DE202006003639U1

DE202006003639U1 - Käfigmutter

Info

Publication number: DE202006003639U1
Application number: DE200620003639
Authority: DE
Original assignee: Textron Verbindungstechnik GmbH and Co OHG
Current assignee: Rt Holdings Iii Wg (us) Lp Scs Lu
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: TW200801353A; DE112007001125A5; TWI333030B; WO2007101428A1

Abstract

Käfigmutter (10) mit einer Mutter mit einem zylindrischen Mutternkörper (12) mit einer koaxialen Bohrung (14) mit einem Innengewinde an dem eine Platte (16) mit rechteckigen Endstücke (18, 20) befestigt ist, die mittels der rechteckigen Endstücke (18, 20) in einem Käfig (30) schwimmend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (30) lediglich aus einem in Form eines sehr flachen U gebogenen Blech besteht, dessen Bodenfläche (36) eine große kreisrunde Öffnung (38) aufweist, während die flachen Schenkel (32, 34) des U mit horizontalen schlitzförmigen Öffnungen (46, 48) versehen sind, in denen die rechteckigen Endstücke (18, 20) der Mutter aufgenommen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Käfigmutter.
Käfigmuttern, wie sie beispielsweise aus den US-Veröffentlichungen US 2004/0136804 A1, US 2004/0091333 A1, US 2004/0013492 A1 oder US 2004/0228700 A1 bekannt sind, umfassen jeweils eine Mutter mit einem zylindrischen Mutternkörper mit einer koaxialen Bohrung mit einem Innengewinde, an dem eine Platte mit rechteckigen Endstücken befestigt ist, die mittels dieser rechteckigen Endstücke in einem Käfig schwimmend gelagert ist. Bei den Käfigmuttern gemäß dem Stand der Technik sind die rechteckigen Endstücke meist so groß ausgebildet, dass sie den Mutternkörper fast vollständig umschließen, sodass der Eindruck einer Mutter mit einem rechteckigen Körper und mit einem nur kleinen zylindrischen Ansatz entsteht.
Die zugehörigen Käfige sind aus einem mehrfach gebogenen Blech ausgebildet, welches die Mutter fast vollständig dergestalt umschließt, dass lediglich zwei Seitenflächen und oben und unten eine kreisförmige Öffnung offen bleiben. Zusätzlich kann an der Obenseite ein schmaler Schlitz offen bleiben, durch den Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können.
Diese Käfigmuttern nach dem Stand der Technik haben den Nachteil, dass zum einen für die sehr großen rechteckigen Endstücke der Mutter und den die Mutter nahezu vollständig umschließenden Käfig große Mengen Material erforderlich sind, und die Käfigmutter auch entsprechend schwer wird. Darüber hinaus werden heute die mit solchen Käfigmuttern versehenen Werkstücke gerne im Elektrophoreseverfahren lackiert. Dabei entseht zum einem das Problem, dass die Mutter nach der Elektrophoreselackierung mit Lack verklebt ist, sodass die Mutter nicht mehr schwimmend im Käfig gelagert ist und zum anderen wird durch den intensiven Kontakt zwischen Käfig und Mutter auch die Mutter und damit insbesondere das Innengewinde lackiert. Dies soll aber möglichst vermieden werden, da dann das Eindringen der entsprechenden Außengewindeträger erheblich erschwert wird.
Dieses Problem ist bereits in der US 2004/0109739 erkannt worden. Bei dieser Lösung wird die Oberseite des Käfigs nur noch durch zwei sehr filigrane Arme gebildet, die den zylindrischen Mutternkörper umgreifen und halten.
Aufgrund der filigranen Gestaltung ist diese Lösung jedoch nur sehr aufwendig zu fertigen und die Konstruktion ist sehr empfindlich gegen Beschädigungen der filigranen Arme.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gemäß dem Stand der Technik bekannten Käfigmuttern dergestalt weiterzubilden, dass eine leicht herzustellende Käfigmutter geschaffen wird, die gleichzeitig einen geringeren Materialaufwand und einen geringeren Fertigungsaufwand erfordert, und auch nach einer Elektrophoreselackierung nicht verklebt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Käfig lediglich aus einem in Form eines sehr flachen U gebogenen Blech besteht, dessen Bodenfläche eine große kreisrunde Öffnung aufweist, während die flachen Schenkel des U mit horizontalen schlitzförmigen Öffnungen versehen sind, in denen die rechteckigen Endstücke der Mutter aufgenommen sind.
Entgegen dem Stand der Technik erstrecken sich die rechteckigen Endstücke, die an den Mutternkörpern angesetzt sind, hier nicht längs der durch das U-förmig gefaltete Blech gebildeten Rinne, sondern sie werden durch Schlitze in den Schenkeln des U-förmig aufgebauten Käfigs gesteckt. Bei dieser Lösung ist es dann auch nicht mehr nötig, den Käfig oberhalb der Platte herumzuführen. Vielmehr genügt der Käfig in der Form eines flachen U, wodurch bereits erheblich Material eingespart wird und die Gefahr des Verklebens von Mutter und Käfig während des Lackiervorganges erheblich verringert wird. Weiter kann erfindungsgemäß auch die Größe der rechteckigen Endstücke erheblich verringert werden, wodurch weitere Einsparungen an Material und Gewicht möglich sind. Die Platte, die an den Mutternkörpern befestigt werden muss, kann erfindungsgemäß auch erheblich dünner ausgebildet werden, als beim Stand der Technik. Auch dadurch sind weitere Material- und Gewichtseinsparungen möglich.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die schlitzförmigen Öffnungen an ihren Längsseiten mit Erhebungen versehen. Auf diese Weise wird der elektrische Kontakt zwischen Käfig und Mutter verringert, was bei einer Elektrophoreselackierung dazu führt, dass die Mutter, und insbesondere das von der Mutter getragene Gewinde erheblich weniger Farbe anzieht. Dadurch kann sowohl das Verkleben der Mutter mit dem Käfig als auch das Verschmieren des Innengewindes der Mutter mit Farbe vermieden werden.
Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausbildung der Erhebungen als dreiecksförmige Zähne. Dadurch wird der elektrische Widerstand zwischen dem Käfig und der Mutter maximiert.
Weiter ist es besonders bevorzugt, die schlitzförmigen Öffnungen lediglich an ihren Oberseiten mit Erhebungen zu versehen und weitere Erhebungen auf der Bodenfläche des Käfigs vorzusehen. Die schlitzförmigen Öffnungen können dann dergestalt ausgebildet werden, dass im Bereich der Öffnungen die Bodenfläche plan bleibt und gar nicht umgebogen werden muss, was die Fertigung des Käfigs weiter erleichtert.
Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der die weiteren Erhebungen die Öffnung in der Bodenfläche wie kreissektorenförmige Klammern umgeben. Mit dieser Lösung wird ein minimaler elektrischer Kontakt zwischen Mutter und Käfig und ein vermindertes Risiko des Verklebens erzielt.
Auch hier ist es besonders bevorzugt, die Erhebungen an den schlitzförmigen Öffnungen als dreiecksförmige Zähnchen auszubilden.
Besonders bevorzugt ist es dabei, in der Bodenfläche weitere kleinere kreisförmige Öffnungen vorzusehen, wenn beabsichtigt ist, den Käfig durch Annieten an einem Werkstück zu befestigen.
Sofern jedoch beabsichtigt ist, den Käfig durch Anschweißen mit dem Werkstück zu verbinden, ist es besonders bevorzugt, in der Bodenfläche stattdessen nach unten ausgewölbte Noppen vorzusehen. Diese können dann vorteilhafterweise als Schweißpunkte Verwendung finden.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
1 eine dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Käfigmutter; und
2 eine dreidimensionale Darstellung des Käfigs der 1 alleine.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Käfigmutter 10, die einen zylindrischen Mutternkörper 12 mit einer koaxialen Bohrung 14 mit einem Innengewinde umfasst, an dem eine Platte 16 mit rechteckigen Endstücken 18, 20 befestigt ist. Die Platte 16 kann dabei erheblich dünner ausgeführt sein, als im Stand der Technik und auch die rechteckigen Endstücke 18, 20 können wesentlich schmaler ausgeführt werden. Die Verbindung zwischen dem Mutternkörper 12 und der Platte 16 kann dabei beliebig hergestellt sein, beispielsweise durch Durchsetzfügen, Schweißen oder einen Verformungsvorgang.
Mit den rechteckigen Endstücken 18, 20 ist die Käfigmutter in dem Käfig 30 aufgenommen und darin schwimmend gelagert.
Im folgenden soll der Käfig 30 anhand der 2 näher erläutert werden, da er dort alleine, ohne die Mutter, dargestellt ist.
Wie in 2 dargestellt, besteht der Käfig 30 aus einem sehr dünnen, in Form eines sehr breiten und sehr flachen U gebogenen Blech, wobei die sehr kurzen Schenkel 32, 34 des U nach oben gebogen sind und dazwischen eine Bodenfläche 36 angeordnet ist. In der Mitte der Bodenfläche 36 ist eine kreisrunde Öffnung 38 vorgesehen, durch die später der von der Käfigmutter 10 aufzunehmende Außengewindeträger treten kann.
Die Öffnung 38 ist von zwei Erhebungen 40, 42 umgeben, die die Öffnung 38 wie kreissektorenförmige Klammern konzentrisch umgeben, wobei diese Erhebungen 40, 42 lediglich in der Nähe der Schenkel 32, 34 des U-förmigen Bleches angeordnet sind. In der Nähe der Ecken der Bodenfläche 36 sind Noppen 44 nach unten ausgewölbt, die zum Anschweißen des Käfigs 30 an ein Werkstück vorgesehen sind. Da der Käfig 30 hier von oben dargestellt ist, sind nur die kreisförmigen Vertiefungen sichtbar und in 2 dargestellt.
Anstelle dieser Noppen 44 können weitere kreisförmige Öffnungen mit etwa dem gleichen Durchmesser vorgesehen sein, wenn die entsprechende erfindungsgemäße Käfigmutter zum Annieten an ein Werkstück (anstelle des Anschweißens) vorgesehen ist.
Zur Aufnahme der rechteckigen Enden 18, 20 der Platte 16 sind in den Schenkeln 32, 34 des Käfigs 30 zwei gleich hohe, mittig angeordnete Schlitze 46, 48 vorgesehen. Diese Schlitze 46, 48 sind dabei durch Ausstanzen vor dem Aufbiegen der Schenkel 32, 34 des U-förmigen Käfigs 30 hergestellt. Der Boden 36 des Käfigs 30 erstreckt sich daher im Bereich der Schlitze 46, 48 noch etwas weiter nach außen.
Der in der vorliegenden Darstellung dem Betrachter zugekehrte Schlitz 46 ist dabei in Längsrichtung kürzer als der vom Betrachter abgekehrte Schlitz 48. Beide Schlitze 46, 48 sind an ihrer oberen Kante mit jeweils 3 dreiecksförmigen Zähnchen 50 versehen. Diese dienen, ebenso wie die Erhebungen 40, 42 dazu, zum Einen ein Verkleben der Mutter in dem Käfig 30 nach dem Lackieren zu verhindern und andererseits im Falle der Elektrophoreselackierung einen hohen elektrischen Widerstand zwischen dem Käfig 30 und der Mutter zu bilden, damit. möglichst wenig Lack in dem Innengewinde in der Bohrung 14 angelagert wird.
Alternativ könnten statt der kreissektorenförmigen Erhebungen 40, 42 auch an der Unterkante der Schlitze 46, 48 entsprechende, beispielsweise dreiecksförmige Zähnchen als Abstandhalter und zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes zwischen Käfig und Mutter vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung ist sehr vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik, denn sie kann unter Verwendung von standardisierten Komponenten mit Komponenten hergestellt werden, die sehr einfach zu fertigen sind (inhärent kostengünstig). Dennoch erfüllt die erfindungsgemäße Käfigmutter alle Anforderungen, die an die bisher im Stand der Technik bekannten Käfigmuttern gestellt werden. Sie erlaubt eine minimale Auflagefläche zwischen Käfig und Mutter, wodurch ein Verkleben von Käfig und Mutter während der Lackierarbeiten, insbesondere bei Elektrophoreselackierung sichergestellt wird. Durch den hohen elektrischen Widerstand, der durch die Erhebungen 40, 42 sowie 50 zwischen Käfig und Mutternkörper gebildet wird, wird bei der Elektrophoreselackierung nur der Käfig 30, nicht jedoch die Mutter selbst aufgeladen. Dadurch wird vermieden, dass sich das Innengewinde der Bohrung 14 mit Lack zusetzt.
Die erfindungsgemäße Mutter ist außerdem im Falle späterer Reparaturarbeiten leicht austauschbar.
Vorteilhafterweise können verschiedene erfindungsgemäße Käfigmuttern aus Standardteilen und sehr einfachen Teilen hergestellt werden. Der für die erfindungsgemäße Käfigmutter erforderliche Herstellungsprozess umfasst ausschließlich einen Zusammenbau, während gemäß dem Stand der Technik Arbeitsschritte von Zusammenbau und Verformung (des Käfigs) zusammenwirken müssen, um eine Käfigmutter gemäß dem Stand der Technik zu fertigen. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Käfigmutter mit sehr geringem Investitionsaufwand hergestellt werden, gleichzeitig kann die erfindungsgemäße Käfigmutter mit erheblich größerer Produktivität hergestellt werden. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Käfigmutter erheblich preisgünstiger als die Produkte gemäß dem Stand der Technik.
Die erfindungsgemäße Käfigmutter kann aus einer Standardmutter hergestellt werden, die mit einer Blechplatte durch Durchsetzfügen, Schweißen oder ein anderes Verfahren verbunden wird, wobei die Blechplatte dann in einem Käfig aus sehr dünnem Material aufgenommen wird. Dabei sind Mutter und Platte 16 so ausgelegt, dass sie alle strukturellen Kräfte der Verbindung aufnehmen, während der Käfig 30 lediglich die Mutter und die Platte 16 in ihrer Stellung hält, bevor ein entsprechender Außengewindeträger, beispielsweise eine Schraube, installiert wird. Auf diese weise kann erfindungsgemäß für den Käfig 30 ein außerordentlich dünnes Blechmaterial und eine sehr einfach gestaltete Käfigform Verwendung finden.
Besonders bevorzugt ist es bei der vorliegenden Erfindung, dass durch die Erhebungen 40, 42 sowie 50 nur sehr geringe Kontaktflächen zwischen dem Käfig 30 und der Platte 16 vorhanden sind.
Im Falle einer Reparatur des Fahrzeugs, in dem die erfindungsgemäße Käfigmutter verwendet worden ist, kann die erfindungsgemäße Käfigmutter sehr einfach entfernt und ersetzt werden. Da erfindungsgemäß der Käfig 30 selbst aus extrem dünnem Blechmaterial hergestellt sein kann, ist es möglich, einfach die Blechstreifen der Schenkel 32, 34 oberhalb der Schlitze 46, 48 mittels einer Zange durchzuzwicken. Mutter 12 und Platte 16 können dann entfernt und ersetzt werden, wobei danach der Blechstreifen oberhalb der Schlitze 46, 48 in seine ursprüngliche Position zurückgebogen werden kann, sodass die neue Mutter 12 mit der neuen Platte 16 von dem widerhergestellten Käfig 30 wiederum schwimmend gehalten ist. Auf diese Weise ist eine Reparatur bei einem unter Verwendung der erfindungsgemäßen Käfigmutter hergestellten Fahrzeug erheblich einfacher als in dem Fall, in dem Käfigmuttern gemäß dem Stand der Technik Verwendung finden. Mit dem beschriebenen Verfahren kann die Mutter ausgewechselt werden, wobei der Käfig 30 erhalten werden kann, und nach Rückbiegung der aufgezwickten Blechstreifen auch seine Funktion in vollem Umfang erfüllt.
Die vorliegende Erfindung weist darüber hinaus die folgenden Vorteile auf
Zum Einen werden die Erhebungen 40, 42 und 50 erfindungsgemäß ausschließlich durch den Käfig 30 gebildet. Bei den Käfigmuttern des gegenwärtigen Standes der Technik müssen solche Erhebungen an speziellen Stellen sowohl des Käfigs als auch der Mutter vorgesehen sein. Diese Stellen sind dabei auch noch von der jeweiligen kundenspezifischen Anwendung abhängig. Beim Stand der Technik hängt die Anzahl und die Stellung der wirksamen Erhebungen, die als Abstandhalter zwischen Mutter und Käfig dienen, von der zufälligen Position zwischen Mutter und Käfig um Zeitpunkt der Lackierung ab. Bei der erfindungsgemäßen Käfigmutter befinden sich die Erhebungen, die als Distanzhalter wirken, alle am Käfig. Die Anzahl und Stellung der als Abstandhalter wirkenden Erhebungen ändert sich nie, und dadurch ist sichergestellt, dass die Mutter 12 und die Platte 16 stets dem geringst möglichen Kontakt mit dem Käfig 30 haben, unabhängig von der jeweiligen Position der Mutter im Käfig 30.
Des weiteren stellt die erfindungsgemäße Käfigmutter erstmals das oben beschriebene Verfahren zum Auswechseln von Mutter und Platte 16 zur Verfügung, bei der Mutter und Platte 16 gewechselt werden können und danach der ursprüngliche Käfig 30 ohne großen Aufwand weiter verwendet werden kann und auch weiterhin seine Funktion erfüllt.
Im gegenwärtigen Stand der Technik gibt es zwar bereits Käfigmuttern, die ein Entfernen und Ersetzen der Mutter ermöglichen, diese Verfahren sind aber erheblich komplizierter. Erfindungsgemäß muss nämlich in den meisten Fällen sogar nur einer der Blechstreifen oberhalb der Schlitze 46, 48 auf gezwickt werden, und nach Wegbiegen des Blechstreifens kann die Mutter entfernet werden. Nach dem Einsetzen einer neuen Mutter kann der Blechstreifen zurückgebogen werden und der Käfig 30 erfüllt weiterhin seine Aufgabe.
Erfindungsgemäß wird also eine Käfigmutter geschaffen, die mit erheblich geringerem Material- und Arbeitsaufwand hergestellt werden kann, ein geringeres Gewicht aufweist und erhebliche Vorteile bei der Elektrophoreselackierung und bei erforderlichen Reparaturen gegenüber den Käfigmuttern des Standes der Technik bietet.

Claims

Käfigmutter (10) mit einer Mutter mit einem zylindrischen Mutternkörper (12) mit einer koaxialen Bohrung (14) mit einem Innengewinde an dem eine Platte (16) mit rechteckigen Endstücke (18, 20) befestigt ist, die mittels der rechteckigen Endstücke (18, 20) in einem Käfig (30) schwimmend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (30) lediglich aus einem in Form eines sehr flachen U gebogenen Blech besteht, dessen Bodenfläche (36) eine große kreisrunde Öffnung (38) aufweist, während die flachen Schenkel (32, 34) des U mit horizontalen schlitzförmigen Öffnungen (46, 48) versehen sind, in denen die rechteckigen Endstücke (18, 20) der Mutter aufgenommen sind.
Käfigmutter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmigen Öffnungen (46, 48) an ihren Längsseiten mit Erhebungen (50) versehen sind.
Käfigmutter (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (50) als dreieckförmige Zähne ausgebildet sind.
Käfigmutter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmigen Öffnungen (46, 48) an ihren Oberseiten mit Erhebungen (50) versehen sind, und dass weitere Erhebungen (40, 42) auf der Bodenfläche (36) des Käfigs vorgesehen sind.
Käfigmutter (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Erhebungen (40, 42) die Öffnungen (38) in der Bodenfläche (36) wie kreissektorenförmige Klammern umgeben.
Käfigmutter (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (50) an den schlitzförmigen Öffnungen (46, 48) als dreiecksförmigen Zähnchen ausgebildet sind.
Käfigmutter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bodenfläche (36) weitere kleinere kreisförmige Öffnungen zum Annieten des Käfigs (30) an ein Werkstück vorgesehen sind.
Käfigmutter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bodenfläche (36) Noppen (44) nach unten ausgewölbt sind, die zum Anschweißen des Käfigs (30) an ein Werkstück vorgesehen sind.