DE4437177B4

DE4437177B4 - Befestigungselement, das ein Blechteil mit Gewindedurchzug umfaßt

Info

Publication number: DE4437177B4
Application number: DE19944437177
Authority: DE
Inventors: Friedrich Kauth
Original assignee: PAUL KAUTH KG
Current assignee: PAUL KAUTH GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2014-10-19
Also published as: DE4437177A1

Abstract

Befestigungselement (1) aus Blech, das einen in einem hohlförmigen Formteil (2, 15) angeordneten, an seinem ersten Ende durch eine Stirnwand des hohlförmigen Teils (2, 15) ausmündenden Gewindedurchzug (3, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlform einen in Richtung der Achse des Gewindedurchzugs (3, 13) sich konisch bis zur Stirnwand hin verjüngenden Querschnitt aufweist, wobei an dem der Stirnwand gegenüberliegenden zweiten Ende (4) des Gewindedurchzugs (3, 13) ein quer zur Achse des Gewindedurchzugs (3, 13) verlaufender, sich durch den Zwischenraum zwischen Gewindedurchzug (3, 13) und Formteilwand erstreckender Quersteg (5) vorgesehen ist, der den Gewindedurchzug (3, 13) an seinem zweiten Ende (4) an der Innenwand des Formteils (2, 15) abstützt.

Description

Insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugherstellung finden vielfach Blechteile mit sogenannten Gewindedurchzügen oder Gewindetuben Verwendung. Derartige Gewindedurchzüge werden durch Fließpressen gefertigt, wobei die Gewinde entweder nachträglich in eine glatt gepreßte Hülse eingeschnitten oder durch Pressen um einen Gewindekern hergestellt werden. Derartige Blechteile mit Gewindedurchzügen sind beispielsweise durch die DE 38 43 772 A1 die DE 42 23 551 A1 und die DE 93 17 886 U1 bekannt geworden.

In der Druckschrift US 2,460,720 ist ein Befestigungselement aus Blech beschrieben, das einen in einem hohlförmigen Formteil angeordneten, an seinem oberen Ende durch eine Stirnwand des hohlförmigen Formteils ausmündenden Gewindedurchzug aufweist.

Alle derartigen, bekannten Gewindedurchzüge weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie hohen Querkräften nur schwer standhalten. Hohe Querkräfte treten beispielsweise dann auf, wenn ein solches Befestigungselement als Abschleppöse bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden soll.

Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Befestigungselement vorzuschlagen, das ein Blechteil mit Gewindedurchzug umfaßt und in der Lage ist, hohe Querkräfte aufzunehmen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Befestigungselement der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung möglich.

In der Folge wird als Blechteil stets das Bauelement, in das der Gewindedurchzug ein- bzw. angeformt ist, und als Stützteil das ohne Gewindedurchzug ausgebildete, diesen abstützende Bauelement bezeichnet. Je nach Ausführungsform kann dementsprechend die Hohlform als Blechteil und der Quersteg als Stützteil oder umgekehrt bezeichnet sein.

Demgemäß zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Befestigungselement dadurch aus, daß ein Stützteil zur seitlichen Abstützung des Gewindedurchzugs in dessen Mündungsbereich vorhanden ist. Durch ein derartiges Stützteil wird das freie Ende des Gewindedurchzugs gehaltert. Hierdurch kann sich der Gewindedurchzug beim Auftreten von hohen Querkräften an der in den Durchzug eingeschraubten Schraube nicht mehr zur Seite hin wegbiegen. Der Gewindedurchzug ist nunmehr nicht nur in seinem Übergangsbereich in das Blechteil sondern auch an seinem freien Ende über das Stützteil fixiert.

Das Stützteil wird ebenfalls aus einem Metallblech geformt. Dadurch ist auch das Stützteil in der Lage, eine stabile Halterung des Gewindedurchzugs zu bewirken. Aufgrund der zumindest teilweise gleichen Fertigungsweise eines Stützteils aus Metallblech wie des Blechteils mit dem Gewindedurchzug können unter Umständen hierzu auch diesselben Fertigungsmaschinen eingesetzt werden.

Vorteilhafterweise weist das Stützteil eine Aufnahmebohrung auf, die von dem Gewindedurchzug durchsetzt wird. Ein derart ausgebildetes Stützteil umfaßt den Gewindedurchzug entlang seinem gesamten Umfang und ist in der Lage, den Gewindedurchzug in sämtliche Querrichtungen und damit gegen sämtliche möglicherweise auftretenden Querkräfte abzustützen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Ränder der Aufnahmebohrung des Stützteils ringförmig aufgewölbt. Durch eine solche Aufwölbung ergibt sich eine größere Auflagefläche an der Außenseite des Gewindedurchzugs und somit eine stabilere Halterung.

Um die Stützwirkung des Stützteils weiter zu verstärken, kann das Stützteil im Bereich der ringförmigen Aufwölbung mit einer Materialverstärkung versehen werden.

Durch das Anbringen eines Vorsprungs im Mündungsbereich, d.h. in der Nähe des freien Ende des Gewindedurchzugs kann das Stützteil gegen ein Herunterrutschen von dem Gewindedurchzug gesichert werden.

In einer Ausführungsform weist das Blechteil eine Hohlform auf, auf deren Innenseite der Gewindedurchzug angeordnet und das Stützteil aufgenommen ist. Hierbei liegt das Stützteil sowohl an der Innenwandung der Hohlform des Blechteils als auch an der Außenwandung des Gewindedurchzugs an.

Durch eine derartige Formgebung des Blechteils ist es möglich, ein Stützteil vorzusehen, das den Gewindedurchzug entlang des Umfangs des Gewindedurchzugs in jeder beliebigen Richtung an der Innenwandung des Blechteils abzustützen.

Vorzugsweise wird das Stützteil als eine Scheibe ausgebildet, die in ihrem Umriß an die Hohlform des Blechteils angepaßt ist. Durch die Verwendung einer durchgehenden Scheibe als Stützteil wird der Gewindedurchzug in jede Seitenrichtung gegenüber allen möglichen Querkräften abgestützt.

Weiterhin ist es empfehlenswert, den Außenrand des Stützteils mit einem an der Innenwand der Hohlform des Blechteils anliegenden Fortsatz zu versehen. Hierdurch wird die Auflagefläche des Stützteils an dem Blechteil vergrößert, wodurch die über das Stützteil abgeleiteten Querkräfte über eine größere Fläche des Blechteils aufgefangen werden.

Die Hohlform des Blechteils ist im Bereich des aufgenommenen Stützteils kegelstumpfförmig auszubilden. Ein entsprechend angepaßtes Stützteil ist somit ringförmig. Diese Ausformung des Blechteils hat den Vorteil, daß in Verbindung mit dem angepaßten ringförmigen Blechteil die Belastbarkeit in jede Querrichtung gleich groß ist. Im Falle einer kegelstumpfförmigen Ausbildung ist die Belastbarkeit naturgemäß größer als bei einer Zylinderform.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ragt der Gewindedurchzug aus dem Blechteil heraus und das Stützteil liegt sowohl an der Außenwandung des Gewindedurchzugs als auch an der Außenwandung oder an dem Außenrand des Blechteils an. Um hierbei den Gewindedurchzug entlang seines gesamten Umfangs abzustützen, ist das Stützteil als Hohlform ausgebildet, auf dessen Innenseite das Blechteil aufgenommen wird.

Vorteilhafterweise wird in einem solchen Fall der Außenrand des Blechteils mit einem an der Innenwand der Hohlform des Stützteils anliegenden Fortsatz versehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden über das Blechteil die vom Gewindedurchzug aufgenommenen Querkräfte auf das Stützteil übertragen und von diesem aufgrund des genannten Fortsatzes auf einer größeren Fläche aufgenommen. Hierdurch wird die Belastbarkeit des Stützteils im Bereich des anliegenden Fortsatzes erhöht.

Die Hohlform des Stützteils im Bereich des aufgenommenen Blechteils ist wiederum kegelstumpfförmig ausgebildet. Hierdurch wird wiederum die Abstützung des Gewindedurchzugs in jede Querrichtung gleichermaßen bewirkt, so daß die Belastbarkeit des vorliegenden Befestigungselements in jede Querrichtung gleich groß ist.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Im einzelnen zeigen
1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Befestigungselements,
2 eine Draufsicht eines Befestigungselements gemäß 1,
3 eine zweite Ausführungsform eines Befestigungselements,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 eine Draufsicht auf ein Befestigungselement gemäß 4 und
6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungselements.
Im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den 1 und 2 umfaßt ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 1 ein hohlförmiges Blechteil 2, mit einem nach innen ragenden Gewindedurchzug 3. Der Gewindedurchzug 3 ist in seinem Mündungsbereich 4, d.h. in der Nähe seines freien Endes, über ein ringscheibenförmiges Stützteil 5 am Blechteil 2 abgestützt. Der Gewindedurchzug 3 durchsetzt eine passende Bohrung des Stützteils 5 und ist an dessen Unterseite mit einem ringförmigen Vorsprung 7 versehen. Das Stützteil 5 ist in einem kegelstumpfförmigen Bereich 8 des Blechteils 2 aufgenommen, der nach unten hin in einen pyramidenförmigen Bereich 9 mit abgerundeten Kanten 10 übergeht. An jeder Unterseite des pyramidenförmigen Bereichs 9 befindet sich ein Verankerungslappen 11, mit dem das Befestigungsteil 1 an einem zu befestigenden Bauteil, beispielsweise einem Querträger eines Fahrzeugrahmens oder an einem Blech einer selbsttragenden Karosserie befestigt werden kann. Dies kann beispielsweise durch eine Schweiß- oder Schraubverbindung bewerkstelligt werden.
In den Gewindedurchzug 3 wird von oben ein nicht dargestellter Schraubbolzen eingeschraubt, der über weitere Bauteile, beispielsweise eine Abschleppöse und eine Abschleppstange in beliebiger Richtung unter Zug oder unter Druck gesetzt wird. Hierbei können am Gewindedurchzug 3, insbesondere in dessen Mündungsbereich 4 hohe Querkräfte d.h. in der vorliegenden Darstellung Kräfte mit horizontaler Komponente, auftreten. Damit der Gewindedurchzug 3 diesen Querkräften nicht nachgibt, ist das Stützteil 5 in das Blechteil 2 aufgenommen, wobei sich das Stützteil 5 an der Wandung des Blechteils 2 im kegelstumpfförmigen Bereich 8 abstützt. Ein derartiges Befestigungselement 1 kann somit hohen Querkräften ausgesetzt werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Form durch einen ringförmigen Fortsatz 12 des Stützteils 5 an dessen Außenrand. Dieser Fortsatz liegt im kegelstumpfförmigen Bereich 8 an der Innenwand der Hohlform des Blechteils 2 an. Hierdurch werden die durch das Stützteil 5 übertragenen Querkräfte am Blechteil 2 über eine größere Fläche verteilt, so daß dieses an dieser Stelle höheren Belastungen ausgesetzt werden kann oder mit entsprechend geringerer Wandstärke ausgebildet werden kann.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 4 ragt der Gewindedurchzug 13 aus dem Blechteil 14 heraus. In diesem Fall ist das Stützteil 15 hohlförmig ausgebildet und das Blechteil 14 in das Stützteil 15 aufgenommen. Das Stützteil 15 stützt wiederum den Gewindedurchzug 13 in dessen Mündungsbereich 16 ab und wird von dem Gewindedurchzug 13 durch eine Bohrung 17 durchsetzt.
Das Stützteil 15 liegt somit sowohl an der Außenwandung des Gewindedurchzugs 13 als auch an der Außenwandung oder dem Außenrand 18 des Blechteils 14 an. Der Außenrand 18 ist wiederum als ringförmiger Fortsatz ausgebildet, der sich parallel an die Innenseite des Stützteils 15 anschmiegt.
Vorliegend ist das Stützteil mit einem kegelstumpfförmigen Bereich 19 versehen, der nach unten in einen pyramidenförmigen Bereich 20 mit abgerundeten Kanten 21 übergeht. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Befestigungselement 1 über Verankerungslappen 22 mit den zu befestigenden Bauteilen verbunden.
Das Stützteil 15 und das Blechteil 14 mit Gewindedurchzug 13 haben gewissermaßen gegenüber dem vorgenannten Ausführungsbeispiel mit Blechteil 2, Gewindedurchzug 3 und Stützteil 5 ihre Position getauscht. Mit Ausnahme des Gewindedurchzugs 13 bzw. 3 weist das Stützteil 15 des dritten Ausführungsbeispiels die gleiche Form auf wie das Blechteil 2 des erstgenannten Ausführungsbeispiels.
Bei der Ausführungsform gemäß 4 stützt das Stützteil 15 das Blechteil 14 sowohl im Bereich seiner Bohrung 17, d.h. im Bereich der Mündung 16 des Gewindedurchzugs 13 als auch im Bereich der Auflage des Außenrands 18 ab. In diesem Fall nimmt das Stützteil 15 sämtliche Kräfte auf, die über einen in dem Gewindedurchzug 13 eingeschraubten Schraubbolzen auf das Blechteil 14 ausgeübt werden. Vorliegend ist also das Stützteil 15 für die Übertragung sämtlicher Zug- oder Schubkräfte auf das über die Verankerungslappen 22 verbundene Bauteil verantwortlich.
Die vierte dargestellte Ausführungsform gemäß 6 unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbeispiel gemäß 4 durch eine ringförmige Aufwölbung 23 bzw. 24 im Bereich der Bohrung 17, d.h. an der Spitze des kegelstumpfförmigen Bereichs 19. Diese ringförmige Aufwölbung 23, 24 kann entweder mit einer Materialverstärkung, wie durch Bezugszeichen 24 dargestellt, oder ohne eine solche Materialverstärkung, siehe Bezugszeichen 23, hergestellt werden. Bereits eine ringförmige Aufwölbung ohne Materialverstärkung 23 bedeutet eine Erhöhung der Belastbarkeit, da der Druck von Querkräften, die zwischen dem Gewindedurchzug 13 und dem Stützteil 15 zu übertragen sind, auf eine größere Fläche verteilt werden.
Bei der Verwendung einer ringförmigen Aufwölbung mit Materialverstärkung 24 wird die Auflagefläche zwischen Gewindedurchzug 13 und Stützteil 15 weiter vergrößert und zudem die Belastbarkeit des Stützteils 15 im Bereich der ringförmigen Aufwölbung 24 erhöht. Hierdurch kann das Stützteil 15 wesentlich größere Querkräfte, die im Mündungsbereich 16 des Gewindedurchzugs 13 auftreten, abstützen.

1: Befestigungselement
2: hohlförmiges Blechteil
3: Gewindedurchzug
4: Mündungsbereich
5: Stützteil
6: Bohrung
7: Vorsprung
8: kegelstumpfförmiger Bereich
9: pyramidenförmiger Bereich
10: abgerundete Kante
11: Verankerungslappen
12: Fortsatz
13: Gewindedurchzug
14: Blechteil
15: Stützteil
16: Mündungsbereich
17: Bohrung
18: Außenwand
19: kegelstumpfförmiger Bereich
20: pyramidenförmiger Bereich
21: abgerundete Kante
22: Verankerungslappen
23: ringförmige Aufwölbung
24: ringförmige Aufwölbung

Claims

Befestigungselement (1) aus Blech, das einen in einem hohlförmigen Formteil (2, 15) angeordneten, an seinem ersten Ende durch eine Stirnwand des hohlförmigen Teils (2, 15) ausmündenden Gewindedurchzug (3, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlform einen in Richtung der Achse des Gewindedurchzugs (3, 13) sich konisch bis zur Stirnwand hin verjüngenden Querschnitt aufweist, wobei an dem der Stirnwand gegenüberliegenden zweiten Ende (4) des Gewindedurchzugs (3, 13) ein quer zur Achse des Gewindedurchzugs (3, 13) verlaufender, sich durch den Zwischenraum zwischen Gewindedurchzug (3, 13) und Formteilwand erstreckender Quersteg (5) vorgesehen ist, der den Gewindedurchzug (3, 13) an seinem zweiten Ende (4) an der Innenwand des Formteils (2, 15) abstützt.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindedurchzug (3) im Formteil (2) ausgeformt ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindedurchzug (13) an den Quersteg angeformt ist, wobei das Formteil (15) eine stirnseitige Bohrung (17) aufweist, die von dem Gewindedurchzug (13) durchsetzt ist.
Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (23, 24) der Bohrung (17) ringförmig aufgewölbt sind.
Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindedurchzug (3) an seinem zweiten Ende (4) einen Vorsprung (7) zur Halterung des Querstegs (5) aufweist.
Befestigungselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrand des Querstegs (5) als ringförmiger Fortsatz (12, 18) ausgebildet ist, der sich parallel an die Innenseite der Formteilwand anschmiegt.