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Die Erfindung bezieht sich auf einen Mutternkäfig aus
Kunststoff für die Blindbefestigung durch Verschrauben,
d. h. einen Mutternkäfig, der in ein Blech von einer
seiner Oberflächen aus eingesetzt und an diesem
befestigt werden kann, um eine Schraube von der
gleichen Oberfläche aus aufzunehmen. Derartige
Mutternkäfige werden in Fällen benutzt, in denen die
andere Oberfläche, beispielsweise weil das Blech
Bestandteil eines wenigstens teilweise geschlossenen
Gehäuses und unzugänglich ist, wie es häufig bei
Fahrzeugkarosserien der Fall ist.
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Die Erfindung betrifft insbesondere solche
Mutternkäfige, die in ein quadratisches, in dem
Befestigungsblech vorhandenes Loch einsetzbar sind und
die die allgemeine Form eines dichten Napfes haben, der
aus einem Boden besteht, an den sich nacheinander eine
Seitenwandung und ein radialer Kragen anschließen,
wobei die Seitenwandung einen äußeren, quadratischen
Umriß aufweist und wenigstens durch innere Rippen
versteift ist, die nur in axialer Richtung einen
Durchgang frei lassen, der enger ist als die
Befesti gungsschraube.
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Ein derartiger Mutternkäfig wird wie folgt verwendet:
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Man führt den Käfig in ein quadratisches Loch des
Befestigungsbleches zunächst mit seinem Boden ein, bis
der Kragen gegen den Rand des Loches anliegt.
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Um ein beliebiges Teil an dem Blech zu befestigen,
genügt es dann, eine geeignete Schraube durch ein Loch
in dem zu befestigenden Teil zu stecken und die
Schraube in den auf diese Weise eingesetzten Käfig
einzuschrauben.
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Die Schraube schneidet dabei ihr Gewinde in das
Kunststoffmaterial des Käfigs, wobei sich dieser leicht
in radialer Richtung ausdehnt. Dies führt dazu, daß der
Käfig irreversibel ebenso wie die Schraube und das
Teil, durch das die Schraube hindurchgesteckt ist, an
dem Blech blockiert wird.
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Bekannte Ausführungsformen derartiger Mutternkäfige
(vergleiche US-A-4 077 300) sehen vor, daß die vier
Oberflächen, die die Seitenwandung des Käfigs bilden,
identisch sind, wobei die Blockierung des Käfigs in dem
Blech am Ende des Einsetzens durch gegenseitige Reibung
der Oberflächen gegen die Ränder des quadratischen
Loches sichergestellt wird und die Abmessungen des
Käfigs in Abhängigkeit von denen des Loches so gewählt
werden, daß kein Spiel zwischen dem Käfig und dem Loch
vorhanden ist.
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Die Irreversibilität der Befestigung kann dadurch
erhöht werden, daß die nicht zugängliche Oberfläche des
Bleches in Höhe des Randes des Loches an leichten
Verdickungen des Materials an den mittleren Abschnitten
der vier Flächen des Käfigs gerade diesseits der ebenen
Bereiche, die von dem Blech am Ende der Montage umgeben
werden, verklemmt oder eingehakt wird, wobei die
Reibung dieser verdickten Abschnitte während der
Montage leichte Deformationen der betreffenden
Oberflächen in radialer Richtung erfordert.
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Die Verdickungen haben infolge der geringen
Deformierbarkeit der Flächen eine sehr geringe Höhe,
die in der Größenordnung von 0,2 mm liegt.
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Das Ergebnis ist, daß das Einhaken der Käfige an dem
Blech vor und nach dem Einschrauben der Schrauben nicht
sehr haltbar ist.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht
in erster Linie darin, die Festigkeit der Verklemmung
zu vergrößern und gleichzeitig die Montage zu
erleichtern.
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Ausgehend von einem Mutternkäfig der oben beschriebenen
Art besteht die Erfindung darin, daß jede von zwei sich
gegenüberliegenden Seitenflächen zwei zusammen mit
dieser geformte Flansche enthält, die die allgemeine
Form eines rechtwinkligen Dreiecks haben und an dem
mittleren Längsabschnitt der zugehörigen Fläche längs
einer Seite des rechten Winkels des Dreieckes verbunden
sind, die ein biegsames Scharnier bildet, während sich
die andere Seite des rechten Winkels in Querrichtung
erstreckt und sich am Ende der Montage an dem Blech
abstützen kann und die Hypotenuse als Gleitrampe
gegenüber einer Kante des quadratischen
Befestigungsloches während der Montage des Käfigs in
dem Blech dient, wobei die allgemeine äußere Kontur des
mit den Flanschen versehenen Abschnittes des Käfigs nur
quadratisch ist, wenn die Flansche elastisch gegen die
entsprechenden Oberflächen des Käfigs geklappt sind.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor,
daß der Winkel jedes Flansches, der am weitesten von
dem Körper des Käfigs entfernt ist, längs einer Strecke
abgeschnitten ist, die parallel zur Längsrichtung des
Käfigs verläuft und daß der Querschnitt der
durchgehenden Seitenwand des Käfigs in Höhe des mit
Flanschen versehenen Abschnittes rechteckig ist, wobei
die beiden Oberflächen, an denen die Flanschen sitzen,
größer sind und dichter beieinander liegen als die
beiden anderen Oberflächen.
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Die Erfindung umfaßt außer den hauptsächlichen
Anordnungen weitere Merkmale, die vorzugsweise
gleichzeitig benutzt und im folgenden näher erläutert
werden.
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Auf der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, auf die diese nicht
beschränkt ist. Es zeigen:
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Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Mutternkäfig
gemäß der Linie I-I der Fig. 3,
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Fig. 2, 3 und 4 denselben Käfig in einem axialen Schnitt gemäß
der Linie II-II der Fig. 1, in einer
Seitenansicht gemäß dem Pfeil III der Fig. 1
und als Seitenansicht gemäß dem Pfeil IV der
Fig. 1.
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In an sich bekannter Weise hat der Mutternkäfig 1 die
allgemeine Form eines dichten Napfes mit in bezug auf
eine mittlere Achse X symmetrischer Form und besteht
aus einem Boden 2, an den sich nacheinander eine
Seitenwandung 3 und ein radialer Kragen 4 anschließen.
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Die Seitenwandung 3, deren äußerer Umriß quadratisch
oder zumindest in ein Quadrat einschreibbar ist,
besteht aus zwei Abschnitten, von denen sich jeder über
die Hälfte der Gesamtlänge des Käfigs in Richtung der
Achse X erstreckt, nämlich einem Abschnitt 5, der die
Form eines leicht zum Boden 2 konvergierenden
Pyramidenstumpfes hat und einem prismatischen
Abschnitt 6, der die große Basis des Abschnittes 5
verlängert.
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Die vier Flächen, die den pyramidenförmigen Abschnitt 5
bilden, sind identisch.
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Der prismatische Abschnitt 6 hat im Querschnitt die
allgemeine Form eines Rechteckes in dem Sinne, daß zwei
Flächen 6&sub1; dieses Abschnittes relativ schmal und weit
voneinander entfernt sind, während die beiden anderen
Flächen 6&sub2; relativ breit sind und näher
aneinanderliegen. Der benachbarte pyramidenartige
Abschnitt 5 steht außen mit den Oberflächen 6&sub2; über
sich in Querrichtung erstreckende zurückspringende
Stufen 7 in Verbindung.
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Die beiden Oberflächen 6&sub2; enthalten eine mittlere,
äußere in Längsrichtung verlaufende Rippe 8, an die
sich zwei dreieckförmige Flansche 9 anschließen, deren
Ebenen miteinander ein V bilden, das weit geöffnet ist,
beispielsweise in einem Winkel von 120-150º.
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Die Flansche 9 können elastisch gegen die zugehörigen
Oberflächen 62 geklappt werden und haben eine solche
Stärke, daß sie, wenn sie gegen die Oberflächen
geklappt sind, in das Quadrat eingeschrieben sind, das
durch die beiden anderen Oberflächen 6&sub1; gebildet wird.
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Die Flansche haben den Umriß eines rechtwinkligen
Dreiecks, das mit der Rippe 8 an einer Seite a des
rechten Winkels verbunden ist, die ein Scharnier
bildet, während die andere Seite b des rechten Winkels
sich in Querrichtung, d. h. senkrecht zu der Achse X in
einem axialen Abstand von dem Rand des Kragens 4
erstreckt, der im wesentlichen gleich der Stärke des
Befestigungsbleches 10 ist (siehe Fig. 4).
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Die Hypotenuse c des rechtwinkligen Dreiecks bildet
eine geneigt verlaufende Gleitfläche, die während der
Montage des Käfigs mit dem Rand des quadratischen
Loches T (Fig. 1) zusammenwirken kann, in das der Käfig
eingesetzt wird.
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Der Winkel der Dreiecke, der der sich in Längsrichtung
erstreckenden Scharnierseite a gegenüberliegt, ist
vorteilhafterweise längs einer Strecke d abgeschnitten,
die parallel zu der Seite a verläuft.
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Der Punkt P jedes dreieckigen Flansches der seiner in
Querrichtung verlaufenden Seite b gegenüberliegt, ist
auf der Seite des Bodens 2 des Käfigs angeordnet.
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Der Kragen 4 besteht vorzugsweise aus einer dünnen,
leicht gewölbten Schale, die den Käfig nach Art eines
Schirmes bedeckt, wobei der Rand des Kragens sich am
Ende der Montage des Käfigs elastisch dicht an dem
Blech 10 abstützen kann.
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Der Innenraum des Käfigs ist mit in Längsrichtung
verlaufenden Rippen 11 ausgestattet, die zusammen mit
dem Käfig geformt sind und radial an den vier Flächen
des Käfigs so vorstehen, daß sie axial in der Mitte des
Käfigs einen Raum freilassen, der enger ist als die
aufzunehmenden Schrauben.
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Auf diese Weise können die Schrauben ihre Gewinde in
das Material einschneiden, aus dem die Rippen bestehen,
bei dem es sich um einen Kunststoff, insbesondere ein
Polyamid oder ein Azetalharz handelt.
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Die quadratischen Löcher T, die sich in dem Blech 10
befinden, um die Käfige aufzunehmen, haben Abmessungen,
die nur sehr wenig größer sind als der quadratische
Umriß des prismatischen Abschnittes 6 des Käfigs.
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Um einen Käfig in einem derartigen Loch P zu montieren,
genügt es, den Käfig parallel zu seiner Achse X mit dem
Boden nach vorn in das Loch einzuführen.
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Wenn die Flansche 9 zunächst mit ihren Punkten P mit
den Rändern des Loches in Berührung kommen, gleiten die
geneigt verlaufenden Abschnitte c längs dieser Ränder.
Die Flansche biegen sich fortschreitend, so daß sie
ausreichend zurückklappen, um den Durchgang des Käfigs
zu ermöglichen, bis der Kragen 4 an dem Blech 10
anliegt.
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In dem Moment, in dem die Flansche 9 das Blech ganz
durchquert haben und sich in Querrichtung hinter dem
Blech ausdehnen und sich fest an dessen Oberfläche
abstützen, sind die Seitenwandungen des Käfigs von
außen unzugänglich.
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Die Abschnitte S (Fig. 1) der Flansche, die dann in
Querrichtung gegenüber dem die Öffnung T begrenzenden
Quadrat vorstehen, stützen sich dann axial an dem Blech
ab und stellen eine feste und irreversibele Verklemmung
des Käfigs an dem Blech ab.
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Unabhängig von der Ausführungsform erhält man
schließlich einen Mutternkäfig, dessen Aufbau,
Befestigung und Vorteile sich aus der vorstehenden
Beschreibung ausreichend ergeben.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt; sie erstreckt sich
vielmehr auf alle Abwandlungen.