DE2227039A1

DE2227039A1 - Musterbefestigung und Verfahren zu lh rer Herstellung

Info

Publication number: DE2227039A1
Application number: DE19722227039
Authority: DE
Inventors: Harold Abel Dipl Ing Livonia Mich Ladouceur (V St A )
Original assignee: Multifastener Corp
Current assignee: Multifastener Corp
Priority date: 1971-06-03
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1972-12-14
Also published as: DE2227039B2; JPS5540765B1; GB1399738A; AU4310672A; IT958205B; CA962561A; FR2141787B1; SE7601979L; FR2141787A1; SE407444B; SE391228B; AU471675B2

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dn.-Ing. R. König ■ Dipl.-Ing. K. Bergen

Patentanwälte · 400d Düsseldorf · Cecilienallee 7B · Telefon 43273a

Unsere Akte: 27 507 ooo^noo 31. Mai 1.972

MULTIFASTENER CORPORATION, 12668 Arnold Avenue, Detroit, Michigan 48239 (V.St.A.)

"Musterbefestigung und Verfahren zu ihrer Herstellung"

Die Erfindung betrifft eine Mutterbefestigung, insbesondere an plattenförmigen Teilen, die in hervorragender Weise das Anbringen von Bolzen oder Schrauben an Platten oder ähnlich ausgebildeten Teilen gestattet, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Bei bisher bekannten Befestigungen, bei denen zunächst eine Mutter an der Platte befestigt wird, bevor ein mit Außengewinde versehenes Befestigungselement, beispielsweise ein Bolzen oder eine Schraube eingeführt wird, wird die Schraube oder der Bolzen normalerweise durch eine Öffnung in der Platte in die mit Gewinde versehene Mutter od.dgl. eingeführt. Wenn dabei eine selbstschneidende Schraube benutzt wird, kann die Mutter an der Platte befestigt und sodann mittels der Schraube das Mutterngewinde eingeschnitten werden. Das dabei auftretende Eindrehmoment wirkt von der selbstschneidenden Schraube jedoch direkt auf die Mutter und führt häufig zu deren Abheben von der Platte. Bei bekannten Befestigungen dieser Art ist auch schon vorgeschlagen worden, die Mutter dadurch an der Platte zu fixieren, daß ein Teil der Platte in eine Mutternausnehmung verformt wird. Jedoch besitzt dieser bekannte Vorschlag den Nachteil, daß keine voll-

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ständige Anlage zwischen Mutter und Platte im Bereich der in der Platte vorgesehenen Öffnung gegeben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mutter befestigung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und zeitsparender Montage ein Abheben der Mutter während des Einschraubvorganges unter allen Umständen verhindert und eine Vergrößerung der Anlagefläche zwischen Mutternende und Platte, und zwar um die gesamte Öffnung der Platte herum, garantiert.

Der Lösung der Aufgabe liegt der Gedanke zugrunde, den Bolzen oder die Schraube zunächst in das Plattenmaterial einzuschrauben, bevor eine Berührung mit der Mutter zustandekommt. Im einzelnen besitzt die Mutter vorzugsweise einen dem der Platte anliegenden Mutternende zugewandten Innenraum, der koaxial zu der das mit Außengewinde versehene Schraubteil, wie einen Bolzen oder eine selbstschneidende Schraube, aufnehmenden Durchgangsbohrung angeordnet ist. Nachdem die Mutter in Anlage an die Platte gebracht worden ist, wird erfindungsgemäß ein Loch in die Platte gestanzt oder in anderer geeigneter Weise hergestellt, und zwar im Bereich des Mutterninnenraums, wobei die Kanten des Lochs in den Mutternraum gedrückt werden. Wenn eine selbstschneidende Schraube verwendet wird, wird diese erfindungsgemäß zunächst durch die Öffnung in der Platte, und zwar von der der Mutter gegenüberliegenden Plattenseite her, eingeschraubt, wobei sie ein Gewinde in den in den Mutternraum gedrückten Plattenteil schneidet. Danach gelangt die Schraube in gewindeschneidende Berührung mit der Wand der Durchgangsbohrung der Mutter. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß das Eindrehmoment einer selbstschneidenden Schraube zunächst nur auf den in den Mutternraum gedrückten Plattenteil wirkt und nicht auf die Mutter selbst, so daß Abdrückkräfte, die die Mutter aus ihrer Lage auf der Platte

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bringen könnten, vermieden werden. Mit der Erfindung ist weiterhin der Vorteil verbunden, daß die Mutter mit ihrem dafür vorgesehenen Ende um die Plattenöffnung herum in vollständige Anlage an die Platte kommt.

Bei einem bevorzugten Au'sführungsbeispiel der Erfindung weist die Mutter zwei koaxial zueinander angeordnete Teilräume auf, von denen der erste, die der Platte zugewandte Mutternöffnung aufweisende Teilraum einen größeren Durchmesser besitzt als der zweite Teilraum, an den sich die gegebenenfalls mit Innengewinde versehene Durchgangsbohrung anschließt. Die Seitenwand des ersten Teilraums verengt sich radial in Richtung zur Platte und weist an ihrem Übergang zum zweiten Teilraum einen Absatz auf, wodurch das in den Mutternraum gedrückte Material im ersten Teilraum gleichsam verklammert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in der beiliegenden Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Mutterbefestigung am Beispiel der Anbringung einer Mutter auf einer Platte, in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 die in Anlage an die Platte gebrachte erfindungsgemäße Mutter, im Längsschnitt;

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Anordnung mit in den Mutternraum eingedrücktem Plattenteil, im Längsschnitt; ·

Fig. 4 eine erfindungsgemäß fertiggestellte Mutterbefestigung, im Längsschnitt;

Fig. 5 die in Fig. 2 dargestellte Mutter, entlang der Linie 5-5 geschnitten; und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mutter, im Längsschnitt.

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Bei der in den Fig. 1 bis 5 am Beispiel einer Plattenbefestigung dargestellten Erfindung ist eine insgesamt mit 20 bezeichnete Mutter, eine Platte 22 und eine Schraube oder ein Bolzen 24 vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Mutter 20 derart geformt, daß in ihr ein zum Mutternende 26 hin offener Innenraum 28 entsteht, der in der nachfolgend beschriebenen Weise den verformten Teil der Platte aufnimmt. Der Mutternraum 28 besteht aus zwei Teilräumen 30 und 32, von denen der erste Teilraum 30 dem Mutternende 26 benachbart ist, während der sich daran anschließende zweite Teilraum 32 mit der koaxial angeordneten, zum dem Mutternende 26 gegenüberliegenden Mutternende 36 führenden Durchgangsbohrung 34 in Verbindung steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 34 nicht mit Gewinde versehen, jedoch zur Aufnahme einer selbstschneidenden Schraube oder eines anderen, mit Gewinde versehenen Befestigungsmittels ausgelegt. Das Mutternende 26 ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht, mit zwei radialen Schlitzen versehen, um ein Verdrehen der Mutter gegenüber der Platte zu verhindern.

Der Teilraum 30 ist gemäß Fig. 2 durch eine im wesentlichen konische, nach außen radial sich verjüngende Wand 40 gebildet, so daß bei Aufnahme des verformten Teils der Platte die Wand 40 als sichernde Verriegelung wirkt. Die Wand 40 endet an einem radialen Absatz 42, woran sich der zweite Teilraum 32 mit seiner im wesentlichen zylindrischen, den Endteil des verformten Plattenmaterials aufnehmenden Wand 44 anschließt. Ein konischer Wandbereich 46 bildet den Übergang von dem zweiten Teilraum 32 zur Durchgangsbohrung 34.

Die äußere Form der Mutter hängt im wesentlichen von dem jeweiligen Verwendungszweck ab. Die dargestellte Mutter weist am Mutternende 26 einen Flansch 48 auf, der der

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Platte 22 anliegt,, An diesen Flansch 48 schließt sich ein zylindrischer Teil 50 an, der über einen sich verjüngenden Wandbereich 52 mit dem Flansch 48 verbunden ist. Am gegenüberliegenden Mutternende 36 ist die Mutter zylindrisch ausgebildet, wobei dieser zylindrische Teil 54 über einen zweiten, sich zum Mutternende 36 hin verjüngenden Wandbereich 56 in den zylindrischen Teil 50 übergeht.

Das Mutternende 26 liegt gemäß Fig. 2 der Platte 22 an und wird der Befestigung dienenden während des Verformens bestimmter Plattenbereiche, beispielsweise durch Stanzen od.dgl., mittels einer nicht dargestellten Hai- , tevorrichtung in der gewünschten Position fixiert. Mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Stanzwerkzeuges wird ein Loch 58 im Bereich des Teilsraums 30 in die Platte 22 gestochen, wobei die verformten Ränder 60 in den ersten und zweiten Teilraum 30 und 32 gebogen und dort durch die spezielle Wandform verankert werden (vgl. Fig. 3). Gleichzeitig wird durch das Stanzwerkzeug ein Teil der Platte bei 62 in die radialen Schlitze 38 gedrückt, so daß eine Relativdrehung zwischen Mutter und Platte nicht möglich ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die verformten Blechränder 60 nach außen gegen die sich verjüngende Wand 40 des ersten Teilraums 30 und gegen den Absatz 42 gedrückt, wodurch eine gute Sicherung der Mutter auf der Platte erreicht wird.

Beim Einführen einer selbstschneidenden Schraube od.dgl. greift das Gewinde 64 der Schraube zunächst in den gestanzten Rand 60 und schneidet dort ein Gewinde 66 ein. Bei weiterem Eindrehen gelangt das Schraubengewinde in den Bereich der Durchgangsbohrung 34, in die dann gleichfalls ein Gewinde geschnitten wird. Es sei darauf hingewiesen, daß das Eindrehmoment der selbstschneidenden

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Schraube zunächst auf den verformten Plattenrand wirkt, so daß bis zur Fertigstellung des Gewindes 66 keine die Mutter aus der gewünschten Lage abhebenden Kräfte auftreten können. Diese Maßnahmen führen in vorteilhafter _v Weise zur Vermeidung der bisher aufgetretenen, nachteiligen Abhebekräfte an der Mutter während der Montage. Weiterhin ist mit der Erfindung im Bereich des gestanzten Loches 58 eine vollständige Anlage zwischen Mutter und Platte am Mutternende 26 gewährleistet.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt im wesentlichen mit dem zuvor beschriebenen überein, mit der Ausnahme, daß die Durchgangsbohrung 134 vor dem Einführen der Schraube oder eines anderen Gewindeelements mit Gewinde versehen wird. Diese Mutter ist daher mit ihren einzelnen Bestandteilen in derselben Reihenfolge numeriert wie die zuvor beschriebene. Für diese Mutter können herkömmliche Schrauben oder Bolzen verwendet werden. Die Platte wird zunächst an der vorgesehenen Befestigungsstelle in der zuvor beschriebenen Weise in den Raum 128 gedrückt, um die beispielsweise in Fig. k dargestellte Schraube aufzunehmen, die dann diesen Teil der Platte mit Gewinde versieht. In zusammengefügtem Zustand sind die beiden Ausführungsbeispiele praktisch nicht mehr voneinander zu unterscheiden.

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Claims

MULTIFASTENER CORPORATION, 12668 Arnold Avenue,

Detroit, Michigan 48239 (V.St.A.)

Patentansprüche;

1. Mutterbefestigung, insbesondere an plattenförmigen Teilen zum Anbringen von Bolzen oder Schrauben, bei der die Mutter in ihrem der Plattenoberfläche anliegenden Ende einen radial erweiterten, koaxial zur gegebenenfalls mit Innengewinde versehenen und senkrecht zur Plattenoberfläche verlaufenden Durchgangsbohrung der- Mutter angeordneten Innenraum aufweist, in den Plattenmaterial unter Anlage an die Innenraumwand hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des in den Mutternraum (28, 128) gedrückten Plattenmaterials nahe der Durchgangsbohrung denselben Innendurchmesser bildet, wie ihn die Durchgangsbohrung (34, 134) besitzt, und daß die Innenfläche mit einem das Innengewinde der Durchgangsbohrung (34, 134) kontinuierlich fortsetzenden, eine gegebenenfalls selbstschneidend ausgebildete Schraube oder Bolzen (24) aufnehmenden Innengewinde (66) versehen ist, das in Einschraubrichtung gesehen dem Innengewinde der Durchgangsbohrung vorgeordnet ist.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser der Durchgangsbohrung kleiner ist als der größte Durchmesser des im Querschnitt gleichmäßig ausgebildeten Innenraums.

3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der verformte Plattenteil radial allseitig gegen die Innenraumwandung gedrückt ist.

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4. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

3, gekennzeichnet durch mehrere im der Platte (22) zugekehrten Mutternende(36) angeordnete Schlitze (38), die in den Innenraum (28) münden und einen Teil des verformten Plattenmaterials aufnehmen.

5. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (28) aus zwei koaxial angeordneten Teilräumen besteht, von denen der erste, am Mutternende (26) liegende Teilraum (30) einen größeren Durchmesser aufweist als der sich anschließende zweite Teilraum (32) der in die zum dem Mutternende (26) gegenüberliegenden Ende (36) der Mutter führende Durchgangsbohrung (34) übergeht, und daß das in die Mutter in Form eines Randes (60) gedrückte Material sich durch den ersten Teilraum (30) bis in den zweiten Teilraum (32) erstreckt.

6. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (40) des ersten Teilraums (30) vom Mutternende (26) aus zum zweiten Teilraum hin konisch sich erweiternd verläuft und in einen im wesentlichen radial nach innen gerichteten Absatz (42) übergeht, an den sich die Wand (44) des zweiten Teilraums (32) anschließt.

7. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche Ϊ bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Innenraum (28) gedrückte Plattenmaterial dem Absatz ^-2) anliegt.

8. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilraum (32) durch eine im wesentlichen zylindrische Wand (44) gebildet wird.

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9. Befestigung nach einem oder mehreren der .Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem maximalen Radius des ersten Teilraums (30) und dem der zylindrischen Durchgangsbohrung (34) größer als die Dicke der Platte (22) ist.

1Oo Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube bzw. der Bolzen selbstschneidend ausgebildet sind.

11. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichn et ,

daß der in den Innenraum (28) ragende Rand (60) der Platte (22) mehrere scharfe Kanten aufweist.

12. Verfahren zum Herstellen einer Befestigung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g ekennz ei chnet, daß die Mutter (20) mit ihrem den Innenraum (28) aufweisenden Ende (26) in Anlage an die Oberfläche der für die Befestigung vorgesehenen Platte (22) gebracht und die Platte (22) danach im Bereich der Längsachse der Mutter derart verformt wird, daß sich das verformte Plattenmaterial gegen die Wand des Innenraums legt, so daß in der Platte eine Öffnung entsteht, die einen im wesentlichen dem Innendurchmesser der Durchgangsbohrung (34) der Mutter entsprechenden Innendurchmesser besitzt, das sodann eine gegebenenfalls selbstschneidend ausgebildete Schraube oder Bolzen (24) in den in die Mutter gebogenen Rand (60) geschraubt wird, wobei der Rand (60) und anschließend gegebenenfalls die Durchgangsbohrung (34) nacheinander mit einem durchgehenden Gewinde versehen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e -

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kennzeichnet , daß beim Eindrücken des Plattenrandes (60) in den Innenraum (28), beispielsweise durch Stanzen am Rand mehrere, der Innenraumwandung anliegende gezackte Ecken gebildet werden»

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Lochen und Verformen der Platte (22) von der der Mutter (20) gegenüberliegenden Plattenseite aus vorgenommen wird, von der aus auch die Schraube (24) in die Mutter eingeführt wird«

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte über mehrere an der Mutter vorgesehene Kanten oder Ecken verformt wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12

bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenmaterial bis in den Bereich des zweiten Teilraums (32) gedrückt wird.

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