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Title:
NUT THREAD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/071275
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a nut thread for use in an automotive structural component, comprising pitches (13) having a thread material that is compacted in some areas and uncompacted in others. In order to design the nut thread for dynamic and static stresses, a first thread length (9) consists of a compacted thread material and a second thread length (10) consists of an uncompacted thread material.

Inventors:
BETSCH JOCHEN (DE)
HEINRICH DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/014704
Publication Date:
August 04, 2005
Filing Date:
December 24, 2004
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
BETSCH JOCHEN (DE)
HEINRICH DIRK (DE)
International Classes:
B23G1/16; B23G5/00; B23G7/00; F16B33/02; F16B37/00; (IPC1-7): F16B33/02; B23G7/00
Foreign References:
GB2074280A1981-10-28
US1912517A1933-06-06
DE19649190A11998-05-28
Attorney, Agent or Firm:
Bogert, Valentin (Intellectual Property Management IPM-C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Mutterngewinde mit Gewindegängen (13) mit bereichsweise verdichtetem und unverdichtetem Gewindematerial in einem KraftfahrzeugBauteil, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gewindelänge (9) verdichtetes Gewindema terial und eine zweite Gewindelänge (10) unverdichtetes Gewindematerial aufweist.
2. Mutterngewinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewindelänge (9) kürzer ist als die zweite Gewindelänge (10).
3. Mutterngewinde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewindelänge (9) in einem Bereich hoher mechanischer, insbesondere dynamischer, Belastung ange ordnet ist.
4. Mutterngewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gewindelänge (10) in einem Bereich gerin ger mechanischer Belastung angeordnet ist.
5. Mutterngewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verdichtete Gewindematerial durch Furchen ver dichtet ist.
6. Mutterngewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer einseitig geschlossenen Ausgestaltung die erste Gewindelänge (9) im Bereich des geschlossenen Endes (14) angeordnet ist.
7. Verwendung des Mutterngewindes als Befestigungsgewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kurbel gehäuse.
8. Verwendung des Mutterngewindes als Befestigungsgewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Lagerde ckel.
9. Verwendung des Mutterngewindes als Befestigungsgewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Befestigen eines Lagerdeckels (4) auf einem Lagersattel (3) eines Pleuels (1) mit geteiltem Lager.
Description:
DaimlerChrysler AG Mutterngewinde Die Erfindung betrifft ein Mutterngewinde nach dem Oberbeg- riff des Anspruchs 1.

Bei Schraubenverbindungen übertragen sich in jedem Gewinde- gang Lasten entsprechend den lokalen Steifigkeiten. Dabei liegt die höchste Belastung im Schraubengewinde im letzten Gewindegrund, der gerade nicht mehr im Mutterngewinde ist, da sich dort alle Kräfte aus allen Gewindeflanken zur Gesamt- schraubenkraft aufsummieren und die dortige, den Gewindegrund bildende Kerbe lokal einen Ausgangspunkt einer Rissbildung darstellt. Bei einem Mutterngewinde in einem Bauteil wird die Schraubenkraft in das Bauteil mit dem Mutterngewinde übertra- gen und muss lokal mit den Gewindekerben ertragen werden. Aus der DE 196 49 190 AI ist ein Innengewinde bekannt, dessen Ge- windegrund verfestigt ist. Dabei wird das Gewinde profil-und maßgenau spanabhebend geschnitten, wobei der Gewindegrund mit einem derartigen Durchmesseraufmaß versehen wird, dass dieser anschließend mit einem Furchwerkzeug auf einen vorbestimmten Enddurchmesser verdichtet werden kann. Das Mutterngewinde ist besonders für dynamische hoch belastete Befestigungsschrauben geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mutterngewinde in einem Kraftfahrzeug-Bauteil anzugeben, das für dynamische und statische Belastungen ausgelegt und besonders als Befes- tigungsgewinde geeignet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An- spruchs 1 gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Bei einem erfindungsgemäßen Mutterngewinde weist eine erste Gewindelänge verdichtetes Gewindematerial und eine zweite Ge- windelänge unverdichtetes Gewindematerial auf. Dadurch kann einerseits der Vorteil der konventionellen, beispielsweise spanabhebenden Gewindeherstellung hinsichtlich der Kosten als auch der Vorteil der Gewindeherstellung mittels plastischer Verformung hinsichtlich der Belastbarkeit kombiniert werden.

Im verdichteten Gewindematerial ist durch plastische Verfor- mung die Festigkeit gesteigert und die Kerbtoleranz verbes- sert. Vorteilhafterweise ist die erste Gewindelänge in riss- kritischen Zonen mit hoher Belastung angeordnet, während die zweite Gewindelänge in einem Bereich geringer mechanischer Belastung angeordnet ist. So kann die im Wesentlichen tragen- de Gewindelänge aus kostengünstig zu fertigendem unverdichte- tem Material gebildet sein. Vorteile beider Herstellverfahren sind funktionsgerecht umgesetzt.

Ist die erste Gewindelänge kürzer als die zweite Gewindelän- ge, kann der Kostenvorteil der konventionellen spanabhebenden bzw. schneidenden Gewindeherstellung ausgenutzt werden, wäh- rend die aufwändig und teuer durch plastische Verformung her- gestellte Gewindelänge auf einen minimal notwendigen Bereich beschränkt sein kann. So kann es ausreichend sein, nur wenige Gewindegänge durch plastische Verformung zu bilden. Vorzugs- weise ist das verdichtete Gewindematerial durch Furchen er- zeugt. Ein wesentlicher Kostenaspekt dieses Verfahrens be- trifft die hohen Werkzeugkosten, da insbesondere die Stand- zeit der Werkzeuge gering ist. Durch die Kombination von ver- dichteten und unverdichteten Gewindelängen in dem erfindungs- gemäßen Mutterngewinde wird der Einsatz des Furchwerkzeugs nur für kurze Gewindelängen notwendig, so dass dessen Abnut- zung verringert und die Standzeit verbessert werden kann.

Ist bei einer einseitig geschlossenen Ausgestaltung die erste Gewindelänge im Bereich des geschlossenen Endes angeordnet, kann die plastische Verformung auf die wenigen dynamisch am höchsten belasteten Gewindegänge beschränkt werden, während das restliche Gewinde konventionell durch spanabhebende Bear- beitung bzw. Schneiden kostengünstig hergestellt werden kann.

Bevorzugt ist die Verwendung des Mutterngewinde als Befesti- gungsgewinde in einem Kurbelgehäuse und/oder in einem Lager- deckel und/oder zum Befestigen eines Lagerdeckels auf einem Lagersattel eines Pleuels mit geteiltem Lager.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahl- reiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßi- gerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.

Dabei zeigen : Fig. 1 einen Schnitt durch ein geteiltes Pleuel mit erfin- dungsgemäßem Mutterngewinde, und Fig. 2 eine Detailansicht eines Sacklochgewindes.

Der in der Figur 1 dargestellte Schnitt zeigt ein erfindungs- gemäßes Mutterngewinde bei einem bevorzugten geteilten Pleuel 1 mit einem Pleuelauge 2, das von einem Lagerdeckel 3 und ei- nem Lagersattel 4 umgeben ist. Der Lagerdeckel 3 ist mit dem Lagersattel 4 durch zwei Schraubverbindungen mit einer ersten Bohrung 5 und einer zweiten Bohrung 6 verbunden, in denen Schrauben 7a, 7b eingeschraubt sind. Die zweite Bohrung 6 bildet ein Sackloch mit einem Ende 14, welches im Material des Pleuels 1 einseitig geschlossen ist, während die erste Bohrung 5 ein offenes Ende aufweist. Im Bereich des von den Schraubenköpfen der Schrauben 7a, 7b entfernten Endes der Bohrungen 5,6 sind Gewindeflanken und Gewindegrund durch vorzugsweise durch Furchen verdichtetes Gewindematerial ge- bildet, während die im wesentlichen tragende Gewindelänge konventionell und kostengünstig durch unverdichtetes Gewinde- material gebildet ist.

Fig. 2 zeigt ein Detail der zweiten Bohrung 6 der Figur 1.

Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Bohrung 6 mit Gewindegängen 13 ist als Sackloch mit einem ge- schlossenen Ende 14 ausgeführt.

Eine erste Gewindelänge 9 am geschlossenen Ende 14 weist ver- dichtetes Gewindematerial auf, bei dem Gewindeflanken 11 und Gewindegrund 12 mittels eines Furchwerkzeugs durch plastische Verformung des Gewindematerials gebildet sind. Eine zweite, größere Gewindelänge 10 weist unverdichtetes Gewindematerial auf, bei dem Gewindeflanken 11 und Gewindegrund 12 das durch konventionelles Schneiden bzw. spanabhebendes Bearbeiten ge- formt sind. Der Übersichtlichkeit wegen sind nur jeweils eine Gewindeflanke 11 bzw. Gewindegrund 12 mit Bezugszeichen be- ziffert. Die erste Gewindelänge 9 beschränkt sich auf wenige Gewindegänge, die dynamisch besonders hoch belastet sind und ist wesentlich kürzer ist als die zweite Gewindelänge 10.

Die zweite Gewindelänge 10 in ist einem Bereich geringer me- chanischer Belastung angeordnet und übernimmt im Wesentlichen statische Belastungen der Schraubverbindung.




 
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