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Die Erfindung betrifft eine Schweißmutter nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 20 2015 100 319 U1 beschrieben, eine reibgeschweißte Massebaugruppe bekannt, umfassend ein Legierungssubstrat mit einem Durchgangsloch, eine Schweißmutter aus Aluminiumlegierung mit einer Bolzenbohrung und einer Außenwand sowie einen Erdungsbolzen. Die Bohrung befindet sich im Wesentlichen innerhalb des Durchgangslochs und ein Abschnitt der Außenwand ist mit dem Substrat an einer reibgeschweißten Befestigung verbunden. Der Bolzen ist innerhalb der Bohrung mit einem Gewinde versehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Schweißmutter anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schweißmutter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Schweißmutter umfasst einen Muttergrundkörper aus Aluminium mit einer Schrauböffnung. Erfindungsgemäß weist die Schrauböffnung eine konzentrische Ausnehmung auf. In dieser konzentrischen Ausnehmung ist eine gewindetragende Hülse befestigt. Diese Hülse ist aus einem Material ausgebildet, das eine größere Härte als Aluminium aufweist.
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Die Schweißmutter dient insbesondere der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung, beispielsweise der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Anschlussteil und einer ein elektrisches Massepotential bildenden Fahrzeugkarosserie. Hierzu wird die Schweißmutter, genauer gesagt deren Muttergrundkörper, mit der Fahrzeugkarosserie verschweißt. Anschließend kann das Anschlussteil mit der Schweißmutter verschraubt werden und auf diese Weise über die Schweißmutter mit der Fahrzeugkarosserie elektrisch kontaktiert werden.
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Da der Muttergrundkörper der Schweißmutter aus Aluminium ausgebildet ist, ist die Schweißmutter insbesondere zur Befestigung an einer aus Aluminium ausgebildeten Fahrzeugkarosserie geeignet, denn durch die Ausbildung sowohl des mit der Fahrzeugkarosserie zu verschweißenden Muttergrundkörpers als auch der Fahrzeugkarosserie aus Aluminium wird das Verschweißen erleichtert und zudem werden unerwünschte Effekte vermieden, wie beispielsweise eine Korrosion der Fahrzeugkarosserie aus Aluminium, welche bei Kontakt mit einem anderen Metall auftreten könnte.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schweißmutter wird eine verbesserte elektrische Verbindung des Anschlussteils mit der Schweißmutter und somit über die Schweißmutter auch mit der Fahrzeugkarosserie erreicht, denn aufgrund der stabileren Eigenschaften der Hülse können höhere Schraubmomente beim Einschrauben einer oder mehrerer Leitungen des zumindest einen Anschlussteils oder mehrerer Anschlussteile ausgeübt werden, wodurch die elektrische Verbindung infolge einer daraus resultierenden festen Anlage des jeweiligen Anschlussteils mit dessen Leitung oder Leitungen an der Schweißmutter erheblich verbessert wird. Derartige hohe Schraubmomente werden durch die Ausbildung der gewindetragenden Hülse aus dem gegenüber Aluminium härteren Material ermöglicht. Bei einem direkten Anschrauben des jeweiligen Anschlussteils an den aus Aluminium, d. h. aus einem relativ weichen Material, ausgebildeten Muttergrundkörper wären derart hohe Schraubmomente nicht möglich, da dann der Muttergrundkörper durch dessen Verformung beschädigt werden würde.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Karosserieblechs und einer Schweißmutter,
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2 schematisch eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Karosserieblechs und einer Schweißmutter,
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3 schematisch eine Draufsicht von oben auf eine Schweißmutter.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen Schnittdarstellungen zweier Ausführungsformen eines Karosserieblechs K einer Fahrzeugkarosserie und einer Schweißmutter 1. Die 3 zeigt eine Draufsicht von oben auf eine solche Schweißmutter 1.
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Derartige Schweißmuttern 1 dienen als elektrische Anschlussstelle einer Verschraubung eines hier nicht dargestellten elektrischen Anschlussteils an der Fahrzeugkarosserie durch Verschrauben des elektrischen Anschlussteils mit der Schweißmutter 1, wobei die Schweißmutter 1 mit der Fahrzeugkarosserie verschweißt ist. Auf diese Weise wird zum Beispiel ein elektrischer Masseanschluss hergestellt, wobei die Fahrzeugkarosserie ein elektrisches Massepotential bildet.
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Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Stahlschweißmuttern bekannt, auch als Silberdollar bezeichnet. Diese Stahlschweißmuttern werden auf eine jeweilige aus Stahl ausgebildete Fahrzeugkarosserie geschweißt und dienen als elektrische Anschlussstelle für einen Leitungssatz, beispielsweise durch Sacklochverschraubung. In einigen Bereichen der Fahrzeugkarosserie kann kein Bolzen verwendet werden, da er zu weit aufträgt.
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In modernen Fahrzeugen werden zunehmend Fahrzeugkarosserien oder Karosserieteile, insbesondere Karosseriebleche K, aus Aluminium verwendet. Bei derartigen Fahrzeugkarosserien oder Karosserieteilen können Stahlschweißmuttern nicht verwendet werden, da das Verschweißen von Aluminium und Stahl nicht oder nur sehr schwer möglich ist und da zudem an Berührungsbereichen zwischen Aluminium und Stahl eine Kontaktkorrosion auftreten kann.
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Dieses Problem wird durch die im Folgenden beschriebene und in den Figuren beispielhaft dargestellte Schweißmutter 1 gelöst. Die Schweißmutter 1 ist zweiteilig ausgebildet. Sie weist einen Muttergrundkörper 2 aus Aluminium auf, welcher zum Verschweißen mit der Fahrzeugkarosserie oder dem Karosserieteil, im hier dargestellten Beispiel mit dem Karosserieblech K, aus Aluminium vorgesehen ist, so dass das Verschweißen erleichtert wird und die Gefahr der Kontaktkorrosion vermieden oder zumindest erheblich reduziert ist.
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Der Muttergrundkörper 2 weist, wie bei Muttern allgemein bekannt, eine Schrauböffnung S auf. Diese Schrauböffnung S weist eine konzentrische Ausnehmung A auf, d. h. ein Durchmesser der Schrauböffnung S ist, ausgehend von einer Stirnseite S1 des Muttergrundkörpers 2, über eine vorgegebene Öffnungslänge der Schrauböffnung S hinweg vergrößert. Diese Stirnseite S1 ist in den dargestellten Beispielen eine erste Stirnseite S1, welche bei der an der Fahrzeugkarosserie angeordneten Schweißmutter 1 der Fahrzeugkarosserie, hier deren Karosserieblech K, zugewandt ist. Die vorgegebene Öffnungslänge ist dabei geringer als eine Gesamtöffnungslänge der Schrauböffnung S, d. h. die konzentrische Ausnehmung A erstreckt sich nicht bis zu einer gegenüberliegenden weiteren Stirnseite S2 des Muttergrundkörpers 2. Diese gegenüberliegende weitere Stirnseite S2 ist in den dargestellten Beispielen eine zweite Stirnseite S2, welche bei der an der Fahrzeugkarosserie angeordneten Schweißmutter 1 von der Fahrzeugkarosserie, hier von deren Karosserieblech K, abgewandt ist.
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Durch diese Ausbildung der Ausnehmung A wird in der Schrauböffnung S im Bereich der gegenüberliegenden weiteren Stirnseite S2 des Muttergrundkörpers 2, d. h. in den dargestellten Beispielen im Bereich der zweiten Stirnseite S2, ein Kragensteg 3 ausgebildet, welcher als Anlagefläche für eine gewindetragende Hülse 4 dient, die in die Schrauböffnung S eingebracht und darin, insbesondere verdrehsicher, befestigt ist. Beispielsweise ist diese Hülse 4 in die Schrauböffnung S des Muttergrundkörpers 2 eingepresst.
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Die gewindetragende Hülse 4 ist aus einem gegenüber Aluminium härteren Material ausgebildet, beispielsweise aus Stahl. Die Hülse 4 ist, wie bereits erwähnt, als eine gewindetragende Hülse 4 ausgebildet, d. h. sie weist ein Innengewinde 5 auf, so dass das hier nicht näher dargestellte elektrische Anschlussteil mit der gewindetragenden Hülse 4 und somit mit der diese gewindetragende Hülse 4 aufweisenden Schweißmutter 1 zu verschrauben ist. Dabei wird durch den Kragensteg 3 ein Herausziehen der Hülse 4 aus dem Muttergrundkörper 2 während des Verschraubens mit dem elektrischen Anschlussteil sicher verhindert.
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Durch diese Schweißmutter 1 wird somit eine verbesserte elektrische Verbindung durch Verschrauben des elektrischen Anschlussteils an der Fahrzeugkarosserie aus Aluminium mittels der Schweißmutter 1 erreicht. Durch die aus zwei Teilen, d. h. aus dem Muttergrundkörper 2 und der darin befestigten gewindetragenden Hülse 4, ausgebildete Schweißmutter 1 wird vorteilhafterweise ein getrenntes mechanisches und elektrisches System erreicht, wobei die mechanische Verbindung des elektrischen Anschlussteils mit der Schweißmutter 1 und daraus resultierend auch die elektrische Verbindung des elektrischen Anschlussteils mit der Schweißmutter 1 und über diese mit der Fahrzeugkarosserie verbessert wird.
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Die hier beschriebene und in den Figuren beispielhaft dargestellte Schweißmutter 1 kann aufgrund der im Muttergrundkörper 2, vorzugsweise durch Einpressen, befestigten Hülse 4, welche aus einem Material ausgebildet ist, das eine größere Härte als Aluminium und somit eine größere Härte als der aus Aluminium ausgebildete Muttergrundkörper 2 aufweist, größere Drehmomente der Verschraubung des elektrischen Anschlussteils aufnehmen. Dadurch wird eine bessere mechanische und somit auch eine bessere elektrische Verbindung erzielt als bei einer Verschraubung mit einer rein aus Aluminium ausgebildeten und dadurch wesentlich weicheren Aluminiumschweißmutter.
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Durch die Ausbildung der Schweißmutter 1 aus zwei Teilen, d. h. aus dem Muttergrundkörper 2 und der gewindetragenden Hülse 4, welche zur Herstellung der Schweißmutter 1 miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Einpressen der gewindetragenden Hülse 4 in den Muttergrundkörper 2, können die mechanischen Eigenschaften und die elektrischen Eigenschaften getrennt betrachtet und somit für einen jeweiligen Anwendungsfall gezielt optimiert werden.
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Um ein zu starkes Auftragen der gesamten Schweißmutter 1 auf der Fahrzeugkarosserie zu vermeiden und dennoch eine ausreichende Gewindelänge in der Hülse 4 für eine sichere Verschraubung des elektrischen Anschlussteils zu ermöglichen, weist der Muttergrundkörper 2 zweckmäßigerweise mittig einen, insbesondere kurzen, Stutzen 6 auf, der die Schrauböffnung S beinhaltet. Die Hülse 4 erstreckt sich in diesen Stutzen 6 hinein, wie in den 1 und 2 gezeigt.
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Der Muttergrundkörper 2 weist auf der ersten Stirnseite S1, welche zur Anlage am Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, einen umlaufenden Ringflansch-Schweißring 7 auf, um das Verschweißen des Muttergrundkörpers 2 mit dem Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen und zu erleichtern und eine gute und stabile Schweißverbindung sicherzustellen.
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Die 1 und 2 zeigen, wie bereits erwähnt, zwei verschiedene Ausführungsformen der Schweißmutter 1. In 1 ist eine niedrige Ausführungsform der Schweißmutter 1 dargestellt, welche somit nur gering aufträgt, d. h. nur eine relativ kleine Erhöhung auf dem Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie bildet. Hierzu ist jedoch ein Loch L im Karosserieblech K erforderlich. Der Stutzen 6, welcher in beiden Ausführungsformen jeweils in Richtung einer der Stirnseiten S1, S2 des Muttergrundkörpers 2 ausgebildet ist, ist in dieser Ausführungsform gemäß 1 in Richtung der ersten Stirnseite S1 des Muttergrundkörpers 2 ausgebildet, welche zum Verschweißen mit dem Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist und daher den Ringflansch-Schweißring 7 aufweist.
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Nach dem Verschweißen der Schweißmutter 1 mit dem Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie ragt der Stutzen 6 zweckmäßigerweise in das Loch L im Karosserieblech K hinein oder durch dieses hindurch. Auf der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite S2 des Muttergrundkörpers 2, welche zur elektrischen Verbindung mit dem elektrischen Anschlussteil vorgesehen ist, weist der Muttergrundkörper 2 in diesem Ausführungsbeispiel gemäß 1 nur eine gering erhabene elektrische Auflagefläche 8 im Bereich der Schrauböffnung S des Muttergrundkörpers 2 auf.
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In 2 ist eine höhere Ausführungsform der Schweißmutter 1 dargestellt, welche etwas stärker aufträgt, d. h. eine etwas größere Erhöhung auf dem Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie bildet als im Ausführungsbeispiel gemäß 1. In diesem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der Stutzen 6 in Richtung der vom Karosserieblech K abgewandten zweiten Stirnseite S2 des Muttergrundkörpers 2 ausgebildet, d. h. in Richtung der zur elektrischen Kontaktierung mit dem elektrischen Anschlussteil vorgesehenen zweiten Stirnseite S2 des Muttergrundkörpers 2. Dadurch ist kein Loch L im Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie erforderlich, jedoch trägt diese Ausführungsform der Schweißmutter 1, wie bereits erwähnt, etwas stärker auf, d. h. sie bildet aufgrund des vom Karosserieblech K weg weisenden Stutzens 6 eine etwas größere Erhöhung auf dem Karosserieblech K der Fahrzeugkarosserie als die Ausführungsform gemäß 1. Die elektrische Auflagefläche 8 zur elektrischen Verbindung mit dem elektrischen Anschlussteil ist hier auf der Oberseite des Stutzens 6 ausgebildet.
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3 zeigt, wie bereits erwähnt, die Schweißmutter 1 in einer Draufsicht von oben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202015100319 U1 [0002]
