DE102010032432A1

DE102010032432A1 - Schweißmutter

Info

Publication number: DE102010032432A1
Application number: DE201010032432
Authority: DE
Inventors: Cetin Kaya; Roland Renz; Thomas Bauer; Matthias Blech; Detlef Meyer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2011-03-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Schweißmutter (1), die eine Mutterhöhe (m) und einen Mutteraußendurchmesser (d1) hat und die eine Durchtrittsöffnung mit Gewinde (4) mit einem Nenndurchmesser (d2) aufweist, bereit, wobei die Schweißmutter (1) an beiden gegenüber liegenden Stirnseiten jeweils einen radial außenseitigen Schweißring (2) mit einer Schweißauflagefläche aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißmutter, insbesondere eine Rundschweißmutter, zur Sicherung einer Schraubverbindung von Bauteilen.
Schweißmuttern werden oft im Anlagen-, Apparate- und Gehäusebau eingesetzt und finden insbesondere auch im Karosseriebau Verwendung, da sich bei ihrer Verwendung vorteilhaft das Gegenhalten der Mutter erübrigt, so dass gerade in engen Bauräumen und anderen schwer zugänglichen Stellen die Schweißmutter ein ideales Befestigungsmittel ist. Die Mutter wird auf eine Unterlage wie auf das zu befestigende Bauteil geschweißt, wobei sie so platziert wird, dass ein in dem Bauteil vorliegendes Durchgangsloch, durch das eine zu sichernde Schraube gesteckt wird, mit der Gewindebohrung der Mutter kongruent ist. Oft werden solche Schweißmuttern durch Widerstandsschweißen befestigt. Dazu weisen die Schweißmuttern an der zu verschweißenden Seite Schweißwarzen auf, die das Verbindungsmaterial bereitstellen.
Bekannte Muttern weisen ferner häufig auf der Schweißseite einen Zentrieransatz auf, der wie ein Ringbund beschaffen ist und der in das Durchgangsloch eingesetzt wird, um die Mutter exakt in demselben zu positionieren.
Auch die in der DE 10 2006 036 238 A1 offenbarte Schweißmutter weist eine derartige Zentriervorrichtung auf: Dort wird eine Schweißmutter mit einer Schweißstirnfläche beschrieben, die radial innen einen Zentrierring und radial außen einen Schweißring aufweist. Die Abmessungen der Schweißmutter dort sind für unterschiedliche Gewinde-Nenndurchmesser so aufeinander abgestimmt, dass eine prozesssichere Schweißung der Schweißmutter ermöglicht wird. Dazu ist die Schweißmutter im Wesentlichen als Kreisringscheibe mit einem rechteckigen Ringquerschnitt gestaltet, an einer Stirnseite weist sie den Schweißring auf, der das zum Verschweißen benötigte Material bereitstellt.
Bei einer Seitenverwechslung der vorgenannten Mutter vor dem Schweißen wird diese mit der planen Seite verschweißt, wobei die Anlagefläche größer ist, als es für einen prozesssicheren Schweißvorgang geeignet ist. Wenn die Verschweißung nicht zuverlässig erfolgt, ist es möglich, dass die Muttern abfallen und demnach später aufwändige Nacharbeiten erforderlich sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, eine Schweißmutter zu schaffen, die hinsichtlich der prozesssicheren Befestigung im Schweißverfahren, insbesondere bei maschinellen Schweißverfahren unter Verwendung von Mutter-Zuführgeräten weiter verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Schweißmutter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schweißmutter sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Die erfindungsgemäße Schweißmutter hat ein Gewinde mit einem Nenndurchmesser, das vorgegebenen Schraubentypen angepasst ist. Ferner hat die erfindungsgemäße Schweißmutter an ihren beiden Stirnseiten jeweils radial außenseitig einen Schweißring, der das Material bereitstellt, das zur Herstellung einer Schweißverbindung benötigt wird.
Damit wird vorteilhaft eine Schweißmutter bereitgestellt, die beidseitig eine vom jeweiligen Schweißring gebildete schmale Schweißauflagefläche aufweist. Die Schweißmutter bietet den Vorteil, auf Grund ihrer beidseitig vorgesehenen Verschweißbarkeit unabhängig von ihrer Positionierung an dem Bauteil, das mit der Schweißmutter zu bestücken ist, angeschweißt zu werden. Seitenverwechselungen maschineller oder manueller Art, wie sie bei bekannten Schweißmuttern auftreten, die einseitig mit Schweißring oder Schweißwarzen versehen sind, können hierbei nicht vorkommen. So wird vorteilhaft verhindert, dass bei einer Seitenverwechselung die plane Seite am Bauteil verschweißt und die Auflagefläche zu groß wird, was die besagte prozesssichere Verschweißung verhindert, da sich beim hier üblichen Widerstandsschweißen der elektrische Widerstand der Verbindungsstelle mit der vergrößerten Auflagefläche ändert und damit auch die zugeführte Stromwärme. Dadurch, dass dies vermieden wird, verbleiben die Muttern sicher am Bauteil und es sind keine kostenträchtigen Nacharbeiten erforderlich.
Die erfindungsgemäße Schweißmutter kann als Rundschweißmutter ausgebildet sein, selbstverständlich ist es auch denkbar, eine Vierkant-, Sechskant- oder eine andere Mutter erfindungsgemäß beidseitig an den Stirnseiten mit außenseitigem Schweißring und entsprechend diesem zugeordneter Schweißauflagefläche zu versehen.
Wenn, was in einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißmutter vorgeschlagen wird, die Schweißmutter eine zentrale Querachse aufweist, können die beidseitig an den Stirnseiten radial angeordneten Schweißringe und Schweißauflageflächen zu der zentralen Querachse spiegelsymmetrisch angeordnet sein.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitende Figur dargelegt, die der Unterstützung der Beschreibung und dem verbesserten Verständnis des Gegenstands dient. Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Sie zeigt eine Seitenschnittansicht einer erfindungsgemäßen Schweißmutter.
Grundsätzlich können die erfindungsgemäßen Schweißmuttern mit runder oder polygonaler Außenkontur gestaltet sein; sie weisen, wie auch die in der Figur gezeigte Schweißmutter, eine Mutterhöhe m und einen Mutteraußendurchmesser auf. Ferner hat jede Schweißmutter ein Gewinde 4, dass einen Nenndurchmesser d₂ aufweist. Wie die Figur zeigt, hat die erfindungsgemäße Schweißmutter jedoch an ihren beiden Stirnseiten jeweils einen radial außenseitig angeordneten Schweißring 2. Im gezeigten Beispiel hat der Schweißring 2 eine Breite b und begrenzt eine Stirnfläche 3, die vorliegend ebenfalls eine Ringform hat. Der Schweißring 2 verjüngt sich in axialer Richtung spitz zulaufend und weist damit eine Höhe h₁ auf. Durch die Verjüngung wird angestrebt, dass eine zwar hinreichende, aber keine überschüssige Schweißmaterialmenge zur Verfügung gestellt wird. So wird erreicht, dass die Schweißmutter mit der verjüngten Spitze des Schweißrings 2, egal von welcher der beiden Stirnseiten der Mutter 1, an das zu verschweißende Bauteil angelegt wird. Damit wird eine gewünschte Auflagefläche erreicht, die nicht zu groß ist und die eine verbesserte Prozesssicherheit bei der Ausführung des Schweißvorgangs bereitstellt. Die Auflagefläche ist hier durch die Spitze des Schweißrings 2 scharfkantig. Der Schweißring 2 kann jedoch auch abgeflacht sein, so dass die Auflagefläche dann eben gestaltet ist.
Zusätzlich kann die Schweißmutter unmittelbar um das Gewinde an beiden Stirnseiten anliegend Positionierelemente wie einen Positionierring oder zumindest Positionierstifte aufweisen, die unterstützen, dass die Mutter exakt so indem Bauteil positioniert wird, dass die in diesem befindliche Durchtrittsöffnung mit der Gewindeöffnung der Mutter kongruent ist.
Insofern, als die erfindungsgemäße Schweißmutter an beiden ihrer Stirnseiten entsprechendes Schweißmaterial aufweist, das zudem, wie die Figur zeigt, symmetrisch zu einer zentralen Querachse der Mutter angeordnet ist, wird jede Seitenverwechselung sowohl manueller als auch maschineller Art bei der Montage ausgeschlossen und die erfindungsgemäße Schweißmutter eignet sich darüber hinaus besonders gut dazu, mit Schweißmutter-Zuführvorrichtungen einem Schweißroboter zugeführt zu werden. So wird die Gefahr vermieden, dass die Rundschweißmuttern verkehrt herum auf das zu fügende Bauteil gelegt werden und es wird eine prozesssichere Verschweißung ermöglicht.
Dies stellt sicher, dass die angeschweißten Muttern nicht von dem Bauteil abfallen, was wiederum unnötige Nacharbeiten verhindert. Der gesamte Prozess wird durch die prozesssichere Verschweißung der erfindungsgemäßen Schweißmuttern günstiger, da Sortier-, Kontroll- oder Nacharbeiten entfallen. Darüber hinaus ist der universelle Einsatz derartiger Muttern bei gängigen Schweißmaschinen wie Pressschweißmaschinen für die Komponenten Fertigung von Kraftfahrzeugbauteilen bis hin zu sonstigen Bauteilen ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006036238 A1 [0004]

Claims

Schweißmutter (1), die eine Mutterhöhe (m) und einen Mutteraußendurchmesser (d₁) hat und die eine Durchtrittsöffnung mit Gewinde (4) mit einem Nenndurchmesser (d₂) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißmutter (1) an beiden gegenüber liegenden Stirnseiten jeweils einen radial außenseitigen Schweißring (2) mit einer Schweißauflagefläche aufweist.
Schweißmutter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißmutter (1) eine Rundschweißmutter (1) ist.
Schweißmutter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißmutter (1) eine zentrale Querachse aufweist und dass die an den Stirnseiten radial angeordneten außenseitigen Schweißringe (2) mit ihrer Schweißauflageflache zu der zentrale Querachse spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
Schweißmutter (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass, an den beiden Stirnseiten an die Gewindeöffnung der Schweißmutter angrenzend Positionierelemente, insbesondere eine Mehrzahl an Positionierstiften oder ein Zentrierring angeordnet ist.