DE60211471T2

DE60211471T2 - Schweissmutter

Info

Publication number: DE60211471T2
Application number: DE2002611471
Authority: DE
Inventors: Youichi Chiba-shi Ohta
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2022-03-21
Also published as: DE60211471D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißmutter.
Falls eine Schweißmutter in der in den 6 und 7 dargestellten Weise auf eine Eisenplatte geschweißt wurde, war die Schweißmutter in einem Zustand befestigt, in dem ein Spalt von näherungsweise 0,05 mm bis 0,1 mm zwischen dem Hauptkörper der Schweißmutter und der Eisenplatte vorlag. Insbesondere im Falle von Automobilteilen und dergleichen trat ein Problem auf: Wenn eine Montage durch Verbinden und Verschrauben eines in der in den 6 und 7 dargestellten Art verschweißten Teils mit einem anderen Teil durchgeführt wurde, konnte durch einen Spalt zwischen der Schweißmutter und der Eisenplatte Wasser, beispielsweise Regenwasser, eindringen.
Um ein solches Problem des Standes der Technik anzugehen, wurde versucht, das Eindringen von Wasser zu verhindern, indem das Schweißteil so modifiziert wurde, dass es einen ringförmigen Schweißbuckel besaß, wie in den 8 und 9 dargestellt, oder indem nach dem Schweißen ein Dichtmittel an einem Kontaktbereich der verschweißten Mutter angebracht wurde, wie in den 10 und 11 dargestellt.
Zuvor vorgeschlagene Schweißmuttern, bei denen die Schweißbuckel kreisförmig sind, sind in der US-A-4,263,831 beschrieben. Eine andere zuvor vorgeschlagene Schweißmutter, in der die Schweißbuckel eine radiale oder rechteckige Gestalt besitzen, ist in der US-A-3,140,738 beschrieben.
Im Falle des ringförmigen Schweißbuckels muß aufgrund von Schweißproblemen ein kostenintensiver Schweißer in Anspruch genommen werden. Im Falle der Verwendung des Dichtmittels ist ein zusätzlicher Verfahrensschritt zum Anbringen des Dichtmittels erforderlich, wodurch Probleme einschließlich hoher Kosten verursacht werden.
Die vorliegende Erfindung will sich mit den Problemen des Standes der Technik befassen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein erfolgreiches Befestigen einer Schweißmutter und einer Eisenplatte miteinander in einer eng und dicht schließenden Art derart, dass in der Nachbarschaft eines Schweißbuckels insbesondere um den Schweißbuckel herum eine Nut vorgesehen ist, wobei zusätzliches metallisches Material an der Schweißmutter während des Schweißens dort eindringen kann, so dass Spalte beseitigt werden.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, das Verschweißen der Schweißmutter mit der Eisenplatte in einer engen und fest beziehungsweise dicht passenden Art ohne Ausbildung eines Spaltes zwischen der Eisenplatte und der Mutter zu vereinfachen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Schweißmuttern zu schaffen, die das Durchführen eines Schweißvorgangs zwischen der Schweißmutter und der Eisenplatte in einer fest beziehungsweise dicht passenden Art ermöglichen, wobei kostengünstige Verfahren verwendet werden, die die Inanspruchnahme eines kostenintensiven Schweißers oder das Durchführen von Abdichtungsoperationen nicht erfordern.
Die vorliegende Erfindung betrifft folglich eine Schweißmutter, die in der Nachbarschaft eines Schweißbuckels eine Nut besitzt, wobei die Form der Nut im Querschnitt trapezförmig ist und der Schweißbuckel annähernd rechtwinklig ist und entlang des umlaufenden Außenrandes der Schweißmutter angeordnet ist.
Die Nachbarschaft des Schweißbuckels ist vorzugsweise dessen Außenumfang.
Die Nut ist in vorteilhafter Weise durchgehend ausgebildet.
Die Nut liegt vorzugsweise benachbart zum Schweißbuckel.
Die planare Gestalt des Schweißbuckels ist vorzugsweise leicht bogenförmig ausgebildet.
Die Querschnittsform des Schweißbuckels ist in vorteilhafter Weise annähernd dreieckig.
Es ist vorzugsweise eine Mehrzahl von Schweißbuckeln vorgesehen.
Die Querschnittsform des Schweißbuckels ist vorzugsweise trapezförmig.
In vorteilhafter Weise ist der Schweißbuckel entlang des äußersten Umfangs der Schweißmutter angeordnet.
Bei der Schweißmutter der vorliegenden Erfindung ist die Nut, die in der Nachbarschaft des Schweißbuckels vorgesehen ist, vorzugsweise von der leeren Öffnung an der Seite der Mittelachse getrennt, durch die eine Schraubachse, ein Bolzenschaft oder dergleichen zum Schrauben, etc. eingesetzt ist.
Vorteile der vorliegenden Erfindung sind, dass das zusätzliche metallische Material an der Schweißmutter während des Schweißens in die Nut geleitet wird, wodurch ein Durchführen von Schweißvorgängen in einer engen und fest beziehungsweise dicht passenden Weise ermöglicht wird.
Im Nachfolgenden wird ein Beispiel einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Schweißmutter mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 eine aus der axialen Richtung dargestellte Aufsicht auf die Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine aus der Flanschrichtung dargestellte Aufsicht auf die Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
3 eine seitliche Ansicht der Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine Schnittansicht zeigt, die einen Zustand nach dem Verschweißen der Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
5 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptbereiches der Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
6 eine Aufsicht auf eine Schweißmutter nach dem Stand der Technik zeigt,
7 eine seitliche Ansicht zeigt, die einen Zustand nach dem Verschweißen der Schweißmutter der 6 darstellt,
8 eine Aufsicht und eine seitliche Ansicht einer anderen Schweißmutter nach dem Stand der Technik zeigt,
9 eine seitliche Ansicht zeigt, die einen Zustand nach dem Verschweißen der Schweißmutter der 8 darstellt,
10 eine Aufsicht auf eine andere Schweißmutter nach dem Stand der Technik zeigt, die verschweißt wurde,
11 eine seitliche Ansicht zeigt, die einen Zustand nach dem Verschweißen der Schweißmutter der 10 darstellt,
12 eine Ansicht zeigt, die das Verhältnis zwischen dem Schweißbuckel und der Nut der Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt und
13 eine perspektivische Ansicht der Schweißmutter der vorliegenden Erfindung zeigt, die von der Befestigungsseite der Schweißbuckel aus dargestellt ist.

1: Schweißmutter
2: Schweißbuckel
3: Nut
4: Eisenplatte
5: zusätzliches metallisches Material
6: Spalt
7: ringförmiger Schweißbuckel
8: Dichtmaterial
A: außerhalb des Mittelpunktes des Schweißbuckels liegender Bereich
B: innerhalb des Mittelpunktes des Schweißbuckels liegender Bereich
C: Nut
L: Abstand vom Mittelpunkt des Schweißbuckels zu der Nut
L1: Nutbreite

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Wie beispielsweise in den 1 und 2 zu erkennen ist, sind die insbesondere bevorzugten Schweißmuttern in der vorliegenden Erfindung solche, bei denen eine Nut um einen Schweißbuckel herum vorgesehen ist. Wie beispielsweise in den 1 und 2 zu erkennen ist, sind die besonders bevorzugten Schweißmuttern der vorliegenden Erfindung solche, bei denen die Nut kontinuierlich ausgebildet ist. Den 1 und 2 ist beispielsweise zu entnehmen, dass bei den besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Schweißmuttern die Nut benachbart zu dem Schweißbuckel liegt. Den 1 und 2 kann zum Beispiel entnommen werden, dass diese Nut bei den besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Schweißmuttern von einer Durchgangsöffnung an der Seite der Mittelachse, durch die eine Schraube, ein Bolzen oder dergleichen zum Schrauben, etc. eingesetzt wird, isoliert beziehungsweise getrennt ist.
Wie beispielsweise den 1 und 2 entnommen werden kann, sind die besonders bevorzugten Schweißmuttern der vorliegenden Erfindung solche, bei denen die planare Gestalt (die Gestalt in der Aufsicht) des Schweißbuckels annähernd rechtwinklig ist. Der 12 ist beispielsweise zu entnehmen, dass bei den besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Schweißmuttern die Querschnittsform des Schweißbuckels symmetrisch zu einer durch dessen Scheitelpunkt vertikal verlaufenden Linie ist. Wie beispielsweise der 12 zu entnehmen ist, ist die Querschnittsform des Schweißbuckels der besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Schweißmuttern annähernd dreieckig.
Den 1 und 2 kann beispielsweise entnommen werden, dass die besonders bevorzugte erfindungsgemäße Schweißmutter mit einer Mehrzahl von Schweißbuckeln versehen ist. Wie beispielsweise den 1 und 2 entnommen werden kann, sind die Schweißbuckel der besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Schweißmuttern außerhalb der Schweißmutter (entlang des äußeren Umfangs der Schweißmutter) angeordnet. Die Querschnittsform der Schweißbuckel ist nicht weiter eingeschränkt. Wie in den 3 und 12 dargestellt ist, ist allerdings eine Gestalt besonders bevorzugt, bei der der Bereich des oberen Teils kleiner als der Bereich des unteren Teils ist. In den Ausführungsformen ist ein angenähertes Dreieck, ein angenäherter Halbkreis, ein Trapezoid und insbesondere ein angenähertes Dreieck bevorzugt. Es ist insbesondere bevorzugt, dass der obere Bereich der Schweißbuckel flach ist. Durch die Verwendung einer derartigen Gestalt wird der Scheitelpunkt des Schweißbuckels in einem frühen Stadium des Verbindens auf einfache Weise erhitzt, und der bodenseitige Teil kann befestigt werden, auch wenn der Scheitelbereich aufgrund von während des Schweißens auftretenden Vibrationen Funken bildet.
Da die Stärke der Schweißung nach dem Verbinden proportional zu dem vorspringenden Bereich des Schweißbuckels ansteigt, ist die planare Gestalt (Gestalt in der Aufsicht) der Schweißbuckel vorzugsweise rechtwinklig, ellipsenförmig, viereckig, kreisförmig, dreieckig, etc. Die bevorzugtere planare Gestalt der Schweißbuckel ist rechtwinklig oder elliptisch, am meisten bevorzugt rechtwinklig.
Wie beispielsweise in den 1 und 2 dargestellt ist, ist es darüber hinaus besonders vorteilhaft, wenn die hervorstehende Form entlang des äußeren Umfangs bogenförmig ist. Die Anzahl der Schweißbuckel ist nicht sonderlich eingeschränkt, es ist allerdings bevorzugt, dass eine Vielzahl von Schweißbuckeln (einschließlich insbesondere drei bis fünf Schweißbuckel) vorhanden ist.
Wie beispielsweise in den 1 und 2 dargestellt ist, sind vorzugsweise drei Schweißbuckel vorgesehen, da die Schweißbuckel bezüglich der Schweißoberfläche stabil sind, so dass ein elektrischer Strom während des Schweißens stabilisiert werden kann. Es ist außerdem bevorzugt, wenn vier Schweißbuckel vorgesehen sind, da die Stärke der Schweißung nach dem Verbinden ausgezeichnet ist. Es ist ausreichend, wenn die um die Schweißbuckel herum vorgesehene Nut so lang ist, dass sie die Aufnahme von zusätzlichem metallischen Material dort hinein ermöglicht, wenn die Schweißbuckel der Schweißmutter aufgeschmolzen werden.
Es ist ausreichend, wenn die planare Gestalt der Nut in der Nachbarschaft der Schweißbuckel liegt. Genauer ausgeführt beinhaltet die insbesondere bevorzugte Gestalt, wie beispielsweise in den 1 und 2 dargestellt, solche Formen, die den Schweißbuckel umgeben. Die Querschnittsform der Nut ist nicht sonderlich eingeschränkt, solange es eine Form ist, die die Aufnahme des zusätzlichen metallischen Materials dort hinein ermöglichen kann. Wie beispielsweise in der 12 dargestellt ist, ist jedoch besonders bevorzugt, dass sie trapezförmig ist.
Die planare Gestalt der Mutter (die Gestalt in der Aufsicht) ist vorzugsweise kreisförmig oder polygonal. Die polygonale Form beinhaltet ein Viereck, ein Fünfeck, ein Sechseck, ein Siebeneck oder dergleichen. Ein Viereck oder ein Sechseck sind bevorzugt.
Die Querschnittsform der Mutter ist außerdem, wie in den 3 und 4 dargestellt ist, vorzugsweise eine gestufte Form, sie kann jedoch stattdessen von flacher Gestalt sein.
Die vorliegende Erfindung wird im Nachfolgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Die 1 ist eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Schweißmutter, die aus der axialen Richtung dargestellt ist. 2 ist eine Aufsicht, die aus der Richtung des Flansches der Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Die 3 ist eine seitliche Ansicht der Schweißmutter nach der vorliegenden Erfindung. Die 4 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand nach dem Verschweißen der erfindungsgemäßen Schweißmutter darstellt. Die 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Schweißmutter gemäß der vorliegenden Erfindung.
Im Gegensatz dazu zeigt die 6 eine Aufsicht auf eine Schweißmutter nach dem Stand der Technik. Die 7 ist eine seitliche Ansicht, die die Schweißmutter der 6 in einem Zustand nach dem Verschweißen zeigt. Die 8 zeigt eine Aufsicht und eine seitliche Ansicht einer anderen Schweißmutter nach dem Stand der Technik. Die 9 zeigt die Schweißmutter der 8 in einem Zustand nach dem Verschweißen. Die 10 zeigt eine Aufsicht auf eine andere Schweißmutter nach dem Stand der Technik, die verschweißt wurde. Die 11 zeigt die Schweißmutter der 10 in einer seitlichen Ansicht in einem Zustand nach dem Verschweißen.
Die 12 zeigt eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Schweißbuckel und der Nut der erfindungsgemäßen Schweißmutter darstellt. Die 13 ist eine perspektivische Ansicht der Schweißmutter der vorliegenden Erfindung aus der Richtung der Befestigungsseite von deren Schweißbuckel.
Das Schweißverfahren wird nachstehend ausführlicher mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben.
Wie in den 1, 2 und 3 dargestellt ist, wird eine Schweißmutter 1 mit drei Schweißbuckeln 2 auf einer Eisenplatte 4 angeordnet und verschweißt. Dabei wird, wie in den 4 und 5 dargestellt ist, zusätzliches metallenes Material 5 der Schweißbuckel 2 durch Nuten 3 aufgenommen, so dass die Schweißmutter 1 und die Eisenplatte 4 eng und fest miteinander verbunden sind.
Die 6 zeigt eine Mutter 1 nach dem Stand der Technik. Wie in der 7 dargestellt ist, führt das zusätzliche äußere metallische Material 5 zur Erzeugung eines Spaltes 6 zwischen der Schweißmutter 1 und der Eisenplatte 4.
Die 8 zeigt eine Schweißmutter 1 nach dem Stand der Technik. Wie in der 9 dargestellt ist, führt ein ringförmiger Schweißbuckel 7 nicht zur Erzeugung eines Spaltes 6 zwischen der Schweißmutter 1 und der Eisenplatte 4.
Die 10 zeigt eine Schweißmutter 1 nach dem Stand der Technik. Wie in der 11 dargestellt ist, wird aufgrund des zusätzlichen metallenen Materials 5 ein Spalt 6 zwischen der Schweißmutter 1 und der Eisenplatte 4 erzeugt. Der Spalt 6 ist allerdings nicht offen, da er mit einem Dichtungsmaterial 8 gefüllt ist.
Die 12 stellt die Beziehung zwischen dem Schweißbuckel 2 und dem Spalt 3 an der Schweißmutter 1 dar und zeigt, dass der Bereich A des Schweißbuckels beim Aufschmelzen zur Außenseite der Schweißmutter 1 strömt und der Bereich B des Schweißbuckels beim Aufschmelzen in die in der Schweißmutter vorgesehene Nut C strömt.
Vorteile der vorliegenden Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung dringt das zusätzliche metallene Material beim Schweißen in die in der Nachbarschaft der Schweißbuckel und insbesondere um die Schweißbuckel herum angeordnete Nut ein, weshalb keine Spalte erzeugt werden, so dass ein derartiger ausgezeichneter Effekt dahingehend geschaffen wird, dass die Schweißmutter und die Eisenplatte dicht und fest miteinander verbunden sind. Darüber hinaus werden ausgezeichnete Vorteile dahingehend geschaffen, dass ohne den Einsatz eines kostenintensiven Schweißers wie im Stand der Technik oder ohne Durchführen einer Abdichtung Schweißoperationen zwischen der Schweißmutter und der Eisenplatte in einer fest und eng passenden Art mit kostengünstigen Verfahren durchgeführt werden können.

Claims

Schweißmutter (1) mit einer Nut (3) in der Nachbarschaft eines Schweißbuckels (2), worin die Form der Nut (3) im Querschnitt trapezförmig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die planare Gestalt des Schweißbuckels (2) (in der Aufsicht; die Gestalt in der Ebene) annähernd rechtwinklig ist und der Schweißbuckel entlang des umlaufenden Außenrandes der Schweißmutter (1) angeordnet ist.
Schweißmutter (1) gemäß Anspruch 1, worin die Nachbarschaft des Schweißbuckels (2) der Außenumfang des Schweißbuckels (2) ist.
Schweißmutter (1) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die Nut (3) durchgehend ist.
Schweißmutter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Nut (3) benachbart zu dem Schweißbuckel (2) liegt.
Schweißmutter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, worin die planare Gestalt des Schweißbuckels (2) (in der Aufsicht; die Gestalt in der Ebene) leicht bogenförmig ist.
Schweißmutter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Gestalt des Schweißbuckels (2) im Querschnitt annähernd dreieckig oder scharfgängig ist.
Schweißmutter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, worin eine Mehrzahl von Schweißbuckeln (2) vorhanden ist.
Schweißmutter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Gestalt des Schweißbuckels (2) im Querschnitt trapezförmig ist.
Schweißmutter (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, worin sich der Schweißbuckel (2) entlang des äußersten Umfangs der Schweißmutter (1) befindet.