DE102014224932A1 - Holding device for a nut and assembly with such a holding device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (10) für eine Schraubenmutter (12), mit einer Halteplatte (14), die eine Plattenaussparung (16) zum Durchstecken der Schraubenmutter (12) aufweist, wenigstens einem Steckzapfen (18) zur Montage der Halteplatte (14) und der Schraubenmutter (12) an einem Befestigungsbauteil (20), der eine Zapfenachse (A) aufweist und sich in axialer Richtung von der Halteplatte (14) zu einem freien Zapfenende (22) erstreckt, wobei die Halteplatte (14) und der wenigstens eine Steckzapfen (18) als einstückiges Kunststoffbauteil ausgebildet sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine Baueinheit (26) zur Montage am Befestigungsbauteil (20), mit einer solchen Haltevorrichtung (10).The invention relates to a holding device (10) for a nut (12) having a holding plate (14) which has a plate recess (16) for inserting the nut (12), at least one plug-in pin (18) for mounting the holding plate (14). and the nut (12) on a mounting member (20) having a pin axis (A) and extending in the axial direction of the holding plate (14) to a free pin end (22), wherein the holding plate (14) and the at least one Plug-in pin (18) are formed as a one-piece plastic component. In addition, the invention also relates to a structural unit (26) for mounting on the fastening component (20), with such a holding device (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Schraubenmutter sowie eine Baueinheit zur Montage an einem Befestigungsbauteil mit einer solchen Haltevorrichtung.The invention relates to a holding device for a nut and a structural unit for mounting on a fastening component with such a holding device.
Baueinheiten aus einer Schraubenmutter und einer Haltevorrichtung sind aus dem Stand der Technik bereits allgemein bekannt und werden auch als Käfigmuttern bezeichnet. Solche Baueinheiten werden häufig eingesetzt, um an schwer zugänglichen Stellen und/oder an dünnen Blechen, an denen kein Gewinde gedreht werden kann, eine Mutter zum Herstellen einer Schraubverbindung zu fixieren.Assemblies of a nut and a holding device are already well known in the art and are also referred to as cage nuts. Such assemblies are often used to fix in hard to reach places and / or thin sheets on which no thread can be rotated, a nut for making a screw.
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung für eine Schraubenmutter sowie eine Baueinheit mit einer solchen Haltevorrichtung zu schaffen, welche mit geringem Aufwand preiswert herstellbar sind, keine störenden Klappergeräusche verursachen und darüber hinaus eine einfache Montage an einem Befestigungsbauteil sowie eine problemlose Schraubverbindung ermöglichen.The object of the invention is to provide a holding device for a nut and a structural unit with such a holding device, which are inexpensive to produce with little effort, cause no disturbing rattling and beyond allow easy installation on a mounting component and a problem-free screw.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Haltevorrichtung für eine Schraubenmutter, mit einer Halteplatte, die eine Plattenaussparung zum Durchstecken der Schraubenmutter aufweist, wenigstens einem Steckzapfen zum Fixieren der Halteplatte und der Schraubenmutter an einem Befestigungsbauteil, der eine Zapfenachse aufweist und sich in axialer Richtung von der Halteplatte zu einem freien Zapfenende erstreckt, wobei die Halteplatte und der wenigstens eine Steckzapfen als einstückiges Kunststoffbauteil ausgebildet sind. Gegenüber bekannten Federstahlausführungen ist eine Herstellung der Haltevorrichtung als einfaches, insbesondere gespritztes Kunststoffbauteil deutlich preiswerter und kann darüber hinaus in seiner äußeren Form mit geringem Aufwand an geänderte Randbedingungen angepasst werden. Im Übrigen wirkt sich die Kunststofffertigung auch geräuschmindernd bei einer spielbehafteten Fixierung der Haltevorrichtung am Befestigungsbauteil aus, da die Geräuschentwicklung bei einem Kunststoffkontakt geringer ist als bei einem Metallkontakt. Die Festigkeit einer Kunststoff-Haltevorrichtung ist im Vergleich zu einer Metallausführung unter Umständen etwas geringer, reicht aber bei geeigneter Wahl des Kunststoffs für üblicherweise auftretende Beanspruchungen vollkommen aus. Häufig dienen die verwendeten Haltevorrichtungen für die Schraubenmutter sogar lediglich als Montagehilfe zum Fixieren der Schraubenmutter und könnten nach dem Herstellen der Schraubverbindung theoretisch sogar wieder entfernt werden, da sie keinerlei statische Funktion oder mittragende Wirkung entfalten.This object is achieved by a holding device for a nut, with a holding plate having a plate recess for inserting the nut, at least one plug-in pin for fixing the retaining plate and the nut to a fastening member having a pin axis and in the axial direction of the Holding plate extends to a free pin end, wherein the holding plate and the at least one plug-in pin are formed as a one-piece plastic component. Compared to known spring steel designs, a production of the holding device as a simple, in particular injection-molded plastic component is significantly cheaper and can also be adapted in its outer form with little effort to changed boundary conditions. Incidentally, the plastic production also has a noise-reducing effect in the case of a play-related fixing of the holding device on the fastening component, since the noise development in the case of a plastic contact is lower than in the case of metal contact. The strength of a plastic holding device may be slightly lower than that of a metal version, but is sufficient for a suitable choice of plastic for commonly occurring stresses completely. Often, the holding devices used for the nut even serve only as an assembly aid for fixing the nut and could theoretically even be removed after making the screw, since they have no static function or mittragende effect.
Gemäß einer Ausführungsform der Haltevorrichtung spannt die Halteplatte eine Plattenebene auf, und die Zapfenachse erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Plattenebene. Auf diese Weise lässt sich die Haltevorrichtung auch bei mehreren vorgesehenen Steckzapfen durch eine einfache translatorische Montagebewegung senkrecht zur Plattenebene mit minimalem Aufwand am Befestigungsbauteil montieren sowie unter Umständen auch wieder demontieren.According to one embodiment of the holding device, the holding plate clamps a plate plane, and the pin axis extends substantially perpendicular to the plate plane. In this way, the holding device can be mounted even with several provided spigot by a simple translational assembly movement perpendicular to the plane of the plate with minimal effort on the fastening component and under certain circumstances dismantle again.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Haltevorrichtung weist die Halteplatte am Rand der Plattenaussparung Fortsätze zum Fixieren der Schraubenmutter in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung auf. Sollte die Halteplatte aufgrund der geringen Dicke und/oder aufgrund des verwendeten Kunststoffs keine ausreichend feste Verbindung mit der Schraubenmutter ermöglichen, so bieten diese Fortsätze eine einfache, preiswerte und materialsparende Möglichkeit, die Fixierung der Schraubenmutter in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung zu verstärken.According to a further embodiment of the holding device, the holding plate on the edge of the plate recess projections for fixing the nut in the axial direction and / or in the circumferential direction. If the retaining plate due to the small thickness and / or due to the plastic used do not allow a sufficiently strong connection with the nut, so these extensions offer a simple, inexpensive and material-saving way to strengthen the fixation of the nut in the axial direction and / or in the circumferential direction.
Mit Bezug auf eine Achse der Schraubenmutter können sich die Fortsätze dabei in radialer Richtung zur Plattenaussparung hin erstrecken sowie radial verformbar sein. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Aufwand eine Presspassung realisieren, welche die Schraubenmutter in der Plattenaussparung sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung zuverlässig fixiert.With respect to an axis of the nut, the projections can thereby extend in the radial direction to the plate recess and be radially deformable. In this way, a press fit can be realized with little effort, which reliably fixes the nut in the plate recess both in the axial direction and in the circumferential direction.
Vorzugsweise steht in dieser Ausführungsform der wenigstens eine Steckzapfen auf einer Seite der Halteplatte axial ab, und die Fortsätze stehen auf einer entgegengesetzten Seite der Halteplatte axial ab. Da die Schraubenmutter üblicherweise ausgehend von derjenigen Seite der Halteplatte, auf der die Steckzapfen vorgesehen sind, in die Plattenaussparung eingeschoben wird, ermöglicht eine derartige Anordnung der Fortsätze nach Art eines Widerhakens eine vereinfachte Montage sowie eine erschwerte Demontage der Schraubenmutter in der Plattenaussparung.Preferably, in this embodiment, the at least one plug-in pin on one side of the retaining plate is axially, and the extensions are axially on an opposite side of the retaining plate. Since the nut is usually inserted from the side of the holding plate, on which the plug-in pins are provided, in the plate recess allows a Such arrangement of the extensions in the manner of a barbs simplified assembly and difficult disassembly of the nut in the plate recess.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Haltevorrichtung weist der wenigstens eine Steckzapfen mehrere radial nach außen abstehende Lamellen auf, die axial versetzt angeordnet und elastisch verformbar sind. Die Lamellen ermöglichen quer zur Zapfenachse sowohl eine spielfreie Fixierung der Halteplatte am Befestigungsbauteil als auch einen radialen Toleranzausgleich beim Herstellen der Schraubverbindung mittels Lamellenverformung.According to a further embodiment of the holding device, the at least one plug-in pin a plurality of radially outwardly projecting slats, which are arranged axially offset and elastically deformable. The lamellae allow transversely to the pin axis both a backlash-free fixation of the retaining plate on the fastening component as well as a radial tolerance compensation during the manufacture of the screw connection by lamellar deformation.
In dieser Ausführungsform ist ferner bevorzugt, dass die Lamellen den Steckzapfen umschließen und sich zum freien Zapfenende hin konisch verjüngen. Durch die umlaufenden Lamellen ergibt sich ein sehr homogener Toleranzausgleich in allen radialen Richtungen. Ferner trägt die konische Form der Lamellen zu dem gewünschten Effekt bei, dass zum Einschieben des Steckzapfens in eine Bohrung des Befestigungsbauteils ein geringerer Kraftaufwand nötig ist als zum Herausziehen des Steckzapfens aus der Bohrung. Mit anderen Worten ist bei dieser Steckzapfenkonstruktion eine Montagekraft zur Montage der Haltevorrichtung am Befestigungsbauteil größer als eine Demontagekraft zur Demontage der Haltevorrichtung vom Befestigungsbauteil.In this embodiment, it is further preferred that the lamellae surround the plug-in pin and taper conically towards the free pin end. The circumferential lamellae results in a very homogeneous tolerance compensation in all radial directions. Furthermore, the conical shape of the slats contributes to the desired effect that for insertion of the spigot in a bore of the fastening component, a lesser effort is required than to pull out the spigot from the bore. In other words, a mounting force for mounting the holding device on the fastening component is greater than a disassembly force for disassembly of the holding device from the fastening component in this plug-in construction.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Haltevorrichtung weist der wenigstens eine Steckzapfen am freien Zapfenende ein Rastelement zur axialen Fixierung der Haltevorrichtung und der Schraubenmutter am Befestigungsbauteil auf. Dieses Rastelement sorgt für eine besonders zuverlässige, insbesondere unlösbare Rastverbindung zwischen der Haltevorrichtung und dem Befestigungsbauteil.According to a further embodiment of the holding device, the at least one plug-in pin at the free end of the pin has a latching element for the axial fixing of the holding device and the nut on the fastening component. This locking element ensures a particularly reliable, in particular insoluble locking connection between the holding device and the fastening component.
Der wenigstens eine Steckzapfen kann dabei angrenzend an die Halteplatte einen ersten Zapfenabschnitt mit einem ersten Zapfenquerschnitt und zwischen dem ersten Zapfenabschnitt und dem Rastelement einen zweiten Zapfenabschnitt mit einem gegenüber dem ersten Zapfenquerschnitt kleineren, zweiten Zapfenquerschnitt aufweisen. Auf diese Weise lassen sich mit geringem Aufwand eine zuverlässige axiale Fixierung der Haltevorrichtung am Befestigungsbauteil und gleichzeitig ein gewisses radiales Spiel realisieren.The at least one plug-in pin can have, adjacent to the holding plate, a first journal section with a first journal cross section and a second journal section with a second journal section smaller than the first journal cross section between the first journal section and the latching element. In this way, a reliable axial fixation of the holding device on the fastening component and at the same time realize a certain radial play with little effort.
Erfindungsgemäß wird die eingangs erwähnte Aufgabe auch gelöst durch eine Baueinheit zur Montage an einem Befestigungsbauteil, umfassend eine obengenannte Haltevorrichtung und eine separate Schraubenmutter, die sich durch die Plattenaussparung erstreckt, wobei die Schraubenmutter axial unverlierbar und im Wesentlichen drehfest an der Halteplatte fixiert ist.According to the invention the object mentioned above is also achieved by a structural unit for mounting on a fastening component, comprising an above-mentioned holding device and a separate nut extending through the plate recess, wherein the nut is fixed captive and substantially non-rotatably on the retaining plate.
Bevorzugt weist die Schraubenmutter ein Mehrkantaußenprofil auf, und die Plattenaussparung hat eine dem Mehrkantaußenprofil der Schraubenmutter entsprechende, komplementäre Kontur. Durch diesen Formschluss zwischen der Schraubenmutter und der Haltevorrichtung wird beim Eindrehen einer Schraube in die Schraubenmutter ein „Mitdrehen” der Schraubenmutter zuverlässig verhindert und mit geringem Aufwand eine feste Schraubenverbindung ermöglicht.The screw nut preferably has a polygonal outer profile, and the plate recess has a complementary contour corresponding to the polygonal outer profile of the screw nut. Through this positive connection between the nut and the holding device a "co-rotation" of the nut is reliably prevented when screwing a screw into the nut and allows a tight screw connection with little effort.
Die Schraubenmutter ist bevorzugt eine Bundmutter, wobei der wenigstens eine Steckzapfen auf einer Seite der Halteplatte axial absteht und ein Bund der Schraubenmutter an derselben Seite der Halteplatte anliegt. Dementsprechend ist die Schraubenmutter nach einer Montage der Haltevorrichtung am Befestigungsbauteil in axialer Richtung besonders zuverlässig am Befestigungsbauteil fixiert.The nut is preferably a collar nut, wherein the at least one plug-in pin projects axially on one side of the retaining plate and bears a collar of the nut on the same side of the retaining plate. Accordingly, the nut is fixed in a particularly reliable manner on the fastening component after assembly of the holding device on the fastening component in the axial direction.
Ferner können an einer der Halteplatte abgewandten Seite der Bundmutter axial vorstehende Drehsicherungselemente zur drehfesten Fixierung der Mutter am Befestigungsbauteil angeformt sein. Diese Drehsicherungselemente sind beispielsweise als axial vorstehende Rippen ausgeführt, die sich in radialer Richtung erstrecken. Beim Herstellen einer Schraubverbindung zwischen der Schraubenmutter und einer einzudrehenden Schraube wird die Bundmutter in zunehmendem Maße axial gegen das Befestigungsbauteil gepresst. Dabei können die Drehsicherungselemente in eine Oberfläche des Befestigungsbauteils einschneiden und direkt eine drehfeste Verbindung mit dem Befestigungsbauteil ausbilden. Die Verbindungen zwischen der Schraubenmutter und der Halteplatte sowie zwischen der Halteplatte und dem Befestigungsbauteil werden dadurch in vorteilhafter Weise entlastet und müssen nicht auf die beim Herstellen der Schraubverbindung auftretenden, maximalen Drehmomente ausgelegt werden. Infolge dieser geringeren Beanspruchung der Haltevorrichtung können die auftretenden Belastungen selbst für stark vorgespannte Schraubverbindungen auch durch eine Haltevorrichtung aus Kunststoff problemlos aufgenommen werden.Furthermore, on an opposite side of the retaining plate of the collar nut axially projecting anti-rotation elements for rotationally fixed fixing of the nut on the fastening component can be formed. These anti-rotation elements are designed, for example, as axially projecting ribs which extend in the radial direction. When making a screw connection between the nut and a screw to be screwed in the collar nut is increasingly pressed axially against the fastening component. In this case, the anti-rotation elements can cut into a surface of the fastening component and directly form a rotationally fixed connection with the fastening component. The connections between the nut and the retaining plate and between the retaining plate and the fastening component are thereby advantageously relieved and must not be designed for the occurring during the manufacture of the screw, maximum torques. As a result of this lower stress on the holding device, the loads that occur can be easily absorbed by a plastic holding device even for heavily prestressed screw connections.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. In these show:
Die
Um eine unerwünschte Relativbewegung zwischen der Haltevorrichtung
Die Halteplatte
Anhand der
Die Haltevorrichtung
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen weist die Schraubenmutter
Die Steckzapfen
Die Schraubenmutter
Anhand der
Die rippenförmigen Drehsicherungselemente
Die
Die Steckzapfen
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform liegt außerdem darin, dass die Lamellen
Sind die Schraubenmutter
Die
Die
Die Steckzapfen
Gemäß
Die Steckzapfen
Gegenüber der ersten Ausführungsform gemäß den
Selbstverständlich sind auch Ausführungsvarianten der Baueinheit
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