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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanzmutter, die an einem Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform, z. B. einem Vierkantholz und stranggepresstem Aluminium, befestigt ist, und ein Verfahren zum Fixieren der Stanzmutter an der Innenfläche des Gegenstücks mit geschlossener Querschnittsform.
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[Stand der Technik]
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Stanzmuttern, wie in Patentliteratur 1 beschrieben, die an ein Gegenstück geclincht und daran fixiert werden, indem sie in dieses eingetrieben werden, sind weithin bekannt. Wie in 1 dargestellt, umfasst eine herkömmliche Stanzmutter typischerweise ein Innengewinde 1, einen ringförmigen Stanzteil 2, eine ringförmige Nut 3 und eine Auflagefläche 4. Der ringförmige Stanzteil 2 steht um den Außenumfang des Innengewindes 1 hervor. Die ringförmige Nut 3 und die Auflagefläche 4 sind um den Außenumfang des ringförmigen Stanzteils 2 herum ausgebildet. Der ringförmige Stanzteil 2 überragt die Auflagefläche 4, um das Gegenstück verlässlich zu stanzen.
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Wie in 2 dargestellt, wird die Stanzmutter auf der Oberfläche des Gegenstücks W angesetzt und unter Verwendung einer Pressform 5, die auf der Rückseite des Gegenstücks W angeordnet ist, und einer Stanze 6 in das Gegenstück W getrieben. Beim Eintreiben bildet der ringförmige Stanzteil 2 ein Durchgangsloch in dem Gegenstück W aus und bewirkt, dass das Metall um das Durchgangsloch plastisch in die ringförmige Nut 3 fließt, die um den Außenumfang des ringförmigen Stanzteils 2 herum ausgebildet ist. Dadurch wird die Stanzmutter an das Gegenstück W geclincht und daran fixiert. In diesem Fall wird die Stanzmutter in das durch die Pressform 5 fixierte Gegenstück W bewegt und getrieben.
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Um die Stanzmutter an der Innenfläche des Gegenstücks W mit geschlossener Querschnittsform, wie z. B. einem Vierkantholz und stranggepresstem Aluminium, zu befestigen, ist es, wie in 3 dargestellt, unmöglich, die Stanze 6 in das Gegenstück W zu bewegen. In diesem Fall ist die Stanze 6 in dem Gegenstück W fixiert und die Pressform 5 wird von außerhalb des Gegenstücks W abgesenkt, um die Stanzmutter zu clinchen.
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In dem in 3 dargestellten Zustand berührt die Spitze des ringförmigen Stanzteils 2 die Innenfläche des Gegenstücks W und zwischen der Innenfläche und der Auflagefläche 4 ist ein Spalt 7 gebildet. Wird die Pressform 5 abgesenkt, um die Stanzmutter einzutreiben, wie in 4 dargestellt, wird das Gegenstück W nach unten gedrückt, um zur gleichen Zeit, wenn der ringförmige Stanzteil 2 das Gegenstück W durchsticht, mit der Auflagefläche 4 in Kontakt zu kommen. In diesem Fall wird das Gegenstück W, anders als bei der in 2 dargestellten herkömmlichen Technik, zu der fixierten Stanzmutter bewegt. Dadurch wird die Position einer Befestigungsfläche 8 des Gegenstücks W für die Stanzmutter durch den Spalt 7 niedriger als der umgebende Teil.
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Dementsprechend liegt der Nachteil darin, dass eine unerwünschte Aussparung gebildet wird, wenn ein anderes Element 9 mit einem Bolzen fixiert wird, wie in 5 gezeigt.
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[Literaturangaben]
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[Patentliteratur]
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[PTL 1] Veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr.
2014-43883 -
[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Hinsichtlich des oben beschriebenen Nachteils der herkömmlichen Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stanzmutter, durch die verhindert wird, dass die Position einer Befestigungsfläche der Stanzmutter abgesenkt wird, wenn die Stanzmutter an einem Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform befestigt wird, sowie ein Verfahren zum Fixieren der Stanzmutter an der Innenfläche des Gegenstücks mit geschlossener Querschnittsform bereitzustellen.
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[Lösung des Problems]
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Eine Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung zur Lösung des oben beschriebenen Problems umfasst Folgendes: ein Innengewinde, das in der Mitte eines Hauptkörpers der Mutter ausgebildet ist; einen ringförmigen Stanzteil, der um einen Außenumfang des Innengewindes hervorsteht; eine ringförmige Nut, die um einen Außenumfang des ringförmigen Stanzteils herum ausgebildet ist; und eine Auflagefläche, die um einen Außenumfang der ringförmigen Nut herum hervorsteht, wobei die Höhe des ringförmigen Stanzteils gleich oder kleiner ist als die Höhe der Auflagefläche. Die Tiefe der ringförmigen Nut beträgt vorzugsweise das 1,2- bis 2,0-Fache der Plattendicke eines Gegenstücks. Die Höhe des ringförmigen Stanzteils befindet sich vorzugsweise an einer Position mit einem Höhenprozentsatz von 50 bis 99 % von einer Bodenfläche der ringförmigen Nut innerhalb eines Bereichs zwischen der Bodenfläche der ringförmigen Nut und der Auflagefläche. Eine äußere Umfangswand der ringförmigen Nut weist vorzugsweise eine Verzahnung auf.
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Ein Verfahren zum Fixieren einer Stanzmutter an einer Innenfläche eines Gegenstücks mit geschlossener Querschnittsform gemäß der vorliegenden Erfindung zur Lösung des oben beschriebenen Problems umfasst Folgendes: Halten der oben beschriebenen Stanzmutter an die Innenfläche des Gegenstücks mit geschlossener Querschnittsform und In-Kontakt-Bringen der Auflagefläche der Stanzmutter mit der Innenfläche des Gegenstücks; Absenken einer außerhalb des Gegenstücks angeordneten Pressform und Stanzen des Gegenstücks durch einen ringförmigen Vorsprung der Pressform; und Clinchen und Fixieren der Stanzmutter an der Innenfläche des Gegenstücks, wobei das Gegenstück auf der Auflagefläche der Stanzmutter abgestützt wird.
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[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
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Die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung hat insofern eine unkonventionelle Struktur, als die Höhe des ringförmigen Stanzteils gleich oder kleiner ist als die Höhe der Auflagefläche. Bei der Befestigung der Stanzmutter an dem Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform wird das Eintreiben durch die Pressform abgeschlossen, wobei das Gegenstück in Kontakt mit der Auflagefläche der Stanzmutter bleibt.
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Folglich kann die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zur herkömmlichen Technik verhindern, dass die Höhe einer Befestigungsfläche des Gegenstücks abgesenkt wird, wodurch verhindert wird, dass der die Befestigungsfläche umgebende Abschnitt verformt und vertieft wird.
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Die Tiefe der ringförmigen Nut ist für gewöhnlich gleich oder kleiner als die Plattendicke des Gegenstücks. Dadurch, dass die Tiefe der ringförmigen Nut um das 1,2- bis 2,0-Fache größer ist als die Plattendicke des Gegenstücks, was größer ist als bei der herkömmlichen Stanzmutter, werden die Stanz- und Clincheffekte nicht verringert, wenn die Höhe des ringförmigen Stanzteils niedriger ist als die der Auflagefläche.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen Stanzmutter.
- [2] 2 ist eine Schnittdarstellung eines Zustands, in dem die herkömmliche Stanzmutter in ein planares Gegenstück getrieben ist.
- [3] 3 ist eine Schnittdarstellung eines Zustands, kurz bevor die herkömmliche Stanzmutter in ein Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform getrieben wird.
- [4] 4 ist eine Schnittdarstellung eines Zustands, in dem die herkömmliche Stanzmutter in das Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform getrieben wird.
- [5] 5 ist eine Schnittdarstellung, die ein Problem zeigt, das auftritt, wenn die herkömmliche Stanzmutter in das Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform getrieben wird.
- [6] 6 ist eine Schnittdarstellung einer Stanzmutter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [7] 7 ist eine Schnittdarstellung eines Zustands, kurz bevor die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung in das Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform getrieben wird.
- [8] 8 ist eine Schnittdarstellung eines Zustands, in dem die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung in das Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform getrieben wird.
- [9] 9 ist eine Schnittdarstellung eines Zustands, nachdem die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung in das Gegenstück mit geschlossener Querschnittsform getrieben wurde.
- [10] 10 ist eine Schnittdarstellung eines Zustands, in dem die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung in das Gegenstück ohne geschlossene Querschnittsform getrieben wird.
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[Beschreibung von Ausführungsformen]
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Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 ist eine Schnittdarstellung einer Stanzmutter gemäß einer Ausführungsform. In 6 bezeichnet Bezugszeichen 10 einen aus Stahl gefertigten Hauptkörper der Mutter, Bezugszeichen 11 bezeichnet ein in der Mitte des Hauptkörpers 10 der Mutter ausgebildetes Innengewinde und Bezugszeichen 12 bezeichnet einen ringförmigen Stanzteil, der um den Außenumfang des Innengewindes 11 herum hervorsteht. Wie in 6 dargestellt, bilden eine innere Umfangswand 13 und eine äußere Umfangswand 14 des ringförmigen Stanzteils 12 eine sich verjüngende Form, und eine Stanzfläche 15, die als Oberseite dient, ist flach. In der Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Neigung der inneren Umfangswand 13 etwa 45 Grad in Bezug auf die Stanzfläche 15 und die Neigung der äußeren Umfangswand 14 beträgt etwa 75 Grad in Bezug auf die Stanzfläche 15. Die Neigungswinkel sind nicht auf die oben beschriebenen Winkel beschränkt.
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Bezugszeichen 16 bezeichnet eine ringförmige Nut, die um den Außenumfang des ringförmigen Stanzteils 12 herum ausgebildet ist, und eine flache Auflagefläche 17 ist um den Außenumfang der ringförmigen Nut 16 ausgebildet. Eine äußere Umfangswand 18 der ringförmigen Nut 16 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist senkrecht zu der Auflagefläche 17 und weist Verzahnungen 19 auf. Die Auflagefläche 17 kann Aussparungen und Vorsprünge zum Verhindern einer Drehung umfassen.
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Die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der herkömmlichen Stanzmutter dadurch, dass die Höhe h des ringförmigen Stanzteils 12 gleich oder kleiner ist als die Höhe der Auflagefläche 17. Die Höhe h des ringförmigen Stanzteils 12 ist der Abstand von einer Bodenfläche 20 der ringförmigen Nut 16 zu der Stanzfläche 15. Die Höhe H der Auflagefläche 17 ist der Abstand von der Bodenfläche 20 der ringförmigen Nut 16 zu der Auflagefläche 17. In der in 6 dargestellten Ausführungsform ist die Höhe h des ringförmigen Stanzteils 12 um etwa 0,1 mm kleiner als die Höhe H der Auflagefläche 17. Ist die Höhe h des ringförmigen Stanzteils 12 signifikant kleiner als die Höhe H der Auflagefläche 17, ist es schwierig, dass der ringförmige Stanzteil 12 das Gegenstück W stanzt. Daher befindet sich die Höhe h des ringförmigen Stanzteils 12 vorzugsweise an einer Position mit einem Höhenprozentsatz von 50 bis 99 % von der Bodenfläche 20 der ringförmigen Nut innerhalb eines Bereichs zwischen der Bodenfläche 20 der ringförmigen Nut und der Auflagefläche 17. Anders ausgedrückt wird h/H = 0,5 bis 0,99 vorzugsweise erfüllt.
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Die Tiefe der ringförmigen Nut 16 (die gleich der Höhe H der Auflagefläche 17 ist) ist für gewöhnlich gleich oder kleiner als die Plattendicke des Gegenstücks W. Die Tiefe der ringförmigen Nut 16 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch größer als die Plattendicke des Gegenstücks W. Diese Struktur wird verwendet, um die Verschlechterung der Stanzeigenschaften durch eine Abnahme der Höhe des ringförmigen Stanzteils 12 zu unterdrücken. Die Tiefe beträgt vorzugsweise das 1,2-bis 2,0-Fache der Plattendicke des Gegenstücks W. Dadurch, dass die Tiefe der ringförmigen Nut 16 größer ist als die der herkömmlichen Stanzmutter, können die Stanzeigenschaften verbessert werden und es kann bewirkt werden, dass das Gegenstück plastisch tief in die ringförmige Nut 16 fließt, wodurch auch die Clincheigenschaften verbessert werden. Fällt die Tiefe der ringförmigen Nut 16 unter den numerischen Bereich, werden die Stanz- und Clincheigenschaften unzureichend. Übersteigt die Tiefe der ringförmigen Nut 16 den numerischen Bereich, wird die ringförmige Nut 16 nicht ausreichend mit dem plastisch fließenden Metall gefüllt. Auch in diesem Fall können die Clincheigenschaften möglicherweise unzureichend werden.
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Durch Ausbildung der Verzahnungen 19 auf der äußeren Umfangswand 18 der ringförmigen Nut 16 wie in der vorliegenden Ausführungsform beißt das plastisch in die ringförmige Nut 16 fließende Metall in die Verzahnungen 19. Dadurch kann die Drehverhinderungswirkung erhöht werden.
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Um die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Struktur zu befestigen, wird die Unterseite des Hauptkörpers 10 der Mutter von einer Stanze 21 in dem Gegenstück W mit geschlossener Querschnittsform abgestützt und die Stanzmutter wird gegen die Innenfläche des Gegenstücks W gedrückt, wie in 7 dargestellt. Die Auflagefläche 17 wird mit der Innenfläche des Gegenstücks W in Kontakt gebracht, da die Auflagefläche 17 der Stanzmutter höher ist als die Stanzfläche 15.
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Eine Pressform 22 ist koaxial mit der Stanzmutter außerhalb des Gegenstücks W angeordnet und wird in Richtung der Stanzmutter abgesenkt, wie in 8 dargestellt. 8 zeigt den Zeitpunkt, zu dem die Unterseite der Pressform 22 mit der Oberfläche des Gegenstücks W in Kontakt kommt. Anschließend wird die Pressform 22 weiter abgesenkt und ein ringförmiger Vorsprung 23 stanzt ein kreisförmiges Stück aus dem Gegenstück W heraus. Zusätzlich bewirkt die Pressform 22, dass der das ausgestanzte Stück umgebende Teil plastisch in die ringförmige Nut 16 fließt und dadurch die Stanzmutter an die Innenfläche des Gegenstücks W geclincht und daran befestigt wird, wie in 9 dargestellt.
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Das Gegenstück W bleibt durch die Auflagefläche 17 der Stanzmutter abgestützt. Nur der Teil des Gegenstücks W, der der Mitte der Stanzmutter entspricht, wird ausgestanzt und plastisch verformt. Dadurch bleibt der die Befestigungsfläche des Gegenstücks W umgebende Teil vollständig flach, wie in 9 dargestellt, und es bildet sich im Gegensatz zur herkömmlichen Technik keine Aussparung durch Absenken der Befestigungsfläche.
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Wie oben beschrieben wird die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung geeigneterweise als Mutter verwendet, die an der Innenseite des Gegenstücks W mit geschlossener Querschnittsform, in das kein Stempel eingeführt werden kann, befestigt wird. Natürlich kann die Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung auch an dem Gegenstück W ohne geschlossene Querschnittsform befestigt werden, wie in 10 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- W
- Gegenstück
- 1
- Innengewinde (herkömmliche Stanzmutter)
- 2
- ringförmiger Stanzteil
- 3
- ringförmige Nut
- 4
- Auflagefläche
- 5
- Pressform
- 6
- Stanze
- 7
- Spalt
- 8
- Befestigungsfläche
- 9
- weiteres Element
- 10
- Hauptkörper der Mutter (Stanzmutter gemäß der vorliegenden Erfindung)
- 11
- Innengewinde
- 12
- ringförmiger Stanzteil
- 13
- innere Umfangswand
- 14
- äußere Umfangswand
- 15
- Stanzfläche
- 16
- ringförmige Nut
- 17
- Auflagefläche
- 18
- äußere Umfangswand
- 19
- Verzahnungen
- 20
- Bodenfläche
- 21
- Stanze
- 22
- Pressform
- 23
- ringförmiger Vorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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