DE102008017689A1 - Press nut, has annular shoulder including engagement ribs arranged in circumferential direction of shoulder, protruding via main surface of shoulder in axial direction, and having rear surface that tapers towards base area - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auch eine Einpressmutter mit einem Ringkorpus der einen ersten Stirnflächenbereich, eine Außenumfangsfläche, eine zumindest abschnittsweise mit einem Gewinde versehene Bohrung und einen Sitzflächenbereich aufweist, wobei jener Sitzflächenbereich einen zur Bohrung konzentrischen Ringzapfen und eine, einen Fußbereich des Ringzapfens umsäumende Ringschulter umfasst und der Ringzapfen vorzugsweise als radial plastisch weitbare Struktur ausgeführt ist die als solche der axialen Verankerung des Ringkorpus an einem die Einpressmutter tragenden Bauteil dient. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf einen Schraubenkopf für einen Schraubenbolzen.The The invention also relates to a press-in nut with a ring body a first end face region, an outer peripheral face, an at least partially threaded bore and a seating area, wherein said seating area a concentric to the bore ring pin and one, a foot area the annular pin encompasses skirting shoulder shoulder and the Ring pin preferably designed as a radially plastically expansible structure is as such the axial anchoring of the ring body to a the press-in nut bearing component is used. Furthermore refers the invention also relates to a screw head for a bolt.
Aus
Aus
Aus
Schließlich ist auch aus G 86 20 975 eine Einpressmutter bekannt, die einen Ringkorpus mit einem Einsatzschaftabschnitt aufweist, wobei auch dieser Einsatzschaftabschnitt einen polygonalen Querschnitt aufweist und zudem derart kegelartig gestaltet ist, dass durch diesen die Einpressmutter auszugsfest in einem entsprechenden Blechbauteil verankerbar ist.After all is also known from G 86 20 975 a press-fit, the one Ring body having a service shaft portion, wherein also this Einsatzschaftabschnitt has a polygonal cross-section and also designed in such a cone-like, that through this the press-in nut solidly anchored in a corresponding sheet metal component.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einpressmutter zu schaffen die als solche unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten günstig herstellbar ist, deren Verpressung in ein entsprechendes Bauteil in einer unter prozesstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaften Weise abwickelbar ist und zu einer hochfesten Verankerung in dem Bauteil führt.Of the Invention has for its object to provide a press-in nut the low as such from a manufacturing point of view can be produced, their compression in a corresponding component in an advantageous from a process engineering point of view Way is unwindable and a high - strength anchorage in the Component leads.
Erfindungsgemäße Lösunginvention solution
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einpressmutter, mit:
- – einem Ringkorpus der einen ersten Stirnflächenbereich,
- – eine Außenumfangsfläche,
- – eine zumindest abschnittsweise mit einem Gewinde versehene Bohrung und
- – einen Sitzflächenbereich aufweist,
- – wobei jener Sitzflächenbereich einen zur Bohrung konzentrischen Ringzapfen und eine, einen Fußbereich des Ringzapfens umsäumende Ringschulter umfasst und der Ringzapfen als radial plastisch weitbare Struktur ausgeführt ist die als solche der Verankerung des Ringkorpus an einem Bauteil dient,
- – wobei sich diese Einpressmutter dadurch auszeichnet, dass jene Ringschulter mit mehreren in Umfangsrichtung der Ringschulter auf dieser abfolgend angeordneten Eingriffsrippen versehen ist die über eine Hauptfläche der Ringschulter in axialer Richtung hervorstehen wobei diese Eingriffsrippen jeweils eine auf einen Fußbereich des Ringzapfens hin abfallend zulaufende Rückenfläche aufweisen.
- A ring body of a first face area,
- An outer circumferential surface,
- - An at least partially threaded bore and
- Has a seating area,
- Wherein said seat surface area comprises a bore concentric with the ring pin and an annular shoulder surrounding a foot area of the ring pin and the ring pin is designed as a radially plastically expansible structure which as such serves to anchor the ring body to a component;
- - In which this press-in nut is characterized in that that annular shoulder is provided with a plurality of circumferentially annular shoulder on this successively arranged engagement ribs projecting over a major surface of the annular shoulder in the axial direction wherein these engagement ribs each have a falling on a foot portion of the ring pin back surface tapered.
Auf Grundlage dieses bei der erfindungsgemäßen Einpressmutter realisierten Verankerungskonzeptes wird beim Einpressen der Eingriffsrippen eine besonders günstige Materialverlagerung in der die Einpressmutter tragenden Struktur erreicht. Durch die zum Fußbereich des Ringzapfens hin abfallenden Rückenflächen der Eingriffsrippen wird das durch die Eingriffsrippen verdrängte Material wirkungsvoll in radialer Richtung einwärts zu dem Schaftabschnitt der Ringmutter hin verdrängt. Durch die flächige Anlage der Seitenflanken der Eingriffsrippen an den Radialwandungen der durch das Einpressen der Eingriffsrippen gebildeten Vertiefungen, wird eine wirkungsvolle Verdrehsicherung der Einpressmutter erreicht.On the basis of this anchoring concept realized with the press-fit nut according to the invention, a particularly favorable material displacement in the structure carrying the press-in nut is achieved when the engagement ribs are pressed in. By the sloping to the foot portion of the annular pin back surfaces of the engagement ribs, the displaced by the engagement ribs material is effectively in the radial direction inwardly to the Shank section of the ring nut displaced out. Due to the flat contact of the side edges of the engagement ribs on the radial walls of the recesses formed by the pressing of the engagement ribs, an effective anti-rotation of the press-in nut is achieved.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Eingriffsrippen als in Umfangsrichtung der Einpressmutter gemessen schmale, von zwei im wesentlichen radial ausgerichteten Seitenflankenflächen begrenzte Vorsprünge ausgebildet. Die Breite der Eingriffsrippen liegt vorzugsweise im Bereich von 5–35% des Innendurchmessers der Bohrung.According to one particularly preferred embodiment of the invention the engagement ribs as measured in the circumferential direction of the press-fit nut narrow, of two substantially radially oriented side flank surfaces formed limited projections. The width of the engagement ribs is preferably in the range of 5-35% of the inner diameter the bore.
Die Eingriffsrippen sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung derart ausgebildet, dass diese neben der zum Fußbereich des Ringzapfens hin abfallenden Rückenfläche auch eine zum Umfangsrandbereich der Ringschulter hin auslaufende bzw. abfallende Dachfläche bilden. Die zum Fußbereich hin abfallende Rückenfläche und die zum Randbereich hin abfallende Dachfläche stoßen vorzugsweise über eine Dachkante aneinander. Diese Dachkante befindet sich vorzugsweise auf einem Hüllkreis dessen Durchmesser im wesentlichen dem Mittelwert des Außendurchmessers des Ringkorpus und dem Außendurchmesser des Ringzapfens entspricht.The Engagement ribs are according to a particularly preferred Embodiment of the invention designed such that this next to the sloping towards the foot of the ring pin Back surface also one to the peripheral edge area form the annular shoulder outgoing or sloping roof surface. The back area sloping towards the foot area and abut the sloping roof area towards the edge area preferably over a roof edge together. This roof edge is preferably located on an outer circle whose diameter essentially the average of the outer diameter of the Ring body and the outer diameter of the ring pin corresponds.
Die Eingriffsrippen sind vorzugsweise jeweils derart dimensioniert, dass deren Überstandshöhe über die Hauptfläche der Ringschulter im wesentlichen der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der jeweiligen Eingriffsrippe entspricht.The Engagement ribs are preferably each dimensioned in such a way that their supernatant height over the main surface the annular shoulder substantially measured in the circumferential direction Width of the respective engagement rib corresponds.
Eine besonders hochfeste Verankerung der erfindungsgemäßen Einpressmutter kann erreicht werden indem im Außenbereich des Ringzapfens wenigstens eine Umfangsnut und ein an diese angrenzender radial ausgreifender Ringsteg ausgebildet ist. Dieser Ringsteg kann durch ein Stempelwerkzeug radial in die Innenumfangswandung der den Ringzapfen aufnehmenden Bohrung des mit der Einpressmutter zu bestückenden Bauteils eingepresst werden. Es ist möglich, auch im Bereich dieses Umfangssteges Mitnehmergeometrien, insbesondere Verzahnungen auszubilden so dass durch den Ringzapfen nicht nur auf kraftschlüssigem Wege sondern auch auf formschlüssigem Wege eine Verankerung der Einpressmutter gegen Drehung in Umfangsrichtung erreicht wird.A particularly high-strength anchoring of the invention Press-in nut can be achieved by outdoors the annular pin at least one circumferential groove and an adjacent thereto is designed radially outreaching ring land. This ring bridge can by a punch tool radially into the inner peripheral wall of the the ring pin receiving bore of the with the press nut to be fitted inserting component. It is possible, also in the area of this peripheral web driver geometries, in particular gears form so that through the ring pin not only on non-positive Paths but also on an interlocking way anchoring the Press-in nut against rotation in the circumferential direction is achieved.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Einpressmutter weiterhin derart ausgebildet, dass auf einem die Dachkanten verbindenden Teilkreis die Weite einer zwischen benachbarten Eingriffsrippen gebildeten Lücke größer ist als die im Bereich der Dachkante gemessene Breite der Eingriffsrippe. Weiterhin können die Eingriffsrippen derart ausgebildet sein, dass diese auf Höhe der Hauptebene der Ringschulter einen schmalen Rechteckgrundriss aufweisen, wobei dieser Rechteckgrundriss derart ausgerichtet ist, dass die zwischen den Längsseiten verlaufende Achse im wesentlichen radial zur Mittelachse des Ringkorpus verläuft. Dieser Rechteckgrundriss kann mit seiner Schmalseite unmittelbar bis an den Außenrand des Ringzapfens anschließen.According to one particularly preferred embodiment of the invention the press-fit nut continues to be designed such that on a the roof edges connecting pitch circle the width of one between adjacent Groove formed larger engagement ribs is the width of the engagement rib measured in the region of the edge of the roof. Furthermore, the engagement ribs may be formed Be that at the height of the main plane of the ring shoulder have a narrow rectangular floor plan, with this rectangular floor plan is aligned such that between the long sides extending axis extends substantially radially to the central axis of the ring body. This rectangular ground plan can directly with its narrow side connect to the outer edge of the ring pin.
Es ist möglich, in Nachbarschaft zu den Eingriffsrippen in der Ringschulter jeweils eine Versenkung auszubilden, wobei das zwischen der Hauptfläche der Ringschulter und der Wandung der Versenkung definierte Senkungsvolumen im wesentlichen dem halben Volumen der Eingriffsrippe entspricht. Vorzugsweise ist der Ringkorpus im Bereich der Eingriffsrippen gehärtet.It is possible in neighborhood to the engaging ribs in the annular shoulder in each case form a sinking, wherein the between the main surface of the annular shoulder and the wall the sinking defined subsidence volume is substantially half Volume of the engagement rib corresponds. Preferably, the ring body hardened in the area of the engagement ribs.
Das erfindungsgemäße Konzept zur Verankerung der Einpressmutter sowie eines Schraubenkopfes in einem entsprechenden Strukturbauteil eignet sich insbesondere für Verbindungselemente aus Stahl oder anderweitigen hochfesten Werkstoffen. Das erfindungsgemäße Konzept ist jedoch nicht auf derartige Ausführungsformen beschränkt. Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Einpressmutter sowie den erfindungsgemäßen Schraubenkopf aus anderweitigen Werkstoffen, insbesondere Leichmetallen (z. B. Aluminium), aus Sinterwerkstoffen oder auch aus Kunststoffen zu fertigen.The inventive concept for anchoring the press-in nut and a screw head in a corresponding structural component is particularly suitable for fasteners made of steel or other high-strength materials. The invention However, the concept is not based on such embodiments limited. It is also possible to use the invention Press-in nut and the screw head according to the invention from other materials, especially light metals (eg Aluminum), of sintered materials or of plastics too finished.
Die Fertigung der erfindungsgemäßen Verbindungselemente kann durch Umformen, Strecken, Fräsen, Sintern, Kalibrieren, MIM-Technologie (Metal Injection Molding), Schmieden, Gießen, Spritzgießen etc. erfolgen. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Sitzfläche der Einpressmutter bzw. des Schraubenkopfes wird es auch möglich, eine drehfeste Verankerung dieser Bauteile in Werkstoffen mit relativ niedrigem E-Modul, insbesondere in Kunststoffen und Holzwerkstoffen zu ermöglichen.The Production of the connecting elements according to the invention can by forming, stretching, milling, sintering, calibrating, MIM technology (Metal Injection Molding), forging, casting, Injection molding etc. done. By the invention Design of the seat of the press-in nut or the screw head It is also possible, a non-rotatable anchoring this Components in materials with relatively low modulus of elasticity, in particular in plastics and wood-based materials.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt/zeigen:Further Details and features of the invention will become apparent from the following Description in connection with the drawing. It shows / shows:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
In
Im
Bereich des Sitzflächenbereiches
Der
Ringzapfen
Die
hier dargestellte, erfindungsgemäße Einpressmutter
zeichnet sich dadurch aus, dass jene Ringschulter
Die
Eingriffsrippen
Die
Rückenfläche
Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ringzapfen
Wie
aus der Darstellung gemäß
Die
Eingriffsrippen sind weiterhin derart ausgebildet, dass diese auf
Höhe der Hauptebene der Ringschulter
Wie
aus der Darstellung gemäß
Wie
aus der Darstellung nach
In
Wie
aus
Wie
aus
Es ist auch möglich, die Außenkontur des Ringrandbereiches als Unrund-, insbesondere Zahnstruktur auszubilden so dass durch diese im Rahmen des Einpressens der in Umfangsrichtung abfolgenden Zähne oder Rändelungen eine besonders wirkungsvolle Verankerung in Umfangsrichtung erreicht wird.It is also possible, the outer contour of the ring edge area as non-circular, in particular tooth structure form so that by this in the context of pressing the circumferentially following Teeth or knurls a particularly effective Anchoring in the circumferential direction is achieved.
Es
ist weiterhin möglich, im die im Bereich der Sitzfläche
der Einpressmutter ausgebildeten Einpressstrukturen und die durch
die Außenwandung des Ringrandbereiches gebildeten Strukturen
derart aufeinander abzustimmen, dass sich im Rahmen des Einpressens
dieser beiden Strukturen in die angrenzende Zone Q des Trägerbauteils
Es
ist auch möglich, die Einpressmutter so zu gestalten, dass
deren Innengewinde im Bereich des Ringrandbereiches
Bei
Einpressung des Ringrandbereiches
Wie
aus
Wie
aus
Bei der erfindungsgemäßen Einpressmutter wird die Drehsicherung derselben durch eine besondere an der Anpressseite ausgebildete Struktur erreicht. Die profilierte Mutterfläche ist in einer bestimmten Form der radialen Erhebungen bzw. der Senkungen an der Stirnseite ausgeführt. Dabei sind zumindest eine oder mehrere rippenähnliche Erhebungen an dieser Fläche vorgesehen.at the Einpressmutter invention is the Anti-rotation of the same by a special on the Anpressseite achieved educated structure. The profiled nut surface is in a certain form of the radial elevations or the subsidence executed on the front side. There are at least one or several rib-like elevations on this surface intended.
Die rippenartigen Erhebungen weisen aussenseitig eine zum Mutterrand hin abfallende Radiusfläche und einen zum Mutterzentrum hin keilartig abfallende Winkelfläche auf. Die beiden Flächen stoßen über eine Hebungsspitze bzw. Kante aneinander.The rib-like elevations have on the outside one to the mother edge sloping radius surface and one to the parent center towards wedge-like sloping angle surface. The two surfaces abut each other over a lifting tip or edge.
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Mutter einen Zentrierzapfen mit einer Nut und einem Freistich auf, so dass die Mutter durch den Zenterierzapfen vor dem Verpressen der Mutter in einer entsprechenden Bohrung zentriert und anschließend durch einen Dorn in die Bohrung radial plastisch gespreizt werden kann, um eine axiale Ausreißfestigkeit der Mutter herzustellen Der Drehsicherungseffekt wird erreicht, indem beim Einpressen die Erhebungen an der anliegenden Stirnseite der Mutter in die Gegenfläche unter der Wirkung der axialen Presskraft eingepresst werden. Dabei wird durch eine plastische Verformung der Oberfläche im Gegenstück eine Art formschlüssige Verbindung zwischen der Mutter und dem unterliegenden Bauteil hergestellt. Diese formschlüssige Verbindung verhindert die Mutterverdrehung zum Gegenstück unter Betriebslasten in strukturmechanisch vorteilhafter Weise.Furthermore, the nut according to the invention has a centering pin with a groove and an undercut, so that the nut can be centered by the Zenterierzapfen before pressing the nut in a corresponding bore and then radially spread radially through a mandrel into the bore to an axial pull-out The anti-rotation effect is achieved by pressing the protrusions on the adjacent end face of the nut into the counter surface under the effect of the axial pressing force during pressing in. In this case, a kind of positive connection between the nut and the underlying component is produced by a plastic deformation of the surface in the counterpart. This positive connection prevents the mother twist to the counterpart under operating loads in structurally advantageous manner.
Die Profilelemente sind auf die Achse der Einpressmutter bezogen radial ausgerichtet ausgeführt. Der Außenmantel der Mutter kann beliebig nach Funktionsanforderung gestaltet werden. Diesbezüglich sind auch von der vorangehend beschriebenen speziellen Ausführungsform abweichende Außenkonturen, insbesondere Sechskantkonturen, Torx- und anderweitige Polygonalkonturen möglich.The Profile elements are radial relative to the axis of the press-in nut aligned executed. The outer shell of the mother can be designed according to function request. In this regard, are also of the specific embodiment described above deviating outer contours, in particular hexagonal contours, Torx and other polygonal contours possible.
Die
Wie
insbesondere aus den
Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Eingriffsrippen
Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel erreichen die keilartig
einwärts abfallenden Eingriffsrippen
In
den
In
den
Durch
die hier gezeigte Ausführungsform wird einerseits eine
wirkungsvolle Abdrängung des durch die Einpressstruktur
verdrängten Materiales zum Fußbereich
Die
In
den
In
den
An
dem Ringzapfen
In
Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere der Ringzapfen
In
den
Bei
den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
Die
vorangehend beschriebenen Gestaltungskonzepte zur Bereitstellung
einer den Ringkorpus
- 11
- Ringkorpusring body
- 22
- StirnflächenbereichEnd face region
- 33
- AußenumfangsflächeOuter circumferential surface
- 44
- Bohrungdrilling
- 55
- SitzflächenbereichSeating area
- 66
- Ringzapfenring pin
- 6a6a
- Fußbereichfooter
- 6b6b
- Ringnutring groove
- 6c6c
- Ringstegring land
- 6e6e
- Senkungreduction
- 6f6f
- RingnutbodenflächeRingnutbodenfläche
- 6g6g
- RingstegseitenwandungRingstegseitenwandung
- 77
- Ringschulterannular shoulder
- 88th
- Eingriffsrippenengagement ribs
- 8a8a
- Rückenflächebackrest
- 8b8b
- Längsseitenlong sides
- 8c8c
- Seitenflankenside flanks
- 8d8d
- Dachflächeroof
- 8e8e
- Außenspitzenoutdoor tips
- 8k8k
- Dachkanteroof edge
- 1010
- Bauteilscomponent
- 1111
- Pressstempelpress die
- 1212
- PressdornPress Dorn
- 1313
- PresskonusflächePress cone surface
- 2121
- Schraubzapfenscrew pin
- 2222
- Verzahnungsabschnitttoothed section
- 2323
- Zahnriemenradestoothed wheel
- AA
- ProfilquerschnittProfile cross section
- BB
- Bohrungdrilling
- bb
- Breitewidth
- DD
- Durchmessersdiameter
- 9090
- Verankerungsnasenanchoring lugs
- 9191
- Umfangstaschenextent bags
- 9292
- TaschenBags
- V1V1
- Materialvolumenmaterial volume
- V2V2
- Volumenvolume
- Ee
- EinpressmutterEinpressmutter
- hH
- ÜberstandshöheStandover
- HH
- Hauptebenemain level
- KK
- BohrungsumfangskanteHole peripheral edge
- L1L1
- axiales Überstandsmaßaxial projection
- L2L2
- Baulängeoverall length
- Rechteckgrundriss/ZoneRectangular floor plan / zone
- RR
- Spreizrippenexpansion ribs
- TKTK
- Teilkreispitch circle
- t1t1
- Kopftiefehead depth
- t2t2
- Zapfentiefespigot depth
- t3t3
- Axialtiefeaxial depth
- t4t4
- Axialtiefeaxial depth
- WW
- Weitewidth
- XX
- Schraubachsescrew axis
- XQXQ
- GrundrissachseFloor plan axis
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- - DE 10343930 B4 [0003] - DE 10343930 B4 [0003]
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