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Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen, insbesondere von dünnen Blechen, deren Rückseite nicht zugänglich ist, durch eine als zylindrischer Hohldübel ausgebildete Kunststoffmutter, bei welcher nur der dem Schraubenkopf der Befestigungsschraube abgewendete Teil ein Innengewinde besitzt.
Wenn es sich um die Verbindung von dünnen Platten oder Blechen unter Verwendung von Schrauben und Muttern handelt, so erfolgte die Verschraubung der betreffenden Metallteile bisher in der Weise, dass die Verbindungsschraube nach Hindurchführung durch die beiden Platten mit einer hinter der zweiten Platte vorhandenen Schraubenmutter in Eingriff gelangt. Die betreffenden Muttern konnten hiebei beispielsweise durch Anschweissen an dem Metallteil befestigt sein.
Ein anderes Verfahren bestand darin, dass ein Gewindeauge an die Metallplatte angegossen oder angeschweisst wurde. An Stelle der sonst für derartige Zwecke benutzten handelsüblichen Muttern waren auch Blech- oder Käfigmuttern gebräuchlich.
Es ist ferner bekannt, zwei Platten durch Verschraubung in der Weise zu verbinden, dass ein zylindrischer Metal1körper mit Innengewinde und glatter Aussenfläche und einem anschliessenden, zur Drehsicherung in axialer Richtung mit Vorsprüngen in Form von Riffelungen versehenen, gewindelosen Teil durch die Bohrlöcher der zu verbindenden Platten geführt wird, worauf durch Anziehen einer Befestigungsschraube der gewindelose Teil unter Bildung eines Wulstes an die dem Schraubenkopf abgewendeten Seite der Metallplatte angepresst wird. Diese Vorrichtung benötigt eine besondere Schraube mit Schaftansatz, gegen den sich der Hals des als Spreizelement ausgebildeten Schraubenteiles abstützen muss, da sonst ein Stauchen bzw. Anpressen in Form eines Wulstes nicht stattfindet.
Anderseits entsteht aber gerade durch die Reibung des Schaftansatzes der Spezialschraube gegen den Hals des Spreizelementes ein sehr hohes Drehmoment, das nur durch eine starke Verzahnung des gewindelosen Teiles in der Bohrlochwandung des zu befestigenden Gegenstandes aufgefangen werden kann.
Ein Nachteil bei dieser Vorrichtung besteht ausserdem darin, dass sie, wenn es sich um die Verbindung sehr dünner Bleche handelt, infolge der Anfasung des Schraubenschaftteiles, die stärker als das Blech ist, für eine bündige Verbindung mit einem glatten Bohrloch nicht angewendet werden kann.
Es muss also der aussenverzahnte Teil, dessen Durchmesser mindestens dem des Bohrloches in der Platte entspricht, um eine entsprechende Drehsicherung für den kraftaufwendenden Stauchvorgang des Verbindungselementes zu erreichen, in die zu verbindenden Platten, vor allem in Stahl mithohem Kraftaufwand hineingetrieben werden, damit sich die Zähne in den Bohrlochwandungen fest verbeissen, wobei sich dünne, z. B. freitragende Karosseriebleche zweifellos auch in der Umgebung des Bohrloches unerwünscht verformen würden.
Eine andere bekannte Vorrichtung zum Verbinden von Platten, deren Rückseite nicht zugänglich ist, weist als Verbindungselement dünnwandige Metallbuchsen auf, deren eines Ende mit einem in eine Ausfasung der äusseren Platte eingreifenden Flansch versehen ist, wobei das andere Ende in einen konischen Teil übergeht, der über eine sehr dünne Stelle mit einem konisch sich erweiternden, mit Gewinde versehenen Kopf verbunden ist. Für die Verwendung des Verbindungselementes ist ein Werkzeug erforderlich, das mit einer mit dem Flansch der Buchse im Eingriff stehenden Schulter versehen ist und ferner
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einen in Nähe der Schulter befindlichen konischen Teil aufweist, der das dünne Ende des konischen Kopfes in die Ansenkung der Buchse beim Anziehen der Schraube hineinzieht und in diesem verkeit.
Bei dieser Anordnung dient somit der dünnwandige Teil der Buchse lediglich als Führung und Träger für die Mutter.
Demgegenüber ergibt sich eine bündige Verbindung von Bauteilen, insbesondere von dünnen Blechen, deren Rückseite nicht zugänglich ist, durch Verwendung einer als zylindrischer Hohldübel ausgebildeten Schraubenmutter aus Kunststoff, wobei nur der dem Schraubenkopf abgewendete Teil mit einem Gewinde versehen ist, mit einfachen Mitteln erfindungsgemäss dadurch, dass die Schraubenmutter einen konisch erweiterten, auf den Durchmesser der Schraubenmutter zusammendrückbaren Halsansatz aufweist, der, wie an sich bekannt, auf der Aussenseite mit einer Riffelung versehen ist und etwa die gleiche Wandstärke wie der gewindefreie, zylindrische Teil der Schraubenmutter besitzt, Durch diese Ausbildung kann die Schraubenmutter, hervorgerufen durch die Elastizität des konisch erweiterten Halsansatzes, so in das Bohrloch eingedrückt werden,
ohne dass dabei eine Verformung des Bleches in der Umgebung des Bohrloches hervorgerufen wird, jedoch vor dem Einsetzen der Befestigungsschraube eine Sicherung der Schraubenmutter gegen Drehen vorhanden ist. Als Kunststoff für die Schraubenmutter, die als Hohldübel ausgebildet ist, dient vornehmlich Nylon (R). Der gewindefreie Teil der Schraubenmutter weist eine Wandstärke auf, die es ermöglicht, dass beim Anzug des Schraubenbolzens, der aus einer normalen und handelsüblichen Schraube besteht (ohne Sonderausführungen verwenden zu müssen), ein an den Bohrlochrand des Bauelementes sich anpressender Wulst gebildet wird.
Als weiterer Vorteil erfährt der gewindefreie Halsansatz der Schraubenmutter nach dem Einfügen in das Bohrloch des Bauelementes, hervorgerufen durch die Konizität des Halsansatzes und die Elastizität des Kunststoffes, zusätzlich noch eine Stauchung am Umfang gegen dieBohrlochwandung und damit tritt eine Erhöhung der Drehsicherung ein.
Dies ist wichtig insbesondere bei Verbindungen, bei welchen die zu verbindenden Flächen plan gegeneinander liegen und der Schraubenkopf direkt auf einer der Flächen aufsitzt. Durch die Tatsache, dass sich die Gewindegänge der Kunststoffmutter beim Festziehen der Schraube fest auf deren Gänge durch Stauchung aufpressen, wird eine gegen Lösen der Schraube rüttelsichere Verbindung hergestellt. Die vorgeschlagene Vorrichtung stellt ferner eine wasserdichte Befestigung dar, die einerseits durch den Formschluss des Gewindes und anderseits durch die formschlüssige Anlage des konisch erweiterten Halsteiles hervorgerufen wird, bei dem letzteren besonders dann, wenn dieser durch Umbördelung als Unterlagscheibe fürdenSchraubenbolzenkopf wirkt.
Die erfindungsgemässe Kunststoffmutter hat den wesentlichen Vorteil, dass man mit einem dünnen Blech andere Gegenstände bündig verschrauben kann, wobei der Schraubenkopf direkt auf dem zu befestigenden Bauelement aufliegt. Bei den bisher für diese Zwecke benutzten Dübeln ist dies nicht möglich, da zwischen Blech und dem zu verschraubenden Gegenstand der Dübelkopf oder der Schaftansatz einer Schraube hinderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der gegenständlichen Vorrichtung besteht darin, dass je nach Montageforderung, etwa bei nicht mit der Fläche bündiger Montage, der Hals der Kunststoffmutter soweit über das Bauelement vorstehen kann, dass er eine Stauchung erfährt, die in Form eines Wulstes an die Bohrlochwand als Unterlagscheibe gepresst wird.
Damit entsteht eine gegen Herausziehen der Mutter noch zusätzlich gesicherte und die verschraubten Bleche gegeneinander isolierende Verbindung. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Schraube lieg1 darin, dass eine Rüttel- und Drehsicherung für die Schraubverbindung dadurch bewirkt wird, dass das Ge" winde der Schraubenmutter auf die Schraube einen radial nach innen gerichteten Druck ausübt, sodassau Federsicherungen od. dgl. verzichtet werden kann. Für diesen Druck ist Voraussetzung, dass der Aussenmantel des Gewindeteiles in seiner Stärke so bemessen ist, dass sich beim Anziehen der Schraube die ein. zelnen Gänge des Gewindeteiles auf die Gewindegänge der Schraube formschlüssig aufpressen können unc dadurch das übliche Spiel zwischen Schraube und Gewinde aufgehoben wird.
Die beschriebene Ausführung ergibt eine elastische und gleichzeitig vielseitige Befestigung, dit nicht nur dem Kraftwagenbau, sondern vielen andern Anwendungsgebieten Vorteile bietet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung. In dieser zeigen Fig. 1 ein, Kunststoffmutter teilweise in Ansicht und teilweise geschnitten, Fig. 2 eine Ansicht der durch das Bohr loch eingeführten Kunststoffmutter bei nicht angezogener Schraube, teilweise aufgeschnitten, Fig. 3 die selbe Mutter nach bündiger Verschraubung bei teilweise angezogener Schraube, Fig. 4 dieselbe Mutte bei endgültiger Verschraubung, Fig. 5 dieselbe Mutter die bündig mit einer Platte verbunden ist nac Herausdrehen der Schraube.
Die Fig. 1 zeigt einen Hohldübel 1 aus Kunststoff, dessen vorderer Teil ein Innengewinde 2
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zur Aufnahme einer Schraube 2 aufweist, wogegen der mittlere Teil Ic eine dünnere, gewindefreie Wand bildet. Nach seinem hinteren Ende zu geht der Dübel in einen konischen Halsansatz Id über, der etwa dieselbe Wandstärke besitzt wie der gewindelose Teil Ic und an seinem Aussenumfang geriffelt ist.
Um die beiden Bleche 3 und 4 bündig miteinander zu verschrauben, wird die Kunststoffmutter 1 nach Fig. 2 in das Bohrloch 3a des Bleches 3, das als Durchgangsbohrung für den Dübelschaft vorgesehen ist, weitgehend eingedrückt und nach Anlegen der Platte 4 eine Schraube 2 durch das Bohrloch der Platte 4 in das Gewinde Ib der Kunststoffmutter l eingeschraubt. Dabei wird der koni-
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den. Je nach Art der Montageforderung kann der konische Halsansatz Id über das Bauelement 3 hinausragen. In diesem Fall bildet sich nach Auflage eines zweiten Bauelementes 4 und Anziehen der Schraube 2 zwischen den Platten 3,4 ein Wulst 7, der sowohl die Wirkung einer zusätzlichen Unterlagsscheibe als auch eine für Kabel isolierte Durchführung bildet.
Im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen hat die erfindungsgemässe Vorrichtung den grossen Vorteil einer sehr einfachen Handhabung unter Wegfall von zusätzlichen Konstruktionsteilen und unter Vermeidung von Vierkantbohrungen oder sonstigen zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen als Drehsicherung für das Befestigungselement.