DE19920619A1 - Verbindungsmittel mit Innengewinde und Herstellungsverfahren - Google Patents
Verbindungsmittel mit Innengewinde und HerstellungsverfahrenInfo
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Abstract
Ein Verbindungsmittel mit Innengewinde, aufweisend mehr als einen Gewindegang, wird dadurch bezüglich der Herstellbarkeit verbessert, daß mehrere Verbindungsmittel (74.1 bis 74.3, 71; 111, 112, 116, 117; 151.1 bis 151.5) mit höchstens einem Gewindegang (75) zu einem Paket verbunden sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verbindungsmittel mit einem In
nengewinde, im allgemeinen Sprachgebrauch auch als Mutter
bezeichnet, sowie dessen Herstellungsverfahren
Bei herkömmlichen Normmuttern stellt sich das Problem, das
Innengewinde der Mutter herzustellen. Hierzu wird in der Re
gel eine spanabhebende Bearbeitung vorgenommen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verbindungs
mittel mit Innengewinde, welches wirtschaftlicher gefertigt
werden kann.
Gemäß der Erfindung sind mehrere Verbindungsmittel mit höch
stens einem Gewindegang zu einem Paket verbunden, wodurch
einerseits höhere Kräfte über das Gewinde übertragen werden
können und andererseits die Sicherungsfunktion verbessert
wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen be
schrieben.
Vorteilhafterweise ist das Verbindungsmittel Teil eines Flä
chenmaterials, wobei das Flächenmaterial im Bereich des In
nengewindes eine Materialverstärkung aufweisen kann. Hier
durch ist es möglich, in Flächenmaterialien, deren Dicke ge
ringer als eine ganze Steigung ist, einen größeren Teil bis
zu einem ganzen Gewindegang bereitzustellen.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur
Einbringung eines Innengewindes in ein Flächenmaterial. Da
bei wird in einem ersten Schritt das Flächenmaterial durch
stoßen, wobei sich das durch das Stoßen verdrängte Material
seitlich in Form einer Ausstülpung anordnet. In einem zwei
ten Schritt wird die Ausstülpung zu einem Kragen vergleich
mäßigt und in einem dritten Schritt wird unter Verformung
des Kragens ein Gewindegang eingeprägt.
Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbin
dungsmittels mit Innengewinde Gegenstand der Erfindung, bei
dem in einem ersten Schrittaus einem Flächenmaterial
Öffnungen ausgestanzt werden, in einem zweiten Schritt die
Öffnungen mit einem Innengewinde versehen werden, in einem
dritten Schritt das Flächenmaterial derart umgebogen wird,
daß mindestens zwei Öffnungen sich zumindest teilweise über
decken und in einem vierten Schritt das gefaltete Flächenma
terial so verformt wird, daß die Gewindegänge sich zu einem
Innengewinde anordnen, wobei vor dem dritten Schritt in das
Innengewinde eine Verzahnung eingeprägt wird.
Dank diesem Verfahren ist es möglich, kostengünstig eine
Mutter allein durch Umformen herzustellen.
Vorteilhafterweise weist das Flächenmaterial an seinen Enden
Stützkragen auf, die durch Umbiegen des Blechstreifens ent
standen sind, wobei sich das Verbindungsmittel welches zu
den die Stützkragen tragenden Verbindungsmitteln benachbart
ist, auf dem Stützkragen abstützt.
Um den Preßvorgang zu erleichtern ist es vorteilhaft, wenn
das gefaltete Flächenmaterial vor dem Zusammenpressen eine
durch die Öffnungen gehende Achse aufweist, die in einen
Winkel α zu der späteren Mittelachse des zusammengepreßten
Flächenmaterials steht.
Um eine Selbstverspannung einer Schraube in dem Verbindungs
mittel zu bewirken, kann es von Vorteil sein, wenn das Zu
sammenpressen des Flächenmaterials nur soweit erfolgt, daß
zwischen den endseitigen Verbindungsmitteln und den benach
barten Verbindungsmitteln ein Abstand verbleibt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigt die:
Fig. 1a: ein Verbindungsmittel in Scheibenform mit einem
Gewindegang und planer Auflagefläche, die
Fig. 1b: ein Verbindungsmittel in Scheibenform mit einem
einzigen Gewindegang und beidseitigen Überstän
den, die
Fig. 1c: ein Paket aus Verbindungsmitteln gemäß 1a, 1b,
die
Fig. 2a: ein Verbindungsmittel nach 1a, 1b in Draufsicht,
die
Fig. 2b: eine Detailansicht im Bereich der Auflagefläche
des Verbindungsmittels (Detail Y), die
Fig. 3a: ein Paket aus Verbindungsmitteln mit Gewindegang
sowie mit Ausgleichsscheiben mit oder ohne Gewin
degang, die
Fig. 3b: eine Explosionszeichnung des Pakets aus Fig. 3a
mit schräg zur Verbindungsachse angeordneten Ver
stellmitteln, die
Fig. 3c: ein Draufsicht auf ein Paket aus Fig. 3a, wobei
eine Verzahnung des Innengewindes vorgesehen ist
und verschiedene Konturen dargestellt sind, die
Fig. 4a: ein Paket aus mehreren Verbindungsmitteln, wobei
die Verbindungsmittel schräg gepreßt sind, die
Fig. 4b: das Paket gemäß 4a in Explosionsdarstellung, die
Fig. 5: eine Schraubverbindung, wobei das Verbindungsmit
tel mit Innengewinde von einem Flächenmaterial in
Form eines Bleches gebildet ist, die
Fig. 6a bis 6c: die Erzeugung eines Verbindungsmittels mit
Innengewinde aus einem Flächenmaterial unter Aus
bildung einer Materialanhäufung im Bereich der
Schraubverbindung, die
Fig. 7a ein Paket aus mehreren stofflich miteinander ver
bundenen Verbindungsmittel, welches aus einem
Blechstreifen durch Umbiegen hervorgegangen ist
und die
Fig. 7b das zu einer Mutter zusammengepreßte Paket aus
Fig. 7a.
In Fig. 1a ist ein Verbindungsmittel dargestellt, das höch
stens einen vollständigen Gewindegang eines Innengewindes
aufweist. Das Verbindungsmittel 71 ist als Scheibe ausgebil
det, wobei ein Teil des Innengewindes 72 über eine Seite des
Scheibenkörpers hinausragt. Die andere Seite, die der zu
verbindenden Oberfläche zugewandt ist, weist Vorsprünge 73
auf, die als Detailmerkmal Y später erläutert werden.
In Fig. 1b ist ein Verbindungsmittel mit höchstens einem
vollständigen Gewindegang dargestellt, wobei das Verbin
dungsmittel 74 wiederum als Scheibe ausgebildet ist und Vor
sprünge 73 aufweist. Das Innengewinde 75 steht auf beiden
Seiten der Scheibe mit den Gewindeabschnitten 75a, 75b teil
weise über, so daß keine glatte Auflagefläche erreicht wird.
In Fig. 1c ist ein Paket aus Verbindungsmitteln gemäß Fig.
1a und Fig. 1b dargestellt, wobei auf ein Verbindungsmittel
71 mit flacher Auflageseite Verbindungsmittel 74.1 bis 74.3
so aufgesetzt sind, daß sich die Gewindeabschnitte jeweils an
einanderfügen. Die in Fig. 1c dargestellte Explosionszeich
nung verdeutlicht den Aufbau einer durch Zusammenpressen ge
bildeten Mutter mit mehreren Gewindegängen. Um die Mutter
doppelseitig verwendbar zu machen, kann ein weiteres Verbin
dungsmittel 71 auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehen
werden.
In Fig. 2a ist eine Draufsicht auf das Verbindungsmittel 71
gezeigt, wobei die Vorsprünge 73, die über den Umfang ver
teilt angeordnet sind, erkennbar sind. Im zentralen Bereich
des Verbindungsmittels ist ein Gewindegang 72 angeordnet,
der an einer Stelle 76 unterbrochen ist, um hier den Sprung
in der Gewindesteigung zu ermöglichen. In Fig. 2b ist der
Vorsprung 73 aus Fig. 2a als Detail Y gezeigt.
In Fig. 3a ist ein Mutternpaket mit mehreren Verbindungsmit
teln dargestellt, die in Fig. 3b näher gezeigt sind. In der
Mitte sind zwei Verbindungsmittel 101, 102 mit jeweils einem
innenliegenden Gewindegang gezeigt, deren Mittelachse 103
schräg zur Mittelachse 104 des Mutternpakets 100 liegt. Um
gleichwohl eine zur Mittelachse 104 senkrechte Auflagefläche
zu erhalten, ist ein Ausgleichsstück 105 vorgesehen, das der
zu befestigenden Oberfläche zugewandt ist. Das Ausgleichs
stück 105 kann ebenfalls mit einem Innengewinde versehen
sein, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Um die
Mutter doppelseitig verwendbar zu machen, kann ein weiteres
Ausgleichsstück 106 vorgesehen sein, welches auf der dem
Ausgleichsstück 105 gegenüberliegenden Seite der Verbin
dungselemente 101, 102 angebracht wird.
Wie in Fig. 3c dargestellt, kann die Außenkontur des Mut
ternpakets 100 als Vierkant, Sechskant oder Zylinder ausge
bildet sein.
Das in Fig. 4a, 4b dargestellte Mutternpaket unterscheidet
sich gegenüber dem in Fig. 3a dargestellten Mutternpaket da
durch, daß die Verbindungsmittel 111, 112 zumindest teilwei
se zur Verbindungsachse senkrecht stehende Flächenabschnitte
113, 114 aufweisen und diese Flächenabschnitte 113, 114 sind
parallel zu einer senkrechten 115 zur Verbindungsachse 104
angeordnet und ebenfalls senkrecht zur Verbindungsachse 104.
Die Gewindegänge selbst sind entsprechend der Steigung ent
lang einer Achse 103 schräg zur Verbindungsachse 104 ange
ordnet. Um eine ebene Auflagefläche zu schaffen, sind wie
derum Ausgleichsstücke 116, 117 vorgesehen, die ihrerseits
mit einem Innengewinde versehen sein können.
In Fig. 5 ist eine Schraubverbindung dargestellt, bei der
ein Verbindungsmittel 130 mit Außengewinde 131 in ein Flä
chenmaterial 132 einschraubbar ist. Das Flächenmaterial 132
ist mit einem Innengewinde 133 versehen, welches durch Prä
gen des Bleches entstanden ist.
In den Fig. 6a bis 6c ist die Vorbereitung eines Flächenma
terials 132 bis zur Ausbildung des Innengewindes 133 darge
stellt. Ausgehend von der Herstellung einer Durchbrechung
140 durch Aufspreizen des Flächenmaterials von einer Seite
auf die andere unter Erzeugung einer Ausstülpung 141, wird
eine Materialanhäufung erzeugt, die in einem zweiten Schritt
zu einem Kragen 142 vergleichmäßigt wird. Anschließend wird
in einem Prägevorgang ein Gewindegang im Bereich des Kragens
142 eingeprägt. Dadurch ist es möglich, Gewindegänge mit ei
ner Steigung größer als die Dicke des Bleches bereitzustel
len, wodurch die Krafteinleitung in das Blech verbessert und
ein Reibschluß über das Gewinde begünstigt wird.
In den Fig. 7a bis 7b ist eine durch Falten eines Blech
streifens entstandene Mutter dargestellt. In Fig. 7a ist ein
zick-zack-förmig gefalteter Blechstreifen 150 gezeigt, des
sen einzelne Faltungen als Verbindungsmittel 151.1 bis 151.5
ausgebildet sind. Dazu weisen die Verbindungsmittel 151.1
bis 151.5 Durchbrechungen 152 auf, an deren Umfangsrand ein
Innengewinde 153 ausgebildet ist.
Die einzelnen Verbindungsmittel 151.1 bis 151.5 sind über
Knickstellen 155 stofflich miteinander verbunden, wobei je
weils zwischen zwei benachbarten Verbindungsmitteln eine
Knickstelle angeordnet ist. Diese Knickstelle entsteht durch
Umbiegen eines zuvor ebenen Blechstreifens, bei dem Öffnun
gen 152 ausgestanzt wurden und ein Gewinde 153 eingestanzt
wurde. Anschließend wurde der ebene Blechstreifen so gefal
tet, daß die äußeren Abschnitte 151.1 bzw. 151.5 parallel
zueinander sind und senkrecht zur Verformung der Achse lie
gen. Wie in Fig. 7a ersichtlich, ist dieses zick-zack-
förmige Gebilde nicht rotationssymetrisch, sondern weist ei
nen Schrägversatz auf. Dieser Schrägversatz um den Winkel α
ist kleiner als 30°, vorteilhafterweise kleiner als 15° und
muß bei dem anschließenden Preßvorgang auf 0° gebracht wer
den.
Ein derartig verdichtetes Paket 160 ist in Fig. 7b darge
stellt. In dem gezeigten Paket 160 liegen die innenliegenden
Verbindungsmittel 151.2 bis 151.4 aufeinander auf und stüt
zen sich zu den äußeren Verbindungsmittel 151.1 bzw. 151.5
über einen Stützkragen 156, 157 ab. Der Stützkragen wurde an
den in Fig. 7a dargestellten gebogenen Blechstreifen durch
Aufbiegen der Enden des Blechstreifens ausgeformt. Die Höhe
ist dabei so bemessen, daß die vorgeschriebene Gewindestei
gung insgesamt erreicht wird, wobei die Steigung im wesent
lichen der Dicke des Blechstreifens 150 entspricht.
Dies ist jedoch dann nicht zwingend erforderlich, wenn der
Blechstreifen gemäß Fig. 6a-6c behandelt wurde. Dann ist
auch der Einsatz dünnerer Bleche möglich.
Das in Fig. 7b dargestellte Paket aus mehreren untereinander
stoffschlüssig verbundenen Verbindungsmitten hat den Vor
teil, daß jeder einzelne Gewindegang geprägt werden kann,
wobei gleichwohl ein Zusammenhalt der einzelnen Verbindungs
mittel untereinander gegeben ist. Eine zusätzliche Verbin
dung der einzelnen Verbindungsmittel kann daher entfallen,
kann jedoch aus Sicherheitsgründen auch gleichwohl vorgenom
men werden.
Um die Verbindung der einzelnen Verbindungsmittel zu verbes
sern, kann das erste oder letzte Verbindungsmittel 151.1
bzw. 151.5 in einem geringen Abstand zu den innenliegenden
Verbindungsmitteln 151.2 bzw. 151.4 angeordnet sein, wobei
jedoch sicherzustellen ist, daß die einzubringende Schraube
das Innengewinde faßt. Dies kann beispielsweise dadurch ge
schehen, daß während der Einschraubung eine geringe Verfor
mung erfolgt, wodurch das Paket insgesamt unter Vorspannung
gesetzt wird.
Claims (17)
1. Verbindungsmittel mit Innengewinde, aufweisend mehr als
einen Gewindegang, dadurch gekennzeichnet, daß meh
rere Verbindungsmittel (74.1 bis 74.3, 71; 111, 112,
116, 117; 151.1 bis 151.5) mit höchstens einem Gewinde
gang (75) zu einem Paket verbunden sind.
2. Verbindungsmittel mit Innengewinde nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Seite des
Pakets eine Ausgleichsscheibe (74) mit oder ohne Gewin
degang vorgesehen ist.
3. Verbindungsmittel mit Innengewinde nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verbindungsmit
tel (71.1 bis 71.3; 111, 112) des Pakets und die Aus
gleichsscheibe (74; 116, 117) zur Verbindungsachse
(104) senkrecht stehende Flächenabschnitte (113, 114)
aufweist.
4. Verbindungsmittel mit Innengewinde nach einem der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
bindungsmittel (71,1 bis 71.3, 74; 111, 112, 116, 117)
des Pakets miteinander verbunden sind, insbesondere
durch Schweißen, Kleben oder durch Clinchen oder Toxen.
5. Verbindungsmittel mit Innengewinde nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
zwei Verbindungsmittel (151.1-151.5) des Pakets
stoffschlüssig miteinander verbunden sind und durch Um
biegen aufeinanderliegend angeordnet sind.
6. Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (131)
Teil eines Flächenmaterials (132), insbesondere eines
Bleches ist.
7. Verbindungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß das Flächenmaterial (132) im Bereich des In
nengewindes (138) eine Materialverstärkung (142) auf
weist.
8. Verbindungsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Materialverstärkung (142) aus verdrängtem
Material des Flächenmaterials besteht.
9. Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß ein Flächenmaterial (150)
ausgestanzte Öffnungen (152) aufweist, daß die Öffnun
gen (152) mit einem Innengewinde (153) versehen sind,
daß das Flächenmaterial (150) derart umgebogen ist, daß
mindestens zwei Öffnungen (152) sich zumindest teilwei
se überdecken und daß das gefaltete Flächenmaterial
(150) so verformt ist, daß die Gewindegänge (153) sich
zu einem Innengewinde anordnen.
10. Verbindungsmittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß das Flächenmaterial (150) an seinen Enden
Stützkragen (156, 157) aufweist, die durch Umbiegen des
Blechstreifens entstanden sind, wobei sich das Verbin
dungsmittel (151.1) welches zu den die Stützkragen
(156) tragenden Verbindungsmitteln benachbart ist, auf
dem Stützkragen (156) abstützt.
11. Verbindungsmittel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß das gefaltete Flächenmaterial (150)
vor dem Zusammenpressen eine durch die Öffnungen gehen
de Achse aufweist, die in einen Winkel (α) zu der späte
ren Mittelachse des zusammengepreßten Flächenmaterials
(150) steht.
12. Verbindungsmittel nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Flächenmaterial (150) nur soweit zu
sammengepresst ist, daß zwischen den endseitigen Ver
bindungsmitteln (151.1 bzw. 151.5) und den benachbarten
Verbindungsmitteln (151.2 bzw. 151.4) ein Abstand ver
bleibt.
13. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsmittels
(160) mit Innengewinde (152), dadurch gekennzeichnet,
daß in einem ersten Schritt aus einem Flächenmaterial
(150) Öffnungen (152) ausgestanzt werden, daß in einem
zweiten Schritt die Öffnungen (152) mit einem Innenge
winde (153) versehen werden, daß in einem dritten
Schritt das Flächenmaterial (150) derart umgebogen
wird, daß mindestens zwei Öffnungen (152) sich zumin
dest teilweise überdecken und daß in einem vierten
Schritt das gefaltete Flächenmaterial (150) so verformt
wird, daß die Gewindegänge (153) sich zu einem Innenge
winde anordnen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das Flächenmaterial (150) an seinen Enden Stützkragen
(156, 157) aufweist, die durch Umbiegen des Blechstrei
fens entstanden sind, wobei sich das Verbindungsmittel
(151.1) welches zu den die Stützkragen (156) tragenden
Verbindungsmitteln benachbart ist, auf dem Stützkragen
(156) abstützt.
15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß das gefaltete Flächenmaterial (150) vor
dem Zusammenpressen eine durch die Öffnungen gehende
Achse aufweist, die in einen Winkel (α) zu der späteren
Mittelachse des zusammengepreßten Flächenmaterials
(150) steht.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zusammenpressen des Flächenma
terials (150) nur soweit erfolgt, daß zwischen den end
seitigen Verbindungsmitteln (151.1 bzw. 151.5) und den
benachbarten Verbindungsmitteln (151.2 bzw. 151.4) ein
Abstand verbleibt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt das Flä
chenmaterial (132) durchstoßen wird, wobei sich das
durch das Durchstoßen verdrängte Material seitlich in
Form einer Ausstülpung (141) anordnet, daß in einem
zweiten Schritt die Ausstülpung (141) zu einem Kragen
(142) vergleichmäßigt wird und daß in einem dritten
Schritt unter Verformung des Kragens (142) ein Gewinde
gang (133) eingeprägt wird.
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