DE102019213029B4

DE102019213029B4 - Screw nut device

Info

Publication number: DE102019213029B4
Application number: DE102019213029.1A
Authority: DE
Inventors: Olaf Jeukendrup
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2024-08-01
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: DE102019213029A1

Abstract

Schraubenmuttervorrichtung (1), mit einer Schraubenmutter (3), die an einem ersten axialen Ende einen radial vorstehenden Kragen (12) aufweist, mit einem Käfig (2), in welchem die Schraubenmutter (3) mit ihrem Kragen (12) radial und axial verschiebbar gelagert und an einer Umdrehung um ihre Achse gehindert ist, wobei der Käfig (2) eine erste Stützwand (5) mit einer ersten Öffnung (9) aufweist, wobei die Schraubenmutter (3) mit einem zweiten axialen Ende durch die erste Öffnung (9) mit radialem Spiel hindurchgeführt ist und wobei auf das zweite axiale Ende der Schraubenmutter (3) ein becherförmiges Dichtelement (14) aufgeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden (15) das Dichtelement (14) axial zwischen dem Kragen (12) und der ersten Stützwand (5) an der ersten Stützwand (5) anliegt, und dass eine Seitenwand (16) des Dichtelements (14) radial an dem Kragen (12) vorbei geführt ist und an einer der ersten Stützwand (5) gegenüberliegenden zweiten Stützwand (6) des Käfigs (2) dichtend anliegt.Screw nut device (1), with a screw nut (3) which has a radially projecting collar (12) at a first axial end, with a cage (2) in which the screw nut (3) is mounted with its collar (12) so as to be radially and axially displaceable and is prevented from rotating about its axis, wherein the cage (2) has a first support wall (5) with a first opening (9), wherein the screw nut (3) is guided with a second axial end through the first opening (9) with radial play and wherein a cup-shaped sealing element (14) is pushed onto the second axial end of the screw nut (3), characterized in that a base (15) of the sealing element (14) axially rests on the first support wall (5) between the collar (12) and the first support wall (5), and that a side wall (16) of the sealing element (14) is guided radially past the collar (12) and on a second support wall opposite the first support wall (5). (6) of the cage (2) in a sealing manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenmuttervorrichtung, mit einer Schraubenmutter, die an einem ersten axialen Ende einen radial vorstehenden Kragen aufweist, mit einem Käfig, in welchem die Schraubenmutter mit ihrem Kragen zumindest radial verschiebbar gelagert und an einer Umdrehung um ihre Achse gehindert ist, wobei der Käfig eine erste Stützwand mit einer ersten Öffnung aufweist, wobei die Schraubenmutter mit einem zweiten axialen Ende durch die erste Öffnung mit radialem Spiel hindurchgeführt ist, und wobei auf das zweite Ende der Schraubenmutter ein becherförmiges oder wannenförmiges Dichtelement aufgeschoben ist.The invention relates to a screw nut device, with a screw nut which has a radially projecting collar at a first axial end, with a cage in which the screw nut is mounted with its collar at least radially displaceable and is prevented from rotating about its axis, wherein the cage has a first support wall with a first opening, wherein the screw nut is guided with a second axial end through the first opening with radial play, and wherein a cup-shaped or trough-shaped sealing element is pushed onto the second end of the screw nut.

Schraubenmuttervorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Um beispielsweise im Fahrzeugbau die Montage von Anbauteilen, Vorrichtungen oder Gehäusen zu vereinfachen, ist es bekannt, an einem Karosserieelement eine Schraubenmuttervorrichtung vorzusehen, in welcher eine Schraubenmutter verdrehsicher gehalten ist, sodass bei der Montage kein Gegenmoment auf die Schraubenmutter von außen aufgebracht werden muss. Darüber hinaus können Schraubenmuttern dadurch an einer Stelle im Fahrzeug angeordnet werden, die von außen nicht zugängig und auch nicht sichtbar ist. Dadurch ist es beispielsweise auch möglich, Schraubenmuttervorrichtungen provisorisch an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs anzuordnen, um die Option bereitzustellen, zu einem späteren Zeitpunkt an dieser Stelle mit einer Befestigungsschraube einen weiteren Gegenstand zu befestigen. Weil durch die Schraubenmuttervorrichtung an der Karosserie eine undichte Stelle geschaffen wird, ist es bekannt, die Schraubenmuttervorrichtung selbst derart auszubilden, dass sie im montierten Zustand das Durchdringen von Feuchtigkeit oder Flüssigkeit verhindert. Insbesondere besteht die Gefahr, dass Flüssigkeit durch die Öffnung der Stützwand und/oder durch den Gewindegang der Schraubenmutter selbst durchdringen kann. Dies ist insbesondere bei der Lackierung beziehungsweise beim Wachsen und/oder Spülen von Bauteilen oder Baugruppen, insbesondere bei Karosseriestrukturen relevant. Hierzu wird beispielsweise in der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 94 09 087.4 U1 vorgeschlagen, auf die Schraubenmutter ein becherförmiges Dichtelement aufzuschieben. Dieses liegt einerseits radial dichtend an dem Schraubenmutterhals an, und andererseits radial außen an der Öffnung der ersten Stirnseite des Käfigs. Alternativ ist es bekannt, zur Abdichtung ein oder mehrere Klebestreifen aufzubringen, was jedoch sowohl bei der Anbringung als auch bei der Entfernung der Klebestreifen zu einem erhöhten Zeitaufwand führt. Auch ist es bekannt, den gesamten Umgebungsbereich, in welchem die Schraubenmuttervorrichtung verbaut werden soll, insgesamt wasserdicht zu gestalten.Screw nut devices of the type mentioned at the beginning are known from the prior art. In order to simplify the assembly of add-on parts, devices or housings in vehicle construction, for example, it is known to provide a screw nut device on a body element in which a screw nut is held in a rotationally secure manner so that no counter torque has to be applied to the screw nut from the outside during assembly. In addition, screw nuts can be arranged in a place in the vehicle that is not accessible from the outside and is also not visible. This also makes it possible, for example, to arrange screw nut devices temporarily on a body of a motor vehicle in order to provide the option of attaching another object to this place at a later point in time with a fastening screw. Because the screw nut device creates a leak on the body, it is known to design the screw nut device itself in such a way that it prevents moisture or liquid from penetrating when assembled. In particular, there is a risk that liquid can penetrate through the opening in the support wall and/or through the thread of the screw nut itself. This is particularly relevant when painting or waxing and/or rinsing components or assemblies, especially bodywork structures. For example, the German utility model G 94 09 087.4 U1 proposes sliding a cup-shaped sealing element onto the screw nut. On the one hand, this seals radially against the screw nut neck and, on the other hand, radially on the outside against the opening of the first end face of the cage. Alternatively, it is known to apply one or more adhesive strips for sealing, but this leads to increased time expenditure both when applying and removing the adhesive strips. It is also known to make the entire surrounding area in which the screw nut device is to be installed completely watertight.

Die europäische Patentschrift EP 3 133 305 B1 offenbart eine Käfigmutter, bei welcher eine Schraubenmutter mittels eines Hülsenteils und einer mit dem Hülsenteil formschlüssig verbundenen Klippscheibe in einem Käfig gelagert ist.The European patent specification EP3 133 305 B1 discloses a cage nut in which a screw nut is mounted in a cage by means of a sleeve part and a clip disk positively connected to the sleeve part.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schraubenmuttervorrichtung zu schaffen, die selbst eine verbesserte Dichtheit gewährleistet, welche die Dichtheit der Schraubenmutter auch im vormontierten Zustand bereits sicherstellt.The invention is based on the object of creating an improved screw nut device which itself ensures improved tightness, which ensures the tightness of the screw nut even in the pre-assembled state.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Schraubenmuttervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass durch eine einfache konstruktive Veränderung des Dichtelements ein sicheres Abdichten der Schraubenmuttervorrichtung auch im vormontierten Zustand gewährleistet ist. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass ein Boden des becherförmigen Dichtelements axial zwischen dem Kragen und der ersten Stützwand an der ersten Stützwand anliegt, und dass eine Seitenwand des Dichtelements von der ersten Stützwand radial an dem Kragen außen vorbei geführt ist und an einer der ersten Stützwand gegenüberliegenden zweiten Stützwand des Käfigs dichtend anliegt. Das Becherelement ist somit erfindungsgemäß radial an dem Kragen vorbeigeführt, sodass auch der Kragen innerhalb des becherförmigen Dichtelements liegt. Weil das becherförmige Dichtelement mit seiner Seitenwand von der ersten Stützwand bis zur zweiten Stützwand verläuft, ist es selbst in dem Käfig zumindest im Wesentlichen axial unbeweglich gehalten. Der Kragen ist jedoch innerhalb des Dichtelements optional axial verlagerbar. Insbesondere ist das Dichtelement radial in dem Käfig beweglich gelagert, sodass seitliche beziehungsweise radiale Toleranzen durch die Schraubenmuttervorrichtung ausgeglichen beziehungsweise bereitgestellt werden können.The object underlying the invention is achieved by a screw nut device with the features of claim 1. This has the advantage that a simple structural change to the sealing element ensures secure sealing of the screw nut device even in the pre-assembled state. According to the invention, it is provided that a base of the cup-shaped sealing element axially rests on the first support wall between the collar and the first support wall, and that a side wall of the sealing element is guided radially past the collar on the outside from the first support wall and seals against a second support wall of the cage opposite the first support wall. According to the invention, the cup element is thus guided radially past the collar so that the collar is also located within the cup-shaped sealing element. Because the side wall of the cup-shaped sealing element runs from the first support wall to the second support wall, it is itself held at least essentially axially immobile in the cage. However, the collar can optionally be axially displaced within the sealing element. In particular, the sealing element is mounted radially in the cage so that lateral or radial tolerances can be compensated or provided by the screw nut device.

Bevorzugt ist das Dichtelement aus Kunststoff gefertigt. Dadurch ist es gewichtssparend in die Schraubenmuttervorrichtung integriert und erlaubt eine gute Abdichtung zwischen dem Dichtelement und der ersten Stützwand einerseits und dem Dichtelement und der zweiten Stützwand andererseits. Darüber hinaus ist dadurch eine elastische Verformbarkeit des Dichtelements kostengünstig und verschleißarm realisierbar. Besonders bevorzugt ist das Dichtelement zumindest im Bereich der Kontaktstellen zu den Stützwänden elastisch verformbar, um eine vorteilhafte Dichtung zu gewährleisten.The sealing element is preferably made of plastic. This means that it is integrated into the screw nut device in a weight-saving manner and allows a good seal between the sealing element and the first support wall on the one hand and the sealing element and the second support wall on the other. In addition, this makes it possible to achieve elastic deformability of the sealing element in a cost-effective and low-wear manner. The sealing element is particularly preferably elastically deformable at least in the area of the contact points with the support walls in order to ensure an advantageous seal.

Gemäß der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt die Seitenwand des Dichtelements, insbesondere vollumfänglich, radial an dem Kragen der Schraubenmutter an. Dadurch bleibt die optionale axiale Verschiebbarkeit der Schraubenmutter relativ zu dem Dichtelement erhalten, wobei das Dichtelement radial beziehungsweise seitlich mit der Schraubenmutter mitbewegt wird, wenn diese aufgrund eines Verschraubens in dem Käfig verschoben wird. Dadurch, dass die Seitenwand an dem Kragen radial anliegt, ist eine radiale Dichtfläche zwischen Dichtelement und Kragen gebildet, die unabhängig von der axialen Position der Schraubenmutter in dem Dichtelement vorhanden ist, und sich insbesondere über den gesamten Umfang des Kragens erstreckt.According to the preferred embodiment of the invention, the side wall of the sealing element, in particular, the entire circumference, radially on the collar of the screw nut. This maintains the optional axial displaceability of the screw nut relative to the sealing element, with the sealing element being moved radially or laterally with the screw nut when the latter is displaced in the cage due to screwing. Because the side wall rests radially on the collar, a radial sealing surface is formed between the sealing element and the collar, which is present regardless of the axial position of the screw nut in the sealing element and in particular extends over the entire circumference of the collar.

Bevorzugt ist der Kragen der Schraubenmutter radial in dem Dichtelement verspannt, insbesondere verpresst. Dadurch entsteht eine Vorspannung, welche auf die radiale Dichtfläche wirkt, sodass die radiale Dichtung dauerhaft gewährleistet ist. Insbesondere wird die Verspannung dadurch erreicht, dass der Innendurchmesser der Seitenwand geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Kragens, sodass eine Übermaßpassung beziehungsweise eine Presspassung zwischen Kragen und Dichtwand in radialer Erstreckung entsteht.Preferably, the collar of the screw nut is radially clamped, in particular pressed, in the sealing element. This creates a pre-tension which acts on the radial sealing surface so that the radial seal is permanently guaranteed. In particular, the clamping is achieved by the inner diameter of the side wall being slightly smaller than the outer diameter of the collar, so that an interference fit or a press fit is created between the collar and the sealing wall in the radial extension.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtelement zumindest an seiner der zweiten Stützwand gegenüberliegenden Stirnseite eine oder mehrere elastisch verformbare Dichtrippen aufweist. Durch die Dichtrippen wird eine dichtende Anlage des Dichtelements an der zweiten Stützwand wie vorstehend beschrieben gewährleistet. Durch die Ausbildung von Dichtrippen wird die elastische Verformung des Dichtelements zumindest im Wesentlichen auf ein elastisches Verformen der Dichtrippen beschränkt, wodurch das Material des Dichtelements insgesamt geschont und eine dauerhafte Dichtung gewährleistet wird. Darüber hinaus erlaubt das Vorhandensein einer oder mehrerer Dichtrippen eine leichtere seitliche beziehungsweise radiale Verschiebung des Dichtelements in dem Käfig mit reduziertem Verschleiß aufgrund der durch die Dichtrippe oder Dichtrippen gebildeten reduzierten Kontaktfläche an der Stirnseite des Dichtelements. Darüber hinaus erlaubt das Vorhandensein der einen oder der mehreren Dichtrippen eine kostengünstige Anpassung der Einbauhöhe beziehungsweise -toleranzen des Dichtelements, weil die Anpassung des Dichtungswerkzeugs zur Herstellung oder Veränderung der Dichtrippe oder -rippen günstiger und einfacher ist als eine Anpassung der gesamten Form. Furthermore, it is preferably provided that the sealing element has one or more elastically deformable sealing ribs at least on its end face opposite the second support wall. The sealing ribs ensure that the sealing element is in sealing contact with the second support wall as described above. By forming sealing ribs, the elastic deformation of the sealing element is at least essentially limited to elastic deformation of the sealing ribs, which protects the material of the sealing element as a whole and ensures a permanent seal. In addition, the presence of one or more sealing ribs allows easier lateral or radial displacement of the sealing element in the cage with reduced wear due to the reduced contact area on the end face of the sealing element formed by the sealing rib or ribs. In addition, the presence of the one or more sealing ribs allows a cost-effective adjustment of the installation height or tolerances of the sealing element, because adjusting the sealing tool for producing or changing the sealing rib or ribs is cheaper and easier than adjusting the entire shape.

Insbesondere ist in dem Boden eine beziehungsweise die Öffnung ausgebildet, durch welche die Schraubenmutter mit ihrem zweiten den Schraubenmutterhals bildenden Ende hindurchgeführt ist, wobei die Öffnung vorzugsweise eine von einer Kreisform abweichende Kontur zur klemmenden Befestigung der Schraubenmutter aufweist. So ist die Kontur beispielsweise mehreckförmig ausgebildet, sodass diametral gegenüberliegende Bereiche entstehen, deren lichte Weite kleiner ist als der Außendurchmesser des Schraubenmutterhalses. Dadurch entstehen lokale Klemmstellen, welche eine Fixierung des Dichtelements an der Schraubenmutter gewährleisten. Insbesondere wird dadurch erreicht, dass eine Überbestimmung vermieden und die dichte Anlage der Seitenwand radial an dem Kragen gewährleistet ist. Optional ist die Öffnung insgesamt größer ausgebildet als der Außendurchmesser des Schraubenmutterhalses, sodass ein radiales Spiel im Bereich des Schraubenmutterhalses gewährleistet und ein radiales Verschieben der Schraubenmutter relativ zu dem Dichtelement ermöglicht ist. Darüber hinaus erlaubt das Vorsehen der Dichtrippe oder Dichtrippen eine kostengünstige Anpassung der Einbauhöhe beziehungsweise der Einbautoleranzen, weil es einfacher ist, ein Dichtungswerkzeug zur Herstellung der Dichtung bezüglich der Ausgestaltung der Rippen anzupassen, als insgesamt die Form des Dichtelements zu verändern.In particular, an opening is formed in the base through which the screw nut is guided with its second end forming the screw nut neck, the opening preferably having a contour that deviates from a circular shape for clamping the screw nut. For example, the contour is polygonal, so that diametrically opposed areas are created whose clear width is smaller than the outer diameter of the screw nut neck. This creates local clamping points that ensure that the sealing element is fixed to the screw nut. In particular, this avoids over-determination and ensures that the side wall fits tightly radially against the collar. Optionally, the opening is designed to be larger overall than the outer diameter of the screw nut neck, so that radial play is ensured in the area of the screw nut neck and radial displacement of the screw nut relative to the sealing element is possible. In addition, the provision of the sealing rib or sealing ribs allows a cost-effective adjustment of the installation height or the installation tolerances, because it is easier to adapt a sealing tool for producing the seal with regard to the design of the ribs than to change the overall shape of the sealing element.

Optional liegt das Dichtelement radial dicht an der Schraubenmutter axial beabstandet zu dem Kragen an. Der Boden des Dichtelements weist bevorzugt eine Öffnung auf, durch welche der Schraubenmutterhals der Schraubenmutter hindurchgeführt ist. Der Innendurchmesser der Öffnung ist bevorzugt geringfügig kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser des Schraubenmutterhalses, sodass eine Presspassung in radialer Richtung entsteht, wie vorstehend bereits beschrieben. Zur radial dichten Anlage des Dichtelements an der Schraubenmutter ist die Kontur und lichte Weite der Öffnung derart gewählt, dass über den gesamten Umfang des Schraubenmutterhalses eine dichte Anlage des Dichtelements an dem Schraubenmutterhals gewährleistet ist.Optionally, the sealing element is in radial contact with the screw nut and axially spaced from the collar. The base of the sealing element preferably has an opening through which the screw nut neck of the screw nut is guided. The inner diameter of the opening is preferably slightly smaller than the outer diameter of the screw nut neck, so that a press fit is created in the radial direction, as already described above. In order to ensure that the sealing element is in radial contact with the screw nut, the contour and clear width of the opening are selected in such a way that the sealing element is in tight contact with the screw nut neck over the entire circumference of the screw nut neck.

Vorzugsweise ist die Schraubenmutter mit ihrem Kragen in dem Dichtelement axial bis zu der zweiten Stützwand verlagerbar. Damit ist der Kragen der Schraubenmutter zwischen dem Boden des Dichtelements einerseits und der zweiten Stützwand andererseits axial verschiebbar gehalten. Durch die Vormontage liegt der Kragen axial an dem Boden des Dichtelements an und ist bevorzugt durch die Verspannung/Verklemmung an dem Boden gehalten, sodass eine Dichtwirkung erzielt ist, die verhindert, dass Flüssigkeit zwischen Dichtelement und Schraubenmutter vorbei fließen kann. Wird die Schraubenmutter verwendet, ein Schraubenschaft einer Befestigungsschraube also in das Innengewinde der Schraubenmutter eingeschraubt, so wird die Schraubenmutter mit ihrem Kragen gegen die zweite Stützwand gezogen und durch das Verschrauben daran verpresst, wodurch eine Dichtung axial zwischen dem Kragen und der zweiten Stützwand entsteht. Damit ist auch in der montierten Stellung beziehungsweise bei Verwendung der Schraubenmuttervorrichtung eine sichere Dichtung gewährleistet, die ein Vorbeiströmen von Flüssigkeit an der Schraubenmutter, insbesondere zwischen Schraubenmutter und Dichtelement, verhindert.Preferably, the screw nut with its collar can be moved axially in the sealing element up to the second support wall. The collar of the screw nut is thus held axially displaceable between the bottom of the sealing element on the one hand and the second support wall on the other. Due to the pre-assembly, the collar lies axially against the bottom of the sealing element and is preferably held to the bottom by the bracing/clamping, so that a sealing effect is achieved that prevents liquid from flowing past between the sealing element and the screw nut. If the screw nut is used, i.e. a screw shaft of a fastening screw is screwed into the internal thread of the screw nut, the screw nut with its collar is pulled against the second support wall and pressed against it by screwing, creating a seal. axially between the collar and the second support wall. This ensures a secure seal even in the assembled position or when using the screw nut device, which prevents fluid from flowing past the screw nut, in particular between the screw nut and the sealing element.

Optional ist die erste Stirnwand durch zwei umgebogene Laschen des Käfigs gebildet. Dadurch ist eine einfache Positionierung des Dichtelements zusammen mit der Schraubenmutter, insbesondere mit der an dem Dichtelement vormontierten Schraubenmutter, in dem Käfig vor dem Umbiegen der Laschen gewährleistet. So wird die Mutter bevorzugt zunächst an einem Basisabschnitt des Käfigs angeordnet und anschließend werden die Laschen zum Bilden der ersten Stützwand umgebogen. Die Laschen weisen jeweils randoffene Aussparungen auf, die im umgebogenen Zustand der Laschen die erste Öffnung des Käfigs bilden. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Vormontage der Schraubenmuttervorrichtung gewährleistet.Optionally, the first end wall is formed by two bent tabs of the cage. This ensures simple positioning of the sealing element together with the screw nut, in particular with the screw nut pre-mounted on the sealing element, in the cage before the tabs are bent. The nut is preferably first arranged on a base section of the cage and then the tabs are bent to form the first support wall. The tabs each have open-edged recesses which form the first opening of the cage when the tabs are bent. This ensures simple and cost-effective pre-assembly of the screw nut device.

Um zu vermeiden, dass im vormontierten Zustand Flüssigkeit durch den Gewindegang der Schraubenmutter fließen kann, ist in dem Gewindeabschnitt der Schraubenmutter bevorzugt ein lösbares weiteres Dichtelement, insbesondere ein Pappkümpel dichtend angeordnet. Alternativ kann auch eine andere Art von Stopfen beziehungsweise weiterem Dichtelement in dem Innengewindeabschnitt der Schraubenmutter angeordnet sein. Wird eine Befestigungsschraube in das Innengewinde eingeschraubt, so drängt sie das weitere Dichtelement aus dem Innengewindeabschnitt axial heraus, sodass das weitere Dichtelement, das lösbar in dem Innengewindeabschnitt gehalten ist, bei der Endmontage entfernt oder zumindest so weit aus dem Innengewindeabschnitt herausgeschoben, dass die Befestigungsschraube einen ausreichend festen Sitz in dem Innengewindeabschnitt der Schraubenmutter aufweist.In order to prevent liquid from flowing through the thread of the screw nut in the pre-assembled state, a detachable additional sealing element, in particular a cardboard plug, is preferably arranged in the threaded section of the screw nut. Alternatively, another type of plug or additional sealing element can also be arranged in the internal thread section of the screw nut. If a fastening screw is screwed into the internal thread, it pushes the additional sealing element axially out of the internal thread section, so that the additional sealing element, which is detachably held in the internal thread section, is removed during final assembly or at least pushed out of the internal thread section so that the fastening screw has a sufficiently tight fit in the internal thread section of the screw nut.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 eine vorteilhafte Schraubenmuttervorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
2 eine erste Schnittdarstellung der Schraubenmuttervorrichtung,
3 eine zweite, vereinfachte Schnittdarstellung der Schraubenmuttervorrichtung,
4 ein vorteilhaftes Dichtelement der Schraubenmuttervorrichtung und
5 eine Schnittdarstellung des Dichtelements.

In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

1 an advantageous screw nut device in a perspective view,
2 a first sectional view of the screw nut device,
3 a second, simplified sectional view of the screw nut device,
4 an advantageous sealing element of the screw nut device and
5 a sectional view of the sealing element.

1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine vorteilhafte Schraubenmuttervorrichtung 1, die einen Käfig 2 aufweist, in welchem eine Schraubenmutter 3 vormontiert gehalten ist. Der Käfig 2 ist einstückig ausgebildet und weist eine Aufnahme 4 auf, in welcher die Schraubenmutter 3 formschlüssig gehalten ist. Dazu weist der Käfig eine erste Stützwand 5 und eine zweite Stützwand 6 auf, die parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordnet sind. Dabei ist die Stützwand 5 durch umgebogene Laschen 7 gebildet. In der ursprünglichen Form des Käfigs 2 ist dieser im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildet, wobei die parallel zueinander verlaufenden Schenkel durch die Laschen 7 gebildet werden. Erst durch das Umbiegen der Laschen 7 wird die Aufnahme 4 beabstandet zu der Stützwand 6 verschlossen und die Stützwand 5 gebildet, wie in 1 gezeigt. Die Laschen 7 weisen an ihren einander zugewandten Stirnseiten jeweils eine randoffene Aussparung 8 auf, die zusammen in der Stützwand 5 eine Öffnung 9 ausbilden, durch welche die Schraubenmutter 3 bereichsweise hindurchgeführt ist. 1 shows in a perspective view an advantageous screw nut device 1, which has a cage 2 in which a screw nut 3 is held pre-assembled. The cage 2 is formed in one piece and has a receptacle 4 in which the screw nut 3 is held in a form-fitting manner. For this purpose, the cage has a first support wall 5 and a second support wall 6, which are arranged parallel to one another and spaced apart from one another. The support wall 5 is formed by bent tabs 7. In the original form of the cage 2, it is U-shaped in cross-section, with the legs running parallel to one another being formed by the tabs 7. Only by bending the tabs 7 is the receptacle 4 closed at a distance from the support wall 6 and the support wall 5 formed, as in 1 shown. The tabs 7 each have an open-edged recess 8 on their mutually facing end faces, which together form an opening 9 in the support wall 5, through which the screw nut 3 is partially guided.

2 zeigt eine Schnittdarstellung der Schraubenmuttervorrichtung 1 entlang der Linie A-A aus 1, die parallel zu den Laschen 7 ausgerichtet ist. In der Schnittdarstellung ist zu erkennen, dass die Schraubenmutter 3 einen Schraubenmutterhals 10 aufweist, der mit einem Innengewinde 11 zum Zusammenwirken mit einer Befestigungsschraube ausgebildet ist. An einem ersten axialen Ende der Schraubenmutter 3 beziehungsweise des Schraubenmutterhalses 10 weist diese einen radial vorstehenden Kragen 12 auf, der sich über den gesamten Umfang der Schraubenmutter 3 erstreckt. Der Kragen 12 liegt in der vormontierten Ausbildung der Schraubenmuttervorrichtung 1 derart in der Aufnahme 4, dass die Schraubenmutter 3 mit dem den Schraubenmutterhals 10 aufweisenden zweiten Ende durch die Öffnung 9 der Stützwand 5 hindurchgeführt ist. Die Öffnung 9 weist dabei eine Innenkontur auf, die größer ist als die Außenkontur beziehungsweise der Außendurchmesser des Schraubenmutterhalses 10, sodass der Schraubenmutterhals 10 in der Öffnung 9 seitlich beziehungsweise radial - bezogen auf die Längsmittelachse der Schraubenmutter 3 - verlagerbar ist, wie durch Pfeile 13 in 2 und 3 gezeigt. 3 zeigt die Schraubenmuttervorrichtung 1 in einer weiteren vereinfachten Längsschnittdarstellung entlang der Linie B-B aus 1, die senkrecht zur Schnittlinie A-A ausgerichtet ist. 2 shows a sectional view of the screw nut device 1 along the line AA from 1 which is aligned parallel to the tabs 7. In the sectional view, it can be seen that the screw nut 3 has a screw nut neck 10 which is designed with an internal thread 11 for interaction with a fastening screw. At a first axial end of the screw nut 3 or the screw nut neck 10, this has a radially protruding collar 12 which extends over the entire circumference of the screw nut 3. In the pre-assembled design of the screw nut device 1, the collar 12 lies in the receptacle 4 such that the screw nut 3 with the second end having the screw nut neck 10 is guided through the opening 9 of the support wall 5. The opening 9 has an inner contour which is larger than the outer contour or the outer diameter of the screw nut neck 10, so that the screw nut neck 10 can be displaced laterally or radially in the opening 9 - in relation to the longitudinal center axis of the screw nut 3 - as shown by arrows 13 in 2 and 3 shown. 3 shows the screw nut device 1 in a further simplified longitudinal section along the line BB from 1 , which is perpendicular to the section line AA.

Weiterhin weist die Schraubenmuttervorrichtung 1 ein aus Kunststoff gefertigtes Dichtelement 14 auf. Das Dichtelement 14 ist becherförmig ausgebildet und weist dazu einen Boden 15 und eine sich über den Außenumfang des Bodens erstreckende und im Wesentlichen senkrecht zu dem Boden ausgerichtete Seitenwand 16 auf. In dem Boden 15 ist eine Öffnung 17 ausgebildet, durch welche der Schraubenmutterhals 10 der Schraubenmutter 3 hindurchgeführt ist. Der Innendurchmesser der Öffnung 17 ist derart gewählt, dass ein radiales Spiel zwischen Boden 15 und dem Schraubenmutterhals 10 besteht. Der Durchmesser der Seitenwand 16 ist derart gewählt, dass die Seitenwand 16 radial an dem Kragen 12 der Schraubenmutter 3 vorgespannt gehalten ist. Dazu ist der Innendurchmesser des Dichtelements 14 im Bereich der Seitenwand 16 geringfügig kleiner gewählt als der Außendurchmesser des Kragens 12, sodass eine Übermaßpassung beziehungsweise eine Presspassung zwischen dem Dichtelement 14 und dem Kragen 12 der Schraubenmutter 3 besteht, durch welche die Seitenwand 16 des Dichtelements 14 gegen den Kragen 12 der Schraubenmutter 3 vorgespannt ist. Dadurch wird zwischen dem Kragen 12 und dem Dichtelement 14 eine radiale Dichtfläche 18 ausgebildet, die sich über den gesamten Umfang des Kragens 12 ergibt.Furthermore, the screw nut device 1 has a sealing element 14 made of plastic. The sealing element 14 is cup-shaped and has a base 15 and a side wall 16 extending over the outer circumference of the base and oriented essentially perpendicular to the base. In the base 15 an opening 17 is formed through which the screw nut neck 10 of the screw nut 3 is passed. The inner diameter of the opening 17 is selected such that there is radial play between the base 15 and the screw nut neck 10. The diameter of the side wall 16 is selected such that the side wall 16 is held radially pre-tensioned on the collar 12 of the screw nut 3. For this purpose, the inner diameter of the sealing element 14 in the area of the side wall 16 is selected to be slightly smaller than the outer diameter of the collar 12, so that there is an interference fit or a press fit between the sealing element 14 and the collar 12 of the screw nut 3, by means of which the side wall 16 of the sealing element 14 is pre-tensioned against the collar 12 of the screw nut 3. As a result, a radial sealing surface 18 is formed between the collar 12 and the sealing element 14, which extends over the entire circumference of the collar 12.

Der Boden 15 des Dichtelements 14 liegt dabei axial zwischen der Stützwand 5 und dem Kragen 12 und bereichsweise auf der Stützwand 5 auf. Die Seitenwand 16 erstreckt sich derart weit von dem Boden 15 in Richtung der Stützwand 6, dass sie dichtend an der Stützwand 6 anliegt.The base 15 of the sealing element 14 lies axially between the support wall 5 and the collar 12 and partially on the support wall 5. The side wall 16 extends so far from the base 15 in the direction of the support wall 6 that it lies sealingly against the support wall 6.

4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Dichtelement 14. Der Boden 15 weist eine quadratische Grundform auf, sodass sich auch die Seitenwand 16 viereckförmig erstreckt. Die Öffnung 17 in dem Boden ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet. Eine Breite B des Dichtelements 14 ist dabei schmaler ausgebildet als die lichte Weite zwischen den noch nicht umgebogenen Laschen 7. Dadurch ergibt sich, wie beispielsweise in 3 gezeigt, dass das Dichtelement 14 innerhalb der Aufnahme 4 des Käfigs 2 zusammen mit der Schraubenmutter 3 radial beziehungsweise seitlich gemäß der Pfeile 13 verschiebbar ist. Eine Diagonale D des Dichtelements 14 ist größer als die lichte Weite der Laschen 7 im noch nicht umgebogenen Zustand, sodass ein Verdrehen des Dichtelements 14 in der Aufnahme 4 formschlüssig sicher verhindert ist. Wird eine Befestigungsschraube in das Innengewinde 11 der Schraubenmutter 3 eingedreht, ist somit die Schraubenmutter 3 an einem Verdrehen in dem Käfig 2 gehindert, sodass ein sicheres Eindrehen der Befestigungsschraube in die Schraubenmutter 3 und ein sicheres Verspannen der Verschraubung in axialer Richtung gewährleistet ist. 4 shows the sealing element 14 in a perspective view. The base 15 has a square basic shape, so that the side wall 16 also extends in a square shape. The opening 17 in the base is preferably circular. A width B of the sealing element 14 is narrower than the clear width between the not yet bent tabs 7. This results in, for example, 3 shown that the sealing element 14 can be moved radially or laterally within the receptacle 4 of the cage 2 together with the screw nut 3 according to the arrows 13. A diagonal D of the sealing element 14 is larger than the clear width of the tabs 7 in the not yet bent state, so that twisting of the sealing element 14 in the receptacle 4 is securely prevented by a positive fit. If a fastening screw is screwed into the internal thread 11 of the screw nut 3, the screw nut 3 is thus prevented from twisting in the cage 2, so that a secure screwing of the fastening screw into the screw nut 3 and a secure clamping of the screw connection in the axial direction is ensured.

Vorteilhafterweise weist das Dichtelement 14 an der freien Stirnfläche 18, welche der Stützwand 6 gegenüberliegt, eine oder mehrere Dichtrippen 19 auf. 5 zeigt hierzu in einer vereinfachten Schnittdarstellung das Dichtelement 14 im Bereich der Seitenwand 16 gemäß den in der Figur einzeichneten Schnittlinie C-C. Die Dichtrippe 19 erstreckt sich bevorzugt über den gesamten Umfang der Seitenwand 16 und ist elastisch verformbar ausgebildet. Durch die Dichtrippe 19 wird die Berührungskontaktfläche an der Stützwand 6 reduziert und durch die flexible beziehungsweise elastische Verformbarkeit der Dichtrippe 19 eine Dichtung zwischen Dichtelement 16 und Stützwand 6 gewährleistet. Durch die verkleinerte Berührungskontaktfläche ist ein einfaches Verschieben des Dichtelements 14 in dem Käfig weiter gewährleistet. Bevorzugt ist die Seitenwand 16 derart ausgebildet, dass die Dichtrippe 19 gegen die Stützwand 6 stets vorgespannt gehalten ist, um eine sichere Abdichtung zu gewährleisten.Advantageously, the sealing element 14 has one or more sealing ribs 19 on the free end face 18, which is opposite the supporting wall 6. 5 shows a simplified sectional view of the sealing element 14 in the area of the side wall 16 according to the section line CC shown in the figure. The sealing rib 19 preferably extends over the entire circumference of the side wall 16 and is designed to be elastically deformable. The sealing rib 19 reduces the contact surface on the support wall 6 and the flexible or elastic deformability of the sealing rib 19 ensures a seal between the sealing element 16 and the support wall 6. The reduced contact surface further ensures that the sealing element 14 can be easily moved in the cage. The side wall 16 is preferably designed in such a way that the sealing rib 19 is always pre-tensioned against the support wall 6 in order to ensure a secure seal.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2 ist die axiale Höhe des Kragens 12 derart gewählt, dass er axial zwischen dem Dichtelement 14, also zwischen dem Boden 15 des Dichtelements 14, und der Stützwand 6 verspannt gehalten ist, sodass die Schraubenmutter 3 in dem Käfig 2 axial nicht verschiebbar ist. Optional ist die axiale Höhe des Kragens 12 niedriger gewählt, wie durch gestrichelte Linien in 2 und 3 angedeutet, sodass ein axiales Spiel besteht, welches eine axiale Verlagerung der Schraubenmutter 3 in dem Käfig 2 gemäß der Pfeile 20, beispielsweise zum Toleranzausgleich, erlaubt.According to the embodiment of 2 the axial height of the collar 12 is selected such that it is held axially clamped between the sealing element 14, i.e. between the bottom 15 of the sealing element 14, and the support wall 6, so that the screw nut 3 cannot be axially displaced in the cage 2. Optionally, the axial height of the collar 12 is selected to be lower, as shown by dashed lines in 2 and 3 indicated so that there is an axial play which allows an axial displacement of the screw nut 3 in the cage 2 according to the arrows 20, for example for tolerance compensation.

In das Innengewinde 11 ist bei der Vormontage des Weiteren ein lösbares beziehungsweise entfernbares oder zerstörbares weiteres Dichtelement 21, insbesondere in Form eines Pappkümpels, eingebracht, welcher die Durchgangsbohrung beziehungsweise den Innengewindeabschnitt der Schraubenmutter 3 dicht verschließt.During pre-assembly, a detachable or removable or destructible further sealing element 21, in particular in the form of a cardboard plug, is introduced into the internal thread 11, which tightly closes the through hole or the internal thread section of the screw nut 3.

In dem vormontierten Zustand ist die Schraubenmuttervorrichtung 1 nunmehr derart dicht, dass Flüssigkeit nicht durch eine Schraubenaufnahmeöffnung 22 in der Stützwand 6 zu der Öffnung 9 und andersherum gelangen kann. Der Käfig 2 ist durch das Dichtelement 14 in vorteilhafter Weise abgedichtet, sodass insbesondere Flüssigkeit nicht an dem Dichtelement 14 vorbei zu der Öffnung 9 oder von der Öffnung 9 zu der Öffnung 22 gelangen kann. Auch zwischen der Schraubenmutter 3 und dem Dichtelement 14 kann Flüssigkeit nicht hindurch fließen, insbesondere aufgrund der voreilhaften radialen Verspannung zwischen der Seitenwand 16 und dem Kragen 12. Ist der Kragen 12 außerdem in der axialen Höhe derart gewählt, dass die Schraubenmutter 3 auch axial nicht verlagerbar ist, wie vorstehend bereits erläutert, so wird dadurch eine weitere Dichtung auch durch axiale Dichtflächen zwischen dem Kragen 12 und dem Boden 15 einerseits und dem Kragen 12 und der Stützwand 6 andererseits gewährleistet. Dadurch ist sichergestellt, dass bei der vormontierten Schraubenmuttervorrichtung 1 Flüssigkeit oder andere Medien nicht durch die Öffnungen 9 und 22 hindurch gelangen können. Wird die Schraubenmuttervorrichtung 1 mit dem Käfig 2 beispielsweise an einem Karosserieelement 23 angeordnet, wie in 3 beispielhaft gezeigt, beispielsweise indem die Stützwand 6 an dem Karosserieelement 23 verschweißt wird, so steht die Schraubenmuttervorrichtung 1 zur weiteren Verwendung bereit und dichtet bis dahin eine mit der Öffnung 22 fluchtende Öffnung 24 des Karosserieelements ab. Erst dann, wenn eine Befestigungsschraube durch die Öffnung 24 in die Schraubenmuttervorrichtung 1 zum Zusammenwirken mit der Schraubenmutter 3 eingeführt wird, wird das Dichtelement 21 aus dem Innengewindeabschnitt der Schraubenmutter 3 heraus gedrängt und optional der Kragen 12 der Schraubenmutter 3 gegen die Stützwand 6 gezogen, wodurch eine Abdichtung wieder hergestellt wird.In the pre-assembled state, the screw nut device 1 is now so tight that liquid cannot pass through a screw receiving opening 22 in the support wall 6 to the opening 9 and vice versa. The cage 2 is advantageously sealed by the sealing element 14, so that in particular liquid cannot pass past the sealing element 14 to the opening 9 or from the opening 9 to the opening 22. Liquid cannot flow between the screw nut 3 and the sealing element 14 either, in particular due to the advantageous radial bracing between the side wall 16 and the collar 12. If the collar 12 is also selected in terms of its axial height such that the screw nut 3 cannot be displaced axially either, as already explained above, a further seal is thereby ensured by axial sealing surfaces between the collar 12 and the base 15 on the one hand and the collar 12 and the support wall 6 on the other. This ensures that liquid or other media cannot pass through the openings 9 and 22 in the pre-assembled screw nut device 1. If the screw nut device 1 is fitted with the cage 2 for example, arranged on a body element 23, as in 3 shown by way of example, for example by welding the support wall 6 to the body element 23, the screw nut device 1 is ready for further use and until then seals an opening 24 of the body element that is aligned with the opening 22. Only when a fastening screw is introduced through the opening 24 into the screw nut device 1 to interact with the screw nut 3 is the sealing element 21 forced out of the internal thread section of the screw nut 3 and optionally the collar 12 of the screw nut 3 is pulled against the support wall 6, whereby a seal is re-established.

Die vorteilhafte Schraubenmuttervorrichtung 1 erlaubt somit sowohl im vormontierten Zustand als auch im verwendeten Zustand ein sicheres Abdichten einer Montageöffnung 24 beispielsweise des Karosserieelements 23.The advantageous screw nut device 1 thus allows a secure sealing of an assembly opening 24, for example of the body element 23, both in the pre-assembled state and in the used state.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SchraubenmuttervorrichtungScrew nut device
22: KäfigCage
33: SchraubenmutterScrew nut
44: AufnahmeRecording
55: StützwandRetaining wall
66: StützwandRetaining wall
77: LascheTab
88th: AussparungRecess
99: Öffnungopening
1010: SchraubenmutterhalsScrew neck
1111: Innengewindeinner thread
1212: Kragencollar
1313: PfeilArrow
1414: DichtelementSealing element
1515: BodenFloor
1616: SeitenwandSide wall
1717: Öffnungopening
1818: DichtflächeSealing surface
1919: DichtrippeSealing rib
2020: PfeilArrow
2121: DichtelementSealing element
2222: Öffnungopening
2323: KarosserieelementBody element
2424: MontageöffnungMounting opening

Claims

Screw nut device (1), with a screw nut (3) which has a radially projecting collar (12) at a first axial end, with a cage (2) in which the screw nut (3) with its collar (12) is mounted radially and axially displaceably and is prevented from rotating about its axis, wherein the cage (2) has a first support wall (5) with a first opening (9), wherein the screw nut (3) is guided with a second axial end through the first opening (9) with radial play and wherein a cup-shaped sealing element (14) is pushed onto the second axial end of the screw nut (3), characterized in that a base (15) of the sealing element (14) axially rests on the first support wall (5) between the collar (12) and the first support wall (5), and that a side wall (16) of the sealing element (14) is guided radially past the collar (12) and on a second support wall opposite the first support wall (5). (6) of the cage (2) in a sealing manner.

Screw nut device according to Claim 1 , characterized in that the sealing element (14) is made of plastic.

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that the side wall (16) of the sealing element (14) rests radially on the collar (12) of the screw nut (3).

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that the collar (12) of the screw nut (3) is radially clamped, in particular pressed, in the sealing element (14).

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (14) has one or more sealing ribs (19) at least on its end face opposite the second support wall (6).

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that a sealing element (21), in particular a cardboard socket, is sealingly arranged in an internal thread section of the screw nut (3).

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that an opening 17 is formed in a bottom (15) of the sealing element (14), through which the screw nut (3) is guided with its second axial end.

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (14) rests radially tightly against the screw nut (3) at a distance from the collar (12).

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that the screw nut (3) with its collar (12) in the sealing element (14) is axially displaceable up to the second support wall (6).

Screw nut device according to one of the preceding claims, characterized in that the first support wall (5) is formed by two bent tabs (7) of the cage (2).