DE3149217A1 - "vierteldrehungsmutter" - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vierteldrehungsmutter zur Ermöglichung einer sicheren Befestigung an dünnen Platten, sowie auf ein Werkzeug zum Einsetzen derselben.

Da Materialkosten und Überlegungen im Hinblick auf das Gewicht in Verbindung mit neuen stärkeren Materialien die Hersteller von beispielsweise Kraftfahrzeugen und anderen technischen Einrichtungen dazu bringen, die Materialdicke zu reduzieren, wird es zunehmend schwieriger, diese Platten aneinander zu befestigen und Befestigungen an ihnen vorzunehmen. Die geringe Dicke dieser Materialien macht einen normalen Gewindeeingriff unmöglich. Außerdem verlangen zahlreiche bekannte Vorrichtungen aus Mutter und Muttergehäuse einen Zugang zur Rückseite der Platte, der nicht immer vorhanden ist.

Die vorliegende Erfindung schafft eine einfache, jedoch wirksame Lösung für dieses Befestigungsproblem. Eine mit Innengewinde versehene Mutter besitzt ein Paar sich nach außen erstreckender, nach unten gebogener Flansche und ein Paar lotrecht angeordneter, nach oben gebogener Trägerkörper. Die Trägerkörper werden durch eine rechteckige Öffnung in der Platte eingesetzt, entgegen der durch die Flansche erzeugten Federkraft nach unten geschoben und die Mutter um 90° gedreht. Die Platte führt die Träger

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während der Drehbewegung nach unten. Die gegenseitige Einwi-, -ng der nach unten gebogenen Flansche und der nach obe λ gebogenen Träger aufeinander dient zum Festklemmen der Platte und erzeugt einen Reibungswiderstand gegenüber seitlicher Verschiebung und Verschiebung der Mutter in einer Drehbewegung, nachdem sie einmal mit der Platte zusammengebaut ist. Falls erwünscht, kann dieser Reibungswiderstand beispielsweise zur Einstellung der Seitenlage der Mutter innerhalb des Schlitzes überwunden werden. Es.wird ebenso ein zweckmäßiges Einsatzwerkzeug offenbart.

Die Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Mutter gemäß der Erfindung, ■

Fig. 2 eine Endansicht der in Fig. 1 gezeigten Mutter,

Fig. 3 eine Seitenansicht der in den ersten beiden Figuren dargestellten Mutter,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 6 zur Darstellung der Mutter und ihres Befestigers in der zusammengebauten Stellung,

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Fig. 5 eine Endansicht einer zweiten Ausführungsform der Mutter gemäß der Erfindung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf zwei Muttern und eine Platte, in der die Muttern in den eingesetzten und zusammengebauten Stellungen gezeigt sind,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Einsetzwerkzeuges , welches einen Teil der vorliegenden Erfindung bildet/

Fig. 8 einen Seitenschnitt zur Darstellung des Werkzeuges in Zusammenwirkung mit der Mutter, in welchem die Mutter in der eingesetzten Stellung gezeigt ist.

Die Vierteldrehungsmutter gemäß der Erfindung ist allgemein mit 10 bezeichnet. Ein mittlerer Schaft 12 mit einem Innengewinde, der als zylindrischer Stempel dargestellt ist, erstreckt sich in axialer Richtung, wobei Flansche 14 und 16 sich in ersten und zweiten allgemein entgegengesetzten Richtungen seitwärts nach außen von seinem einen Ende forterstrecken. Das zweite Ende 17 des Schaftes ist ein freies oder unverbundenes Ende. Dieses Ende 17 kann nach innen geklemmt werden, um ein Verriegelungsmerkmal für den mit ihm zu verbindenden Befestiger zu bilden. Jeder Flansch besitzt eine Innenkante 18 und eine Außenkante 20. Schultern 22, welche Verlängerungen des Schaftes 12 bilden, verbinden den Schaft mit der Innenkante jedes Flansches 14

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und 16. Vorzugsweise sind die Schultern 22 mit Teilgewinden auf xb"en senkrechten Oberflächen entlang versehen (wie in Fig. 2 ( ,-sichtlich) . Die Außenkante 20 liegt in einer axialen Ebene, die eine andere als die von der Innenkante 18 eingenommenen ist, um sie in die Lage zu versetzen, zuerst die txatte zu erfassen und eine Federlast vorzusehen.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, erstrecken sich Trägerkörper 24 und 26 in dritten und vierten allgemein entgegengesetzten Richtungen, die allgemein lotrecht zu den ersten und zweiten Erstreckungsrichtungen der Flansche sind, von dem Schaft 12 seitwärts nach außen. Das äußere Ende 28 jedes Trägers ist nach oben gebogen (wie aus Fig. 3 ersichtlich) und liegt näher an den Flanschen 14 und 16 als das innere-Ende des Trägers. Jeder Träger 24, 26 umfaßt allgemein ein halbzylindrisches Segment, dessen diametrale Ebene nach oben gerichtete Eingriffskanten für die Platte bilden. Diese Segmente sind hohl und weisen auf der Innenseite 30 jedes Trägers entlang eine erste bogenförmige Gestalt auf.. Die vorderen Kanten haben, wie für eine Drehrichtung im Uhrzeigersinne bestimmt, abgeschrägte oder angefaste Ecken 32, damit die nach oben gebogenen Träger von der Platte nach unten geführt werden können.

Die Mutter ist vorzugsweise mit einem Paar axial verlaufender Vorsprünge 34 versehen, die diametral im Bereich des hinteren Abschnitts der Innenkante 18 jedes Flansches 14,

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angeordnet sind. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die die Trägerkörper von dem Schaft trennenden Schlitze auf der vorderen Seitenkante jedes Trägers länger. Dies vermindert diese diametrale Abmessung auf weniger als die Schlitzbreite und ermöglicht eine Drehbewegung. Die diametrale Abmessung des gegenüberliegenden Schlitzes überschreitet die Schlitzbreite und verhindert eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinne in den Schlitz hinein und begrenzt die Drehung im Uhrzeigersinne auf 90°·

Wie in Fig. 6 auf der linken Seite ersichtlich, ist die Vierteldrehungsmutter 10 in die langgestreckte öffnung oder den Schlitz 38 der Platte 36 eingesetzt worden. Wie dargestellt, kann die Länge des Schlitzes die Länge der Mutter überschreiten, um eine seitliche Einstellung der Vierteldrehungsmutter oder die Anordnung von Mehrfachmuttern in einem einzigen Schlitz 38 vorzusehen. Wenn sich die Mutter in dieser Stellung befindet, wird auf die Trägerkörper 24 und 26 eine abwärtsgerichtete Kraft ausgeübt , um die Federbeaufschlagung der Flansche 14 und 16 zu überwinden und die abgeschrägten Kanten 36 der Trägerkörper unterhalb der Unterseite der Platte 36 in Stellung zu bringen. Die Mutter 10 wird dann in Uhrzeigerrichtung um 90° in die Stellung gedreht, die auf der rechten Seite der Fig. 6 gezeigt ist, in welcher" die kürzeren Trägerschlitze eine weitere Drehbewegung zum Stillstand bringen.

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In dieser Stellung arbeiten die nach unten gebogenen Flairs "he 14, 16 und die nach oben gebogenen Trägerkörper 2.4, 26 'usammen, um die Platte 36 einzuspannen und schaffen einen Reibungswiderstand gegenüber Seitwärts- und Umlaufbewegungen. Dieser Reibungswiderstand kann zur Veränderung der Seitwärtslage der Mutter überwunden werden, jedoch stellt das Festklemmen der Flansche und Trägerkörper sicher, daß die Mutter in der gewünschten Stellung verbleibt. Ferner erfassen axiale Vorsprünge 34 die Kanten des Schlitzes 38 und widerstehen einer Gegendrehbewegung. Die Mutter wird in Uhrzeigerrichtung eingesetzt, wobei die Vorsprünge einer Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinne widerstehen. Ferner verhindern die kürzeren Schlitze eine zusätzliche Drehbewegung im Uhrzeigersinne, die durch den in die Mutter -eingesetzten Eefestiger erzeugt wird und die Mutter zu lösen trachtet.

Zwei zusätzliche Kräfte widerstehen der Entfernung. Die nach unten gerichteten Flansche 14 und 16, welche die Oberfläche der Platte 36 erfassen, veranlassen ein Zusammenschieben der Schultern 22 zueinander. Beim anfänglichen Einsetzen des Befestigers 40 erfaßt dieser die Teilgewinde auf den Schultern und drückt die Schultern auseinander. Dies erhöht die diagonale Abmessung von Schulter zu Schulter der Flansche auf eine Dimension, die größer ist als die Schlitzbreite. Nachdem der Befestiger einmal eingesetzt ist, wird einer Drehbewegung in jeder Richtung

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wirksam Widerstand entgegengesetzt. Die zweite Widerstandskraft wird herbeigeführt durch den Körper 42, der an die Platte 36 angeklemmt wird. Indem sich der Befestiger seiner vollen Einsitzstellung nähert (gezeigt in Fig. 4), nehmen die Kräfte, die die Mutter zu drehen suchen, zu. Jedoch nimmt die von dem Körper 42 von oben und der Platte 36 von unten ausgeübte Reibungsklemmkraft in schnellerem Maße zu und verhindert eine unerwünschte Entfernung.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vierteldrehungsmutter 10. In dieser Ausführungsform steht das freie Ende 17 nach oben in eine Stellung zwischen den Innenkanten 18 der Flansche 14 und 16 hinein vor. Diese Formgebung schafft eine Mutter mit niedrigerem Profil, während sie einen leicht größeren Schlitz in der Platte erfordert, da die Flansche auf die Außenseite des Schaftes 12 gelangen müssen. Die Größe der Mutter, das Material, aus welchem sie hergestellt ist, sowie die Länge des Schaftes können insgesamt entsprechend den jeweiligen Anforderungen des Anwendungszwecks variiert werden.

Fig. 7 zeigt ein Werkzeug zum Installieren dieser Vierteldrehungsmutter in einer allgemeinen Darstellung bei 50. Das Werkzeug enthält einen Griff 52, von dem sich die Welle 54 forterstreckt. Die Welle 54 besitzt einen Führungsabschnitt 56, der in dem Schaft 12 der Mutter aufgenommen werden kann. Der Hauptabschnitt 58 besitzt

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eine zweite Formgebung auf seiner Außenfläche, die zu der to -mgebung auf der Innenseite der hohlen Trägerkörper komplem. .itär ist. Ein Paar Stangen 60 steht nach außen von der Welle 54 in allgemein entgegengesetzten Richtungen vor, und diese Stangen haben planare Seitenflächen 62, die um eine Entfernung im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Schultern 22 der Mutter 10 auf Abstand gehalten sind.

Wie in Fig. 8 schematisch dargestellt, wird bei Anordnung der Mutter in ihrer Einsatzstellung der Führungsabschnitt 56 in den Schaft 12 eingebracht. Der Hauptabschnitt 58 wird mit der komplementären Oberfläche der Träger 24 und 26 in Paßeingriff gebracht. Auf die Trägerkörper wird durch den Hauptteil eine nach unten gerichtete Kraft ausgeübt, um die Flansche 14 und 16 abzuflachen und die Trägerkörper unter die Platte 36 zu bringen. Das Werkzeug und die Mutter werden sodann um 90° in Uhrzeigerrichtung gedreht, wobei die Kraft von dem Werkzeug 50 auf die Mutter 10 durch die Zusammenwirkung zwischen den Stangen 60 und Abschnitten der Innenkanten 18 auf den Flanschen 14 und übertragen wird. Sodann befindet sich die Mutter in der Einbaustellung, die auf der rechten Seite in Fig. 6 gezeigt ist.

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Für einen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet v/erden nach dem Lesen der obigen Beschreibung verschiedene Veränderungen und Abwandlungen erkennbar sein. Demgemäß ist es beabsichtigt, alle derartigen Veränderungen und Abwandlungen, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen, als Teil der Erfindung anzusehen.

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1. Vierteldrehungsmutter zum Einsatz wie in Sackbohrungen in eine langgestreckte, allgemein rechteckige öffnung einer dünnen Platte, gekennzeichnet durch einen mittleren, axial verlaufenden Schaft mit einem Innengewinde, ein Paar Flansche mit je einer Innenkante und einer Außenkante, die an einem ersten Ende — des Schaftes durch mit der Innenkante des Flansches verbundene Einrichtungen miteinander verbunden sind, während das zweite Schaftende ein freies Ende bildet und sich die Flansche in ersten und zweiten, allgemein entgegengesetzten Richtungen seitwärts nach außen von dem Schaft forterstrecken, wobei die Außenkante jedes

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   Flansches in einer anderen axialen Ebene als die Innenkante liegt, so daß die Außenkante die Platte beim Einsetzen zuerst erfaßt, um beim Zusammenbau mit der Platte eine Federlast zu erzeugen, ein Paar Trägerkörper, die sich in dritten und vierten, allgemein entgegengesetzten Richtungen vondem Schaft nach außen forterstrecken, die allgemein lotrecht zu den ersten und zweiten Richtungen sind, wobei das äußere Ende jedes Trägerkörpers den Flanschen axial näher ist als das innere Ende, so daß beim Einsetzen der Trägerkörper durch die öffnung in der Platte und beim Herunterdrücken gegen die Federlast der Flansche und Drehen der Mutter um 90° bei Durchbiegen der Trägerkörper in Lagen unterhalb der Platte die federbelasteten Flansche, welche die Oberseite der Platte erfassen, und die durchgebogenen Trägerkörper, welche die Unterseite der Platte erfassen, zusammenarbeiten, um im Reibungsseitlichen
   eingriff einer Verschiebung oder einer Verschiebung der Mutter in einer Drehbewegung Widerstand entgegenzusetzen.

   Vierteldrehungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Drehbewegung führende Kante jedes Trägerkörpers eine angefaste Ecke aufweist, um die Platte beim Durchbiegen des Trägerkörpers zu unterstützen.

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   3. Vierteldrehungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeir' net, daß jeder Trägerkörper allgemein ein halbz^iindrisches Segment enthält/ dessen diametrale Ebene Plattenberührungskanten bildet.

   4. Vierteldrehungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das freie Ende des Schaftes allgemein zwischen den Innenkanten der beiden Flansche liegt.

   5. Vierteldrehungsmutter nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet/ daß der Schaft einen zylindrischen Stielabschnitt aufweist, der sich axial von den Trägerkörpern forterstreckt.

   6. Vierteldrehungsmutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des freien Endes des Schaftes radial nach innen geklemmt ist, um ein Verriegelungsmerkmal für eine ihm zugeordnete Schraube zu bilden.

   7. Vierteldrehungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter ferner ein Paar sich axial forterstreckender Vörsprünge aufweist/ die allgemein diametral auf der die Platte erfassenden Seite der Flansche angeordnet sind/ so daß beim Drehen der Mutter .in Uhrzeigerrichtung in die rechteckige öffnung hinein die sich axial forterstreckenden Vorsprünge sich in die öffnung hineinerstrecken und die Kanten derselben

   erfassen, um einer Drehbewegung der Mutter mit Bezug auf die öffnung entgegen dem Uhrzeigersinne zu widerstehen.

   8. Vierteldrehungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare von Schlitzen die Trägerkörper von dem Schaft trennen, wobei die in Umlaufrichtung führenden Schlitze tiefer sind als die hinteren Schlitze und die diametrale Abmessung zwischen den kürzeren Schlitzen die öffnungsbreite in der Platte überschreitet, so daß ein Drehen der Mutter über 90° hinaus effektiv verhindert wird.

   9. Werkzeug zum Einsetzen einer Vierteldrehungsmutter

   in einen Schlitz einer dünnen Platte, wobei die Mutter einen mit Innengewinde -versehenen axial verlaufenden Schaft mit einem Paar Flansche aufweist, die jeweils über eine innere und eine äußere Kante an einem Ende des Halses durch Einrichtungen, welche die Innenkante des Flansches erfassen, miteinander verbunden sind und sich seitwärts nach außen von dem Hals in ersten und zweiten, allgemein entgegengesetzten Richtungen forterstrecken, wobei die Außenkante jedes Flansches in einer axialen Ebene liegt, die es ihr gestattet, die Platte vor der Innenkante jedes Flansches zu erfassen, so daß die Flansche eine Federlast vorsehen, während ein Paar Trägerkörper sich von dem Schaft in dritten und vierten, allgemein entgegengesetzten Richtungen

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   nach außen erstreckt/ die allgemein lotrecht zu den ernten und zweiten Richtungen liegen, wobei das Außenende jedes ?rägerkörpers den Flanschen axial näher ist als das innere Ende und die Trägerkörper hohl und auf ihrer Innenseite mit einer ersten Formgebung ausgestattet sind, wobcx das Werkzeug einen Griff mit einer sich axial von ihm forterstreckenden Welle aufweist, die einen Führungsabschnitt besitzt, der in den Schaft der Mutter eingesetzt werden kann, einen Hauptteil, der auf seiner Außenseite eine zweite Formgebung komplementär zu der ersten Formgebung auf der Innenseite der Trägerkörper aufweist, ein Paar Stangen, die sich in allgemein entgegengesetzten Richtungen von der Welle forterstrecken, und zwar an einem Punkt näher an dem Griff als an dem Hauptteil, so daß der Führungsabschnitt in den Schaft der Mutter eingesetzt werden kann, während der Hauptteil innerhalb der komplementären hohlen Trägerkörper in Stellung gebracht ist, die ihrerseits in dem Schlitz der Platte in Stellung gebracht sind, so daß eine durch den Hauptabschnitt der Welle auf die Mutter ausgeübte Kraft in Abwärtsrichtung die Federf-lansche der Mutter durchbiegt und die Trägerkörper unter die Platte bringt, woraufhin das Werkzeug in Uhrzeigerrichtung um 90° gedreht und diese Drehkraft durch ■ die Stangen auf die Mutter übertragen wird, welche sich von der Welle forterstrecken und einen Abschnitt der Innenkanten der Flansche erfassen, um die Mutter um dieselben 90° zu drehen und die Mutter

   mit der Platte zusammenzubauen.

   10. Vierteldrehungsmutter und Werkzeug zum Einsetzen derselben in einen Längsschlitz einer dünnen Platte, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter einen mittleren, axial verlaufenden Schaft mit Innengewinde aufweist, ein Paar Flansche, die jeweils eine Innenkante, und eine Außenkante besitzen und durch mit der" Innenkante des Flansches verbundene Einrichtungen an einem ersten Ende des Schaftes miteinander verbunden sind, während das zweite Schaftende ein freies Ende bildet, und daß sich die Flansche in ersten und zweiten, allgemein entgegengesetzten Richtungen von dem Schaft seitwärts nach außen forterstrecken, wobei die Außenkante jedes Flansches eine andere axiale Ebene als die Innenkante aufweist, um beim Zusammenbau mit der Platte eine Federlast zu erzeugen, wobei sich ein Paar Trägerkörper in dritten und vierten, allgemein entgegengesetzten Richtungen, die zu den ersten und zweiten Richtungen im wesentlichen lotrecht sind, nach außen von dem Hals forterstrecken, wobei das äußere Ende jedes Trägerkörpers den Flanschen axial näher ist als das innere Ende und die Trägerkörper hohl sind und eine erste Formgebung auf ihrer Innenseite entlang aufweisen, während das Werkzeug einen Griff mit einer sich axial von ihm forterstreckenden Welle aufweist, die einen in den Schaft der Mutter einsetzbaren Führungsabschnitt einschließt, einen Hauptteil mit einer zweiten Formgebung auf seiner Außenseite, welche

   komplementär zu der ersten Formgebung auf der Innenseite der 1 . hlen Trägerkörper ist, ein Paar Stangen, die sich
   in allgemein entgegengesetzten Richtungen von der Welle
   forterstrecken, und zwar an einem Punkt näher an dem
   Griff als an dem Hauptteil, so daß der Führungsabschnitt der Welle in den Schaft der Mutter eingesetzt werden
   kann, während der Hauptteil innerhalb der komplementären hohlen Trägerkörper in Stellung gebracht ist, die ihrerseits innerhalb des Schlitzes in der Platte in Stellung
   gebracht sind, so daß in Ausübung einer abwärtsgerichteten Kraft auf die Mutter durch den Hauptteil der Welle zum
   Durchbiegen der Federflansche der Mutter und Herunterbringen .der Trägerkörper unter die Platte dann das
   Werkzeug um 90° im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Drehkraft auf die Mutter durch die Stangen übertragen wird, welche sich von der Welle forterstrecken und einen Teil der
   Innenkanten der Flansche erfassen, um die Mutter um dieselben 90° zu drehen und mit der Platte zusammenzubauen.

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