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Die Erfindung betrifft eine Blindnietmutter und einen Bauteilverbund mit Blindnietmutter.
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Blindnietmuttern besitzen üblicherweise einen Setzkopf und einen daran angeformten Schaft mit einem Verformungsabschnitt, der durch Einschrauben einer Spindel in ein Innengewinde der Blindnietmutter zu einem Schließkopf verformbar ist. Blindnietmuttern werden häufig dann verwendet, wenn eine Schraubverbindung mit einem dünnwandigen Bauteil gewünscht ist, in das kein Gewinde eingeschnitten werden kann oder soll. Eine Befestigungseinheit mit einer Blindnietmutter und einer Schraube ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 009 616 B4 bekannt.
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Das Setzen der Blindnietmutter erfolgt ähnlich wie das Setzen eines Blindniets. Die Blindnietmutter wird in ein Durchgangsloch eines ersten Bauteils eingeführt bis der Setzkopf an einer Oberseite des Bauteils anliegt. Der Schaft ragt durch das Bauteil hindurch. Eine Spindel wird von der Seite des Setzkopfes in das Innengewinde der Blindnietmutter eingeschraubt. Durch das Anziehen der Spindel wird eine axiale Zugkraft auf den Schaft aufgebracht, so dass sich der Verformungsabschnitt verformt und auf der dem Setzkopf gegenüberliegenden Seite des ersten Bauteils einen Schließkopf ausbildet. Hierdurch ist die Blindnietmutter formschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden.
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Anschließend kann ein Bauteilverbund hergestellt werden, indem ein zweites Bauteil mit einem Durchgangsloch fluchtend zur Blindnietmutter positioniert wird und eine Schraube in das Durchgangsloch des zweiten Bauteils in die Blindnietmutter eingeschraubt wird.
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Zum Setzen der Blindnietmutter sind spezielle Einbauwerkzeuge notwendig sowie ein separater Arbeitsschritt, bei dem hohe Setzkräfte aufgebracht werden müssen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Blindnietmutter sowie einen Bauteilverbund anzugeben, welcher hinsichtlich der Montierbarkeit verbessert ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Blindnietmutter nach Patentanspruch 1 sowie einen Bauteilverbund nach Patentanspruch 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Erfindungsgemäß ist an der Blindnietmutter ein in Richtung auf den Schaft elastisch verformbares Verliersicherungsteil angeordnet zum kraft- und/oder formschlüssigen Fixieren der Blindnietmutter in einem Durchgangsloch eines Bauteils.
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Wird eine solche Blindnietmutter in ein entsprechend gestaltetes Durchgangsloch eines Bauteils eingesteckt, so fixiert das Verliersicherungsteil die Blindnietmutter in dem Bauteil und verhindert, dass die Blindnietmutter unbeabsichtigt herausfällt. Es ist nicht mehr notwendig, die Blindnietmutter zuerst durch Ausbilden des Schließkopfes im Bauteil zu fixieren, bevor ein zweites Bauteil angeschraubt werden kann. Dies ermöglicht es, auf einen Prozessschritt im Montageprozess zu verzichten. Vorteilhafter Weise kann der Schließkopf durch das Anschrauben des zweiten Bauteils an der Blindnietmutter ausgebildet werden. Beim Einschrauben der Schraube zur Montage des zweiten Bauteils wird dann die erforderliche Setzkraft aufgebracht, durch die sich der Verformungsabschnitt des Schaftes plastisch und dauerhaft zum Setzkopf verformt. Neben der Zeitersparnis durch Einsparung eines Montageschrittes werden auch die vom Monteur insgesamt aufzubringenden Kräfte verringert. Zudem ist kein separates Setzwerkzeug mehr erforderlich - die Blindnietmutter kann von Hand in das erste Bauteil eingesetzt werden, wodurch auch die erforderliche Arbeitsfläche reduziert werden kann.
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Das Verliersicherungsteil kann die Blindnietmutter kraftschlüssig im ersten Bauteil fixieren, z.B. wenn das Verliersicherungsteil in der Art eines Dichtrings umlaufend um den Schaft der Blindnietmutter ausgebildet ist. Durch Einpressen der Blindnietmutter in das Durchgangsloch wird ein solches Verliersicherungsteil gestaucht und fixiert die Blindnietmutter kraftschlüssig gegen ein Herausfallen im ersten Bauteil.
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Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der das Verliersicherungsteil als Rastelement derart ausgebildet ist, dass es mit dem ersten Bauteil verrastet, wenn die Blindnietmutter in das Durchgangsloch im ersten Bauteil eingeführt wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Verliersicherungsteil wenigstens zwei, schräg vom Schaft wegstehende und radial elastisch nachgiebige Rastarme mit nach außen weisendem Rastnocken auf. Beim Durchschieben des Schaftes durch ein Durchgangsloch im Bauteil werden die Rastarme in Richtung auf den Schaft nach innen gedrückt. Aufgrund ihrer elastischen Ausgestaltung federn sie anschließend nach außen, wodurch die Rastnocken die Durchgangsöffnung hintergreifen und mit dem Bauteil verrasten.
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Der Setzkopf und der Schaft sind vorzugsweise einstückig und als Metallteil, insbesondere als Stahlteil, ausgebildet. Die Blindnietmutter weist im Schaft ein Innengewinde auf, in welches von Seiten des Setzkopfes eine Schraube einschraubbar ist. Zwischen Setzkopf und Innengewinde ist ein Teil des Schaftes als Verformungsabschnitt ausgebildet. Im Verformungsabschnitt ist die Festigkeit des Schaftes reduziert. Dies kann z.B. durch eine dünnere Wandungsdicke erzielt werden als im restlichen Schaftbereich. Die Verwendung einer Blindnietmutter aus Metall und insbesondere Stahl (mit einer korrespondierenden Schraube aus Metall/Stahl) garantiert eine hohe erzielbare Festigkeit der Schraubverbindung.
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Das Verliersicherungsteil ist vorzugsweise als separates Bauteil verliersicher an der Blindnietmutter befestigt. Dies kann beispielsweise durch eine formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung von Blindnietmutter und Verliersicherungsteil erzielt werden.
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Vorzugsweise ist das Verliersicherungsteil ein Kunststoffteil, welches besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Beispielsweise kann das Verliersicherungsteil über ein Spritzgußverfahren unmittelbar an die Blindnietmutter angespritzt werden.
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Besonders bevorzugt umgreift das Verliersicherungsteil den Setzkopf formschlüssig. Dies ermöglicht eine sichere Verbindung zwischen Verliersicherung und Blindnietmutter, die einfach herstellbar ist, insbesondere wenn das Verliersicherungsteil aus Kunststoff ausgebildet ist.
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Zur Realisierung einer Verdrehsicherung im Bauteil kann es vorteilhaft sein, wenn der Schaft an seiner Außenfläche als Mehrkant ausgebildet ist, vorzugsweise als Sechs- oder Achtkant. Das Durchgangsloch im ersten Bauteil weist dann vorzugsweise eine mit der Außenfläche des Schaftes korrespondierende Form auf, wodurch die Blindnietmutter bereits nach dem Einstecken formschlüssig gegen ein Verdrehen im Bauteil fixiert ist.
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Weiterhin wird ein Bauteilverbund mit einem ersten Bauteil, einem zweiten Bauteil und einer Blindnietmutter angegeben, bei der das erste Bauteil an einem Durchgangsloch formschlüssig zwischen dem Setzkopf und einem Schließkopf der Blindnietmutter fixiert ist. Das zweite Bauteil ist über eine in die Blindnietmutter eingeschraubte Schraube mit dem ersten Bauteil verbunden. Erfindungsgemäß ist an dem Setzkopf ein Verliersicherungsteil angeordnet, welches eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und der Blindnietmutter bereitstellt. Eine solche Bauteilverbindung ist besonders schnell und einfach herzustellen, da auf einen separaten Montageschritt zum Ausbilden des Setzkopfes verzichtet werden kann und dies in den Prozessschritt des Anschraubens des zweiten Bauteils integriert werden kann.
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Eine zuverlässige Fixierung der Blindnietmutter im ersten Bauteil unter Verzicht auf ein separates Montagewerkzeug wird vorzugsweise in einer Ausgestaltung erreicht, bei der das Verliersicherungsteil auf Seiten des Schaftes wenigstens zwei radial elastisch nachgiebige Rastarme mit nach außen weisendem Rastnocken aufweist, die durch zwei Führungsnuten des Durchgangslochs im ersten Bauteil hindurchreichen und auf einer dem Setzkopf der Blindnietmutter abgewandten Seite mit dem ersten Bauteil verrastet sind. Eine solche Bauteilverbindung ist einfach herzustellen, da die Blindnietmutter allein durch Einstecken in das Durchgangsloch am ersten Bauteil verrastet und formschlüssig in diesem gehalten wird.
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Die Länge der Rastnasen wird derart gewählt, dass diese durch das erste Bauteil hindurchgreifen und mit ihren Rastnocken auf der Oberfläche des ersten Bauteils verrasten. Eine besondere Festigkeit der Verbindung zwischen Blindnietmutter und ersten Bauteil wird in einer Ausgestaltung dadurch erzielt, dass der Schließkopf auf Höhe der Rastnocken ausgebildet ist und diese radial nach außen drückt.
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Die erfindungsgemäße Blindnietmutter ist insbesondere für dünnwandige Bauteile geeignet. Aufgrund der Verbesserten Montierbarkeit eignet sie sich besonders für die Verwendung bei der Serienproduktion, z.B. für die Montage von Kraftfahrzeugbauteilen. In einer Ausgestaltung sind die Bauteile des Bauteilverbundes Kraftfahrzeugbauteile und insbesondere Karosserie- oder Fahrwerksbauteile.
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Für den Bauteilverbund wird vorzugsweise die voranstehend beschriebene Blindnietmutter mit dem Verliersicherungsteil verwendet, wodurch dieselben dort beschriebenen Vorteile und technischen Wirkungen erzielt werden.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich anhand der Zeichnung und im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine Schnittansicht einer beispielhaften Blindnietmutter
- 2 eine Schnittansicht einer beispielhaften Bauteilverbindung unter Verwendung der Blindnietmutter aus 1
- 3 das Ausbilden der Bauteilverbindung zu verschiedenen Zeitpunkten
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1 zeigt eine beispielhafte Blindnietmutter 10 in einer Schnittdarstellung. Die beispielhafte Blindnietmutter ist ein Metallteil.
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Die Blindnietmutter weist einen Setzkopf 11 und einen einstückig daran angeformten Schaft 12 auf. Die Blindnietmutter 10 ist entlang ihrer Längsachse L mit einer Durchgangsöffnung 13 versehen. In einem dem freien Ende des Schafts 12 zugewandten Abschnitt ist die Durchgangsöffnung als Innengewinde 14 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 13 ist dabei derart gestaltet, dass von der Seite des Setzkopfes 11 aus eine nicht dargestellte Schraube in das Innengewinde 14 einschraubbar ist. Um bei der nachfolgend beschriebenen Ausbildung eines Schließkopfes die Verformung des Schaftes zu erleichtern und gezielt zu steuern, ist die Wandungsstärke des Schaftes 12 in einem zwischen Innengewinde 14 und Setzkopf 11 angeordneten Verformungsabschnitt 16 gegenüber der restlichen Schaftwandungsstärke reduziert.
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Zur Vereinfachung der Montage der Blindnietmutter 10 ist an dieser ein Verliersicherungsteil 20 angeordnet. Das Verliersicherungsteil ist vorzugsweise als Kunststoffteil ausgebildet und z.B. durch Spritzgießen an die Blindnietmutter 10 angeformt. Das Verliersicherungsteil 20 umgreift den Setzkopf 11 formschlüssig, so dass es verliersicher an der Blindnietmutter 10 fixiert ist.
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Das Verliersicherungsteil 20 weist zwei einander gegenüberliegende Rastarme 22 auf, die sich von einem an den Setzkopf 11 angrenzenden Schaftabschnitt in Richtung des freien Endes und schräg vom Schaft 12 weg erstrecken. Die Rastarme 22 enden jeweils in einem vom Schaft wegweisenden Rastnocken 24. Die Länge der Rastarme 22 und die Größe und Lage der Rastnocken 24 ist dabei in Abhängigkeit des Bauteils gewählt, an dem die Blindnietmutter 10 montiert werden soll.
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2 zeigt den Ablauf bei der Montage der Blindnietmutter 10 zur Ausbildung eines Bauteilverbundes 1. Zunächst wird ein erstes Bauteil 2 bereitgestellt mit einem Durchgangsloch 3, in das der Schaft 12 der Blindnietmutter 10 hindurchgesteckt wird. Dabei werden auch die Rastarme 22 des Verliersicherungsteiles 20 mit durch das Durchgangsloch 3 gesteckt.
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Zur Montage der Blindnietmutter 10 weist das Durchgangsloch 3 im Wesentlichen die Außenform des Schaftes 12 auf, in dem gezeigten Beispiel die Form eines Sechskants. Um das Einführen und Einrasten der Rastarme 22 zu ermöglichen, ist das Durchgangsloch 3 weiterhin mit zwei zusätzlichen Nuten bzw. Führungsnuten 4 versehen. Die Führungsnuten 4 verbiegen die Rastarme 22 beim Einstecken zunächst nach innen in Richtung zum Schaft 12. Wenn die Rastnocken 24 auf der gegenüberliegenden Seite aus dem ersten Bauteil 2 austreten, federn die Rastarme 22 elastisch nach außen zurück, wobei die Rastnocken 24 das erste Bauteil 2 hintergreifen und so die Blindnietmutter 10 formschlüssig im ersten Bauteil 2 fixieren.
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Vorzugsweise bewirken die Rastarme 22 eine unlösbare Verbindung zwischen Blindnietmutter 10 und dem erstem Bauteil 2, wobei hierunter zu verstehen ist, dass die Blindnietmutter 10 durch Zug entgegen der Einführrichtung nur unter Beschädigung des ersten Bauteils 2 oder des Verliersicherungsteils 20 aus dem ersten Bauteil 2 entfernbar ist.
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Durch die Rastnocken 24 wird die Blindnietmutter 10 sicher im ersten Bauteil gehalten. Daher kann das Durchgangsloch 3 so groß ausgebildet werden, dass die Blindnietmutter 10 ohne großen Kraftaufwand einsteckbar ist.
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Die Befestigung eines zweiten Bauteils 5 erfolgt von der Seite des Setzkopfes 11. Hierzu wird das zweite Bauteil 5 zunächst mit einer Durchgangsöffnung 6 fluchtend zur Blindnietmutter 10 angeordnet und es wird eine Schraube 7 durch die Durchgangsöffnung 6 im zweiten Bauteil 5 in das Innengewinde 15 der Blindnietmutter 10 eingeschraubt. Durch Anziehen der Schraube 7 wird das zweite Bauteil 5 auf den Setzkopf 11 der Blindnietmutter 10 gezogen, und bei weiterem Anziehen verformt sich der Verformungsabschnitt 16 des Schaftes 12 unter Ausbildung eines Schließkopfes18, so dass die Blindnietmutter 10 formschlüssig von Setzkopf 11 und Schließkopf 18 am ersten Bauteil 2 gehalten wird.
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Während dieser Setzbewegung sind die vom Monteur aufzubringenden Kräfte reduziert, da die Blindnietmutter 10 von den Rastarmen 22 bzw. dem Verliersicherungsteil 20 im ersten Bauteil 2 gehalten werden.
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3 zeigt die resultierende Bauteilverbindung in einer Teilschnittansicht. Der Schließkopf 18 legt sich von der dem Setzkopf 11 abgewandten Seite an das erste Bauteil 2 an. Eine besonders schnelle und hohe Festigkeit der Verbindung wird dadurch erzielt, dass sich der Schließkopf 18 aufgrund geeigneter Dimensionierung des Schaftes 12 auf Höhe der Rastnocken 24 ausbildet und diese nach außen drückt, wodurch eine zusätzliche Fixierung gegeben ist.
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Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich. Insbesondere kann das Verliersicherungselement auch mehr als zwei Rastarme oder Rastnocken in anderer Form aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteilverbund
- 2
- erstes Bauteil
- 3
- Durchgangsloch
- 4
- Führungsnut
- 5
- zweites Bauteil
- 6
- Durchgangsöffnung
- 7
- Schraube
- 10
- Blindnietmutter
- 11
- Setzkopf
- 12
- Schaft
- 13
- Durchgangsöffnung
- 14
- Innengewinde
- 16
- Verformungsabschnitt
- 18
- Schließkopf
- 20
- Verliersicherungsteil
- 22
- Rastarm
- 24
- Rastnocken
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007009616 B4 [0002]
