-
"Anschlagmutter sowie Verfahren und Gerät zu ihrer Befestigung an
Blech oder anderem tafelförmigen Mateflal? Die Erfindung bezieht sich auf selbstchlagende
und -festlegende Muttern, die, wenn sie an Blech oder anderes plattenförmiges Material
angelegt werden, selbst eine Öffnung in das Blech schlagen und durch Klammerwirkung
festgehalten werden. Ausserdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und
ein Gerät zum Befestigen derartiger Muttern an Blech und plattenförmiges Material,
im folgenden kurz mit "Blech" bezeichnet.
-
Derartige Muttern werden im allgemeinen als "Anschlagmuttern" hezeichnet.
Diese Bezeichnung wird auch in der Folge verwendet.
-
Anschlagmuttern werden heute in vielen Industriezweigen, insbesondere
in der Kraftfahrzeugindustrie, bei der ein steigender Bedarf an Schraubenbefestigungen,
die einfach und wirtschaftlich an verhältnismässig dünnem Blech angebracht werden
können, besteht, immer mehr verwendet.
-
Es wurden bereits zahlreiche-Anschlagmuttern vorgeschlagen und verwendet.
Dazu gehören auch Muttern, die in einem einzigen Arbeitsgang das Blech durchschlagen
und sich daran festlegen. Die meisten dieser Muttern schlagen eine quadratische
oder rechteckige Öffnung in das Blech und weisen dementsprechend eine quadratische
oder rechteckige Form auf, die in die Öffnung eingreift und in dieser an zwei gegenüberliegenden
Rande-rn festgelegt wird.
-
Eine Aufgabe der -Erfindung ist es, eine neue, verbesserte Anschlagmutter
zu schaffen.
-
Eine weitere Auf gabe der Erfindung besteht darin, ein neues verbessertes
Verfahren und ein neues Gerät zum Befestigen derartiger Muttern an Blech zu schaffen.
-
Gemäss einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen
einer Anschlagmutter an Blech, das aus - folgenden Schritten besteht-: 1.) Aufsetzen
einer Anschlagnutter auf eine Seite eines Bleches, wobei die Anschlagmutter einen
Körper mit einer Umfangsoberfläche und'einen Durchschlagteil mit Seitenflächen und
einem Stanzteil aufweist und wobei wenigstens ein Teil der Peripherie der Anschlagmutter
eine Schulter aufweist, die sich von'den Seitenflächen des Durchschlagteils nach
aussen bis zur Umfansoberfläche -des Körpers erstreckt und parallel oder im wesentlichen
parallel
zur Ebene des-Stanzteils verläuft, wobei der Durchschigteil
im sich parallel zur Ebene des Stanzteils e;rstreckenden Querschnitt vieleckig und
wenigstens ein Teil seiner Seitenflächen im Bereich der Schulter unterschnitten
ist; 2.) Aufsetzen eines eine zur Aufnahme des Durchschlagteils dienende Ausnehmung
aufweisenden Gegenhalters auf die andere Seite des Bleches gegenüber der Anschlagmutter;
3.) Anpressen des Stanzteils des Durchschlagteils an .das Blech, um den Durchschlagteil
durch das Blech in die Ausnehmung des Gegenhalters zu schlagen, so dass in dem Blech
eine Öffnung entsteht und die Ränder der so hergestellten Öffnung dazu gebracht
werden, zwischen die Schulter und den unterschnittenen-Teil oder die unterschnittenen
Teile der Seitenflächen des 1)urohsclilagtells zu greifen, so däss die Anschlagmutter
am Blech befestigt wird.
-
Erfindungsgemäss kennzeichnet sich dieses Verfahren daduroh, dass
a) der Durohschlagteil im Querschnitt eine im wesentlichen vieleckige Form und abgerundete
Ecken hat; b) die Ausnehmung im Gegenhalter einen grösseren uerschnittsbereich als
der Stanzteil des Durchschlagteils hat und so geformt ist, dass sie nur mit einem
Teil der Umfangseber fläche des Stanzteils beim Einschlagen zusammenwirkt, um in
das Blech, an dem die Anschlagmutter zu befestigen ist, eine Öffnung zu schneiden
und c) diese Öffnung in den Bereichen, in denen der Stanzteil und die Ausnehmung
im
Gegenhalter zusammenwirken, durch Schneidwirkung-in dem-Blech
hergestellt wird, während sie in den übrigen Bereichen ohne Schneidwirkung hergestellt
wird, wobei die Ränder der in dem Blech hergestellte.n ffnung sich zwischen die
Schulter und den unterschnittenen Teil-ader die unterschnittenen Teile -der Seitenflächen
des-Durchschlagteils in den Bereichen einlegen, in denen die Ausnehmung des Gegenhalters
und der Durchschlagteil zusammenwirken.
-
Auf Grund des Unterschi-edes zwischen der Form des-Durchschlagteils
und der Form .der Ausnehmung im Gegenhalter wird das Blech nur in dem Zusammenwirkungsbereich
zwischen dem Durchschlagteil und der Ausnehmung im Gegenhalter durch eine wirkliche
Schneidwirkung dur¢hschlagen, während in dem nicht zusammenwirkenden Bereich der
Ausnehmung des Gegenhalters und des Einschlagteils ein Reisevorgang stattfindet.
-
Die Ausnehmung im Gegenhalter kann die gleiche-vieleckige Form wie
der Durchschlagteil haben, wobei sie jedoch keine abgerundeten Ecken .aufweist'
so dass nur die geraden.
-
Seitenflächen des Durchschlagteils mit der Ausnehmung des Gegenhalters
zusammenwirken.
-
Es ist jedoch auch möglich, dass die Ausnehmung des G.egenhalters
rund ist und einen derartigen Durchmesser hat, dass nur die abgerundeten Ecken des
Durchschlagteils mit
der Ausnehmung des GegenhaLters zusammenwirken.
-
Diese.Anordnung hat den Vorteil, dass es nicht erforderlich ist,
den Durchschlagteil gegenüber der AUsnehmung-des Gegenhalters auszurichten, so dass
das Gerät zum Befestigen der Anschlagmutter an einem Blech wesentlich einfacher
als bei den bisher verwendeten Anschlagmuttern sein kann, bei denen ein winkelförmiges
Ausrichten der Anschlagmutter gegenüber der Ausnehmung im Gegenhalter erforderlich
ist. Ausserdem wird verhindert, dass die Anschlagmutter sich nach ihrer Befestigung
an dem Blech, gegenüber diesem dreht, weil der Durchschlagteil eine im wesentlichen
vieleckige Form hat. -Gemäss einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Herfahren
zum Befestigen gleichartiger Anschlagmuttern an einem Blech oder plattenförmigem
Material, wobei jede Anschlagmutter einen Körper. und einen im Querschnitt im wesentlichen
vieleckigen, mit einem Stanzteil versehenen Durchschlagteil aufweist und sich eine
Schulter vom Umfang des Durchschlagteils zur Umfangsoberfläche des Körpers nach
aussen erstreckt.
-
Erfindungsgemäss kennzeichnet sich dieses Verfahren dadurch, dass
der Durchschlagteil im Querschnitt abgerundete Ecken aufweist und dass folgende
Verfahrenschritte vorgesehen sind:
1.) Aufsetzen eines eine zylindrische
Ausnehmung aufweisenden Gegenhalters auf eine Seite des Blechs; 2.) Zuführen einer
Anzahl von einzelnen gleichartigen Anschlagmuttern zur gegenüberliegenden Seite
des Blechs, wobei jede Anschlagmutter derart aufgesetzt wird, dass sie jeweils axial
mit der Ausnehmung des Gegenhalters ausgerichtet ist und gegenüber dieser eine beliebige
relative Winkelstellung einnimmt, und 3.) Anpressen des Durchschlagteils an -das
Blech, um.
-
den Durchschlagteil durch das Blech und in die Ausnehmung des Gegenhalters
zu schlagen, so dass an den abgerundeten Ecken, an ebenen der Durchschlagteil und
die Ausnehmung des Gegenhalters zusammenwirken, durch Schneidwirkung eine Öffnung
hergestellt wird und die Ränder der so hergestellten Öffnung dazu gebracht werden,
zwischen die Schulter und die unterschnittenen Teile des Durchschlagteils zu, greifen,
so dass die Anschlagnutter-am Blech befestigt ist.
-
Gemäss einem weiteren Aspekt betrifft-die Erfindung eine Anschlagmutter
zum insetzen in Blech oder platten.-förmiges Material mit einem von einer Umfangsbberfläche
begrenzten Körper und einem von Seitenflächen'begrenzten und einen Stanzteil aufweisenden
Durchschlagteil, wobei wenigstens ein Teil des Umfangs der Anschlagmutter eine Schulter
aufweist, die sich von den geranden Seitenflächen des Durchschlagteils
nach
aussen' zur Umfangsoberfläche des-Körpers erstrckt und im wesentlichen parallel
zur Ebene dea Stanzteils verläuft, wobei der Durchschlagteil im Querschnitt parallel
zur Ebene des Stanzteils eine vieleckige Form hat und wenigstens ein Teil des Durchschlagteils
im Bereich der Schulter unterschnitten ist.
-
Die erfindungsgemässe Anschlagmutter kennzeichnet sich dadurch, dass
der Durchschlagteil im Querschnitt im wesentlichen eine vieleckige Form hat und
abgerundete Ecken autweiat.
-
Die Seitenflächen des Durchschlagteils können so unterschnitten sein,
dass sie zu dem sich an den Körper anschliessenden Ende des Durchschlagteils konisch
nach innen verlaufen.
-
Vorzugsweise ist der Durchachlagteil im Querschnitt im wesentlichen
quadratisch.
-
Es ist möglich, dass die geraden Seitenflächen des Durchschlagteils
oder die abgerundeten Ecken des Durchschlaggeraden teils oder sowohl die Seitentflachen
als auch die abgerundeten Ecken des Durchschlagteils unterschnitten sind.
-
Darüber h@naus betrifft die Erfindung ein Gerät zum DurchfUhren des
Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4 mit einem Gegenhalter, der eine zylindrische Ausnehmung
aufweist, und Mitteln zum Durchschlagen des Durchschlagteils einer Anschlagmutter
gemäss Anspruch 13 durch ein Blech oder
anderes plattenförmiges
Material, das überzder Ausnehmung des Gegenhalters liegt, so dass der Durchschlagteil
bis-in die Ausnehmung gelangt.
-
In den Zeichnungen, die einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
-zeigen,ist Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Anschlagmutter;
Fig. 2 ein Querschnitt auf der Linie 2-2 i-n Fig. 1; Fig. 3 ein Querschnitt auf
der Linie 3-3 in Fig. -1; Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Anschlagmutter gemäss
Fig. 1; Fig. 5 eine Seitenansicht, die teilweise im Schnitt das erfindungsgemäase
Verfahren veranschaulicht', wobei der Schnitt'durch die Anschlagmutter der Linie
A-A in Fig. 4 entspricht und das Anschlagen dieser Anschlagmutter an ein Blech dargestellt
ist; Fig. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen
Anschlagmutter; Fig-. 7 eine Draufsicht auf -ein anderes Ausfürungsbeispiel einer
erfindungsgemässen Anschlagmutter; Fig.,8 eine Seitenansicht, die teilweise im Schnitt
ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungege mässen Verfahrens Veranschaulicht,
wobei der Schnitt durch die Anschlagmutter der Linie A-A
in Fig.
4 entspricht und das Anschlagen dieser Anschlagmutter an ein Blech dargestellt ist,
und Fig. 9 ein Schnitt in verkleinertem Massstab durch das Gerät, das bei dem Verfahren
gemäss Fig. 5 verwendet wird.
-
Fig. 1 bis 4 zeigen eineAnschlagmutter aus gehärtetem Stahl, die
aus einem im wesentlichen sechseckigen Körper 10 besteht, dem an einer Stirnfläche
ein im wesentlichen quadratischer Durchschlagteil 11 axial angeformt ist, der Seitenflächen
15, 17 aufweist und an s-einem freien Ende als Stanzteil 12 ausgebildet ist.
-
Der Durchschlagteil 11 hat einen kleineren Durchmesser als der Körper
10, so dass sich von der Verbindungsstelle zwischen dem Körper 10 und dem Durchschlagteil
11 eine Schulter 13 etwa parallel zur Ebene des Stanzteils 12 nach aussen erstreckt.
-
Der Körper 10 und sein Durchschlagteil i1 werden von einer axialen
Gewindebohrung 14 durchsetzt.
-
Die Ecken 15 der Seitenflachen 15, 17 des Durchschlagteils 11 sind
so abgerundet, dass sie teilkreisförmig sind und auf dem Bogen eines in Sig. 4 gestrichelt
dargestellten gemeinsamen Kreises 16 liegen. Die Ecken 15 brauchen jedoch nicht
unbedingt teilkreisförmig zu sein, weil es auch genügt, wenn wenigstens ein Teil
jeder abgerundeten Ecke 15 auf dem Kreis 16 liegt.
-
Die geraden Seitenflächen 17 des Durchschlagteils 11 verlaufen nicht
parallel zur Achse der Gewindebohrung 14 der Anschlagmutter, sondern konvergieren
in Richtung des Körpers 10.Auch die Ecken 15 des Durchschlagteils 11 sind in ähnlich-er-Weise.
nach innen geneigt, so dass der ge-samte Durchschlag;teil 11 unterschnitten ist.Die
nach innen gerichtete Absohrägung der Seitenflächen 1.5-, 17 geht aus Pig. 2, 3
und 4 hervor.
-
Gegebenenfalls können jedoch auch lediglich die garden Seitenflächen
17 unterschnitten sein, wie in Fig.6 dargestellt ist. Andererseits ist es auch möglicg,
dass-nur die Ecken 15 untersohnitt-en sind. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig.
7 dargestellt.
-
Wie aus Fig. 5 und 9 im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel
gemäss Fig.1 bis 4 ersichtlich ist, wird die Anschlagmutter mittels eines aus einem
Körper 41 und einem Gegenhalter 19 bestehenden Geräts 40 in ein Blech oder ein anderes
plattenförmiges Material 18 eingeführt.
-
Der Gegenhalter 19 weist eine zylindrische Ausnehmung 20 und der
Körper 41 eine zylindrische Bohrung 42 auf. Der Körper 41 und der Gegenhalter 19
sind. so angeordnet, dass die zylindrische Ausnehmung 20 im Gegenhalter 19 unter
Ein- / haltung eines geringen Abstands axial mit der Bohrung 42-im Körper 41 ausgerichtet
ist, so dass das Blech 18 zwischen dem Gegenhalter 19 und dem Körper 41 über die
Ausnehmung 20
des Gegenhalters 19 gebracht werden kann. Der Körper
41 weist eine ufUhreinriohtung, 43 auf, die der Bohrung 42 einzeln nacheinander
mehrere Anschlagmutern zuführt.
-
Die Zuführeinrichtung 43 richtet die Anschlagmuttern nicht aus, 5,0
dass jede Anschlagmutter gegenüber den Achsen der zylindrischen Bohrung 42 und der
zylindrischen Ausnehmung eine beliebige Winkelstellung hat. Die zylindrische Bohrung
42 im Körper 41 dient zur verschiebbaren Lagerung eines' Plungers 44. Der Plunger
44 kann so betätigt werden, dass er den Stanzteil 12 jeder Anschlagmutter gegen
das Blech 18 drückt, so dass der Durchschlagteil 11 durch das Belch 18 in die Ausnehmung
20 des Gegenhalters 19 geschlagen wird.
-
Der Durchmesser der Ausnehmung 20 wird gewöhnlich ebenso gross wie
der Durchmesser des gemeinsamen Kreises 16, auf dem die abgerundeten Ecken 15 des
Durchschlagteils 11 liegen, gewählt. Demzufolge ist es nicht erforderlich, irgendeine
bestimmte Winkelstellung zwischen der Anschlagmutter und dem Gegenhalter 19 einzuhalten.
Es ist offensichtlich, dass dadurch das,Anschlagen wesentliche erleichtert wird,
da, wie bereits gesagt, keine Vorrichtung erforderlich istt von der die Anschlagmutter
und der Gegenhalter 19 in einer bestimmten relativen Winkelstellung gehalten werden
müssen.
-
Wenn der Durchschlagteil 11 der Anschalgmutter das Blech 18 durchsohlägt,
wird das Metall des Bleches im Bereich
der vier abgerundeten Eckenabschnitte
15 durch einen einfachen Stanzvorgang ausgeschnitten, weil die abgerundeten Ecken
15 praktisch mit der zylindrischen Oberfläche 21 der zylindrischen Ausnehmung -20
des Gegenhalters 19 in Kontakt stehen. Im Bereich zwischen der zylindrischen Oberfläche
21' des Gegenhalters 19 und den benachbarten geraden Seitenflächen 17 des Durchschlagteils
11 wird das Metall des Bleches 18 nicht glatt durhschnitten son,dern'zerrissen und
leicht min Bewegungsrichtung des Durchschalgteils 11 verschoben, so das ein kleines
Metallsegment 22 durch Reisswirkung entlang allen vier geraden Seitenflächen 17
des Durchschlagteils 11 vom übrigen Teil des Blechs 18 weg verschoben wird.
-
Wenn der Durchschlagteil 11 durch das Blech 18 gedrungen ist und
aus diesem Blech ein Metallstück 23 ausgestanzt hat, das im wesentlichen die gleiche
Form wie der Stanzteil 12 -des Durchschlagteils 11 hat, bewirkt der' swischen der
Schulter 13 der Anschlagmutter und der Oberseite 24 des Ggegenhalters 19 auf das
Blech ausgeübte Druck, dass das die in dem Blech entstandene Öffnung umgehende Metall
lokal dünner wird und an der Verbindungsstelle des Durohschlagteils 11 mit der-Öffnung
eo nach innen in die Unterschneidungen der Ecken 15'gequetscht und verschoben wird,
dass sich das Metall zwischen der Schulter 13 und den geraden Seitenflächen 17 des-Durchschlagteils
11 festlegt
und dadurch die Anschlagmutter fest mit dem Blech verriegelt.
-
Dort, wo zwischen dem Gegenhalter 19 und dem Durchschlagteil 11 keine
wirkliche Schneidwirkung vorliegt, also im Bereich der geraden Seitenflächen 17,
findet eine geringere Verschiebung der unter Reisswirkung stehenden kleinen Metallsegmente
22 in die zurückspringenden Teile statt, weil die Ränder der kleinen Metallsegmente-
22 nicht zwischen die Oberseite 24 und die Schulter 13 gequetscht werden, wobei
sie dennoch in verhältnismässig geringem Umfang mit den zurückspringenden Teilen
in Eingriff kommen.
-
Da der Durchschlagteil 11 quadratisch ist, wird eine , Relativdrehung
zwischen der- Anschlagmutter und dem Blech vermieden.
-
Bei der in Fig. 6 dargestellten Anschlagmutter greift das Metall
des Bleches 18 nur in den zurückspringenden Teil zwischen der Schulter 13 und den
geraden Seitenflächen 17 ein.-Wie bereits gesagt wurde, ist der Grad des Eingriffs
in diesem Falle verhältnismässig klein, Bei der in Fig. 7 dargestellten Anschlagmutter
greift das Metall des Bleches 18 nur in den zurückspringenden Teil zwischen der
Schulter 13 und den nach innen abgesehrägten abgerundeten Ecken i5'ein, so dass
die ausgerissenen kleinen Metallsegmente 22 höchstens eine geringe Festlegung bewirken.
-
Es ist zu beachten, dass der Körper 10 neben der hier beschriebenen
sechseckigen Form jede beliebige Form haben kann.
-
So kann der Körper in der zur Achse der Gewindebohrung 14 rechtwinklig
liegenden Ebene rund, quadratisch oder achteckig sein. Jedoch ist es zweckmässig,
den Körper 10 sechseckig auszubilden, so dass die Anschlagmutter in einer gewöhnlichen
Gewindeschneidmaschine geschnitten werden kann, die normalerweise mit Mitteln zum
Erfassen von Sechskantmuttern ausgestattet ist.
-
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass die Erfindung
eine sehr zweckmässige Anschlagmutter und ein sehr zweckmässiges Verfahren zum Befestigen
dieser Anschlagmutter an eine Blechplatte schafft, da die Ausnehmung 20 in dem Gegenhalter
19 eine einfache zylindrische Öffnung ist. Auf Grund dieser zylindrischen Form der
Ausnehmung 20 des Gegenhalters 19 brauchen die Anschlag mutter und der Gegenhalter
19 nicht in einer bestimmten relativen Winkelstellung gehalten zu werden. Daraus
ergibt sich, dass das zum Befestigen der Anschlagmutter dienende Werkzeug wesentlich
vereinfacht werden kann, was wiederum eine wirtschaftlichere Herstellung als bisher
ermöglicht.
-
Ausserdem ist die' Herstellung des Gegenhalters 19 mit einer einfachen
xylindrischenrÖfnung wesentlich einfacher und wirtschaftlicher als die Herstellung
eines Gegenhalters 19
mit der bisher erforderlichen rechteckigen
Öffnung. zweiten Gemäss einem/Ausführungsbeispiel des erfindungagemässen Verfahrens
kann eine Einschlagmutter gemäss Fig. 1 bis 4 oder gemäss Fig. 6 und 7 in Verbindung
mit einem Gegenhalter 29 gemäss Fig.8 verwendet werden.Der Gegenhalter 29 weist
ein Ausnehmung 30 auf, die rachtecking ist so dass es in diesem Prall, wie aus Fig.
8 ersichtlich ist, die geraden Seitenflächen 17 d.r Anschlagmutter sind, die eine
@ähte Schneidwirkung bewirken, während durch die abgerundeten Ecken 15 eine Reisswirkung
hervorgerufen wird, durch die abgerissene Teile 32 entstehen.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel bewirkt der von dem Gegenhalter 29
auf das Metall des Bleches 18 zwischen den Schultern 13 entlang den geraden Seitenflächen
17 ausgeübte Druck, dass das Metall des Bleches 18 lokal dünner und nach innen gequetscht
und verschoben wird, so dass es in den zurückspringenden Teil des Durchschlagteils
11 eingreift, währand an den Ecken 15 aus dem in Zusammenhang mit Fig.5 dargelegten
Grund ein verhältnismässing geringer Eingriff erfolgt.
-
Wenn eine Anschlagmutter, die nur entlang der geraden Seitenflächen
17 zurückspringende Teile aufweist, also wine Mutter gemäss Fig.6, verwendet wird,
tragen die ausgerissenen Teile 32 nicht zu einer Festlegung bei.
-
Wenn jedoch eine Anschlagmutter, die nur an den abgerundeten
Ecken
15 zurückspringende Teile aufweist, also eine Anschlagmutter gemäss Pig. 7, verwendet
wird, hängt die Befestigungswirkung von dem relativ geringeren Eingriff zwischen
den abgerissenen Teilen 32 und dem zurückspringenden Teil in den abgerundeten Ecken
15 ab.
-
Auch hier ist darauf hinzuweisen, dass die Ausnehmung 30 im Gegenhalter
29 verhältnismässig leicht und wirtschaftlich hergestellt werden kann, wenn man
einen Vergleich mit einer Gegenhalteröffnung sieht, die genau mit den "abgerundeten
Ecken" des Durchschlagteils 11 zusammenwirkt, obwohl die genau rechteckige Form
dieses zweiten Ausführungsw beispieles nicht so einfach und wirtschaftlich hergestellt
werden kann wie die runde Ausnehmung 20 des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen
Verfahrens. Es kommt hinzu, dass es bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erforderlich
ist, dass die Anschlagmutter gegenüber dem Gegenhalter 29 winklig genau ausgerichtet
sein muss.