DE2947179A1

DE2947179A1 - Stanz- und nietmutter

Info

Publication number: DE2947179A1
Application number: DE19792947179
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Rudolf 6000 Frankfurt Müller
Original assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Profil Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1979-11-23
Filing date: 1979-11-23
Publication date: 1981-05-27
Also published as: FR2470282A1; IT8050219A0; GB2064698B; FR2470282B1; IT1142193B; GB2064698A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Stanz- und Nietmutter aus einem Rumpfteil mit einer im wesentlichen rechteckigen Wirkfläche, die den Stanzvorgang bewirkt bzw. an der die Vernietung vorgenommen wird, mit mindestens zwei an gegenüberliegenden Seiten des Rumpfteiles nach außen ragenden und sich über die gesamte Länge der jeweiligen Seite parallel zu und im Abstand von der Wirkfläche erstreckenden Flanschen an einer zur Wirkfläche im wesentlichen parallelen Druckfläche, mit mindestens zwei jeweils eine Längsnut aufweisenden Seitenflächen zwischen der Wirkfläche und Schulterflächen der Flansche und mit einer senkrecht zur Wirkfläche den Rumpfteil durchsetzenden Öffnung.

Stanz- und Nietmuttern der genannten Art werden in Bleche^ Platten oder Tafeln - nachfolgend wird nur noch von "Tafeln" gesprochen - derart eingesetzt, daß die Mutter mit den Schulterflächen der beiden Flansche an einer Hauptfläche der Tafel anliegt und der die Wirkfläche aufweisende Rumpfteil durch ein von der Mutter selbst in die Tafel gestanztes Loch in eine beim Stanzen in die Tafel hineinverformte Sicke ragt, so daß die Wirkfläche der Mutter in einer Ebene mit der die Sicke umgebenden anderen Tafelhauptfläche oder in die Sicke zurückversetzt liegt.

Bei bekannten Stanz- und Nietmuttern, wie beispielsweise bei der in der DE-PS 1 072 432 beschriebenen Mutter, ist die Öffnung mit einem von der Wirkfläche bis zur Druckfläche durchgehenden Gewinde versehen. Dieses Gewinde kann auf der gesamten Länge der Öffnung mehrfach mit dem Gewinde einer Schraube in Eingriff sein und ermöglicht daher, verhältnismäßig große Kräfte zwischen der Schraube und der Mutter zu übertragen.

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Eine solche Kraftübertragung ist bei der Verbindung von zwei Tafeln, beispielsweise Blechen, häufig von untergeordneter Bedeutung. Tafeln sind daher oftmals durch Blechschrauben miteinander verbunden, die ein Gewinde mit verhältnismäßig großer Steigung und eine entsprechend große Ganghöhe zwischen zwei benachbarten Gewindeflanken aufweisen. Die bekannte, für Blechschrauben nicht zu verwendende Mutter nach der genannten deutschen Patentschrift kann allerdings unter Einsparung mindestens eines Arbeitsganges an einer Tafel angebracht werden, da sich die Mutter das erforderliche Loch selbst in die Tafel stanzt und dabei gleichzeitig in diesem Loch befestigt wird.

Weiterhin sind separate, aus dünnem Blech bestehende Blechmuttern bekannt, sowie die Möglichkeit, die gewindewesentlichen Merkmale dieser Blechmuttern direkt in einer Tafel vorzusehen. Eine Ausführung einer separaten bzw. einer direkt in einer Tafel ausgebildeten Blechmutter weist eine mit einem radialen Schlitz versehene Öffnung auf, die etwas größer als der Kerndurchmesser einer Schraube ist. Beim Einschrauben einer Blechschraube in diese Blechmutter bildet der durch den Schlitz entstehende und in das Gewinde der Schraube eingreifende Lappen eine eingängige Schraubenlinie.

Eine weitere bekannte Blechmutter ist mit zwei Parallelschlitzen und einer quadratischen, an zwei gegenüberliegenden Ecken des Quadrats in den jeweils angrenzenden Schlitz mündenden Öffnung versehen. Dabei bilden die bei den ausgeschnittenen und in das Gewinde der Schraube ein greifenden Lappen eine Schraubenlinie, die jedoch weniger als einen Gewindegang umfaßt.

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Diese separaten Blechmuttern weisen den Nachteil auf, daß bei ihrem Anbringen ein zusätzlicher Arbeitsgang für das Lochen der Tafel erforderlich ist. Darüber hinaus werden diese üblicherweise als gewölbte Federscheiben ausgebildeten Blechmuttern mit den Kanten zur Tafel gerichtet angeschraubt. Während des Befestigungsvorganges wird die Mutternwölbung flach gezogen und infolgedessen bewegen sich die Ecken der Muttern von der Achse nach außen, wobei die Tafeloberfläche häufig beschädigt wird. Solche Beschädigungen, insbesondere von Schutz- bzw. Lackbeschichtungen können Rosterscheinungen zur Folge haben.

Auch für eine direkt in einer Tafel ausgebildete Blechmutter besteht der Nachteil der Oberflächenbeschädigung, da sich beim Einsetzen einer Blechschraube in die Tafel das umgebende Tafelmaterial verformt und demzufolge in der Schutz- bzw. Lackschicht Risse auftreten können.

Sowohl bei separaten als auch direkt in einer Tafel vorgesehenen Blechmuttern erweist es sich weiterhin als nachteilig, daß die Festigkeit des Mutternbleches nur ein geringes Anziehdrehmoment der Schraube ermöglicht und zudem Setzungserscheinungen an den Gewindelappen relativ frühzeitig auftreten können.

Darüber hinaus verringert sich bei diesen Blechmuttern beim wiederholten Einschrauben einer Schraube mit jedem Schraubvorgang das Anziehdrehmoment, so daß diese Muttern für mehrmalige Verwendung kaum geeignet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine an einer Tafel anzubringende, für Blechschrauben geeignete und mehrmals wiederverwendbare Mutter mit einem eingängigen beim Eindrehen der Blechschraube von dieser selbst geformtes Gewinde zu schaffen, das von der Festigkeit

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I NAOHQEREICHTJ

des Bleches unabhängig ist, ein verhältnismäßig großes, selbst bei wiederholtem Ein- und Ausdrehen der Schraube konstantes Anziehdrehmoment sowie eine zumindest gegenüber bekannten Blechmuttern bessere Kraftschlüssigkeit einer Schraubverbindung ermöglicht, und bei der gegebenenfalls auch das nicht koaxiale Einführen einer Schraube erreicht werden kann, ohne daß ein sogenanntes "Gewindeüberschneiden" auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Mutter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Öffnung einen nach innen ragenden, ein mindestens dem Kerndurchmesser einer einzusetzenden Schraube entsprechendes Kernloch umgrenzenden Ringflansch aufweist.

Der erfindungsgemäße Ringflansch kann eine axiale Flanschbreite besitzen, deren Größe maximal der Ganghöhe eines Gewindeganges der Schraube entspricht. Vorzugsweise entsp.icht der Axialquerschnitt des Ringflansches in seinen Abmessungen maximal dem Profil eines Gewindeganges der Schraube. Weiterhin kann mindestens eine Flanschseite des Ringflansches von der Wandung der Öffnung zum Kernloch hin geneigt sein. Die Flanschseiten des Ringflansches können auch zum Kernloch hin und zueinander geneigt sein, so daß der Ringflansch beispielsweise einen trapezförmigen Axialquerschnitt aufweist. Die Erfindung stellt sicher, daß der Ringflansch der Mutter beim Einschrauben einer Schraube mit einer umlaufenden Schraubenlinie versehen wird und dieses eingängige, von der Festigkeit des Bleches unabhängige Gewinde mit der Schraube in Eingriff ist, ohne daß frühzeitige Setzungserscheinungen am Muttergewinde auftreten.

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Weiterhin kann der Ringflansch in einer parallel oder schräg zur Wirkfläche verlaufenden Ebene liegen. Ein schräg angeordneter Ringflansch erleichtert das Eindringen der Gewindeflanken einer Schraube in das Material des Ringflansches; die auf längeren Abschnitten in den Ringflansch eingreifenden Gewindeflanken bewirken einen besseren Kraftschluß der Schraubverbindung.

Vorzugsweise ist die Öffnung der Mutter im Bereich der Wirkfläche mit einer Ansenkung versehen. Durch diese Ansenkung in Verbindung mit der zur Wirkfläche weisenden geneigten . Flanschseite des Ringflansches und dem gegebenenfalls schräg zur Wirkfläche liegenden Ringflansch können Schrauben, insbesondere beim maschinellen Einschrauben selbstzentrierend in die Bohrung der Mutter eingeführt werden. Weiterhin wird auch das nicht koaxiale Einfuhren einer Schraube möglich, ohne daß selbst bei wiederholtem Ein- und Ausdrehen der Schraube ein Gewindeüberschneiden eintritt.

In bevorzugter Ausführung besitzt die Öffnung der Stanz- und Nietmutter einen Durchmesser, der in seiner Größe den Gewindeaußendurchmesser der Schraube nicht überschreitet. Im eingeschraubten Zustand können die Gewindeflanken der Blechschrauben somit nicht nur in den Ringflansch, sondern auch in die Öffnungswandung eingreifen, so daß die Blechschraube bei mehrmaligem Einschrauben in den beim ersten Einschrauben in die Öffnung eingebrachten Gewindemarken geführt wird, und zwar vorzugsweise zum im unteren Mutternbereich angeordneten Ringflansch. Darüber hinaus wird eine bessere Kraftschlüssigkeit der Verbindung erzielt.

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Die erfindungsgemäße Mutter läßt außerdem aufgrund ihrer im Vergleich zum Tafelmaterial wie auch zu den bekannten Blechmuttern verhältnismäßig hohen Festigkeit ein hohes Anziehdrehmoment beim Eindrehen der Schraube zu. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt im übrigen darin, daß selbst bei wiederholtem Ein- und Ausdrehen der Schrauben ein konstantes, das ursprünglich hohe Niveau besitzendes Anziehdrehmoment erreicht werden kann. Darüber hinaus erübrigt diese Mutter, jedenfalls im Vergleich zu eingangs erwähnten separaten Blechmuttern, beim Anbringen an einer Tafel mindestens einen Arbeitsgang, da sie sich selbst ein Befestigungsloch in das Tefelmaterial stanzen kann.

Die erfindungsgemäße Mutter kann im eingebauten Zustand in einer Sicke der Tafel angeordnet sein, wobei vorzugsweise die Wirkfläche der Mutter gegenüber der die Sicke aufweisenden Hauptfläche der Tafel in der Sicke zurückversetzt liegt. Damit wird sichergestellt, daß zumindest eine Tafelebene der mit dieser Mutter versehenen Tafel von herausragenden Mutterteilen frei bleibt. Erst nach dem Zusammenbau dieser Tafel mit einer Gegentafel kann die Wirkfläche der Mutter der Gegentafel anliegen, beispielsweise indem das Tafelmaterial der Gegentafel in die mit der Mutter versehene Sicke der Tafel hineingezogen wird, so daß zusätzlich Formschluß entsteht. Diese Formschluß bewirkende Sickenausbildung kann durch eine entsprechende Bemessung einer Unterlegscheibe erreicht bzw. erleichtert werden, die gegebenenfalls mit der Schraube zu einer untrennbaren Einheit, einer sogenannten Zusammenbauschraube verbunden sein kann und zwischen dem Schraubenkopf und der Gegentafel liegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine in einer Sicke einer Tafel angeordnete Stanz- und Nietmutter, deren Wirkfläche gegenüber der mit der Sicke versehenen Tafelhauptfläche in der Sicke zurückversetzt liegt, in geschnittener Seitenansicht;

Fig. 2 die in die Tafel eingesetzte Stanz- und Nietmutter nach Fig. 1 in Draufsicht; und

Fig. 3 eine Blechverbindung mit einer Stanz- und Nietmutter gemäß Fig. 1 und 2, in teilweise geschnittener Seitenansicht.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Mutter (als Stanz- und/oder Nietmutter zur Vereinfachung Stanz- und Nietmutter genannt) 1, die aus einem Rumpfteil 2 mit einer im wesentlichen rechteckigen Wirkfläche 3 besteht. An gegenüberliegenden Seiten des Rumpfteiles 2 sind zwei nach außen ragende Flansche 4 angebracht, die sich über die gesamte Länge der jeweiligen Seite erstrecken. Die Flansche 4 fluchten mit einer der Wirkfläche 3 gegenüberliegenden Druckfläche 5 und weisen jeweils eine im Abstand zu der Wirkfläche 3 liegende, jedoch in Richtung der Wirkfläche 3 weisende Schulterfläche 6 auf.

Von den Schulterflächen 6 bis zur Wirkfläche 3 erstreckt sich jeweils eine, im wesentlichen senkrecht zu diesen verlaufende Seitenfläche 7; beide Seitenflächen 7 weisen eine Längsnut 8 von etwa U-förmigem Querschnitt auf. Von einem Nutgrund 9 der Längsnut 8 ist eine Schrägwand 10 zur Schulterfläche 6 hin geneigt. Das Rumpfteil 2 wird von einer Öffnung 11 durchsetzt, die senkrecht zur Wirkfläche 3 verläuft.

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In dieser Öffnung 11 ist ein nach innen ragender Ringflansch 12 vorgesehen, der ein auf der Öffnungsachse liegendes Kernloch 13 umgibt bzw. bildet. Der Ringflansch 12 weist Flanschseiten 14, 15 auf, die von der Öffnungswandung 16 zum Kernloch 13 hin und zueinander geneigt sind, so daß der Ringflansch 12 einen trapezförmigen Axialquerschnitt erhält. Weiterhin ist die Öffnung 11 an der Wirkfläche 3 mit einer Ansenkung 17 versehen.

Die Stanz- und Nietmutter 1 ist an einem mit einer Sicke 18 versehenen Blech 19 so angeordnet, daß sie mit den Schulterflächen 6 der beiden Flansche 4 einer Hauptfläche 20 des Bleches 19 anliegt und der die Wirkfläche 3 aufweisende Rumpfteil 2 durch das dem Rumpfteil anliegende Blech 19 in die Sicke 18 des Bleches 19 ragt. Die Wirkfläche 3 der Mutter 1 liegt unterhalb der Ebene der anderen Hauptfläche 21 des Bleches 19 in der Sicke 18 zurückversetzt .

In Fig. 3 sind zwei Bleche 19, 22 dargestellt, die durch die Stanz- und Nietmutter 1 und eine aus einer Blechschraube 23 und einer Unterlegscheibe 24 bestehenden Zusammenbauschraube miteinander verbunden sind. Die Stanz- und Nietmutter ist in der beschriebenen Weise gemäß Fig. 2 und 3 in einer Sicke 18 des Bleches 19 angeordnet. Auf der Hauptfläche 21 des Bleches 19 liegt ein mit einem Durchgangsloch 25 versehenes Gegenblech 22. Auf der dem Blech 19 abgewandten Seite des aufliegenden Gegenbleches 22 befindet sich die Unterlegscheibe 24 mit einer Lochung 26. Die Öffnung 11 der Mutter 1 sowie das Durchgangsloch 25 des Gegenblechs 22 und die Lochung 26 der Unterlegscheibe 24 sind auf einer Achse angeordnet. Die Blechschraube 23 liegt mit ihrem Sechskantkopf 27 auf der freien Endfläche der Unterlegscheibe 24 und ragt mit dem Gewindebolzen 28 axial durch die Lochung 26, das Durchgangsloch 25, die Öffnung 11 und das Kernloch 13.

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Im einzelnen weisen die Lochung 26 und das Durchgangsloch 25 einen gegenüber dem Gewindeaußendurchmesser der Blechschraube 23 größeren Durchmesser auf. Dagegen besitzt die Öffnung 11 einen Durchmesser, bei dem der Gewindebolzen 28 im Bereich seiner Gewindestirnkante von der Öffnungswandung 16 eng umschlossen wird. Vorzugsweise wird so bemessen, daß das Gewinde in die Öffnungswandung 16 eingreift, was zu den bereits erwähnten zusätzlichen Vorteilen führt; die Erfindung entfaltet ihre wesentlichen Vorteile aber auch ohne dieses Merkmal. In einen Gewindegang 29 der Blechschraube 23 ragt der im Axialquerschnitt trapezförmige Ringflansch 12 hinein. Das Kernloch 13 im Ringflansch 12 besitzt einen nur gerinfügig größeren Durchmesser als der Bolzenkern 30 der Blechschraube 23. Das Gewinde der Blechschraube 23 befindet sich somit im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Länge einer einmal, zumindest nahezu einmal umlaufenden Schraubenlinie im Eingriff mit dem Ringflansch 12.

Das Gegenblech 22 liegt in der Sicke 18 formschlüssig eingezogen an der Wirkfläche 3 der Stanz- und Nietmutter 1 an. Das Gegenblech 22 weist folglich ebenfalls eine Sicke 31 auf, deren Durchmesser von dem Durchmesser der dem Gegenblech 22 anliegenden Unterlegscheibe 24 so bestimmt wird, daß die Sicken 18 und 31 formschlüssig ineinander liegen. Dieser zusätzliche Formschluß muß im Rahmen der Erfindung nicht in jedem Anwendungsfall vorgesehen sein.

Bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine selbststanzende Mutter, die sich beim Einbringen in das Blech ihr Befestigungsloch selbst in das Blech stanzen kann aber nicht für jeden Anwendungsfall muß.Für besondere Verwendungszwecke kann die selbststanzende Mutter noch mit einem nachfolgenden Nietvorgang

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zusätzlich gesichert werden. Dazu können beispielsweise die Eckenbereiche der Wirkfläche 3 so verflacht werden, daß sie über das darunterliegende Material des Bleches 19 weiter als in Fig. 1 dargestellt auskragen. Wie bereits erwähnt, läßt sich die Erfindung selbstverständlich auch bei reinen Nietmuttern anwenden.

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-Zt-

Leerseite

Claims

Dn.-lng. Reimar König · i_'ipl.-^:ng Klaus Bengen Cecilienallae 7β A Düsseldorf 3O Telefon 45 SO OB Patentanwälte

2^47179

11. Jan. 1980

P 29 47 179.2 ΓΤ^ΓΤΤΤΓ—H 33 124 B

Profil-Verbindungstechnik GmbH & Co. KG., Otto-Hahn-Straße 22-24, 6382 Friedrichsdorf

"Stanz- und Nietmutter" Patentansprüche;

Stanz- und Nietmutter aus einem Rumpfteil mit einer im wesentlichen rechteckigen Wirkfläche, die den Stanzvorgang bewirkt bzw. an der die Vernietung vorgenommen wird, mit mindestens zwei an gegenüberliegenden Seiten des Rumpfteiles nach außen ragenden und sich über die gesamte Länge der jeweiligen Seite parallel zu und im Abstand von der Wirkfläche erstreckenden Flanschen an einer zur Wirkfläche im wesentlichen parallelen Druckfläche, mit mindestens zwei jeweils eine Längsnut aufweisenden Seitenflächen zwischen der Wirkfläche und Schulterflächen der Flansche und mit einer senkrecht zur Wirkfläche den Rumpfteil durchsetzenden öffnung, d a d ur c h gekennzeichnet, daß die öffnung (11) einen nach innen ragenden, ein mindestens dem Kerndurchmesser (30) einer einzusetzenden Schranke (23) entsprechendes Kernloch (13) umgrenzenden Ringflansch (12) aufweist.

2. Stanz- und Nietmutter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein· axiale Flanschbreite des Ringflanechee (12), deren Größe maxiaal der Ganghöhe •in·β Ottwindegangeβ (29) der Schraube (23) entspricht·

^{KS fu} 130022/öUt

3. Stanz- und Nietmutter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Axialquerschnitt des Ringflansches (12), der in seinen Abmessungen maximal dem Profil des Gewindeganges (29) der Schraube (23) entspricht.

4. Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens eine von der Wandung der Öffnung (11) zum Kernloch (13) hin geneigte Flanschseite (14, 15) des Ringflansches (12).

5. Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zum Kernloch (13) hin und zueinander geneigte Flanschseiten (14, 15) des Ringflansches (12).

6. Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen trapezförmigen Axialquerschnitt des Ringflansches (12).

7. Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (12) in einer parallel zur Wirkfläche (3) verlaufenden Ebene liegt.

8. Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (12) in einer schräg zur Wirkfläche (3) verlaufenden Ebene liegt.

9. Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Ansenkung (17) der Öffnung (11) im Bereich der Wirkfläche (3).

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10.Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen in seiner Größe den Gewindeaußendurchmesser der Schraube (23) nicht überschreitenden Durchmesser der Öffnung (11).

11.Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer Tafel (19) befestigte Mutter (1) in einer Sicke (18) der Tafel (19) angeordnet ist.

12.Stanz- und Nietmutter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche (3) der Mutter (1) gegenüber der die Sicke aufweisenden Hauptfläche (21) der Tafel (19) zurückversetzt liegt.

13.Stanz- und Nietmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine derart bemessene Unterlegscheibe (24) der Schraube (23), daß im eingebauten Zustand das der Unterlegscheibe (24) anliegende Tafelmaterial der Gegentafel (22) in die mit der Mutter (1) versehene Sicke (18) der Tafel (19) formschlüssig hineingezogen der Wirkfläche (3) der Mutter (1) anliegt.

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