DE102004032064B4

DE102004032064B4 - Käfigmutter

Info

Publication number: DE102004032064B4
Application number: DE102004032064.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Mertens
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2024-07-02
Also published as: DE102004032064A1

Abstract

Eine zur Blindbefestigung an einem Bauelement bestimmte Käfigmutter (1, 12) mit einem eine Mutter (3) verdrehsicher aufnehmenden Käfigteil (2, 13), welches einen gegenüber der Ebene der Mutter (3) hervortretenden Vorsprung (5) zur Fixierung der Käfigmutter (1, 12) durch eine Verformung, insbesondere durch Umbiegen des in eine Ausnehmung des Bauelementes eingesetzten Vorsprunges (5), aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (5) eine selbstschneidende Ausformung (6) hat und dass die Ausformung nach dem Prinzip eines Spiralbohrers am Umfang des Vorsprungs angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine zur Blindbefestigung an einem Bauelement bestimmte Käfigmutter mit einem eine Mutter verdrehsicher aufnehmenden Käfigteil, welches einen gegenüber der Ebene der Mutter hervortretenden Vorsprung zur Fixierung der Käfigmutter durch eine Verformung, insbesondere durch Umbiegen des in eine Ausnehmung des Bauelementes eingesetzten Vorsprunges, aufweist.
Eine derartige zur Blindbefestigung an einem Bauelement bestimmte Käfigmutter ist beispielsweise durch die DE 100 15 956 A1 bekannt. Das Käfigteil weist dabei an seiner einem Bauelement abgewandten Seite eine Bodenwand und zwei daran angeformte, sich gegenüberliegende Seitenwandteile auf. Die Bodenwand und die Seitenwandteile umschließen die Mutter dadurch käfigartig. An das der Bodenwand abgewandte Ende jedes Seitenwandteiles ist ein kragenförmiger Vorsprung angeformt, der durch eine Öffnung des Trägerteiles hindurchschiebbar und mit ihren über das Trägerteil an der der Mutter abgewandten Seite hinausragenden Kragenteilbereichen zur Befestigung der Käfigmutter an dem Bauelement umbiegbar ausgeführt ist.
Weiterhin beschreibt die DE 198 60 434 A1 eine Käfigmutter mit einem Käfigteil und einer Mutter, wobei der Käfigteil einen Boden aufweist, von dem wenigstens zwei einander gegenüberliegende Seitenteile aufsteigen. Die Seitenteile tragen jeweils mindestens einen auswärts gerichteten Stützabschnitt, an die ein Halteabschnitt angeschlossen ist, von dem Halteabschnitt eine Abwinklung abgebogen ist, die im Abstand zum Boden gehalten ist und die die auf den Boden aufgesetzte Mutter mit Gewinde festlegt. Um bei einer solchen Käfigmutter eine kompakte Bauweise realisieren zu können, ist an die Mutter eine Gewindeverlängerung angeschlossen, die auf der der Mutteraufstandsfläche abgekehrten Rückseite über den Boden vorsteht.
Weitere gattungsgemäße Käfigmuttern sind durch die DE 696 20 475 T2 , die DE 695 03312 T2 sowie die DE 203 16 765 U1 bekannt.
Weiterhin offenbart die DE 101 30 681 A1 eine Blindnietmutter mit einer selbstschneidenden, stirnseitigen Ausformung. Hierzu ist die Niethülse stirnseitig mit einer durch Bohrschneiden gebildeten Bohrkrone ausgestattet.
Die DE 10 2004 006 344 A1 betrifft einen Blindniet mit einer Niethülse, die an ihrem vorderen Ende eine Schneide aufweist.
Als nachteilig erweist sich bei den bisher bekannten Käfigmuttern, dass die Positionierung aufgrund der zuvor an dem Bauelement eingebrachten Durchbrechungen oder Ausnehmungen in der Praxis toleranzbehaftet ist. Dadurch wird die automatisierte Montage der Bauelemente in nachfolgenden Montageprozessen erschwert. Insbesondere ist dadurch gegebenenfalls eine neue Positionierung der Käfigmutter erforderlich, was einen zusätzlichen Handhabungsaufwand bedingt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Käfigmutter der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass dadurch der Aufwand bei der Montage wesentlich verringert werden kann. Insbesondere soll dadurch ein unerwünschter zusätzlicher Arbeitsgang zur Positionierung vermeidbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Käfigmutter gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Käfigmutter vorgesehen, bei welcher der Vorsprung eine selbstschneidende Ausformung hat und die Ausformung nach dem Prinzip eines Spiralbohrers am Umfang des Vorsprungs angeordnet ist. Hierdurch gestattet die Käfigmutter die Positionierung und das Einbringen der zu ihrer Fixierung erforderlichen Durchbrechung in einem einzigen Arbeitsgang, indem die Käfigmutter mittels ihrer selbstschneidenden Ausformung durch eine Drehbewegung das Einbringen der Ausnehmung in das Bauelement ermöglicht. Hierdurch werden Toleranzeinflüsse vermieden, so dass der Montageprozess wesentlich vereinfacht werden kann. Insbesondere entfällt der Einsatz eines separaten Werkzeuges zum Einbringen der Durchbrechung. Erfindungsgemäß wird dadurch eine nahezu toleranzfreie Positionierung ermöglicht. Indem die Ausformung am Umfang des Vorsprungs angeordnet und die Ausformung nach dem Prinzip eines Spiralbohrers ausgeführt ist, wird die Schneidleistung ergänzend zu der stirnseitigen Ausformung wesentlich verbessert.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass die Ausformung an einem der Mutter abgewandeten Randbereich des Vorsprungs angeordnet ist und dadurch das Einbringen der Ausnehmung oder Durchbrechung in das Bauteil durch eine einfache Rotationsbewegung der Käfigmutter um ihre Gewindelängsachse gestattet. Dabei wird die Ausnehmung durch einen spanenden Abtrag der Bauelementoberfläche erreicht. Die Art und Dimensionierung der Ausformung ist dabei insbesondere durch die werkstofflichen Eigenschaften bedingt.
Dabei erweist sich als besonders praxisgerecht, wenn der Vorsprung im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt ist und dadurch das Einbringen der Ausnehmung durch eine einfache Drehbewegung um die Rotationsachse gestattet.
Insbesondere hat dabei gemäß einer besonders praxisgerechten Ausgestaltung der Erfindung der Vorsprung einen mit einer schlitzförmigen Ausnehmung versehenen rohrförmigen Abschnitt, an dessen der Mutter abgewandten Endabschnitt die Ausformung angeordnet ist. Der die Ausformung aufweisende, rohrförmige Abschnitt dient dabei dem Einbringen der Ausnehmung nach dem Prinzip einer Lochsäge oder einer Bohrkrone eines Kernbohrers. Die sich in dem Endabschnitt bis zu äußeren Randbereich erstreckende, schlitzförmige Ausnehmung gestattet dabei im Anschluss an die Positionierung der Käfigmutter an dem Bauelement eine einfache Fixierung durch Umbiegen der durch die Ausnehmung getrennten Teilbereiche des Abschnitts.
Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Ausformung mehrere Schneidzähne hat, um so einen schnellen und zuverlässigen Materialabtrag des Bauelementes zu erreichen. Die Geometrie der Schneidzähne ist dabei durch die Materialeigenschaften des Bauelementes sowie weiterer Prozessparameter bedingt und gestattet eine optimale Anpassung der Käfigmutter an den vorbestimmten Einsatzzweck.
Ergänzend wird eine besonders sinnvolle Ausführung der vorliegenden Erfindung auch dadurch erreicht, dass bei der Montage das Montagewerkzeug eine Zentrierhilfe hat, die insbesondere über die Ausformung axial übersteht und bei der Einleitung der zum Einbringen der Ausnehmung bestimmten Rotationsbewegung als Führung gegen unerwünschtes seitliches Abgleiten dient, um so auch bei konturierten Bauelementoberflächen eine zuverlässige Positionierung zu gestatten. Das Bauelement kann vor dem Eindringen der Ausformung von einer Zentrierhilfe an dem Montagewerkzeug angebohrt oder durchbohrt werden.
Die Wandstärke des Vorsprunges ist auf die Werkstoffeigenschaften des Bauelementes abzustimmen. Dabei ist es besonders hilfreich, wenn gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Käfigmutter die Ausformung gehärtet ist, so dass die Abtragsleistung wesentlich verbessert wird. Zugleich kann die Behandlung der Ausformung auf randnahe Bereiche beschränkt werden, so dass die Verformungseigenschaften des Vorsprungs nicht oder nur unwesentlich verändert werden.
Der Käfigteil könnte durch eine Schweißverbindung mit der Mutter verbunden sein. Besonders einfach ist es hingegen, wenn der Käfigteil die Mutter formschlüssig umschließt, um so eine einfache Herstellung der Käfigmutter zu erreichen, wobei die Ausformung mit dem Käfigteil einstückig verbunden ist. Grundsätzlich kann die Mutter eine beliebige, nicht rotationssymmetrische Kontur aufweisen. Besonders praxisgerecht ist es hingegen, wenn die Mutter viereckig, insbesondere quadratisch ausgeführt ist und dadurch eine fehlerhafte Positionierung der Mutter in dem Käfigteil ausgeschlossen ist.
Weiterhin ist es besonders günstig, wenn der Käfigteil gegen zumindest zwei, insbesondere vier Umfangsflächen der Mutter anliegt, um die Mutter dadurch positionsgenau und zugleich verliersicher in dem Käfigteil anzuordnen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu.
Zur weiteren Verdeutlichung des Grundprinzips ist eine Käfigmutter in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben, die allerdings das erfindungsgemäße Merkmal, dass die Ausformung nach dem Prinzip eines Spiralbohrers am Umfang des Vorsprungs angeordnet ist, nicht aufweist. Die Zeichnung zeigt in
1 eine perspektivische Darstellung einer Käfigmutter;
2 eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Käfigmutter;
3 eine abgewandelte Bauform einer Käfigmutter in perspektivischer Darstellung.
1 zeigt eine zur Blindbefestigung an einem nicht gezeigten Bauelement bestimmte Käfigmutter 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Käfigmutter 1 hat eine in einem Käfigteil 2 verdrehsicher gehaltene Mutter 3 mit einem Gewinde 4. Der Käfigteil 2 hat einen gegenüber der Ebene der Mutter 3 in Achsrichtung hervortretenden Vorsprung 5, der die Käfigmutter 1 in einer nicht gezeigten Fixierposition durch Umbiegung an dem Bauelement festlegt. Um die hierzu erforderliche Ausnehmung an dem Bauelement mit geringem Aufwand anbringen zu können und dadurch zugleich unerwünschte Toleranzeinflüsse zu vermeiden, hat der Vorsprung 5 eine selbstschneidende Ausformung 6 an seinem der Mutter 3 abgewandeten Randbereich 7. Hierzu hat die im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführte Ausformung 6 gehärtete Schneidzähne 8.
Ergänzend zeigt 2 noch eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Käfigmutter 1. Das einstückig mit dem Vorsprung 5 verbundene Käfigteil 2 umschließt dabei die quadratische Mutter 3 seitlich sowie bodenseitig, so dass die Mutter 3 drehfest festgelegt ist. Zugleich wird dadurch eine schlitzförmige Ausnehmung 9 eines in seiner Grundform rohrförmigen Abschnitts 10 des Vorsprungs 5 erreicht, der dadurch eine einfache Verformung gestattet, während die gehärteten Schneidzähne 8 einen mühelosen Materialabtrag des nicht gezeigten Bauelementes durch eine Rotationsbewegung um die Drehachse 11 gestatten.
Eine demgegenüber abgewandelte Bauform einer weiteren Käfigmutter 12 zeigt 3 in einer perspektivischen Darstellung. Ein die Mutter 3 verdrehsicher aufnehmendes Käfigteil 13 liegt dabei gegen vier Umfangsflächen 14 der Mutter 3 an, um so eine optimale Fixierung der Mutter 3 und die Übertragung hoher Fixierkräfte zu ermöglichen.
Bezugszeichenliste

1: Käfigmutter
2: Käfigteil
3: Mutter
4: Gewinde
5: Vorsprung
6: Ausformung
7: Randbereich
8: Schneidzahn
9: Ausnehmung
10: Abschnitt
11: Drehachse
12: Käfigmutter
13: Käfigteil
14: Umfangsfläche

Claims

Eine zur Blindbefestigung an einem Bauelement bestimmte Käfigmutter (1, 12) mit einem eine Mutter (3) verdrehsicher aufnehmenden Käfigteil (2, 13), welches einen gegenüber der Ebene der Mutter (3) hervortretenden Vorsprung (5) zur Fixierung der Käfigmutter (1, 12) durch eine Verformung, insbesondere durch Umbiegen des in eine Ausnehmung des Bauelementes eingesetzten Vorsprunges (5), aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (5) eine selbstschneidende Ausformung (6) hat und dass die Ausformung nach dem Prinzip eines Spiralbohrers am Umfang des Vorsprungs angeordnet ist.
Käfigmutter (1, 12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (6) an einem der Mutter (2) abgewandten Randbereich (7) des Vorsprungs (5) angeordnet ist.
Käfigmutter (1, 12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (5) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt ist.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (5) einen mit einer schlitzförmigen Ausnehmung (9) versehenen rohrförmigen Abschnitt (10) hat, an dessen der Mutter (3) abgewandtem Endabschnitt die Ausformung (6) angeordnet ist.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (6) Schneidzähne (8) hat.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (6) eine Zentrierhilfe hat.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (6) gehärtet ist.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigteil (2, 13) die Mutter (3) formschlüssig umschließt.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (6) mit dem Käfigteil (2, 13) einstückig verbunden ist.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (3) viereckig, insbesondere quadratisch ausgeführt ist.
Käfigmutter (1, 12) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigteil (2, 13) gegen zumindest zwei, insbesondere vier Umfangsflächen (14) der Mutter (3) anliegt.