DE2535264C3 - Einpressmutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einpreßmutter mit einem ein Gewinde aufweisenden Schaftteil, mit einem in die Bohrung eines Werkstückes einsetzbaren Ringkragen sowie mit einem Flansch.

Eine derartige Einpreßmutter ist beispielsweise aus der US-PS 34 05 752 bekannt u«d weist auf der Unterseite des Flansches eine Ringnut sowie am freien Ende des Ringkragens Zähne auf. Beim Befestigen dieser Einpreßmutter wird der freie Rand des Ringkragens umgebogen, wodurch die Zähne in den Werkstoff des Werkstückes eindringen. Material des Werkstückes kann hierbei in die Rin-;,iut fließen.

Im praktischen Einsatz sind ^n Einpreßmuttern dieser Art bei hohen Belastungen Risse im Bereich des Ringkragens aufgetreten. Je nach Anwendungsfall können diese Risse zu Beschädigungen am Werkstück bzw. dazu führen, daß sich die Einpreßmutter aus dem sie haltenden Werkstück löst.

Ferner ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 17 77 114 eine Einpreßmutter mit einem ein Gewinde aufweisenden Schaftteil bekannt, der einen in die Bohrung eines Werkstückes einsetzbaren Ansatz sowie ballige, sich axial zum Werkstück hin erstreckende Vorsprünge aufweist. Einpreßmuttern dieser Art sollen an einem Werkstück sowohl gegen radiale Drehung als auch gegen axiale Verschiebung gesichert sein. Hierzu dienen die balligen Vorsprünge bzw. derjenige Werkstoff, der während des Einpreßvorganges in die zwischen Mutterkopf und Ansatz befindliche Hinterdrehung oder Nut verdrängt wird und dadurch eine formschlüssige Verbindung zwischen Werkstück und Einpreßmutter herstellt. Um diese formschlüssige Verbindung zu schaffen, verformt sich nur der Werkstoff des Werkstückes, die Einpreßmutter bzw. ihre einzelnen Teile werden nicht gezielt verformt, obwohl alle während des Einpreßvorganges wirksamen Kräfte von dem das Gewinde aufweisenden Schaftteil übertragen werden müssen und sich hier unzweckmäßig auswirken können.

Aus der US-Patentschrift 36 87 501 ist schließlich noch ein bolzenähnliches Befestigungselement bekannt, das durch fluchtende öffnungen mehrerer Teile gesteckt werden soll und einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt besitzt, damit es gegen Verdrehung gesichert ist. Die Vorsprünge und Vertiefungen am Umfang dieses Teiles gehen glatt und sanfi ineinander über und verdrängen entsprechend ihrer Kontur den Rand der Öffnungen in den Werkstücken.

Ausgehend von einer Einpreßmutter entsprechend

der US-Patentschrift 34 05 752 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier Maßnahmen vorzusehen, um ein Entstehen bzw. Auftreten von Rissen im Bereich des Ringkragens bei hohen Belastungen zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß an sich bekannte, sich axial zum Werkstück hin erstreckende, ballige Vorsprünge nahe am Umfang des

ίο Flansches vorgesehen sind, daß der Ringkragen an seinem Umfang radial gerichtete, sich axial über seine Länge erstreckende, sanft ineinander übergehende Erhebungen und Vertiefungen mit einer glatten, im Querschnitt gerundeten Oberfläche aufweist und daß d'e Vorsprünge am Flansch und die Vertiefungen am Umfang des Ringkragens in radialer Richtung miteinander fluchten.

Der Ringkragen weist weder an seinem Umfang noch an seinem freien Ende Zähne oder scharfe Kanten auf, sondern besitzt nur sanfte Übergänge zwischen den Erhebungen und Vertiefungen. Bei der Verformung des Werkstoffes beim Aufweiten des Ringkragens treten wegen der fehlenden, scharfkantigen Übergänge keine Spannungskonzentrationen auf, die sich später bei Belastungen ungünstig auswirken könnten.

Ferner liegen die balligen Vorsprünge am Flansch und die Vertiefungen am Umfang des Ringkragens jeweils in einer radialen Ebene, was dazu führt, daß sich die Fließrichtung des von den balligen Vorsprüngen verdrängten Werkstoffes des Werkstückes zu den Vertiefungen am Umfang des Ringkragens orientieren kann. Auch hierdurch wird der angestrebte Zweck günstig beeinflußt bzw. gefördert.

Die Anordnung der balligen Vorsprünge nahe am

i^r> Rand des Flansches der Einpreßmutter hat zur Folge, daß der Gewindeschaft selbst während des Einpreßvorganges absolut unbelastet bleibt und somit n-cht verformt oder beschädigt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines

-to Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1: eine zum Teil im Schnitt wiedergegebene

Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einpreßmutter; Fig.2: eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles Il in Fig. I;

F i g. 3: eine Schnittansicht, aus der das Verfahren hervorgeht, nachdem die Mutter auf ein Werkstück aufgebracht wird und

F i g. 4: eine Ansicht ähnlich der gemäß F i g. 3, wobei

^r>(> der zum Befestigen der Mutter an dem Werkzeug dienende gesenkschmiedeähnliche Stauchvorgang gezeigt ist.

Die Bezugszahl 10 bezieht sich allgemein auf den Grundkörper der verbesserten Einpreßmutter, die in

V) den Figuren als stauchbarer Körper dargestellt ist. Der Grundkörper umfaßt einen hülsenähnlichen Schaftteil 12 von herkömmlicher Art und ist in üblicher Weise mit einem Innengewinde 14 versehen. Um eine Klemmwirkung zu erzielen, kann der Gewindeteil verzogen oder

M> deformiert sein, was an sich bekannt ist. Wegen dieser Deformation ist das Drehmoment wesentlich, das auf die Mutter beim Eindrehen eines Gewindebolzens übertragen wird und ferner macht dieser Umstand es wünschenswert, zur Verhinderung von Drehungen

frf dienende Mittel vorzusehen. Verschiedenartige Mittel wurden bisher hierzu benutzt, worauf oben hingewiesen wurde.
Am unteren Teil des mit Gewinde versphpnpn

Schaftteiles 12 trägt der Grundkörper 10 einen flachen Flansch 15, der rechtwinklig zur Achse vorsteht und nahe bei seinem Umfang und auf derjenigen Seite, die dem mit Gewinde versehenen Schaftteil 12 abgewandt ist, mehrere halbkugelförmige Vorsprünge 16 trägt. Auf derselben Seite wie die Vorsprünge 16 ist einstückig ein hohler, zylindrischer Ringkragen 18 konzentrisch zur Achse des Grundkörpers vorgesehen und weist einen Innendurchmesser auf, der etwas größer ist a/s der größere Durchmesser der Gewindegänge des Innengewindes 14. Die Außenfläche des Ringkragens 18 trägt radial und axial sich erstreckende Unregelmäßigkeiten bzw. Erhebungen 20, die, wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, eine gleichmäßig gebogene Sinusform aufweisen, wenn man sie in axialer Projektion betrachtet.

Aus Fig.3 geht hervor, daß die Mutter durch Einsetzen des Ringkragens 18 in eine öffnung 22 im Werkstück W eingebaut wird, wobei die öffnung von ihrem Format her eng an den maximalen Durchmesser der sinusförmigen Vorsprünge bzw. Erhebungen 20 angepaßt ist Mit Hilfe eines geeigneten Preßstempels 25 wird der Flansch gegen das Werkstücke mit solcher Kraft gedrückt, daß die Vorsprünge 16 in die Oberfläche eindringen. Danach wird, wie aus F i g. 4 hervorgeht, der Ringkragen 18 mit Hilfe eines geeigneten Dornes oder Stempels 26 ausgedehnt, während der Preßstempel 25 in seiner Lage als Widerlager verbleibt, damit die Mutter ihre Lage beibehält und der Ringkragen sich ausweitet.

Wie aus den verschiedenen Figuren deutlich hervorgeht, weist das freie Ende des Ringkragens 18 eine Fase auf und ferner besitzt der Ringkragen 18 einen Außendurchmesser, der mit dem Durchmesser der Öffnung 22 übereinstimmt. Der Dorn oder Stempel 26 besitzt ein freies Ende, das kegelförmig ist. Wenn die Mutter von dem an seinem freien Ende etwa zylindrischen Preßstempel mit ihrem Ringkragen 18 in der öffnung 22 derart gehalten wird, daß die Vorsprünge 16 in das Material des Werkstückes W eingedrungen sind, wird der Dorn oder Stempel 26 von der anderen Seite her in die öffnung 22 eingeführt. Der Durchmesser des sich an den kegelförmigen Teil anschließenden zylindrischen Teiles des Dornes oder Stempels 26 stimmt mit dem Durchmesser der Öffnung 22 überein. Wird der Dorn oder Stempel 26 weit genug bis in den Ringkragen 18 der Mutter gedrückt, so muß

ίο der Ringkragen wegen der konischen Form des Dornes oder Stempels 26 radial ausweichen und wird in das Material des Werkstückes W bei gleichzeitiger Verformung dieses Materials gedrückt. Der ursprünglich freie Rand des Ringkragens 18 hintergreift jetzt formschlüssig den Werkstoff des Werkstückes W, wodurch die Mutter unverlierbar und sicher befestigt ist. Gleichzeitig verhindern die ebenfalls in den Werkstoff des Werkstückes W eingedrungenen Vorsprünge 16, daß sich die Mutter dreht, wenn an ihr irgendwelche Drehmomente angreifen.

infolge der kugelförmigen Gestalt der Vorspränge 16 wird das Material des Werkstückes in einer Art und Weise verdrängt und derart geformt, daß keine scherfen Ecken auftreten und auch keine Bereiche erhöhter

2ϊ Spannun£ikonzentration entstehen. Etwas verdrängtes Material bewegt sich radial in die Grundbereiche der sich radial erstreckenden sinusförmigen Vorsprünge oder Erhebungen 20, wodurch dieses verdrängte Material ebenfalls zu einer gleichförmig gerundeten

so Außenkontur geformt wird. Die Mutter ist somit wirksam gegen Drehung durch die in den Werkstoffen des Werkstückes eingreifenden Vorsprünge 16 und die Erhebungen 20 gesichert.

Versuche mit erfindungsgemäßen Einpreßmuttern

Jj haben im Vergleich zu solchen der genieteten Art eine sehr viel höhere Dauerbruchfestigkeit gezeigt, als dies bisher erreicht wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einpreßmutter mit einem ein Gewinde aufweisenden Schaftteil, mit einem in die Bohrung eines Werkstückes einsetzbaren Ringkragen sowie mit einem Flansch, dadurch gekennzeichnet, daß sich axial zum Werkstück hin erstreckende, an sich bekannte, ballige Vorsprünge (16) nahe am Umfang des Flansches (15) vorgesehen sind, daß der Ringkragen (18) an seinem Umfang sich axial über seine Länge erstreckende, radial gerichtete, sanft ineinander übergehende Erhebungen (20) und Vertiefungen mit einer glatten, im Querschnitt gerundeten Oberfläche aufweist und daß die Vorsprünge (16) am Flansch (15) und die Vertiefungen am Umfang des Ringkragens (18) in radialer Richtung miteinander fluchten.