-
Senkmutter zum Einfassen
-
Technisches Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Senkmutter zum Einfassen in einen Träger, die einen Schaft aufweist, welcher außen an seiner Enden mit einem Kopf versehen ist, wobei der Schaft axial in einen Gewindeabschnitt zur Aufnahme eines Befestigungselements und in einen Einfassabschnitt angrenzend an den Kopf unterteilt ist, der zur Bildung eines Wulsts bestimmt ist.
-
Stand der Technik
-
Eine Senkmutter zum Einfassen ist eine Mutter, die dazu bestimmt ist, durch Verformung an einem Träger geringer Dicke fest verbunden zu werden. Eine Senkmutter zum Einfassen zerlegt sich in zwei verschiedene Zonen: einen Anlagekopf und den häufig zylindrischen Schaft. Der Kopf, der unterschiedliche Formen bekleiden kann, gelangt über seine Innenseite mit einer Vorderseite des Trägers in Kontakt, an welchem die Mutter eingebaut wird. Der Schaft teilt sich in zwei verschiedene Abschnitte: einen Gewindeabschnitt und einen Einfassabschnitt. Der Gewindeabschnitt, welcher der funktionelle Teil der Senkmutter nach Einbau an dem Träger ist, ist an der Seite gegenüber dem Kopf angeordnet und muss ausreichend belastbar sein, um ohne Verformung die axialen Beanspruchungen durchmachen zu können, die auf ein Befestigungselement aufgebracht werden, das in die Senkmutter eingeführt ist. Der Einfassabschnitt, der zwischen dem Kopf und dem Gewindeabschnitt liegt, hat als Funktion, sich unter der Wirkung einer axialen Zugkraft zu verformen, die auf das Gewinde des Gewindeabschnitts aufgebracht wird. Eine solche axiale Kraft kann im Moment des Einbaus durch einen Zugstift einer Setzvorrichtung übertragen werden, die ferner einen Amboss aufweist, der einen axialen Anschlag für den Kopf bildet. Die Verformung erzeugt einen Einfasswulst, der in Anlage gegen die Hinterseite des Trägers gelangt und ein Einspannen des Trägers in Zusammenwirken mit dem Kopf generiert, womit der axiale Halt der Mutter an dem Träger gewährleistet ist.
-
Ein erster Nachteil liegt darin, dass nach der Einfassoperation der Kopf der Mutter völlig außerhalb des Trägers ist, wobei er von diesem vorspringt. Man hat sich Senkmuttern zum Einfassen vorgestellt, die einen vergüteten Kopf aufweisen, um zu versuchen, die Effekte dieses Problems zu begrenzen, aber diese Lösung ergibt gleichwohl wegen des restlichen Vorspringens keine vollständige Zufriedenheit.
-
Andererseits werden aktuell Senkmuttern zum Einfassen mit zylindrischem Schaft mit Rändelung vorgeschlagen oder Senkmuttern zum Einfassen, mit einem Schaft wenigstens teilweise in Form eines Sechsecks. Die gerändelte Zone oder die sechseckige Zone ist unter dem Kopf angeordnet, am ganzen Einfassabschnitt oder einem Teil davon. Das Einfassen ruft das Entstehen eines Wulsts mit einem drehsicheren Profil hervor, welches den Drehhalt der Mutter an dem Träger gewährleistet. Die Elemente der Rändelung oder der sechseckigen Form verhindern nämlich die Drehung der Mutter im Inneren des Trägers. Indessen erzeugt trotz dieses Drehsicherungseffekts der Mutter im Inneren des Trägers das Anschwellen der Drehsicherungselemente radiale Belastungen an dem Träger. Die Einfassoperation kann zu radialen Belastungen führen, welche die Beschädigung des Trägers bei Verwendung nach sich ziehen können.
-
Das Dokument
EP 0819858 beschreibt einen Einsatz, der mit einem Schaft und einem vergüteten Kopf ausgestattet ist. Die Innenseite des Kragens weist Zähne auf, die in regelmäßigen Intervallen verteilt sind. Die Zähne erhöhen den Schubwiderstand. Der Drehsicherungseffekt ist durch eine sechseckige Form des Schafts gewährleistet.
-
Gegenstand der Erfindung
-
Der Gegenstand der Erfindung liegt darin, eine Senkmutter zu realisieren, welche diese Nachteile nicht aufweist, und insbesondere eine Senkmutter zum Einfassen, die ein sattes Anliegen des Kopfs, einen Drehhalt ermöglicht und die Risiken einer Beschädigung des Trägers begrenzt.
-
Die Mutter nach der Erfindung ist darin bemerkenswert, dass der Kopf durch eine Vielzahl von radialen, spitzenförmigen Zähnen gebildet ist, wobei jeder der Zähne eine fortschreitende Rippe zum Anschluss an den Schaft aufweist, die derart geneigt ist, dass die Bildung des Wulsts von der axialen Einführung des Kopfs in den Träger begleitet wird, bis der Kopf integral in dem Träger ohne Beschädigung von diesem versenkt ist.
-
Ein solcher Kopf besitzt den Vorteil, dass er ein drehsicheres Profil mit mehreren Einhakflächen aufweist, die mit dem Inneren der Öffnung zusammenwirken, die in dem Träger vorgesehen ist. Die fortschreitenden Anschlussrippen, die unter den den Kopf bildenden Zähnen vorgesehen sind, ermöglichen, dass die Einfassoperation von einer Durchdringung der Zähne und damit schließlich des Kopfs in die Dicke des Trägers begleitet wird. Der Kopf wird satt anliegend, gleichwohl ohne zu einer Beschädigung des Trägers zu führen, sei es zum Zeitpunkt des Setzens oder bei Verwendung, denn die auf den Träger aufgebrachten radialen Kräfte sind aufgrund der speziellen Form der Zähne und der fortschreitenden Form der Anschlussrippen quasi null. Der Kopf ist in Abhängigkeit von der Dicke des Trägers realisiert, um axiale Belastungen zu vermeiden.
-
Weitere technischen Charakteristika können isoliert oder in Kombination verwendet werden:
- – Zwei winkelmäßig angrenzende Zähne sind voneinander durch Einfügung einer Trennwand beabstandet, die durch einen äußeren Flächenteil des Schafts gebildet ist
- – Die Anschlussrippe weist eine einzige geradlinige Kante auf, die den Scheitel der entsprechenden Zahnspitze mit einem Verbindungspunkt des Schafts verbindet.
- – Beiderseits der Kante setzt sich die Anschlussrippe aus zwei ebenen Seiten zusammen, die jeweils die Kante mit dem Schaft verbinden, sodass der Querschnitt der Anschlussrippe in jeder Querebene, die axial zwischen dem entsprechenden Zahn und dem Verbindungspunkt enthalten ist, dreieckig ist.
- – Er ist in Kaltstauchen realisiert.
- – Er ist frei gemacht oder blind an der Seite des Endes gegenüber dem Kopf.
- – Die Zähne in Form einer Spitze sind dreieckig in einer Querebene.
- – Die Zähne sind gleichmäßig am Umfang des Schafts verteilt.
-
Summarische Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen der Erfindung als nicht einschränkende Beispiele, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, darin:
-
stellt 1 ein Beispiel einer Senkmutter zum Einfassen nach der Erfindung im axialen Halbschnitt dar,
-
ist 2 eine Draufsicht der Mutter von 1,
-
stellt 3 im axialen Schnitt die Mutter nach dem Setzen auf einen Träger dar.
-
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
-
Die in 1 und 2 dargestellte Senkmutter 10 zum Einfassen ist dazu bestimmt, versenkt in einem Träger 11, z. B. mit geringer Dicke, angebracht zu werden. In der folgenden Beschreibung ist die unten beschriebene Mutter 10 besonders für den Fall eines Trägers 11 geeignet, der aus einem weichen Material wie beispielsweise Holz, Kunststoff oder Aluminium realisiert ist. Im Unterschied zum Stand der Technik bleibt kein Teil der Mutter 10 bezüglich des Trägers nach dem Einsetzen durch Einfassen vorspringend, womit ein total sattes Anliegen nach dem Setzen garantiert ist.
-
Die Mutter weist einen Schaft 12 auf, der außen an einem seiner Enden mit einem Anlagekopf 13 versehen ist. Der Schaft 12 weist einen beliebigen Querschnitt auf, beispielsweise kreisförmig, sowohl innen als auch außen, in einer Ebene senkrecht zu seiner mit X bezeichneten axialen Richtung. Der Schaft 12 ist axial in einen Gewindeabschnitt T1 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Befestigungselements und einen Einfassabschnitt T2 angrenzend an den Kopf 13 unterteilt, der dazu bestimmt ist, sich für die Bildung eines Wulsts nach einer Einfassoperation zu verformen. Um eine Einfassoperation an einer Außenfläche der Mutter zu realisieren, ist der Wulst dazu geeignet, sich radial an der Außenfläche des Schafts 12 auf Höhe des Abschnitts T2 zu bilden, um nach dem Einfassen einen axialen Halt des Einsatzes durch den vorspringenden Kontakt des Wulsts mit einer Wand 11a des Trägers 11 (3) zu schaffen.
-
Der Einfassabschnitt T2 weist eine Zone größter Verformbarkeit auf, die sich unter einer axialen Beanspruchung verformen kann, welche keine Verformung des Gewindeabschnitts T1 erzeugen würde, beispielsweise ein reduzierter Querschnitt. Dieser Querschnitt kann wie in 1 und 2 durch eine koaxiale Senkung am Gewinde 14 reduziert sein, wobei der Durchmesser der Senkung über dem Durchmesser des Gewindes 14 liegt. Die Dicke der den Einfassabschnitt bildenden Wand liegt beispielsweise unter derjenigen des Gewindeabschnitts T1, sodass die Verformung des die Wand des Einfassabschnitts T2 bildenden Materials durch Aufbringen einer axialen Beanspruchung auf den Einfassabschnitt T2 ermöglicht wird. Der Gewindeabschnitt T1, der innen ein Gewinde 14 abgrenzt, ist an der Seite des Kopfs 13 angeordnet. Das Gewinde 14 bildet den aktiven Teil der Mutter 10 nach dem Einfassen, wobei es die Rolle hat, ohne Verformung die axialen Beanspruchungen durchzumachen, die auf eine genormte (nicht dargestellte) Schraube aufgebracht werden, die in die Senkmutter 10 durch Verschraubung in dem Gewinde 14 eingeführt ist.
-
Der Kopf 13 ist durch eine Vielzahl von radialen, spitzenförmigen Zähnen 15 gebildet. Anders gesagt, die Zähne 15 sind winkelmäßig außen um den Umfang des Schafts 12 verteilt. Jeder der Zähne 15 weist eine fortschreitende Rippe 16 zum Anschluss an den Rest des Schafts auf, die derart geneigt ist, dass die Bildung des Einfasswulsts entlang des Abschnitts T2 von der axialen Einführung des Kopfs 13 in den Träger 11 begleitet wird, bis der Kopf 13 integral in dem Träger 11 ohne Beschädigung von diesem versenkt ist. Unter „gebildet durch eine Vielzahl von Zähnen” versteht man, dass der Kopf 13 nur diese Zähne aufweist. Eine durch den Kopf abgegrenzte Endseite S1 der Mutter hat nämlich eine allgemeine Form eines Sterns. So sind die Zähne bevorzugt nur durch einen Teil des Schafts untereinander mit einer Basis gegenüber ihrem Scheitel verbunden.
-
Wie in 2 veranschaulicht, sind zwei winkelmäßig angrenzende Zähne 15 voneinander durch Einfügung einer Trennwand 17 beabstandet, die durch einen äußeren Flächenabschnitt des Schafts 12 gebildet ist. Solche Trennwände 17, die regelmäßig um den Schaft 12 verteilt sind, haben als vorteilhaften Effekt, den Drehsicherungseffekt um die Richtung X zu verstärken.
-
Nach einer möglichen Ausführungsform weist die Anschlussrippe 16 eine einzige geradlinige Kante 18 auf, die den Scheitel 19 der entsprechenden Zahnspitze mit einem Verbindungspunkt 20 des Schafts 12 verbindet. Beiderseits der Kante 18 kann sich die Anschlussrippe 16 aus zwei ebenen Seiten 21 zusammensetzen, die jeweils die Kante 18 mit dem Schaft 12 verbinden, sodass der Querschnitt der Anschlussrippe 16 dann in jeder Querebene, die axial zwischen dem entsprechenden Zahn 15 und dem Verbindungspunkt 20 enthalten ist, dreieckig ist. Eine solche Querebene ist eine Ebene, von welcher jeder Normalenvektor parallel zu der axialen Richtung X ist.
-
Bevorzugt besteht der Scheitel 19 jedes Zahns aus einer einzigen geradlinige Kante, deren Achse bevorzugt parallel zu der axialen Richtung X ist. Die den Scheitel 19 bildende Kante verbindet einerseits senkrecht die Endseite S1 der Mutter, die dazu bestimmt ist, satt anzuliegen oder mit dem Träger 11 versenkt zu sein. Anderseits verbindet die den Scheitel 19 bildende Kante die einzige geradlinige Kante 18, die den Scheitel 19 des Zahns mit dem Verbindungspunkt 20 des Schafts 12 verbindet. Diese Anordnung verleiht eine lineare und axiale Durchdringung in dem Träger, womit der Drehhalt der Mutter bei einer Beaufschlagung durch ein Einspannmoment deutlich erhöht wird.
-
Die Senkmutter zum Einfassen nach der Erfindung kann durch jede geeignete Technik fabriziert werden, beispielsweise durch Kaltstauchen realisiert sein. Sie kann frei gemacht oder blind an der Seite des Endes gegenüber dem Kopf 13 sein.
-
Die radialen spitzenförmigen Zähne 15 sind in einer Querebene von beliebiger Form, beispielsweise dreieckig. Andererseits können die Zähne 15 gleichmäßig am Umfang des Schafts 12 um die axiale Richtung verteilt sein, d. h. nach einer Verteilung mit einem regelmäßigen Teilwinkel.
-
Nach den Anwendungen kann der Gewindeabschnitt T1 an der Seite gegenüber dem Einfassabschnitt T2 durch eine Abschrägung 22 enden, die auch Eingangskonus genannt wird, beispielsweise von kegelstumpfartiger Form.
-
Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo die Drehsicherungselemente unter dem Kopf entlang des Schafts vorgesehen sind, erfüllt der Kopf 13 der Mutter 10 nach der Erfindung selbst diese Funktion. Die spezielle axial profilierte Form der Zähne 15 verhindert das Auftreten von Rissbildungen in dem Träger 11 während des Einfassens und bei Verwendung durch die Abwesenheit von mechanischen Belastungen, die in dem Träger trotz der vollständigen axialen Einführung des Kopfs 13 in den Träger 11 bis zum satten Anlegen nach dem Setzen der Mutter erzeugt werden. Die Mutter 10 ist besonders geeignet für die Automobilindustrie und für Möbel, für ein Setzen in einem weichen Material wie Aluminium, Kunststoff, Holz, und dies für geringe Dicken.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
