DE19749383A1 - Kragenbolzen mit Verdrehsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in der Automo­ bilindustrie verwendet, um die Gehäusemasse mit dem Minuspol der Batterie elektrisch zu verbinden. Hierfür werden u. a. an Teilen der Karosserie, beispielsweise im Motorraum, Bolzen angeschweißt, die über einen daran anordenbaren Kabelschuh und ein Kabel mit dem Minuspol der Batterie elektrisch leitend verbunden sind.

In der DE-GM 91 11 564 ist beispielsweise ein Massebolzen zum Anbringen eines Kabelschuhs offenbart, der ein an ein Werk­ stück anschweißbares Bodenteil und einen sich daran anschlie­ ßenden Gewindebereich aufweist. Um einem Lösen der sowohl mechanischen als auch elektrischen Verbindung, beispielsweise durch auftretende Vibrationen, entgegenzuwirken, ist das Bo­ denteil als Sechskant ausgebildet, so daß über ein darüber anordenbares Kunststoffteil mit Innensechskant und Aussparun­ gen für einen Kabelschuh dieser verdrehsicher mittels einer Schraube befestigt werden kann.

Diese Art der Massekontaktierung bzw. Verbindung ist jedoch bezüglich der Arbeitsgänge als auch der Kosten aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache, kostengünstige und verdrehsichere Vorrichtung zur Kontaktierung eines Werkstücks zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Gegenstandes des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausbildung eines in Aufbringrichtung über ein In­ nengewinde hinaus verlängerten und im Innenumfang erweiterten Bereichs der Hutmutter kann diese im aufgeschraubten Zustand den nicht zylinderförmigen Kragen des Bolzens gänzlich über­ lappen bzw. überdecken und stirnseitig an dem Flansch anlie­ gen.

Hierdurch kann sowohl beim Schweißen, bei der Lagerung und beim Lackieren eine Verschmutzung der Kragenaußenflächen und der der Hutmutter zugewandten Flanschfläche zusätzlich zu dem Gewindebereich verhindert werden.

Erst dieses Zusammenwirken der derartig ausgebildeten Hutmut­ ter mit Kragen und Flansch ermöglicht eine verdrehsichere und kontaktierende Befestigung eines Kabelschuhs direkt auf dem Kragen, wobei vorteilhafterweise die Hutmutter nicht nur der Abdeckung und dem Schutz der Kontaktflächen, sondern auch zur Befestigung des Kabelschuhs dienen kann.

Bei der Erfindung wird die Verdrehsicherheit durch einen im Außenumfang nicht kreisförmig ausgebildeten Kragen erreicht, auf den ein Kabelschuh mit ebenfalls nicht kreisförmigem In­ nenumfang aufgeschoben werden kann. Hierbei müssen sich die jeweiligen Grundrisse aber nicht exakt entsprechen, sondern nur verdrehsicher ineinander eingreifen. So greift beispiels­ weise auch ein Außenvierkant in einen Innensechskant und umge­ kehrt verdrehsicher ein, solange die Abmessungen so gestaltet sind, daß genügend Berührungspunkte oder -flächen vorhanden sind.

Für einen Durchschnittsfachmann ergeben sich so ohne Weiteres eine beliebige Anzahl von Gestaltungsmöglichkeiten des Außen­ umfangs eines Kragens und des Innenumfangs eines Kabelschuhs. Nur beispielsweise seien hier Nuten, Rillen, Kerben, Ausspa­ rungen, Ecken mit geraden oder gebogenen Kantenflächen, in jeweils beliebiger Anzahl, sowie Kombinationen daraus für den Kragenaußenumfang und jeweils die entsprechenden hiermit in Eingriff bringbaren Möglichkeiten für den Innenumfang eines Kabelschuhs genannt.

Der sich in Richtung einer Schweißspitze an dem Kragen an­ schließende Flansch dient bei der Erfindung nicht nur als Anschlag für einen auf den Kragen aufschiebbaren Kabelschuh, sondern auch der Kontaktierung. Diese kann bei der Erfindung vorteilhafterweise sowohl über Stirnflächen der elektrisch leitfähigen Hutmutter mit einer Seite des Kabelschuhs (der damit mit dem Bolzen über das Gewinde in Verbindung steht), über die Innenumfangsfläche des Kabelschuhs, welche mit der Außenfläche des Kragens in Kontakt kommt, und über die dem Kabelschuh zugewandten Flanschfläche mit der anderen Seite des Kabelschuhs erfolgen.

Einen weiteren Vorteil der Erfindung stellt die Tatsache dar, daß wegen eines nicht mehr nötigen Kunststoffteils die gesam­ te Verbindung aus einem Material, nämlich Metall, besteht und bei der Verwertung/Entsorgung die Verbindung nicht mehr ge­ trennt (in Kunststoff und Metall) entsorgt bzw. verwertet werden muß.

Der Flansch kann nach der Erfindung als umlaufender Flansch ausgebildet sein, wobei er auch einen rotationssymmetrischen Außenumfang besitzen kann.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der umlaufende Flansch denselben Außendurchmesser wie die Hutmut­ ter oder überragt diesen. Hierbei können die einander Zuge­ wandten Flächen in einer Ebene, beispielsweise senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung liegen, so daß vorteilhafterweise nicht nur eine umlaufende Ringlinie sondern auch eine optimale große Ringfläche als Kontaktfläche zwischen Hutmutter­ stirnseite und der ihr zugewandtem Flanschseite entsteht.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Kragen am Außenumfang Kanten auf. Diese können über gerade oder gebogene Seiten miteinander verbunden sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kragen am Außen­ umfang als Vielkant, beispielsweise als Sechs- oder Achtkant, ausgeführt.

Auf diese Weise kann ein entsprechend als Vielkant ausgebilde­ ter Innenumfang des Kabelschuhs nicht nur auf einfache Weise, beispielsweise durch Stanzen, hergestellt werden, sondern auch in verschiedenen Stellungen auf dem Kragenvielkant verdrehsi­ cher angeordnet werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kragenbolzens;

Fig. 2 eine teilgebrochene Seitenansicht der Hutmutter;

Fig. 3 eine teilgebrochene Seitenansicht des Kragenbolzens nach Fig. 1 mit aufgeschraubter Hutmutter nach Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Kragenbolzen 1 weist an seinem einen Ende eine Schweißspitze 3 auf, welche zylinderförmig ausgebildet sein kann und an seinem anderen Ende einen Gewin­ debereich 5 mit Außengewinde 7 besitzt. Der Gewindebereich 5 ist mit der Schweißspitze 3 über einen Kragen 9 und einen sich daran anschließenden Flansch 11 koaxial verbunden bzw. aus einem eine gemeinsame Längsachse aufweisenden Stück gefer­ tigt. Der gegenüber dem Gewindebereich 5 im Außenumfang stu­ fenförmig erweiterte Kragen 9 ist als Sechskant mit geraden Seitenflächen ausgebildet. An diesem Kragen 9 schließt der gegenüber dem Kragen 9 im Außenumfang stufenförmig erweiterte umlaufende Flansch 11 an, welcher einen kreisförmigen Außen­ umfang besitzt.

Auf diesen in Fig. 1 als Einzelteil dargestellten, noch nicht mit einem Träger verschweißten Kragenbolzen 1 kann gemäß Fig. 3 eine in Fig. 2 als Einzelteil dargestellte Hutmutter 13 vom gewindebereichseitigen Ende her aufgeschraubt werden. Diese Hutmutter 13 weist, wie übliche Hutmuttern, einen schüsselför­ migen Kopfbereich 15 auf, an den sich ein Mittelbereich 17 mit Innengewinde 19 anschließt. Im Unterschied zu herkömmlichen Hutmuttern weist die erfindungsgemäße Hutmutter 13 in Richtung ihrer Öffnung einen über das Innengewinde 19 hinaus verlänger­ ten Bereich 21 auf, welcher gegenüber dem Innenumfang des Mittelbereiches 17 einen stufenförmig erweiterten Innenumfang 23 besitzt.

Der Außenumfang der Hutmutter ist im Bereich des Kopfes 15 und des Endbereiches 21 rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei der Außenumfang des Bereiches 21 größer als der Außenumfang des Kopfes 15 ausgebildet ist. Statt einer aufgrund der unter­ schiedlichen Innenumfänge geraden, stufenförmigen Unterteilung schließt sich am Außenumfang des Endbereiches 21 ein sich im Außenumfang kegelförmig verjüngender Außenumfangsbereich 25 des Mittelbereiches 17 an. An diesem kegelförmigen Außenumfang 25 des Mittelbereiches 17 ist am Übergang zum Kopfbereich 15 der Mittelbereich 17 am Außenumfang als ein in Fig. 2 und Fig. 3 nicht näher dargestellter Außenvielkant, beispielsweise Sechskant oder Vierkant, ausgebildet. Dieser Vielkant dient wie bei üblichen Hutmuttern dem Ansatz eines Schraubenschlüs­ sels oder einer Nuß zum Auf- und Abschrauben der Hutmutter 13.

Die in Fig. 3 dargestellte Kombination des Kragenbolzens 1 mit einer völlig aufgeschraubten Hutmutter 13 verdeutlicht die Zusammenwirkung beider Teile. Die Hutmutter 13 steht mit dem Gewindebereich 5 des Kragenbolzens 1 über das in das Außen­ gewinde 7 eingreifende Innengewinde 19 in Kontakt, wohingegen im Kopfbereich 15 sich zwischen dem Innenumfang des Kopfberei­ ches 15 und dem Außenumfang des Gewindebereiches 5 des Kragen­ bolzens 1 ein Freiraum gebildet wird. Ebenso ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß der Endbereich 21 der Hutmutter 13 am Innen­ umfang den Außenumfang des Kragens 9 des Bolzens 1 nicht be­ rührt, so daß auch hier zwischen Kragen und Innenseite des Endbereichs 21 ein Freiraum gebildet wird. Durch diesen Frei­ raum kann die erfindungsgemäße Hutmutter 13 ohne Verkanten des Endbereichs 21 mit dem Kragen 9 auf den Bolzen 1 aufgeschraubt werden. In ihrer in Fig. 3 dargestellten aufgeschraubten End­ position kommt die Hutmutter 13 zumindest mit einem Teil ihrer Stirnseite mit der ihr zugewandten Seite des Flansches 11 in Kontakt. Hierbei können vorteilhafterweise die Stirnseite und die ihr zugewandte Flanschseite in einer Ebene liegen, so daß eine optimale große Kontaktfläche entsteht. In der in Fig 3 dargestellten speziellen Ausführungsform liegt diese Ebene der sich berührenden Flächen senkrecht zur Längsachse der gesamten Vorrichtung, da die Stirnseite der Hutmutter 13 ebenso gerade abgeschlossen ist, wie die ihr zugewandte Seite des Flansches 11.

Ein Anschweißen des Kragenbolzens 1 mit seiner Schweißspitze 3 an einen in der Zeichnung nicht dargestellten Träger, bei­ spielsweise ein Karosserieteil im Motorraum, kann ohne oder mit aufgeschraubter Hutmutter erfolgen. Eine vorteilhafterwei­ se hierfür aufgeschraubte Hutmutter, welche auch den Schweiß­ strom auf den Kragenbolzen und zur Schweißspitze übertragen kann, vermindert schon beim Schweißvorgang etwaige Verschmut­ zungen der Kontaktflächen für den später aufzunehmenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Kabelschuh. Hierbei wird nämlich nicht nur der Gewindebereich 5 bzw. Gewindeschaft sondern auch die Stirnseite der Hutmutter 13, die ihr zuge­ wandte Flanschseite sowie Außenfläche des Kragens 9 schützend abgedeckt.

Eine bereits beim Schweißen aufgeschraubte Hutmutter 13 oder später aufgeschraubte Hutmutter 13 verhindert weiterhin etwai­ ge Verschmutzungen, die bei der in der Automobilindustrie notwendigen Lackierung auch des Motorraumes und etwaige Ver­ schmutzungen durch Lagerung entstehen können. Die Abdeckung kann sogar eine Dichtwirkung aufweisen, so daß selbst bei einer Tauchlackierung eine Verunreinigung der Kontaktflächen oder eine Oxidation bei der Lagerung verhindert werden kann.

Die Kontaktierungen eines mit einem Träger verschweißten Kra­ genbolzens 1 erfolgt dann durch Aufschieben eines Kabelschuhs mit beispielsweise dem Sechskant des Kragens 9 entsprechend ausgebildeten Innensechskant oder Vierkant, usw., und durch das Aufschrauben der Hutmutter 13, bis der Kabelschuh durch die Stirnseite der Hutmutter 13 von seiner einen Seite und der ihm zugewandten Seite des Flansches von seiner anderen Seite mit einer Kraft beaufschlagt wird.

Durch die Erfindung ergibt sich bei einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kontaktierung gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich verbesserte Kontaktierung eines Kabel­ schuhs, da bei bekannten verdrehsicheren Massekontaktierungen ein Kabelschuh nur von seiner einen Seite über die ihm zuge­ wandte Stirnseite einer Mutter kontaktiert wird, welche über den Gewindegang mit dem Bolzen in Verbindung steht. Dagegen findet bei der Erfindung zusätzlich eine Kontaktierung der anderen Seite des Kabelschuhs mit der ihm zugewandten Seite des Flansches 11 und des Innenumfangs des Kabelschuhs über die den Außenumfang des Kragens 9 berührenden Flächen statt. Durch die Ausbildung eines erweiterten Bereiches 21, welcher mit seiner Stirnseite einen Kabelschuh mit einer Kraft beauf­ schlagt und diesen gegen die ihm zugewandte Flanschseite preßt, ist es auch möglich, Kabelschuhe beliebiger Dicke zu kontaktieren.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Kontaktierung eines Werkstücks, bestehend aus einer Hutmutter (13) und einem Schweißbolzen (1) mit einem Gewindeschaft (5) zur Aufnahme der Hutmutter (13) und einem Kragen (9), dessen Außenumfang nicht kreisförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kragen (9) der Aufnahme eines Kabelschuhs dient, wobei der Innenumfang des Kabelschuhs an den Außenumfang des Kragens (9) derart angepaßt ist, so daß eine verdreh­ sichere Aufnahme gewährleistet ist,
daß sich an dem Kragen (9) in Richtung einer Schweißspit­ ze (3) ein Flansch (11) anschließt,
daß die Hutmutter (13) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und
daß die Hutmutter (13) in Aufbringrichtung einen über ein Innengewinde (19) hinaus verlängerten und im Innenumfang erweiterten Bereich (21) aufweist, welcher im aufgeschraub­ ten Zustand den Kragen (9) gänzlich überlappt und stirnsei­ tig an dem Flansch (11) anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11) umlaufend ausgebildet ist und einen kreis­ förmigen Außenumfang aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (9) am Außenumfang Kanten aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kragen (9) am Außenumfang gerade Seiten aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kragen (9) am Außenumfang als Sechs- oder Achtkant ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der im Innenumfang erweiterten Bereich (21) der Hutmutter (13) zylinderförmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Hutmutter (13) in einer zu der ihr zugewandten Flanschseite paralle­ len Ebene liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Hutmutter (13) und die ihr zugewandte Seite des Flansches (11) eben ausgebildet sind.