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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zur stirnseitigen
Schraubbefestigung eines ersten Stangenelements an der Längsseite
eines zweiten Stangenelements.
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Derartige
Befestigungsvorrichtungen werden beispielsweise benötigt, um
einen stangenförmigen Handlauf
eines Geländers
mit einem wand- oder bodenseitig verankerbaren Pfostenelement zu
koppeln.
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In
der
US 4 475 840 ist
eine Vorrichtung zur stirnseitigen Schraubbefestigung eines ersten
Stangenelements an der Längsseite
eines zweiten Stangenelements nach dem Oberbegriff von Anspruch
1 offenbart.
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Die
DE 94 15 339 U1 offenbart
einen rohrförmigen
Stab mit einem kugelsegmentförmigen
Endstück,
das mit Hilfe eines Gewindestifts mit einer nach innen eingeformten
Lagerfläche
am Mantel eines zu befestigenden Rohres verbunden ist.
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Ein
Tragsystem aus Hohlprofilen, die mittels Verbindungselementen lösbar verbunden
sind, ist in der
DE
44 44 272 A1 offenbart. In die Hohlprofile eingesetzte
Befestigungsansätze
werden durch Gewindestifte mit unterschiedlichen Gewindesteigungen und
unterschiedlichem Windungssinn mit den Verbindungselementen verschraubt.
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Eine
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Befestigungsvorrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die beiden
Stangenelemente mit geringem wirtschaftlichen Aufwand stabil und
dauerhaft aneinander befestigt werden können, wobei der Vorgang des Befestigens
für einen
Monteur einfach und problemlos durchführbar sein soll. Zudem soll
es möglich sein,
das erste Stangenelement bzw. das Pfostenelement mit seiner dem
zweiten Stangenelement abgewandten Seite derart an einer Wand zu
montieren, daß es
sich unter einem Winkel ungleich 90° von der Wand weg erstreckt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
erste Stangenelement stirnseitig ein erstes Gewinde aufweist, daß das zweite
Stangenelement an einer seiner Längsseiten
ein zweites Gewinde aufweist, dessen Steigung ungleich der Steigung
des ersten Gewindes ist und/oder dessen Gewindeorientierung ungleich
der Gewindeorientierung des ersten Gewindes ist, und daß ein Schraubelement
mit einem ersten und einem zweiten, an einander gegenüberliegenden
Enden des Schraubelements angeordneten, zueinander koaxialen Gewindeabschnitten
vorgesehen ist, wobei der erste Gewindeabschnitt in das erste Gewinde
und der zweite Gewindeabschnitt in das zweite Gewinde einschraubbar
ist, und wobei an einer dem zweiten Stangenelement abgewandten Stirnseite
des ersten Stangenelements, die zu einer Langsachse des ersten Stangenelements
abgeschrägt
ausgebildet ist, eine Befestigungsbohrung für ein Verankerungselement vorgesehen
ist und eine in Längsrichtung
des ersten Stangenelements verlaufende, in das erste Gewinde mündende Durchgangsbohrung
auf der dem ersten Gewinde abgewandten Seite in die Durchgangsbohrung
mündet.
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Bei
derjenigen erfindungsgemäßen Variante, bei
der die Steigung der beiden Gewinde unterschiedlich ist, können beispielsweise
beide Gewinde als Rechtsgewinde ausgebildet werden, wobei die Steigung
des Gewindes im ersten Stangenelement kleiner ist als die Steigung
des Gewindes im zweiten Stangenelement. Wenn in diesem Fall das
Schraubelement von der dem zweiten Stangenelement zugewandten Stirnseite
des ersten Stangenelements in das erste Gewinde eingeschraubt und
anschließend das
Schraubelement unter gleichzeitigem teilweisem Herausschrauben aus
dem ersten Gewinde in das zweite Gewinde des zweiten Stangenelements
eingeschraubt wird, verringert sich aufgrund der unterschiedlichen
Gewindesteigerungen der Abstand zwischen erstem und zweitem Stangenelement
soweit, bis beide Stangenelemente durch das Schraubelement fest
aneinander gezogen werden.
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Ein
entsprechender Effekt stellt sich ein, wenn gemäß der anderen erfindungsgemäßen Variante
das erste und das zweite Gewinde unterschiedliche Gewindeorientierungen
aufweisen, wobei die beiden Gewinde in diesem Fall gleiche oder
unterschiedliche Steigungen besitzen können. Auch in diesem Fall wird
nach erfolgtem Einschrauben des Schraubelements in das erste Stangenelement
bei einem nachfolgenden Einschrauben des Schraubelements in das
zweite Stangenelement, welches wiederum unter gleichzeitigem Herausschrauben
des Schraubelements aus dem ersten Stangenelement erfolgt, der Abstand
zwischen beiden Stangenelementen verringert, bis sie durch das Schraubelement fest
aneinander gekoppelt sind.
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Von
Vorteil ist, daß zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Schraubbefestigung
in beide Stangenelemente jeweils nur herkömmliche Gewinde eingebracht
werden müssen,
was mittels eines üblichen Gewindeschneidvorgangs
bewerkstelligbar ist. Lediglich das Schraubelement stellt aufgrund
der nötigen
Anpassung an die unterschiedlichen Gewindesteigungen bzw. -orientierungen
eine Sonderanfertigung dar, die jedoch auch mit geringem wirtschaftlichem
Aufwand hergestellt werden kann.
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Weiterhin
ist von Vorteil, daß die
erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
in Längsrichtung des
Schraubelements nur einen geringen Platzbedarf beansprucht, so daß die erfindungsgemäße Schraubbefestigung
praktisch keine Auswirkungen auf weitere, von der Schraubbefestigung
unabhängige
konstruktionstechnische Maßnahmen
an den Stangenelementen hat. Zudem bewirkt der geringe Platzbedarf,
daß die
erfindungsgemäße Schraubbefestigung
auch bei Stangenelementen mit kleinen Abmessungen bezüglich Länge und/oder
Durchmesser problemlos eingesetzt werden kann.
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Das
für die
Befestigungsbohrung vorgesehene Verankerungselement ermöglicht,
dass das erste Stangenelement mit der genannten Stirnseite beispielsweise
an einer Wand befestigt werden kann.
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Bei
einer Anwendung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung,
bei der sich die beiden Stangenelemente senkrecht zueinander erstrecken sollen,
ist es von Vorteil, wenn sich das erste Gewinde parallel zur Längsrichtung
des ersten Stangenelements und das zweite Gewinde senkrecht zur
Längsrichtung
des zweiten Stangenelements erstreckt.
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Bei
derjenigen Variante der Erfindung, bei der mit zwei Gewinden unterschiedlicher
Steigung gearbeitet wird, ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis der
Steigung des ersten Gewindes zur Steigung des zweiten Gewindes zwischen
1:1,1 und 1:1,4 liegt. Insbesondere kann dieses Verhältnis bei
ungefähr 1:1,25
liegen.
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Wie
bereits erläutert,
kann bei einer alternativen Ausführungsform
das erste Gewinde linksdrehend und das zweite Gewinde rechtsdrehend
sein. Ebenso ist es jedoch möglich,
die Gewindeorientierungen umgekehrt auszubilden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Durchmesser des ersten Gewindeabschnitts
des Schraubelements und des ersten Gewindes größer als der Durchmesser des
zweiten Gewindeabschnitts des Schraubelements und des zweiten Gewindeabschnitts
und des zweiten Gewindes ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Schraubelement
nur mit der korrekten Seite voran in das erste Gewinde des ersten
Stangenelements eingeschraubt werden kann, da ein Einschrauben mit
der falschen Seite voran aufgrund der unterschiedlichen Gewindedurchmesser
nicht möglich
ist. Auf diese Weise werden Montagefehler zuverlässig verhindert.
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Bevorzugt
ist es, wenn in dem genannten Fall der Durchmesser des ersten Gewindeabschnitts und
des ersten Gewindes größer als
der Durchmesser des zweiten Gewindeabschnitts und des zweiten Gewindes
ist. Das Schraubelement kann dabei als Madenschraube mit zwei aneinander
angrenzenden Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet
werden.
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Das
erste Stangenelement kann als Vollkörper ausgebildet werden, in
den das erste Gewinde eingebracht ist, wobei die in Längsrichtung
des ersten Stangenelements verlaufende, in das erste Gewinde mündende Durchgangsbohrung
vorhanden ist. Diese Durchgangsbohrung ermöglicht den Eingriff eines Werkzeugs
in das Schraubelement von derjenigen Seite des Schraubelements,
die dem zweiten Stangenelement abgewandt ist. Das Schraubelement
besitzt dabei bevorzugt eine Sechskant-Vertiefung, in die auf die
genannte Weise ein Inbusschlüssel
eingeführt
werden kann.
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Der
Durchmesser der Durchgangsbohrung ist insbesondere kleiner als der
lichte Durchmesser des ersten Gewindes, was bedeutet, daß das Schraubelement
nur von der dem zweiten Stangenelement zugewandten Stirnseite des
ersten Stangenelements in das erste Gewinde eingeschraubt werden kann.
Dies vermeidet wiederum Probleme bei der Montage, da ein Ein schrauben
von der genannten Stirnseite einfacher zu bewerkstelligen ist, als
ein – theoretisch
mögliches – Einschrauben
von der dem zweiten Stangenelement abgewandten Stirnseite.
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Das
zweite Stangenelement kann beispielsweise als Rohr ausgebildet sein,
welches als Handlauf verwendet wird.
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Das
erste und/oder das zweite Stangenelement können einen kreisrunden Querschnitt
besitzen. Andere Querschnitte sind jedoch ebenfalls realisierbar.
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Aufgrund
der geringen Abmessungen der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
kann sich die Befestigungsbohrung für das Verankerungselement in
einem Winkel von bis zu 45° gegenüber der
Längsrichtung
des ersten Stangenelements geneigt erstrecken. Besonders bevorzugt sind
Neigungen zwischen 20° und
25°. Bei
einer entsprechend schrägen
Ausbildung der dem zweiten Stangenelement abgewandten Stirnseite
des ersten Stangenelements wird es hierdurch möglich, das erste Stangenlement
so an einer Wand zu befestigen, daß es sich nicht senkrecht,
sondern schräg
von der Wand weg erstreckt.
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Weiterhin
kann sich senkrecht zur Befestigungsbohrung für das Verankerungselement ein
Gewinde von der Befestigungsbohrung bis an eine äußere Längsseite des ersten Stangenelements
erstrecken. In dieses Gewinde ist dann von der Außenseite des
ersten Stangenelements eine Madenschraube einschraubbar, mittels
welcher das Verankerungselement in der Befestigungsbohrung fixiert
werden kann.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:
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1a)
u. b) ein erfindungsgemäß verwendbares
Schraubelement in teilweise geschnittener Seitenansicht sowie in
Draufsicht,
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2 einen
Schnitt durch ein erfindungsgemäß verwendbares
erstes Stangenelement, und
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3 einen
Schnitt durch eine komplett an einer Wand montierten erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
unter Verwendung des Schraubelements gemäß 1 und des
ersten Stangenelements gemäß 2.
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1a zeigt
die teilweise geschnittene Seitenansicht eines Schraubelements 1,
welches als Madenschraube mit zwei aneinander angrenzenden Gewindeabschnitten 2, 3 unterschiedlichen
Durchmessers ausgebildet ist. Der erste Gewindeabschnitt 2 besitzt
dabei einen geringfügig
größeren Durchmesser
als der zweite Gewindeabschnitt 3, wobei das Durchmesserverhältnis ungefähr 4:3 beträgt. Die Länge des
ersten Gewindeabschnitts 2 ist kürzer bemessen als die Länge des
zweiten Gewindeabschnitts 3, wobei dieses Längenverhältnis ungefähr 1:2 beträgt.
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Die
an den Gewindeabschnitten 2, 3 vorhandenen Außengewinde
besitzen voneinander verschiedene Steigungen, wobei die Steigung
des ersten Gewindeabschnitts 2 kleiner als die Steigung
des zweiten Gewindeabschnitts 3 ist. Das Steigungsverhältnis kann
ungefähr
1:1,25 betragen.
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In
den stirnseitigen Endbereich des ersten Gewindeabschnitts 2,
welcher vom zweiten Gewindeabschnitt 3 abgewandt ist, ist
in üblicher
Weise ein Innensechskant 4 eingebracht, über welchen
das Schraubelement 1 mittels eines Inbusschlüssels betätigt werden
kann. Dieser Innensechskant 4 ist insbesondere auch aus 1b ersichtlich,
die eine Draufsicht auf das Schraubelement gemäß 1a zeigt.
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2 zeigt
einen Schnitt durch ein erstes Stangenelement 5, welches
als im Querschnitt kreisförmiger
Vollkörper
ausgebildet ist, in welchen verschiedene Bohrungen und Gewinde eingebracht sind,
die nachfolgend noch beschrieben werden.
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Das
erste Stangenelement 5 besitzt an einer Stirnseite 7 eine
kreisbogenförmige
Einbuchtung 6, wobei der Durchmesser des entsprechenden
Kreisbogens an den Durchmesser eines – nicht dargestellten – zweiten
Stangenelements (siehe 3) angepaßt ist, so daß die Stirnseite 7 des
ersten Stangenelements 5 formschlüssig an eine Längsseite
eines zweiten, im Querschnitt runden Stangenelements ankoppelbar
ist.
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An
der Stirnseite 7 ist entlang der Längsachse 8 des ersten
Stangenelements 5 eine Bohrung 9 eingebracht,
welche aus drei Abschnitten besteht. Der der Stirnseite 7 zugewandte
Abschnitt 10 ist gewindelos ausgebildet und besitzt einen
Durchmesser, der geringfügig
größer als
der Außendurchmesser des
ersten Gewindeabschnitts 2 des Schraubelements 1 ist.
Der zweite Abschnitt 11 ist mit einem ersten Gewinde 12 versehen,
welches bezüglich
Durchmesser und Steigung an den ersten Gewindeabschnitt 2 des
Schraubelements 1 angepaßt ist. Der zweite Abschnitt 11 grenzt
unmittelbar an den ersten Abschnitt 10 an. Auf der dem
ersten Abschnitt 10 abgewandten Seite des zweiten Abschnitts 11 ist
ein dritter Abschnitt 13 vorhanden, der gewindelos ausgebildet
ist und dessen Durchmesser dem lichten Durchmesser des ersten Gewindes 12 entspricht.
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Die
der ersten Stirnseite 7 abgewandte andere Stirnseite 14 des
ersten Stangenelements 5 ist abgeschrägt ausgebildet, d. h. die Ebene,
in der sich diese Stirnseite 14 erstreckt, weist einen
Winkel von ungleich 90° zur
Längsachse 8 des
ersten Stangenelements 5 auf. Dieser Winkel kann beispielsweise zwischen
60° und
65° betragen.
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Senkrecht
zur Stirnseite 14 ist eine Bohrung 15 eingebracht,
welche aus zwei aneinander angrenzenden Abschnitten 16, 17 besteht.
Die Längsachse 18 der
Bohrung 15 erstreckt sich in einem Winkel zwischen 20° und 25° zur Längsachse 8 des
ersten Stangenelements 5, so daß die senkrechte Ausrichtung
der Längsachse 18 der
Bohrung 15 zur Stirnseite 14 sichergestellt ist.
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Der
erste, unmittelbar an die Stirnseite 14 angrenzende Abschnitt 16 der
Bohrung 15 besitzt einen Durchmesser, der etwas mehr als
doppelt so groß wie
der Durchmesser des Abschnitts 17 ist. Die Länge des
Abschnitts 16 ist etwa halb so groß wie die Länge des Abschnitts 17.
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Der
Abschnitt 17 der Bohrung 15 ist mit dem Abschnitt 13 der
Bohrung 9 mittels einer Durchgangsbohrung 19 verbunden,
welche zentral, entlang der Längsachse 8 des
ersten Stangenelements 5 in dieses eingebracht ist. Dementsprechend
mündet die
Durchgangsbohrung 19 schräg in den Abschnitt 17 der
Bohrung 15 ein. Der Abschnitt 16 der Bohrung 15 ist
dabei so angeordnet, daß ein
starres, sich entlang einer geraden Achse erstrec kendes Werkzeug von
der Stirnseite 14 her in die Bohrung 19 eingeführt werden
kann, so daß es
in Eingriff mit einem Schraubelement 1 (nicht dargestellt)
gebracht werden kann, welches sich im Bereich des Abschnitts 11 der
Bohrung 9 befindet.
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Senkrecht
zur Längsachse 18 des
Abschnitts 17 der Bohrung 15 erstreckt sich eine
Bohrung 20 mit einem Gewinde 21, und zwar von
dem Abschnitt 17 bis zur äußeren Längsseite 22 des ersten
Stangenelements 5. Dementsprechend mündet die Bohrung 20 schräg in die äußere Längsseite 22 ein.
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3 zeigt
ein erstes Stangenelement 5 gemäß 2, welches
mittels eines Schraubelements 1 gemäß 1 an einem
zweiten, rohrförmigen Stangenelement 23 befestigt
ist, wobei das erste Stangenelement 5 mit seiner Stirnseite 14 an
einer Wand 24 angebracht ist.
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Die
Koppelung zwischen erstem Stangenelement 5 und Wand 24 wird
mittels eines Befestigungsbolzens 25 bewerkstelligt, dessen
Längsachse mit
der Längsachse 18 der
in die Stirnseite 14 eingebrachten Bohrung 15 zusammenfällt. Der
Befestigungsbolzen 25 besitzt auf seiner der Wand 24 zugewandten
Seite ein insbesondere selbstschneidendes Gewinde, mittels welchem
er fest in der Wand, die beispielsweise als Metallprofil ausgebildet
sein kann, verankerbar ist. Dabei wird der Befestigungsbolzen 25 soweit
in die Wand 24 eingeschraubt, bis ein am Ende des Gewindes
angeordneter Kragen 26 mit einem äußeren Ringbereich an der Wand 24 zur
Anlage kommt. Auf seiner dem ersten Stangenelement 5 zugewandten
Seite ist der Befestigungsbolzen 25 mit einem Fortsatz 27 versehen,
dessen Außendurchmesser
dem Innendurchmesser des Abschnitts 17 der Bohrung 15 entspricht.
Der Fortsatz 27 besitzt eine Querbohrung 28, de ren
Längsachse
sich parallel zur Achse der Bohrung 20 erstreckt, bezüglich dieser
jedoch leicht wandseitig versetzt ist.
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Durch
das Einschrauben einer – nicht
dargestellten – Madenschraube
in die Bohrung 20 wird bewirkt, daß die Spitze der Madenschraube
in die Querbohrung 28 des Fortsatzes 27 eingreift
und aufgrund der genannten Verschiebung der Längsachsen der Bohrungen 20 und 28 bewirkt,
daß das
erste Stangenelement 5 in Richtung der Wand 24 gezogen
und dort befestigt wird.
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Das
Schraubelement 1 ist mit seinem ersten Gewindeabschnitt 2 in
das erste Gewinde 12 des ersten Stangenelements 5 eingeschraubt.
Gleichzeitig ist der zweite Gewindeabschnitt 3 des Schraubelements 1 in
ein zweites Gewinde 29 eingeschraubt, welches sich senkrecht
zur Längsachse 30,
welche senkrecht zur Zeichenebene verläuft, erstreckt.
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Durch
die beiden genannten Gewindeeingriffe wird sichergestellt, daß das zweite
Stangenelement 23 fest an die Stirnseite 7 des
ersten Stangenelements gepreßt
wird, wodurch sich eine starre Verbindung zwischen erstem und zweitem
Stangenelement 5, 23 ergibt.
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Bei
der Montage der Befestigungsvorrichtung gemäß 3 wird wie
folgt vorgegangen:
Zuerst wird das Schraubelement 1 von
der Stirnseite 7 her in das erste Gewinde 12 eingeschraubt,
wobei darauf zu achten ist, daß hierbei
mehrere Umdrehungen des Schraubelements 1 bewirkt werden
bzw. das Schraubelement 1 insbesondere vollständig in
das erste Gewinde 12 ein geschraubt wird. Der genannte Einschraubvorgang
kann auf einfache Weise dadurch bewirkt werden, daß das Schraubelement 1 im Bereich
des zweiten Gewindeabschnitts 3 ergriffen und ohne die
Zuhilfenahme eines Werkzeugs eingeschraubt wird.
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Anschließend wird
dann von der Stirnseite 14 her ein Inbusschlüssel in
die Durchgangsbohrung 19 eingeschoben, bis er in den Innensechskant 4 des ersten
Schraubelements 1 eingreift.
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Im
Anschluß hieran
wird das Schraubelement 1 mittels des Inbusschlüssels in
Drehung versetzt und in das zweite Gewinde 29 des zweiten Stangenelements 23 eingeschraubt.
Da die Steigung des zweiten Gewindeabschnitts 3 und dementsprechend
des zweiten Gewindes 29 größer ist als die Steigung des
ersten Gewindeabschnitts 1 bzw. des ersten Gewindes 12,
wird mit jeder Umdrehung der Abstand zwischen dem ersten Stangenelement 5 und
dem zweiten Stangenelement 23 verringert. Durch diese mit
jeder Umdrehung des Schraubelements 1 zunehmende Verringerung
des genannten Abstands wird letztlich erreicht, daß das zweite
Stangenelement 23 fest an die Stirnseite 7 des
ersten Stangenelements 5 gepreßt wird, so daß sich eine feste
Verbindung zwischen beiden Stangenelementen 5, 23 ergibt.
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Nach
Herstellung der genannten Verbindung kann dann der Befestigungsbolzen 25 in
die Wand 24 eingeschraubt werden. Anschließend wird
das erste Stangenelement 5 gemeinsam mit dem zweiten Stangenelement 23 auf
den Fortsatz 27 des Befestigungsbolzens 25 aufgesteckt
und am Befestigungsbolzen 25 mittels einer – nicht
dargestellten – Madenschraube
befestigt, welche in die Bohrung 20 eingeschraubt wird.
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- 1
- Schraubelement
- 2
- erster
Gewindeabschnitt
- 3
- zweiter
Gewindeabschnitt
- 4
- Innensechskant
- 5
- erstes
Stangenelement
- 6
- kreisbogenförmige Einbuchtung
- 7
- Stirnseite
- 8
- Längsachse
- 9
- Bohrung
- 10
- Abschnitt
- 11
- Abschnitt
- 12
- erstes
Gewinde
- 13
- Abschnitt
- 14
- Stirnseite
- 15
- Bohrung
- 16
- Abschnitt
- 17
- Abschnitt
- 18
- Längsachse
- 19
- Durchgangsbohrung
- 20
- Bohrung
- 21
- Gewinde
- 22
- äußere Längsseite
- 23
- zweites
Stangenelement
- 24
- Wand
- 25
- Befestigungsbolzen
- 26
- Kragen
- 27
- Fortsatz
- 28
- Querbohrung
- 29
- zweites
Gewinde
- 30
- Längsachse