<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbindung eines ersten Teiles, der eine Ausneh- mung oder Höhlung aufweist, und eines in die Ausnehmung oder Höhlung einschiebbaren und darin bewegbaren zweiten Teiles, wobei im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung sich erstreckende elastische Elemente an zumindest einem Teil der inneren Oberfläche des ersten
Teiles und/oder der äusseren Oberfläche des zweiten Teiles angeordnet sind, und wobei die Länge der elastischen Elemente grösser als der Abstand zwischen der mit den elastischen Elementen ver- sehenen Fläche und der Gegenfläche am jeweils andern Teil ist.
Es ist beispielsweise aus der DE-OS 1945377 ein dübelähnlicher Steckbolzen bekannt, der über seinen Umfang verteilt eine Vielzahl von Zähnen aufweist, die radial oder zum Kopf des
Befestigungselementes hin geneigt aus der Mantelfläche vorstehen. Die korrespondierende Bohrung weist eine glatte Wandung auf. Das Befestigungselement wird in die Bohrung eingeschlagen, wobei sich die Zähne an die Wandung der Bohrung anlegen und bei Zugeinwirkung daran versprei- zen. Die dadurch erzielbare Verbindung ist als unlösbare Verbindung gedacht, die nur unter Überbeanspruchung lösbar ist, wobei jedoch Beschädigungen an einem der beiden Teile auftreten, so dass die Wiederherstellung nicht möglich ist.
Die Erfindung hat es sich hingegen zur Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zu schaffen, die beim Verschieben zweier Teile eine Verbindung bildet, die einen hohen Widerstand der Rück- bewegung der beiden Teile entgegensetzt, jedoch bei dessen Überwindung zu keiner Beschädigung der Einrichtung führt, so dass die Verbindung lösbar und wiederherstellbar ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die elastischen Elemente als eine Lage von nahe nebeneinander angeordneten, insbesondere durch Beflockung hergestellten,
Borsten od. dgl. ausgebildet und aus ihrer Ruhelage wenigstens in Einschubrichtung und entge- gengesetzt dazu verschwenkbar sind, wodurch die Verbindung lösbar ist, und dass die Gegenfläche des jeweils andern Teiles uneben ausgebildet ist, so dass sie Vertiefungen und Erhöhungen auf- weist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist für jede beliebige Verbindung zwischen zwei Teilen anwendbar. Die beiden Teile können voneinander vollständig trennbar sein, beispielsweise indem zwischen ihnen Steckverbindungen vorgesehen sind. Die beiden können anderseits aber auch nicht vollständig trennbar sein, so dass zwischen ihnen eine beidseitig begrenzte Schiebe- oder Drehbewegung ausführbar ist. Die als elastische Elemente vorgesehenen Borsten od. dgl. können aus jedem geeigneten Material bestehen und verschiedene Eigenschaften aufweisen. Beides richtet sich nach der Art der zu verbindenden Teile, nach der Festigkeit der herzustellenden Verbindung. Es bleibt dem Fachmann überlassen, für den jeweiligen Anwendungszweck der Verbindung die geeigneten Kriterien für die Borsten auszuwählen.
Hiezu zählen neben der Materialauswahl die Bestimmung der Elastizität, die Anzahl der Borsten pro Flächeneinheit, die Grösse der zu belegenden Fläche, die Art und Grösse der Unebenheiten der Gegenfläche usw.
Bei der Zusammenfügung zweier völlig aneinander getrennter Teile, etwa bei einer Steckverbindung mittels Befestigungszapfen und korrespondierender Ausnehmung, Nut und Feder usw., werden die Borsten od. dgl. schräg nach hinten gebogen bzw. geneigt und deren freie Enden drücken an die unebene Gegenfläche. Sie dringen dabei in deren Vertiefungen ein und stützen sich zu Beginn der Rückbewegung zumindest an den Seitenflächen der Erhebung ab, wobei deren dichte Anordnung einem Ausweichen der Borsten od. dgl. entgegensteht. Bei Kraftaufwendung kommt es zu einer Verdichtung der schräg gerichteten Borsten od. dgl., die den Auszugswiderstand bewirken.
Höherer Kraftaufwand führt schliesslich zu einer plötzlichen Richtungsänderung der Borsten od. dgl. mit anschliessender Entspannung dank ihrer Elastizität, wobei sie in bezug auf die nunmehrige Bewegungsrichtung dieselbe Schräglage einnehmen, wie bei der Einschubbewegung. Bei der weiteren Rückbewegung ist nun der Ausziehwiderstand gleich dem Einschubwiderstand und daher nur mehr derselbe geringe Kraftaufwand erforderlich. Die elastischen Borsten unterliegen dabei ebenso keinen Veränderungen wie die unebene Gegenfläche, so dass die gelöste Verbindung jederzeit wiederherstellbar ist.
Ist die Verschiebebewegung beidseitig begrenzt, also keine völlige Trennung der beiden Teile gegeben, so sind die elastischen Borsten od. dgl. in eine Schräglage umgebogen. Der hohe Widerstand zu Beginn der Rückbewegung sowie der geringe Widerstand bei der weiteren Rück-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
von Borsten zum Richtungswechsel gezwungen werden. Je nach Länge, Elastizität und Dichte der Borsten kann der zu überwindende Widerstand den Gegebenheiten angepasst sein. Beispielsweise sind in Fig. 3 Borsten dargestellt, deren Länge Z grösser als der Abstand Y ist.
Fig. 4 bis 6 zeigen eine schematische Anwendung bei einer Steckverbindung, etwa Dübelverbin- dung. Der Dübel bildet das Gegenstück--3--, das mit einer Lage --4-- von Borsten beflockt ist. Im andern Teil --1-- ist die Seitenwand der Bohrung bzw. Ausnehmung --2-- mit einer zweiten Lage --5-- von Borsten beflockt. Die beflockten Flächen und Gegenflächen sind daher parallel zur Verschieberichtung. Beim Einschieben des Teiles --3-- in den Teil --1-- tritt ein geringer Widerstand a auf, da die schräggestellten Borsten aneinander gleiten. Der Wider- stand b in Ausziehrichtung ist jedoch so lange wesentlich höher, bis die Borsten ihre Richtung geändert haben.
Die Querschnitte des Gegenstückes --3-- und der Ausnehmung --2-- können beliebig ausgebil- det sein. Runde Querschnitte ergeben einen weiteren interessanten Effekt, der an Hand der Fig. 7 bis 13 erläutert wird. Diese zeigen eine Verbindung zweier Rohre, die mit Lagen--4, 5- von elastischen Borsten versehene Flächen aufweisen. Beim Ineinanderschieben der Rohre werden die Borsten schräg gestellt und gleiten aneinander. Der Schiebewiderstand a ist gering, hingegen der Widerstand b der Rückbewegung gross. Die Rohre sind daher ineinander beliebig tief ver- schiebbar und in jeder Stellung liegt ein hoher Widerstand b der Borsten im Eingriffsbereich --7- vor. Soll nun das weitere Einschieben des Rohres bzw.
Teiles --3-- in das Rohr bzw. den Teil --1-- vermieden werden, ist nur eine Umkehr der Borsten im Eingriffsbereich --7-- erforderlich. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, tritt nun der Widerstand b gegen die Einschiebebewegung, jedoch nur der kleine Widerstand a gegen die Rückbewegung auf, in der die Borsten aneinander gleiten. Für die Umkehr der Borsten, und damit für den Richtungswechsel des Schiebewiderstandes ist ausschliesslich dessen Überwindung erforderlich, die den Schräglagenwechsel der Borsten bewirkt.
Bei sehr grossem Eingriffsbereich --7-- kann nun die Überwindung des Widerstandes durch
Richtungsumkehr hohe, gegebenenfalls nicht einsetzbare Kraft erfordern. Da jedoch runde Quer- schnitte vorliegen, können die Rohre gegeneinander verdreht werden. Fig. 10 zeigt einen Quer- schnitt entsprechend einer Stellung nach Fig. 8. Daraus ist auch ersichtlich, dass sich die Lagen --4, 5- nicht über die gesamten zueinander weisenden Oberflächen der Teile --1 und 3-- er- strecken müssen. Die Lagen-4, 5- können auch nur in gewissen Abschnitten vorgesehen werden.
Aus der Stellung nach Fig. 8 ist in den beiden Drehrichtungen ein gleich grosser Widerstand c zu überwinden. Dieser Widerstand c ist selbstverständlich grösser als der Gleitwiderstand a in der Schieberichtung, jedoch kleiner als der Widerstand b in entgegengesetzter Richtung.
Dies ist dadurch erklärlich, dass der Winkel, um den die schräggestellten Borsten jeder Lage --4, 5-- sich drehen müssen, beim Übergang von der Schiebebewegung zur Drehung wesentlich kleiner ist als bei der Umkehr der Schieberichtung.
Sobald der Übergang von der Schiebebewegung zur Drehung stattgefunden hat, also der Widerstand c überwunden wurde, liegen nun in den beiden Drehrichtungen wechselweise die Widerstände a und b vor, d. h. bei der weiteren Drehung des inneren Teiles --3-- gleiten die Borsten aneinander. In der Drehrichtung des inneren Teiles --3-- ergibt sich der Widerstand a, entgegengesetzt der Widerstand b. Nach Überwindung des Widerstands b durch Umkehr der Drehrichtung des inneren Teiles --3-- liegt auch der Wechsel der Widerstände a, b vor (Fig. 12).
Soll nun aus der in Fig. 11 oder 12 gezeigten Stellung, also nach Verdrehen der beiden Rohre, diese wieder entlang ihrer Achsen verschoben werden, so ist beim Einleiten der Verschiebebewegung nach beiden Seiten der Widerstand c zu überwinden, da zwar eine Bewegungsrichtungsänderung, jedoch keine Umkehr vorliegt. Sollen die Rohre weiter ineinandergeschoben werden, ändern sich die Borsten in die Stellung nach Fig. 8, sollen sie auseinandergeschoben werden, ändern sie sich in die Stellung nach Fig. 9.
Daraus ergibt sich, dass die Bewegungsumkehr mit verringertem momentanen Kraftaufwand erzielt werden kann, wenn zwischen der Einschiebebewegung und der Ausschiebebewegung eine geringfügige Verdrehung der beiden Teile vorgenommen wird. Sind die Eingriffsbereiche --7-nur über einen Teil des Umfanges vorgesehen, kann nach Fig. 13 eine Drehung um 90 die Lagen
<Desc/Clms Page number 5>
von Borsten voneinander trennen, wodurch zu deren Längsverschiebung auch der Widerstand a ausgeschaltet werden kann. Eine Vierteldrehung bringt die Borsten in die Stellungen von
Fig. 11 oder 12, womit die Verbindung erfolgt ist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung eignet sich daher vorzüglich auch für die beliebige
Arretierung von Kugelgelenken, da nur nach einer Richtung ein kleiner Widerstand a bei der
Bewegung vorliegt ; dieser Widerstand wächst mit dem Winkel der Bewegungsrichtung zur ursprüngli- chen Richtung und erreicht sein Höchstmass bei Umkehr der Bewegungsrichtung. Dieses Höchstmass des Widerstandes kann aber in jeder Richtung erzeugt werden, wenn die Teile in die entgegenge- setzte Richtung so lange bewegt werden, bis die Ausrichtung der Borsten sich vollzogen hat.
Fig. 14 und 15 zeigen ein Ausführungsbeispiel entsprechend der Darstellung von Fig. 1.
Die Ausnehmung --2-- und das Gegenstück --3-- sind mit unebenen-wegen der Kleinheit des Zeichnungsmassstabes und der Feinheit der Unebenheiten ist dies den Fig. 14 und 15 nicht entnehmbar - Gegenflächen versehen, und jeder Gegenfläche ist eine Lage-4, 5- von Borsten zugeordnet, die an einem hülsenartigen Zwischenstück in entgegengesetzte Richtungen weisend ausgebildet sind. Beim Einschieben werden die Borsten der beiden Lagen-4, 5- ebenfalls wieder entgegengesetzt umgebogen und verhaken sich an den Gegenflächen unter Bildung zweier
Verzahnungen --7--. Das Zwischenstück --6-- kann aus Metall oder Kunststoff bestehen.
Fig. 16 zeigt vergrössert einen mit einer Lage-4, 5- von Borsten versehenen Bereich.
Die Borsten sind bevorzugt elektrostatisch auf eine Klebstoffschicht --10-- aufgeflockt, mit denen der Teil-1, 3- überzogen ist. Es wäre auch denkbar, die Borsten auf einer Trägerfolie anzuordnen und diese auf die Flächen bzw. Gegenflächen oder Teilen davon aufzukleben.
Bei Ausführungsbeispielen mit ausschliesslich linearer Verschiebbarkeit kann in jedem Umkehrpunkt ein geringer Rückfederungseffekt bis zum Eingriff der schräggestellten Borsten an der Gegenfläche durch einen elastischen Körper ausgeschaltet werden, der als Anschlag am Ende der Ausnehmung --2-- angeordnet ist.
Neben der eigentlichen Aufgabe der lösbaren Verbindung können die Lagen-4, 5- von Borsten auch andere Funktionen übernehmen. So können sie auch die Abdichtung von Rohrkupplungen zumindest bei geringem Druck des strömenden Mediums bewirken. Sie können weiters aus einem Metall bestehen und als elektrisch leitende Teile wirken, beispielsweise bei Glühlampen und-fassungen, bei denen die Verbindung bereits das Gewinde ersetzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Verbindung eines ersten Teiles, der eine Ausnehmung oder Höhlung aufweist, und eines in die Ausnehmung oder Höhlung einschiebbaren und darin bewegbaren zweiten Teiles, wobei im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung sich erstreckende elastische Elemente an zumindest einem Teil der inneren Oberfläche des ersten Teiles und/oder der äusseren Oberfläche des zweiten Teiles angeordnet sind, und wobei die Länge der elastischen Elemente grösser als der Abstand zwischen der mit den elastischen Elementen versehenen Fläche und der Gegenfläche am jeweils andern Teil ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente als eine Lage (4) von nahe nebeneinander angeordneten, insbesondere durch Beflockung hergestellten Borsten od.
dgl. ausgebildet und aus ihrer Ruhelage wenigstens in Einschubrichtung und entgegengesetzt dazu verschwenkbar sind, wodurch die Verbindung lösbar ist, und dass die Gegenfläche des jeweils andern Teiles uneben ausgebildet ist, so dass sie Vertiefungen (8) und Erhöhungen (9) aufweist.