DE2818588B2 - Gewindeeinlage zur einseitigen Befestigung in Blechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine '"icwindeeinlagc zur einseitigen Nietbefestigung in vorzugsweise dünnen Blechen der im Patentanspruch I angegebenen Gattung.

Aus der FR-PS 12 97 093 ist bereits eine auch als sog. Nietmutter bezeichnete Gewindceinlage zur Nietbefestigung in dünnen Blechen bekannt, welche im wesentlichen aus drei ineinander übergehenden Teilen besteht, und zwar aus einem als Ringflansch ausgebildeten Einlegekopf, einem daran anschließenden zylindrischen Hohlschaft mit zylindrischer Innenbohrung und radial äußeren Längsrippcn als Axialversteifung und mit einem an den Hohlschafl anschließenden Gewinde-Endteil, welcher eine gegenüber dem Hohlschaft verstärkte Wandung und selbstverständlich einen kleineren inneren Gewinde-Durchmesser besitzt. Diese bekannte Gewindceinlage wird zur Nitcbcfestigung auf einen Ziehdorn aufgeschraubt und zusammen mit diesem in die vorgesehene Biechbohrung eingeführt. Durch eine axiale Zichbcwcgung des Ziehdorncs unter gleichzeitiger Abstützung des Einlegekopfes an einem Gegenhalter wird der das Blech diirchragcnde Teil des Hohlschaftes plastisch zu einem Wulst verformt, der nach beendetem Ziehvorgang dann einen sog. Setzkopf bildet. Nachteilig bei dieser bekannten Gcwindecinlagc ist jedoch ihre vergleichsweise enge Begrenzung an vorgegebene Blechsliirken. Darüber hinaus wird bei der Befestigung diener Einlage in sehr dünnem Blech nur eine für die Praxis häufig ungenügende Verstärkung des dünnen Bleches im unmittelbaren Bereich um die Bohrung erreicht. Da ferner im Übergangsbcreich zwischen dem Hohlschaft und dem Gewindeteil keine gesonderten Mittel vorgesehen sind, welche den Grad der Verformung in diesem Übergang bestimmen, kann es insbesondere bei dicken Blechen vorkommen, daß

der Teil der ersten Gewindegänge mit nach außen gebogen werden, so daß die Halterung der später einzuführenden Schraube ungenügend ist. Die in Axialrichtung gleichbleibende Wandstärke des Hohlschaftes kann darüber hinaus zu einer ungenügenden Festigkeit des gebildeten Setzkopfes gegenüber grölkren Zugkräften führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine die Nachteile der vorstehend genannten Ausführung überwindende Gewindeeinlage zur Befestigung in und zur Verbindung von Blechen zu schaffen, die neben einer wirksamen Versteifung des Öffnungsrandes von dünnen Blechen und einer erhöhten Zugfestigkeit auch in Blechen von verschiedener Stärke sicher befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I gelöst. Der an den Einlegekopf anschließende dünnwandige Abschnitt des zylindrischen Hohlschaftes stellt einen Verformungsteil dar, durch den beim Setzvorgang die vom Ziehdorn ausgeübten Kräfte verringert werden können und der gewährleistet, daß sich eine Außenfläche des fertigen Setzkopfes großflächig an den unzugänglichen Rand der Blcchbohrung parallel anlegt. Der zweite Abschnitt des Hohlschaftes mit verstärkter Schaftwand wird durch den Ziehvorgang lediglich nach radial außen aufgeweitet und stellt damit eine wirksame Abstützung dar. D'jrch das Vorsehen der Umfangsnut im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Gewinde-Endteil wird der Aufweitvorgang des verstärkten zweiten Abschnittes begünstigt und gleichzeitig eine unerwünschte Aufweitung des Gewinde-Endteiles im Übergangsbereich vermieden.

Dabei weist gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung die Umfangsnut einen derartigen dreieckigen Querschnitt auf. daß nach erfolgtem Setzvorgang die Umfangsnut geschlossen ist und eine Druckanlage zwischen den beiden Nulflächcn zustande kommt.

Ein weilerer Vorteil der erfindungsgemäßen Gewin deeinlage besteht vor allem bei dünnem Blech darin, daß durch die Unterteilung des Hohlschaftes in /wci Abschnitte und durch das Vorsehen der Ringnut eine verbesserte Anpassungsfähigkeit bei der Befestigung in Blechen unterschiedlicher Dicke bei gleichzeitig erreichter hoher Festigkeit des Schließkopfes erzielt wird. Da der Schließkopf bei dem Einsatz in dünnem Blech am größten ist, wird auch eine entsprechend große Verstärkung der Blech-Unterlage erreicht.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiclc der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Γ ig. I eine einseitige Gewindceinlage in teilweisem Längsschnitt.

Fig.? einen Querschnitt A-A der Einlage nach Fig. I,

F i g. 3 eine Seitenansicht der Oberfläche der Gewindceinlagc nach Fig. 1,

F i g. 4 einen Querschnitt B-//in F i g. 1,

F i g. 5 eine tcilgcschnittene Seitenansicht der Einlage mit eingedrücktem Gewindeteil,

F i g. b einen Querschnitt C-Π η F i g. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt einer Gewindceinlage vor ihrer formschlüssigen Befestigung,

F i g. 8 das Formen des Schlicßkopfcs bei dünnem Blech,

F i g. 9 den fertigen Schließkopf bei dünnem Blech,

Fig. 10 einen fertigen Schließkopf bei dickcrem Blech in teilgeschnittencr Seitenansicht.

Die einstückige Gewindeeinlage besteht aus einem zylindrischen Hohlsehaft I, der on einem Ende einen Einlegekopf 2 und am anderen Ende einen verstärkten Gewinde-Endieil3 mit einer Bohrung4 mit Innengewinde aufweist. Der Hohlsehaft I besteht aus zwei Dritteln seiner Länge aus einem ersten Abschnitt 5 mit größerem Innendurchmesser und geringerer Wandstärke und im letzten Dritte¹, aus einem zweiten Abschnitt 7 mit kleinerem Innendurchmesser bei größerer Wandstärke, an den der Gewinde-Endteil 3 anschließt.

Der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts 7 ist etwas größer als der Durchmesser der Gewindeöffnung 4, um ein Einschrauben eines Gewindedornes des Montagegerätes zu gestatten. Die Oberfläche der Gewindeeinlage kann zylindrisch sein, es ist jedoch vorteilhafter, wenn wenigstens der Hohlsehaft I eine Axialversteifung 9 aus z. B. Längsrippen aufweist, die durch Einpressungen 8, Längserhebungen 6 oder als Mehrkarit ausgeführt werden kann.

Die Axialversteifung in Form der in F i g. 4 dargestellten äußeren Längsrippen 6 kann t. B. durch spanlose llnilormung ties Schaftrohüngs im Gesenk oder riurch einen Rollvorgang miitels entsprechend ausgebildeter Roll- bzw. Walzgeräte hergestellt werden. Die in F i g. 6 dargestellte Axialversteifung wird auf besonders zweckmäßige Weise dadurch geformt, daß der .Schaftrohling der Einwirkung von auf einem Kreis nebeneinander angeordneten kugelförmigen Formkörpern ausgesetzt wird, die das Schaftmaterial radial eindrücken und Längsrillen 8 mit Zwischenstegen 9 ergeben (F i g. 5 und

Die Gewindeeinlage besitzt am Übergang vom zweiten Abschnitt 7 zum Gewinde-Endteil 3 eine äußere Urnfangsnul 12, deren Tiefe ungefähr die Hallte der Wanddicke des Schaftteilcs im Bereich des /weiten Abschnitts 7 beträgt.

Zum Befestigen der Gewindeeinlage in einer Montagebohrung eines dünnen Blechs 14 (I' i g. 7. 8 und 9) wird die Gewindecinlage auf einen Gewindedorn 10 des Montagegerätes aufgeschraubt, bis der Einlegekopf 2 der Einlage an einen Gegenhalter 11 des Montagegerates anschlägt. Durch anschließendes Anziehen des Gewindedornes 10 mit dem aufgeschraubten verstärkten Gewinde-Endteil 3 in Richtung des mittleren Pfeiles in Fig. 8 gegen den festgelegten Einlegekopf 2 biegt sich der Schaftteil im Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 5, 7 nach außen und der Hohlsehaft 1 beginnt sich radial aufzuweiten. Bei weiterem Anziehendes /erstärkten Gewinde-Endteils 3 faltet sich der dünnwandige Schaftabschnitt 5 und legt sich mit seiner vcrformien Außenfläche 13 an die unzugängliche Fläche des dünnen Bleches 14 an. Der zweite Schaftabschnitt 7 behält aufgrund seiner größeren Wandstärke seine Form weitgehend bei und stützt sich an der ebenen Innenfläche des umgefalteten

ι dünnwandigen Schaftabschnitts 5 ab (Fig.9). Die Größe des so geformten .Schließkopfes in dünnem Blech 14 ist gegenüber herkömmlichen Nietmuttern wesentlich größer, was eine Erhöhung der Festigkeit der eingebauten Einheit auf Zug mit sich bringt. Durch die

in direkte Abstützung des dickwandigeren Sehaftabschnittes 7, dessen durch die Längsversteifung verstärkte Wände schräg nach radial außen verlaufen (F i g. 9), an der Wand des voll umgefalteten dünnwandigeren Schaftabschnitts 5 und dessen parallele Anlage am Blech 14 werden in Fig. 9 nach oben gerichtete, auf den dickwandigen Gewinde-Endteil 3 einwirkende Zugkräfte direkt in das Blech eingeleitet, das im Bereich der Blechöffnung durch den Einlegekopf 2 und insbesondere durch die verformten Schaftteile wesentlich verstärkt

■>(> ist.

Die im Hohlsehaft 1 eingearbv :ete Umfangsnut 12 begünsiigt die Abbiegung des dickwan-iigeren Schaitabschnitts 7 von dem Gewinde-Endteil 3. Sie stellt keine Schwachstelle dar, weil sie bei dem Umform-Uefesti-

2Ί gungsvorgang der Einlage geschlossen wird. Dabei bewirken die Axialversteifungen 9 im Bereich des dünnwandigen Schaftabschnitts 5 der Einlage bei der Umformung eine gleichmäßige Umfangsabstützung an den inneren Wänden der Blechbohrung und somit eine

so genaue Zentrierung. Die Axialverstufung 9 im Bereich des dickwandigeren Mittelteils 7 der Einlage sorgt für eine hohe Festigkeit der fertig eingesetzten Einlage gegenüber Zugkräften. Die radial äußere Umfangsnut 12 gewährleistet, daß im Übergang zwischen dem

J5 steifen Gewinde-Endteil 3 und dem zweiten Abschnitt 7 die intensive Materialumbiegung erreicht und auch nicht durch die eventuell auch in diesem Abschnitt vorhandenen Axialversteifungen behindert wird. Diese Umfangsnut 12 hat einen Querschnitt vorzugsweise in Dreieckform, der nach dem Umformvorgang das Schließen der Umfangsnut 12 und eine dichte Anlage der vorzugsweise konischen Nutwände aneinander gewährleistet, wie dies aus einem Vergleich der F i g. 7 und 9 hervorgeht.
Das einseitige Befestigen einer Gewindceinlage in eine Montageöffnung 13 in dickerem Blech 15 erfolgt in ähnlicher Weise, wobei Unterschiede lediglich in der geringeren Größe seines Schließkopfdurchmessers und eine Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchungen der Gewindeverbindung bestehen. Aus F i g. 9 und IO ist der weite Bereich für die Anwendung der einseitigen Gewindeeinlage ersichtlich.

Hier/U 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gewindeeinlage zur einseitigen Nietbefestigung in vorzugsweise dünnen Blechen, mit einem am vorderen Ende ausgebildeten Einlegekopf, mit einem an den Einlegekopf anschließenden zylindrischen Hohlschaft und mit einem an den Hohlschaft anschließenden Endteil, in dem ein Innengewinde ausgebildet ist, wobei der Hohlschaft zwischen dem Einlegekopf und dem Gewinde-Endteil einen größeren Innendurchmesser und eine geringere Wandstärke als der Gewinde-Endteil besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlschaft (I) aus einem an den Einlegekopf (2) anschließenden ersten Abschnitt (5) von größerem Innendurchmesser und entsprechend verringerter Wandstärke und aus einem daran anschließenden zweiten Abschnitt (7) von kleinerem Innendurchmesser und entsprechend vergrößerter Wandstärke besteht und daß am Übergang vom zweiten Abschnitt (7) des Hohlschaftes (I) /Mv.} Gewinde-Endteil (3) eine Umfangsnut (12) angeordnet ist.

2. Gewindeeinlage nach Anspruch 1 mit einer rippenförmigen Axialversteifung seines Hohlschaftes, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialversteifung (9) durch radiale Einpressungen (8) der Hohischaftwandung gebildet 1st.

3. Gewindceinlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (12) einen dreieckförmigen Querschnitt besitzt.