmige Vorsprung 12B der
Aufbördelungsscheibe 12 durch
das Schraubeneinführungsloch
BH des Metallbleches PL in den an der Stirnfläche 11B der Nietmutter 11 ausgebildeten
Aussparungsabschnitt 11C eingesetzt. Der rohrförmige Vorsprung 12B wird zwangsweise
verformt und am Eingriffteil 11D um die Umfangswand des
Aussparungsabschnitts 11C fixiert. Somit ist die Nietmutter 11 am
Metallblech PL fixiert, wobei das Metallblech PL zwischen der Stirnfläche 11B um
den Aussparungsabschnitt 11C und dem Flanschabschnitt 12C der
Aufbördelungsscheibe 12 gehalten
wird. Die oben beschriebene Nietmutterbaueinheit kann die gleichen
Vorteile wie die eingangs beschriebene Nietmutterbaueinheit erreichen, wobei
ferner die Aufweitungsoperation für das Metallblech PL nicht
benötigt
wird, um einen rohrförmigen Vorsprung
zu schaffen, was zu einem reduzierten Bearbeitungsprozeß des Metallbleches
PL führt.
Im Vergleich zu den in den 8 und 9 gezeigten
Nietmutterbaueinheiten wird ferner die Nietmutter 11 mit dem
Metallblech PL verriegelt, indem nur der rohrförmige Vorsprung 12 verformt
wird, was zu einer gleichmäßigen Befestigung
der Nietmutter führt.
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In
dieser Nietmutterbaueinheit ist vorzugsweise eine Verzahnung oder
dergleichen an der Stirnfläche 11B der
Nietmutter 11 vorgesehen, um ein Durchdrehen beim Einschrauben
der Schraube B zu verhindern, wie in 1 gezeigt
ist.
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Wie
in den 13 und 14 gezeigt,
kann bei der eingangs beschriebenen Nietmutterbaueinheit die Befestigungsstärke erhöhen, wenn
zwei Nietmuttern 1 am Metallblech PL mit kleinem Abstandsintervall
fixiert sind und die Schrauben in die entsprechenden Gewindebohrungen
geschraubt werden. Dies gilt auch für die Nietmutter 2 gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung.
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15 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Nietmutterbaueinheit.
Diese Nietmutterbaueinheit ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige
der 8, wobei jedoch eine Aufbördelungsscheibenplatte 13 anstelle
der Aufbördelungsscheibe 5 verwendet
wird. Die Aufbördelungsscheibenplatte 13 ist
ein Plattenelement, das gebildet von mehreren kontinuierlichen Aufbördelungsscheiben 5 wird
und mit mehreren Schraubenein führungslöchern 13A und
rohrförmigen Verstärkungsvorsprüngen 13B versehen
ist, die dem Schraubeneinführungsloch 5A beziehungsweise dem
rohrförmigen
Verstärkungsvorsprung 5B entsprechen.
Mehrere benachbarte rohrförmige
Vorsprünge
C sind auf dem Metallblech PL ausgebildet, wobei jeder der rohrförmigen Verstärkungsvorsprünge 13B gegen
eine Innenumfangsoberfläche
des entsprechenden rohrförmigen
Vorsprungs C drückt,
um den Verriegelungszustand der rohrförmigen Vorsprünge C bezüglich der
Nietmuttern 4 aufrechtzuerhalten. Um ein Spiel zwischen
der Aufbördelungsscheibenplatte 13 und
dem Metallblech PL zu verhindern, ist das Metallblech PL zwischen
den benachbarten Nietmuttern 4 gequetscht, so daß die Aufbördelungsscheibenplatte 13 sicher
gehalten wird. Die Aufbördelungsscheibenplatte 13 und
das Metallblech PL können über selbstdurchstoßende Nieten
oder Treibnieten verbunden sein.
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Die
Nietmutter 4 wird z. B. verwendet für die Befestigung eines Motorhaubenanschlags
der Motorhaube mittels Schrauben. Bei dieser Nietmutterbaueinheit
drückt
jeder der rohrförmigen
Verstärkungsvorsprünge 13B der
Aufbördelungsscheibenplatte 13 gegen
die Innenumfangsoberfläche
des entsprechenden rohrförmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL, um somit die benachbarten Nietmuttern 4 sicher
an der Aufbördelungsscheibenplatte 13 zu
fixieren. Diese Nietmutterbaueinheit kann die gleichen Vorteile
erreichen wie die eingangs beschriebene Nietmutterbaueinheit, wobei
außerdem
mehrere benachbarte Nietmuttern 4 sehr viel fester am Metallblech
PL fixiert werden können.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf ihre spezifischen Ausführungsformen
genauer beschrieben worden ist, ist für Fachleute klar, daß verschiedene Änderungen
und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der
Erfindung abzuweichen.
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Zum
Beispiel entsprechen die obenerwähnten
Nietmuttern 1, 2, 4, 6, 8 und 11 einer
Schraube mit dem Nenndurchmesser M6, jedoch kann die Nietmutter
gemäß der Erfindung
entsprechend einer Schraube mit anderen Nenn durchmessern hergestellt
werden. Genauer, wenn die Nietmutter einer Schraube mit einem Nenndurchmesser
größer als M6
entspricht, kann die Außenabmessung
der Nietmutter oder die Außenabmessung
des Scheibenelements im Vergleich zur herkömmlichen Nietmutter oder Durchstoßmutter
verringert werden.
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Ferner
kann bei den Nietmuttern 2 und 8 gemäß 7 und 11 der
Erfindung ein rauher Oberflächenabschnitt
wie z. B. eine Verzahnung oder dergleichen an der Innenumfangsumrandung 3A, 9A des
Scheibenelements 3, 9 vorgesehen sein, um somit
die Drehposition des rohrförmigen
Vorsprungs C des Metallbleches PL bezüglich des Scheibenelements 3 sicher
zu fixieren.
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Es
wird eine Nietmutterbaueinheit offenbart. Die Nietmutterbaueinheit
umfaßt:
ein Metallblech PL mit einem Bolzen- bzw. Schraubeneinführungsloch BH;
und eine Nietmutter 1, 2, 4, 6, 8 und 11,
die am Metallblech zu fixieren ist. Die Nietmutter ist mit einem
Aussparungsabschnitt 1C, 2C, 4C, 6C, 8C und 11C an
einem dem Metallblech zugewandten Ende 1B, 2B, 4B, 6B, 8B und 11B versehen,
um einen rohrförmigen
Vorsprung C aufzunehmen, der um das Schraubeneinführungsloch
ausgebildet ist. Ferner ist ein Eingriffteil 1D, 4D, 6D und 11D um
eine Umfangswand des Aussparungsabschnitts für die Verriegelung mit dem
rohrförmigen
Abschnitt vorgesehen.