DE102005006615A1

DE102005006615A1 - Einstanzmutter

Info

Publication number: DE102005006615A1
Application number: DE200510006615
Authority: DE
Inventors: Katsumi Nishinari Shinjo
Original assignee: Shinjo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shinjo Holdings Co Ltd
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: DE102005006615B4; US20050186046A1; JP2005240836A

Abstract

Eine Einstanzmutter zur Benutzung mit verhältnismäßig dicken Metallplatten besitzt vier einzelne Pfosten (9), welche als Einheit mit entsprechenden Ecken eines Mutterkörpers (2) ausgebildet sind und vier Auflageflächen (10) bereitstellen. Ein Führungsabschnitt (6) besitzt eine Endseite (7), um ein Loch in die Metallplatte zu stanzen, und steht an den Auflageflächen über. Der Mutterkörper (2) ist ein gepresstes Produkt aus Borstahl, welches durch einen Abschreckungsprozess gehärtet ist, um eine große Stanzkraft aufzuweisen. Eine Höhe (H), welche zwischen einem Boden der Platteneingriffsrille (8) und der Führungsabschnittsendseite (7) definiert ist, ist im Wesentlichen gleich einer Maximaldicke der Metallplatte. Weiterhin ist eine Höhe (h), welche zwischen der Auflagefläche (10) jedes Eckpfostens (9) und der Führungsabschnittsendseite definiert ist, im Wesentlichen gleich einer Minimaldicke der Platte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einstanzmutter, welche einen Mutterkörper zum Stanzen eines Loches in eine vergleichsweise dicke Metallplatte derart umfasst, so dass eine im Allgemeinen kreisförmige Kante des Lochs aufgespreizt wird, um die Mutter zu greifen und sie selbst dann in einer Position zu fixieren, falls die Plattendicke innerhalb einer beachtlichen Bandbreite variiert.

Einstanzmuttern gemäß dem Stand der Technik werden bisher vorwiegend im Automobilbau für Befestigungen an vergleichsweise dünnen Metallplatten mit einer Dicke von ungefähr 1 mm eingesetzt. Gegenwärtig wird jedoch ein gewisser hochbelastbarer Typ von Einstanzmuttern für die Benutzung bei relativ dicken Metallplatten (Dicken von 1,6 mm bis 3,2 mm) gefordert, um sie im Gebäudebereich oder in vergleichbaren Anwendungen einzusetzen. Ein Beispiel der hochbelastbaren Ausführung von Einstanzmuttern ist aus dem Stand der Technik bekannt (siehe zum Beispiel die japanische Patentveröffentlichung Nr. 61-49528), welche vom vorliegenden Erfinder vorgeschlagen worden ist. Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um diese Einstanzmutter dahingehend zu verbessern, um die gegenwärtigen und oben erwähnten Anforderungen zu erzielen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Einstanzmutter für die Benutzung bei vergleichsweise dicken Metallplatten, gegebenenfalls auch von variierender Dicke, bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Einstanzmutter wie in Anspruch 1 definiert gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Zum Lösen dieser Aufgabe umfasst die hierin vorgestellte Einstanzmutter einen im Allgemeinen quadratischen Mutterkörper mit vier Seitenwänden und einen an dem und als Einheit mit dem Mutterkörper und um eine zentrale Gewindebohrung des Mutterkörpers herum ausgebildeten Führungsabschnitt, wobei dieser Abschnitt eine hervorstehende Endseite, um ein Loch in eine Metallplatte zu stanzen, und einen derart konisch verlaufenden äußeren Rand, so dass sich ein Durchmesser senkrecht zu einer Mutterachse nach innen hin verringert, besitzt. Die vorliegende Mutter umfasst zusätzlich eine Platteneingriffsrille, welche um und außerhalb des Führungsabschnitts ausgebildet und an den Bereichen außer an den vier Ecken des Mutterkörpers seitwärts geöffnet ist, und vier unabhängige Eckpfosten, welche derart als Einheit mit den entsprechenden Ecken ausgebildet sind, um vier Auflageflächen bereitzustellen, so dass die Metallplatte mit den Eckpfosten in einen festen Kontakt gebracht wird. Der Führungsabschnitt besitzt eine Endseite, welche in Richtung der Mutterachse über die Auflageflächen hervorsteht. Der Mutterkörper ist ein gepresstes Produkt aus Borstahl und ist vollständig durch ein Abschreckungs- oder Veredelungsverfahren zur Verstärkung des Führungsabschnitts hinsichtlich seiner Stanzkraft gehärtet. Charakteristischerweise ist auch eine Höhe, welche zwischen einem Boden einer Platteneingriffsrille und der Führungsabschnittsendseite definiert ist, im Wesentlichen gleich einer erlaubten Maximaldicke der Metallplatte, und eine andere Höhe, welche zwischen der Auflagefläche eines jeden Eckpfostens und der Führungsabschnittsendseite definiert ist, ist im Wesentlichen gleich einer erlaubten Minimaldicke der Metallplatte.

Der Führungsabschnitt stanzt bei der Benutzung ein rundes Loch in die Metallplatte, so dass eine kreisförmige Kante dieses Loches kräftig in die Platteneingriffsrille hineingespreizt wird. Die Auflageflächen der Eckpfosten greifen die Platte an deren Bereichen in der Nähe der kreisförmigen Kante, falls die Plattendicke größer als ein Schwellenwert ist, und bei dieser Gelegenheit stauchen die Eckpfosten vertikal, welche dadurch in einem mehr oder weniger wahrnehmbaren Maß zur Seite heraustreten. Als ein Ergebnis einer solchen Deformation erreicht die Einstanzmutter einen ausreichenden Widerstand gegenüber Herausziehen und gegenüber losem Drehen.

Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Einstanzmutter vor allem für die Benutzung mit verhältnismäßig dicken Metallplatten ausgelegt ist, obwohl diese Mutter im Allgemeinen zur Befestigung auf irgendwelchen Metallplatten verschiedenster Dicken benutzt werden kann. Da diese Mutter fest auf den Platten befestigt ist, wird sie in jedem Fall gut externen Kräften standhalten, welche auf das Herausziehen oder das lose Drehen dieser Mutter gerichtet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Einstanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Mutter,
3 einen Querschnitt entlang der Linie A-A von 2,
4 einen Querschnitt entlang der Linie B-B von 2,
5 einen Querschnitt der Mutter, welche an einer Metallplatte mit einer zulässigen Maximaldicke befestigt ist, und
6 einen Querschnitt der Mutter, welche an einer anderen Metallplatte mit einer zulässigen Minimaldicke befestigt ist.
In 1 und 4 ist eine erfindungsgemäße Einstanzmutter 1 dargestellt, welche einen im Allgemeinen quadratischen Mutterkörper 2 umfasst. Dieser vier Seitenwände 4 besitzende Mutterkörper ist an seinen vier Ecken 5 abgeschrägt, und eine zentrale Gewindebohrung 3 durchdringt den Mutterkörper. Ein die zentrale Bohrung umgebender Führungsabschnitt 6 besitzt einen derart konisch verlaufenden äußeren Rand, so dass sich sein Durchmesser senkrecht zu der Mutterachse nach innen hin verringert, und eine Endseite 7 zum Stanzen eines Loches in eine Metallplatte. Eine diesen Führungsabschnitt 6 umgebende Platteneingriffsrille 8 ist seitlich an den Seitenwänden 4 geöffnet, aber seitwärts an den Ecken geschlossen. Vier einzelne Eckpfosten 9 ragen über die entsprechenden Ecken des Mut terkörpers 2 mit diesen als Einheit ausgebildet hervor, um Auflageflächen 10 für einen kräftigen Kontakt mit der Metallplatte bereitzustellen. Die Endseite 7 des Führungsabschnitts 6 steht über die Auflageflächen 10 der Eckpfosten 9 hervor.
Der Mutterkörper 2 wird aus einem harten Borstahlstab so hergestellt, dass der Führungsabschnitt bis zu einem solchen Grad verstärkt ist, um ein Loch in irgendeine dickere Metallplatte stanzen zu können. Bei der Herstellung wird zunächst ein Stück eines solchen Borstahlstabs in Form gepresst, bevor er abgeschreckt und gehärtet wird. Vorzugweise kann der Borstahl erfindungsgemäß einen Kohlenstoffgewichtsanteil von ca. 0,17 % oder weniger enthalten, so dass eine Rockwellhärte HRC-30 oder höher durch den Härteprozess erreicht wird.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer für viele Metallplatten verschiedener Dicke brauchbaren und vielseitig verwendbaren erfindungsgemäßen Einstanzmutter 1 dargestellt. Im einzelnen ist die Höhe „H", welche zwischen einem Boden der Platteneingriffsrille 8 des Mutterkörpers 2 und der Endseite 7 des Führungsabschnitts 6 definiert ist, im Wesentlichen gleich einer zulässigen Maximaldicke der Metallplatte hergestellt. Eine andere Höhe „h", welche zwischen der Auflagefläche 10 eines jeden Eckpfostens 9 und der Führungsabschnittsendseite 7 definiert ist, ist im Wesentlichen gleich zu einer zulässigen Minimaldicke der Metallplatte hergestellt. Beispielsweise können die maximale und minimale Dicke „H" und „h" etwa 3,2 mm bzw. etwa 1,6 mm betragen.
5 zeigt eine Anwendung der erfindungsgemäßen Einstanzmutter 1, wobei diese auf einer Metallplatte 21 mit der Maximaldicke (etwa 3,2 mm) befestigt ist. In dieser Anordnung ist die Endseite 7 des Führungsabschnitts 6 mit der Vorderseite der Platte 21 bündig, und eine kreisförmige Kante 22 eines in diese Platte durch den Führungsabschnitt 6 gestanzten runden Lochs wird in die Platteneingriffsrille 8 so hineingepresst, dass sie darin verspreizt wird. An den an den Seitenwänden 4 geöffneten Bereichen der Rille 8 werden Bereiche der kreisförmigen Kante 22 in einen engen Kontakt sowohl mit dem Boden der Rille 8 als auch mit dem äußeren Rand des Führungsabschnitts 6 gepresst. Im Gegensatz dazu greifen an den an deren den Eckpfosten 9 benachbarten Bereichen der Rille die Auflageflächen 10 zwangsweise an die der kreisförmigen Kante 22 benachbarten Abschnitte der Metallplatte 21 an, wobei die kreisförmige Kante gleichzeitig in die Rille gepresst wird und in einen kräftigen Kontakt mit dem äußeren Rand des Führungsabschnitts 6 gebracht wird. Auf diese Weise erreicht die Einstanzmutter einen ausreichenden Widerstand gegenüber Herausziehen und gegenüber losem Drehen. Indem die Auflageflächen 10 die Platte 21 auf diese Art und Weise greifen, werden die Eckpfosten 9 gestaucht und dabei ihre Höhe um ein merkbares Maß verringert, welches von dem Material der Metallplatte 21 abhängt. Eine solche Deformation bewirkt, dass die Eckpfosten 9 seitlich heraustreten, um eine stärkere Befestigung des an der Metallplatte 21 angebrachten Mutterkörpers 2 zu erreichen.
Falls der Rand des Führungsabschnitts 6 aufgrund von Rillen, Vertiefungen oder Ähnlichem im Querschnitt eine ungleichmäßige Kontur aufweist, greift die kreisförmige Kante 22 an einem ungleichmäßigen Rand an, um die Widerstandskraft der Mutter gegenüber losem Drehen weiter zu verstärken.
In 6 ist eine andere erfindungsgemäße Einstanzmutter 1 dargestellt, wobei diese an einer anderen Metallplatte 31 mit minimaler Dicke (ca. 1,6 mm) befestigt ist. Auch bei dieser Ausführung ist die Endseite 7 des Führungsabschnitts 6 mit der Vorderseite dieser Platte 31 bündig. Eine kreisförmige Kante 32 eines runden in diese Platte durch den Führungsabschnitt 6 gestanzten Lochs wird in die Platteneingriffsrille 8 hineingepresst, so dass sie sich darin verspreizt. An den an den Seitenwänden 4 geöffneten Bereichen 8a der Rille sind Bereiche neben der kreisförmigen Kante 32 nach innen gebogen und zwangsweise in einen engen Kontakt mit dem äußeren Rand des Führungsabschnitts 6 gebracht, wobei das geneigte Ende oder die Kante selbst auf dem Boden der Rille 8 ruht. Auf den anderen zu den Eckpfosten 9 benachbarten Bereichen 8b der Rille tragen die Auflageflächen 10 die Metallplatte 31 auf ihrer Rückseite. Auch an diesen Bereichen werden die Plattenabschnitte neben der kreisförmigen Kante 32 nach innen gebogen und in einen festen Kontakt mit dem äußeren Rand des Führungsabschnitts 6 gebracht. Die Einstanzmutter erreicht auf diese Weist einen größeren Widerstand gegen über Herausziehen und gegenüber losem Drehen, wodurch eine höhere Befestigungskraft des auf der Metallplatte 31 befestigten Mutterkörpers 2 erzielt wird.
Wie oben ausgeführt, ist die erfindungsgemäße Einstanzmutter zur Befestigung auf solchen relativ dicken Metallplatten, welche gewöhnlich im Gebäudebereich oder in vergleichbaren Anwendungen verwendet werden, ausgelegt.

Claims

Einstanzmutter zur Benutzung mit dicken Platten, umfassend: einen im Allgemeinen quadratischen Mutterkörper (2) mit vier Seitenwänden (4), einen Führungsabschnitt (6), welcher an und als Einheit mit dem Mutterkörper sowie um eine zentrale Gewindebohrung (3) des Mutterkörpers herum ausgebildet ist, wobei der Führungsabschnitt (6) eine hervorstehende Endseite (7), um ein Loch in eine Metallplatte (21, 31) zu stanzen, und einen derart konisch verlaufenden äußeren Rand aufweist, so dass sich sein Durchmesser senkrecht zu einer Mutterachse nach innen hin verringert, eine Platteneingriffsrille (8), welche um und außerhalb des Führungsabschnitts (6) ausgebildet und seitlich an Bereichen außer an vier Ecken des Mutterkörpers (2) geöffnet ist, und vier Eckpfosten (9), welche an den entsprechenden Ecken damit als Einheit so ausgebildet sind, um vier Auflageflächen (10) bereitzustellen, wobei der eine Endseite (7) besitzende Führungsabschnitt (6) über die Auflagefläche (10) in Richtung der Mutterachse hervorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Mutterkörper (2) ein gepresstes Produkt aus Borstahl und vollständig durch einen Abschreckungsprozess gehärtet ist, dass eine Höhe (H), welche zwischen einem Boden der Platteneingriffsrille (8) und der Führungsabschnittsendseite (7) definiert ist, im Wesentlichen gleich einer zulässigen Maximaldicke der Metallplatte ist, und dass eine andere Höhe (h), welche zwischen der Auflagefläche (10) jedes Eckpfostens (9) und der Führungsabschnittsendseite (7) definiert ist, im Wesentlichen gleich einer zulässigen Minimaldicke der Metallplatte ist.
Einstanzmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstahl einen Kohlenstoffgewichtsanteil von ca. 0,17 % oder weniger besitzt, so dass er nach einem Härten durch einen Abschreckungsprozess eine Rockwellhärte HRC-30 oder höher aufweist.
Einstanzmutter nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximaldicke ca. 3,2 mm und die Minimaldicke ca. 1,6 mm beträgt.
Einstanzmutter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstanzmutter derart ausgestattet ist, dass, wenn der Führungsabschnitt (6) ein rundes Loch in die Metallplatte (21, 31) stanzt, um eine kreisförmige Kante (22, 32) dieses Lochs kräftig in die Platteneingriffsrille (8) hineinzuspreizen, die Auflageflächen (10) der Eckpfosten (9) veranlasst werden, Bereiche neben der kreisförmigen Kante (22) der Platte zu greifen, falls die Dicke der Platte (21) größer als ein Schwellenwert ist.
Einstanzmutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckpfosten (9) vertikal gestaucht werden können und seitlich hervordringen können, wenn die Auflageflächen (10) die Metallplatte greifen.
Einstanzmutter nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (6) einen äußeren Rand mit einer ungleichmäßigen Kontur im Querschnitt besitzt.