DE2607701A1

DE2607701A1 - Self-locking cap nut made by welding - with formation of corner butt weld between cap and nut

Info

Publication number: DE2607701A1
Application number: DE19762607701
Authority: DE
Inventors: Heinz Erdmann; Wilhelm Gloerfeld
Original assignee: ERDMANN HEINZ WALTER
Current assignee: ERDMANN HEINZ WALTER
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1977-09-01

Abstract

Mfr. of a self-locking cap nut comprises electrically welding a cap, which is drawn from sheet metal and provided with a bevelled outer edge, and which is pressed against a metal nut to form a corner butt weld on the inside. The welding process is divided into pre-pressing, welding and holding stages. The metal nut is subjected to cold deformation in the region of its thread to form an annular attachment which is compressed concentrically to provide the required locking force. Then the cap, which engages over the conical attachment with a slight clearance is uniformly welded to the nut to form an intermediate corner butt weld.

Description

Verfahren zur Herstellung Method of manufacture

selbstsichernder Hutmuttern Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zur Massenfertigung von genormten Hutmuttern im Wege der elektrischen Verschweißung einer normalen Mutter mit einer aus Blech gezogenen Hutkappe. Zu diesem Zweck verwendete man bislang stets eine an ihrer Randung mit einem nach außen umgebördelten Flansch versehene Kappe, die genau auf die Oberfläche einer Flachmutter aufgesetzt und mit dieser im Buckelschweißverfahren verbunden wurde. Eine derartig zustandegekommene Hutmutter entsprach Jedoch weder in ihrer Form noch in bezug auf die Festigkeitseigenschaften der zuvor aus Vollmaterial gedrehten Normalausführung. self-locking cap nuts The main patent relates to a Process for the mass production of standardized cap nuts by means of electrical Welding of a normal nut with a hat cap drawn from sheet metal. To this So far, one has always used one on its edge with one beaded outwards Flanged cap that is placed exactly on the surface of a flat nut and connected to it using the projection welding process. One that came about in this way However, the cap nut did not match either in terms of shape or strength properties the normal version previously turned from solid material.

In Anbetracht dieser Unzulänglichkeiten ist gemäß der Erfindung nach dem Hauptpatent vorgesehen, die Randung der Hutkappe an ihrer Außenkante mit einer Abschrägung zu versehen und zur Bildung einer einseitig innengelegenen Eckstumpfnaht gegen die normale Mutter zu pressen, wozu sich der dabei vorgesehene Schweißvorgang definiert in eine (stromlose) Vorpreßphase, die eigentliche Schweißphase und eine Nachhaltephase aufgliedert.In view of these shortcomings, according to the invention is after the main patent provided, the edge of the hat cap on its outer edge with a To provide a bevel and to form a corner butt seam on one side to press against the normal mother, for which purpose the intended welding process defined in a (currentless) pre-pressing phase, the actual welding phase and a The sustainability phase.

Nach einem derartigen Verfahren gelangt man auf außerordentlich einfachem Wege zu einer vollkommen form- und maßgerechten Hutmutter, die auch in ihren Festigkeitseigenschaften der einteilig gedrehten Ausführung in jeder Weise gleichwertig ist.Such a procedure leads to an extremely simple one Paths to a cap nut that is perfectly true to shape and size, also in terms of its strength properties is equivalent in every way to the one-piece turned version.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht das Verfahren nach dem Hauptpatent zudem in fortschrittlicher Weise sowie erstmals die Herstellung einer einteiligen Hutmutter, welche in sich selbstsichernd ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment of the invention, this enables Process according to the main patent also in a progressive manner and for the first time the Production of a one-piece cap nut, which is designed to be self-locking is.

Die zu diesem Verwendungszweck bekannten selbstsichernden Hutmuttern nach DIN 986 setzen sich nämlich durchweg aus einer Spezialmutter mit einem darin festsitzenden gewindelosen Sicherungsring aus Polyamid oder Vulkanfiber und einer Hutkappe zusammen, um deren angeformte Wulstrandung in einem besonderen Arbeitsgang ein wiederum der Mutter angedrehter Kragen mechanisch angebördelt wird. Aufgrund dessen besitzen diese Ausführungen keineswegs diejenige Festigkeit, wie sie eine einteilige Ausführung aufweisen würde. Zum anderen sind diese zweiteilig hergestellten Hutmuttern nur in einem Temperaturbereich zwischen - 700 C und + 1300 C anwendbar.The self-locking cap nuts known for this purpose according to DIN 986 consist of a special nut with one in it fixed threadless locking ring made of polyamide or vulcanized fiber and a Cap together, around their molded beading in a special operation a collar turned on to the nut is mechanically flanged. Because of these statements are by no means as firm as they are would have one-piece design. On the other hand, these are two-part manufactured cap nuts only in a temperature range between - 700 C and + 1300 C applicable.

Um in dieser Beziehung zu wesentlich besseren Eigenschaften zu gelangen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, eine normale Metallmutter durch Kaltverformung im Bereich ihres Gewindes mit einem ringförmigen Ansatz zur losen Halterung der an ihrer Außenkante abgeschrägten Hutkappe zu versehen, danach diesen Ansatz zur Gewährleistung der erforderlichen Sicherungskraft konzentrisch zusammenzupressen und die beiden Teile daran anschließend zur Ausbildung einer zwischen Kappe und Ansatz entstehenden Eckstumpfnaht in einem sich in mehrere Phasen aufgliedernden Stumpfschweißvorgang homogen miteinander zu verbinden.In order to achieve significantly better properties in this regard, is provided according to the present invention, a normal metal nut through Cold deformation in the area of their thread with an annular extension to loosen To provide the holder of the hat cap, which is bevelled at its outer edge, then this Concentric compressing approach to ensure the required securing force and the two parts thereafter to form an between cap and Approach resulting corner butt weld in a split into several phases To combine the butt welding process homogeneously with one another.

Auf diese Weise erhält man eine Ganzmetallmutter, die sämtliche Eigenschaften der einteilig gedrehten Ausführung aufweist und zudem als Hutmutter in fortschrittlicher Weise selbstsichernd ausgelegt ist. Diesbezüglich entsteht durch den zusammengepreßten Ansatz der Mutter in deren oberen Gewindebereich ein langsam ansteigender Anpreßdruck und ein entsprechendes Reibungsmoment zwischen Mutter und Schraube und neben der radialen Verspannung eine Kraft in axialer Richtung, welche die Gewindegänge der Mutter gegen die tragenden Gewindeflanken der Schraube anpreßt0 - Dieser Vorgang wird durch die gemäß der Erfindung aufgeschweißte Hutkappe in keiner Weise beeinträchtigt, da sich die einseitig innengelegene Eckstumpfnaht innerhalb des geringfügigen Spielraums zwischen dem konischen Ansatz der Sicherungsmutter und der dazu definiert aufgepreßten Hutkappe ausbilden kann. Auf diese Weise wird das gesamte Innengewinde der Mutter geschützt und zugleich eine Nachbearbeitung des so entstandenen Gebildes auf beiden Seiten überflüssig. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäß als selbstsichernd zustande gekommene Hutmutter erstmals und alleinig die Form- und Festigkeitseigenschaften einer einteilig gedrehten Ausführung auf, die sich - von dem weitaus größeren Fertigungs- und Materialaufwand abgesehen - noch dazu überhaupt nicht selbstsichernd auslegen ließ.In this way you get an all-metal nut that has all the properties the one-piece turned design and also as a cap nut in progressive Way is designed to be self-locking. In this regard, arises from the compressed Approach of the nut in its upper thread area a slowly increasing contact pressure and a corresponding frictional torque between nut and screw and next to the radial tension a force in the axial direction, which the threads of the Pressing the nut against the load-bearing thread flanks of the screw 0 - This process is made by the according to the invention welded hat cap in none Way, because the corner butt seam on one side is inside the slight clearance between the conical shoulder of the lock nut and the hat cap pressed on in a defined manner for this purpose. That way will the entire internal thread of the nut is protected and at the same time a post-processing of the resulting structure superfluous on both sides. It also has the cap nut that came about as self-locking according to the invention for the first time and only the shape and strength properties of a one-piece turned version on, which - apart from the much greater production and material costs - not to mention that it was not designed to be self-locking at all.

In der anliegenden Zeichnung ist entsprechend der Darstellung im Hauptpatent als Ausführungsbeispiel der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Massenfertigung einer selbstsichernden Hutmutter aus zwei elektrisch miteinander zu verschweißenden Teilelementen dargestellt. - Hierbei zeigt Fig. 1 die oberseitig im Bereich des Innengewindes 1 mit dem ringförmigen Ansatz 2 versehene Sechskant-Metallmutter 3 und die gesondert aus Blech gezogene Hutkappe 4 mit der nach außen abgeschrägten Schweißkante 5 vor der Zusammenführung beider Teile zum Zweck des Verschweißens.The attached drawing corresponds to the representation in the main patent as an exemplary embodiment, the sequence of the method according to the invention for mass production a self-locking cap nut made of two electrically welded together Partial elements shown. - Here, Fig. 1 shows the top in the area of Internal thread 1 with the annular extension 2 provided hexagonal metal nut 3 and the hat cap 4 drawn separately from sheet metal with the outwardly chamfered Welding edge 5 before the two parts are brought together for the purpose of welding.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist der ringförmige Ansatz 2 der Mutter 3 (in Fig. 1) zunächst konzentrisch nach innen eingedrückt worden, wodurch die Mutter 3 im Bereich der obengelegenen Gewindegänge 1 den beabsichtigten Sicherungseffekt erhält, Daran anschließend wird die Hutkappe 4 auf die Stirnfläche der Mutter 3 aufgesetzt, wobei die beiden Teile durch den ringförmigen Ansatz 2 der Mutter 3 ganz von selbst in die fertigungsgerechte Lage zueinander gelangen. Danach werden die Teile mit Hilfe der Elektroden des Stwnpfschweißautomaten unter einem Druck von etwa 400 kg fest aufeinander gepreßt. Schaltet sich dann nach der Vorpreßphase von 0,04 sek über eine Dauer von 0,06 sek selbsttätig der elektrische Strom ein, so gelangt die abgeschrägte Randung der Hutkappe 4 ebenso wie die Stirnfläche der Mutter 5 an der kreisringförmigen Kontaktstelle zum Schmelzen, wobei sich die beiden Teile unter Bildung einer einseitig innengelegenen Eckstumpfnaht 6 homogen miteinander verbinden. Im Verlauf dieses Vorgangs verkürzt sich die dazu in ihrer Höhe entsprechend länger bemessene Kappe 4 auf das vorgeschriebene Endmaß. Die benötigte Leistung des Schweißautomaten liegt hierbei für metrisches Gewinde bis M 12 und den angegebenen Zeiten etwa bei 50 kVA. An die Schweißphase schließt sich dann nochmals eine Nachhaltephase von 0,06 sek Dauer an, um die Auswirkung schädlicher Schrumpfspannungen zu verhindern. Danach ist die zwischen der Hutkappe 4 und dem ringförmigen Ansatz 2 der selbstsichernden Metallmutter 3 entstandene Rundnaht 6 den gleichen Belastungen gewachsen, wie dies bei einer einteilig gedrehten Hutmutter der Fall ist, von der sich die erfindungsgemäß geschweißte Ausführung auch äußerlich ohne weitere Nachbearbeitung nicht mehr unterscheidet.According to the illustration in Fig. 2, the annular extension 2 of the nut 3 (in Fig. 1) has initially been pressed concentrically inward, whereby the nut 3 in the area of the threads 1 above receives the intended locking effect, then the cap 4 is on the end face of the nut 3 is placed, the two parts automatically reaching the production-ready position relative to one another through the annular shoulder 2 of the nut 3. Then the parts are pressed firmly together with the help of the electrodes of the automatic butt welding machine under a pressure of about 400 kg. If, after the pre-pressing phase of 0.04 seconds, the electrical current is automatically switched on over a period of 0.06 seconds, the beveled edge of the cap 4 as well as the face of the nut 5 reach the circular ring-shaped contact point for melting, the two parts being homogeneously connected to one another to form a corner butt seam 6 located on the inside on one side. In the course of this process, the cap 4, which is correspondingly longer in terms of its height, is shortened to the prescribed final dimension. The required power of the automatic welding machine is around 50 kVA for metric threads up to M 12 and the specified times. The welding phase is followed by another sustaining phase of 0.06 seconds in order to prevent the effects of harmful shrinkage stresses. Thereafter, the round seam 6 created between the cap 4 and the annular shoulder 2 of the self-locking metal nut 3 is able to withstand the same loads as is the case with a one-piece twisted cap nut, from which the welded version according to the invention no longer differs externally without further reworking .

* * * * * 1 Patentanspruch, 2 Figuren. * * * * * 1 claim, 2 figures.

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Claims

Claim method for the production of self-locking cap nuts by means of electrical welding one drawn from sheet metal and thereby attached to it Outer edge with a bevel provided hat cap, which is used to form a one-sided internal sck butt seam is pressed against a metal nut, for which purpose the The welding process is defined in a prepress phase, the actual welding phase and divided into a sustainability phase, according to patent ..... (P 23 60 100.5), characterized that the metal nut (3) by means of cold deformation in the area of its thread (1) with provided an annular projection (2) and this approach (2) to ensure the required securing force is pressed together concentrically, after which the this conical approach (2) with little play overlapping hat cap (4) under Formation of a corner butt seam (6) in between with a certain (pressure) breakdown this process is welded homogeneously to the metal nut (3).