DE102005006396A1

DE102005006396A1 - Einstanzmutter

Info

Publication number: DE102005006396A1
Application number: DE200510006396
Authority: DE
Inventors: Tadashi Sakai Shinjo
Original assignee: Shinjo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shinjo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2005-09-15
Also published as: JP2005226788A; US20050180838A1; CN1657795A

Abstract

Eine Einstanzmutter besitzt einen Hauptgewindezylinder (2) und einen eine Gewindebohrung (3) umgebenden Führungsabschnitt (5). Der Hauptzylinder besitzt ein unteres Ende, welches sich in einem Flansch (4) fortsetzt, wobei der Führungsabschnitt (5) von einer zentralen Unterseite des Flansches derart hervorsteht, um ein Loch in eine Metallplatte (11) zu stanzen. Eine Einfassung (7) hängt von dem Rand des Flansches herab, um für einen Kontakt einer Auflage (8) mit der Platte zu sorgen. Zwischen dem Führungsabschnitt (5) und der Einfassung (7) ist eine ringförmige Rille (9) definiert, so dass der Führungsabschnitt über die Auflage (8) hervorsteht. Eine Endseite (6) des Führungsabschnitts besitzt einen Außendurchmesser (B), welcher größer ist als ein Außendurchmesser (A) des unteren Endes des Hauptzylinders (2). Der äußere Rand des Führungsabschnitts (5) verläuft derart konisch, dass der Durchmesser nach innen hin zu der Mutterachse abnimmt, und eine Riffelung (10) ist an einem äußeren Rand oder dem inneren Rand der Einfassung (7) ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einstanzmutter, welche einen Mutterkörper umfasst, der ein Loch in eine Metallplatte stanzt, so dass eine im Allgemeinen kreisförmige Kante des Lochs aufgespreizt wird, um die Mutter zu greifen und sie in einer Position auch dann zu fixieren, falls die Platte eine verhältnismäßig weiche Aluminiumplatte oder Ähnliches ist.
In den letzten Jahren wurden im Hinblick auf die mechanische Festigkeit von Auflageabschnitten von Einstanzmuttern, welche zur Befestigung an Bodenplatten von Automobilen ausgelegt sind, größere Auflageflächen gewünscht. Diese Anforderung ist in den Fällen wichtig, bei denen weiche, leicht deformierbare Metallplatten, wie zum Beispiel Aluminiumplatten, zum Einsatz kommen, um Autos von leichterem Gewicht herzustellen.

Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung 2001-304226 offenbart ein Beispiel einer Einstanzmutter, welche eine vergrößerte Fläche als Auflageabschnitt besitzt, um die obig aufgeführten Anforderungen zu erfüllen.

Wie in den 9 und 10 dargestellt umfasst die Einstanzmutter 21 gemäß dem Stand der Technik eine zentrale Gewindebohrung 23, welche einen Mutterkörper durchdringt. Ein solcher zylindrischer Körper 22 mit Innengewinde besitzt einen erweiterten Flansch 24, welcher als Einheit mit dem unteren Endabschnitt dieses Körpers 22 ausgebildet ist. Ein von einem zentralen Bereich der Unterseite des Flansches 24 hervorstehender Führungsabschnitt 25 besitzt eine Endseite, um eine Metallplatte 35 zu stanzen und ein Loch darin auszubilden. Eine Einfassung 27 hängt von einem äußeren Rand des Flansches 24 derart herab, um für einen Kontakt eines Auflageabschnitts 28 mit der Platte 35 zu sorgen. Somit ist eine ringförmige Rille 29 derart zwischen dem Führungsabschnitt 25 und der Einfassung 27 definiert, dass der Führungsabschnitt eine Endseite 26 besitzt, welche mit einem Abstand über eine Auflageabschnittsendseite 28 nach unten hervorsteht.

Wie in 9 dargestellt wird bei der Benutzung ein Metallplattenbereich 35 auf einem Gesenk 32 derart angeordnet, so dass die Einstanzmutter 21 unterstützt wird. Eine Oberseite 22a des zylindrischen Körpers 22 mit Innengewinde wird dann mit einem säulenartigen Stanzstempel 31 nach unten gedrückt. Damit wirkt der Führungsabschnitt 25 dieser Mutter 21 mit dem Gesenk 32 zwangsweise zusammen, um ein Loch durch den Metallplattenbereich 35 zu stanzen. Infolgedessen verformt ein hervorstehender Spreizkranz 33 des Gesenks 32 die kreisförmige Kante 36 dieses Lochs plastisch so, dass die Mutter fest mit der Metallplatte 35 verbunden wird. In diesem Fall wird jedoch der zylindrische Körper 22 der Einstanzmutter in axialer Richtung zusammengestaucht, so dass die Ganghöhe des Gewindes der Gewindebohrung 23 abnimmt und es damit wahrscheinlich unmöglich ist, einen Bolzen in dieses Loch hineinzuschrauben.

Der zuvor diskutierte runde Stanzstempel kann durch einen hohlzylindrischen Stanzstempel 34 zum Anpressen des Flansches 24, wie in 10 dargestellt, ersetzt werden. Ein solcher Stanzstempel 34 kann das Problem des Verringerns der Ganghöhe der Gewindebohrung 23 verhindern. In diesem Fall nimmt der hervorstehende Spreizkranz 33 des Gesenks 32 eine Position innerhalb des hohlzylindrischen Stanzstempels ein. Eine ringförmige Druckseite dieses Stanzstempels 34 befindet sich jedoch nicht in axialer Ausrichtung mit dem Spreizkranz 33, wodurch ein anderes Problem auftritt, nämlich dass der hervorstehende Kranz 33 seine Aufgabe, einen kräftigen und zuverlässigen Spreizeffekt bereitzustellen, nicht erfüllen kann.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Einstanzmutter bereitzustellen, welche einen Auflageabschnitt mit einer größeren Kontaktfläche besitzt und geeignet ist, mit einer Metallplatte durch Spreizen fest verbunden zu werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Einstanzmutter wie in Anspruch 1 definiert gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst die hierin vorgestellte Einstanzmutter einen Mutterkörper, welcher als ein Hauptzylinder mit einer Gewindebohrung ausgebildet ist, und einen Führungsabschnitt, welcher als Einheit von einem zentralen Bereich des Mutterkörpers so hervorsteht, dass er die axiale Gewindebohrung davon umschließt. Der Hauptgewindezylinder dieser Einstanzmutter setzt sich in einem erweiterten Flansch fort, welcher mit einem unteren Endabschnitt dieses Zylinders als Einheit ausgebildet ist. Der über den zentralen Bereich der Unterseite des Flansches hervorstehende Führungsabschnitt besitzt eine Endseite, um ein Loch in eine Metallplatte zu stanzen, an welcher die Mutter unbeweglich befestigt werden soll. An dem äußeren Rand des Flansches ist eine Einfassung so angebracht, um für einen Kontakt eines Auflageabschnitts mit der Platte zu sorgen. Somit ist zwischen dem Führungsabschnitt und der Einfassung derart eine ringförmige Rille definiert, dass der Führungsabschnitt eine Endseite besitzt, welche in einem Abstand über eine Auflageabschnittsendseite nach unten hervorsteht. Die Endseite des Führungsabschnitts besitzt charakteristischerweise einen größeren Außendurchmesser als der untere Endabschnitt des Hauptgewindezylinders, und ein äußerer Rand des Führungsabschnitt verläuft derart konisch, dass sein Durchmesser entlang der Mutterachse nach innen hin abnimmt. Ebenso kann die vorliegende Mutter charakteristischerweise weiterhin eine Vielzahl von Ausstülpungen und Vertiefungen (nachfolgend als Riffelung bezeichnet) besitzen, welche in jeder der äußeren Wandseiten um den Führungsabschnitt herum so ausgebildet sind, dass sie entlang der ringförmigen Rille verlaufen und mit dieser in Verbindung stehen. Die Riffelung, womit eine Reihe von Vertiefungen gemeint ist, kann aus axialen Rillen bestehen, welche in dem äußeren Rand des Führungsabschnitts oder in dem inneren Rand der Einfassung ausgebildet sind.

Aufgrund der Endseite des Führungsabschnitts, dessen äußerer Durchmesser größer ist als der des unteren Endabschnitts des Mutterhauptzylinders, kann ein hervorstehender Kranz eines Gesenks mit der ringförmigen Druckseite eines hohlzylindrischen Stanzstempels ausgerichtet werden. Als Vorteil dieses Merkmals stellt der hervorstehende Kranz einen festen und zuverlässigen Spreizeffekt si cher. Wie beim Aufbringen einer herkömmlichen Einstanzmutter wird die Ringkante eines durch eine Metallplatte gestanzten Lochs kräftig gepresst und in der ringförmigen Rille verspreizt. Erfindungsgemäß wirkt der hierin vorgesehene konisch verlaufende äußere Rand des Führungsabschnitts nachhaltig mit der Riffelung zusammen, welche hier so ausgestaltet ist, um die aufgespreizte kreisförmige Kante kräftig zu greifen und die Mutter mit der Metallplatte unbeweglich zu verbinden.

Daher stellt die vorliegende eine ausreichende Auflagefläche besitzende Einstanzmutter eine feste und sichere Spreizwirkung sicher, um an der Metallplatte unbeweglich befestigt zu werden, und weist einen hohen Widerstand gegenüber Herausziehen und losem Drehen auf. Diese Mutter ist insbesondere für die Verbindung mit Aluminiumplatten oder ähnlichen leicht deformierbaren Metallplatten ausgelegt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine vertikale Teilquerschnittsansicht einer Einstanzmutter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 eine Draufsicht der Einstanzmutter von 1,
3 eine Unteransicht der Einstanzmutter von 1,
4 eine vertikale Querschnittsansicht der Einstanzmutter in Verbindung mit einer Metallplatte,
5 eine vertikale Teilquerschnittsansicht einer Einstanzmutter gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel,
6 eine Unteransicht der Einstanzmutter von 5,
7 eine Draufsicht einer Einstanzmutter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
8 eine vertikale Teilquerschnittsansicht der Einstanzmutter von 7,
9 eine vertikale Querschnittsansicht einer Einstanzmutter in Verbindung mit einer Metallplatte in einer Anwendung gemäß dem Stand der Technik, und
10 eine vertikale Querschnittsansicht der Einstanzmutter in Verbindung mit einer Metallplatte in einer anderen Anwendung gemäß dem Stand der Technik.
In den 1–3 ist eine Einstanzmutter 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese Mutter 1 umfasst einen Hauptgewindezylinder 2, welcher eine Gewindebohrung 3 besitzt und in einen erweiterten Flansch 4 übergeht, welcher als Einheit mit einem unteren Endabschnitt dieses Zylinders 2 ausgestaltet ist. Ein zylindrischer Führungsabschnitt 5 steht als Einheit von einem zentralen Bereich des Flansches 4 derart hervor, so dass er koaxial zu dem Hauptgewindezylinder 2 angeordnet ist und die Gewindebohrung umgibt. Der Führungsabschnitt 5 besitzt eine Endseite, um ein Loch in eine Metallplatte 11 zu stanzen (siehe 4). Eine Einfassung 7, welche als ein äußerer Rand und eine hängende Wand des Flansches ausgebildet ist, hängt von dem äußeren Rand des Flansches 4 herab. Somit ist der Führungsabschnitt mit einer Unterseite 8 der Einfassung 7 versehen und zwischen dem Führungsabschnitt 5 und der Einfassung ist eine ringförmige Rille 9 definiert. Der Führungsabschnitt 5 besitzt eine Endseite, welche in einem Abstand über die Unterseite 8 des Auflageabschnitts nach unten hervorsteht. Die Gewindebohrung 3 verläuft von der Oberseite des Hauptgewindezylinders 2 zur Unterseite 6 des Führungsabschnitts 5. Ein äußerer Rand des Führungsabschnitts verläuft derart konisch, dass sich sein Durchmesser von seiner Unterseite 6 zu seiner Oberseite hin allmählich verringert. In dem äußeren konisch verlaufenden Rand des Führungsabschnitts ist eine Riffelung 10 ausgebildet. Diese Riffelung 10 besteht aus einer Vielzahl von Rillen, welche im Allge meinen parallel zu der Mutterachse verlaufen und in regelmäßigen Winkelintervallen um die Mutterachse herum angeordnet sind. Die Endseite 6 des Führungsabschnitts 5 besitzt einen äußeren Durchmesser „B", welcher größer ist als der Durchmesser „A" des unteren Endbereichs des Hauptgewindezylinders 2, wobei dieser Endbereich neben dem Flansch 4 angeordnet ist. Wie in 4 dargestellt, wird bei der Benutzung die Metallplatte 11 auf ein Gesenk 16 gesetzt und ein hohlzylindrischer Stanzstempel 15, welcher gegenüber diesem Gesenk ausgerichtet ist, drückt auf den Flansch 4 und presst diesen nachfolgend nach unten. Auf diese Weise wirkt der Führungsabschnitt 5 mit dem Gesenk 16 zusammen, so dass der vorstehende an der Druckseite des hohlzylindrischen Stanzstempels 15 ausgerichtete Kranz 17 dieses Gesenks ein Loch in die Platte 11 stanzt. Zum Stanzen wird gleichzeitig eine kreisförmige Kante 12 des Lochs in eine ringförmige Rille 9 kräftig hineingespreizt. Als Ergebnis greift die Riffelung 10, welche an dem nach innen gerichteten konisch verlaufenden äußeren Rand des Führungsabschnitts 5 ausgebildet ist, die Kante 12, um diese Mutter 1 fest mit der Platte 11 zu verbinden. Somit ist eine feste und dauerhafte Verbindung und ein enger Kontakt zwischen der großen Auflagefläche 8 des Flansches 4 und der Metallplatte 11 hergestellt. Diese Wirkung ist vorteilhaft, um den Widerstand der Mutter gegenüber Herausziehen und losem Drehen zu vergrößern, sogar falls die Platte irgendeine leicht deformierbare Aluminiumplatte ist. In dem soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Riffelung 10, welche verhindert, dass die Einstanzmutter lose gegenüber der Metallplatte 11 dreht, an dem äußeren Rand des Führungsabschnitts 5 ausgebildet. Eine solche Riffelung 10 kann jedoch alternativ an dem inneren Rand der Einfassung 7 ausgebildet sein, was in 5 und 6 dargestellt ist.
Der Hauptgewindezylinder 2 muss nicht notwendigerweise rund sein, sonder kann alternativ auch eine hexagonale oder irgendeine andere polygonale Gestalt im Querschnitt besitzen, was in 7 und 8 dargestellt ist.
Die vorliegende Mutter ist nicht auf die Benutzung mit irgendeiner weichen oder leicht deformierbaren Aluminiumplatte beschränkt, sondern kann auch nützlich sein, um sogar in irgendwelchen anderen Arten von Metallplatten eine verbesserte stärkere Spreizwirkung zu erzielen.

Claims

Einstanzmutter umfassend: einen Mutterkörper, welcher als ein Hauptgewindezylinder (2) und ein eine axiale Gewindebohrung (3) umgebenden Führungsabschnitt (5) ausgebildet ist, wobei sich der Hauptgewindezylinder (2) in einem erweiterten Flansch (4) fortsetzt, welcher als Einheit mit einem unteren Endabschnitt des Zylinders ausgebildet ist, wobei der Führungsabschnitt (5) von einem zentralen Bereich einer Unterseite des Flansches (4) hervorsteht und eine Endseite besitzt, um ein Loch in eine Metallplatte (11) zu stanzen, an welcher die Mutter befestigt werden soll, eine Einfassung (7), welche von einem äußeren Rand des Flansches herabhängt, um als Auflageabschnitt (8) zum Kontaktieren der Platte zu dienen, und eine ringförmige Rille (9), welche derart zwischen dem Führungsabschnitt (5) und der Einfassung (7) definiert ist, so dass der Führungsabschnitt eine in einem Abstand über eine Endseite des Auflageabschnitts (8) nach unten hervorstehende Endseite (6) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser (B) der Endseite (6) des Führungsabschnitts (5) größer ist als ein Außendurchmesser (A) des unteren Endabschnitts des Hauptgewindezylinders (2), und dass ein äußerer Rand des Führungsabschnitts (5) derart konisch verläuft, dass sein Durchmesser nach innen zu einer Achse der Mutter hin abnimmt, und dass eine Riffelung (10) in jeder voneinander gegenüberliegenden äußeren Wänden um den Führungsabschnitt (5) herum ausgebildet ist, so dass sie an der ringförmigen Rille (9) entlang läuft und mit dieser in Verbindung steht.
Einstanzmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Wand, in welcher die Riffelung (10) aus einer Vielzahl von axialen Rillen gebildet ist, der äußere Rand des Führungsabschnitts (5) ist.
Einstanzmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Wand, in welcher die Riffelung (10) aus einer Vielzahl von axialen Rillen gebildet ist, ein innerer Rand der Einfassung (7) ist.