DE102012019037A1

DE102012019037A1 - Käfigmutteranordnung zur Befestigung an einer Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102012019037A1
Application number: DE201210019037
Authority: DE
Inventors: Marten Wittorf; Peter Kahler
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-03-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Käfigmutteranordnung zur Anordnung an einer Durchgangsöffnung (2) eines Trägerbauteils (1) mit einem, eine Mutter (30; 60) aufnehmenden Käfigabschnitt (12; 42) und mit einem hiermit verbundenen Einsatz (16; 46), welcher in einer die Durchgangsöffnung (2) durchsetzenden Einbaulage am Trägerbauteil (1) unter Bildung einer mit der Durchgangsöffnung (2) formschlüssigen Verbindung mechanisch deformierbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Käfigmutteranordnung, insbesondere zur Befestigung an einer Durchgangsöffnung eines Trägerbauteils, wie z. B. an einer Kraftfahrzeugkarosserie.
Hintergrund
Käfigmuttern dienen im Kraftfahrzeugkarosseriebau zur toleranzausgleichenden Befestigung von Kraftfahrzeug- und/oder Karosseriekomponenten. Käfigmuttern können zum Beispiel an einem Trägerbauteil stoffschlüssig befestigt, etwa hiermit verschweißt sein. Mittels der in einem Käfigabschnitt innerhalb vorgegebener geometrischer Toleranzen beweglichen Muttern kann eine toleranzausgleichende Befestigung von Kraftfahrzeugkarosseriekomponenten als auch weiteren, etwa an der Karosserie zu befestigenden Fahrzeugkomponenten, etwa von Montagegruppen, wie z. B. eines Achsträgers, erfolgen.
Eine geschweißte Befestigung einer Käfigmutter an einem Trägerbauteil erfordert dessen Befestigung vor einem Lackier- und Trocknungsprozess der Kraftfahrzeugkarosserie. Der Lackierprozess kann sich aber nachteilig auf die toleranzausgleichende Funktion einer beweglich innerhalb eines Käfigs vorzusehenden Mutter auswirken.
So ist eine Käfigmutter zum Einsetzen in eine Bohrung einer nur von einer Seite her zugänglichen Wand zum Beispiel aus der DE 952 044 bekannt. Dort wird eine Käfigmutter mit einem Mutterkäfig gezeigt, der aus einer viereckigen Grundplatte und senkrecht abgebogenen Stegen besteht. Die Stege weisen hierbei an ihrem äußeren Ende nach außen abgebogene Flansche auf, die als Anschlag dienen und ein Durchrutschen des Käfigs durch eine Bohrung der Wandung verhindern.
Des Weiteren sind nach außen federnde Stege vorgesehen, die am äußeren Ende mit nach innen abgebogenen Flanschen versehen sind. Während des Einsetzens des Käfigs werden diese Stege zusammengedrückt. In der Einbaulage des Käfigs spreizen sie sich jedoch wieder auseinander, jedoch nur so weit, dass sie die Mutter immer noch gegen Herausfallen sichern. Dabei enthalten die nach innen abgebogenen Flansche je eine Bohrung. Diese ermöglicht es, mit Hilfe einer geeigneten Zange die Stege wieder gegen ihre Federkraft zusammenzudrücken und den Käfig aus der Wandung zu entfernen.
Demgegenüber liegt der Erfindung nun die Aufgabe zu Grunde, eine Käfigmutteranordnung bereitzustellen, die nicht reversibel, somit unlösbar bzw. permanent an einem Trägerbauteil anordenbar ist. Die Käfigmutter soll hierbei ferner möglichst spielfrei und dauerhaft sowie im Montageprozess möglichst einfach und intuitiv am Trägerbauteil befestigbar sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen
Diese Aufgabe wird mit einer Käfigmutteranordnung nach Patentanspruch 1, mit einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Patentanspruch 14 sowie mit einem Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind hierbei Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Die insoweit vorgesehene Käfigmutteranordnung ist zur Anordnung bzw. Befestigung an einer Durchgangsöffnung eines Trägerbauteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen und dementsprechend ausgebildet. Die Käfigmutteranordnung weist hierbei einen eine Mutter aufnehmenden Käfigabschnitt und einen hiermit verbundenen Halteabschnitt auf. Der Halteabschnitt ist dabei in einer die Durchgangsöffnung des Trägerbauteils zumindest bereichsweise durchsetzenden Einbaulage am Trägerbauteil unter Bildung einer mit der Durchgangsöffnung formschlüssigen Verbindung mechanisch deformierbar.
Der Halteabschnitt ist insbesondere plastisch deformierbar, sodass mit Erreichen einer End-Einbaulage der Einsatz unlösbar, das heißt nicht zerstörungsfrei von der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils entfernbar ist.
Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass der mit dem Käfigabschnitt verbundene Halteabschnitt nach Art eines Niets in der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils befestigbar ist, wobei eine nach innen ragende Öffnungsberandung der Durchgangsöffnung vom deformierbaren bzw. deformierten Einsatz der Käfigmutteranordnung formschlüssig umgriffen bzw. umschlossen ist.
Auf diese Art und Weise kann eine Art Niet-Käfigmutter bereitgestellt werden, die dauerhaft und unlösbar am Trägerbauteil befestigbar ist und welche eine toleranzausgleichende Befestigung weiterer Kraftfahrzeugkomponenten mit Hilfe der innerhalb vorgegebener geometrischer Grenzen im Käfigabschnitt verschiebbar bzw. beweglich gelagerten Mutter ermöglicht.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Halteabschnitt einen deformierbaren Einsatz auf, welcher bevorzugt zum vollständigen Durchsetzen der Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Der deformierbare Einsatz der Käfigmutteranordnung bildet hierbei ein Widerlager für die im Käfigabschnitt gehaltene Mutter. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass der Käfigabschnitt, mithin die darin gehaltene Mutter an einer in einer Einführ- oder Einsetzrichtung in die Durchgangsöffnung liegenden Außenseite des Einsatzes angeordnet ist. Die Käfigmutteranordnung mit der daran beweglich gehaltenen Mutter ist bevorzugt von einer vorgegebenen Seite in die Durchgangsöffnung des Trägerbauteils einsetzbar. Dabei ist die Mutter in Einsetzrichtung vor dem Einsatz liegend angeordnet.
Eine mit der Mutter in Eingriff bringbare Schraube ist hierbei ebenfalls in Einsetzrichtung der Käfigmutter durch den Einsatz hindurchführbar, um mit der an einer der Schraube abgewandten Seite des Einsatzes vorgesehenen Mutter verschraubt zu werden.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Einsatz an seiner dem Käfigabschnitt zugewandten Stirnseite einen Durchgang für eine mit der Mutter in Eingriff bringbare Schraube auf. Die Schraube ist insoweit etwa in Einsetzrichtung in den Einsatz einführbar und durch den an seiner Stirnseite vorgesehenen Durchgang hindurchführbar, sodass ein in Einsetzrichtung vorn liegender Abschnitt der Schraube mit der jenseits der Stirnseite des Einsatzes vorgesehenen Mutter schraubend in Eingriff bringbar ist.
Durch Aufbringen eines Anzugs- oder Drehmoments auf die Schraube kann diese aufgrund ihrer bevorzugten drehfesten Halterung am Käfigabschnitt oder unmittelbar am Einsatz, eine Kraft entgegen der ursprünglichen Einsetzrichtung auf den Einsatz bzw. auf dessen Stirnseite ausüben. Auf diese Art und Weise kann bedingt durch das Verschrauben der am Käfigabschnitt gehaltenen Mutter eine Deformation des Einsatzes herbeigeführt werden, die letztlich zu dessen klemmender und/oder formschlüssiger Verbindung mit dem Trägerbauteil führen kann.
Nach einer Weiterbildung ist schließlich vorgesehen, dass der Einsatz in einem Ausgangszustand im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist. Der Einsatz kann insoweit angrenzend an seine in Einsetzrichtung vorn liegende, insbesondere im Wesentlichen eben ausgebildete Stirnseite eine sich hieran anschließende, etwa zylindrische Seitenwandstruktur aufweisen. Diese ist aufgrund einer entgegen der Einsetzrichtung und dementsprechend in Anzugsrichtung auf die Stirnseite einwirkenden Kraft zu einer etwa radial nach außen ragenden Wulst deformierbar.
Die konkrete geometrische Ausgestaltung des Einsatzes ist hierbei bevorzugt derart gewählt, dass sich bei Auftreten oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts in Anzugsrichtung auf die Stirnseite des Einsatzes einwirkenden Kraft, die Seitenwandstruktur in einer vorgegebenen Art und Weise zu einem radial nach außen ragenden, etwa mit der Öffnungsberandung der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils in Eingriff gelangenden Wulst verformt.
Insoweit ist der Einsatz mittels einer in Anzugsrichtung auf seine Stirnseite einwirkenden Kraft in vorgegebener Art und Weise zur Ausbildung eines den Einsatz am Trägerbauteil haltenden, insbesondere fest klemmenden Wulsts deformierbar. Anzugsrichtung als auch Einsetzrichtung können sich hierbei, etwa bezogen auf eine im Wesentlichen zylindrische Grundgeometrie des Einsatzes in Axialrichtung erstrecken, während sich der durch die vorgegebene Deformation des Einsatzes ausbildende Wulst derart radial verbreitert, dass ein axialer Anschlag von deformiertem Einsatz und Trägerbauteil erreicht werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Mutter an einer stirnseitigen Außenseite des Einsatzes drehfest angeordnet. Somit kann die Mutter ohne Zuhilfenahme weiterer Werkzeuge mit einer, mit einem entsprechenden Gewinde versehenen Schraube oder mit einem entsprechenden Schraubbolzen schraubend verbunden werden. Die drehfeste Lagerung der Mutter im oder am Käfigabschnitt ermöglich eine Montage der Käfigmutteranordnung in einem Hohlraum des Trägerbauteils, in welchem die Mutter in der Endeinbaulage der Käfigmutteranordnung nicht mehr unmittelbar zugänglich ist.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung hiervon kann die Mutter über einen mit dem Durchgang des Einsatzes geometrisch korrespondierenden Fortsatz drehfest mit dem Einsatz in Eingriff bringbar sein. Der Einsatz bzw. seine daran ausgebildete Durchgangsöffnung kann zum Beispiel in Form eines Schlitzes oder Langlochs ausgebildet sein, welches zumindest in einer Querrichtung kleiner als die Außenabmessungen der Mutter ausgebildet ist. An der Mutter kann ein mit dem Langloch korrespondierender Fortsatz ausgebildet sein, mittels welchem die Mutter drehfest, aber in Längsrichtung des Langlochs in diesem verschiebbar geführt ist. Auf diese Art und Weise kann zumindest eine eindimensionale toleranzausgleichende Verschiebung der Mutter gegenüber dem Käfigabschnitt bzw. gegenüber dem Einsatz bereitgestellt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann ferner vorgesehen werden, dass der Käfigabschnitt zumindest ein die Mutter unverlierbar am Käfigabschnitt haltendes Halteelement aufweist. Das Halteelement soll hierbei zumindest eine Beweglichkeit bzw. Verschiebbarkeit der Mutter innerhalb vorgegebener Toleranzen am Käfigabschnitt bzw. gegenüber dem Einsatz ermöglichen, auf jeden Fall aber eine unverlierbare Halterung der Mutter gegenüber dem Einsatz bereitstellen.
Das Halteelement kann hierbei nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung als eine den Einsatz und die Mutter umschließende, im Wesentlichen geschlossene Abdeckung ausgebildet sein. Die Abdeckung kann hierbei insbesondere als flexible Einhüllende für den Käfigabschnitt fungieren. Die Abdeckung kann insoweit den Einsatz und die Mutter im Wesentlichen vollständig aufnehmen sowie vollständig gegenüber der Außenumgebung, insbesondere jenseits der Durchgangsöffnung abschirmen und insoweit sowohl das Halteelement als auch die Mutter gegenüber etwa korrosiven oder anderweitig die Funktionsfähigkeit der Käfigmutteranordnung beeinträchtigenden Einflüssen schützen.
Die geschlossene und sich bevorzugt umlaufend um den Einsatz und die Mutter erstreckende Abdeckung kann einen deformierbaren, insbesondere einen flexiblen Kunststoff oder ein vergleichbares natürliches oder synthetisches Elastomermaterial aufweisen. Es ist aber auch denkbar, dass die geschlossene Abdeckung aus einem Metallblech, insbesondere aus einem Leichtmetall, wie etwa Aluminium oder Magnesium gefertigt ist.
Dabei ist nach einer Weiterbildung insbesondere vorgesehen, dass das Halteelement flüssigkeits- und/oder gasabdichtend und/oder elektrisch isolierend ausgebildet ist. Mittels eines solchen, etwa eine Schutzhaube für die gesamte Käfigmutteranordnung bereitstellenden Halteelements kann die Käfigmutteranordnung bzw. die mit ihr bereitgestellte mechanische Verbindung zwischen zu verbindenden Bauteilen sogar elektrisch isolierend ausgebildet werden, ohne dass hierfür weitere gesonderte Maßnahmen zu treffen wären.
Die gas- und/oder flüssigkeitsabdichtende Ausbildung des Halteelements kann ferner eine zum Beispiel an einen Nassraum der Kraftfahrzeugkarosserie angrenzende Anbindung einer Käfigmutter ermöglichen, wobei die Käfigmutteranordnung allein durch das entsprechend abdichtende Halteelement etwa vor Staub und Feuchtigkeit sowie gegenüber etwaigen korrosiven oder ätzenden Einflüssen geschützt werden kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Halteabschnitt, sein Einsatz oder das zuvor beschriebene Halteelement an einem der Mutter abgewandten Endabschnitt zumindest einen nach außen ragenden, insbesondere, radial nach außen ragenden Flansch auf. Mittels jenes Flanschs stützt sich die Käfigmutteranordnung in Einsetzrichtung an der Öffnungsberandung der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils ab. Der sich etwa in Umfangsrichtung nach außen vom Einsatz weg erstreckende Flansch bildet zusammen mit dem wulstartig verformten Einsatz in der Endeinbaulage der Käfigmutteranordnung eine klemmende, dauerhafte und besonders feste Verbindung des Einsatzes mit dem Trägerbauteil im Bereich dessen Durchgangsöffnung.
Die Öffnungsberandung der Durchgangsöffnung wird hierbei zwischen dem in Einsetzrichtung hinten liegenden Flansch und dem durch Deformation des Einsatzes gebildeten Wulst in Einsetzrichtung bzw. in Axialrichtung quasi formschlüssig eingeklemmt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann anstelle eines in Form einer geschlossenen Abdeckung ausgebildeten Halteelements das Halteelement an der Außenseite des Einsatzes angeordnet sein und die Mutter in etwa klauenartig oder klammerartig einfassen bzw. übergreifen. Hierbei sind bevorzugt mehrere, über den Außenumfang der Mutter verteilt angeordnete, jeweils nach innen, die Mutter zumindest teilweise überragende bzw. einfassende Halteelemente vorgesehen, die einerseits ein Lösen der Mutter aus dem Käfigabschnitt verhindern, andererseits aber dessen bewegliche und toleranzausgleichende Lagerung im Bereich des Käfigabschnitts bereitstellen und ermöglichen.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Halteelemente können diese den die Mutter einfassenden bzw. haltenden Käfigabschnitt der Käfigmutteranordnung im Wesentlichen bilden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das zumindest eine Halteelement einstückig mit dem Einsatz verbunden. Der Einsatz kann insbesondere als massives Metallbauteil, insbesondere als Stahlbauteil ausgebildet sein, wobei einzelne, etwa laschenartig hochgestellte, den Käfigabschnitt bildende und die Mutter haltende Halteelemente aus dem Einsatz herausgeformt sein können. Eine derartig einstückige Lösung ist jedoch nicht zwingend vorzusehen. So sind auch Lösungen und Ausgestaltungen denkbar, bei welchen ein gesonderter, die Mutter aufnehmender Käfigabschnitt separat zum Einsatz gefertigt und mit diesem verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Dadurch dass eine Deformation des Einsatzes bevorzugt im Zuge einer Verschraubung der Mutter mit einer den Einsatz durchsetzende Schraube oder einem Schraubbolzen erfolgt, kann etwa unter Verwendung eines drehmomentbegrenzenden Schraubwerkzeugs eine wohldefinierte, zur Deformation des Einsatzes führende Montagekraft sowohl auf den Einsatz als auch auf das vom sich deformierenden Einsatz eingeklemmte Trägerbauteil aufgebracht werden. Die auf diese Art und Weise erzielbare, durch plastische Deformation des Einsatzes herbeiführbare formschlüssige Verbindung des Einsatzes der Käfigmutteranordnung mit dem Trägerbauteil ermöglicht es, unterschiedlichste Materialpaarung von Käfigmutteranordnung und Trägerbauteil zu realisieren.
Für das mit der Käfigmutter zu versehende Trägerbauteil können die im Karosseriebau gängigen Materialien, insbesondere Metallbleche aus Stahl oder Leichtmetall, wie zum Beispiel Aluminium oder Magnesium Verwendung finden. Es ist aber auch denkbar, dass das Trägerbauteil als ein ein- oder mehrkomponentiges Verbundelement ausgebildet ist oder einen faserbasierten Werkstoff, wie zum Beispiel eine Karbonfaser aufweist, die hinsichtlich mechanischer Druckbeanspruchungen vergleichsweise sensibel und fragil sein kann.
Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich eine Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen, die zumindest ein eine Durchgangsöffnung aufweisendes Trägerbauteil aufweist, an welchem zumindest eine zuvor beschriebene Käfigmutteranordnung befestigt ist.
Schließlich ist nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Karosserie bzw. mit zumindest einer zuvor beschriebenen Käfigmutteranordnung vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine an einem Trägerbauteil angeordnete, sich in ihrem Ausgangszustand befindliche Käfigmutteranordnung,
2 die Käfigmutteranordnung gemäß 1 in ihrer Endeinbaulage,
3 die Käfigmutteranordnung gemäß 1 von oben betrachtet,
4 eine weitere Ausgestaltung einer Käfigmutteranordnung, bei welcher Käfigabschnitt und Einsatz als separate aber miteinander verbundene Komponenten ausgebildet sind,
5 die Käfigmutteranordnung gemäß 4 in ihrer Endeinbaulage,
6 eine weitere Ausgestaltung einer Käfigmutteranordnung mit einem als geschlossene Abdeckung ausgebildeten Halteelement im Ausgangszustand,
7 die Käfigmutteranordnung gemäß 6 in ihrer Endeinbaulage, und
8 einen Querschnitt A-A durch die Käfigmutteranordnung nach 7.
Detaillierte Beschreibung
Die in der Abfolge der 1 und 2 jeweils im Querschnitt gezeigte Käfigmutteranordnung 10 weist neben einem eine Mutter 30 aufnehmenden Käfigabschnitt 12 einen sockelartig ausgebildeten Halteabschnitt 14 mit einem etwa topfförmig ausgebildeten Einsatz 16 auf. Die in 1 in einem Ausgangszustand gezeigte Käfigmutteranordnung 10 ist in einer mit einem Pfeil dargestellten Einsetzrichtung 5 in eine Durchgangsöffnung 2 eines Trägerbauteils 1 einer Kraftfahrzeugkarosserie einsetzbar bis ein an einem der Einsetzrichtung 5 abgewandten Ende des Einsatzes 16 radial nach außen ragender Flansch 20 an einer Öffnungsberandung der Durchgangsöffnung 2 des Trägerbauteils 1 in der in 1 und 2 gezeigten Stellung zur Anlage gelangt.
Der Einsatz 16 weist eine in etwa zylindrische Seitenwandstruktur 17 und eine in Einsetzrichtung 5 vorn liegende Stirnseite 19 auf. Der in etwa topf- oder hutförmig ausgebildete Einsatz 16 weist insoweit einen Innenraum bzw. eine Innenseite 15 und an seiner Stirnseite 19, der Innenseite 15 abgewandt, eine stirnseitige Außenseite 13 auf. Die Außenseite 13 der Stirnseite 19 des Einsatzes 16 fungiert hierbei als Widerlage für die am angrenzenden Käfigabschnitt 12 etwa verschiebbar gehaltene Mutter 30, welche ein Innengewinde 32 aufweist, das mit einem Gewindeabschnitt 38 einer einen Schraubenkopf 36 aufweisenden und in 2 gezeigten Schraube 34 zur Befestigung weiterer, vorliegend nicht explizit gezeigter Fahrzeugkomponenten, in Eingriff bringbar ist.
In der Stirnseite 19 des Einsatzes 16 ist ein Durchgang 18 ausgebildet, durch welchen die Schraube 34 hindurchführbar ist, um mit dem Innengewinde 32 der Schraube 30 verbunden zu werden.
Der in Einsetzrichtung 5 vorn liegende und der Innenseite 15 des Einsatzes 16 abgewandte Käfigabschnitt 12 weist, wie in 3 in Draufsicht dargestellt, drei über den Außenumfang des Einsatzes 16 verteilt angeordnete Halteelemente 24 auf, welche jeweils an ihrem in Einsetzrichtung 5 liegenden freien Ende einen radial nach innen ragenden Schenkel 26 aufweisen, mittels dessen die Mutter 30 im Bereich des Käfigabschnitts 12 verschiebbar gehalten werden kann.
Wie aus einem Vergleich der 1 und 2 hervorgeht, ist der Einsatz 16 unter Einwirkung einer in Anzugsrichtung 4 wirkenden mechanischen Kraft plastisch und irreversibel deformierbar, sodass sich auf der dem Flansch 20 abgewandten Seite des Trägerbauteils 1 ein radial nach außen ragender, bevorzugt umlaufender Wulst 22 bildet, der eine dauerhafte und unlösbare, insbesondere aber eine sichere, einer Nietverbindung vergleichbare formschlüssige Verbindung des Einsatzes 16' am Trägerbauteil 1 bereitstellt.
Die zur gezielten Verformung des Einsatzes 16 führende Kraft kann hierbei insbesondere durch die mit der Mutter 30 in Eingriff gelangende Schraube 34 aufgebracht werden, deren Schraubenkopf 36 anderweitig an einem nicht explizit gezeigt, aber mittels der Käfigmutteranordnung 10 mit dem Trägerbauteil 1 zu verbindenden Bauteil abstützend zur Anlage gelangen kann.
Durch Einschrauben des Gewindeabschnitts 38 der Schraube 34 in die bevorzugte drehfest am Käfigabschnitt 12 gehaltene Mutter kann eine in Anzugsrichtung 4, der Einsetzrichtung 5 entgegenwirkende mechanische Kraft auf die Stirnseite 19 des Einsatzes 16 ausgeübt werden. Jene Anzugskraft kann durch eine entsprechend geometrische Ausgestaltung der Seitenwandstruktur 17 des Einsatzes zu einer definierten geometrischen, insbesondere zu einer plastischen Deformation des Einsatzes 16 führen, sodass selbst bei einem nachträglichen Lösen der Schraubverbindung von Mutter 30 und Schraube 34 die Käfigmutteranordnung 10 verliersicher am Trägerbauteil 1 befestigt bleibt.
Die vorliegende Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, eine Käfigmutteranordnung lediglich mit einem ohnehin zur Befestigung der Schraube 34 vorzusehende Schraubwerkzeug unverlierbar und formschlüssig am Trägerbauteil zu befestigen. Diese Befestigung kann hierbei insbesondere nach einem erfolgten Lackier- und Trocknungsprozess des Trägerbauteils, mithin nach einem Lackieren einer das Trägerbauteil 1 aufweisenden Kraftfahrzeugkarosserie erfolgen.
Die Ausgestaltung gemäß der 4 und 5 entspricht hinsichtlich ihrer Funktions- und Wirkungsweise im Wesentlichen der in den 1 und 2 gezeigten, weshalb hier gleiche bzw. ähnliche Bezugszeichen Verwendung finden. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß der 1 und 2, bei welcher die den Käfigabschnitt 12 bildenden Halteelemente 24 im Wesentlichen einstückig mit dem Einsatz 16 bzw. mit dem Halteabschnitt 14 ausgebildet sind, ist bei der Ausgestaltung gemäß der 4 und 5 eine mehrteilige Ausgestaltung von Käfigabschnitt 12 und Halteabschnitt 14 vorgesehen.
Die Halteelemente 24 des Käfigabschnitts 12 sind hierbei in Form einer separaten Komponente ausgebildet, welche herstellungstechnisch separat und unabhängig vom Halteabschnitt 14 gefertigt, aber zur Bildung der Käfigmutteranordnung 10 fest mit diesem verbunden sind. So können nach der Ausgestaltung der 4 und 5 der Käfigabschnitt 12 und der Halteabschnitt 14 stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Insbesondere können Käfigabschnitt 12 und Halteabschnitt 14 bzw. können die Halteelemente 24 und der Einsatz 16 miteinander verschweißt sein.
Durch die mehrteilige Ausgestaltung von Käfigabschnitt 12 und Halteabschnitt 14 können z. B. unterschiedlich ausgebildete bzw. unterschiedlich konfektionierte Käfigabschnitte 12 mit entsprechend unterschiedlich ausgebildeten Halteabschnitten 14 kombiniert werden, um die Käfigmutteranordnung 10 auf den jeweiligen Einsatzzweck abzustimmen und hieran anzupassen.
In der alternativen Ausgestaltung gemäß der 6 bis 8 ist hingegen eine Käfigmutteranordnung 40 mit einem Käfigabschnitt 42 und mit einem Halteabschnitt 44 vorgesehen, wobei der Käfigabschnitt 42 von einem als geschlossene Abdeckung ausgebildeten Halteelement 41 ausgebildet ist und der Halteabschnitt 44 einen deformierbaren Einsatz 46 aufweist. Das im Wesentlichen topf- bzw. hutförmig ausgebildete Halteelement 41 kann hierbei als Überzug für die gesamte Käfigmutteranordnung 40 fungieren und hierbei die Mutter 60 in Bezug auf die Einsetzrichtung 5 bzw. Anzugsrichtung 4 am Einsatz 46 fixieren.
Der Einsatz 46 kann ferner zum Beispiel mit dem Halteelement 41 verpresst sein, welches im Vergleich zur Ausgestaltung der 1 bis 5 anstelle des Einsatzes 46 einen radial nach außen ragenden, etwa umlaufenden Flansch 50 aufweist, mittels welchem sich die Käfigmutteranordnung 40 in vergleichbarer Art und Weise am Trägerbauteil 1 in Einsetzrichtung 5 abstützen kann. Das als geschlossene Abdeckung fungierende Halteelement 41 kann hierbei insbesondere flüssigkeits- und/oder gasdicht sowie elektrisch isolierend ausgebildet sein, sodass die Käfigmutteranordnung 40 auch problemlos in einer jenseits des Trägerbauteils 1 vorherrschenden korrosiven oder vergleichbaren, die Funktionsfähigkeit der Käfigmutteranordnung 40 ansonsten einschränkenden Umgebung angeordnet werden kann.
Der Einsatz 46 weist hier eine deformierbare Seitenwandstruktur 47 als auch eine in Einsetzrichtung 5 vorn liegende Stirnseite 49 mit einem Durchgang 48 auf. Zur drehgesicherten Fixierung oder drehsichernden Lagerung der Mutter 60 am Einsatz 46 ist hierbei eine asymmetrische korrespondierende Formgebung des Durchgangs 48 und eines in den Durchgang 48 hineinragenden Fortsatzes 64 der Mutter 60 vorgesehen. So kann der Durchgang 48, wie in 8 gezeigt, etwa in Form eines Langlochs und der hiermit korrespondierenden Fortsatz 64 als eine Art im Langloch gleitender Kulissenstein ausgebildet sein, sodass ein Verdrehen des Fortsatzes 64, mithin der Mutter 60 gegenüber dem Einsatz 46 blockiert werden kann.
Vergleichbar der Ausgestaltung gemäß der 1 bis 5 gelangt auch hier die Mutter 30 an einer in Einsetzrichtung 5 vorn liegenden Außenseite 43 des Einsatzes 46 zur Anlage.
Eine axiale bzw. in Einsetzrichtung 5 wirkende Verliersicherung der mit einem Innengewinde 62 versehenen Mutter 60 am Einsatz 46 kann durch die die Mutter 60 überspannende Stirnseite 51 des Halteelements 41 bereitgestellt werden. Beim Einschrauben der hier nicht explizit gezeigten Schraube 34 in das Innengewinde 62 der Mutter 60 kann in vergleichbarer Art und Weise, wie zuvor zu den 1 bis 5 gezeigt und erläutert, eine den Einsatz 46 bzw. dessen Seitenwandstruktur 47 deformierende Kraft bereitgestellt werden, die letztlich zur Ausbildung eines radial nach außen ragenden Wulsts 52 führt, mittels dessen der Einsatz 46 und somit die gesamte Käfigmutteranordnung 40 unlösbar und klemmend am Trägerbauteil 1 befestigbar ist. Die plastische Deformation des Einsatzes 46 kann dabei mit einer entsprechenden Deformation des Halteelements 41' einhergehen.
Es ist nach nachfolgend noch anzumerken, dass diejenigen mit einem eine hochgestellten Strich (') in den Figuren dargestellten Bezugsziffern lediglich einen deformierten Zustand der jeweiligen Komponente der Käfigmutteranordnung kennzeichnen.
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Trägerbauteil
2: Durchgangsöffnung
4: Anzugsrichtung
5: Einsetzrichtung
10: Käfigmutteranordnung
12: Käfigabschnitt
13: Außenseite
14: Halteabschnitt
15: Innenseite
16: Einsatz
17: Seitenwandstruktur
18: Durchgang
19: Stirnseite
20: Flansch
22: Wulst
24: Halteelement
26: Schenkel
30: Mutter
32: Innengewinde
34: Schraube
36: Schraubenkopf
38: Gewindeabschnitt
40: Käfigmutteranordnung
41: Halteelement
42: Käfigabschnitt
43: Außenseite
44: Halteabschnitt
45: Innenseite
46: Einsatz
47: Seitenwandstruktur
48: Durchgang
49: Stirnseite
50: Flansch
51: Stirnseite
52: Wulst
60: Mutter
62: Innengewinde
64: Fortsatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 952044 [0004]

Claims

Käfigmutteranordnung zur Anordnung an einer Durchgangsöffnung (2) eines Trägerbauteils (1), mit einem eine Mutter (30; 60) aufnehmenden Käfigabschnitt (12; 42) und mit einem hiermit verbundenen Halteabschnitt (14; 44), welcher in einer die Durchgangsöffnung (2) zumindest bereichsweise durchsetzenden Einbaulage am Trägerbauteil (1) unter Bildung einer mit der Durchgangsöffnung (2) formschlüssigen Verbindung mechanisch deformierbar ist.
Käfigmutteranordnung nach Anspruch 1, wobei der Halteabschnitt (14; 44) einen die Durchgangsöffnung durchsetzenden Einsatz (16; 46) aufweist, der ein Widerlager für die im Käfigabschnitt (12; 42) gehaltene Mutter (30; 60) bildet.
Käfigmutteranordnung nach Anspruch 2, wobei der Einsatz (16; 46) an seiner dem Käfigabschnitt (12; 42) zugewandten Stirnseite (19; 49) einen Durchgang (18; 48) für eine mit der Mutter (30; 60) in Eingriff bringbare Schraube (34) aufweist.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, wobei der Einsatz (16; 46) in einem Ausgangszustand im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und eine zu einem radial nach außen ragenden Wulst (22; 52) deformierbare Seitenwandstruktur (17; 47) aufweist.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, wobei der Einsatz (16; 46) mittels einer über eine in Anzugsrichtung (4) auf seine Stirnseite (19; 49) einwirkenden Kraft deformierbar ist.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei die Mutter (30; 60) außenseitig der Stirnseite (19; 49) des Einsatzes (16; 46) drehfest angeordnet ist.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, wobei die Mutter (60) über einen mit dem Durchgang (48) des Einsatzes (46) geometrisch korrespondierenden Fortsatz (64) drehfest mit dem Einsatz (46) in Eingriff bringbar ist.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Käfigabschnitt (12; 42) zumindest ein die Mutter (30; 60) unverlierbar am Käfigabschnitt (12; 42) haltendes Halteelement (24; 41) aufweist.
Käfigmutteranordnung nach Anspruch 8, wobei das Halteelement (41) als eine den Einsatz (46) und die Mutter (60) umschließende geschlossene Abdeckung ausgebildet ist.
Käfigmutteranordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Halteelement (41) flüssigkeits- und/oder gasabdichtend und/oder elektrisch isolierend ausgebildet ist.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halteabschnitt (14) oder das Halteelement (41) an einem der Mutter (30; 60) abgewandten Endabschnitt einen radial nach außen ragenden Flansch (20; 50) aufweist.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, wobei das zumindest eine Halteelement (24) an der Außenseite (13) des Einsatzes (16) angeordnet ist und die Mutter (30) klauenartig einfasst.
Käfigmutteranordnung nach einem der vorhergenenden Ansprüche 8 bis 12, wobei das zumindest eine Halteelement (24) einstückig mit dem Einsatz (16) verbunden ist.
Kraftfahrzeugkarosserie mit einem eine Durchgangsöffnung (2) aufweisenden Trägerbauteil (1) und mit zumindest einer daran angeordneten Käfigmutteranordnung (10; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Patentanspruch 14 oder mit zumindest einer Käfigmutteranordnung (10; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13.