DE3728070A1 - Kunststoffmutter - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Mutter, die aus einem ein­ stückigen Kunststoffteil besteht und dazu benutzt wird, ein Teil mit einem anderen in Zusammenwirken mit einem Stiftschraubenbol­ zen (Schraube) zu verbinden.

Bisher wurden üblicherweise Metallmuttern in Verbindung mit Schrauben benutzt. Jedoch sind Metallmuttern schwer von Gewicht. Aus diesem Grunde war eine leichtgewichtige Mutter aus einem einstückigen Kunststofformteil erwünscht.

Das einstückige Kunststofformteil wurde durch einen Preßvorgang hergestellt, so daß es schwierig war, beim Ausformen die Innenwand der Mutter, die die Schraube aufnimmt, mit einem tiefen Innengewinde auszubilden, das einen ausreichenden Eingriff mit dem Außengewinde der Schraube haben kann.

Es ist deswegen unmöglich, mit einer solchen Kunststoff­ mutter einen ausreichenden Eingriff mit dem Außengewinde der Schraube zu erreichen. Wird eine starke Kraft in der Losdrehrichtung auf die Schraube ausgeübt, so wird aus die­ sem Grunde die Verbindung zwischen dem Unterschnitt der Mutter und dem Außengewinde der Schraube leicht gelöst, was zum Loslösen der Mutter von der Schraube führt.

Gegenstand der Erfindung ist es, eine Mutter als ein ein­ stückiges Kunststofformteil zu erstellen, welche die obigen Nachteile beseitigt und einen ausreichenden und festen Eingriff mit dem Außengewinde der Schraube gewährt, so daß sie gegen Lösen gesichert ist.

Um diese Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird eine Kunst­ stoffmutter erstellt, die einen zylindrischen Teil mit einem Innenraum hat, und mit einem Kupplungsstück, welches sich von dem offenen Ende des zylindrischen Teils in Rich­ tung quer über das offene Ende erstreckt, wobei die Außen­ fläche des Kupplungsstückes mit einem Innengewinde versehen ist, welches mit dem Außengewinde der Schraube in Eingriff gebracht wird.

An der Kunststoffmutter gemäß der Erfindung erstreckt sich das Kupplungsstück an dem offenen Ende des zylindrischen Teils in Richtung quer über das offene Ende und die Außen­ fläche des Kupplungsstückes ist mit einem Innengewinde versehen. So ist es möglich, ein ausreichend tiefes Innen­ gewinde beim Formen auszubilden. Wenn die Mutter und die Schraube fest gegeneinandergepreßt werden, wird somit das Kupplungsstück durch das Ende der Schraube mit Kraft in den Innenraum des zylindrischen Teils gebogen und das Außengewinde der Schraube und das Innengewinde des Kupp­ lungsstückes sind fest miteinander in Eingriff, so daß es möglich ist, einer sehr starken Losdrehkraft standzuhalten.

Der obige und andere Gegenstände und Merkmale der Erfindung werden deutlicher durch die nachfolgende ausführliche Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeich­ nungen.

Fig. 1 ist eine perspektivische teilweise abgebrochene Darstellung, die eine erste Ausgestaltung der Mutter gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Mutter nach Fig. 1 mit der Oberseite nach unten.

Fig. 3 ist ein Querschnitt der Fig. 1 entlang der Linie III-III.

Fig. 4 ist ein Querschnitt der Fig. 3 entlang der Linie IV-IV.

Fig. 5 ist ein Querschnitt der Mutter, die gegen eine Stiftschraube gepreßt wird.

Fig. 6a ist ein Querschnitt der Mutter, die auf eine Stift­ schraube gepaßt ist.

Fig. 6b ist eine Aufsicht der Mutter, die auf die Stift­ schraube gepaßt ist.

Fig. 7 ist eine Ansicht, die die Art zeigt, in der ein Teil mit angepaßten Stiftschrauben befestigt wird.

Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung einer Modifi­ kation der Mutter, die in Fig. 1 gezeigt wird.

Fig. 9 ist die perspektivische Darstellung einer weiteren Modifikation der Mutter, die in Fig. 1 gezeigt wird.

Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung, die noch eine Ausgestaltung der Mutter nach Fig. 1 zeigt.

Fig. 11 ist eine Vorderansicht, die eine zweite Ausgestal­ tung der Mutter gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 12 zeigt die Mutter nach Fig. 11 auf eine Stiftschraube gepaßt und

Fig. 13 ist ein Querschnitt einer dritten Ausgestaltung der Mutter gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausgestaltung der Mutter gemäß der Erfindung. Bezugszahl 10 bezeichnet eine einstückige aus Kunststoff ausgeformte Mutter und Zahl 11 einen zylindrischen Teil mit einem Innenraum oder Hohlraum 12. Ein offenes Ende 11 a des zylindrischen Teils 11 ist mit einem kegelförmigen federnden Flanschteil 13 versehen, der sich nach außen und nach unten erstreckt (in Fig. 3 und 4). Die Dicke des Flanschteils verringert sich zuneh­ mend nach außen.

Das Ende 11 a des zylindrischen Teils 11 ist auch mit einer inneren Bodenkante 14 versehen. Zwei bogenförmige Wände 15 erstrecken sich nach oben und konzentrisch mit dem zylindrischen Teil 11 von der Bodenkante 14. Die Innen­ seite des Schaftes der bogenförmigen Wand 15 ist mit einer Abschrägung 15 a versehen, um das Einstecken des Stift­ schraubenbolzenendes zu erleichtern.

Zwei Kupplungsstücke 16 erstrecken sich radial von der Bodenkante 14 zwischen den bogenförmigen Wänden 15.

Um das Einwärtsbiegen der Kupplungsstücke 16 (aufwärts in Fig. 3 und 4) in den Raum 12 zu erleichtern, ist der Schaft eines jeden Kupplungsstückes 16 mit einem Abschnitt verringerter Dicke 16 a versehen, und die Bodenkante 14 ist mit Kerben 17 versehen.

Die Außenfläche der Kupplungsstücke 16 ist mit Innengewinde 18 zum Eingriff mit dem Außengewinde des Stiftschrauben­ bolzens versehen, wenn die Kupplungsstücke 16 mit dem Ein­ setzen des Stiftschraubenbolzens in die Mutter in eine Bo­ genform gebogen werden, die im wesentlichen den gleichen Krümmungsradius hat wie die bogenförmige Wand 15.

Die Kupplungsstücke 16 haben am Ende Ohrteile 19, die in Kontakt mit der Innenfläche des zylindrischen Teils 16 ge­ bracht werden und als Anschläge dienen, wenn die Kupplungs­ stücke 16 nach innen gedrückt und gebogen werden.

Nun wird der Betrieb der Mutter 10 mit dem vorerwähnten Aufbau beschrieben. Wenn, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Stift­ schraubenbolzen 31, der auf einer Befestigungsplatte 30 steht, durch eine Befestigungsbohrung 33 eines zu befesti­ genden Teils 32 gesteckt wird und die Mutter 10 mit Kraft auf den Stiftschraubenbolzen 31 auf der Rückseite des Teils 32 gedrückt wird, wobei die Kupplungsstücke 16 der Mutter 10 auf ein Ende 31 a des Stiftschraubenbolzens 31 angesetzt werden, werden die Kupplungsstücke 16 nach innen in den Raum 12 in die bogenförmigen Wände 15 gebogen, wie in der Fig. 6a gezeigt wird. Der Stiftschraubenbolzen 31 ist ein­ gefügt, die Innengewinde 18 der Kupplungsstücke 16 sind im Eingriff mit dem Außengewinde 34 des Stiftschraubenbol­ zens 31 und der Stiftschraubenbolzen 31 wird somit zwischen den beiden bogenförmigen Wänden 15 gehalten, wie in Fig. 6b gezeigt wird.

Wenn die Mutter 10 mit Kraft in das Teil 32 gefügt wird, so daß der Flanschteil 13 sich elastisch verformt, wie in Fig. 6a gezeigt, wird die Befestigungsplatte 30 fest mit dem Teil 32 verbunden.

Da die Innengewinde 18 an der oben beschriebenen Mutter 10 an der Außenseite der Kupplungsstücke 16 ausgeformt sind, können sie als tiefe Gewinde ausgebildet werden, so daß sie tief und fest mit dem Außengewinde 34 des Stiftschrau­ benbolzens 31 im Eingriff sind.

Da die Kupplungsstücke 16 außerdem elastisch verformt wer­ den, wird der Stiftschraubenbolzen 31 durch die Rückstell­ kräfte der Kupplungsstücke 16 fest eingeklemmt, so daß die Mutter sicher befestigt werden kann. Da weiterhin die Ohr­ teile 19 die Innenwand des zylindrischen Teils 11 berühren, kann die Mutter 10 sehr sicher befestigt werden.

Die Mutter 10 kann von dem Stiftschraubenbolzen 31 durch Drehen gelöst werden.

Fig. 7 zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel der Mutter.

In diesem Beispiel wird die Mutter für die Befestigung der Innenverkleidung im Kofferraum eines Automobils verwendet. Stiftschraubenbolzen 36, die in die hintere Leuchteneinheit 35 eines Automobils eingeformt sind, werden jeweils durch eine Befestigungsbohrung 38 des Karosserieteils 37 des Kofferraums des Automobils in den Kofferraum 40 (auf der Innenseite des Karosserieteils 37) gesteckt. Das Ende des Stiftschraubenbolzens 36 wird durch eine Metallmutter 39 und ein Befestigungsloch 42 der Innenverkleidung 41 ge­ steckt. Der Stiftschraubenbolzen 36 wird durch das unter Kraftaufwendung erfolgende Anpassen der Mutter 10 gemäß der Erfindung befestigt.

Fig. 8 bis 10 zeigen Modifikationen der ersten Ausge­ staltung der einstückig aus Kunststoff geformten Mutter.

In den Modifikationen der Fig. 8 hat der zylindrische Teil 11 der Mutter eine mehreckige Außenfläche, um das Drehen der Mutter 10 beim Loslösen zu erleichtern.

In der Modifikation der Fig. 9 ist der zylindrische Teil 11 der Mutter nach der ersten Ausgestaltung mit zwei Schlitzen 20 versehen, um das Drehen der Mutter zu er­ leichtern.

In der Modifikation der Fig. 10 sind die bogenförmigen Wände der Mutter in der ersten Ausgestaltung weggelassen.

Fig. 11 und 12 zeigen eine zweite Ausgestaltung der Mutter gemäß der Erfindung. In dieser Ausgestaltung wird der Flanschteil 13 umgekehrt wie in der ersten Ausgestal­ tung erstellt. Der zylindrische Teil 11 ist mit elastischen Kupplungsstücken 22 versehen, die durch U-förmige Schlitze 21 gebildet werden.

Wie in Fig. 12 gezeigt, wird die Mutter 10 mit Kraft auf den Stiftschraubenbolzen 43 angepaßt und durch das unter Kraft erfolgende Biegen der Kupplungsstücke 16 befestigt. Durch das nach innen erfolgende elastische Verformen der Kupplungsstücke 22 wird der zylindrische Teil 11 unter Kraft in die Bohrung 45 eines zu befestigenden Teils 44 einge­ bracht, wodurch außerdem das Teil 44 zwischen den Kupp­ lungsstücken 22 und dem Flanschteil 13 festgeklemmt wird. Fig. 13 zeigt eine dritte Ausgestaltung der Erfindung.

In dieser Ausgestaltung werden beim Formen gekrümmte (oder flache) Metallstücke 23 unter der Innengewindefläche der Kupplungsstücke 16 eingebracht, um die Innengewindefläche der Kupplungsstücke 16 zu verstärken.

Wenn die Mutter durch unter Kraft erfolgendes Anpassen auf dem Stiftschraubenbolzen befestigt wird, wird somit die Rückstellkraft der Metallstücke 23 der Rückstellkraft der Kupplungsstücke 16 hinzugefügt, so daß die Mutter sehr sicher befestigt werden kann.

Während einige bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung oben beschrieben wurden, sind diese Ausgestaltungen in keinem Falle einschränkend und verschiedenartige Verände­ rungen und Modifikationen sind im Aufbau der einzelnen Teile möglich. Zum Beispiel muß die Zahl der Kupplungs­ stücke nicht notwendig zwei sein, sondern kann drei oder mehr oder nur eins betragen.

Wie im Vorhergehenden beschrieben, ist bei der erfindungs­ gemäßen Kunststoffmutter das offene Ende des zylindrischen Teils, der einen Innen- oder Hohlraum hat, mit Kupplungs­ stücken so ausgestattet, daß sie sich quer über das offene Ende erstrecken, wobei die Außenflächen mit Innengewinde ausgebildet sind, die mit dem Außengewinde des Stiftschrau­ benbolzens im Eingriff sind.

Da die Mutter aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, ist sie außerdem leichtgewichtig verglichen mit der herkömmlichen Metallmutter. Dadurch kann das Gesamtgewicht außerordentlich verringert werden, wenn eine große Zahl von Muttern für ein Automobil oder ähnlich benutzt wird. Weiter ist die Mutter gemäß der Erfindung sehr billig ver­ glichen mit herkömmlichen Metallmuttern. Außerdem ist sie sicher vor Rost, was im Hinblick auf die Wartung sehr er­ wünscht ist.

Da außerdem das Innengewinde an der Außenseite der Mutter ausgebildet wird, ist es möglich, ein vollständiges Innen­ gewinde auszubilden, welches viel tiefer ist als das von Kunststoffmuttern nach dem Stand der Technik. Aus diesem Grunde kann die Mutter sehr fest mit dem Stiftschraubenbol­ zen im Eingriff sein und im Vergleich mit herkömmlichen Kunststoffmuttern sehr großen Losdrehkräften standhalten.

Außerdem kann die Mutter durch bloßes Aufdrücken auf den Stiftschraubenbolzen befestigt werden, ohne daß sie gedreht oder angezogen werden muß wie bei einer herkömmlichen Mut­ ter. So kann eine bei weitem überlegene Arbeitsweise er­ reicht werden und es ist möglich, die Arbeitsleistung in beschränkten Arbeitsräumen wie im Bodenraum eines Automo­ bils mit einer komplizierten Ausbildung bedeutend zu ver­ bessern.

Claims (8)

1. Mutter in Form eines einstückigen Kunststofformteils, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Teil (11) mit einem lnnenraum (12), mindestens einem Kupplungsstück (16), welches sich an dem offenen Ende des Raumes (12) quer über das offene Ende erstreckt und einem Innenge­ winde (18), welches an der Außenfläche des Kupplungs­ stückes (16) geformt ist, und mit dem Gewinde (34) eines Schraubenbolzens (31) in Eingriff bringbar ist.

2. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft eines Kupplungsstückes (16) mit einem Abschnitt verringerter Dicke versehen ist.

3. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Kupplungsstückes (16) mit einem Ohrteil (19) ausgestattet ist.

4. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des zylindrischen Teils (11) nahe dem offenen Ende mit einem Flansch (13) versehen ist.

5. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Raumes (12) mit zwei bogenförmigen Wän­ den (15) ausgestattet ist, die einander gegenüberliegen.

6. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des zylindrischen Teils (11) einen kreisför­ migen Querschnitt hat.

7. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des zylindrischen Teils (11) einen mehrecki­ gen Querschnitt hat.

8. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des zylindrischen Teils (11) mit einem ela­ stischen Kupplungsstück (22) ausgestattet ist.