DE69300210T2

DE69300210T2 - Mutter zum Schrauben auf einen Gewindebolzen.

Info

Publication number: DE69300210T2
Application number: DE69300210T
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Werner
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2013-01-29
Also published as: JPH05280522A; DE9201043U1; ES2073947T3; CZ10993A3; EP0554094B1; DE69300210D1; EP0554094A1; US5326208A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kunststoffmutter zum Schrauben auf einen Gewindebolzen, insbesondere einen Schweißbolzen, welcher eine glatte Bohrung aufweist, die sich von einem nach innen sich verjüngenden konischen Einführungsbereich erstreckt.
Kunststoffmuttern, wie z.B. Bundmuttern oder Hutmuttern, die auf einen Gewindebolzen geschraubt werden können und mit einer glatten, inneren Bohrung versehen sind, welche sich von einem nach innen sich verjüngenden konischen Einführungsbereich erstreckt, sind bekannt. Wenn eine derartige Mutter auf einen Gewindebolzen geschraubt wird, wird in der Bohrung der Mutter ein Gewinde ausgebildet. Eine derartige Bundmutter ist in der deutschen Patentschrift DE 28 02 465 beschrieben. Diese Patentschrift offenbart eine Bundmutter, die des weiteren mit axialen Nuten versehen ist, um irgendein Material zu verdrängen, das durch die Bildung des Gewindes in der Bohrung der Mutter und gelegentliche Farbrückstände weggeschnitten wird, die auf dem Gewinde des Bolzens verblieben sind.
Der Bolzen kann jedoch auch noch anderen als gelegentlichen Rückständen ausgesetzt sein, so daß er stark mit Farbe oder anderen Oberflächenbehandlungsmitteln überzogen ist. Z.B. werden Kraftfahrzeugkarosserien behandelt, um Rost zu hemmen (Unterbodenschutz) und zwar gewöhnlich, nachdem die Bolzen an die unbehandelte Fahrzeugkarosserie geschweißt worden sind. Es treten viele Probleme auf, wenn Kunststoffmuttern auf einen Gewindebolzen geschraubt werden, der vollständig oder teilweise mit Farbe oder Unterbodenschutzmaterial überzogen ist. Das in der Bohrung der Mutter ausgebildete Gewinde kann fehlerhaft sein, und ein erhöhtes Drehmoment muß an der Mutter angelegt werden, um das Innengewinde auszubilden.
Die Menge des Unterbodenschutzüberzuges variiert unvermeidlich von Bolzen zu Bolzen, so daß das zum Anziehen jeder Mutter benötigte Drehmoment variiert, was keine begrüßenswerte Anforderung bei einer Fließstraße ist, insbesondere nicht bei einer automatisierten Fließstraße. Des weiteren kann das erforderliche Drehmoment eine vorbestimmte Drehmomentgrenze übersteigen, so daß ein Schrauben beendet ist, bevor die Mutter vollständig in Anschlag geschraubt worden ist, so daß die Mutter nicht das durch die Schraube zu befestigende Bauteil berührt. Außerdem kann eine fehlerhafte Gewindeausbildung in der Bohrung der Mutter die Reibungswerte zwischen der Mutter und dem Gewindebolzen in unakzeptabler Weise beeinflussen.
Eine Bundmutter, die diese Probleme überwindet, ist in der eigenen deutschen Gebrauchsmusterschrift G 84 17 558 beschrieben, in welcher ein Bauteil mit einer Bohrung versehen ist und auf einen mit einem zähen Überzug besprühten Gewindebolzen geschraubt werden kann. Die Bohrung ist mit einer glatten inneren Wand und mit einem im wesentlichen konischen Einführungsbereich versehen, wobei scharfkantige Vorsprünge innerhalb des Einführungsbereiches zum Entfernen des Überzuges vorgesehen sind, wenn sie angeschraubt wird, wobei diese Vorsprünge in Richtung auf die Achse des Schweißbolzens gerichtet sind und sich radial im allgemeinen bis über den Durchmesser der Bohrung erstrecken.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstreifmutter zum Schrauben auf einen Gewindebolzen, welcher einen vereinfachten Aufbau aufweist, was eine Herstellung leichter und billiger macht, während gleichzeitig die Effektivität der oben beschriebenen Mutter erzielt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Mutter zum Schrauben auf einen Gewindebolzen und mit einer glatten Bohrung geschaffen, die sich von einem nach innen sich verjüngenden konischen Einführungsbereich erstreckt, wobei die Mutter dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem Einführungsbereich eine Abstreifzone durch eine Vielzahl von parallelen röhrenförmigen Hohlräumen ausgebildet ist, deren Durchmesser kleiner ist als der der Bohrung der Mutter, dadurch, daß die Hohlräume voneinander beabstandet und symmetrisch um die Achse der Bohrung der Mutter angeordnet sind, dadurch, daß die Achse jedes röhrenförmigen Hohlraums von der Achse der Bohrung der Mutter um einen Abstand beabstandet ist, der kleiner als die Summe der Radien des röhrenförmigen Hohlraumes und der Bohrung und größer als der Radius der Bohrung ist, dadurch, daß die Schnittpunkte der Wände jedes röhrenförmigen Hohlraums mit der Wand der Bohrung der Mutter Schneidkanten bilden, und dadurch, daß die jeweils benachbarten röhrenförmigen Hohlräume miteinander über dazwischen vorgesehene Verbindungshohlräume verbunden sind, so daß ein Überzug, der von dem Bolzen abgestreift wird, wenn die Mutter auf den Bolzen geschraubt wird, in diesen Hohlräumen aufgenommen werden kann.
Die Mutter ist vorteilhafterweise so ausgelegt, daß die Verbindungshohlräume, die benachbarte röhrenförmige Hohlräume untereinander verbinden, durch gekrümmte äußere Wandabschnitte begrenzt sind und daß jeder gekrümmte Wandabschnitt an dem Einführungsende der Mutter einen äußeren Umfang aufweist, dessen eines Ende tangential an einem äußeren Punkt jedes röhrenförmigen Hohlraums an dem größten Abstand von der Mittelachse der Bohrung anliegt, wobei ihr anderes Ende den Umfang des benachbarten röhrenförmigen Hohlraums an einem Punkt trifft, welcher an einem Abstand von der Mittelachse der Bohrung ist, der im wesentlichen gleich der Summe der Radien der Bohrung und des röhrenförmigen Hohlraums ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Mutter drei röhrenförmige Hohlräume auf, die miteinander durch drei Verbindungshohlräume verbunden sind.
Die Tiefe der röhrenförmigen Hohlräume ist ein Bruchteil der Länge der Bohrung der Mutter. Die Tiefe der Verbindungshohlräume kann gleich der der röhrenförmigen Hohlräume sein, es kann jedoch bevorzugt sein, daß die Tiefe der Verbindungshohlräume kleiner ist als die der röhrenförmigen Hohlräume.
Damit die Erfindung besser verstanden werden kann, wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel detaillierter in beispielhafter Weise und in bezug auf die beigefügten Zeichnung beschrieben, in welcher
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Kunststoffmutter an einem Schweißbolzen ist;
Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Mutter ist; und
Fig. 3 eine Unteransicht der in Fig. 1 gezeigten Mutter ist.
Fig. 1 zeigt einen Gewindeschweißbolzen 4, der an ein Trägerblech 5 geschweißt ist, sowie eine Kunststoffbundmutter 6, die auf einen Bolzen 4 geschraubt ist und ein Bauteil 7 an dem Trägerblech 5 befestigt. Die Bundmutter 6 ist mit einer glatten Bohrung 8 versehen, und ein konischer Einführungsbereich 9 erzeugt eine breite Trichteröffnung 10, die zu der Bohrung 8 führt. Drei kurze röhrenförmige Hohlräume 11, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Bohrung 8 ist, sind symmetrisch um die Bohrung 8 angeordnet, wobei die Achse jedes röhrenförmigen Hohlraumes 11 parallel zu der Achse 12 der Bohrung 8 angeordnet und von der Achse 12 um einen Abstand beabstandet ist, der kleiner ist als die Summe der Radien der Bohrung 8 und des röhrenförmigen Hohlraumes 11, so daß Längsschnittkanten 13, 14 an den Schnittpunkten der Wände der röhrenförmigen Hohlräume 11 mit der Bohrung 8 gebildet werden.
Zwischen jedem röhrenförmigen Hohlraum 11 ist ein Verbindungshohlraum 15 angeordnet, der eine Tiefe aufweist, die kleiner als die Tiefe der röhrenförmigen Hohlräume ist, und der eine Wand 16 aufweist, die in der Form eines Halbmondes gekrümmt ist und sich von dem Punkt der einen Bohrung erstreckt, die am weitesten von der Bohrungsachse 12 entfernt ist und auf die benachbarte Bohrung 11 an einem Zwischenort auftrifft.
Die röhrenförmigen Hohlräume 11 und die Verbindungshohlräume 15 sind innerhalb des Umfangs des breiten Trichtereintritts 10 angeordnet.
Die Mutter 6 ist auf dem Bolzen 4 mittels Schrauben angeordnet, was bewirkt, daß die Schneidkanten 13, 14 die Oberfläche des Bolzens 4 derart abschaben, daß jegliche Anlagerung eines Dichtungsmittels oder von Farbe von dem Bolzen entfernt wird. Das Material wird von dem Oberteil 17 des Gewindes entfernt, was somit einen ungehinderten Kontakt mit der glatten Bohrung 8 der Mutter 6 hat, wenn die Mutter an dem Bolzen durch Schrauben angebracht wird, wodurch ein komplementäres Gewinde in der Bohrung 8 eingeschnitten wird. Eine kleine Menge an Material bleibt in den Wurzeln 18 des Gewindes. Das Material, das deshalb von dem Bolzen entfernt worden ist, wird in den röhrenförmigen Hohlräumen 11 und den Verbindungshohlräumen 15 aufgenommen.
Wenn die Mutter 6 an dem so gereinigten Bolzen 4 angebracht wird, ist folglich das resultierende Drehmomentverhalten konsistent und variiert nicht signifikant von Bolzen zu Bolzen.

Claims

1. Kunststoffmutter zum Schrauben auf einen Gewindebolzen (4), welcher eine glatte Bohrung (8) aufweist, die sich von einem nach innen sich verjüngenden konischen Einführungsbereich (9) erstreckt, wobei in dem Einführungsbereich eine Abstreifzone durch eine Vielzahl von parallelen im wesentlichen kreisförmigen röhrenförmigen Hohlräumen (11) ausgebildet ist, deren Durchmesser kleiner ist als die Bohrung (8) der Mutter (6), wobei die Hohlräume (11) voneinander beabstandet und symmetrisch um die Achse (12) der Bohrung (8) der Mutter (6) angeordnet sind, die Achse jedes röhrenförmigen Hohlraumes (11) von der Mittelachse (12) der Bohrung (8) der Nut (6) um einen Abstand beabstandet ist, der kleiner als die Summe der Radien des röhrenförmigen Hohlraumes (11) und der Bohrung (8) und größer als der Radius der Bohrung (8) ist, der Schnittpunkt der Wände jedes röhrenförmigen Hohlraums (11) mit der Wand der Bohrung (8) der Mutter (6) Schneidkanten bildet, und wobei die jeweiligen benachbarten röhrenförmigen Hohlräume (11) miteinander über dazwischen vorgesehene Verbindungshohlräume verbunden sind, so daß ein Überzug, der von dem Gewindebolzen (4) abgestreift wird, wenn die Mutter (6) auf den Bolzen geschraubt wird, in diesen Hohlräumen aufgenommen werden kann.

2. Mutter gemäß Anspruch 1, wobei die Hohlräume (15), die benachbarte röhrenförmige Hohlräume (11) miteinander verbinden, durch gekrümmte äußere Wandabschnitte (16) begrenzt sind und wobei jeder gekrümmte Wandabschnitt (16) an dem Einführungsende der Mutter (6) einen äußeren Umfang aufweist, von dem ein Ende tangential an einem äußeren Punkt jedes röhrenförmigen Hohlraums (11) an dem größten Abstand von der Mittelachse (12) der Bohrung (8) sitzt, wobei sein anderes Ende den Umfang des benachbarten röhrenförmigen Hohlraumes an einem Punkt trifft, der an einem Abstand von der Mittelachse (12) der Bohrung (8) liegt, der im wesentlichen gleich der Summe der Radien der Bohrung (8) und des röhrenförmigen Hohlraumes (11) ist.

3. Mutter nach Anspruch 1, wobei drei parallele röhrenförmige Hohlräume (11) miteinander durch drei Verbindungshohlräume (15) verbunden sind.

4. Mutter nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Tiefe des röhrenförmigen Hohlraums (11) ein Bruchteil der Länge der Bohrung (8) der Mutter (6) ist.

5. Mutter nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Tiefe der Verbindungshohlräume gleich der Tiefe der röhrenförmigen Hohlräume (11) ist.

6. Mutter nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, wobei die röhrenförmigen Hohlräume (11), die Verbindungshohlräume und deren Wandabschnitte (15) innerhalb des Umfanges des breiten Trichtereintritts (10) der nach innen sich reduzierenden konischen Einführungsseite angeordnet sind.