DE1962687A1 - System mit eingeschlossener Mutter und Kaefig - Google Patents

System mit eingeschlossener Mutter und Kaefig

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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/02—Releasable fastening devices locking by rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/041—Releasable devices
    • F16B37/042—Releasable devices locking by rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/044—Nut cages

Description

L 498
Patentanwälte Prof. Dr.-lna.
Robert Msldau
Ι?ιρι.-!ηα.
Gustav Maldau
483 Gutereloh, Tel 34-Ο-4 OaiBttetr. A
3707-69
Pierre Louis LAUNAY, 134, Quai Louis Bleriot, '75-PAEIS 16e "
Frankreich
System mit eingeschlossener Mutter und Käfig ο
Die Priorität der ianzösischen Anmeldung Ur. 178.664 vom 17.12.1968 wird in Anspruch genommen .
Die Erfindung betrifft die Systeme, welche
durch eingeschlossene Muttern und ihre Käfige gebildet werden, auf ein Blech von einer Seite desselben aus aufgesetzt werden und Bolzen von der gleichen Seite aus aufnehmen sollen, insbesondere infolge der Unsugänglichkeit der anderen Seite, welche z.B. davon herrührt, dass das Blech einem wenigstens teilweise geschlossenen Kasten angehört.
Von derartigen Systemen betrifft die Erfindung insbesondere solche mit einer Mutter mit Lappen zum Zusammenwirken mit einem in dem Blech an der gewünschten Stelle ausgebildeten genuteten Loch und einem Halte- und !Führungskäfig, welcher ebenfalls in dieses Loch eingesetzt ist und Längsfenster besi'tzt, welche mit den Lappen der Mutter so zusammenwirken, dass sie Axialverschiebungen aber keine Ver-
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drehungen derselben zulassen, wobei Anschlagteile das Eintreten des Käfigs in das Loch begrenzen, und Teile zur Verhinderung einer Verdrehung vorgesehen sind, welche mit den Nuten - des Lochs nach axialer Einführung des mit der Mutter versehenen Käfigs in dieses Loch mit nachfolgender Verdrehung des Käfigs um vor zugs v/ei se 90° zusammenwirken.
Derartige Systeme sind insbesondere in
dem am 5. April 1951 eingereichten und am 24· November 1954 erteilten zweiten Zusatzpatent Nr. 61.552 zu deia auf den gleichen Namen am 20, Januar 1950 eingereichten und am 27· Februar 1952 erteilten französischen Hauptpatent Nr. 1.008.903 beschrieben. . - '
^ Bei diesen bekannten Systemen werden die
Käfige durch Ziehen eines vorher sternförmig ausgeschnittenen dünnen Metallblechs gebildet, so dass jeder Käfig eine Art von Blütenkrone bildet, bei deren verschiedenen "Blütenblättern" das freie Ende nach aus sen umgebogen ist. Zwei dieser "Blütenblätter" sind in besonderer Weise so verformt, dass sie in die Nuten des genuteten Lochs eintreten können, um die Verdrehung des Käfigs zu verhindern, nachdem dieser mit seiner Mutter in das Loch eingeführt und hierauf das Ganze um eine Vierteldrehung verdreht wurde.
Diese Ausführungen besitzen trotz ihres unbestreitbaren Interesses folgende Nachteiles
- Die mangelhafte Dichtigkeit der herge-
f stellten Verbindungen infolge des Vorhandenseins von Zwischenräumen zwischen den verschiedenen den Käfig bildenden "Blütenblättern" , insbesondere zwischen ihren ringförmig verteilten umgebogenen, zwischen dem B^lech und dem angesetzten Teil eingespannten Endenj
·.- Die Erzeugung von Geräuschen oder Pfeifen durch Eindringen von Luft in diese Zwischenräume, selbst wenn diese einen sehr kleinen Querschnitt haben, bei Verschiebungen der mit diesen eingeschlossenen Muttern versehenen Anordnungen mit grosser Geschwindigkeit, wenn diese Anordnungen z.B. bei Kraftfahrzeugkarosserien oder Luftfahrzeugen verwendet werden|
• - Die Gefahr, dass die eingesetzten Käfige 'aus ihren LöoJiern vorzeitig freikommen, d.h. bevor die Verbindung
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hergestellt wurde, für welche sie bestimmt sind, da nichts verhindert, dass, jeder Käfig unter.der Wirkung von Schwin-CMT.-;en o.dgl. zunächst axial in dem Sinn, des Herausziehen aus dem Loch verschoben (wodurch er für Verdrehungen entriegelt wird) und hierauf um eine Vierteldrehung verdreht wird, war. sein axiales Herausziehen mit der Mutter aus dem Loch durch eine einfache Translationsbewegung ermöglicht.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen
durch Herstellung der Dichtigkeit und der Geräuschlosigkeit der mittels derartiger Systeme hergestellten Verbindungen und vorzugsweise ausserdem der axialen automatischen Verriegelung der Käfige dieser Systeme nach ihrem Einsetzen abzuhelfen.
Hierfür wird erfindungsgemäss der Käfig
eines derartigen System durch eine in der Längsrichtung geschlitzte Buchse aus einem in der Form geformten Kunststoff (insbesondere Nylon) gebildet, welche an einem Ende mit einem äusseren kontinuierlichen Bund zusammenhängt, wobei die Teile zur Verriegelung dieses Systems gegen eine Verdrehung durch an die Buchse mitangeformte Ansätze gebildet werden.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Pig. 1 und 2 zeigen in einem Axialschnitt
längs der Linie I-I der Pig. 2 bzw. in einer Ansicht auf ein Ende ein erfindungsgemasses System mit einer eingeschlossenen Mutter und einem Käfig.
. Pig. 3 zeigt einen Arbeitsschritt der Anbringung dieses- Systems an einem Blech.
Pig. 4 und 5 zeigen in zwei zueinander
senkrechten Axialschnitten die Gesamtanordnung mit einem derartigen System, einem Teil des Blechs, an welchem es angebracht ist, einem mit ihm zusammenwirkenden Bolzen und einem Teil des an dem Blech angebrachten Stücks, wobei die rechte Hälfte der Pig. 4 dem Beginn des Einschraubens entspricht.
Pig. 6 zeigt die Porm eines in einem Blech ausgebildeten genuteten Lochs zur Aufnahme des obigen Systems.
Pig. 7/zeigt in gleicher Darstellung wie
Pig. 1 eine Ausführungsabwandlung des erfindungsgemässen Systeme mit eingeschlossener Mutter und Käfig.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
soll -eine eingeschlossene Kutter an einem Blech von der gleichen Seite aus angebracht werden, von welcher aus die Bolzen . eingesetzt v/erden, welche mit der Kutter zur Anbringung von . entsprechenden Teilen an diesem Blech zusammenwirken sollen.
In an sich z.B. durch das genannte Zusatzpatent bekannter Weise umfasst das System eine Mutter 1 mit wenigstens zwei Lappen 2, welche mit einem geringen Spiel durch ein Loch 3 mit ITuten 4 treten, welches- in dem Abschnitt des Blechs 5 ausgebildet ist, an welchem die Mutter angebracht werden soll, sowie einen Käfig 6 mit sich über seine ganze Länge erstreckenden Längsfenstern 7» in welchen die Lappen der Mutter geführt werden, ohne dass sich die Mutter drehen kann, wobei die Dicke des Käfigs so klein ist, dass er zwischen der Mutter 1 und dem Loch 3 untergebracht v/erden kann.
Der Käfig besitzt einen Boden 8 mit einem
Loch 9» welches wenigstens ebenso gross wie die Gewindebohrung der Mutter ist, wobei der Rand dieses Lochs den Austritt der Mutter verhindert.
Anstatt diesen Käfig 6 wie bei den bekannten Systemen durch ein sternförmig ausgeschnittenes umgebogenes Blech zu bilden, wird er hier durch eine Buchse aus einem in der Form formbaren Kunststoff gebildet, z.B. aus dem unter dem Namen "Nylon" bekannten Superpolyamid, wobei die Buchse wie die bekannten Längsfenster zur Führung 7 und einen Boden 8 mit einem Loch 9 aufweist, wobei jedoch ihr dem Boden abgewandtes Ende durch einen äusseren kontinuierlichen Bund 10 abgeschlossen wird. ., . .
Die Teile zur Verhinderung einer Drehung
werden hier durch Ansätze 11 gebildet, welche an die Buchse in Winkelstellungen mitarigeformt sind, welche um 90° gegen die Fenster 7 versetzt sind.
Bei den dargestellten bevorzugten Ausführungsformen besitzt der Bund einen Halbmesser, welcher grosser als der grösste Halbmesser des genuteten Lochs ist, so dass er den den grossten Halbmesser aufweisenden Abschnitt dieser Nuten überdeckt. Er besitzt ausserdem wenigstens eine kontinuierliche, vorzugsweise ringförmige Rippe 19» welche axial auf der einen
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und/oder dor anderen Seite des Bundes vorspr5.ngt, wobei die axiale Itöh.2 der Rippe län^s derselben überall die gleiche ist.
Diese Rippe 19 kann an dem Umfang des Bundes 10 oder in einem Zwicchenabschnitt desselben vorgesehen werden.
Es können mehrere konzentrische Rippen vorgesehen v/erden.
Jede Sippe kann durch eine örtliche Werk-
stoffverdickung (Pig. 7) gebildet v/erden, oder auch durch eine örtliche faltung des Bundes - welche ein umgebogener Rand sein kann -, welche keiner örtlichen Verdiekung entspricht (Pig. bis 4).
Diese letztere Lösung kann zweckmässig
sein, wenn die Gesauitdieke des Bundes in abgeplattetem Zustand begrenzt werden soll, wobei die Faltung im Grenzfall bei ihrer axialen Abplattung wieder vollständig eben gemacht werden kann.
Zur Herstellung einer Verbindung mit
einem derartigen System mit Mutter und Käfig geht man folgendermassen vor:
- Nach Einsetzen der Mutter 1 in die Buchse
6, z.B. bei der Formung, wird die durch die mit der Mutter versehene Buchse gebildete Anordnung in das genutete Loch 3 eingeführt, bi3 die Ansätze 11 axial an dem Rand des Lochs anschlagen.
- Hierauf erteilt man dieser Anordnung
eine Vierteldrehung,, nach deren Beendigung die Ansätze 11 axial in die Nuten 4 eintreten, wodurch die Anordnung gegen eine Verdrehung verriegelt wird.
Der Bund 10 liegt dann an dem Rand des Loche an·
•Bei der nachfolgenden Anbringung eines
Teils 12 (Blech o.dgl.) an dem Blech 5 genügt es, diesen Teil so auf das Blech 5 zu legen, dass das Loch 3 einem in diesem Teil ausgebildeten Loch 13 gegenüberliegt, und hierauf einen Bolzen 14 in die eingeschlossene Mutter 1 durch diese beiden Löcher hindurch einzuschrauben, wodurch der Teil 12 an dem Bleoh 5 unter ZwIsehenoehaltung des Bundes 10 und Abplattung der Rippe 19 festgezogen wird, wobei die Rippo eine Dichtung
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zwischen diesem Teil und dem Blech bildet.
Die hergestellte Verbindung ist besonders. dicht und geräuschlos. "
Zweekmässig werden ausaerdem an der Buchse
Teile vorgesehen, weiche eine axiale Verriegelung des an dem. Blech angebrachten Systems- herstellen und so das ungewünschte Herausziehen desselben vor seiner Benutzung verhindern.
Bei einer ersten in 3?ig* 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform sind diese Verriegelungsteile die Ansätze 11 aussen begrenzende Schrägflachen.
An jedem Ansatz sind zwei derartige
Schrägflächen vorhanden, welche sich durch eine den grössten W Halbmesser besitzende scharfe Kante 15 aneinander anschliessenf nämlich eine erste Schrägfläche 16, welche zu Beginn der Einführung des Käfigs in das loch 3 mit den Böden der Hüten 4 zusammenwirkt und dabei den Käfig radial allmählich zusammendrückt, wie dies in Pig. 3 sichtbar ist, wobei diese Zusammendrüekung durch das Vorhandensein der Fenster 7 Mit verhältnis™ massig nachgiebigen Rändern 7« in der Seitenfläche der Buchse ermöglicht wird, und eine zweite Schrägfläche 17» deren Schräglage der der ersten entgegengesetzt ist, wobei der Neigungswinkel dieser zweiten Schrägfläche gegen die Achse des Käfigs vorzugsweise kleiner als der der ersten Schrägfläche gegenüber dieser Achse ist, wobei diese zweite Schrägfläche mit einem ) Boden einer Nut 4 am Ende der axialen Einführung der Buchse zusammenwirkt, was eine elastische radiale Entspannung der Buchse und somit einen gewissen elastischen Widerstand gegen ihr spateres axiales Herausziehen zur Folge hat.
Ein derartiges axiales Herausziehen ist
nicht unmöglich, kann jedoch nicht von selbst erfolgen und erfordert eine gewisse Kraft.
Wenn das Einsetzen des Käfigs unbedingt
nicht umkehrbar sein soll, braucht nur die zweite Schrägfläche 17 duroh eine Nut ersetzt zu werden.
Die axiale Abmessung dieser Schrägflache
oder Nut ist vorzugsweise verhäitnismässig gross f so äass ein und dasselbe System für die Anbringung von Teilen verschiedener Dicke benutzt werden kann. '·■ . ·
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• W
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Bei einer zweiten in Pig. 7 dargestellten
Aus fuhr uniform der Mittel zur axialen Verriegelung ist aussen an dem svliri-Irirjotion i-iantel der Buchse wenigstens ein Vorsprung 20 vorgesehen, Y.'olcher die Form eines oder mehrerer Zapfen oder vorzugsweise eines ringförmigen Wulstes hat? welcher in '«irkliehkeit infolge des Vorhandenseins der !Fenster 7 aus zwei Bögen beoteht.
Der Querschnitt der Buchse an der Stelle
dieses Vorsprungs 20 ist etwas grosser als der des Lochs 3 in seinen Huten.
Die axiale Einführung der Buchse in das
Loch erfordert daher eine leichte radiale Zusammenziehung der Buchse (welche durch die Elastizität des die Buchse bildenden Werkstoffs und insbesondere durch das Vorhandensein der Fenster 7 ermöglicht wird).
Die nachfolgende elastische Entspannung
bringt den Querschnitt wieder auf seine normale erweiterte Form, was später jedes unerwünschte axiale Herausziehen der Buchse aus dem Loch verhindert.
Es ist su bemerken, dass diese Verriegelung
gegen ein versuchtes axiales Herausziehen besonders wirksam ist, wenn ein Teil der Mutter axial in der Zone der Buchse liegt, in welcher sich der Vorsprung 20 befindet, da sein Vorhandensein in dieser Zone dann jede Zusammenziehung des Querschnitts der Buchse verhindert.
Um eine Anbringung der Buchse an Blechen
verschiedener Dicke zu ermöglichen, liegt zweckmässig der Vorsprung axial dem Bund nicht zu nahe·
Sein axialer Abstand von diesem Bund wird
jedoch vorzugsweise durch die Möglichkeit des Herausziehens der Ansätze 11 aus den Nuten des Lochs 3 begrenzt. Um ein derartiges ungewünschtes Herausziehen zu verhindern, ist der axiale Abstand zwischen dem Vorsprung 20 und der ihm zugewandten Seite des Bundes 10 kleiner als die Summe der Dicke des Blechs 5 und der axialen Abmessung der Ansätze 11.
. Die mit Lappen versehene Mutter weist vorzugsweise auf der dem Boden 8 abgewandten Seite einen ringförmigen Wulst 18 auf, dessen Aussendurchmesser nur^ wenig kleiner
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als der Innendurchmesser der Buclino 6 ist. Dieser Wulst '/örgrÖHoert die Länge des Gebindes für eine ne^ebene axiale Abmessung der Lar-pen 2 und verringert die Gefahr einer "Verformung der limiter bei dem stärksten Anzug.
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Claims (9)

  1. - 9 - 3707-69
    Patentansprüche
    \1 «)) System mit eingeschlossener Kutter
    und Käfig zur Anbringung an einem Blech von einer Seite desselben aus zur Aufnahme von von der gleichen Seite her eingesetzten Bolzen mit einer mit Lappen versehenen Mutter, welche mit einem in dem Blech ausgebildeten genuteten Loch zusammenwirkt, und einem ebenfalls in dieses Loch eingesetzten Halte- und Führungskäfig,'dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig durch eine Buchse (6) aus einem in der Form geformten Kunststoff gebildet wird und Längsfenster (7) aufweist, welche mit den Lappen (2) der Mutter (1) zusammenwirken, wobei sich die Buchse an einem Ende an einen äusseren kontinuierlichen Bund
    (10) anschliesst, wobei an die Buchse mitangeformte Ansätze
    (11) mit den Nuten (4) des Lochs (3) zur Verriegelung gegen eine Verdrehung der Buchse nach dem axialen Einsetzen der mit der Mutter versehenen Buchse in das Loch mit nachfolgender Verdrehung derselben zusammenwirken.
  2. 2.) System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse aus einem Superpolyamid besteht.
  3. 3.) System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Bund der Buchse wenigstens eine axial an der einen und/oder der anderen Seite des Bundes vorspringende kontinuierliche Rippe (19) aufweist.
  4. 4·) System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe ringförmig ist.
  5. 5.) System nach Anspruch.3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe durch eine örtliche Faltung des Bundes gebildet wird.
  6. 6.) System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe durch den äusseren umgebogenen Rand des B^undes gebildet wird.
  7. 7.) System nach einem der Ansprüche der
    Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindri sche Seitenwand der. Buchse wenigstens einen an der Aussen flache dieser Wand radial nach au33en vorspringenden Vorsprung (20) aufweist, wobei der Querschnitt der Buchse an der Stelle
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    dieses Vorsprungs etwas grosser als der des zum Zusammenwirken mit dem System bestimmten genuteten Lochs ohne Berücksichtigung der Nuten desselben ist und der axiala Abstand zwischen diesem Vorsprung und der ihm zugewandten Seite des Bundes kleiner als die Summe der Dicke des das genutete Loch enthaltenden Blechs
    und der axialen Abmessung eines Ansatzes (11) ist.
  8. 8.) System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass,der Vorsprung die form eines ringförmigen
    Wulstes aus zwei voneinander durch die Fenster in der zylindrischen Wand der Buchse getrennten Bogen hat.
  9. 9.) System nach, einem der Ansprüche 1 bis
    6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze Schrägflächen (16) aufweisen, welche elastisch mit den Beden der Muten der genuteten Locher zu Beginn ihrer Einführung in diese Nuten zusammenwirken, vfobei die Scheitel oder Teile grössten Durchmessers
    (15) dieser Schrägflächen sich axial an Teile kleineren Durchmessers anschiiessen, welche am Ende der Einführung mit diesen Rändern zusammenwirken.
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    BADORtGlNAL
    Leerseite
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