DE1226832B - Einpressmutter und Verfahren zu ihrer Befestigung in einem Werkstueck - Google Patents

Description

• Einpreßmutter und Verfahren zu ihrer Befestigung in einem Werkstück Die Erfindung betrifft eine Einpreßmutter mit einem durch eineNut vomMutterkörper abgesetzten, sich nach dem freienEnde derMutter hin verjüngenden konischen Ansatz, deren Verankerung im Werkstück durch radiale plastische Verformung der Wand der sie auf-nehmenden zylindrischen Bohrung durch den dieser gegenüber im Durchmesser etwas größeren konischen Ansatz erfolgt.
• DieHaftfähigkeit dieser bekanntenEinpreßmuttem in der Bohrungswand eines Werkstückes hängt von dem Reibungswiderstand, welcher durch den Druck entsteht, den die elastischen Rückstellkräfte der erweiterten Bohrungswand auf den Kragen der Mutter ausüben, sowie von der Klemmlänge des Kragens mit der Bohrungswand ab. Bei dünnwandigen Werkstücken mit entsprechend geringer Klemmlänge reicht die Haftfähigkeit dieser Muttern, z. B. für eine maschinelle Montage der Schrauben, nicht mehr aus. Die Bedeutung von Einpreßmuttem liegt aber gerade in ihrerVerwendbarkeit bei dünnwandigen Bauteilen, weil ein in diese direkt geschnittenes Gewinde nur eine sehr geringe Tragfähigkeit besitzt. Bei diesen bekannten Einpreßmuttern wird ein erhöhter Widerstand gegen Herausreißen der Mutter aus der Bohrung dadurch erreicht, daß beim Einpressen durch einen Bund das unter diesem befindliche Material des Werkstückes in die Nut verdrängt wird. Diese Einpreßmutter setzt zu ihrer Verwendbarkeit fließbares Material voraus und benötigt erhebliche Kräfte zu ihrer Montage. Zum Einpressen in sprödes oder faserartiges Material ist sie ungeeignet.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einpreßmutter der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie einen von der Elastizität des Werkstoffes, in den sie eingesetzt wird, weitgehend unabhängigen Halteeffekt aufweist, der auch in dünnen Werkstücken gegeben ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der an seinem dem Mutterkörper zugewandten Ende mit einer scharfen Kante versehene konische Ansatz gleichmäßig über seinen Umfang verteilte Abschnitte aufweist, deren radialer Abstand von der Mutterachse gleich oder kleiner als der Halbmesser der die Mutter aufnehmenden Bohrung ist.
• Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Konusabschnitte größerer radialer Erstreckung nach dem Einpressen der Mutter und anschließendem Verdrehen in unverformte Bohrungswandabschnitte eingreifen, wodurch ein großer Widerstand gegen Herausreißen auch aus dünnwandigen Werkstücken erreicht wird. Die Einpreßmutter gemäß der Erfindung eignet sich daher auch zum Einsetzen in sprödes und faserartiges Material.
• Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 a bis 1 c eine Einpreßmutter gemäß der Erfindung mit Werkstück, F i g. 2 a bis 2 c eine etwas abgeänderte Einpreßmutter, F i g. 3 a bis 3 c die Konturen der Bohrungswand in verschiedenenEinsetzphasen und in verschiedenen Umfangsbereichen.
• Die Mutter besteht aus einer beliebig gestalteten Basis M, welche die Zugbelastung durch den Schraubbolzen mittels ihres Gewindes G auf das Bauteil w überträgt, und einem Kragen 1, welcher von der Basis M mittels einer Nut 2 scharfkantig abgesetzt ist Der Kragen 1 weist in seinem konischen Teil eine Anzahl von Feldern A auf, denen über die Umfangsebene gleichmäßig verteilt jeweils eine gleiche Anzahl von Feldern B folgen. Die konisch ausgebildeten Feldern A haben an ihrem freien Ende einen äußeren Halbmesser, welcher gleich oder kleiner als der Halbmesser d/2 der Bohrung im Werkstück ist, während ihr größter Halbmesser so groß sein muß, daß beim Einpressen der Mutter die Bohrungswand des Bauteiles plastisch verformt wird. Die Felder B dagegen weisen von der Mutterachse einen radialen Abstand auf, welcher gleich oder kleiner als der Bohrlochhalbmesser d/2 ist.
• Die Felder A können, wie in F i g. 2 b und 2 c dargestellt ist, mit einer schrägliegenden Rändelung R versehen sein, deren Neigungssinn dem des Muttergewindes entgegengesetzt ist. Der Durchmesser der Nut 2 ist gleich oder kleiner als der Bohrungsdurchmesser d im Werkstück w.
• Die Montage der Einpreßmutter erfolgt in zwei Phasen: Zunächst wird sie axial in die Bohrung d des Bauteiles w eingepreßt, bis ihre Basis M an der Bautelloberfläche anliegt. Bei dieser ersten Montagephase wird die Bohrungswand im Winkelbereich der Felder A unter plastischer Verformung erweitert, wie aus der F i g. 3 b hervorgeht. Im Winkelbereich der Felder B dagegen bleibt die Bohrungswand unverformt, wie in der F i g. 3 a dargestellt ist. In der zweiten Montagephase wird die Mutter entgegen der Richtung ihres Gewindes verdreht um einen Winkel, der etwa der Breite der Felder A entspricht. Bei dieser Verdrehung greifen die Felder A in die nichtverformten Bohrungswandabschnitte ein, so daß die Verankerung der Mutter im Bauteil durch unverformtes, seine ursprüngliche Struktur und Festigkeit ausweisendes Material erfolgt. Nach Verdrehung der Mutter zeigt die Bohrungswand im Bereich der Felder A ein Profil gemäß der F i g. 3 c.
• Die im Gegensinn des Muttergewindes geneigte, auf den Feldern A angeordnete schräge Rändelung R, die wie ein Gewinde wirkt, hat mehrere Funktionen zur Verbesserung der Wirkungsweise der Mutter zu erfüllen. Wird z. B. bei der Montage der Mutter die zweite Phase übersehen, so bewirkt die Schräglage der Rändelrippen eine Erhöhung der Klemmlänge der Rändelrippen sowie eine Abweichung der Belastungsrichtung von der Schraubenseite her gegenüber der Einzugsbahn der Rändelrippen, was eine Erhöhung des Halteeffektes der Mutter zur Folge hat. Weitere Funktionen erfüllt die schrägliegende Rändelung während der zweiten Montagephase, bei der die Mutter entgegen der Gewinderichtung verdreht wird, denn sie-läßt nur eine Verdrehung im richtigen Sinne zu. Erfolgt versehentlich eine Verdrehung der Mutter in der falschen Richtung, so -wird sie aus dem Bauteil herausgedreht, während sie bei Verdrehung im richtigen Sinne sich zusätzlich an das Bauteil anpreßt. Die Anzahl der gepaarten Felder A und B ist beliebig, jedoch muß mindestens ein Paar solcher Felder vorhanden sein.

Claims (2)

1. Patentansprüche- . - 1. Einpreßmutter mit einem durch eine Nut vom Mutterkörper abgesetzten, sich nach dem freien Ende der Mutter hin verjüngenden konischen Ansatz, deren Verankerung im Werkstück durch radiale plastische Verformung der Wand der sie aufnehmenden zylindrischen Bohrung durch den dieser gegenüber im Durchmesser etwas größeren konischen Ansatz erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der an seinem dem Mutterkörper zugewandten Ende mit einer scharfen Kante versehene konische Ansatz gleichmäßig über seinen Umfang verteilte Ab- schnitte (B) aufweist, deren radialer Abstand von der Mutterachse gleich oder kleiner als der Halbmesser der die Mutter aufnehmenden Bohrung (d) ist.
2. 2. Einpreßmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (B) in Umfangsrichtung gleich groß oder größer sind als die Abschnitte (A) mit größerer radialer Erstreckung. 3. Einpreßmutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- schnitte (A) größerer radialer Erstreckung des Mutteransatzes im konischen Teil mit einer dem Muttergewinde entgegengesetzt geneigten Rändelung (R) versehen sind. 4. Verfahren zum Befestigen einer Einpreßmutter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz der Mutter bis zum Anliegen des Mutterkörpers (M) am Werk-m stück (w) in die Bohrung (d) eingepreßt und anschließend um einen den Abschnitten (A) größerer radialer Erstreckung entsprechenden Winkel entgegen der Richtung des Muttergewindes (G) verdreht wird, wobei die Ab- schnitte größerer radialer Erstreckung in nichtverformte Abschnitte der Bohrungswand eingreifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1823 867; USA.-Patentschrift Nr. 2 722 259.