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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsmutter mit einem Mutternkörper und einer Gewindebohrung, wobei der Mutternkörper eine die Gewindebohrung umgebende Auflagefläche für einen als Verliersicherung dienenden Ring aufweist und die Auflagefläche von einem umlaufenden Bördelkragen umgeben ist.
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Derartige Befestigungsmuttern werden vor der Montage mit einem als Verliersicherung dienenden Ring versehen. Ein solcher, üblicherweise aus einem Kunststoff bestehender Ring wird auf die Auflagefläche gelegt und durch Umbördeln des Bördelkragens gehalten. Der Ring bewirkt, dass ein zusätzliches Drehmoment auf die fertige Schraubverbindung aufgebracht und somit das auf die Schraubverbindung aufgebrachte Drehmoment erhöht wird. Dadurch wird verhindert, dass sich die Befestigungsmutter infolge der Belastung der Schraubverbindung lockert oder sich gar vom Bolzen löst.
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Eine solche Befestigungsmutter kann bspw. aus einem hochfesten Werkstoff, bspw. einem hochfesten Stahl bestehen. Insbesondere in diesem Fall wird eine derartige Befestigungsmutter in der Regel mit einer Zink-Lamellen-Beschichtung versehen, die als Korrosionsschutz dient. Während des Beschichtungsvorgangs wird der Kunststoffring durch Feuchtigkeit und hohe Temperaturen belastet. Dies führt dazu, dass der Kunststoff zum Kriechen neigt, wodurch er sich setzt bzw. schwindet, so dass der Ring insgesamt schrumpft und nicht mehr fest zwischen Auflagefläche und Bördelkragen gehalten ist. Das bedeutet wiederum, dass er bei der Montage der Befestigungsmutter aus dem Haltekragen herausgepresst wird, so dass die angestrebte Drehmomenterhöhung nicht erreicht werden kann.
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Zur Lösung dieses Problems werden bisher nach dem Umbördeln des Bördelkragens den Ring sichernde Vertiefungen in die Außenfläche des Bördelkragens eingeprägt. Dies stellt einen zusätzlichen Verfahrensschritt dar, der die Herstellungskosten erhöht. Dies ist jedoch bei Massenprodukten, wozu diese Befestigungsmutter gehört, von großem Nachteil. Darüber hinaus wird die Zink-Lamellen-Schicht durch einen nachfolgenden Prägevorgang angegriffen, so dass ein zuverlässiger Korrosionsschutz nicht mehr gegeben ist.
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Eine Montage des Rings nach dem Aufbringen der Zink-Lamellen-Beschichtung ist nicht möglich, weil die Beschichtung beim Umbördeln des Bördelkragens wieder abplatzen würde. Darüber hinaus ist kein Kunststoff bekannt, der gegenüber den Einbrenntemperaturen handelsüblicher Zink-Lamellen-Beschichtungen so beständig ist, dass er während des Beschichtungsvorgangs stabil bleibt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Befestigungsmutter so weiterzubilden, dass eine kostengünstigere Herstellung möglich ist und die Zink-Lamellen-Beschichtung nicht beschädigt wird.
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Die Lösung besteht in einer Befestigungsmutter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Auflagefläche und/oder die Innenwand des Bördelkragens mindestens zwei Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsmutter zeichnet sich also dadurch aus, dass die Vertiefungen und/oder Erhöhungen bereits mit der Herstellung der Befestigungsmutter in die Auflagefläche und/oder die Innenwand des Bördelkragens eingeformt sind. Damit wird erreicht, dass der als Verliersicherung dienende Ring auch nach dem Aufbringen der Zink-Lamellen-Beschichtung sicher an der erfindungsgemäßen Befestigungsmutter gehalten ist. Damit wird ein Arbeitsgang im Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Befestigungsmutter eingespart, wodurch die Herstellungskosten erheblich gesenkt werden. Darüber hinaus bleibt die Zink-Lamellen-Beschichtung in jedem Fall unversehrt.
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Die erfindungsgemäß vorgesehenen Erhöhungen und/oder Vertiefungen können bei der Herstellung der Befestigungsmutter, bspw. durch Warmumformen oder Kaltumformen, problemlos eingeformt werden. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Erhöhungen und/oder Vertiefungen bewirken, dass das beim Beschichten der Befestigungsmutter auftretende Schrumpfen des Rings ausgeglichen wird, so dass der Ring auch nach dem Beschichtungsvorgang fest am Mutternkörper gehalten ist. Damit ist sichergestellt, dass bei der Montage der Befestigungsmutter der Ring zuverlässig mit dieser mitdreht, so dass das gewünschte zusätzliche Drehmoment zuverlässig auf die Schraubverbindung aufgebracht wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bevorzugt sind vier, sechs oder acht Erhöhungen und/oder Vertiefungen vorgesehen, die zweckmäßigerweise symmetrisch um die Gewindebohrung gruppiert sein sollten. Damit wird eine besonders wirkungsvolle Sicherung des Rings am Mutternkörper erzielt.
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Die Erhöhungen bzw. Vertiefungen können eine beliebige Form aufweisen. Beispielhaft seien halbkugelförmige, kalottenförmige, pyramidenförmige, rechteckförmige sowie dachkantförmige Erhöhungen bzw. Vertiefungen genannt. Die Form der Erhöhungen bzw. Vertiefungen ergibt sich im Einzelfall aus ihrer Zweckmäßigkeit bei der Herstellung der Befestigungsmutter.
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Auch die Anordnung der Erhöhungen und/oder Vertiefungen auf der Auflagefläche und/oder der Innenwand des Bördelkragens kann beliebig gewählt werden. Die Auflagefläche kann bspw. mit radial angeordneten oder hierzu im Winkelversatz angeordneten rechteckförmigen und/oder dachkantförmigen Erhöhungen und/oder Vertiefungen versehen sein. Es können auch halbkugelförmige, kalottenförmige und/oder pyramidenförmige Erhöhungen und/oder Vertiefungen in radialer Richtung mittig oder außermittig auf der Auflagefläche angeordnet sein. Die Innenwand des Bördelkragens kann bspw. rechteckförmige und/oder dachkantförmige Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen.
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Die zur Montage fertige Befestigungsmutter weist einen auf der Auflagefläche aufliegenden und als Verliersicherung dienenden Ring auf, der vom umgebördelten Bördelkragen gehalten ist. Dieser Ring besteht in der Regel aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem Polyamid.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter im Schnitt mit einem gestrichelt angedeuteten Ring;
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter im Schnitt;
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter im Schnitt;
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4 die erfindungsgemäße Befestigungsmutter gemäß 1 in montagefertigem Zustand;
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter in einer Draufsicht;
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6 die Auflagefläche eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter in einer Draufsicht;
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7 die Auflagefläche eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter in einer Draufsicht.
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Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter 10 weist einen Mutternkörper 11 mit einem umlaufenden radial verbreiterten Bund 12 auf. Der Mutternkörper 11 ist mit einer axialen Gewindebohrung 13 zur Aufnahme eines Gewindebolzens (nicht dargestellt) versehen. Die Befestigungsmutter 10 kann bspw. aus einem hochfesten Stahl hergestellt sein.
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Der Mutternkörper weist an seinem dem radial verbreiterten Bund 12 gegenüberliegenden Ende eine die Gewindebohrung umgebende Auflagefläche 14 für einen als Verliersicherung dienenden Ring 15 auf. Die Auflagefläche 14 erstreckt sich in radialer Richtung in etwa senkrecht zur Mittelachse M der Befestigungsmutter 10.
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Die Auflagefläche 14 ist entlang ihrem Außenumfang von einem umlaufenden Bördelkragen 16 umgeben. Der Bördelkragen 16 erstreckt sich in etwa parallel zur Mittelachse M der Befestigungsmutter 10.
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Die Auflagefläche 14 der Befestigungsmutter 10 ist erfindungsgemäß mit nockenförmigen Erhöhungen 19 versehen. Die Erhöhungen 19 werden bei umgebördeltem Bördelkragen 16 in den Ring 15 hineingedrückt, so dass der Ring 15 auf diese Weise an der Befestigungsmutter 10 fixiert wird.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter 10', die im Wesentlichen wie die Befestigungsmutter 10 gemäß 1 aufgebaut ist. Der einzige Unterschied zu der in 1 gezeigten Befestigungsmutter 10 besteht darin, dass statt der nockenförmigen Erhöhungen halbkugelförmige Vertiefungen 21 vorgesehen sind. Die Vertiefungen 21 bewirken, dass der Ring 15 bei umgebördeltem Bördelkragen 16 in dieselben hineingedrückt und auf diese Weise an der Befestigungsmutter 10' fixiert wird.
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5 zeigt eine mögliche Anordnung der beschriebenen nockenförmigen Erhöhungen 19 bzw. halbkugelförmigen Vertiefungen 21. Im Ausführungsbeispiel sind sechs Erhöhungen 19 und/oder Vertiefungen 21 symmetrisch rund um die Gewindebohrung 13 angeordnet. Die Erhöhungen 19 und/oder Vertiefungen 21 sind im Ausführungsbeispiel in radialer Richtung außermittig auf der Auflagefläche 14 angeordnet, und zwar näher zum Bördelkragen 16 hin. Andere Anordnungen der Erhöhungen 19 bzw. Vertiefungen 21 sind selbstverständlich möglich. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsmutter 10'', die im Wesentlichen wie die Befestigungsmutter 10 gemäß 1 aufgebaut ist. Der einzige Unterschied zu der in 1 gezeigten Befestigungsmutter 10 besteht darin, dass statt der nockenförmigen Erhöhungen in der Auflagefläche 14 rechteckförmige Erhöhungen 22 an der Innenwand 17 des Bördelkragens 16 vorgesehen sind. Die rechteckförmigen Erhöhungen 22 sind oberhalb einer Rille 18 gleichmäßig an der Innenwand 17 verteilt angeordnet. Nach dem Umbördeln des Bördelkragens 16 werden die Erhöhungen 22 in den Ring 15 gedrückt, so dass der Ring 22 an der Befestigungsmutter 10'' fixiert wird.
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4 zeigt die Befestigungsmutter 10 gemäß 1 in montagefertigem Zustand mit umgebördeltem Bördelkragen 16. Der Bördelkragen 16 hält den Ring 15 an der erfindungsgemäßen Befestigungsmutter 10. Der Ring 15 wird ferner gegen die Erhöhungen 19 gepresst. Dies bewirkt, dass der Ring 15 auch nach dem Aufbringen der Zink-Lamellen-Beschichtung auf der Befestigungsmutter 10 sicher fixiert ist.
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Die 6 und 7 zeigen zwei weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Muttern, wobei lediglich die Auflageflächen mit den Erhöhungen und/oder Vertiefungen dargestellt sind. 6 zeigt eine Auflagefläche 14, auf der rechteckförmige Erhöhungen und/oder Vertiefungen 23 symmetrisch um die Gewindebohrung 13 verteilt sind. Die Erhöhungen und/oder Vertiefungen 23 erstrecken sich bis zur Innenwand 17 des Bördelkragens 16 (nicht dargestellt). 7 zeigt eine Auflagefläche 14, auf der Erhöhungen und/oder Vertiefungen 24 mit abgerundetem Ende symmetrisch um die Gewindebohrung 13 verteilt sind. Die Erhöhungen und/oder Vertiefungen 24 erstrecken sich ebenfalls bis zur Innenwand 17 des Bördelkragens 16 (nicht dargestellt).
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Die in den 6 und 7 beispielhaft dargestellten Erhöhungen und/oder Vertiefungen (23, 24) können auch bezogen auf die radiale Richtung im Winkelversatz angeordnet sein (nicht dargestellt).
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Die erfindungsgemäßen Befestigungsmuttern 10, 10', 10'' können durch dem Fachmann bekannte Umformprozesse in einem Arbeitsschritt hergestellt werden, bspw. durch Kalt- oder Warmpressen.