DE2954264C2 - Stempel zur Herstellung eines selbstsichernden Befestigungselements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stempel zur Herstellung eines selbstsichernden Befestigungselementes, insbesondere einer Mutter, eines Bolzens, einer Schraube oder dgl., mit an der Arbeitsfläche vorgesehenen geraden Zähnen, die in einer Vielzahl von getrennten Gruppen angeordnet sind und deren Höhe größer als der axiale Abstand zwischen der Arbeitsfläche und den Zahnwurzeln ist.

Aus der GB-PS 12 34 131 ist ein selbstsicherndes Befestigungselement bekannt, das einen Kragen oder Flansch mit einer flachen kreisförmigen Auflagefläche ⁴^ aufweist, die radial gerichtete Zähne enthält, welche in drei Gruppen aufgeteilt sind, wobei die Anzahl der Zähne in den einzelnen Gruppen gleich oder unterschiedlich sein kann. Die Zähne in den einzelnen Gruppen erstrecken sich in Radialrichtung zwischen dem Außendurchmesser und etwa dem mittleren Durchmesser des Kragens. Wegen der radialen Verzahnung ist die Höhe der Zähne an der Außenseite der Auflagefläche am größten, während sie sich nach innen hin auf Null verkleinert. Das zur Herstellung dieses bekannten Befestigungselementes dienende Werkzeug bzw. der Stempel dürfte daher nur eine kurze Standzeit haben.

Aus der US-PS 21 47 209 ist ebenfalls ein selbstsicherndes Befestigungselement bekannt, bei dem die Zähne in mehrere Gruppen unterteilt sind und die Zähne jeder Gruppe einen spiralförmigen Verlauf haben. Der Querschnitt jedes Zahnes und damit die Höhe der einzelnen Zähne längs ihrer spiralförmigen Erstreckungslänge ist unterschiedlich, indem die Zähne ^b5 nahe dem äußeren Umfang des bekannten Befestigungselementes ihre größte Höhe aufweisen. Der Stempel bzw. das Werkzeug zur Herstellung eines derartigen Befestigungselementes ist daher nicht nur kompliziert, sondern infolge der unterschiedlichen Höhe der Zähne dürfte die Standzeit eines derartigen Werkzeuges relativ gering sein.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die Verschleißfestigkeit des Werkzeuges zu erhöhen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Zähne in Jeder Gruppe untereinander parallel liegen, daß die Höhe der Zähne über ihre gesamte Länge gleichbleibend ist und daß die Spitzen und Wurzeln der Zähne von allen Gruppen in jeweils einer gemeinsamen Radialebene liegen.

Die Wirkung bei dem erfindungsgemäßen Stempel zur Herstellung des selbstsichernden Befestigungselementes ist darin zu sehen, daß die Kuppen oder Spitzen und die Wurzeln der Zähne senkrecht zur Achse liegen, weil der Abstand zwischen den Zähnen längs ihrer gesamten Länge konstant ist. Die Kuppen und Wurzeln der Zähne liegen somit in zwei parallelen Ebenen senkrecht zur Achse des Stempels. Wegen der Aufteilung der Zähne auf eine Vielzahl von separaten Gruppen befinden sich zwischen den Zahngruppen an der Arbeitsfläche ebene nicht mit Zähnen versehene Oberflächenbereiche, die ebenfalls senkrecht zur Stempelachse liegen. Da die Formgebung der auszubildenden Zähne an jeder Stelle gleich ist, wirkt bei der Hei Stellung des Befestigungselementes auf den Stempel im wesentlichen ein gleicher Druck ein. Die Lebensdauer des Stempels ist daher um ein Vielfaches größer als bei Stempeln zur Herstellung der bekannten Befestigungselemente.

Bezüglich Weiterbildungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht von einem Befestigungselement in Gestalt einer Flanschmutter, hergestellt mit einem erfindungsgemäß aufgebauten Stempel,

Fig.2 eine Unteransicht des Befestigungselementes nach Fig. 1,

Fig 3 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie IH-III in Fi g. 2,

Fig.4 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine geschnittene Teilansicht längs der Schnittlinie V-V in Fig.6 von einem Stempel zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Befestigungselementes, und

F i g. 6 eine Draufsicht auf den Stempel nach F i g. 5.

Das Befestigungselement in Form von einer Flanschmutter gemäß Fig.! bis 4 umfaßt den eigentlichen Mutterteil 1 und einen Ringflansch 2, der an der Unterseite des Mutterteiles 1 angeordnet ist. Die Bohrung im Mutterteil trägt ein Schraubgewinde 3. An der Unterseite des Ringflansches 2 ist die Auflagefläche 4 ausgebildet.

Die Auflagefläche 4 weist eine Verzahnung 5 auf, deren Zähne in drei getrennten Gruppen 6, 7 und 8 vorgesehen sind. Die Zähne 5 von jeder Gruppe liegen parallel zueinander, und die Höhe der Zähne 5 bleibt über ihre gesamte Länge gleich. Außerdem sind die Zähne höher als der axiale Abstand zwischen der Auflagefläche 4 und den Zahnwurzeln, so daß sich die Zähne mit ihren Kuppen über die Auflagefläche hinaus erstrecken, vgl. Fig. 1, 3 und 4. Die Kuppen oder Spitzen der Zähne 5 sowie die Zahnwurzeln liegen auf parallelen Ebenen senkrecht zur Achse des Befestigungselementes. Die Breite der Zähne ist über die

gesamte Länge gleich, und samtliche Zähne 5 haben die gleiche Breite. Die Höhe, über die sich die Zähne 5 über die Auflagefläche 4 hinaus erstrecken, ist in F i g. 3 mit χ bezeichnet, wobei χ Werte von 0,06 bis 0,09 mm annehmen kann.

Nach Fig. 2 stehen die äußeren Zähne von benachbarten Gruppen in Abstand voneinander und erstreckt sich der längste Zahn 5' von jeder Gruppe tangential zum äußeren Umfang des Schraubgewindes 3 im Befestigungselement. Bei der Ausführung des Befestigungselementes nach Fig. 1, 2, 3 und 4 umfaßt jede Gruppe fünf Zähne, doch kann die Anzahl selbstverständlich höher oder geringer sein.

Erfindungsgemäß sind die Gruppen 6, 7 und 8 an Zähnen 5 ferner in gleichem Abstand voneinander längs des Umfanges der Auflagefläche 4 verteilt, in der erfindungsgemäß die drei Zahngruppen ausgebildet sind. Der Umfangswinkel α zwischen den Radien 9, 10 und 11, die parallel zu den Zähnen 5 durch die Gruppen 6, 7 und 8 gelegt sind, beträgt jeweils 120°.

Der Pfeil 12 in F i g. 1 und 2 gibt die Richtung für das Anziehen des Befestigungse'.ementes an.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Befestigungselementes in Form der in Fig. 1, 2, 3 und 4 gezeigten Flanschmutter sind drei große flache Auflagebereiche 4 an der Unterseite des Ringflansches ausgebildet. Durch Vergrößerung oder Verkleinerung der Anzahl an Zähnen 5 oder der Anzahl an Zahngruppen kann die Fläche der flachen Auflagebereiche 4 entsprechend erhöht oder verringert werden.

Das Befestigungselement nach Fig. 1 bis 4 ist iii die Form einer Flanschmutter gezogen worden, doch kann die Erfindung ebensogut an einem Bolzen mit hexagonalem oder einem anderen polygonalen Kopf angewendet werden, wobei der Kopf an der Unterseite mit einem Ringflansch versehen ist. Anstelle der Bohrung in der Mutter mit dem Schraubgewinde 3 trägt in diesem Fall der von unterhalb der Auflagefläche 4 abstehende Schaft ein Schraubenaußengewinde. Die Auflagefläche 4 des Bolzenkopfes ist in der gleichen Weise, wie zuvor beschrieben und in F i g. 1 bis 4 gezeigt, mit Zähnen 5 versehen. Die Erfindung läßt sich jedoch ebenfalls bei anderen Schrauben oder anderen

ίο ähnlichen Befestigungselementen vorsehen.

Der Stempel oder das Preßwerkzeug nach der Erfindung zur Herstellung des Befestigungselementes trägt das Bezugszeichen 13 und ist in F i g. 5 und 6 gezeigt. Der Stempel 13, von dem in Fig.5 nur der obere Abschnitt dargestellt ist, weist eine Arbeitsfläche 14 auf, auf der eine Verzahnung 15 ausgebildet ist. Der Stempel ist hohl und mit einer Bohrung 19 versehen, deren Durchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des Schraubgewindes im Befestigungselemert 1

gemäß F i g. 1 bis 4 entspricht.

Die Zähne 15 am Stempel 13 haben die gleiche Formgebung wie die Zähne 5 am Befestigungselement gemäß F i g. 1 bis 4, sind jedoch komplementär zu diesen Zähnen ausgebildet. Die Verzahnung 15 umfaßt drei Gruppen 16, 17 und 18 aus jeweils fünf Zähnen, wobei die parallel zu den Zähnen durch die Gruppen 16,17 und 18 gelegten Radien 20, 21, 22 untereinander einen Umfangswinkel von 120° einschließen. Ferner ragen bei dem Stempel 13 gemäß F i g. 5 und 6 die Zähne mit ihren Kuppen oder Spitzen über die Arbeitsfläche 14 hinaus, wobei die Höhe γ, mit der die Zähne über die Arbeitsfläche hinausragen, gleich der Wegstrecke α sein kann, über die die Zähne 5 über die Auflagefläche 4 bei dem Befestigungselement gemäß F i g. 1 bis 4 vorstehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stempel zur Herstellung eines selbstsichernden Befestigungselementes, insbesondere einer Mutter, eines Bolzens, einer Schraube oder dgl., mit an der Arbeitsfläche vorgesehenen geraden Zähnen, die iu einer Vielzahl von getrennten Gruppen angeordnet sind und deren Höhe größer als der axiale Abstand zwischen der Arbeitsfläche und den Zahnwurzeln ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (15) in jeder Gruppe (16, 17, 18) untereinander parallel liegen, daß die Höhe der Zähne über ihre gesamte Länge gleichbleibend ist und daß die Spitzen und Wurzeln der Zähne von allen Gruppen in jeweils einer gemeinsamen Radialebene liegen.

2. Stempel nach Anspruch 1, wobei di-e äußeren Zähne von benachbarten Gruppen in Abstand voneinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß sich der längste Zahn (15') von jeder Gruppe tangential zu einer Bohrung (19) im Stempel (13) erstreckt.

3. Stempel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen (16, 17, 18) von Zähnen (15) in gleichem Abstand längs des Umfanges der Arbeitsfläche (14) angeordnet sind.

4. Stempel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei Gruppen (16, 17, 18) von Zähnen (15) vorgesehen sind, wobei der Winkelabstand (α) zwischen parallel zu den Zähnen durch die Gruppen gelegten Radien (20,21,22) 120° beträgt. Jo