DE102016113053A1

DE102016113053A1 - Joining element, nut and fastening system

Info

Publication number: DE102016113053A1
Application number: DE102016113053.2A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Seng; Ralf Pimper; Ernst-Ludwig Hahn
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2018-01-18
Also published as: WO2018011390A1

Abstract

Fügeelement (12) zum Fügen auf ein Bauteil (16), mit einem Flanschabschnitt (24) und einem sich von dem Flanschabschnitt (24) entlang einer Längsachse (28) erstreckenden Schaftabschnitt (26), wobei der Schaftabschnitt (26) ein Außengewinde (34) aufweist, wobei das Außengewinde (34) eine Steigung (P), einen Kerndurchmesser (d1) und einen Nenndurchmesser (d2) hat sowie eine dem Flanschabschnitt (24) zugewandte Unterflanke (38) und eine dem Flanschabschnitt (24) abgewandte Oberflanke (36).
Dabei weist die Unterflanke (38) des Außengewindes (34) einen radialen Innenabschnitt (62) und einen radialen Außenabschnitt (64) auf, wobei ein innerer Unterflankenwinkel (γ) zwischen dem radialen Innenabschnitt (62) und einer quer zu der Längsachse (28) verlaufenden Bezugsebene (66) kleiner ist als ein äußerer Unterflankenwinkel (δ) zwischen dem radialen Außenabschnitt (64) und der Bezugsebene (66).A joining element (12) for joining to a component (16), comprising a flange portion (24) and a shank portion (26) extending from the flange portion (24) along a longitudinal axis (28), the shank portion (26) having an external thread (34 ), wherein the external thread (34) has a pitch (P), a core diameter (d1) and a nominal diameter (d2), and a lower flank (38) facing the flange portion (24) and an upper flank (36) facing away from the flange portion (24) ).
In this case, the lower edge (38) of the external thread (34) has a radial inner portion (62) and a radial outer portion (64), wherein an inner lower flank angle (γ) between the radial inner portion (62) and a transverse to the longitudinal axis (28). extending reference plane (66) is smaller than an outer bottom flank angle (δ) between the radially outer portion (64) and the reference plane (66).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fügeelement zum Fügen auf ein Bauteil, mit einem Flanschabschnitt und einem sich von dem Flanschabschnitt entlang einer Längsachse erstreckenden Schaftabschnitt, wobei der Schaftabschnitt ein Außengewinde aufweist, wobei das Außengewinde eine Steigung, einen Kerndurchmesser und einen Nenndurchmesser hat sowie eine dem Flanschabschnitt zugewandte Unterflanke und eine dem Flanschabschnitt abgewandte Oberflanke.The present invention relates to a joining element for joining to a component, comprising a flange portion and a shank portion extending from the flange portion along a longitudinal axis, the shank portion having an external thread, the external thread having a pitch, a core diameter and a nominal diameter, and a flange portion facing lower edge and the flange remote from the upper flank.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Mutter zum Aufschrauben auf einen Schaftabschnitt eines Fügeelementes, insbesondere eines Fügeelementes der oben bezeichneten Art, mit einer Einführöffnung zum Einführen eines Fügeelementes und mit einem entlang einer Längsachse ausgerichteten Innengewinde, das eine Innengewinde-Steigung, einen Innengewinde-Kerndurchmesser und Innengewinde-Nenndurchmesser aufweist, wobei das Innengewinde ferner eine der Einführöffnung zugewandte Bodenflanke und eine der Einführöffnung abgewandte Deckenflanke aufweist.Furthermore, the present invention relates to a nut for screwing onto a shank portion of a joining element, in particular a joining element of the type described above, with an insertion opening for insertion of a joining element and with a longitudinal axis aligned along an internal thread having an internal thread pitch, a female thread core diameter and Having an internal thread nominal diameter, wherein the internal thread further comprises an inlet opening facing the bottom flank and the insertion opening facing away from the ceiling flank.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Befestigungssystem mit einem derartigen Fügeelement und mit einer derartigen Mutter.Finally, the present invention relates to a fastening system with such a joining element and with such a nut.

Befestigungssysteme der oben beschriebenen Art werden insbesondere im Karosseriebau von Kraftfahrzeugen verwendet. Hierbei ist es bekannt, Fügeelemente wie Gewindebolzen auf Bauteile wie Karosseriebleche zu fügen. Dabei ist es auch bekannt, die Fügeelemente im Wege des sogenannten Bolzenschweißens auf ein Blech zu schweißen. Alternativ ist es möglich, derartige Fügeelemente auf ein Blech oder ein anderes Bauteil zu kleben. Die Fügeelemente weisen dabei eine Fügefläche auf, die in der Regel an einer dem Schaftabschnitt abgewandten axialen Seite des Flanschabschnittes ausgebildet ist.Fastening systems of the type described above are used in particular in the bodywork of motor vehicles. It is known to add joining elements such as threaded bolts on components such as body panels. It is also known to weld the joining elements by means of so-called stud welding on a metal sheet. Alternatively, it is possible to glue such joining elements on a metal sheet or another component. The joining elements in this case have a joining surface which is generally formed on an axial side of the flange section facing away from the shaft section.

Generell ist es bekannt, derartige Fügeelemente mit einem metrischen Außengewinde auszustatten, auf das dann genormte Muttern mit einem entsprechenden metrischen Innengewinde aufgeschraubt werden können.Generally, it is known to provide such joining elements with a metric external thread, then the standard nuts can be screwed with a corresponding metric internal thread.

Auf dem Gebiet des Karosseriebaus ist es jedoch insbesondere bekannt, derartige Fügeelemente mit einem sogenannten Grobgewinde auszustatten. Ein solches Grobgewinde weist im Längsschnitt im Wesentlichen eine Trapezform auf, mit einem Oberflankenwinkel und einem Unterflankenwinkel von jeweils vorzugsweise kleiner 15°. Ein Verhältnis von Nenndurchmesser (Außendurchmesser) des Grobgewindes zu Kerndurchmesser beträgt etwa 1,25.In the field of bodywork, however, it is particularly known to provide such joining elements with a so-called coarse thread. Such a coarse thread has in longitudinal section substantially a trapezoidal shape, with a top flank angle and a bottom flank angle of preferably less than 15 °. A ratio of nominal diameter (outer diameter) of the coarse thread to core diameter is about 1.25.

Derartige Fügeelemente werden in der Regel aus Metall hergestellt. Zugehörige Muttern eines Befestigungssystems, das derartige Fügeelemente verwendet, sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Die Kunststoffmuttern weisen ein Innengewinde auf, das an das Außengewinde des Fügeelementes angepasst ist.Such joining elements are usually made of metal. Associated nuts of a fastening system using such joining elements are preferably made of plastic. The plastic nuts have an internal thread, which is adapted to the external thread of the joining element.

Das Dokument DE 79 25 469 U1 offenbart einen Schweißstift zur Halterung von Material an einem Metallträger, wobei ein Schaft des Schweißstiftes eine Öffnung des Materials durchdringt und mit radial vorspringenden, den Schaft umfassenden eingerollten Wülsten versehen ist, die in durch beidseitige Flanken gebildeten Kanten auslaufen und damit einem Abziehen des Materials vom Schaft entgegenwirken. Die Wülste schließen dabei Nuten mit ausgeprägtem Grund ein. Mindestens die eine Seite der Wülste ist steiler als die betreffende Flanke, in die diese Seite unter entsprechender Abflachung übergeht.The document DE 79 25 469 U1 discloses a welding post for holding material on a metal carrier, wherein a shaft of the welding pin penetrates an opening of the material and is provided with radially projecting, the shaft comprising rolled beads, which terminate in edges formed by flanks on both sides, and thus a removal of the material from the shaft counteract. The beads include grooves with pronounced reason. At least one side of the beads is steeper than the relevant edge into which this side passes under appropriate flattening.

Aus dem Dokument EP 2 295 822 B1 ist eine Schraubverbindung zwischen einem Gewindebolzen und einer Mutter bekannt, wobei der Gewindebolzen ein Trapezgewinde aufweist, wobei eine Gewinderippe des Trapezgewindes mit im Profil geraden und radial nach außen konvergierenden Flanken und einer dazwischenliegenden radial äußeren Begrenzungsfläche ausgestattet ist. Die Mutter weist eine Bohrung auf, die mit einem Innengewinde ausgestattet ist. Eine Gewindenut des Innengewindes ist ebenfalls als Trapezgewinde ausgebildet, wobei der Gewindegrund durch einen runden Abschnitt gebildet ist. Ein Werkstoff der Mutter ist weicher als ein Werkstoff des Gewindebolzens. Das Außengewinde und das Innengewinde weisen die gleiche Steigung und einen gleichgroßen Flankenwinkel auf. Ein Außendurchmesser des Außengewindes ist größer als der Durchmesser eines imaginären Zylinders, dessen Mantelfläche die Flankenabschnitte des Innengewindes der Mutter vor dem Verschrauben mit dem Gewindebolzen von dem den Gewindegrund der Gewindenut bildenden runden Abschnitt trennt, so dass bei dem Verschrauben der Mutter mit dem Gewindebolzen das Außengewinde des Gewindebolzens im Bereich des Gewindegrundes des Innengewindes der Mutter Werkstoff verdrängt. Zwischen der radial äußeren Begrenzungsfläche der Gewinderippe des Gewindebolzens und dem Gewindegrund der Gewindenut der Mutter ist ein Hohlraum zur Aufnahme von verdrängtem Werkstoff freigehalten.From the document EP 2 295 822 B1 a threaded connection between a threaded bolt and a nut is known, wherein the threaded bolt has a trapezoidal thread, wherein a threaded rib of the trapezoidal thread is provided with profile-straight and radially outwardly converging flanks and an intermediate radially outer boundary surface. The nut has a bore which is equipped with an internal thread. A thread groove of the internal thread is also formed as a trapezoidal thread, wherein the thread root is formed by a round section. A material of the nut is softer than a material of the threaded bolt. The external thread and the internal thread have the same pitch and an equal flank angle. An outer diameter of the external thread is larger than the diameter of an imaginary cylinder whose outer surface separates the flank portions of the internal thread of the nut prior to screwing with the threaded bolt from the thread root of the thread groove forming round section, so that when screwing the nut with the threaded bolt, the external thread of the threaded bolt displaced in the region of the thread root of the internal thread of the nut material. Between the radially outer boundary surface of the threaded rib of the threaded bolt and the thread root of the nut thread groove, a cavity for receiving displaced material is kept free.

Schließlich offenbart das Dokument DE 198 57 225 B4 eine Schraubverbindung mit einem Bolzen, der ein Außengewinde aufweist, und mit einer Mutter, die ein Innengewinde aufweist, wobei das Innengewinde der Mutter mit dem Außengewinde des Bolzens verschraubt ist, wobei für die Mutter mindestens im Bereich des Innengewindes ein Werkstoff verwendet ist, der weicher ist als ein für den Bolzen mindestens im Bereich des Außengewindes verwendeter Werkstoff. Vor dem Verschrauben der Mutter mit dem Bolzen haben das Innengewinde und das Außengewinde eine gleichgroße Steigung. Das Innengewinde hat einen Außendurchmesser, der der Durchmesser eines imaginären Zylinders ist, der koaxial zum Innengewinde liegt und bei dem die Mantellinien den Gewindegrund des Innengewindes berühren und der kleiner ist als ein Außendurchmesser des Außengewindes. Beim Verschrauben verdrängt das Außengewinde des Bolzens im Bereich des Außendurchmessers der Mutter Werkstoff. Vor dem Verschrauben hat das Innengewinde einen ursprünglichen Kerndurchmesser, der der Durchmesser des imaginären Zylinders ist, der koaxial zum Innengewinde liegt und bei dem die Mantellinien das nach innen ragende Ende des Innengewindes berühren und der größer ist als ein Kerndurchmesser des Außengewindes. Der Kerndurchmesser des Außengewindes ist der Durchmesser des imaginären Zylinders, der koaxial zum Außengewinde liegt und bei dem die Mantellinien den Gewindegrund des Außengewindes berühren. Vor dem Verschrauben der Mutter mit dem Bolzen sind das Innengewinde und das Außengewinde aneinander angepasst und haben einen gleichgroßen Teilflankenwinkel. Mindestens ein Teil des bei dem Verschrauben verdrängten Werkstoffes ist in einem vor dem Verschrauben zwischen dem ursprünglichen Kerndurchmesser der Mutter und dem Kerndurchmesser des Bolzens vorhandenen Bereich aufgenommen.Finally, the document reveals DE 198 57 225 B4 a screw with a bolt having an external thread, and with a nut having an internal thread, wherein the internal thread of the nut is screwed to the external thread of the bolt, wherein the nut is used at least in the region of the internal thread, a softer material is as one for the Bolt material used at least in the area of the external thread. Before screwing the nut with the bolt, the internal thread and the external thread have an equal pitch. The internal thread has an outer diameter which is the diameter of an imaginary cylinder which is coaxial with the internal thread and in which the surface lines touch the thread root of the internal thread and which is smaller than an outer diameter of the external thread. When screwing displaces the external thread of the bolt in the outer diameter of the nut material. Before screwing, the internal thread has an original core diameter, which is the diameter of the imaginary cylinder, which is coaxial with the internal thread and in which the generatrices touch the inwardly projecting end of the internal thread and which is larger than a core diameter of the external thread. The core diameter of the external thread is the diameter of the imaginary cylinder, which is coaxial with the external thread and in which the generatrices touch the thread root of the external thread. Before screwing the nut with the bolt, the internal thread and the external thread are adapted to each other and have an equal partial flank angle. At least a portion of the material displaced during screwing is received in an area present prior to bolting between the original core diameter of the nut and the core diameter of the bolt.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Befestigungssystem, ein verbessertes Fügeelement eines solches Befestigungssystems und eine verbesserte Mutter eines solchen Befestigungssystems anzugeben, wobei insbesondere hohe Haltekräfte erzielbar sind.Against this background, it is an object of the invention to provide an improved fastening system, an improved joining element of such a fastening system and an improved nut of such a fastening system, wherein in particular high holding forces can be achieved.

Die obige Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fügeelement dadurch gelöst, dass die Unterflanke des Außengewindes einen radialen Innenabschnitt und einen radialen Außenabschnitt aufweist, wobei ein innerer Unterflankenwinkel zwischen dem radialen Innenabschnitt und einer quer zu der Längsachse verlaufenden Bezugsebene kleiner ist als ein äußerer Unterflankenwinkel zwischen dem radialen Außenabschnitt und der Bezugsebene.The above object is achieved in the above-mentioned joining element in that the lower edge of the external thread has a radial inner portion and a radially outer portion, wherein an inner bottom edge angle between the radially inner portion and a reference plane extending transversely to the longitudinal axis is smaller than an outer bottom edge angle between the radial outer portion and the reference plane.

Bei der eingangs genannten Mutter wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Bodenflankenwinkel zwischen der Bodenflanke und einer quer zu der Längsachse verlaufenden Bezugsebene größer ist als ein Deckenflankenwinkel zwischen der Deckenflanke und der Bezugsebene.In the mother mentioned above, the above object is achieved in that a bottom flank angle between the bottom edge and a transverse to the longitudinal axis extending reference plane is greater than a ceiling flank angle between the ceiling flank and the reference plane.

Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Befestigungssystem mit einem erfindungsgemäßen Fügeelement und mit einer erfindungsgemäßen Mutter.Finally, the above object is achieved by a fastening system with a joining element according to the invention and with a nut according to the invention.

Im Gewindeeingriff zwischen Fügeelement und Mutter wirken Abzugskräfte in axialer Richtung von der Bodenflanke der Mutter auf die Unterflanke des Außengewindes des Fügeelementes.In the threaded engagement between the joining element and the nut pull-off forces act in the axial direction of the bottom edge of the nut on the lower flank of the external thread of the joining element.

Durch die Maßnahme, die Unterflanke in einen radialen Innenabschnitt und einen radialen Außenabschnitt zu unterteilen, die, wie angegeben, unterschiedliche Winkel haben, ergibt sich zunächst eine größere Anlagefläche. Dadurch, dass der äußere Unterflankenwinkel größer ist als der innere Unterflankenwinkel, wird eine axiale Abzugskraft in einen radial neben dem Innengewinde liegenden Bereich der Mutter eingeleitet. Dies führt zu einer Krafteinleitung in einen stabileren Bereich der Mutter. Insgesamt verringert sich die Scherkraft des Gewindes.The measure of subdividing the lower flank into a radial inner section and a radial outer section, which, as indicated, have different angles, initially results in a larger contact surface. Characterized in that the outer bottom flank angle is greater than the inner bottom flank angle, an axial withdrawal force is introduced into a radially adjacent to the female thread portion of the mother. This leads to an introduction of force into a more stable area of the mother. Overall, the shearing force of the thread decreases.

Mit anderen Worten kann eine Schraubverbindung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Fügeelements und/oder unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mutter höhere Abzugskräfte (Haltekräfte) erzielen. Hierdurch können Verschraubungen mit höherem Überdrehmoment und/oder höherer Klemmkraft (z. B. für Steckverbindungen) eingerichtet werden.In other words, a screw connection using the joining element according to the invention and / or using the nut according to the invention can achieve higher pull-off forces (holding forces). As a result, screw connections with a higher over-torque and / or higher clamping force (eg for plug connections) can be set up.

Das erfindungsgemäße Fügeelement ist vorzugsweise als einstückiges Element hergestellt und/oder ist vorzugsweise aus Metall hergestellt, insbesondere aus einer Stahllegierung. Das Gewicht des Fügeelementes ist vorzugsweise optimiert. Eine Fügefläche des Flanschabschnittes ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sich das Fügeelement im Wege des Hub-Bolzenschweißens auf ein Bauteil schweißen lässt, und es ist insbesondere leicht konisch zulaufend ausgebildet.The joining element according to the invention is preferably produced as a one-piece element and / or is preferably made of metal, in particular of a steel alloy. The weight of the joining element is preferably optimized. A joining surface of the flange portion is preferably formed so that the joining element can be welded to a component by way of stroke-bolt welding, and it is particularly slightly tapered.

Die erfindungsgemäße Mutter ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, das durch Glasfasern oder andere Kompositfasern verstärkt ist. Ein Anteil derartiger hochfester Werkstoffe in der Mutter kann in einem Bereich von 20% bis 80% liegen (jeweilige Angaben in Gewichtsprozent), in einem Bereich von 30% bis 70%, insbesondere in einem Bereich von 40% bis 60%. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Mutter einen Faseranteil in Höhe von 50% auf. Bevorzugte Werkstoffe für die Mutter können sein: Ultramid^®, Radistrong^® oder Grivory^®.The nut according to the invention is preferably made of a plastic material, in particular of a plastic material which is reinforced by glass fibers or other composite fibers. A proportion of such high-strength materials in the mother can be in a range of 20% to 80% (respective data in percent by weight), in a range of 30% to 70%, in particular in a range of 40% to 60%. In a preferred embodiment, the mother has a fiber content of 50%. Preferred materials for the mother may include: Ultramid ^®, ^® or Radistrong Grivory ^®.

Die Bezugsebene, anhand der der Unterflankenwinkel, der Oberflankenwinkel und andere Winkel des Gewindes gemessen werden, liegt vorzugsweise senkrecht zu der Längsachse.The reference plane, on the basis of which the lower flank angle, the upper flank angle and other angles of the thread are measured, is preferably perpendicular to the longitudinal axis.

Der radiale Innenabschnitt und der radiale Außenabschnitt können über eine Ecke ineinander übergehen, gehen jedoch vorzugsweise über einen Radius ineinander über. Ein Außenumfang des Außengewindes ist entweder durch einen Radius gebildet, über den die Oberflanke in den radialen Außenabschnitt der Unterflanke übergeht. Der Außenumfang kann jedoch auch geradlinig, also im Wesentlichen parallel zu der Längsachse ausgerichtet sein und über jeweilige kleinere Radien in den Außenabschnitt der Unterflanke bzw. in die Oberflanke übergehen.The radially inner portion and the radial outer portion can merge into each other via a corner, but preferably merge into one another via a radius. An outer circumference of the external thread is either by a radius formed over which the upper edge merges into the radial outer portion of the lower flank. However, the outer circumference can also be aligned in a straight line, that is to say essentially parallel to the longitudinal axis, and pass over respective smaller radii into the outer section of the lower flank or into the upper flank.

Der radiale Innenabschnitt der Unterflanke geht vorzugsweise über einen Radius in den Kerndurchmesser über. Der Gewindegrund des Außengewindes zwischen benachbarten Gewinderippen ist vorzugsweise axial ausgerichtet. Der Gewindegrund geht vorzugsweise über einen Radius in den radialen Innenabschnitt der Unterflanke über, und geht über einen Radius in die Oberflanke über.The radial inner portion of the lower flank preferably transitions over a radius into the core diameter. The thread root of the external thread between adjacent thread ribs is preferably axially aligned. The thread base preferably transitions over a radius into the radial inner portion of the lower flank, and merges into the upper flank via a radius.

Das Außengewinde des erfindungsgemäßen Fügeelementes ist aufgrund der besonderen Formgebung der Unterflanken nicht nur dazu geeignet, mit einem entsprechenden Innengewinde einer Mutter zusammenzuwirken. Vielmehr ist es auch möglich, an dem Fügelement einen Clip zu befestigen, der eine zentrale Axialöffnung aufweist, in die hinein schräg nach oben ragende Rastzungen vorragen. Beim Aufdrücken eines derartigen Clips auf das erfindungsgemäße Fügeelement werden diese Rastzungen radial nach außen ausgelenkt und kommen dann mit der Unterflanke des Gewindes in Eingriff, um auf diese Weise eine hohe Abzugssicherheit zu erreichen. Derartige Rastzungen greifen dabei vorzugsweise an dem radialen Innenabschnitt der Unterflanke des Außengewindes an.The external thread of the joining element according to the invention is due to the special shape of the lower flanks not only suitable to cooperate with a corresponding internal thread of a nut. Rather, it is also possible to attach to the Fügelement a clip having a central axial opening, projecting into the obliquely upwardly projecting locking tongues. When pressing such a clip on the joining element according to the invention these locking tongues are deflected radially outwards and then come into engagement with the lower edge of the thread to achieve in this way a high trigger safety. Such locking tongues preferably engage at the radial inner portion of the lower flank of the external thread.

Bei der erfindungsgemäßen Mutter weist das Innengewinde Gewindenuten auf, die jeweils die Bodenflanke und die Deckenflanke definieren. Die Bodenflanke und die Deckenflanke einer Gewindenut gehen dabei vorzugsweise über einen Radius ineinander über. Ansonsten sind die Deckenflanke und die Bodenflanke vorzugsweise im Wesentlichen geradlinig ausgerichtet.In the nut according to the invention, the internal thread has threaded grooves which define the bottom flank and the ceiling flank in each case. The bottom flank and the ceiling flank of a thread groove preferably merge into one another via a radius. Otherwise, the ceiling flank and the bottom flank are preferably oriented essentially in a straight line.

Die Gewindenuten des Innengewindes sind innenumfänglich über einen Mantelabschnitt miteinander verbunden, der vorzugsweise im Wesentlichen axial ausgerichtet ist. Dieser innenumfängliche Mantelabschnitt des Innengewindes der Mutter geht vorzugsweise über einen Radius in eine Deckenflanke einer benachbarten Gewindenut über, und über einen weiteren Radius in die Bodenflanke einer weiteren benachbarten Nut.The thread grooves of the internal thread are internally connected to each other via a shell portion, which is preferably substantially aligned axially. This inner circumferential shell section of the internal thread of the nut preferably transitions over a radius into a ceiling flank of an adjacent thread groove, and over a further radius into the bottom flank of a further adjacent groove.

Bei dem Fügeelement bildet der geradlinige Gewindegrund den Kerndurchmesser des Außengewindes. Der radial äußerste Teil einer Gewinderippe des Außengewindes bildet den Nenndurchmesser, der auch als Außendurchmesser bezeichnet werden kann.In the joining element of the straight thread root forms the core diameter of the external thread. The radially outermost part of a threaded rib of the external thread forms the nominal diameter, which can also be referred to as the outer diameter.

Bei dem Innengewinde der erfindungsgemäßen Mutter ist der Kerndurchmesser durch die oben beschriebene Mantelfläche definiert. Der Nenndurchmesser bzw. maximale Außendurchmesser des Innengewindes ist durch den Gewindegrund zwischen der Bodenflanke und der Deckenflanke einer Gewindenut definiert.In the internal thread of the nut according to the invention, the core diameter is defined by the lateral surface described above. The nominal diameter or maximum external diameter of the internal thread is defined by the thread root between the bottom flank and the top flank of a thread groove.

Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.The task is thus completely solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Fügeelement ist es von besonderem Vorteil, wenn der innere Unterflankenwinkel in einem Bereich von 25° bis 45° liegt und/oder wenn der äußere Unterflankenwinkel in einem Bereich von 42° bis 62° liegt.In the joining element according to the invention, it is particularly advantageous if the inner lower flank angle is in a range of 25 ° to 45 ° and / or if the outer flank angle is in a range of 42 ° to 62 °.

Der innere Unterflankenwinkel kann insbesondere in einem Bereich von 30° bis 45° liegen, vorzugsweise in einem Bereich von 30° bis 40°, insbesondere in einem Bereich von 32° bis 45° und besonders bevorzugt in einem Bereich von 32° bis 42° oder 32° bis 38°.The inner bottom flank angle may in particular be in a range of 30 ° to 45 °, preferably in a range of 30 ° to 40 °, in particular in a range of 32 ° to 45 ° and particularly preferably in a range of 32 ° to 42 ° or 32 ° to 38 °.

Der äußere Unterflankenwinkel liegt insbesondere in einem Bereich von 47° bis 62°, oder in einem Bereich von 47° bis 57°. Bevorzugt liegt der äußere Unterflankenwinkel in einem Bereich von 45° bis 57°, insbesondere in einem Bereich von 49° bis 57°, vorzugsweise in einem Bereich von 49° bis 55°.The outer bottom flank angle is in particular in a range of 47 ° to 62 °, or in a range of 47 ° to 57 °. Preferably, the outer lower flank angle is in a range of 45 ° to 57 °, in particular in a range of 49 ° to 57 °, preferably in a range of 49 ° to 55 °.

Insgesamt ist es bei dem erfindungsgemäßen Fügeelement ferner bevorzugt, wenn der radiale Innenabschnitt sich von dem Kerndurchmesser bis zu einem Übergangsdurchmesser erstreckt, der kleiner ist als der Nenndurchmesser.Overall, it is further preferred in the joining element according to the invention, when the radial inner portion extends from the core diameter to a transition diameter which is smaller than the nominal diameter.

Der Übergangsdurchmesser kann dabei im Bereich eines Übergangsradius zwischen radialem Innenabschnitt und radialem Außenabschnitt liegen.The transition diameter can be in the range of a transition radius between the radially inner portion and the radially outer portion.

Dabei liegt ein Verhältnis von Übergangsdurchmesser zu Kerndurchmesser vorzugsweise in einem Bereich von 1,15 bis 1,40. Alternativ oder zusätzlich hierzu liegt ein Verhältnis von Nenndurchmesser zu Übergangsdurchmesser vorzugsweise in einem Bereich von 1,05 bis 1,17.In this case, a ratio of transition diameter to core diameter is preferably in a range of 1.15 to 1.40. Alternatively or additionally, a ratio of nominal diameter to transition diameter is preferably in a range of 1.05 to 1.17.

Das Verhältnis von Übergangsdurchmesser zu Kerndurchmesser liegt insbesondere in einem Bereich von 1,2 bis 1,4, vorzugsweise in einem Bereich von 1,25 bis 1,33. Das Verhältnis von Nenndurchmesser zu Übergangsdurchmesser liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,06 bis 1,14.The ratio of transition diameter to core diameter is in particular in a range of 1.2 to 1.4, preferably in a range of 1.25 to 1.33. The ratio of nominal diameter to transition diameter is preferably in a range of 1.06 to 1.14.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fügeelementes liegt die Steigung des Außengewindes in einem Bereich von 1,65 mm bis 2,0 mm, insbesondere in einem Bereich von 1,7 mm bis 1,95 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 1,75 mm bis 1,9 mm. Besonders bevorzugt sind Bereiche von 1,75 mm bis 1,85 mm bzw. 1,77 mm bis 1,83 mm.According to a further preferred embodiment of the joining element according to the invention, the pitch of the external thread is in a range of 1.65 mm to 2.0 mm, in particular in a range of 1.7 mm to 1.95 mm, preferably in a range of 1.75 mm to 1.9 mm. Particularly preferred are ranges of 1.75 mm to 1.85 mm or 1.77 mm to 1.83 mm.

Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Fügeelement insgesamt bevorzugt, wenn ein Verhältnis von Nenndurchmesser zu Kerndurchmesser in einem Bereich von 1,3 bis 1,55 liegt, insbesondere in einem Bereich von 1,34 bis 1,50, und vorzugsweise in einem Bereich von 1,36 bis 1,44.Furthermore, it is generally preferred in the case of the joining element according to the invention if a ratio of nominal diameter to core diameter is in a range of 1.3 to 1.55, in particular in a range of 1.34 to 1.50, and preferably in a range of 1 , 36 to 1.44.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Oberflanke des Außengewindes unter einem Oberflankenwinkel zu der Bezugsebene ausgerichtet ist, der kleiner ist als der innere Unterflankenwinkel und/oder der in einem Bereich von 7° bis 17° liegt. Der Oberflankenwinkel liegt vorzugsweise in einem Bereich von 9° bis 15°, und insbesondere in einem Bereich von 10° bis 14°.Further, it is advantageous if the upper flank of the external thread is aligned at a flank angle to the reference plane, which is smaller than the inner bottom flank angle and / or lies in a range of 7 ° to 17 °. The top flank angle is preferably in a range of 9 ° to 15 °, and more preferably in a range of 10 ° to 14 °.

Bei der erfindungsgemäßen Mutter ist es von besonderem Vorzug, wenn der Bodenflankenwinkel in einem Bereich von 25° bis 45° liegt und/oder wenn der Deckenflankenwinkel in einem Bereich von 5° bis 15° liegt.In the nut according to the invention it is of particular advantage if the bottom flank angle is in a range of 25 ° to 45 ° and / or if the ceiling flank angle is in a range of 5 ° to 15 °.

Der Bodenflankenwinkel ist bei dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem vorzugsweise identisch zu dem inneren Unterflankenwinkel.The bottom flank angle is preferably identical to the inner bottom flank angle in the fastening system according to the invention.

Der Deckenflankenwinkel ist bei dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem vorzugsweise kleiner als der Oberflankenwinkel des Fügeelementes.The ceiling flank angle is preferably smaller in the fastening system according to the invention than the upper flank angle of the joining element.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Bodenflankenwinkel in einem Bereich von 30° bis 45° liegt, insbesondere in einem Bereich von 30° bis 40°, vorzugsweise in einem Bereich von 32° bis 45°. Ferner kann der Bodenflankenwinkel insbesondere in einem Bereich von 32° bis 42° liegen, insbesondere in einem Bereich von 32° bis 38°.It is particularly preferred if the bottom flank angle is in a range of 30 ° to 45 °, in particular in a range of 30 ° to 40 °, preferably in a range of 32 ° to 45 °. Furthermore, the bottom flank angle can in particular be in a range of 32 ° to 42 °, in particular in a range of 32 ° to 38 °.

Der Deckenflankenwinkel liegt vorzugsweise in einem Bereich von 7° bis 13°, insbesondere in einem Bereich von 8° bis 12°.The ceiling flank angle is preferably in a range of 7 ° to 13 °, in particular in a range of 8 ° to 12 °.

Bei der erfindungsgemäßen Mutter ist es ferner vorteilhaft, wenn die Mutter einen Basisabschnitt und einen Kranzabschnitt aufweist, wobei an einer dem Basisabschnitt abgewandten axialen Seite des Kranzabschnittes eine Auflagefläche ausgebildet ist, die als Ringfläche um die Einführöffnung herum angeordnet ist.In the nut according to the invention, it is also advantageous if the nut has a base portion and a rim portion, wherein on a side facing away from the base portion axial side of the rim portion a bearing surface is formed, which is arranged as an annular surface around the insertion.

An dem Basisabschnitt kann beispielsweise außenumfänglich ein Merkmal zum Ansetzen eines Werkzeuges vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Sechskant-Profil.At the base portion may be provided, for example, on the outside of a feature for applying a tool, such as a hexagonal profile.

Beim Aufschrauben der Mutter auf ein Fügeelement kommt die Auflagefläche des Kranzabschnittes mit der Oberseite eines zu befestigenden Gegenstandes in Kontakt, der eine Öffnung aufweist, die von dem Fügeelement durchdrungen wird und gegenüber der das Fügeelement vorsteht.When the nut is screwed onto a joining element, the bearing surface of the rim section comes into contact with the top side of an object to be fastened, which has an opening which is penetrated by the joining element and against which the joining element protrudes.

Ein derartiger Gegenstand kann beispielsweise ein Dämmmaterial sein, das an einer Fahrzeugkarosserie festgelegt wird, wie eine Verkleidungsmatte. Der Gegenstand kann jedoch auch ein Kunststoffclip sein, ein elektrischer Kontakt oder dergleichen.Such an article may be, for example, an insulating material fixed to a vehicle body, such as a trim mat. However, the article may also be a plastic clip, an electrical contact or the like.

Generell ist es denkbar, dass die Auflagefläche durchgehend parallel zu der Bezugsebene ausgerichtet ist, also senkrecht zu der Längsachse.In general, it is conceivable that the bearing surface is aligned continuously parallel to the reference plane, that is perpendicular to the longitudinal axis.

Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die Auflagefläche einen radial äußeren Auflageabschnitt und einen radial inneren Auflageabschnitt aufweist, wobei der radial innere Auflageabschnitt unter einem Auslenkungswinkel zu dem äußeren Auflageabschnitt ausgerichtet ist, wobei der Auslenkungswinkel größer ist als Null und kleiner ist als 20°.It is particularly preferred, however, if the bearing surface has a radially outer bearing portion and a radially inner bearing portion, wherein the radially inner bearing portion is aligned at a deflection angle to the outer bearing portion, wherein the deflection angle is greater than zero and less than 20 °.

Beim Aufschrauben der Mutter kommt dann zunächst der äußere Auflageabschnitt in Kontakt mit dem zu befestigenden Gegenstand. Bei Erhöhen der Anschraubkraft wird der Kranzabschnitt, dessen Außendurchmesser vorzugsweise größer ist als der Außendurchmesser des Basisabschnittes, axial elastisch ausgelenkt. Mit anderen Worten wird der Kranzabschnitt federnd verformt, so dass der radial innere Auflageabschnitt vorzugsweise ebenfalls flächig in Kontakt mit der Oberfläche des Gegenstandes kommt. In vielen Fällen ist die Auslenkung jedoch auch so gering, dass kein Kontakt zwischen dem radial inneren Auflageabschnitt und der Oberfläche des Gegenstandes stattfindet.When screwing the nut then comes first the outer support portion in contact with the object to be fastened. When increasing the Anschraubkraft the ring portion whose outer diameter is preferably greater than the outer diameter of the base portion, axially elastically deflected. In other words, the rim portion is resiliently deformed, so that the radially inner support portion preferably also comes in flat contact with the surface of the object. In many cases, however, the deflection is so small that no contact between the radially inner support portion and the surface of the object takes place.

In jedem Fall ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn durch die Auslenkung des Kranzabschnittes aufgrund der Einleitung der Axialkräfte in einen radial äußeren Bereich des Kranzabschnittes eine elastische Verformung des Kranzabschnittes stattfindet, so dass die Gesamtgeometrie federnd wirkt.In any case, it is preferred in this embodiment, if takes place by the deflection of the rim portion due to the introduction of the axial forces in a radially outer region of the rim portion, an elastic deformation of the rim portion, so that the overall geometry is resilient.

Durch diese Federkraft wird die Mutter dabei in axialer Richtung entgegen der Aufschraubrichtung in das Außengewinde des Fügeelementes gedrückt, so dass vorzugsweise eine Selbsthemmung erfolgt, da diese Axialkraft zu einer entsprechenden Reibung zwischen den Gewindegängen des Außengewindes und des Innengewindes führen kann.By this spring force the nut is pressed in the axial direction against the screwing into the external thread of the joining element, so that preferably a self-locking occurs, since this axial force can lead to a corresponding friction between the threads of the external thread and the internal thread.

Ein Verhältnis von maximalem Außendurchmesser des Kranzabschnittes zu maximalem Außendurchmesser des Basisabschnittes liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,5 bis 2,5, insbesondere in einem Bereich von 1,6 bis 2,1.A ratio of the maximum outer diameter of the rim portion to the maximum outer diameter of the base portion is preferably in a range of 1.5 to 2.5, in particular in a range of 1.6 to 2.1.

Ein Außendurchmesser des radial inneren Auflageabschnittes ist vorzugsweise größer als das 0,8-fache des Außendurchmessers des Basisabschnittes, insbesondere größer als der Außendurchmesser des Basisabschnittes.An outer diameter of the radially inner support section is preferably greater than 0.8 times the outer diameter of the base section, in particular greater than the outer diameter of the base section.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:

1 eine schematische Längsschnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Befestigungssystem mit einer erfindungsgemäßen Mutter in 1a und einem erfindungsgemäßen Fügeelement in 1b; 1 a schematic longitudinal sectional view through an inventive fastening system with a nut according to the invention in 1a and a joining element according to the invention in 1b ;

2 eine Detailansicht des Fügeelementes der 1b; 2 a detailed view of the joining element of 1b ;

3 eine Detailansicht III der Mutter der 1a; 3 a detailed view III the mother of 1a ;

4 eine Detailansicht IV der Mutter der 1a; 4 a detailed view IV the mother of 1a ;

5 eine Draufsicht auf die Mutter der 1a; und 5 a top view of the mother of 1a ; and

6 eine Seitenansicht der Mutter der 1a. 6 a side view of the mother of 1a ,

In 1 ist ein Befestigungssystem schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.In 1 a fastening system is shown schematically and generally with 10 designated.

Das Befestigungssystem 10 beinhaltet ein Fügeelement 12 und eine Mutter 14. Das Fügeelement 12 wird auf ein Bauteil 16 gefügt, beispielsweise auf ein Karosserieblech. An dem Bauteil 16 wird ein Anbauteil 18 angeordnet, das eine Durchbrechung 20 aufweist, durch die hindurch das Fügeelement 12 vorsteht, so dass auf das vorstehende Ende des Fügeelementes 12 die Mutter 14 geschraubt werden kann, um das Anbauteil 18 an dem Bauteil 16 zu befestigen.The fastening system 10 includes a joining element 12 and a mother 14 , The joining element 12 is on a component 16 joined, for example, on a body sheet. On the component 16 becomes an attachment 18 arranged, an opening 20 has, through which the joining element 12 protrudes, so that on the projecting end of the joining element 12 the mother 14 can be screwed to the attachment 18 on the component 16 to fix.

Das Fügeelement 12 ist als Fügebolzen ausgebildet und beinhaltet einen Flanschabschnitt 24 sowie einen sich entlang einer Längsachse 28 von dem Flanschabschnitt 24 erstreckenden Schaftabschnitt 26.The joining element 12 is designed as a joining bolt and includes a flange portion 24 as well as along a longitudinal axis 28 from the flange portion 24 extending shaft portion 26 ,

Eine dem Schaftabschnitt 26 axial gegenüberliegende Seite des Flanschabschnittes 24 ist als stumpfwinklig konisch zulaufende Fügefläche 30 ausgebildet.A the shaft section 26 axially opposite side of the flange portion 24 is as an obtuse tapered joining surface 30 educated.

Zum Fügen des Fügeelementes 12 auf das Bauteil 16 kann beispielsweise das sogenannte Bolzenschweißen verwendet werden. Hierbei wird das Bauteil 16 auf elektrische Masse gelegt. Das Fügeelement 12 wird ergriffen und in einem Abstand über dem Bauteil 16 gehalten und schließlich auf das Bauteil 16 abgesenkt. Abschließend wird ein Strom in das Fügeelement 12 eingeleitet. Dann wird das Fügeelement 12 von dem Bauteil 16 abgehoben, so dass ein Lichtbogen zwischen der Fügefläche 30 und dem Bauteil 16 gezogen wird. Der Lichtbogen führt zu einem Aufschmelzen der einander gegenüberliegenden Flächen. Anschließend wird das Fügeelement 12 wieder auf das Bauteil 16 abgesenkt, vorzugsweise etwas unter eine Nulllinie hiervon, derart, dass sich die aufgeschmolzenen Bereiche von Fügeelement 12 und Bauteil 16 vermischen. Anschließend wird der Schweißstrom abgeschaltet, so dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Fügeelement 12 und dem Bauteil 16 entsteht.For joining the joining element 12 on the component 16 For example, the so-called stud welding can be used. This is where the component becomes 16 placed on electrical ground. The joining element 12 is grabbed and at a distance above the component 16 held and finally on the component 16 lowered. Finally, a current in the joining element 12 initiated. Then the joining element 12 from the component 16 lifted, leaving an arc between the joining surface 30 and the component 16 is pulled. The arc leads to a melting of the opposing surfaces. Subsequently, the joining element 12 back to the component 16 lowered, preferably slightly below a zero line thereof, such that the molten areas of joining element 12 and component 16 mix. Subsequently, the welding current is switched off, so that a cohesive connection between the joining element 12 and the component 16 arises.

Alternativ kann das Fügeelement 12 auch auf das Bauteil 16 geklebt werden. In diesem Fall ist an der Fügefläche 30 vorzugsweise ein Klebstoff angeordnet, der induktiv erwärmbar ist und der anschließend durch weiteres Erwärmen aushärtbar ist.Alternatively, the joining element 12 also on the component 16 to be glued. In this case is at the joining surface 30 preferably arranged an adhesive which is inductively heated and which is then curable by further heating.

Der Schaftabschnitt 26 beinhaltet einen Übergangsabschnitt 32, dessen Außenumfang zylindrisch ausgebildet ist und der sich von dem Flanschabschnitt 24 axial erstreckt. Auf der dem Flanschabschnitt 24 axial gegenüberliegenden Seite des Übergangsabschnittes 32 weist der Schaftabschnitt 26 ein Außengewinde 34 auf. Das Außengewinde 34 ist als eingängiges Gewinde ausgebildet, dessen Gewinderippe eine Oberflanke 36 und eine Unterflanke 38 aufweist. Ein dem Flanschabschnitt 24 axial gegenüberliegendes Ende des Schaftabschnittes 26 ist durch einen Konusabschnitt 40 gebildet, so dass eine Mutter leichter darauf aufgefädelt werden kann.The shaft section 26 includes a transition section 32 , whose outer periphery is cylindrical and extending from the flange portion 24 extends axially. On the flange section 24 axially opposite side of the transition section 32 has the shaft portion 26 an external thread 34 on. The external thread 34 is designed as a single thread, the thread rib a top edge 36 and a lower flank 38 having. A the flange section 24 axially opposite end of the shaft portion 26 is through a cone section 40 formed, so that a mother can be threaded easily on it.

Die in 1 dargestellte Mutter 14 weist einen Basisabschnitt 44 auf, der sich entlang einer Längsachse 42 erstreckt. Ferner beinhaltet die Mutter 14 einen Kranzabschnitt 26, der einen größeren Durchmesser aufweist als der Basisabschnitt 44. Auch beinhaltet die Mutter 14 eine axiale Ausnehmung 48, die eine Einführöffnung 50 in dem Kranzabschnitt 46 aufweist. Die Ausnehmung 48 erstreckt sich axial durch den Kranzabschnitt 46 und in den Basisabschnitt 44 hinein. Vorliegend ist die Ausnehmung 48 als Sackausnehmung ausgebildet, kann jedoch auch als durchgehende Ausnehmung ausgebildet sein.In the 1 represented mother 14 has a base section 44 on, extending along a longitudinal axis 42 extends. Furthermore, the mother includes 14 a wreath section 26 having a larger diameter than the base portion 44 , Also includes the mother 14 an axial recess 48 that have an insertion opening 50 in the wreath section 46 having. The recess 48 extends axially through the rim portion 46 and in the base section 44 into it. In the present case is the recess 48 formed as a blind recess, but may also be formed as a continuous recess.

Die Mutter 14 weist an der Ausnehmung 48 ein Innengewinde 52 auf. Das Innengewinde beginnt in axialer Richtung beabstandet von der Einführöffnung und ist eingängig ausgebildet, mit einer umlaufenden Gewindenut, die eine dem Kranzabschnitt 46 zugewandte Bodenflanke 56 und eine dem Kranzabschnitt 46 abgewandte Deckenflanke 54 aufweist. The mother 14 points to the recess 48 an internal thread 52 on. The internal thread starts in the axial direction spaced from the insertion opening and is formed catchy, with a circumferential thread groove, the one the rim portion 46 facing floor flank 56 and a wreath section 46 facing away from the ceiling 54 having.

Der Basisabschnitt 44 weist an seinem Außenumfang einen Sechskantabschnitt 58 auf, wie es beispielhaft auch in 5 zu sehen ist.The base section 44 has on its outer circumference a hexagonal section 58 on, as it also exemplifies in 5 you can see.

Ferner weist der Kranzabschnitt 46 auf der dem Basisabschnitt 44 axial gegenüberliegenden Seite eine Auflagefläche 60 auf.Furthermore, the wreath section 46 on the base section 44 axially opposite side a bearing surface 60 on.

Die Einführöffnung 50 erstreckt sich von der Auflagefläche 60 aus und weist hin zu dem Innengewinde 52 einen ersten Konusabschnitt mit einer axialen Länge L1 auf, der einen Öffnungswinkel α von 90° hat. Zwischen diesem ersten Konusabschnitt und dem Innengewinde 52 ist ein zweiter Konusabschnitt ausgebildet, der einen Öffnungswinkel β von etwa 42° aufweist. Über die zwei axial beabstandeten Konusabschnitte kann das Fügeelement 12 einfach in die Richtung hin zu dem Innengewinde 52 eingefädelt werden, wobei der Konusabschnitt 40 des Fügeelementes 12 mit den Konusabschnitten der Mutter 14 zusammenwirkt, die die Winkel α, β haben.The insertion opening 50 extends from the support surface 60 out and points to the internal thread 52 a first cone portion having an axial length L1, which has an opening angle α of 90 °. Between this first cone section and the internal thread 52 a second cone section is formed, which has an opening angle β of about 42 °. About the two axially spaced cone sections, the joining element 12 just in the direction of the internal thread 52 be threaded, the cone section 40 of the joining element 12 with the cone sections of the mother 14 interacts, which have the angles α, β.

Ein Außenumfang des Basisabschnittes 44 geht über einen Radius R1 in eine Oberseite des Kranzabschnittes 46 über. Der Radius R1 kann beispielsweise 1,2 mm bis 1,8 mm betragen.An outer periphery of the base portion 44 goes over a radius R1 in an upper side of the rim section 46 above. The radius R1 can be, for example, 1.2 mm to 1.8 mm.

Der erste Konusabschnitt, der sich von der Einführöffnung 50 aus in axialer Richtung erstreckt, weist die axiale Länge L1 auf, die beispielsweise etwa 0,8 mm bis 1,2 mm betragen kann.The first cone section extending from the insertion opening 50 extends in the axial direction, has the axial length L1, which may be, for example, about 0.8 mm to 1.2 mm.

Die Auflagefläche 60 ist als Ringfläche um die Einführöffnung 50 herum ausgebildet und weist einen radial äußeren Auflageabschnitt 60a in Form einer Ringfläche und einen sich radial innen daran anschließenden radial inneren Auflageabschnitt 60b auf, der zwischen dem radial äußeren Auflageabschnitt 60a und der Einführöffnung 50 nach der Art eines Ringabschnittes angeordnet ist.The bearing surface 60 is as an annular surface around the insertion opening 50 formed around and has a radially outer bearing portion 60a in the form of an annular surface and a radially inner adjoining radially inner support portion 60b on, between the radially outer support portion 60a and the insertion opening 50 is arranged in the manner of a ring section.

In 2 ist das Außengewinde 34 des Fügeelementes 12 im Detail dargestellt.In 2 is the external thread 34 of the joining element 12 shown in detail.

Es ist zu erkennen, dass die Unterflanke 38 in einen radialen Innenabschnitt 62 und einen radialen Außenabschnitt 64 unterteilt ist.It can be seen that the lower flank 38 in a radial interior section 62 and a radial outer portion 64 is divided.

Der radiale Innenabschnitt 62 geht über einen nicht näher bezeichneten Radius in einen etwa zylindrisch verlaufenden Gewindegrund über. Der radiale Außenabschnitt 64 geht über einen nicht näher bezeichneten Radius oder über eine etwa zylindrisch ausgerichtete Fläche in die Oberflanke 36 über.The radial inner section 62 goes over an unspecified radius in an approximately cylindrical thread running over. The radial outer section 64 goes over a unspecified radius or about an approximately cylindrically oriented surface in the upper flank 36 above.

Der radiale Innenabschnitt 62 ist unter einem Winkel γ in Bezug auf eine virtuelle radiale Bezugsebene 66 angeordnet. Der Wert von γ kann beispielsweise 35° betragen.The radial inner section 62 is at an angle γ with respect to a virtual radial reference plane 66 arranged. The value of γ may be, for example, 35 °.

Der radiale Außenabschnitt 64 ist unter einem Winkel δ in Bezug auf die radiale Ebene 66 ausgerichtet. Der Wert von δ kann beispielsweise 52° betragen.The radial outer section 64 is at an angle δ with respect to the radial plane 66 aligned. The value of δ may be, for example, 52 °.

In 2 ist ferner die Steigung P des Außengewindes 34 dargestellt, die vorliegend beispielsweise 1,8 mm betragen kann.In 2 is also the pitch P of the external thread 34 represented, which can be 1.8 mm for example in the present case.

Ferner ist in 2 ein Kerndurchmesser d1 des Außengewindes 34 gezeigt, der beispielsweise 4,2 mm betragen kann.Furthermore, in 2 a core diameter d1 of the external thread 34 shown, for example, can be 4.2 mm.

Bei d2 ist ein Nenndurchmesser bzw. Außendurchmesser des Außengewindes 34 gezeigt, wobei der Wert d2 beispielsweise 6,0 mm betragen kann.For d2 is a nominal diameter or outer diameter of the external thread 34 shown, wherein the value d2 may be, for example, 6.0 mm.

Ferner zeigt 2 einen Übergangsdurchmesser d3, der beispielsweise 5,5 mm betragen kann.Further shows 2 a transition diameter d3, which may be 5.5 mm, for example.

An dem Übergangsdurchmesser d3 geht der radiale Innenabschnitt 62 in den radialen Außenabschnitt 64 über, beispielsweise über eine Kante oder über einen kleinen, nicht näher bezeichneten Radius.At the transition diameter d3 is the radial inner portion 62 in the radial outer section 64 over, for example, over an edge or over a small, unspecified radius.

In 2 ist ferner ein Oberflankenwinkel ε gezeigt, unter dem die Oberflanke 36 in Bezug auf eine radiale Ebene ausgerichtet ist. Der Wert von kann beispielsweise 10° betragen.In 2 Furthermore, an upper flank angle ε is shown, below which the upper flank 36 aligned with respect to a radial plane. The value of may be, for example, 10 °.

In 3 ist das Innengewinde 52 der Mutter 14 im Detail dargestellt.In 3 is the internal thread 52 mother 14 shown in detail.

Das Innengewinde 52 weist einen Kerndurchmesser d1 auf, der beispielsweise 4,2 mm oder kleiner bis hin zu 4,8 mm betragen kann. Ferner weist das Innengewinde 52 einen Nenndurchmesser d2 auf, der beispielsweise 5,8 mm bis 6,4 mm betragen kann.The internal thread 52 has a core diameter d1, which may for example be 4.2 mm or less up to 4.8 mm. Furthermore, the internal thread has 52 a nominal diameter d2, which may for example be 5.8 mm to 6.4 mm.

Die Bodenflanke 56 ist unter einem Winkel λ in Bezug auf eine radiale Ebene 66 ausgerichtet. λ kann beispielsweise 35° betragen und ist vorzugsweise gleich dem Wert des inneren Unterflankenwinkels γ.The ground flank 56 is at an angle λ with respect to a radial plane 66 aligned. λ may, for example, be 35 ° and is preferably equal to the value of the inner bottom flank angle γ.

In 3 ist ferner ein Winkel ρ in Form eines Deckenflankenwinkels gezeigt, mit dem sich die Deckenflanke 54 in Bezug auf die radiale Ebene 66 erstreckt. Der Wert von ρ kann beispielsweise 8° bis 12° betragen.In 3 Furthermore, an angle ρ is shown in the form of a ceiling flank angle with which the ceiling flank 54 with respect to the radial plane 66 extends. The value of ρ may be, for example, 8 ° to 12 °.

In 3 ist ferner ein Radius R3 gezeigt, mit dem die Bodenflanke 56 in die Deckenflanke 54 im Bereich eines Gewindegrundes einer Gewindenut übergeht. Der Wert von R3 kann beispielsweise 0,25 mm betragen. In 3 Furthermore, a radius R3 is shown with which the ground flank 56 merges into the ceiling edge 54 in the region of a thread root of a thread groove. The value of R3 may be, for example, 0.25 mm.

Ein Radius, mit dem die Bodenflanke 56 in eine radial innere Mantelfläche übergeht, ist in 3 mit R2 bezeichnet. Der Wert von R2 kann beispielsweise 0,3 mm betragen.A radius with which the ground flank 56 merges into a radially inner circumferential surface is in 3 denoted by R2. The value of R2 may be, for example, 0.3 mm.

Schließlich ist in 3 ein Radius R4 gezeigt, mit dem die radial innere Mantelfläche des Innengewindes 52 in eine Deckenflanke 54 übergeht. Der Wert des Radius R4 kann beispielsweise 0,3 mm betragen.Finally, in 3 a radius R4 is shown, with which the radially inner circumferential surface of the internal thread 52 in a ceiling flank 54 passes. The value of the radius R4 may be, for example, 0.3 mm.

Die Steigung P des Innengewindes 52 ist gleich der Steigung P des Außengewindes 34 und beträgt vorzugsweise 1,8 mm.The pitch P of the internal thread 52 is equal to the pitch P of the external thread 34 and is preferably 1.8 mm.

In 4, bei der es sich um eine Detailansicht IV der 1a handelt, ist zu erkennen, dass der radial innere Auflageabschnitt 60b unter einem Auslenkungswinkel φ zu dem äußeren Auflageabschnitt 60a ausgerichtet ist. Der äußere Auflageabschnitt 60a ist vorzugweise senkrecht zu der Längsachse 42 ausgerichtet. Der Wert von φ kann beispielsweise 1° bis 6°, insbesondere 3° betragen.In 4 , which is a detail IV of the 1a is, it can be seen that the radially inner support portion 60b at a deflection angle φ to the outer seating portion 60a is aligned. The outer support section 60a is preferably perpendicular to the longitudinal axis 42 aligned. The value of φ may for example be 1 ° to 6 °, in particular 3 °.

Ferner ist in 5 ein Durchmesser D5 angegeben, bei dem es sich um einen Außendurchmesser des Basisabschnittes 44 handelt. Der Wert von D5 kann beispielsweise etwa 10 mm betragen. Ferner kann der Sechskantabschnitt 58 unter einem Winkel ω in Bezug auf die Längsachse 42 geneigt sein, der beispielsweise etwa 4° bis 5° betragen kann, um ein Werkzeug leichter daran ansetzen zu können.Furthermore, in 5 indicated a diameter D5, which is an outer diameter of the base portion 44 is. The value of D5 may be, for example, about 10 mm. Furthermore, the hexagonal section 58 at an angle ω with respect to the longitudinal axis 42 be inclined, for example, may be about 4 ° to 5 °, to make it easier to start a tool.

In 6 ist ferner gezeigt, dass der Außendurchmesser D4 des Kranzabschnittes 46 deutlich größer ist als der Wert von D5. Der Wert von D4 kann beispielsweise in einem Bereich von 22 mm liegen.In 6 is further shown that the outer diameter D4 of the rim portion 46 significantly larger than the value of D5. For example, the value of D4 may be in a range of 22mm.

Die Gesamtlänge der Mutter in axialer Richtung ist in 6 mit L3 bezeichnet. Der Wert von L3 kann beispielsweise etwa 12 mm betragen.The total length of the nut in the axial direction is in 6 denoted by L3. The value of L3 may be, for example, about 12 mm.

In 6 ist ferner angedeutet, dass es sich bei der 1a um eine Schnittansicht entlang der Linie Ia-Ia der 6 handelt.In 6 is further indicated that it is in the 1a to a sectional view taken along the line Ia-Ia of 6 is.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 7925469 U1 [0008]
EP 2295822 B1 [0009]
DE 19857225 B4 [0010]

Claims

Joining element ( 12 ) for joining to a component ( 16 ), with a flange portion ( 24 ) and one of the flange portion ( 24 ) along a longitudinal axis ( 28 ) extending shank portion ( 26 ), wherein the shaft portion ( 26 ) an external thread ( 34 ), wherein the external thread ( 34 ) has a pitch (P), a core diameter (d1) and a nominal diameter (d2) and a flange portion (d) 24 ) facing lower flank ( 38 ) and a flange portion ( 24 ) facing away from the upper edge ( 36 ), characterized in that the lower flank ( 38 ) of the external thread ( 34 ) a radial inner portion ( 62 ) and a radial outer portion ( 64 ), wherein an inner bottom flank angle (γ) between the radial inner portion ( 62 ) and one transverse to the longitudinal axis ( 28 ) reference plane ( 66 ) is smaller than an outer bottom flank angle (δ) between the radially outer portion (FIG. 64 ) and the reference plane ( 66 ).

Joining element according to claim 1, characterized in that the inner lower flank angle (γ) is in a range of 25 ° to 45 ° and / or that the outer lower flank angle (δ) is in a range of 42 ° to 62 °.

Joining element according to claim 1 or 2, characterized in that the radial inner section ( 62 ) extends from the core diameter (d1) to a transition diameter (d3) smaller than the nominal diameter (d2).

Joining element according to claim 3, characterized in that a ratio of transition diameter (d3) to core diameter (d1) is in a range of 1.15 to 1.35 and / or that a ratio of nominal diameter (d2) to transition diameter (d3) in a range of 1.05 to 1.17.

Joining element according to one of claims 1-4, characterized in that the pitch (P) of the external thread ( 34 ) is in a range of 1.65 to 2.0.

Joining element according to one of claims 1-5, characterized in that a ratio of nominal diameter (d2) to core diameter is in a range of 1.3 to 1.5.

Joining element according to one of claims 1-6, characterized in that the upper flank ( 36 ) of the external thread ( 34 ) is aligned at a reference flank angle (ε) to the reference plane that is less than the inner flank angle (γ) and / or that is in a range of 7 ° to 17 °.

Nut for screwing on a shank portion of a joining element ( 12 ), in particular a joining element ( 12 ) according to any one of claims 1-7, with an insertion opening ( 50 ) for introducing a joining element ( 12 ) and with one along a longitudinal axis ( 42 ) aligned internal thread ( 52 ), which has a female thread pitch (P), an inner thread core diameter (d1) and an inner thread nominal diameter (d2), wherein the inner thread ( 52 ) Furthermore, one of the insertion opening ( 50 ) facing floor flank ( 56 ) and one of the insertion opening ( 50 ) averted ceiling flank ( 54 ), characterized in that a bottom flank angle (λ) between the ground flank ( 56 ) and one transverse to the longitudinal axis ( 42 ) reference plane ( 66 ) is greater than a ceiling flank angle (ρ) between the ceiling flank ( 54 ) and the reference plane ( 66 ).

Nut according to claim 8, characterized in that the bottom flank angle (λ) is in a range of 25 ° to 45 ° and / or that the ceiling flank angle (ρ) is in a range of 5 ° to 15 °.

Nut according to claim 8 or 9, characterized in that the nut ( 14 ) a base section ( 44 ) and a wreath section ( 46 ), wherein at one of the base portion ( 44 ) facing away from the axial side of the rim portion ( 46 ) a support surface ( 60 ) is formed, which as an annular surface around the insertion opening ( 50 ) is arranged around.

Nut according to Claim 10, characterized in that the bearing surface has a radially outer bearing section ( 60a ) and a radially inner support section ( 60b ), wherein the radially inner support portion ( 60b ) at a deflection angle (φ) to the outer support portion (FIG. 60a ), wherein the deflection angle (φ) is greater than zero and less than 20 °.

Fixing system with a joining element ( 12 ) according to any one of claims 1-7 and with a nut ( 14 ) according to any one of claims 8-11.