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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungseinheit mit einer Blindnietmutter
mit einem Schaft, der ein Gewinde und einen Verformungsbereich aufweist,
und einem Setzkopf, der einen größeren Außendurchmesser
als der Schaft aufweist, wobei der Setzkopf auf seiner dem Schaft
gegenüberliegenden Seite
einen verformbaren Fortsatz aufweist und die Schraube einen Gewindeschaft
und einen Schraubenkopf mit einem gegenüber dem Gewindeschaft vergrößerten Außendurchmesser
aufweist, der mindestens so groß wie
der Außendurchmesser
des Fortsatzes ist (nach Hauptpatent
DE
101 26 747 ).
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Blindnietmuttern
und damit gebildete Befestigungseinheiten haben sich für Befestigungsaufgaben
bewährt,
bei denen eine Schraubverbindung in dünnwandigen Materialien, beispielsweise
Blechen, erforderlich ist, in die normalerweise kein Gewinde geschnitten
werden kann. Die Blindnietmutter wird dabei nach Art eines Blindniets
in dem Blech befestigt und stellt nach ihrer Befestigung ein Gewinde
für eine
Schraubverbindung zur Verfügung,
das über eine
ausreichende axiale Länge
verfügt.
Das Setzen der Blindnietmutter erfolgt normalerweise so, daß ein Gewindedorn
in das Gewinde des Schaftes eingeschraubt und die Blindnietmutter
in dem vorgefertigten Loch des Bleches plaziert wird. Durch Zug
am Gewindedorn wird der Verformungsbereich verformt und ausgeweitet,
wodurch ein Schließkopf
auf der dem Setzkopf gegenüberliegenden
Seite des Bleches erzeugt wird. Der Schließkopf verankert zusammen mit
dem Setzkopf die Blindnietmutter im Blech. Anschließend wird
der Gewindedorn ausgeschraubt. Die Blindnietmutter steht dann als
Aufnahme für
eine Befestigungsschraube zur Verfügung.
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Eine
Blindnietmutter, von dem das Hauptpatent ausgeht, ist aus
US 5 259 714 A bekannt,
die die Befestigungseinheit zusammen mit der Schraube zeigt. Der
Setzkopf der Mutter ist sehr groß ausgeführt und mit Vertiefungen versehen,
womit ein Mitdrehen der Mutter beim Anziehen der Schraube verhindert
werden soll. Mit der Blindnietmutter ist es möglich, ein Bauteil an einem
anderen Bauteil zu befestigen. Nachteilig bei dieser Lösung ist,
daß das Drehmoment
zum Anziehen der Schrauben auf das zu befestigende Bauteil übertragen
wird. Dadurch kann das zu befestigende Bauteil möglicherweise mitdrehen, was
zu Folgeschäden
führt.
Außerdem
ist das zu befestigende Teil nicht mehr lösbar.
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EP 0 494 747 B1 zeigt
eine Blindnietmutter mit vormontierter Schraube. Der Schraubenkopf
hat vom Setzkopf der Blindnietmutter einen definierten Abstand.
Dadurch kann die Schraube zum Setzen der Mutter verwendet werden.
Zum Befestigen eines Werkstücks
an einem Bauteil muß die
Schraube jedoch zunächst
herausgeschraubt und anschließend wieder
mit dem Werkstück
eingeschraubt werden.
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GB 2 310 904 A zeigt
eine Blindnietmutter, bei der der Schaft zwei Verformungsbereiche
mit unterschiedlichen Verformungseigenschaften aufweist. Dadurch
ist es möglich,
nacheinander in Stufen zwei Bleche miteinander zu verbinden. Danach
kann mit Hilfe einer Schraube ein weiteres Werkstück an den kombinierten
Blechen befestigt werden. Zum Befestigen des eigentlichen Werkstücks sind
aber drei Arbeitsgänge
erforderlich.
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EP 0 936 362 A2 zeigt
eine Blindnietmutter mit einem Schaft, der außen gestuft ist und im Anschluß an den
Setzkopf eine größere Wandstärke aufweist.
Da dieser Bereich eine axiale Länge
aufweist, die größer ist
als die Dicke des Bleches, ist es möglich, die Mutter im Blech
locker oder drehbar zu befestigen. Das Werkstück wird nach dem Setzvorgang
der Blindnietmutter angeschraubt.
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GB 2 300 031 A zeigt
eine Kombination aus Blindnietmutter, Spreizteil und Schraube. Mit
dieser Kombination kann man in mehreren Schritten ein Werkstück an einem
Blech beweglich und lösbar
befestigen. Allerdings besteht die Kombination aus drei Teilen.
Zum Befestigen ist ein Zugvorgang mit anschließendem Schraubvorgang erforderlich.
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Bei
den bekannten Blindnietmuttern sind also immer mehrere Arbeitsvorgänge erforderlich, um
ein Bauteil an einem Blech oder einem vergleichbaren plattenartigen
Material zu befestigen, nämlich das
Einschrauben eines Zugdornes in die Blindnietmutter, das Ausbilden
des Schließkopfes
auf der Rückseite
des Blechs, das Ausschrauben des Zugdornes und das Einschrauben
der Befestigungsschraube. Alternativ dazu kann man die Blindnietmutter
auch verwenden, um zwei Bauteile nach Art eines Nietes dauerhaft
miteinander zu verbinden. In diesem Fall ist die Verbindung aber
nicht lösbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das lösbare Befestigen von Bauteilen
an dünnen
Blechen oder vergleichbaren plattenartigen Werkstücken zu
vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Blindnietmutter der eingangs genannten Art
dadurch gelöst,
daß der Schraubenkopf
in Radialrichtung geteilt ist, wobei ein äußere Teil am Fortsatz anliegt
und ein innerer Teil gegenüber
dem äußeren Teil
drehbar ist und in Axialrichtung auf den äußeren Teil wirkt.
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Wenn
im folgenden von "Blechen" die Rede ist, dann
sind damit auch andere vergleichbare plattenartige Werkstücke gemeint,
an denen eine Gewindebefestigung vorgenommen werden soll.
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Die
neue Befestigungseinheit wird im Endeffekt genauso befestigt wie
eine herkömmliche
Befestigungseinheit mit einer Blindnietmutter auch. Der Schaft wird
durch eine im Blech ausgebildete Öffnung geführt und durch Ziehen am Gewinde
so verformt, daß der
Verformungsbereich ei nen Schließkopf
bildet. Damit ist die Blindnietmutter zuverlässig im Blech gehalten. Der
Vorteil liegt allerdings darin, daß man nun den Befestigungsvorgang
und den Setzvorgang in einem Arbeitsablauf vornehmen kann. Die Blindnietmutter
wird mit der Befestigungsschraube durch das zu befestigende Werkstück geführt. Der
Schaft der Blindnietmutter wird dann durch die Öffnung im Blech geführt. Selbstverständlich kann
die Befestigungsschraube auch noch eingebracht werden, nachdem die
Blindnietmutter bereits in das Blech eingesetzt worden ist. Wenn
nun die Befestigungsschraube angezogen wird, dann wird aufgrund
des Zuges, den die Befestigungsschraube über das Gewinde auf den Schaft
ausübt,
der Verformungsbereich verformt und bildet in herkömmlicher Weise
den Schließkopf.
Aufgrund des Fortsatzes wird dabei sichergestellt, daß der Setzkopf
der Blindnietmutter mit der notwendigen Kraft gegen das Blech gedrückt wird,
so daß eine
Nietverbindung mit ausreichender Festigkeit erzielt werden kann.
Dadurch, daß der
Fortsatz ebenfalls verformbar ist, wird sichergestellt, daß das Werkstück mit der
notwendigen Kraft am Blech festgehalten werden kann, wenn die Schraube
weiter gedreht wird. Man erreicht also nicht nur eine zuverlässige Befestigung
der Blindnietmutter im Blech, sondern auch eine ebenso zuverlässige Befestigung
des Werkstücks
am Blech. Dieser kombinierte Vorgang erfolgt praktisch ausschließlich durch
ein Drehen der Befestigungsschraube in einem Arbeitsgang. Dieses
Drehen kann durchaus mit einem motorbetriebenen Werkzeug vorgenommen werden,
beispielsweise einem Schrauben, der elektrisch oder mit Druckluft
betrieben wird. Durch Überwachen
der Schraubmomente in einzelnen Abschnitten kann man auch überwachen,
ob der Setzvorgang der Blindnietmutter, also die Ausbildung des
Schließkopfes,
und die Befestigung des Werkstücks
mit der ausreichenden Kraft und Zuverlässigkeit erfolgt. Der Befestigungsvorgang
ist dann beendet, wenn sowohl der Schließkopf ausgebildet ist als auch
die Befestigungsschraube am Werkstück anliegt. Der verformbare
Fortsatz paßt
sich automatisch an die Dicke des zu befestigenden Bauteils an.
Mit dem Festschrauben der Befestigungsschraube ist also die Befestigung
des Bauteils am Blech an einem Arbeitsgang abgeschlossen. Dennoch
ist es möglich,
die Verbindung wieder zu lösen,
indem die Befestigungsschraube herausgeschraubt wird. Dabei wird
allerdings die Blindnietmutter nicht aus dem Blech herausgenommen.
Sie bleibt vielmehr eingenietet. Durch den geteilten Schraubenkopf
vermeidet man, daß ein
größeres Drehmoment über den
Fortsatz auf die Blindnietmutter ausgeübt wird. Der innere Teil steht
in Drehmoment übertragender
Verbindung mit dem Gewindeschaft der Schraube. Wenn also der innere
Teil gedreht wird, dann wird der Gewindeschaft der Schraube gedreht,
ohne daß ein
entsprechendes Drehmoment auf den Fortsatz übertragen wird.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß der äußere Teil
eine Festhalteanordnung und der innere Teil eine Drehmomentangriffsfläche aufweist.
Mit der Festhalteanordnung kann der äußere Teil gegen eine Rotation
gesichert werden, so daß er
nicht mitdreht, wenn der innere Teil gedreht wird. Der innere Teil kann
hingegen über
die Drehmomentangriffsfläche, beispielsweise
einen Innensechskant, gedreht werden.
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Vorzugsweise
ist der Fortsatz rohrförmig ausgebildet.
Er umgibt damit die Befestigungsschraube zumindest an nähernd gleichförmig, so
daß sich
beim Verformen auch ein annähernd
gleichförmiger
Widerstand in Umfangsrichtung ergibt.
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Bevorzugterweise
weist der Fortsatz einen größeren Verformungswiderstand
als der Verformungsabschnitt des Schaftes auf. Damit läßt sich
die Reihenfolge der Verformungen steuern. Zunächst wird der Verformungsabschnitt
des Schaftes verformt, um den Schließkopf der Blindnietmutter zu
bilden. Der Fortsatz dient dabei als Widerlager, mit dem die Befestigungsschraube
den Setzkopf mit ausreichender Kraft gegen das Blech drückt. Wenn
der Setzvorgang abgeschlossen ist, der Schließkopf also ausgebildet ist,
dann ist eine weitere Verformung des Schaftes im Grunde nicht möglich. Die
durch Weiterdrehen der Befestigungsschraube aufgebrachte Kraft wird
dann verwendet, um den Fortsatz zu verformen. Diese Ausgestaltung
hat den Vorteil, daß die
Befestigungsschraube sich nicht oder allenfalls am Ende des Befestigungsvorgangs
auf den Bauteil dreht. Eine Beschädigung des Bauteils wird damit
verhindert.
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Vorzugsweise
weist der Fortsatz einen größeren Außendurchmesser
als der Schaft auf. Dies ist eine relativ einfach Maßnahme,
um den Verformungswiderstand des Fortsatzes zu erhöhen. Gleichzeitig
wird die Angriffsfläche
für den
Schraubenkopf der Befestigungsschraube erhöht.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß der Fortsatz
den gleichen Außendurchmesser
wie der Setzkopf aufweist. Damit wird im Grunde der größtmögliche Durchmesser
des Fortsatzes realisiert. Die Blindnietmutter bekommt ein gefälliges Aussehen. Es
entstehen keine störenden
Vorsprünge
auf der Umfangsfläche
der Blindnietmutter.
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In
einer alternativen oder zusätzlichen
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Fortsatz eine größere Wandstärke als
der Schaft im Verformungsbereich aufweist. Auch mit dieser Maßnahme ist
es möglich,
den Verformungswiderstand des Fortsatzes gegenüber demjenigen des Schaftes
zu erhöhen.
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Vorzugsweise
ist der Fortsatz und/oder der Schaft im Querschnitt polygonal ausgebildet.
In vielen Fällen
ist es zur Verdrehsicherung der Blindnietmutter im Blech erforderlich,
den Außenquerschnitt der
Blindnietmutter zumindest in dem Bereich, der im Blech festgehalten
ist, mit einer mehreckigen Form auszubilden, beispielsweise als
Sechseck. Wenn man diese polygonale Form weiter über den Setzkopf hinaus wandern
läßt, dann
wird zum einen die Fertigung vereinfacht. Zum anderen hat man die
Möglichkeit,
ein Werkzeug, beispielsweise einen Sechskantschlüssel, dort angreifen zu lassen,
wenn man die Befestigungsschraube im nicht gesetzten Zustand der
Blindnietmutter ein- oder ausschrauben möchte.
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Vorzugsweise
weist der Fortsatz eine Ausformung auf, die eine Verformungsrichtung
beeinflußt.
Damit ist man in der Lage zu bestimmen, ob der Fortsatz radial nach
innen oder nach außen
verformt werden soll. Je nachdem welche Befestigungsart gewünscht ist,
kann die Ausformung in die eine oder in die andere Richtung vorteilhaft
sein.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß der Fortsatz
an seiner Stirnseite angefast ist. Diese Fase kann dann unter Umständen als
Angriffsfläche
für den
Schraubenkopf dienen, um eine Verformung in eine vorbestimmte Richtung
zu bewirken.
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Vorzugsweise
ist der Verformungsbereich und/oder der Fortsatz geschlitzt. Durch
das Schlitzen, das vorzugsweise in axialer Richtung erfolgt, läßt sich
der Verformungswiderstand des Verformungsbereichs und/oder des Fortsatzes
beeinflussen.
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Bevorzugterweise
ist am Übergang
zwischen dem Fortsatz und dem Setzkopf eine Verstärkung angeordnet.
Dadurch wird die Umformung des Fortsatzes begünstigt, d.h. der Setzkopf wird
durch die Umformung des Fortsatzes nicht versehentlich mit umgeformt.
Insbesondere bei dünnen
Materialstärken
ist die Verstärkung
von Vorteil.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß die
Verstärkung durch
eine geneigte Fase gebildet ist, die einen Winkel zwischen dem Fortsatz
und dem Setzkopf zumindest teilweise ausfüllt. Das Anbringen einer derartigen
Fase ist relativ einfach.
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Vorzugsweise
weist der Schraubenkopf einen größeren Außendurchmesser
als der Setzkopf der Mutter auf. Man ist dann in der Lage, den Setzkopf
vollständig
durch ein Loch in dem Bauteil hindurchzuführen und dennoch sicherzustellen,
daß der Schraubenkopf
mit den überstehenden
Bereichen auf das Bauteil wirkt. Im Prinzip reicht es aber auch aus,
wenn der Schraubenkopf den gleichen Durchmesser wie der Setzkopf
aufweist. In die sem Fall muß allerdings
der Fortsatz einen geringeren Außendurchmesser aufweisen. Die
Blindnietmutter muß nach
Herausdrehen der Schraube von der Rückseite des Bauteils her eingebracht
werden. Wenn hingegen der Durchmesser des Schraubenkopfs größer ist,
dann läßt sich
die Blindnietmutter von einer Seite her durch das Bauteil und durch
das Blech hindurchstecken.
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Vorzugsweise
liegt der Schraubenkopf am Fortsatz an. Wenn also die Schraube und
die Blindnietmutter vormontiert sind, dann können beide Teile mit einer
gewissen, wenn auch kleinen Spannung gegeneinander verschraubt sein,
so daß die
Schraube zuverlässig
in der Blindnietmutter gehalten ist und die Gefahr klein bleibt,
daß die
Schraube verlorengeht.
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Vorzugsweise
ist ein Schraubensicherungskleber auf dem Gewinde der Schraube außerhalb des
Gewindes der Mutter aufgetragen. Die Schraube kann im nicht montierten
Zustand der Blindnietmutter nur eine vorbestimmte Strecke weit in
das Gewinde der Blindnietmutter hineingeschraubt sein. Es bleibt zwangsläufig ein
Bereich auf dem Gewinde der Schraube, der noch nicht in Eingriff
mit dem Gewinde der Mutter ist. Auf diesen Abschnitt kann man einen Schraubensicherungskleber
aufbringen, der beispielsweise in Mikrokapseln verpackt ist, die
beim Einschrauben dieses Bereichs in das Gewinde der Blindnietmutter
aufplatzen. Mit dem Einschrauben bekommt man dann eine automatische
Sicherung der Schraube in der Blindnietmutter.
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Bevorzugterweise
weist der Schraubenkopf an seiner der Mutter zugewandten Unterseite
eine Vertiefung auf. Die se Vertiefung kann zwei Aufgaben haben.
Zum einen kann sie einen Teil des Fortsatzes aufnehmen, auch wenn
dieser Fortsatz umgeformt worden ist. Damit wird sichergestellt,
daß der
Fortsatz immer am Schraubenkopf der Schraube anliegt, auch wenn
die Schraube bis zum Anschlag an das Bauteil angeschraubt worden
ist. Zum anderen läßt sich
mit dieser Vertiefung eine gewisse Steuerungsmöglichkeit erzielen, um die
Verformung des Fortsatzes zu beeinflussen.
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Vorzugsweise
ist die Vertiefung zumindest abschnittsweise von einem in Richtung
der Mutter ragenden Vorsprung begrenzt und der Fortsatz ist radial
innerhalb des Vorsprungs angeordnet. Mit dieser Ausbildung stellt
man sicher, daß der
Fortsatz auch beim Verformen zumindest mit seinem stirnseitigen Ende
immer innerhalb eines gewissen Bereiches bleibt, nämlich immer
innerhalb der durch den Vorsprung umgrenzten Vertiefung. Der radial
außerhalb liegende
Bereich des Schraubenkopfes steht dann für die Anlage am Bauteil zur
Verfügung.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß die
Vertiefung einen abgeschrägten
Boden aufweist. Der Fortsatz kann dann entlang dieser Abschrägung rutschen,
wenn der Fortsatz verformt wird.
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Bevorzugterweise
weist die Schraube unterhalb des Schraubenkopfes eine Nut im Gewindeschaft
auf. Diese Nut dient als Verriegelungsnut, in die das obere Ende
des Fortsatzes eingreifen kann, wenn der Fortsatz entsprechend umgeformt
worden ist.
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Auch
ist bevorzugt, daß ein
Bauteil den Setzkopf der Blindnietmutter umgibt, wobei die Dicke
des Werkstücks
zumindest im Bereich der Befestigungseinheit kleiner als Länge des
Setzkopfes ist. Der Setzkopf umfaßt auch den Fortsatz. Mit dieser
Ausbildung ist sichergestellt, daß die Schraube zunächst auf
den Fortsatz und damit auf den Setzkopf wirkt, wenn die Blindnietmutter
im Blechbefestigt wird. Das Bauteil wird bei der Drehung der Schraube
zunächst nicht
beaufschlagt. Eine derartige Beaufschlagung erfolgt erst dann, wenn
der Fortsatz entsprechend verformt worden ist.
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Vorzugsweise
ist der Schraubenkopf in Radialrichtung geteilt, wobei ein äußerer Teil
am Fortsatz anliegt und ein innerer Teil gegenüber dem äußeren Teil drehbar ist und
in Axialrichtung auf den äußeren Teil
wirkt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn
die Befestigungseinheit in Verbindung mit relativ dünnen Blechen
verwendet wird.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:
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1 eine
Befestigungseinheit nach dem Hauptpatent vor dem Befestigen eines
Bauteils,
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2 die
Befestigungseinheit nach dem Hauptpatent beim Befestigen des Bauteils,
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3 die
Befestigungseinheit nach dem Hauptpatent nach dem Befestigen des
Bauteils und
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4 eine
Befestigungseinheit mit geteiltem Schraubenkopf vor dem Befestigen
eines Bauteils.
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Zur
Erläuterung
der Erfindung wird zunächst eine
Befestigungseinheit 1 nach dem Hauptpatent anhand der 1 bis 3 beschrieben.
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Die
Befestigungseinheit 1 zum Befestigen eines Bauteils 2 (auch
als "Werkstück" bezeichnet) an einem
Blech 3 weist eine Blindnietmutter 4 und eine Schraube 5 auf.
Mit "Blech" sollen dabei nicht
nur Bleche aus Metall gemeint sein, sondern auch entsprechend dünne Materialien
aus anderen Werkstoffen, wie Kunststoff, Holz oder ähnlichem,
bei denen ein Gewinde erforderlich ist, um eine lösbare Verbindung
herzustellen, die aber zu dünn
oder zu schwach sind, um ein Gewinde darin ausbilden zu können.
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Die
Blindnietmutter 4 weist ein Innengewinde 6 auf,
das an dem unteren Ende eines Schaftes 7 angeordnet ist.
Der Schaft 7 weist oberhalb des Innengewindes 6 einen
Verformungsbereich 8. Oberhalb des Verformungsbereichs 8 weist
die Blindnietmutter 4 einen Setzkopf 9 auf. Der
Setzkopf 9 weist einen Fortsatz 10 auf, der nach
oben ragt, also der Seite des Setzkopfes 9 gegenüber liegt,
an der der Schaft 7 angeordnet ist.
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Die
Richtungsangaben "oben" und "unten" beziehen sich auf
die Darstellung der Zeichnung und dienen zur Vereinfachung der Erläuterung.
Wenn die Blindnietmutter 4 eine andere Ausrichtung im Raum hat,
müssen
die Richtungsangaben entsprechend geändert werden.
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Der
Schaft 7 ist in einem Bereich unterhalb des Setzkopfes 9 mit
einer polygonalen Außenkontur versehen,
beispielsweise hat er eine sechseckige Form. Diese sechseckige Form
paßt in
eine entsprechend sechseckig ausgeführte Durchgangsöffnung 11 im
Blech 3, so daß die
Blindnietmutter 4 im Blech 3 drehfest gehalten
ist, wenn sie in die Durchgangsöffnung 11 eingesteckt
ist.
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Die
Schraube 5 weist ein Außengewinde 12 auf,
mit dem sie in das Innengewinde 6 der Blindnietmutter 4 eingeschraubt
ist. Hierbei ist das Außengewinde 12 an
einem Gewindeschaft 13 angeordnet, der oben in einem Schraubenkopf 14 endet.
Der Schraubenkopf 14 weist einen Außendurchmesser auf, der wesentlich
größer ist
als der Außendurchmesser
des Fortsatzes 10. Die Schraube 5 ist so weit in
die Blindnietmutter 4 hineingeschraubt, daß der Fortsatz 10 mit
seiner Stirnseite unter einer kleinen Spannung am Schraubenkopf 14 anliegt.
Der Schraubenkopf 14 weist hierzu eine Vertiefung 15 auf,
die einen abgeschrägten
Boden 16 aufweist. Die Vertiefung 15 ist von einem
Vorsprung 17 umgeben. Dieser Vorsprung kann umlaufend ausgebildet
sein. Es reicht in manchen Fällen
aber auch aus, wenn der Vorsprung 17 in Umfangsrichtung
unterbrochen ist.
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Die
Stirnseite des Fortsatzes 10 kann, wie dies in der linken
Hälfte
der 1 dargestellt ist, die gleiche Abschrägung wie
der Boden 16 der Vertiefung 15 aufweisen. Er kann
aber auch, wie dies in der rechten Hälfte der 1 dargestellt
ist, eben ausgebildet sein. Im ersten Fall weist die Stirnseite
des Fortsatzes 10 eine Fase 18 auf.
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An
der Oberseite des Schraubenkopfes 14 ist eine Vertiefung 19 mit
einer Drehmomentangriffsfläche 20 angeordnet,
beispielsweise ein Innensechskant, in die ein Werkzeug eingesetzt
werden kann, um die Schraube in Richtung des Pfeiles 21 oder
in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Bei einer Drehung im Uhrzeigersinn
wandert die Schraube 5 weiter in Blindnietmutter 4 hinein,
wenn es sich um ein Rechtsgewinde handelt.
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Der
Setzkopf 9 der Blindnietmutter 4 weist einen Durchmesser
auf, der so groß ist,
daß der
Setzkopf 9 auf dem Blech 3 aufsitzt, wenn die
Blindnietmutter 4 in die Durchgangsöffnung 11 des Blechs 3 eingesteckt
ist. Das Bauteil 2, das am Blech 3 befestigt werden
soll, weist eine Öffnung 22 auf,
die größer ist
als der Außendurchmesser
des Fortsatzes 10, aber kleiner als der Durchmesser des
Schraubenkopfes 14.
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Der
Fortsatz 10 weist einen Verformungswiderstand auf, der
größer ist
als der Verformungswiderstand des Verformungsbereichs 8.
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Der
Gewindeschaft 13 weist etwas unterhalb des Schraubenkopfes 14 eine
umlaufende Nut 23 auf. Das Außengewinde 12 ist
mit einem Schraubensicherungskleber 24 versehen und zwar
in einem Bereich, der in der in
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1 dargestellten
Einschraubposition der Schraube in der Blindnietmutter 4 außerhalb
des Innengewindes 6 liegt.
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Zur
Befestigung des Bauteils 2 am Blech 3 wird die
Befestigungseinheit vormontiert, d. h. die Schraube 5 wird
so weit in die Blindnietmutter 4 eingeschraubt, daß der Vorsprung 10 innerhalb
der Vertiefung 15 am Schraubenkopf 14 anliegt.
In diesem Zustand befindet sich der Schraubensicherungskleber 14 noch
außerhalb
des Innengewindes 6. Der Verformungsbereich 8 ist
noch nicht verformt, sondern die Blindnietmutter 4 paßt noch
problemlos durch die Durchgangsöffnung 11 im
Blech 3.
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Die
Befestigungseinheit 1 wird nun durch die Bohrung 22 des
Bauteils 2 geführt
und dann in die Durchgangsöffnung 11 am
Blech 3 eingesteckt. Wie aus der Zeichnung zu erkennen
ist, hat dabei der Setzkopf 9 der Blindnietmutter 4 aufgrund
des Fortsatzes 10 eine Höhe, die größer ist als die Dicke des Bauteils 2.
Wenn man nun die Schraube 5 dreht, beispielsweise mit Hilfe
eines motorbetriebenen Schraubers, dessen Drehmoment überwacht
werden kann, dann schraubt sich das Außengewinde 12 in das
Innengewinde 6 hinein. Da der Vorsprung 10 am Schraubenkopf 14 anliegt,
der Fortsatz 10 aber einen höheren Verformungswiderstand
aufweist als der Verformungsbereich 8, wird sich zunächst der
Verformungsbereich 8 verformen und ein Schließkopf 25 bilden,
wie dies in 2 dargestellt ist. Da gleichzeitig
der Setzkopf 9 mit der erforderlichen Kraft gegen das Blech 3 gedrückt werden
kann, entsteht die Nietverbindung, die durch den Setzkopf 9 und
den Schließkopf 25 gebildet
ist, mit der gewünschten
Zuverlässigkeit
und Festigkeit. Das Bauteil 2 wird bei der Drehbewegung
des Schraubenkopfes 14 noch nicht beaufschlagt. Es besteht
nach wie vor ein gewisser Abstand zwischen dem Schraubenkopf 14 und
dem Bauteil 2. Dieser Abstand kann, wie in 1 und 2 zu
erkennen ist, durchaus eine gewisse Größe annehmen, so daß man die
gleiche Befestigungsein heit 1 bei verschieden dicken Bauteilen 2 verwenden
kann.
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Wenn
der Schließkopf 25 fertig
ausgebildet worden ist, wie dies in 2 zu erkennen
ist, dann steigt das zum Drehen der Schraube 5 erforderliche Drehmoment
an. Dies kann beispielsweise durch den Drehmoment überwachten
Schrauber registriert werden.
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Ein
Weiterdrehen der Schraube 5 führt dann dazu, daß der Fortsatz 10 verformt
wird. Diese Verformung ist in 3 dargestellt.
Durch den schrägen Boden 16 der
Vertiefung 15 ist sichergestellt, daß die Verformung des Fortsatzes 10 radial
immer nur nach innen erfolgt. Ein Ausweichen nach außen ist
durch den Vorsprung 17 ausgeschlossen.
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In
Abhängigkeit
von der Ausbildung des Fortsatzes 10 kann man unter Umständen sogar
gewährleisten,
daß der
Fortsatz 10 in die Nut 23 eintritt, wie dies gestrichelt
in der rechten Hälfte
der 3 dargestellt ist.
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Durch
die Verformung des Fortsatzes 10 kommt der Schraubenkopf 14 über kurz
oder lang zur Anlage an das Bauteil 2 und kann dieses dann
gegen das Blech 3 festklemmen, so daß das Bauteil 2 zuverlässig am
Blech 3 befestigt ist.
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Durch
den später
wirksam werdenden Schraubensicherungskleber 24 und gegebenenfalls durch
die Sicherungsnut 23, in die der Fortsatz 10 eingreift,
ist eine hervorragende Sicherung der Schraube 5 gegen ein
versehentliches Lösen
gegeben.
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Ein
beabsichtigtes Lösen
der Verbindung erfolgt dadurch, daß die Schraube 5 in
entgegengesetzte Richtung gedreht wird. Wenn die Schraube 5 aus
der Blindnietmutter 4 herausgedreht worden ist, dann läßt sich
das Bauteil 2 vom Blech 3 entfernen.
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Der
Fortsatz 10 kann einfach als rohrförmiges Teil ausgeführt werden.
Er kann aber auch eine abgewandelte Form haben, beispielsweise ein Sechskant.
Der Verformungsbereich 8 und/oder der Fortsatz 10 können axial
verlaufende Schlitze aufweisen, die das Verformungsverhalten steuern
können.
Aufgrund des größeren Durchmessers
des Fortsatzes 10 wird der Fortsatz 10 bei ansonsten
gleicher Wandstärke
einen größeren Verformungswiderstand aufweisen
als der Verformungsbereich 8. Man kann aber zusätzlich noch
dafür sorgen,
daß der
Fortsatz 10 eine größere Wandstärke aufweist.
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Es
ist zwar vorteilhaft, aber nicht unbedingt erforderlich, daß der Außendurchmesser
des Fortsatzes 10 mit dem Außendurchmesser des Setzkopfes 9 übereinstimmt.
Wichtig ist, daß die
Blindnietmutter 4 durch den Schraubenkopf 14 und
den Fortsatz 10 immer in Anlage an dem Blech 3 gehalten werden
kann.
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4 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform
einer Befestigungseinheit, bei der gleiche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen worden sind.
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Zunächst ist
zwischen dem Setzkopf 9 und dem Fortsatz 10 eine
Verstärkung 26 vorgesehen, die
durch eine schräge
Fase gebildet ist, die einen Winkel zwischen dem Setzkopf 9 und
dem Fortsatz 10 ausfüllt.
Im vorliegenden Fall ist der Winkel vollständig ausgefüllt. Es reicht in vielen Fällen aber auch
aus, den Winkel teilweise auszufüllen.
Die Verstärkung 26 bewirkt,
daß eine
Verformung des Fortsatzes 10 auf den Fortsatz 10 beschränkt bleibt
und nicht auf den Setzkopf 9 durchschlägt.
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Weiterhin
ist der Schraubenkopf nun anders ausgebildet. Er ist aufgeteilt
in einen radial äußeren Teil 14a und
einen radial inneren Teil 14b. Der radial innere Teil 14b trägt die Drehmomentangriffsfläche 20,
in die ein geeignetes Werkzeug 27 eingesetzt werden kann,
um den Gewindeschaft 13 zu drehen. Der innere Teil 14b liegt
dabei an einer Schulter 28 des äußeren Teils 14a in
Axialrichtung an, so daß axiale
Druckkräfte,
die sich beim Einschrauben des Gewindeschafts 13 in den
Schaft 7 der Blindnietmutter 4 ergeben, auf den äußeren Teil 14a des
Schraubenkopfes übertragen
werden. Der äußere Teil 14a dreht sich
beim Einschrauben hingegen nicht. Ein Werkzeug 30, das
den äußeren Teil 14a festhält, kann
mit geeigneten Festhaltemitteln versehen sein. Beispielsweise kann
der äußere Teil 14a mit
zwei Kerben versehen sein, in die ein Teil des Werkzeugs 30 eingreift.
Es ist aber auch möglich,
den äußeren Teil 14a mit
einem Außensechskant
und das Werkzeug 30 mit einem daran angepaßten Innensechskant
zu versehen. Schließlich
ist auch noch eine Magnethalterung 29 vorgesehen, mit der
die Befestigungseinheit in dem Werkzeug 30 gehalten werden
kann.
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Zur
Befestigung geht man nun folgendermaßen vor. Die Befestigungseinheit
wird in das Werkzeug 30 eingesteckt und dort mit Hilfe
der Magnetanordnung 29 gehalten. In dem Werkzeug 30 ist
der Teil 27 drehbar, um den Gewindeschaft 13 über den
inneren Teil 14b des Schraubenkopfes anzutreiben. Der äußere Teil 14a wird
hingegen im Werkzeug 30 drehfest gehalten. Wenn nun die
Blindnietmutter 4 mit der eingesetzten Schraube 5 in
das Werkstück 3 eingesetzt
wird und der Gewindeschaft 13 gedreht wird, dann wird der äußere Teil 14a des
Schraubenkopfes festgehalten, so daß kein Drehmoment auf die Gewindemutter,
insbesondere kein Drehmoment auf den Fortsatz übertragen wird. Ein Drehmoment
mit der damit verbundenen Reibung entsteht lediglich zwischen dem äußeren Teil 14a und
dem inneren Teil 14b des Schraubenkopfes. Dies ist aber
unkritisch, weil der äußere Teil 14a gegen
eine Drehung gesichert ist.
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Damit
wird beim Anschrauben absolut kein Drehmoment auf das Bauteil 3 übertragen.
Das festgehaltene äußere Teil 14a des
Schraubenkopfes senkt sich lediglich ohne Drehbewegung auf das Bauteil
und klemmt es fest. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn das
Bauteil 3 relativ weich oder dünnwandig ist. Bei dieser Ausgestaltung
ist unter Umständen
keine Drehmoment unterstützende
Ausformung des Loches 11 im Werkstück 3 mehr erforderlich.