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Die
Erfindung betrifft eine Schraubmutter zur Verschraubung zweier Bauteile
miteinander, wobei die Schraubmutter einen zumindest teilweise umlaufenden
Kragen und einen an den Kragen angeordneten, zylinderförmigen
Einführstutzen mit einer Aufnahmeöffnung aufweist
und in der Aufnahmeöffnung ein Innengewinde zur Aufnahme
eines Außengewindes einer Befestigungsschraube ausgebildet
ist, wobei der Durchmesser der Aufnahmeöffnung kleiner
ist als der Durchmesser des Einführstutzens.
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Derartige
Schraubmuttern sind bekannt und dienen insbesondere zur Reduzierung
von großen Schraublochdurchmessern. Insbesondere sind so genannte
Einpressmuttern bekannt, die in eine entsprechende Öffnung
oder Bohrung eines Bauteils eingesetzt und damit verpresst werden.
Die
DE 31 02 939 A1 beschreibt
eine derartige Einpressmutter, die aufgrund ihrer Ausgestaltung
in der Lage ist, nach dem Einsetzen in die entsprechende Bohrung
in axialer Richtung auf sie einwirkenden Kräfte zu widerstehen.
Dazu weist die bekannte Einpressmutter auf der dem Werkstück
zugewandten Fläche eines Kragens mehrere Zähne
auf, die durch das Einpressen der Einpressmutter in den oberflächennahen
Bereich des Werkstücks eindringen und dort eine entsprechende
Verformung des Materials bedingen. Dadurch ergeben sich Unterschneidungen,
die einen sicheren Halt der Einpressmutter bewirken. Die Verwendung
derartiger Einpressmuttern ist jedoch insbesondere bei der Verbindung
von dünnwandigen Bauteilen nicht möglich, da deren
Materialdicke zu dünn ist, um entsprechende Verformungen
ausbilden zu können. Im Gegenteil, die Verwendung derartiger Einpressmuttern
würde zu einer Beschädigung oder sogar Zerstörung
dieser Bauteile führen. Die bekannten Einpressmuttern sind
daher nur sehr eingeschränkt verwendbar.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schraubmutter
zur Verschraubung zweier Bauteile miteinander der eingangs genannten
Art bereitzustellen, die einerseits vielfach verwendbar ist und
andererseits eine sichere Verschraubung der Bauteile gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Schraubmutter, welche die Merkmale des Anspruchs
1 aufweist, gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
dargelegt.
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Eine
erfindungsgemäße Schraubmutter zur Verschraubung
zweier Bauteile miteinander umfasst einen zumindest teilweise umlaufenden
Kragen und einen an dem Kragen angeordneten, zylinderförmigen
Einführstutzen mit einer Aufnahmeöffnung, wobei
die Aufnahmeöffnung ein Innengewinde zur Aufnahme eines
Außengewindes einer Befestigungsschraube aufweist. Dabei
ist der Durchmesser der Aufnahmeöffnung kleiner als der
Durchmesser des Einführstutzens. Die Schraubmutter weist
zudem mindestens ein Drehmomentübertragungselement zum
Ausgleich eines bei einem Ansetzen, Anlegen und/oder Anziehen der
Befestigungsschraube auftretenden Drehmoments auf. Durch die erfindungsgemäße
Schraubmutter ist einerseits gewährleistet, dass die Bauteile
mit einer Befestigungsschraube mit einem deutlich geringeren Schaftdurchmesser
im Vergleich zum Schraubloch bzw. zur Bohrungen der Bauteile zu
verschrauben, wodurch sich eine deutliche Gewichts- und Kosteneinsparung
ergibt. So ist es mit der erfindungsgemäßen Schraubmutter
zum Beispiel möglich, dass verschiedene Bauteile, die an Fahrzeugrahmen
von Lastkraftwagen montiert werden, mit Befestigungsmitteln kleinerer
Normteilgrößen befestigt werden können.
Die üblicherweise verwendeten Normteile, wie Schrauben,
Unterlegschreiben und Muttern, die der großen Lochgröße
im Fahrzeugrahmen entsprechen, müssen nicht mehr verwendet
werden. Des Weiteren ist durch das oder die Drehmomentübertragselemente
gewährleistet, dass zum Beispiel ein so genanntes Durchrutschen
der Befestigungsschraube bei höheren Drehmomenten verhindert
wird. Damit ist eine sichere Verbindung der beiden Bauteile mittels
der erfindungsgemäßen Schraubmutter und der entsprechenden
Befestigungsschraube gewährleistet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Drehmomentübertragungselement mindestens
ein auf der dem Bauteilen abgewandten Seite des Kragens der Schraubmutter
angeordnetes Griffelement. Das Griffelement dient als Handgegenhalter
für den Ausgleich von niedrigen Drehmomenten, die zum Beispiel
beim Ansetzen und Anlegen der Befestigungsschraube entstehen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Drehmomentübertragungselement mindestens ein auf der dem
Bauteilen zugewandten Seite des Kragens der Schraubmutter ausgebildeter
Vorsprung. So drücken sich bei einem Anziehen der Befestigungsschraube
die Vorsprünge in das beaufschlagte Bauteil und übertragen
das hohe Drehmoment in das Bauteil. Eine weitere Verformung oder
gar eine Beschädigung des Bauteils erfolgt nicht, da die
auftretenden Drehmomentkräfte zu gering sind, um entsprechende
Materialverformungen, wie sie im Stand der Technik genannt werden,
realisieren zu können. Die Vorsprünge dienen für
die hohe Drehmomentübertragung beim Anziehen der Befestigungsschraube.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Drehmomentübertragungselement eine in der Aufnahmeöffnung
der Schraubmutter angeordnete Rippe, wobei die Rippe konisch zur Mittelachse
der Aufnahmeöffnung ausgebildet ist. Vorteilhafterweise
werden bei einem steigenden Anzugsmoment der Befestigungsschraube
zumindest eines der Bauteile der zu verbindenden Bauteile mit der
Schraubmutter radial nach außen verpresst. Hierdurch ist
eine entsprechend hohe Drehmomentübertragung gewährleistet,
so dass das genannte Durchrutschen der Schraubmutter zuverlässig
verhindert wird.
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Verwendung
findet die erfindungsgemäße Schraubmutter zum
Beispiel bei der Verbindung von Bauteilen eines Kraftfahrzeugrahmens,
insbesondere eines Fahrzeugrahmens eines Lastkraftwagens.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Schraubmutter gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 eine
schematische Darstellung einer Aufsicht auf die Schraubmutter gemäß 1;
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3 eine
schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Schraubmutter gemäß einer zweiten Ausführungsform;
und
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4 eine
schematisch dargestellte Aufsicht auf die Schraubmutter gemäß 3.
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1 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung einer Schraubmutter 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform. Man erkennt, dass die Schraubmutter 10 einen
umlaufenden Kragen 16 und einen an dem Kragen 16 angeordneten,
zylinderförmigen Einführstutzen 18 aufweist.
Der Einführstutzen 18 weist eine Aufnahmeöffnung 20 auf,
wobei in der Aufnahmeöffnung 20 ein Innengewinde 22 zur
Aufnahme eines Außengewindes 26 einer Befestigungsschraube 24 ausgebildet
ist. Des Weiteren wird deutlich, dass ein erstes Bauteil 12 ein
erstes Schraubloch 38 und ein zweites Bauteil 14 ein
entsprechend ausgebildetes und dimensioniertes Schraubloch 40 aufweist.
Der Einführstutzen 18 der Schraubmutter 10 wird
zur Verschraubung der Bauteile 12, 14 in die Schraublöcher 38, 40 eingeführt.
Die Befestigungsschraube 24 wird an dem dem Kragen 16 gegenüberliegenden
Ende des Einführstutzens 18 in dessen Aufnahmeöffnung 20 eingeführt
und damit verschraubt. Zwischen einem Schraubenkopf 42 der
Befestigungsschraube 24 und dem ersten Bauteil 12 kann
zudem eine Unterlegscheibe 36 angeordnet sein. Durch die
Verschraubung der Befestigungsschraube 24 mit der Schraubmutter 10 werden
Drehmomentübertragungselemente 30, die als Vorsprünge
auf der den Bauteilen 12, 14 zugewandten Seite des
Kragens 16 ausgebildet sind, in die oberflächennahen
Bereiche des zweiten Bauteils 14 gepresst, so dass sich
insgesamt eine sichere Verschraubung der Bauteile 12, 14 miteinander
ergibt. Des Weiteren erkennt man, dass zum Ausgleich von niedrigen
Drehmomenten, die beim Ansetzen und Anlegen der Befestigungsschraube 24 zunächst
auftreten, Griffelemente 32 als Handgegenhalter auf der
den Bauteilen 12, 14 angewandten Seite des Kragens 16 der Schraubmutter 10 ausgebildet
sind. Neben der Drehmomentübertragung und dem damit zuverlässigen Verhindern
eines so genannten Durchrutschens der Schraubmutter 10 wird
die deutliche Reduzierung der benötigten Größen
der Befestigungsschraube 24 deutlich. Zum Beispiel kann
die vorgegebene Lochgröße bzw. der Durchmesser
der Schraubenlöcher 38, 40 16,5 mm betragen.
Durch die Schraubmutter 10 kann dieser Durchmesser auf
8 mm reduziert werden. Diese Reduzierung der benötigten
Normgrößen wird auch aus 2 deutlich.
Man erkennt deutlich den geringeren Durchmesser der Aufnahmeöffnung 20 im
Vergleich zu dem Durchmesser des zylinderförmigen Einführstutzens 18,
welcher üblicherweise dem Durchmesser der Schraublöcher 38, 40 entspricht.
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3 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung einer Schraubmutter 10 einer
zweiten Ausführungsform. Im Unterschied zu der in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform weist die Schraubmutter 10 mehrere
Drehmomentübertragungselemente 34 auf, die rippenartig
ausgebildet sind. Dabei sind die Rippen 34 in der Aufnahmeöffnung 20 der
Schraubmutter 10 angeordnet. Des Weiteren sind die Rippen 34 konisch
zur Mittelachse der Aufnahmeöffnung 20 angeordnet.
Dadurch ergibt sie bei einem steigenden Anzugsmoment durch das Anziehen
der Befestigungsschraube 24 ein radial nach außen
wirkendes Verpressen zumindest eines der Bauteile 12, 14 mit
der Schraubmutter 10. Die Anordnung der Rippen 34 wird
durch die 4 verdeutlicht. Die weiteren
mit Bezugszeichen versehenen Elemente der Schraubmutter 10 gemäß den 3 und 4 entsprechen
den in den 1 und 2 beschriebenen
Elementen.
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Insgesamt
ergibt sich durch die Schraubmutter 10 eine deutliche Gewichtsersparnis
durch ein geringeres Eigengewicht der Befestigungselemente 24. Zudem
sind diese Befestigungselemente 24 üblicherweise
billiger. Schließlich ergibt sich auch eine Reduzierung
der Montagezeit durch manuelles bzw. automatisches Gegenhalten der
Schrauben mittels der Drehmomentübertragungselemente 28, 30, 32 ohne zusätzliches
Werkzeug. Man erkennt, dass die Drehmomentübertragungselemente 30, 32 kraftschlüssig auf
die Bauteile 12, 14, einwirken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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