DE69100485T2 - Mutternkäfige für die Blindbefestigung. - Google Patents
Mutternkäfige für die Blindbefestigung.Info
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Mutternkäfig aus Kunststoff für die Blindbefestigung durch Verschrauben, d. h. einen Mutternkäfig, der in ein Blech von einer seiner Oberflächen aus eingesetzt und an diesem befestigt werden kann, um eine Schraube von der gleichen Oberfläche aus aufzunehmen. Derartige Mutternkäfige werden in Fällen benutzt, in denen die andere Oberfläche, beispielsweise weil das Blech Bestandteil eines wenigstens teilweise geschlossenen Gehäuses und unzugänglich ist, wie es häufig bei Fahrzeugkarosserien der Fall ist.
- Die Erfindung betrifft insbesondere solche Mutternkäfige, die in ein quadratisches, in dem Befestigungsblech vorhandenes Loch einsetzbar sind und die die allgemeine Form eines dichten Napfes haben, der aus einem Boden besteht, an den sich nacheinander eine Seitenwandung und ein radialer Kragen anschließen, wobei die Seitenwandung einen äußeren, quadratischen Umriß aufweist und wenigstens durch innere Rippen versteift ist, die nur in axialer Richtung einen Durchgang frei lassen, der enger ist als die Befesti gungsschraube.
- Ein derartiger Mutternkäfig wird wie folgt verwendet:
- Man führt den Käfig in ein quadratisches Loch des Befestigungsbleches zunächst mit seinem Boden ein, bis der Kragen gegen den Rand des Loches anliegt.
- Um ein beliebiges Teil an dem Blech zu befestigen, genügt es dann, eine geeignete Schraube durch ein Loch in dem zu befestigenden Teil zu stecken und die Schraube in den auf diese Weise eingesetzten Käfig einzuschrauben.
- Die Schraube schneidet dabei ihr Gewinde in das Kunststoffmaterial des Käfigs, wobei sich dieser leicht in radialer Richtung ausdehnt. Dies führt dazu, daß der Käfig irreversibel ebenso wie die Schraube und das Teil, durch das die Schraube hindurchgesteckt ist, an dem Blech blockiert wird.
- Bekannte Ausführungsformen derartiger Mutternkäfige (vergleiche US-A-4 077 300) sehen vor, daß die vier Oberflächen, die die Seitenwandung des Käfigs bilden, identisch sind, wobei die Blockierung des Käfigs in dem Blech am Ende des Einsetzens durch gegenseitige Reibung der Oberflächen gegen die Ränder des quadratischen Loches sichergestellt wird und die Abmessungen des Käfigs in Abhängigkeit von denen des Loches so gewählt werden, daß kein Spiel zwischen dem Käfig und dem Loch vorhanden ist.
- Die Irreversibilität der Befestigung kann dadurch erhöht werden, daß die nicht zugängliche Oberfläche des Bleches in Höhe des Randes des Loches an leichten Verdickungen des Materials an den mittleren Abschnitten der vier Flächen des Käfigs gerade diesseits der ebenen Bereiche, die von dem Blech am Ende der Montage umgeben werden, verklemmt oder eingehakt wird, wobei die Reibung dieser verdickten Abschnitte während der Montage leichte Deformationen der betreffenden Oberflächen in radialer Richtung erfordert.
- Die Verdickungen haben infolge der geringen Deformierbarkeit der Flächen eine sehr geringe Höhe, die in der Größenordnung von 0,2 mm liegt.
- Das Ergebnis ist, daß das Einhaken der Käfige an dem Blech vor und nach dem Einschrauben der Schrauben nicht sehr haltbar ist.
- Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht in erster Linie darin, die Festigkeit der Verklemmung zu vergrößern und gleichzeitig die Montage zu erleichtern.
- Ausgehend von einem Mutternkäfig der oben beschriebenen Art besteht die Erfindung darin, daß jede von zwei sich gegenüberliegenden Seitenflächen zwei zusammen mit dieser geformte Flansche enthält, die die allgemeine Form eines rechtwinkligen Dreiecks haben und an dem mittleren Längsabschnitt der zugehörigen Fläche längs einer Seite des rechten Winkels des Dreieckes verbunden sind, die ein biegsames Scharnier bildet, während sich die andere Seite des rechten Winkels in Querrichtung erstreckt und sich am Ende der Montage an dem Blech abstützen kann und die Hypotenuse als Gleitrampe gegenüber einer Kante des quadratischen Befestigungsloches während der Montage des Käfigs in dem Blech dient, wobei die allgemeine äußere Kontur des mit den Flanschen versehenen Abschnittes des Käfigs nur quadratisch ist, wenn die Flansche elastisch gegen die entsprechenden Oberflächen des Käfigs geklappt sind.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, daß der Winkel jedes Flansches, der am weitesten von dem Körper des Käfigs entfernt ist, längs einer Strecke abgeschnitten ist, die parallel zur Längsrichtung des Käfigs verläuft und daß der Querschnitt der durchgehenden Seitenwand des Käfigs in Höhe des mit Flanschen versehenen Abschnittes rechteckig ist, wobei die beiden Oberflächen, an denen die Flanschen sitzen, größer sind und dichter beieinander liegen als die beiden anderen Oberflächen.
- Die Erfindung umfaßt außer den hauptsächlichen Anordnungen weitere Merkmale, die vorzugsweise gleichzeitig benutzt und im folgenden näher erläutert werden.
- Auf der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, auf die diese nicht beschränkt ist. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Mutternkäfig gemäß der Linie I-I der Fig. 3,
- Fig. 2, 3 und 4 denselben Käfig in einem axialen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1, in einer Seitenansicht gemäß dem Pfeil III der Fig. 1 und als Seitenansicht gemäß dem Pfeil IV der Fig. 1.
- In an sich bekannter Weise hat der Mutternkäfig 1 die allgemeine Form eines dichten Napfes mit in bezug auf eine mittlere Achse X symmetrischer Form und besteht aus einem Boden 2, an den sich nacheinander eine Seitenwandung 3 und ein radialer Kragen 4 anschließen.
- Die Seitenwandung 3, deren äußerer Umriß quadratisch oder zumindest in ein Quadrat einschreibbar ist, besteht aus zwei Abschnitten, von denen sich jeder über die Hälfte der Gesamtlänge des Käfigs in Richtung der Achse X erstreckt, nämlich einem Abschnitt 5, der die Form eines leicht zum Boden 2 konvergierenden Pyramidenstumpfes hat und einem prismatischen Abschnitt 6, der die große Basis des Abschnittes 5 verlängert.
- Die vier Flächen, die den pyramidenförmigen Abschnitt 5 bilden, sind identisch.
- Der prismatische Abschnitt 6 hat im Querschnitt die allgemeine Form eines Rechteckes in dem Sinne, daß zwei Flächen 6&sub1; dieses Abschnittes relativ schmal und weit voneinander entfernt sind, während die beiden anderen Flächen 6&sub2; relativ breit sind und näher aneinanderliegen. Der benachbarte pyramidenartige Abschnitt 5 steht außen mit den Oberflächen 6&sub2; über sich in Querrichtung erstreckende zurückspringende Stufen 7 in Verbindung.
- Die beiden Oberflächen 6&sub2; enthalten eine mittlere, äußere in Längsrichtung verlaufende Rippe 8, an die sich zwei dreieckförmige Flansche 9 anschließen, deren Ebenen miteinander ein V bilden, das weit geöffnet ist, beispielsweise in einem Winkel von 120-150º.
- Die Flansche 9 können elastisch gegen die zugehörigen Oberflächen 62 geklappt werden und haben eine solche Stärke, daß sie, wenn sie gegen die Oberflächen geklappt sind, in das Quadrat eingeschrieben sind, das durch die beiden anderen Oberflächen 6&sub1; gebildet wird.
- Die Flansche haben den Umriß eines rechtwinkligen Dreiecks, das mit der Rippe 8 an einer Seite a des rechten Winkels verbunden ist, die ein Scharnier bildet, während die andere Seite b des rechten Winkels sich in Querrichtung, d. h. senkrecht zu der Achse X in einem axialen Abstand von dem Rand des Kragens 4 erstreckt, der im wesentlichen gleich der Stärke des Befestigungsbleches 10 ist (siehe Fig. 4).
- Die Hypotenuse c des rechtwinkligen Dreiecks bildet eine geneigt verlaufende Gleitfläche, die während der Montage des Käfigs mit dem Rand des quadratischen Loches T (Fig. 1) zusammenwirken kann, in das der Käfig eingesetzt wird.
- Der Winkel der Dreiecke, der der sich in Längsrichtung erstreckenden Scharnierseite a gegenüberliegt, ist vorteilhafterweise längs einer Strecke d abgeschnitten, die parallel zu der Seite a verläuft.
- Der Punkt P jedes dreieckigen Flansches der seiner in Querrichtung verlaufenden Seite b gegenüberliegt, ist auf der Seite des Bodens 2 des Käfigs angeordnet.
- Der Kragen 4 besteht vorzugsweise aus einer dünnen, leicht gewölbten Schale, die den Käfig nach Art eines Schirmes bedeckt, wobei der Rand des Kragens sich am Ende der Montage des Käfigs elastisch dicht an dem Blech 10 abstützen kann.
- Der Innenraum des Käfigs ist mit in Längsrichtung verlaufenden Rippen 11 ausgestattet, die zusammen mit dem Käfig geformt sind und radial an den vier Flächen des Käfigs so vorstehen, daß sie axial in der Mitte des Käfigs einen Raum freilassen, der enger ist als die aufzunehmenden Schrauben.
- Auf diese Weise können die Schrauben ihre Gewinde in das Material einschneiden, aus dem die Rippen bestehen, bei dem es sich um einen Kunststoff, insbesondere ein Polyamid oder ein Azetalharz handelt.
- Die quadratischen Löcher T, die sich in dem Blech 10 befinden, um die Käfige aufzunehmen, haben Abmessungen, die nur sehr wenig größer sind als der quadratische Umriß des prismatischen Abschnittes 6 des Käfigs.
- Um einen Käfig in einem derartigen Loch P zu montieren, genügt es, den Käfig parallel zu seiner Achse X mit dem Boden nach vorn in das Loch einzuführen.
- Wenn die Flansche 9 zunächst mit ihren Punkten P mit den Rändern des Loches in Berührung kommen, gleiten die geneigt verlaufenden Abschnitte c längs dieser Ränder. Die Flansche biegen sich fortschreitend, so daß sie ausreichend zurückklappen, um den Durchgang des Käfigs zu ermöglichen, bis der Kragen 4 an dem Blech 10 anliegt.
- In dem Moment, in dem die Flansche 9 das Blech ganz durchquert haben und sich in Querrichtung hinter dem Blech ausdehnen und sich fest an dessen Oberfläche abstützen, sind die Seitenwandungen des Käfigs von außen unzugänglich.
- Die Abschnitte S (Fig. 1) der Flansche, die dann in Querrichtung gegenüber dem die Öffnung T begrenzenden Quadrat vorstehen, stützen sich dann axial an dem Blech ab und stellen eine feste und irreversibele Verklemmung des Käfigs an dem Blech ab.
- Unabhängig von der Ausführungsform erhält man schließlich einen Mutternkäfig, dessen Aufbau, Befestigung und Vorteile sich aus der vorstehenden Beschreibung ausreichend ergeben.
- Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; sie erstreckt sich vielmehr auf alle Abwandlungen.
Claims (3)
1. Mutternkäfig aus Kunststoff, der in das quadratische
Loch (T) eines Bleches (10) einsetzbar ist und eine
Schraube aufnehmen kann, die ihr Gewinde in den Käfig
einarbeitet und der die allgemeine Form eines dichten
Napfes mit einem Boden (2) hat, an den sich
nacheinander vier Seitenflächen und ein radialer
Kragen (4) anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß
jede von zwei sich gegenüberliegenden Seitenflächen
(6&sub2;), zwei zusammen mit dieser geformte Flansche
enthält, die die allgemeine Form eines rechtwinkligen
Dreiecks haben und an dem mittleren Längsabschnitt der
zugehörigen Fläche längs einer Seite (a) des rechten
Winkels des Dreieckes verbunden sind, die ein biegsames
Scharnier bildet, während sich die andere Seite (b) des
rechten Winkels in Querrichtung erstreckt und sich am
Ende der Montage an dem Blech (10) abstützen kann und
die Hypotenuse (c) als Gleitrampe gegenüber einer Kante
des quadratischen Befestigungsloches (T) während der
Montage des Käfigs in dem Blech dient, wobei die
allgemeine äußere Kontur des mit den Flanschen
versehenen Abschnittes des Käfigs nur quadratisch ist,
wenn die Flansche elastisch gegen die entsprechenden
Oberflächen des Käfigs geklappt sind.
2. Mutternkäfig nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Winkel jedes Flansches, der
am weitesten von dem Körper des Käfigs entfernt ist,
längs einer Strecke (d) abgeschnitten ist, die parallel
zur Längsrichtung des Käfigs verläuft.
3. Mutternkäfig nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt
der durchgehenden Seitenwand des Käfigs in Höhe des mit
Flanschen versehenen Abschnittes rechteckig ist, wobei
die beiden Oberflächen (6&sub2;), an denen die Flanschen
sitzen, größer sind und einen geringeren Abstand
voneinander haben als die beiden anderen Oberflächen
(6&sub1;).
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