PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE602004000126T2 29.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001477250
Titel Verfahren zur Herstellung von selbststanzenden Muttern
Anmelder Yugenkaisha Shinjo Seisakusho, Osaka, JP
Erfinder Shinjo, Tadashi, Sakai-shi, Osaka, JP
Vertreter Dr. Weber, Dipl.-Phys. Seiffert, Dr. Lieke, 65183 Wiesbaden
DE-Aktenzeichen 602004000126
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 28.04.2004
EP-Aktenzeichen 042524736
EP-Offenlegungsdatum 17.11.2004
EP date of grant 12.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.2006
IPC-Hauptklasse B21K 1/70(2006.01)A, F, I, 20060331, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen selbststanzender Muttern. Einige Arten von selbststanzenden Muttern sind im Stand der Technik bekannt, und ein Beispiel ist in der US-A-2,707,322 oder auch in der US-A-3,152,628 dargestellt. Diese Muttern haben eine rechteckige Form (üblicherweise als „universeller Typ" bezeichnet), und sie haben die grundlegendste Struktur, wie sie für die Verwendung in großem Maßstab bei der Herstellung von Teilen von Automobilen ausgelegt ist.

Die 7(a) und 7(b) der beigefügten Zeichnungen veranschaulichen die selbststanzende Mutter nach dem Stand der Technik, bei welcher der Korpus 1 der Mutter in der Draufsicht eine rechtekkige Form hat. Diese Mutter hat einen in etwa quadratischen Führungsabschnitt 3, der um eine zentrale Gewindebohrung 2 herum ausgebildet ist, und dieser Abschnitt hat eine obere Fläche zum Durchstanzen einer Metallplatte. Flansche 4 und 4 stehen seitwärts von dem unteren Endbereich gegenüberliegender Seitenwände des Führungsabschnitts 3 hervor. Diese Flansche 4 dienen dazu, die Mutter in dem in die Metallplatte oder durch die Metallplatte eingesetzten Zustand zu sichern und um auch eine Schraube sicher in Position zu halten, die in die Gewindebohrung 2 eingeschraubt ist. Ein Paar seitlicher Nuten 5 und 5, die voneinander abgewandt sind, gehen von den entsprechenden Flanschen 4 und 4 aus und verlaufen in Richtung der oberen Fläche des Führungsabschnitts 3. Kantenbereiche eines gestanzten Loches, welche die Metallplatte 10 durchdringen, werden verstemmt und in diese seitlichen Nuten 5 hineingepreßt. Schultern 6 und 6, welche obere Enden der Nuten 5 definieren, sind einstückig mit der Oberseite des Führungsabschnitts 3 hergestellt, so daß sie sich parallel zu den entgegengesetzten Seitenwänden desselben erstrecken. Im Gebrauch wirkt der Führungsabschnitt dieser Mutter, der auf einem Amboß oder dergleichen 7 gehalten wird, mit einem Verstemmungsgesenk bzw. -stempel 8 zusammen, um ein Loch in die Metallplatte 10 zu stanzen. Gleichzeitig mit einer solchen Stanzbewegung drückt ein Paar von Verstemmungsblättern 9 und 9 des Gesenkwerkzeuges 8 die gegenüberliegenden Kantenbereiche des gestanzten Loches in die Nuten, wie man in 7 erkennen kann. Die Schultern 6 umgreifen damit hakenförmig und sicher diese Kantenbereiche, um diesen selbststanzenden Mutterkorpus 1 in dem durch die Metallplatte 10 hindurchgedrückten Zustand zu fixieren.

Im allgemeinen ist der rechtwinklige Typ selbststanzender Muttern, wie er in 7(a) dargestellt ist, unter Verwendung eines länglichen Rohmaterials zum Herstellen von Spiralfedern hergestellt worden, wie es beispielsweise in der US-A-3,999,659 dargestellt ist. Vorzugsweise wird dieses Material vorbearbeitet, so daß es einen profilierten Querschnitt hat, der die Längsnuten liefert, welche den seitlichen Nuten 5 und 5 in jedem Führungsabschnitt 3 entsprechen. Vor oder nach dem Abtrennen des länglichen Materials zu Stücken als noch nicht fertiggestellte Muttern wird vorzugsweise ein grobes Loch in jedem Teil hergestellt bzw. geöffnet, welches einem Gewindeherstellungsvorgang ausgesetzt wird. Jedoch sind runde Ausgangsstäbe nicht unbedingt einfach durch eine Matrize zu rollen oder zu ziehen, um ein solches profiliertes, längliches Material herzustellen. Demnach war die Herstellung der selbststanzenden Muttern nach dem Stand der Technik wesentlich teurer als im Fall der Herstellung gewöhnlicher Muttern.

Unterschiedliche Aspekte und Merkmale der Erfindung sind in den anhängenden Ansprüchen definiert. Merkmale der abhängigen Ansprüche können mit Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombiniert werden.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer selbststanzenden Mutter bereit, welche einen Führungsabschnitt hat, der an einem der gegenüberliegenden Stirnflächen ausgebildet ist und von diesem hervorsteht, um so eine Gewindebohrung zu umfassen, die einen Korpus der Mutter durchdringt. Dieser Korpus der selbststanzenden Mutter muß für sich als ein Stanzstempel zum Stanzen eines Loches durch beispielsweise eine Metallplatte in der Weise dienen, daß gegenüberliegende Bereiche einer geschlossenen und in etwa rechtwinkligen Kante des Loches so verstemmt werden können, daß sie sich in der Mutter verbeißen und sie in Position halten. Ein solcher Befestigungsvorgang kann augenblicklich und in einem automatisch zuschnappenden Vorgang stattfinden.

Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren der Massenherstellung des rechteckigen Typs selbststanzender Muttern in der Weise bereit, daß eine konventionelle Mutterformeinrichtung verwendet werden kann, um preiswert die seitlichen Nuten in gegenüberliegenden Seitenwänden eines Führungsabschnitts jeder Mutter auszubilden. Das Verfahren der Erfindung weist den Schritt auf, daß zuerst und vorläufig in eine geschlossene Form ein rohes Metallstück in Form eines Parallepipeds hineingepreßt wird, um einen Mutterrohling bereitzustellen, der an einem oberen Abschnitt einen in etwa quadratischen Führungsabschnitt hat, der in der Lage ist, eine Metallplatte zu durchstanzen, wobei der Mutterrohling an einem Endabschnitt ein Paar von Flanschen hat, die sich seitwärts von gegenüberliegenden Seitenwänden des Führungsabschnitts aus erstrecken. Das Verfahren weist weiterhin die Schritte auf, daß zum zweiten der Mutterrohling geprägt wird, um ein Paar von einander gegenüberliegenden Graten zu bilden, die sich entlang von und einstückig mit gegenüberliegenden oberen Kanten des Führungsabschnitts erstrecken, und zum dritten Einpressen des Mutterrohlings in eine offene Form, so daß die Grate seitlich und nach außen gesenkgeschmiedet werden, um Schultern zu bilden, so daß eine seitliche Nut in der Seitenwand und zwischen jeder Schulter und einem der Flansche, die ihr gegenüberliegen, gebildet wird. Das Verfahren der Erfindung weist weiterhin die Schritte auf, daß zum vierten eine grobe Bohrung axial durch den Führungsabschnitt herstellt wird und schließlich ein Innengewinde in der inneren Umfangsfläche der groben Bohrung geschnitten bzw. ausgebildet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können obere und untere runde Aussparungen oder Einsenkungen im Zentrum des Mutterrohlings und gleichzeitig mit dem Schritt des Prägens des Mutterrohlings ausgebildet werden. In solch einer Ausführungsform kann der Prägungsschritt selbst ebenso wie oder statt dessen der spätere Schritt des Bohrens der Durchgangsbohrung in einem beträchtlichen Maß erleichtert werden. Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Teile durchgehend durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und in denen:

1(a) ein vertikaler Querschnitt der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Vorrichtung ist, die einen Mutterrohling von einem Rohmaterial abtrennt,

1(b) eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Mutterrohlings ist,

2(a) ein vertikaler Querschnitt der Vorrichtung ist, die verwendet wird, um zunächst den Mutterrohling zu pressen, um darin einen groben Führungsabschnitt auszubilden,

2(b) eine vergrößerte perspektivische Ansicht des auf diese Weise vorab gepreßten Mutterrohlings ist,

3(a) ebenfalls eine vertikale Schnittansicht der Vorrichtung ist, die verwendet wird, um weiterhin Grate in dem Führungsabschnitt eines Mutterrohlings auszubilden,

3(b) eine vergrößerte perspektivische Ansicht des auf diese Weise bearbeiteten Mutterrohlings ist, der derartige Grate hat,

4(a) in ähnlicher Weise eine vertikale Schnittansicht der Vorrichtung ist, die verwendet wird, um im folgenden weiterhin Schultern und seitliche Nuten in dem Führungsabschnitt des Mutterrohlings auszubilden,

4(b) eine vergrößerte perspektivische Ansicht des auf diese Weise bearbeiteten Mutterrohlings ist, der derartige Schultern und Nuten hat,

5(a) eine vertikale Schnittansicht der Vorrichtung ist, die verwendet wird, um weiterhin eine grobe Bohrung auszubilden, die danach mit einem Gewindewerkzeug bearbeitet wird, so daß sie ein Innengewinde hat,

5(b) eine vergrößerte perspektivische Ansicht des auf diese Weise bearbeiteten Mutterrohlings ist, so daß er eine Bohrung ohne Gewinde hat,

6(a) eine Draufsicht auf eine selbststanzende Nutmutter ist, die abschließend mit einem Gewinde versehen und durch einen Vorgang fertiggestellt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den vorangehenden Zeichnungen dargestellt ist,

6(b) eine Draufsicht von vorn auf die selbststanzende Mutter ist,

7(a) eine Draufsicht von vorn auf den rechtwinkligen, selbststanzenden Muttertyp nach dem Stand der Technik ist, bevor er an einer Metallplatte angebracht ist, und

7(b) ebenfalls eine Draufsicht von vorn auf die selbststanzende Mutter nach dem Stand der Technik ist, nachdem sie an einer Metallplatte angebracht worden ist.

Es wird nun unter Bezug auf die beigefügten Figuren eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die 1(a) bis 5(b) einen Mutterrohling zeigen, der in einem üblichen und in weitem Umfang verwendeten Mutterformer mit den aufeinanderfolgenden Schritten für das Herstellen einer selbststanzenden Mutter bearbeitet wird.

Die 1(a) und 1(b) zeigen den ersten Schritt des Herstellens eines rohen Mutterrohlings 12, der mit der erforderlichen Länge abgeschnitten ist, die einer selbststanzenden Mutter entspricht. Eine Stahlstange 11 mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, aus welcher üblicherweise eine Spiralfeder gebildet wird, wird in diesem Fall in einer Hülse angeordnet und durch diese hindurch bewegt und dann trennt ein Messer 31 von der Stange 11 den Rohling 12 mit dem Längenabschnitt ab, der aus der Hülse hervorsteht. Die Bezugszahl 32 bezeichnet ein Anschlagteil, um einen Abstand bzw. eine Länge entsprechend einem gegebenen Maß festzulegen.

Die 2(a) und 2(b) zeigen den zweiten Schritt eines vorläufigen Gesenkschmiedens des rohen Mutterrohlings 12 in einer geschlossenen Form. Ein Stempel 34 dieser Form hat diesen Rohling in ein Gesenk 33 gepreßt, um auf diese Weise einen noch unfertigen Mutterrohling 13 herzustellen. Der auf diese Weise gesenkgeschmiedete Mutterrohling 13 hat einen groben Führungsabschnitt 14 und ein Paar von Flanschen 16. Der Führungsabschnitt 14 hat eine in etwa quadratische Stirnfläche, die sich zu Seitenwänden 15 fortsetzt, wobei die Flansche 16 obere Flächen haben, die in einem Abstand unterhalb dieses Führungsabschnitts angeordnet sind. Ein unteres Teil 17 (in dem auf den Kopf gestellten Zustand innerhalb der Form, die 2(a) zeigt) dieses Mutterrohlings 13 einschließlich der einstückig ausgebildeten Flansche 16 ist als Pyramidenstumpf mit quadratischer Grundfläche ausgebildet. Eine solche pyramidenstumpfförmige Konfiguration erleichtert den Schmiedevorgang und verbessert die Maßhaltigkeit des Rohlings 13. Die weitere Bezugszahl 35 kennzeichnet einen Ausstoßstempel.

3(a) und 3(b) zeigen den nächsten Schritt des weiteren Gesenkschmiedens des Mutterrohlings 13. Hier wird ein Paar von Graten 20 ausgebildet, die mit den oberen Kanten der beiden gegenüberliegenden Seitenwände 15 des Führungsabschnitts 14 einstückig sind und von diesem hervorstehen. Im einzelnen wird der Mutterrohling 13, der im vorangehenden Schritt hergestellt worden ist, innerhalb eines weiteren Gesenks 36 von oben nach unten gewendet, bevor ein Paar weiterer Stempel 37 und 38, die einander gegenüberliegen, den dazwischen erfaßten Rohling pressen. Aussparungen 18 und 19 werden auf diese Weise in der Oberseite des Führungsabschnitts 14 und dem Boden 17 des Mutterrohlings zentral ausgebildet. Diese Aussparungen bzw. Vertiefungen 18 und 19 sind koaxial zueinander angeordnet, was den späteren Schritt des Bohrens eines groben Lochs, welches später mit Gewinde versehen wird, erleichtert. Die oberen Kanten der einander gegenüberliegenden Seitenwände 15 des Führungsabschnitts 14 werden in die Hohlräume oder Lücken 39 hineingepreßt, die zwischen dem unteren Endabschnitt des Stempels 38 und dem quadratischen äußeren Umfang des Gesenks 36 definiert sind. Diese oberen Kanten, welche in diese Lücken 39 hineingequetscht werden, werden demnach so geformt, daß sie den Führungsabschnitt mit den parallelen Graten 20 versehen.

Die 4(a) und 4(b) zeigen den nachfolgenden Schritt des Ausbildens von Schultern 21 und seitlichen Nuten 22 in und entlang der Seitenwände 15 eines Führungsabschnitts 14, ebenfalls durch Gesenkschmieden. Im einzelnen wird der Mutterrohling 13, der die beiden Grate 20 hat, wie sie soeben oben beschrieben wurden, zunächst in einem offenen Hohlraum 41 eines weiteren Gesenks 40 angeordnet. Seitenwände der Flansche 16 werden in diesem Hohlraum in Position gehalten, während der Führungsabschnitt 14 dieses Rohlings an die Oberseite bzw. Decke 42 des Hohlraums 41 gedrückt wird. Dann werden die Grate 20 seitlich in entgegengesetzten Richtungen weggedrückt, so daß sie die Schultern 21 bilden, die mit den oberen Enden der Seitenwand des Abschnitts 14 einstückig und bündig hergestellt werden. Jede seitliche Nut 22 erscheint demnach zwischen der Schulter 21 und dem entsprechenden Flansch 16 parallel zu der mittleren Höhe jeder Seitenwand 15 unterhalb der Schulter 21. Der Mutterrohling 13, der auf diese Weise halbfertig ist, kann nunmehr fertiggestellt werden, um eine vollständige, selbststanzende Mutter bereitzustellen.

Die Bezugszahl 44 bezeichnet einen weiteren Ausstoßstempel.

5(a) und 5(b) zeigen den vorletzten Schritt des Bohrens einer groben Bohrung 23 in und durch den Mutterrohling 13, wie er aus dem Preßschritt, der in den 4(a) und 4(b) gezeigt ist, hervorgeht. Dieser Rohling wird in einem weiteren Gesenk 45 angeordnet, so daß ein Stoßstempel 47 mit einem Amboß 48 zusammenwirkt, um eine axiale Bohrung 23 ohne Gewinde zu bilden.

6(a) und 6(b) zeigen eine fertige, selbststanzende Mutter 25 mit einem Innengewinde 24, das in und entlang des inneren Umfangs der Bohrung 23 geformt ist, die in den vorherigen in den 5(a) und 5(b) gezeigten Schritten ausgebildet wurde. Es kann eine beliebige Gewindeformungs- bzw. -schneidmaschine verwendet werden, um die axiale Bohrung mit einem Gewinde zu versehen.

Aufgrund der wiederholten Preßschritte, die mit dem Rohling einer Mutter 25 durchgeführt werden, hat der sogenannte Effekt des „Bearbeitungshärtens" stattgefunden. Ein solcher gehärteter Führungsabschnitt 14 ist wahrscheinlich fest genug geworden, um eine gewöhnliche Metallplatte 10 zu durchstanzen. Die Platte kann möglicherweise aus einem Metall viel höherer Zähigkeit bestehen, wie zum Beispiel einem rostfreien Stahl oder einem hoch zugfesten Stahl. In diesem Fall kann der Führungsabschnitt 14 verstärkt werden, indem die selbststanzende Mutter 25 insgesamt einer geeigneten Härtungsbehandlung, wie zum Beispiel dem Kohlenstoffsinterprozeß, ausgesetzt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die selbststanzenden Muttern vom rechtwinkligen Typ unter Verwendung eines gewöhnlichen Mutternformers in großem Maßstab und mit niedrigeren Kosten hergestellt werden, ohne daß ein Walz- oder Ziehvorgang benötigt wird.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Herstellen von selbststanzenden Muttern (25), welches die Schritte aufweist:

    zunächst und vorläufig Eindrücken eines rohen Metallstückes (12) in Form eines Parallelepipets in eine geschlossene Form, um so einen Mutterrohling (13) bereitzustellen, welcher in seinem oberen Bereich einen etwa rechteckigen Führungsabschnitt (14) hat, der in der Lage ist, eine Metallplatte zu durchstoßen, wobei der Mutterrohling (13) in seinem unteren Bereich ein Paar von Flanschen (16) aufweist, die von gegenüberliegenden Seitenwänden (15) des Führungsabschnitts in seitlicher Richtung fortgesetzt sind,

    als Zweites Prägen des Mutterrohlings (13), um ein Paar von Graten zu bilden, die einander zugewandt sind und die sich entlang gegenüberliegenden oberen Kanten des Führungsabschnitts (14) erstrecken und einstückig mit diesen ausgebildet sind,

    als Drittes Pressen des Mutterrohlings (13) in eine offene Form, so daß die Grate (20) nach außen ins Gesenk gedrückt werden, um Schultern in der Weise zu bilden, daß eine seitliche Nut (22) in der Seitenwand und zwischen jeweils einer Schulter und einem der ihr zugewandten Flansche ausgebildet wird,

    als Viertes Bohren eines groben Lochs (23) axial durch den Führungsabschnitt (14), und schließlich Schneiden eines Innengewindes (24) in die innere Umfangsfläche des groben Loches (23).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine obere Aussparung (18) ebenso wie eine untere Aussparung (19) zentral in dem Mutterrohling (13) und gleichzeitig mit dem Schritt des Prägens des Mutterrohlings zum Ausbilden der Grate (20) daran ausgebildet wird.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com