DE20017234U1

DE20017234U1 - Käfigmutter sowie Werkzeug zum Fixieren der Käfigmutter

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Dipl.-Ing. A. Wasmeier

Dipl.-lng. H. Graf

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		gr-schü

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Titel:

Käfigmutter sowie Werkzeug zum Fixieren der Käfigmutter

Konten: HypoVereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 839 300

Postgiroamt München (BLZ 700 100 80) 893 69-801

Gerichtsstand Regensburg

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Käfigmutter sowie Werkzeug zum Fixieren der Käfigmutter

Die Neuerung betrifft eine Käfigmutter gemäß Oberbegriff Schutzanspruch 1.

Käfigmuttern zum Verbinden von Bauteilen durch Verschrauben, insbesondere zum Verbinden von Fahrzeug- oder Karosserieteilen sind grundsätzlich bekannt. Aufgabe der Neuerung ist es, eine Käfigmutter aufzuzeigen, die besonders preiswert herstellbar ist und sich auch leicht verarbeiten läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Käfigmutter entsprechend dem Schutzanspruch 1 ausgebildet. Ein Werkzeug zum Fixieren der Käfigmutter ist entsprechend dem
Schutzanspruch 8 ausgebildet.

Die neuerungsgemäße Käfigmutter läßt sich preiswert herstellen, und zwar
insbesondere auch dadurch, daß der Käfig als preiswert herstellbares Biege- und
Stanzteil gefertigt ist. Weiterhin besteht die neuerungsgemäße Käfigmutter
grundsätzlich lediglich aus diesem als Stanz- und Biegeteil ausgeführten Käfig und dem aus Metall hergestellten klotzartigen Muttergewindestück, d.h. die Käfigmutter besteht aus maximal zwei Teilen, die auch in besonders einfacher Weise montiert werden
können, und zwar durch Einsetzen des Muttergewindestücks in die Aufnahme des
Käfigs und durch anschließendes Sichern des Muttergewindestücks durch Umbiegen von Sicherungslaschen.

Ein weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen Käfigmutter besteht u. a. auch darin, daß sich diese in besonders einfacher Weise handhaben und zuführen läßt, insbesondere auch bei einer Verarbeitung unter einer Presse, d.h. bei einer Verarbeitung in einem Werkzeug, welches in einer Presse, beispielsweise zum Herstellen von Fahrzeug- oder Karosserieteilen angeordnet ist, und zwar beispielsweise als komplette Baueinheit
innerhalb eines größeren Werkzeugs, z.B. Folgewerkzeug. Der Käfig kann aus Blech mit einer besonders geringen Blechdicke hergestellt werden. Die neuerungsgemäße

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Käfigmutter eignet sich durch sein Fixierflügel oder-laschen insbesondere zum Fixieren an dem jeweiligen Bauteil durch Toxen, d.h. durch partielles Verformen des Materials der jeweiligen Fixierlasche und des Bauteils derart, daß beide Elemente über die verformten Materialabschnitte durch &ldquor;Verknüpfen" miteinander verbunden sind. Bei einer entsprechenden elektrischen Isolierung zwischen dem Käfig und dem Muttergewindestück ist aber auch eine Fixierung der neuerungsgemäßen Käfigmutter an dem jeweiligen Bauteil durch Elektro- oder Punktschweißen möglich.

Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Neuerung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils in perspektivischer Darstellung und in Draufsicht bzw.

Unteransicht eine Käfigmutter gemäß der Neuerung; Fig. 3 die Käfigmutter im Längsschnitt;
Fig. 4 die Käfigmutter im Querschnitt;
Fig. 5 in vereinfachter Darstellung zwei Bauteile einer Fahrzeugkarosserie, die über

einen Gewindebolzen und eine Käfigmutter miteinander verbunden sind; Fig. 6 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung ein Werkzeug zum Befestigen der Käfigmutter an einem Bauteil bzw. Blech durch Toxen.

Zum einfacheren Verständnis sind in den Figuren 3 - 5 die senkrecht zueinander verlaufenden Raumachsen, nämlich die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse angegeben.

Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Käfigmutter besteht im wesentlichen aus dem Käfig 2 und dem in diesem Käfig 2 gehaltenen Muttergewindestück 3. Letzteres ist block- oder quaderförmig ausgebildet, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform in Draufsicht rechteckförmig mit vier rechtwinklig aneinander anschließenden Umfangsseiten 4, einer planen Unterseite 5 und einer Oberseite 6, die in der Nähe der schmäleren, in der XZ-Ebene liegenden Umfangsseiten jeweils eine Aussparung 6' aufweist, die in Richtung der Z-Achse über die gesamte Breite des

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Muttergewindestücks 3 verläuft. Zwischen den beiden Aussparungen 6' bildet das Muttergewindestück 3 an der Oberseite 6 einen mittleren planen Abschnitt 6", der sich ebenfalls in Richtung der Z-Achse über die gesamte Breite des Muttergewindestücks 3 erstreckt und an dem auf die im Muttergewindestück 3 ausgebildete Gewindebohrung 7 an der Oberseite 6 mündet. Das Muttergewindestück 3 besteht aus Metall, vorzugsweise Stahl.

Der Käfig 2 ist aus Metallblech, vorzugsweise Stahlblech durch Stanzen und Biegen hergestellt, und zwar in der Weise, daß er sowohl in der XY-Ebene, als auch in der hierzu senkrechten XZ-Ebene einen U-förmigen Profilabschnitt mit den beiden Schenkeln 8 (XY-Ebene) bzw. 11 (XZ-Ebene) und mit einem diese Schenkel 8 bzw. 11 jeweils verbindenden Jochabschnitt oder Boden 9 bildet. Die Schenkel 8 liegen dabei jeweils parallel zur XZ-Ebene und die Schenkel 11 parallel zur XY-Ebene.

Jeder Schenkel 8 geht an seinem freien, dem Jochabschnitt 9 entfernt liegenden Ende in eine über den Schenkel 8 nach außen wegstehende etwa quadratische Fixierlasche 10 übergeht. Beide Laschen 10 liegen in einer gemeinsamen YZ-Ebene und parallel zum Jochabschnitt oder Boden 9.

Zwischen den Schenkeln 8 und 11, die über eine gemeinsame Seite des Jochabschnitts 9 vorstehen, ist also im mittleren Bereich des Käfigs 2 ein napfartiger Raum 12 gebildet, der zur Oberseite des Käfigs hin offen ist. Der Abstand der beiden Abwinklungen oder Schenkel 11 von einander ist gleich oder geringfügig größer als die Breite des Muttergewindestücks 3 in Richtung der Z-Achse. Der Abstand zwischen den Schenkeln 8 ist größer als die Länge des Muttergewindestücks 8, so daß dieses in Richtung der Y-Achse im Käfig 2 um einen vorgegebenen Betrag verschiebbar ist, in Richtung der Z-Achse aber im Käfig 2 bzw. in der dortigen Ausnehmung 12 geführt ist.

Um das Muttergewindestück 3 in der Ausnehmung 12 gegen ein Herausfallen zu sichern, ist aus jeder Lasche 10 jeweils eine kleinere Sicherungslasche 13 durch teilweises Ausstanzen und Umbiegen gebildet, von denen jede eine Anlagefläche für

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die Oberseite des Muttergewindestückes 3 im Bereich einer Aussparung 6' bildet. Die Sicherungslaschen 13 liegen ebenfalls in einer gemeinsamen Ebene mit den Laschen 10 und mit den oberen freien Rändern der Schenkel 11. Der Jochabschnitt 9 ist mit einer Öffnung 14 versehen, durch die die Gewindebohrung 7 des Muttergewindestücks 3 in jeder Stellung innerhalb des Käfigs 2 zugänglich ist. Weiterhin sind die Aussparungen 6' mit einer solchen Tiefe hergestellt, daß bei gegen die Sicherungslaschen 13 anliegendem Muttergewindestück 3 die Oberseite des Muttergewindestücks im Bereich des Abschnittes 6" etwas über den Käfig 2 bzw. über die Ebene der den Schenkeln 8 abgewandten Oberseite der Laschen 10 vorsteht.

Die Figur 5 zeigt die Verwendung der Käfigmutter 1 zum Verbinden zweier Bauteile 15 und 16, die von Blechen gebildet und beispielsweise jeweils Bauteile einer Fahrzeugkarosserie sind. Beide Bauteile 15 und 16 sind unter Verwendung einer Käfigmutter 1 und einer in die Gewindebohrung 7 eingreifenden Schraube 17 miteinander verbunden. Die Käfigmutter 1 ist hierfür mit ihren Laschen 10 im Bereich einer Bohrung 18 an der dem Bauteil 16 abgewandten Seite des Bauteiles 15 fixiert, und zwar bei 19 durch Toxen. Diese Art der Fixierung ist bekannt und erfolgt durch bleibende partielle Verformung des Materials der Laschen 10 und des Bauteils 15 in der Weise, daß durch die Verformung die miteinander verbundenen Elemente verknüpft sind.

Die Käfigmutter ist so befestigt, daß das Muttergewindestück 3 mit dem Abschnitt 6" gegen die dem Bauteil 16 abgewandte Seite des Bauteiles 15 anliegt. Die Schraube greift durch eine Öffnung 20 im Bauteil 16 und durch die Öffnung 18 in die Gewindebohrung 7 ein und liegt mit ihrem Kopf gegen die dem Bauteil 15 abgewandte Seite des Bauteils 16 an. Durch die lose Anordnung des Muttergewindestücks 3 im Käfig 2 ist ein Toleranzausgleich möglich.

Die Figur 6 zeigt sehr schematisch ein Werkzeug 20, welches zum Zuführen und Fixieren der Käfigmuttern 1 an Bauteilen, beispielsweise am Bauteil 15 dient und beispielsweise in einem größeren Werkzeug einer Presse verwendet wird, welches z.B.

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gleichzeitig zum Stanzen und/oder Biegen des Bauteiles 15 dient. Das Werkzeug 20 besteht aus einem ersten Werkzeugteil 21, welches beispielsweise an dem auf- und abbewegbaren Werkzeugträger der nicht dargestellten Presse oder aber an einem gefederten Niederhalter des größeren Werkzeugs vorgesehen ist, sowie aus einem weiteren Werkzeugteil 22, welches an seiner dem Werkzeugteil 21 abgewandten Unterseite eine Aufnahme 23 für eine Käfigmutter 1 bildet und in welchem zur Herstellung der Tox-Stempel 24 geführt sind, die mit ihrem oberen Ende im Werkzeugteil 21 gehalten sind. Zwischen den beiden Werkzeugteilen 21 und 22 sind Federn 25 vorgesehen. Mit 26 ist ganz allgemein ein unteres, nicht bewegtes Werkzeugteil bezeichnet, auf dem das Bauteil 15 bzw. das dieses Bauteil bildende Blech aufliegt.

Beim nach unten Bewegen der Presse werden die Werkzeugteile 21 und 22 nach unten mitbewegt, so daß das Werkzeugteil 22 dann schließlich gegen das auf dem unteren Werkzeugteil 26 aufliegende Bauteil 15 zur Anlage kommt und die Laschen 10 der in der Aufnahme 23 vorgesehenen Käfigmutter 1 gegen das Bauteil 15 angepreßt anliegen. Beim weiteren nach unten Bewegen der Werkzeughalterung der Presse werden durch Überdrücken der Federn 25 die Bolzen 24 über die Unterseite des Werkzeugteiles 22 vorbewegt, um so die Tox-Verbindung 10' zwischen den Laschen 10 und dem Bauteil 15 herzustellen. Bis zum Fixieren am Bauteil 15 ist die Käfigmutter 1 in der Aufnahme 23 beispielsweise durch Magnetkraft oder auf andere Weise gehalten.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß das Fixieren der Käfigmutter 1 an dem jeweiligen Bauteil 15 durch Toxen erfolgt. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Käfigmutter 1 so auszuführen, daß ein Fixieren durch Schweißen möglich ist. Um hierbei ein unerwünschtes Anhaften des Muttergewindestücks 3 im Käfig 2 durch Verschweißen zu verhindern, ist eine elektrische Isolierung zwischen dem Käfig 2 und dem Muttergewindestück 3 erforderlich. Hierfür sind dann die Aufnahme 12 an der Innenfläche und auch die Sicherungslaschen 13 an ihrer dem Muttergewindestück 3 zugewandten Fläche mit einem isolierenden Material ausgekleidet. Die Auskleidung ist

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beispielsweise von einem Einsatz aus einem isolierenden Material, beispielsweise aus Kunststoff gebildet.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiei beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1 Käfigmutter

2 Käfig

3 Muttergewindestück

4 Umfangsseiten

5 Oberseite

6 Unterseite 6' Aussparung

6" vorspringender Abschnitt

7 Gewindebohrung

8 Schenke!

9 Jochabschnitt

10 Lasche

11 Abwinklung

12 Käfigausnehmung

13 Sicherungslasche

14 Durchbrechung 15,16 Bauteil

17 Schraube

18, 19 Bohrung

20 Werkzeug

21,22 Werkzeugteil

23 Aufnahme

24 Toxstempel

25 Feder

26 feststehendes Werkzeugteil

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Claims

1. Käfigmutter, gekennzeichnet durch wenigstens ein aus Metall gefertigtes Muttergewindestück (3) mit einem von der Kreisform abweichenden Umfangsquerschnitt, durch einen Käfig (2) mit einem aus Metallblech durch Biegen und Stanzen hergestellten Käfigkörper, der wenigstens eine Aufnahme (12) für das Muttergewindestück (3) bildet, in der dieses Muttergewindestück verdrehungssicher aufgenommen ist, sowie durch wenigstens eine vom Käfigkörper radial wegstehenden Fixierlasche (10).

2. Käfigmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme von einem Boden (9) und wenigstens vier über eine gemeinsame Seite des Bodens (9) vorstehenden abgewinkelten Schenkeln (8, 11) begrenzt ist, wobei wenigstens zwei, einander vorzugsweise gegenüberliegende Schenkel (8, 11) jeweils mit einer abgewinkelten und von der Aufnahme (12) wegstehenden Fixierlasche (10) versehen sind.

3. Käfigmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Muttergewindestück (3) durch abgewinkelte Sicherungslaschen (13) und/oder durch Sicken in der Aufnahme (12) gegen Herausfallen gesichert ist.

4. Käfigmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Muttergewindestück (3) an seinem Umfang quadratisch oder rechteckförmig ausgebildet ist.

5. Käfigmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an vier die Aufnahme (12) des Käfigs (2) begrenzenden Schenkeln oder Abwinklungen (8, 11) jeweils eine Lasche (10) vorgesehen ist.

6. Käfigmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden (9) eine Durchbrechung (14) gebildet ist.

7. Käfigmutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Befestigung an einem Bauteil (15) durch Toxen.

8. Werkzeug zum Fixieren der Käfigmutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an ein Bauteil (15), gekennzeichnet durch ein erstes Werkzeugteil (22), welches an einer Wrkzeugfläche wenigstens eine Aufnahme (23) für die Käfigmutter (1) aufweist und gefedert mit einem zweiten Werkzeugteil (21) verbunden ist und in welchem wenigstens ein an dem zweiten Werkzeugteil (21) vorgesehener Toxstempel (24) axial verschiebbar derart geführt ist, daß beim Heranbewegen des Werkzeugs (20) mit der Werkzeugfläche gegen das auf einem Gegenwerkzeug (26) anliegende Bauteil zunächst die in der Aufnahme (23) angeordnete Käfigmutter (1) gegen das Bauteil (15) gedrückt und dann beim Weiterbewegen des Werkzeugs die Toxverbindung durch den wenigstens einen Toxstempel (24) erzeugt wird.