DE1575302A1 - Blechmutter sowie Verfahren und Werkzeug zu deren Herstellung - Google Patents

Description

• Blechmutter sowie Verfahren und Werkzeug zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft eine Blechmutter aus einem ziehfähigen Blech mit einer Grundplatte, daran sitzenden Einhängeelementen und einem Gewindeteil. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein Verkzeug zur Herstellung dieser Blechmutter.' Zur Befestigung von Letalltafeln oder -platten aneinander, insbesondere im Fahrzeugbau kennt man Blechmuttern mit'.ereßlochgewinde. Dort besteht das l-reßlochgewinde aus etwa einem Gewinde-, gang. Infolgedessen kann eine solche Blechmutter nur ein vergleichsweise geringes Anzugsmoment aufnehmen. Eine s.olche Blechmutter ist außerdem nur für biehrauben mit Blechgewinde verwendbar. Damit ist eine derartige Blechmutter mit Preßlochgewinde auf Verbindungen beschränkt, bei denen die 2estigkeitsanforderungen nicht gr oß sind.
• Außerdem kennt man Mutterkäfige zur Aufnahme einer Lutter. Diese Mutterkäfige erlauben zwar die Aufnahme eines großen Anzugsmoments durch dic- _jeweilige Mutter, doch ist die Handhabung derselben umständlich-und die Herstellungskosten sind sehr groß. Aufgabe der --.'urfindun- ist die ;jteigerung der Belastbarkeit einer Blechmutter.
• Dies wird nach der i#rfindung dadurch erreicht, daß an der Grundeplatte einstückig ein Aufsatz mit spanlos geformtem Innengewinde sitzt. Dieses Innengewinde ist vorzugsweise mehr--ängig.
• Der Wfsatz, der vorzugsweise durch haltverfornring hergestellt ist, besitzt eine hohe ?estigkeit. Durch die spanlose #-orniung des Innengewindes erhält man eine noch größere 2estigkeit. insbesondere bleibt bei der spanlosen 2ormiing des innengewindes die 2aserstruktur des Laterials erhalten. Die Ilechmutter kann.aus jedem ziehfähigen vierkstoff, IL.essing, Stahl oder dgl. bestehen. Insbesondere benutzt man einen vergütbaren ;.erkstoff, der federnde-.e;igenschaften aufweist.
• Die Blechmutter nach der J#rfindung kann bspw, in Li'orm einer ßchnappmutter ausgebildet sein, wo die Grundplatte einen umgebogenen Schenkel besitzt, der in eine lialteöff-nling der miteinander zu verbindenden Blechtafeln eingeklemmt wird.
• Damit die Blechmutter nach der Erfindung in sich federnde zigenschaften erhält, sieht man'am-Fuß des Gewindeaufsatzes eine aus der Grundplatte ansteigende Ringwandvor. Damit kann die -Uechmutter beim Anzug der Schraube federn, so daß die Festhaltung der iDchraube gesteigert wird.
• iiach einer ';ieiterbildung schlägt die ##rfindung ein Verfahren zur Herstellung der B lechmutter durch mehrstufiges Ziehen und Aufdornen des Gewindetells vor, wonach in einer Blechscheibe ein Zylinder-

  mantelförmiger Aufsatz geformt und-in demseiben mittels eines

  Stempels mit Außengewinde-ein Innengewinde eingepreßt wir'

  zugsweise wird dieses Verfahren in Form eines Folgeschnitts durchgefÜhrt.
• Lan kann einmal die #dandung des Aufsatzes radial nach innen auf den ötempel aufpressen, wobei zweckmäßigerweise der obere Stirnrand des Aufsatzes-beim 1-reßvorgang durch einen lialtering niedergehalten wird, damit das kÄaterial nicht nach oben fließen kann. In- anderer -'.'d'eise- scann man auch die kiandung des itufsatzes zwischen dem iteiLpel und einer äußeren rin .gförmigen Ahrung in axialer z£ichtung pressen. Im einzelnen hängt die Verfahrensgestaltung von den _Liigenschaften, insbesondere der Zähigkeit und Fließfähigkeit des #,erkstoffes und von der Gewindeform ab.
• Jenn-die Kaltformbarkeit des Werkstoffes gering ist-oder das uewinde eine große Tiefe besitzt, kann die Formung des üewindes mittels eines odermehrerer Vorformstempel in mehreren Stuten erfolgen.
• Schließlich schlägt die Erfindung Werkzeuge zur Jurchführung der Herstellungsverfahren und zur Formung der Blechmutter vor. ,iie Z-rfindung wird anhand einiger AusfÜhrungsbeispiele-unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Es stellen dar: 2igur 1 eine erste Ausführungsform-der Blechmut-ter' nachder Erfindung im Aufriß geschnitten, J'igur 2 - im Grundriß, Ifigur 3 eine zweite Ausführungsform der Blechmutter nach der Erfindung, Figur 4 ein verkzeug zur,Herstellung der Bleeb-mutter nach der Erfindung und .#'i gur ein weiteres i-V'erkzeug nach der ErZindung. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine federnde Blechmutter nach der Erfindung in Form einer Ochnappmutter. Diese besteht aus einer Grund:platte lt einem daranhängendeng,abgebogEinen Schnappachenkel 2 mit Zentrierbund 3 und einem-zylindrischen Aufsatz 4-. Vorzugsweise ist'der Aufsatz 4 mit der Grundplatte durch eine ansteigende Ring" wand 5 verbunden. In den Aufsatz 4 ist spanlos ein Innengewinde 6 eingeformt. Die Ringwand 5-läßt eine Federung der Blechmutter beim Anzug der zugehörigen Schraube zu, so daß die Blechmutter nach der Erfindung ein hohes Anzugsmoment aufnehmen kann.
• Figur 3 zeigt eine abgewandelte,Blechmutter,_ bei der die Ringwand 5, fehlt. Diese Blechmutter kann also dort eingesetzt werdeng--wo keine Federeigenschaften erforderlich sind. Das Gewinde 61 hat eine abweichende Form gegenüber dem Gewinde .6 nach Figur 1. Selbstverständlich läßt sich.Jede Gewindeform in die Bleehmutter nach4er Erfindung einpressen. Das Gewinde nach Figur 1 paßt etwa-zu einer Blechschraube, das Gewinde nach Figur 3 entspricht einem inetri- - sehen Göwinde4 Das Gewinde der ?lechmutter nach der Erfindung kann selbstverständlich auch jede beliebige Sonderform haben.
• Die Anzahl der Gewindegänge innerhalb des Aufsatzes4 kann-den Jeweiligen Anforderungen-ange-paßt werden. Der.Aufsatz kann durch Ziehen in mehreren ßtufen so hochgemacht werdeng daß man bspw. bis zu 5 Gewindegänge unterbringen k- . Die en ein Muttergewinde zu stellende Forderungg daß seine axiale Länge das ob6- b:Li o98-fache des Durchmessers des Sahraulbenschafts beträgt$ kana.durch die Blechmutter naoh-der Erfindung erfüllt worden. Im ei-- 1n.en wählt man den Werkätoff für die Bleahmutter entsprechend den Festigkeitseigänschaften und der VerarbeitbßLr.Icelt aus. -Dett-'WArk-.' stoff ka= weiterhin vergütet werdellb .Figur 4 zeigt ein-derkzeug zur Herstellung der Blechmutter'nach der -rfindung, In der teils schematischenTarstellung nach Figur 4 erkennt man einen Laschinentiech 7 einer l'olgeschnittmaauhine. üian sieht ferner das Blechband 8, aus dem die einzelnen Bleahmuttern gefor#iut werdeng mit einem zylindermantelförmigen Aufsatz 9, in dem im Sinne der Erfindung spanlos ein Innengewinde geformtwerden soll. Ein Unterstempel 10 trägt am Köpfende einen Gewindeanaatz 11, der -dem.Gewind-e der Schraube gleich ist. Der Antrieb des Unterstempels 10 ist in der Figur nicht dargestellt. Der überstempel ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem kreßkolben 12 sowie einem zylindrischen Ireßmantel 13, die in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sinde Einzelheiten des Antriebe des Oberwerkzeuges sind ebenfalls nicht dargestellt@ In eineRingführung 14, die In dem dargestelltenBeispiel unterhalb*des Kopfes einer in den Preßkolben 12 hineinreichenden Spannschraube 15 ausgebildet ist# sitzenKranzabschnitte 16 vonRingsegmentbaakon 17. Die jeweilige Anzahl von Ringgegmentbacken hängt von dem Durchmesser des zu formenden dewindes ab. Die-Iiingsegmentbacken 17 schließen sich zu einem vollständigen Ring..Am Oberteil der Ringsegmentbacken 17 sind ringförmige Keilflachen 18 ausgebild*tp die zu einer Bingkeilfläche 19 des Freßmantels 13 passen. Außerdem ist ein Haltering 20 vorhanden, der'mit seiner Stirnfläche auf derStirufläche des Autsatzea 9 aufsteht und.m-it,-einem Ansatz 21 an dem Preßkolben 12 abgestützt ist.'ln dem dargest.ellten Beispiel liegt der Haltering innerhalb der-RingegiK-mentbar,ken#17-uiid,-.Btützt sich an den KranzabschnItten 16 ab.
• Die Arbeitsweise des Werkzeuge naeh.Figur 4 ist folgendez-Sobald der Ülechstreifen 8 mit dem Rohaufsatz 9-in die in Figur 4 dargestellte Arbeitestellung eiuMmt, wird der Unterstempel 10 hochgeeahren, so-.daß sein Gewindöannats 11 Jm den-Aufaatz 9 eintritt'* Der Innen--#durohmeeaeg des.Au$Oatzea 9 paßt Über den GewIndeannailt den ün-teelotem Pele 10. - -Gleichze:t t ig tAgt das Oberwerkzeug ho=mt'Gre bis der 9 kolben 12 läuft dann nicht weiter nach unten, da er innerhalb des Preßmantels 13 federnd gehalten ist. Beim weiteren Vorschub des 1#reßmantels 13 werden die Ringsegmentbacken 17 unter der Wirkung der-Keilflächen 18 und 19 radial zusammengedrückt, so daß der Werkstoff des Äufsatzmantels in die Gewindegänge des -Unterstempels10 hineingedrückt wird und in dieselben hineinfließt. Der Haltering verhindertg daß der Werkstoff unter der -Wirkung der Ringsegmentbacken nach oben fließt.
• r7 Zum Abschluß werden-das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug auseinandergefahreng wobei, selbstverständlich der Unterstempel aus deit nunmehr geformten Gewinde des Aufsatzes herausgeschraubt-werden muß. Damit ist das mehrgängige Gewinde innerhalb den Aufsatzes fertig. In weiteren Arbeitsschritten kann man dann eine ansteigende Ringwand 5 sowie einen Schnappschenkel 2 formeng so daß man zu der Blechmutter nach Figur 1 kommt, In anderer Ausbildung des Fertigungsgangs erhält man eine Blechmutter nach Figur 3.
• Die abgewandelte. Ausführungsform eines Werkzeugs nach Figur 5 besitzt ebenfalls einen Unterstempel 10 mit einem Gewindeansatz 11. Das Oberwerkzeug besteht jedoch aus einem äußeren Haltemantel 22 und einem darin in azialer Richtung verschieblichen 1-reßkolben 23. Jer Haltemantel 22 eadigt in einem stirnseitigen Halteflansch 24, dessen Innendurchmesser dem Äußendurchmesser des Rohaufsatzes, gib.ich ist. An dem Preßkolben 23 sitzt-ein Kopfring 25, der auf*die gt-ir.ufläche des Ansatzes paßt.
• Bei der.Pormung-des Gewindes in dem Ansatz 4 fährt zunächst ebenfalle der-Unterstempel 10 in den Roheibatz des Bleo4bandes 8 ein. Sodomn fährt das Oberwerkzeug herunterg wobei zunächst der Ringflanach 24 den Rohaufsatz umfaßt. Beim weiteren liiedergehen des Oberwerkzeuges stößt der JL-reßkolben 23 mit dem KoPfring 25 auf die Stirnfläche des Aufsatzes 4, wobei der iiufsatz 4 zusammengedrüclt wird und in die üewindegänge des üewindeansetzes 11 des Unterstempels 10 hineinfährt. )aodann,fahren die-Werkzeuge in der bereits beschriebenen vieise wieder auseinander Jie beiden beschriLabenen Verfahren sind wahlweise anwendbar, %yas einerseits von den e.'erkstoffeigenschaften und andererseits von der Gewindeform abhänGt. Bei einem Gewinde mit breiten Gewindegängen, wo insbesondereaia euß der Gewindegänge eine vergleichsweise breite Yußflächevorhanden istg ist im allgemeinen das Verfahren nach Figur,5 zweckmäßierg während bei Gewindeformen, wo die Gewindegänge in rad ialer Richtung tief eingeschnitten sind, das Verfahren nach !'iß-ur 4 zweckmäßiger ist. Die Anwendung dieser Verfahren hängt je- doch hauptsächlich von praktischen Erprobungen ab.

Claims (1)

1. I- at; eilt ansprü.cli e 1. 1;21echmutter aus einem ziehfähigen jjlech mit einer,Grundplatte, daransitzenden hinhängeelementen und einem Gewindeteil, dadurch Sehennzeichnet, daß an der Grundplatte (1) einstückig ein Aufsatz (4) mit spanlos geformtem Innengewinde (6') sitzt. 2. -,Uechmutter nach änspruch 1, gekennzeichnet durch ein mehrgängiges Innengewinde. -i#lechmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, daß am 2uß des Aufsatzes (4) eine aus der Grundplatte (1) ansteigende Ringwand (5) angeordnet ist. 4. Verfahren zur Herstellung der Blechmutter nacheinem der Ansprüche 1 bis 3, durch mehrstufiges Ziehen und Aufdornen des Gewindeteils-" dadurch gekennzeichnet, daß in einer Elechscheibe ein zylindermantelförmiger Aufsatz geformt und in demselben mittels eines Stempels m it Außengewinde spanlos ein Innengewinde eingepreßt wird. Verfahren nach Anspruch-4, dadurch gekennzeichnet, daß die `viandung des Aufsatzes radial nach innen auf den Stempel aufgelpreßt wird. 6. Verfahren nach Änspruch dadurch gekennzeichnet, daß der obere Stirnrand des Aufsatzes beim Preßvorgang durch einen Haltering niedergehalten wird. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Otempel und einer äußeren ringförmigen Führung die Wandung.des Aufsatzes in axialer Richtung gepreßt wird. 8.- Verfahren-nach einem der Ansprüche 4 bis-7, gekennzeichnet durch eine mehrstufise Formillig des.Gewindes in dem Ansatz-mittels entsprechender-Vorformetempels .9#: Werkzeug zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß einem Stempel (10)-mit Außengewinde, der in den'Innendurchgang des Aufsatzes (4) paßtg ein Preßstempel (12, 13) mit schwenkbar gehaltenen eingsegmentbacken (17)-gegenübersteht, 10. Werkzeug nach Anspruch gt da . durch gekennzeichnet, daß die RingseKmentbacken.(17) mit Kranzabschnitten (1,6) in eine Ringführung (14) dia Freßkolbens (12) eingehängt sind und außerdem Keilflächen-(18) besitzen# die mit KeilfUchen (19) eines gegen-Üb#r dem' Pi#OBkolben, (12).in-axialer Richtung verschiebbaren -Preßmantels (13) zusammenwirken. 11. Werkzeug,nach-Auspruch 9 oder 10., dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der-Ringführung (14) ein Haltering (20) angeordnet istj-desseh Stirnfläche auf die $tirnfläche des Aufsatzea-(4) paßt* 12o Werkzeug zur DurchfÜhrung des-Verfahrens nach einem der Ansprüche 497 od:er'8t dadurch gekennzeichnet, daß einem Stempel (10,1 mit Außengewinde, der in den Innendurchgang des Aufsatzes (4) paßt2 ein Haltekantel (22, 24), der'die ZylinclermantelfläcIie des Aufsatzes (4) von außen umfaßt, sowie ein darin verscb-ebarer ',Preßkolben mit-einem Rin'gkopf,(25) gegenüberate . ht, dessen, Stirnfläche aut-. Ue Stirnfläche des'itutsatzes (4) Pakt,