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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Stanzmutter und insbesondere eine Stanzmutter,
die eine hohe Verbindungsfestigkeit gewährleisten kann, selbst wenn sie
an einem Blech angebracht wird, an dem eine große Menge Öl haftet (siehe zum Beispiel
EP-A-0 554 599, entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1).
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Stand der Technik, mit
dem die Erfindung zu tun hat
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An
Stelle von Anschweißmuttern,
die ein Schweißgerät erfordern
und Probleme mit schlechter Positionsgenauigkeit und durch Verbreitung
von Zerstäubung
verursachten Befestigungsfehlern mit sich bringen, verwendet man
neuerdings weit und breit Stanzmuttern, die an einem Blech wie z.B.
Aluminiumblech, Stahlblech und dergleichen einfach anbringbar sind.
Insbesondere gewährleisten
Stanzmuttern eine gewünschte
Verbindungsfestigkeit, da die Mutter selbst mittels eines Presswerkzeugs
wie z.B. einem Stempel oder dergleichen von oben in ein Blech geschlagen
wird, das auf ein alleiniges unteres Gesenk gelegt ist, wobei ein
innerer zylindrischer Abschnitt der Mutter dazu gebracht wird, im
Zeitpunkt des Einschlagens in einer vorbestimmten Position des Blechs,
an dem die Stanzmutter angebracht wird, ein Loch auszubilden, und
das untere Gesenk verwendet wird, um plastischen Fluss eines Abschnitts nahe
dem Loch des Blechs in eine zwischen dem inneren zylindrischen Abschnitt
der Mutter und dem äußeren zylindrischen
Abschnitt der Mutter ausgebildete Aussparung zu bewirken, damit
der Abschnitt in die Aussparung greift.
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8 ist
eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine konventionelle
Stanzmutter in ein Blech geschlagen ist, an dem Öl haftet. Die Stanzmutter enthält einen
inneren zylindrischen Abschnitt 2, der zentral an einer
Unterseite eines Haupt-Mutternkörpers 1 vorgesehen
ist (seine Wand ist parallel zu einer Achse; sein Innenraum hängt mit
der Mitte einer Oberseite der Mutter zusammen; seine Innenfläche ist
mit einem Innengewinde ausgebildet, das als Mutter wirkt), einen äußeren zylindrischen
Abschnitt 4 (sein Wandabschnitt ist normalerweise verjüngt, als
wenn seine Spitze an einem Punkt auf einer Achse angeordnet wäre, muss
aber nur so geformt sein, dass verhindert werden kann, dass das
Blech, das plastischen Fluss erfahren hat, herausgezogen wird),
und eine Aussparung 5, die zwischen einer Außenfläche des
inneren zylindrischen Abschnitts und einer Innenfläche des äußeren zylindrischen
Abschnitts ausgebildet ist. Wenn die Stanzmutter mit so einem Aufbau
in ein Blech 8 geschlagen wird, an dem Öl haftet (konkret wird das
Blech auf einen Vorsprung 10 eines unteren Gesenks 9 gelegt,
und die Stanzmutter, die so auf das Blech gesetzt wird, dass eine Mittelachse
der Stanzmutter mit derjenigen des unteren Gesenks zusammenfällt, wird
mittels eines Presswerkzeugs wie z.B. einem Stempel oder dergleichen
gegen das Blech gepresst; als Folge wird das Blech durch den inneren
zylindrischen Abschnitt der Stanzmutter ausgestanzt, um mit einem
Loch ausgebildet zu werden, dessen Durchmesser einem Außendurchmesser
des inneren zylindrischen Abschnitts der Stanzmutter entspricht;
wird die Stanzmutter weiter gegen das untere Gesenk gepresst, übt der Vorsprung
des Gesenks Druck auf einen peripheren Randabschnitt des Lochs des
Blechs aus, und der Abschnitt wird veranlasst, plastischen Fluss
zu erfahren, um tief in die Aussparung der Stanzmutter gedrückt zu werden,
und schließlich
wird das so gedrückte
Blech veranlasst, durch die Aussparung der Stanzmutter Verstemmen
und Verbinden zu erzeugen), bewirkt die Schlagtätigkeit, dass Öl in die
Aussparung fließt
und in dem Abschnitt eingesperrt wird und eine Ölpfütze 7 ausbildet, so
dass das Blech, das tief in die Aussparung zu stopfen ist, das heißt, den aufgrund
plastischen Flusses die Ölpfütze ausbildenden
Abschnitt, die Aussparungstiefe nicht erreichen kann, es ergibt
sich der Nachteil, dass ein Zustand, in dem das Blech mit der Stanzmutter
verbunden ist, unvollkommen wird, (konkret werden eine Klammerungskraft,
das heißt,
eine Kraft, die verhindert, dass die Stanzmutter axial herausgezogen
wird, und das Rutschdrehmoment, das heißt, eine Kraft, die verhindert,
dass sich die Stanzmutter um ihre Achse dreht, überaus vermindert).
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Im
Falle, dass eine Stanzmutter in ein Blech zu schlagen ist, an dem
eine große
Menge Öl
haftet, wird daher das Problem verursacht, dass ein Arbeiter zuerst
eine Vorarbeit wie z.B. Abwischen oder Abblasen von am Blech haftendem Öl durchführen muss, was
nicht nur dem Arbeiter eine Mehrbelastung aufbürdet, sondern auch eine Senkung
der Arbeitseffizienz und daher eine Kostensteigerung mit sich bringt.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Erfindung soll die oben erwähnten
Probleme des Standes der Technik lösen und eine Stanzmutter bereitstellen,
die eine hohe Verbindungsfestigkeit gewährleisten kann, die derjenigen des
Standes der Technik äquivalent
ist, auch wenn sie an einem Blech angebracht wird, an dem eine große Menge Öl haftet.
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Insbesondere
hat eine Stanzmutter gemäß der Erfindung
einen inneren zylindrischen Abschnitt 2, der zentral an
einer Unterseite eines Haupt-Mutternkörpers 1 vorgesehen
und an seiner Innenfläche mit
einem Innengewinde 3 versehen ist, einen äußeren zylindrischen
Abschnitt 4, der an einem peripheren Rand einer Unterseite
des Haupt-Mutternkörpers vorgesehen
ist, und eine Aussparung 5, die durch eine Außenfläche des
inneren zylindrischen Abschnitts und eine Innenfläche des äußeren zylindrischen
Abschnitts abgegrenzt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Kanal 6 vorgesehen ist, der eine Verbindung
zwischen der Aussparung und einer Außenfläche der Stanzmutter herstellt,
um das Fließen
eines Fluides zu ermöglichen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Teilquerschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine
Stanzmutter gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung in ein Blech geschlagen ist, an dem Öl haftet.
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die eine andere Ausführungsform einer Stanzmutter
gemäß der Erfindung
zeigt.
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3 ist
eine Ansicht von unten, die die in 2 gezeigte
Stanzmutter zeigt.
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4 ist
eine Perspektivansicht, die verschiedene Ausführungsformen zusammen in einer Figur
zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die schematisch die Art und Weise zeigt, auf die die
Verbindungsfestigkeit (Klammerungskraft) einer Stanzmutter gemessen wird
(die untere Figur ist eine vergrößerte Ansicht,
die eine in ein Blech geschlagene Stanzmutter zeigt, wobei der Pfeil
eine Herausziehrichtung anzeigt).
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6 ist
eine Ansicht, die schematisch die Art und Weise zeigt, auf die die
Verbin dungsfestigkeit (Klammerungskraft) einer Stanzmutter gemessen wird
(die untere Figur ist eine vergrößerte Ansicht,
die eine in ein Blech geschlagene Stanzmutter zeigt, wobei der Pfeil
eine Richtung anzeigt, in der ein Drehmoment ausgeübt wird).
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7 ist
ein Graph, der Ergebnisse einer Prüfung anzeigt, in dem die Stanzmutter
gemäß der Erfindung
(in 2 gezeigt) und eine frühere Stanzmutter in Bezug auf
die Verbindungsfestigkeit unter gleichzeitigem Dasein von Öl miteinander
verglichen werden.
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8 ist
eine Teilquerschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine
frühere
Stanzmutter in ein Blech geschlagen ist, an dem Öl haftet.
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[Zeichenerklärung]
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- 1
- Haupt-Mutternkörper
- 2
- innerer
zylindrischer Abschnitt
- 3
- Innengewinde
ausbildender Abschnitt
- 4
- Iäußerer zylindrischer
Abschnitt
- 5
- Aussparung
- 6
- Kanäle
- 7
- Ölpfütze
- 8
- Blech
- 9
- unteres
Gesenk
- 10
- Vorsprung
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Beste Art
zur Ausführung
der Erfindung
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Es
folgt eine detaillierte Erläuterung
der Erfindung anhand der Zeichnungen, welche Ausführungsformen
zeigen.
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Eine
Stanzmutter gemäß der Erfindung
enthält,
wie oben beschrieben und in Anspruch 1 angegeben, einen
inneren zylindrischen Abschnitt 2, der zentral an einer
Unterseite eines Haupt-Mutternkörpers 1 vorgesehen
ist (seine Wand ist parallel zu einer Achse; sein Innenraum hängt mit
einer Oberseite des Haupt-Mutternkörpers zusammen; seine Innenfläche ist
mit einem Innengewinde ausgebildet, das als Mutter wirkt), einen äußeren zylindrischen
Abschnitt 4, der an einem peripheren Rand einer Unterseite
des Haupt-Mutternkörpers
vorgesehen ist (sein Wandabschnitt ist normalerweise verjüngt, als
wenn seine Spitze an einem Punkt auf einer Achse angeordnet wäre; das
heißt,
er hat die Form eines hohlen Kreiskegels, dessen Kopf abgeschnitten
ist und dessen Wand gleichförmige
Dicke hat; jedoch ist die Erfindung nicht auf so eine Gestaltung
beschränkt; funktionell
genügt
es, dass eine Aussparung 5 (später detailliert beschrieben),
die durch eine Außenfläche des
inneren zylindrischen Abschnitts und eine Innenfläche des äußeren zylindrischen
Abschnitts abgegrenzt wird, an einem Blech angreifen kann, das plastischen
Fluss erfahren hat, so dass das Blech schwer axial herauszuziehen
und um seine Achse zu drehen ist), eine Aussparung 5, die
durch eine Außenfläche des
inneren zylindrischen Abschnitts und eine Innenfläche des äußeren zylindrischen
Abschnitts abgegrenzt wird, und Kanäle 6, die eine Verbindung
zwischen der Aussparung und einer Außenfläche der Stanzmutter herstellen,
um das Fließen
eines Fluides (Öl)
zu ermöglichen
(siehe 1). In der gezeigten Ausführungsform haben die Kanäle 6 die Form
eines kreisrunden Lochs und sind so vorgesehen, dass sie radial
an einer Basis des äußeren zylindrischen
Abschnitts 4 angeordnet sind und parallel zu einer Achse
durch den Haupt-Mutternkörper 1 verlaufen,
ihre Zahl und ihre Anordnung und auch ihre Gestaltung sind aber
optional, wie später
beschrieben, solange eine später
beschriebene Ölbeseitigungsfunktion
erfüllt
ist.
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Selbst
wenn die Stanzmutter mit so einem Aufbau in ein Blech geschlagen
wird, an dem eine große
Menge Öl
haftet, wird das in die Aussparung 5 fließende Öl durch
die Kanäle 6 aus
der Aussparung entlassen, wodurch die bei Anbringung von früheren Stanzmuttern
ausgebildete Ölpfütze 7 nicht
ausgebildet wird und es daher möglich
ist, die Verbindungsfestigkeit zu gewährleisten, die derjenigen einer Stanzmutter äquivalent
ist, die an einem Blech angebracht ist, an dem keinerlei Öl haftet.
Außerdem,
verglichen mit dem früheren
Einschlagen einer Stanzmutter, nachdem das anhaftende Öl abgewischt
oder mit Luft weggeblasen worden ist, wird die Belastung eines Arbeiters
stark vermindert, was eine Verbesserung der Arbeitseffizienz und
daher eine Kostensenkung ermöglicht.
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2 und 3 zeigen
eine andere Ausführungsform
einer Stanzmutter gemäß der Erfindung, bei
der Kanäle 6 in
Form einer umgekehrten U-förmigen
Rille an einer Bodenfläche
(einem unteren Abschnitt in 2) eines äußeren zylindrischen
Abschnitts 4 mit achteckiger Form ausgebildet sind. Wie in
der Figur gezeigt, ermöglicht
es die Bereitstellung mehrerer Kanäle 6 in regelmäßigen Abständen, in
die Aussparung fließendes Öl gleichmäßig nach
außen zu
entlassen, so dass die Gestaltung bevorzugt ist, da ein zugehöriges Blech 8,
das plastischen Fluss erfahren hat, ganz tief in der Aussparung 5 ankommen kann,
wodurch eine gewünschte
Verbindungsfestigkeit gewährleistet
wird. Und da die Rillen, die als die Kanäle dienen, an der Bodenfläche des äußeren zylindrischen
Abschnitts ausgebildet sind, ist die Arbeit verglichen mit dem Ausbilden
von Löchern
leicht, was einen Vorteil der Ausführungsform darstellt.
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Außer einem
kreisförmigen
Loch und einer umgekehrten U-förmigen
Rille, wie in 1 bis 3 gezeigt,
können
die Kanäle 6 die
Form einer quadratischen Rille und eines quadratischen Lochs, einer Kerbe
wie z.B. einem Schlitz oder dergleichen und konkavkonvexe Kerbverzahnungen
oder dergleichen haben, die es in die Aussparung 5 fließendem Öl erlauben,
nach außen
entlassen zu werden, und sind in ihrer Form nicht beschränkt. Diese
Beispiele sind in 4 gezeigt, und die Kanäle 6 können nicht
nur an oder in Wänden
des äußeren zylindrischen
Abschnitts 4, sondern auch an oder in Wänden des inneren zylindrischen
Abschnitts 2 und des Haupt-Mutternkörpers 1 vorgesehen
werden. Außerdem
kann die Zahl der Kanäle
in Übereinstimmung
mit einer zu entlassenden Ölmenge
geeignet gewählt
werden. Die Gestaltung, Anordnung und die Zahl der Kanäle, insbesondere
die Letzteren zwei, sind jedoch mit der Festigkeit der Stanzmutter
selbst verknüpft,
das heißt,
ihre Verformung und in der Folge die Genauigkeit des Gewindes für Muttern
und so weiter sind unter Berücksichtigung
davon festzulegen.
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Außerdem ist
die Form des äußeren zylindrischen
Abschnitts der Stanzmutter selbstverständlich nicht auf eine gezeigte
Kreisform (siehe 1 und 4) beschränkt, sondern
kann polygonal gemacht werden, wie z.B. viereckig, hexagonal, oktagonal oder
dergleichen (siehe 2 und 3).
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[Experimentelles Beispiel]
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Die
Stanzmutter gemäß der Erfindung
und eine frühere
Stanzmutter wurden in Bezug auf die Verbindungsfestigkeit unter
gleichzeitigem Dasein von Öl
miteinander vergli chen. Die Art und Weise so eines Experiments ist
wie folgt:
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(1) Stanzmuttern, die
geprüft
werden
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Die
Stanzmutter gemäß der in 2 gezeigten
Ausführungsform
der Erfindung (exakt war die durch die Außenfläche des inneren zylindrischen
Abschnitts und die Innenfläche
des äußeren zylindrischen
Abschnitts abgegrenzte Aussparung nicht oktogonalförmig, sondern
kreisförmig,
und die Kanäle, vier
an der Zahl, waren V-förmige,
radial verlaufende Rillen) und die frühere Stanzmutter entsprechend
der Mutter, die in 2 gezeigt ist und von der die
Kanäle 6 entfernt
sind, wurden verwendet (hergestellt aus Kohlenstoffstahl entsprechend
S10C). Übrigens
waren verschiedene Abmessungen wie folgt: der Innengewinde ausbildende
Abschnitt: M6 × 1,0
mm (Steigung), Außendurchmesser
der Stanzmuttern: D1 = 13 mm, Innendurchmesser eines äußersten
Endes des äußeren zylindrischen
Abschnitts: D2 = 10,3 mm, Außendurchmesser
des inneren zylindrischen Abschnitts: D3 = 8,0 mm, Neigung der Wände des äußeren zylindrischen
Abschnitts: = ungefähr
10°, Gesamthöhe der Stanzmuttern:
H1 = 6,0 mm, Höhe
des äußeren zylindrischen
Abschnitts: H2 = 1,1 mm, Höhe
des inneren zylindrischen Abschnitts: H3 = 1,8 mm, Breite der Kanäle: w =
0,7 mm, und Tiefe der Kanäle;
d = 0,5 mm.
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(2) Blech
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Verwendet
wurde verzinktes Eisenblech (SGC-Material) mit der Dicke: t = 1.6
mm.
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(3) Montage der Stanzmuttern
am Blech (Vorbereitung der zu prüfenden
Teile)
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Im
Gegensatz zur gewöhnlichen
Praxis wurden die Stanzmuttern in das Blech geschlagen, indem die
Stanzmuttern, die umgekehrt angeordnet waren (ein in 4 gezeigter
Zustand), auf einen Stempel gesetzt wurden, der als Presswerkzeug dient,
das Blech zwischen den Stempel und ein Gesenk gesetzt wurde und
der Stempel gegen das Gesenk gepresst wurde. Außerdem wurden vor diesem Schlagen
dieselben Ölmengen
(Druckarbeitsöl PG-3080,
hergestellt von der Firma Nippon Kosakuyu) in einer Tiefe entsprechend
den Bodenflächen der
V-förmigen
Rillen in die Aussparungen beider Stanzmuttern gefüllt.
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(4) Verfahren zum Messen
der Klammerungskraft
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Verwendet
wurde eine in 5 gezeigte Vorrichtung. Die
Messung wurde durchgeführt,
indem ein Handgriff eines Klammerungsmessgerätes in einen Zustand gedreht
wurde, in dem ein äußerstes Ende
eines Anhängsels
das Blech um den äußeren zylindrischen
Abschnitt der in (3) vorbereiteten Stanzmutter (im Voraus mit dem
Blech verbunden) herum berührte,
ein Gewindeabschnitt des äußersten
Endes in den Innengewinde ausbildenden Abschnitt der Stanzmutter
eingeschraubt wird und die Stanzmutter in einer senkrechten Richtung
herausgezogen wird, wobei der vom Klammerungsmessgerät angezeigte
maximale Belastungswert als Klammerungskraft genommen wird.
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(5) Verfahren zum Messen
des Rutschdrehmoments
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Verwendet
wurde eine in 6 gezeigte Vorrichtung. Die
Messung wurde durchgeführt,
indem ein Drehmomentschlüssel
mit einer Bundschraube verbunden wurde, die in den Innengewinde
ausbildenden Abschnitt der in (3) vorbereiteten Stanzmutter geschraubt
wurde (im Voraus mit dem Blech verbunden) und dann der Drehmomentschlüssel im
Uhrzeigersinn gedreht wurde, um die Bundschraube anzuziehen, und
das Drehmoment, wenn die Stanzmutter durchzudrehen begann, ergab
das Rutschdrehmoment.
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Die
experimentellen Ergebnisse sind in 7 gezeigt
(die Zahl der geprüften
Teile ist fünf zum
Ausüben
der Klammerungskräfte
und zehn zum Ausüben
der Rutschdrehmomente).
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Wie
in der Zeichnung gezeigt, lieferte die Stanzmutter gemäß der Erfindung
eine große
Verbindungsfestigkeit (sowohl die Klammerungskraft als auch das
Rutschdrehmoment sind ungefähr
vier mal größer), die
mehrere Male so groß wie
die der früheren
Stanzmutter ist, selbst unter gleichzeitigem Dasein von Öl. Übrigens,
die von der Stanzmutter gemäß der Erfindung
gelieferten Werte waren denjenigen äquivalent, die die frühere Stanzmutter
unter nicht gleichzeitigem Dasein von Öl lieferte.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, enthält
die Stanzmutter gemäß der Erfindung
die Kanäle
zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Aussparung und der Außenseite,
um das Fließen
eines Fluides dazwischen zu ermöglichen,
und kann daher eine Verbindungsfestigkeit gewährleisten, die derjenigen der
früheren
Stanzmutter äquivalent
ist, selbst in dem Fall. in dem ein Blech, das verbunden wird, Öl auf seinen Oberflächen aufweist.
Dementsprechend kann die Anbringung der Stanzmutter an einem Blech
mit Öl, welche
Anbringung konventionell bedenklich war, da nicht die gewünschte Verbindungsfestigkeit
geboten wurde, verbreitet werden, und somit kann das technische
Gebiet, auf das Stanzmuttern angewandt werden, erweitert werden.