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Die
vorliegende Erfindung betrifft Flügeldome, insbesondere Schraubdome
oder Schweißdome,
die mit einem ersten Bauteil verbunden sind, von einer Grundfläche des
ersten Bauteils vorragen, und zum verbinden des ersten Bauteils
mit einem zweiten Bauteil dienen, wobei die Flügeldome einen länglichen,
insbesondere zylindrischen Befestigungsteil und wenigstens zwei
Rippen, die sich integral von dem Befestigungsteil erstrecken, aufweisen.
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Schraubdome
sind beispielsweise integral mit dem ersten Bauteil verbundene Ansätze, die
sich von dem Bauteil erheben. Sie werden verwendet, wenn zwei Bauteile
in einem Abstand zueinander mit einander verschraubt werden sollen.
Das erste und das zweite Bauteil werden dabei aufeinander gelegt, wobei
in dem zweiten Bauteil eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, die
in Flucht zu dem ein Innengewinde aufweisenden Befestigungsteil
des Schraubdomes ausgerichtet wird. Um das erste und das zweite
Bauteil miteinander zu verbinden, wird dann durch diese Durchgangsöffnung eine
Schraube in den Befestigungsteil eingeschraubt, wodurch das zweite
Bauteil an dem ersten Bauteil festgelegt wird und auf die (Radial-)Rippen
des Schraubdomes gepresst wird.
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Schweißdome sind ähnlich ausgestaltet,
unterscheiden sich jedoch bezüglich
des Befestigungsteils. So ist der Befestigungsteil bei Schweißdomen nicht
zur Aufnahme einer Schraube gedacht, d.h. er weist kein Innengewinde
auf, sondern er ist vielmehr in Form eines Schweißnippels
ausgestaltet. Dabei ist auf der dem ersten Bauteil abgewandten Seite
des Befestigungsteils eine gewisse Menge einer Materialmasse vorgesehen,
die im Schweißvorgang
mit dem zweiten Bauteil eine Schweißverbindung eingeht.
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Im
Stand der Technik sind sowohl Flügel-
als auch Schweißdome
der Eingangs erwähnten
Art bekannt.
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Im
Folgenden wird dieser Stand der Technik anhand des Beispiels eines
Schraubdoms unter Bezugnahme auf 1 näher erläutert. Dabei
zeigt 1a eine perspektivische Ansicht
eines Flügeldoms
und 1b eine Draufsicht des in 1a dargestellten Flügeldoms.
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Der
Flügeldom 10 ist
in Form eines Schraubdoms ausgebildet und umfasst einen länglichen,
zylindrischen Befestigungsteil 11, der mit einem ersten Bauteil 20 verbunden
ist. Integral mit dem Befestigungsteil 11 ausgebildet sind,
in der dargestellten Ausführungsform,
vier geradlinige Rippen 12, die sich von dem zylindrischen
Befestigungsteil 11 in Radialrichtung gerade wegerstrecken.
Dabei sind, wie zuvor erwähnt,
die Rippen 12 in einer im Querschnitt geradlinigen Form
ausgestaltet, wie es insbesondere aus der Draufsicht in 1b ersichtlich wird. Der Befestigungsteil 11 ist
mit einem Innengewinde 13 versehen, um eine (nicht dargestellte)
Schraube aufnehmen zu können,
die der Befestigung eines nicht dargestellten zweiten Bauteils an
dem ersten Bauteil 20 dient. Die geradlinigen Rippen 12 weisen
in vielen Fällen
eine Stärke
von ca. 1 mm auf und insbesondere bei hohen Domen, mit beispielsweise
einer Höhe von
20 mm, besteht die Gefahr, dass die Rippen wegknicken. Des Weiteren
birgt diese Ausgestaltung des Standes der Technik die Gefahr von
Abzeichnungen auf der Sichtseite des zweiten Bauteils, die durch
die Oberflächenpressung
des zweiten Bauteils auf die Rippen verursacht werden.
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Insbesondere
bei Materialien mit geringer Festigkeit wie beispielsweise Kunststoff
in Form von ABS, PP oder ABS/PA ist die Gefahr des Ausknickens besonders
hoch. Mit anderen Worten lässt
sich sagen, dass die Problematik insbesondere bei Flügeldomen
auftritt, die aus einem Material gebildet sind mit einem E-Modul
von weniger als ca. 2500 MPa bei 23°C.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flügeldom zu
schaffen, der insbesondere bei Werkstoffen mit geringer Festigkeit einsetzbar
ist und der Gefahr des Ausknickens der Rippen und der Bildung von
Abzeichnungen auf der Sichtseite des zweiten Bauteils entgegenwirkt.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Flügeldom mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
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Insbesondere
wird der gattungsmäßige Flügeldom der
Eingangs genannten Art durch die Erfindung derart weitergebildet,
dass die Rippen im Querschnitt eine gekrümmte Form aufweisen. Durch
die Ausgestaltung der Rippen in einer gekrümmten Form erfolgt einerseits
eine größere Anbindung
des Flügeldoms
an das erste Bauteil bzw. dessen Grundwandfläche. Dadurch kann der erfindungsgemäße Flügeldom höhere Kräfte ableiten
wodurch die Gefahr des Ausknickens der Rippen verringert wird. Andererseits wird
durch die gekrümmt
ausgebildeten Rippen eine größere Auflagefläche für das anzuschraubende Bauteil,
d.h. das zweite Bauteil, geschaffen, wodurch die Flächenpressung
auf die Rippen geringer wird. Demzufolge wird auch die Wahrscheinlichkeit
von Abzeichnungen auf der Sichtseite des zweiten Bauteils vermindert.
Diesbezüglich
sei angemerkt, dass es sich bei der Sichtseite des zweiten Bauteils
um die dem ersten Bauteil abgewandte Seite des Bauteils handelt.
Bezüglich
des Befestigungsteils sei ausgeführt,
dass dieses lediglich länglich
ausgestaltet sein muss. Es ist für
die Erfindung unerheblich, ob der Befestigungsteil zylindrisch,
rechteckig, mehreckig oder in einer anderen Form ausgestaltet ist.
Lediglich ist für
einen Flügeldom
ausschlaggebend, dass das Befestigungsteil länglich ist, um nämlich den
Abstand zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil zu überbrücken. Vorzugsweise
ist der Befestigungsteil jedoch zylindrisch ausgebildet und weist bei
einem Schraubflügeldom
eine Bohrung mit einem Innengewinde oder lediglich eine Bohrung
zur Aufnahme einer gewindeformenden Schraube auf. Darüber hinaus
können
selbstverständlich
auch mehr als zwei Rippen vorgesehen sein, die sich integral von dem
zylindrischen Befestigungsteil erstrecken.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform sind
die Rippen des erfindungsgemäßen Flügeldoms tangential
an dem zylindrischen Befestigungsteil angebunden. Dies ist insbesondere
bei Schraubdomen von Vorteil. So wird beim Einschrauben in den Befestigungsteil
ein Drehmoment auf das Befestigungsteil übertragen. Im Stand der Technik
mit den radial geradlinig verlaufenden Rippen erfolgte die Kraftableitung
durch das aufgebrachte Drehmoment Normal zu den Rippen. Dadurch
ist die Kraftableitung nicht optimal und es kann zum Verdrehen des
gesamten Domes kommen. Neben der Ausbildung der Rippen in einer
gekrümmten
Form führt
die tangentiale Anbindung zu einer weiteren Verbesserung der Kraftableitung.
Vorzugsweise liegt die Anbindung der Rippen dabei in Drehmomentrichtung,
sodass die Rippen dem aufgebrachten Drehmoment mehr Widerstand entgegenbringen.
Dadurch wird ein Verdrehen des gesamten Schraubdoms weiter erfolgreich
verhindert. Unter einer Anbindung in Drehmomentrichtung ist dabei
zu verstehen, dass die Rippen bzw. das dem Befestigungsteil abgewandte
Ende der Rippen in Drehmomentrichtung weisen bzw. weist. Bei einem rechtsgängigen Gewinde
sind die Rippen nach Rechts gekrümmt.
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Um
eine gute Auflagefläche
für das
zweite Bauteil zu bilden, das selbstverständlich auch auf der dem ersten
Bauteil abgewandten Seite des Befestigungsteils aufliegt, verlaufen
die Rippen über
die gesamte Höhe
des Befestigungsteils und sind vorteilhafterweise über die
gesamte Höhe
integral mit diesem ausgebildet. Bei Domen mit einer Höhe über 40 mm
ist jedoch auch denkbar, dass die integral mit dem Befestigungsteil
ausgebildeten Rippen nicht über
dessen gesamte Höhe
angeformt sind und damit nicht zur Auflage des zweiten Bauteils
dienen. Dennoch können
bei tangentialer Anbindung und gekrümmter Form die oben erwähnten Effekte
bezüglich
der verbesserten Krafteinleitung erzielt werden.
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Die
Rippen eines erfindungsgemäßen Flügeldoms
weisen eine Stärke
von vorteilhafterweise ungefähr
0,5 bis 2 mm und vorzugsweise 1 mm auf. Diese Ausgestaltung hat
sich als besonders vorteilhaft bezüglich der Verhinderung von
Abzeichnungen auf der Sichtseite sowie der Bereitstellung einer
Auflagefläche
und der Festigkeit der Rippen herausgestellt. Der Rippendurchmesser
beträgt
bei der vorliegenden Erfindung ca. 25 mm.
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Vorteilhafterweise
wird der Flügeldom
der vorliegenden Erfindung bei Werkstoffen mit niedriger Festigkeit
verwendet, so dass der Flügeldom
vorzugsweise aus einem Kunststoff wie beispielsweise ABS, PP, ABS/PA
ausgebildet ist, die ein E-Modul
bei 23°C
von ca. 2500 MPa, ca. 1500 MPa bzw. ca. 1200 MPa aufweisen. Mit
anderen Worten wird der Flügeldom
vorzugsweise für
Werkstoffe mit einem E-Modul bei 23°C von weniger als ca. 2500 MPa
und mehr als ca. 1200 MPa verwendet. Aber auch der Einsatz anderer
Materialien, wie z.B. Aluminium, ist denkbar.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich, die
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt.
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In
den Figuren zeigt:
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1 einen
Flügelschraubdom
gemäß dem Stand
der Technik, in
- (a) einer perspektivischen
Ansicht;
- (b) einer Draufsicht;
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2 einen
Flügelschraubdom
gemäß der vorliegenden
Erfindung, in
- (a) einer perspektivischen Ansicht
gemäß einer ersten
Ausführungsform
mit fünf
Rippen,
- (b) einer Draufsicht des in 2a dargestellten Flügelschraubdoms
der ersten Ausführungsform,
- (c) einer perspektivischen Ansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform
mit zwei Rippen; und
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3 einen
Schweißdom
gemäß der vorliegenden
Erfindung in
- (a) einer perspektivischen Ansicht
einer dritten Ausführungsform
mit drei Rippen, und
- (b) einer Draufsicht des in 3a dargestellten Flügelschweißdoms.
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Im
Folgenden wird zunächst
auf die Ausgestaltung eines Flügelschraubdoms
eingegangen, der ein Beispiel eines Flügeldoms der vorliegenden Erfindung
ist.
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Die
in den 2a und 2b dargestellte
Ausführungsform
eines Flügelschraubdoms 30 umfasst einen
länglichen zylindrischen
Befestigungsteil 31 sowie integral mit diesem ausgebildete
Rippen 32. Der Flügelschraubdom 30 ist
integral mit einem ersten Bauteil 20 verbunden. D.h. sowohl
der Befestigungsteil 31 als auch die Rippen 32 sind
integraler Bestandteil des ersten Bauteils. Der Befestigungsteil 31 weist
ein Innengewinde 33 auf, in den beim Befestigen des nicht
dargestellten zweiten Bauteils an dem ersten Bauteil 20 eine
Schraube eingeführt
wird. Die in 2 dargestellte Ausführungsform
des Flügelschraubdoms 30 weist
fünf Rippen 32 auf,
die sich von dem zylindrischen Befestigungsteil 31 wegerstrecken.
Diese Rippen 32 sind im Querschnitt bzw. in der Draufsicht
(2b) gekrümmt ausgestaltet. Des Weiteren
sind bei der dargestellten Ausführungsform
die Rippen 32 tangential und in Drehmomentrichtung an den
zylindrischen Befestigungsteil 31 angebunden. Angenommen
eine Schraube wird im Uhrzeigersinn in das Innengewinde 33 eingeschraubt,
so wird ein Drehmoment auf den Befestigungsteil 33 und
damit den Dom übertragen,
das ebenfalls im Uhrzeigersinn erfolgt. Dass die Rippen in Drehmomentrichtung
angeordnet sind bedeutet daher, dass sie sich in Richtung des Uhrzeigersinns krümmen bzw.
von dem zylindrischen Befestigungsteil 31 wegerstrecken.
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2c zeigt eine zweite Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Flügelschraubdoms,
bei dem nur zwei Rippen 32' vorgesehen
sind, die sich gleichermaßen
von dem Befestigungsteil 31 wegerstrecken und sowohl tangential
als auch in Drehmomentrichtung angebunden sind. Bei dieser Ansicht wird
ersichtlich, dass die gekrümmte
Form der Rippen nicht zwangsläufig
bogenförmig
sein muss, sondern dass es ausreicht, wenn sich diese nicht gradlinig
in Radialrichtung von dem Befestigungsteil wegerstrecken, sondern
zumindest an einer Stelle einen Knick aufweisen, um die in den 2a und 2b dargestellte
Bogenform nachzuempfinden. Ansonsten ist die Ausgestaltung des Flügelschraubdoms
in 2c ähnlich bzw. gleich dem in den 2a und 2b.
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In
den 3a und 3b ist
schließlich
ein Flügelschweißdom als
ein weiteres Beispiel eines Flügeldoms
der vorliegenden Erfindung dargestellt, der eine dritte Ausführungsform
darstellt. Dabei ist der Flügelschweißdom gleichermaßen aus
einem Befestigungsteil 31 mit darin angebundenen Rippen 32'' aufgebaut. In der dargestellten
Ausführungsform weist
der Flügelschweißdom 3 Rippen 32'' auf, die im Gegensatz zu den gekrümmten Rippen
in den 2a bis 2c nicht
tangential angebunden sind. Dies ist bei einem Flügelschweißdom insbesondere
deshalb nicht zwingend notwendig, weil auf diesen kein Drehmoment übertragen
wird. Ein Unterschied eines Flügelschweißdoms gegenüber einem
Flügelschraubdom
gemäß der vorliegenden
Erfindung liegt insbesondere darin, dass der Befestigungsteil 31 statt
des Innengewindes 33 einen Fortsatz 34 bzw. Schweißnippel
aufweist. Beim Verbinden des ersten Bauteils 20 mit einem
zweiten nicht dargestellten Bauteil wird das zweite Bauteil auf
den Schweißnippel 34 aufgesetzt
und dieser beispielsweise durch Ultraschall oder Wärme aufgeschmolzen.
Dadurch kommt das zweite Bauteil zum Aufliegen auf den, dem ersten
Bauteil 20 entgegengesetzten Seiten der Rippen 32'' und geht eine Verbindung mit dem
Material des Fortsatzes 34 ein, d.h. eine Schweißverbindung,
so dass die beiden Bauteile fest miteinander verbunden sind.
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Die
gekrümmte
Ausgestaltung der Rippen 32, 32' und 32'' führt dazu,
dass insbesondere bei der Verwendung von Werkstoffen mit geringer
Festigkeit wie beispielsweise ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PP (Polypropylen),
ABS/PA (Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polyamid),
die ein E-Modul bei 23°C
von ca. 2500 MPa, ca. 1500 MPa bzw. ca. 1200 MPa aufweisen, eine
ausreichende Festigkeit des Flügeldoms
erzielt werden kann, so dass die Rippen 32, 32' und 32'' nicht ausknicken oder gar wegbrechen.
Des Weiteren wird durch diese Ausgestaltung eine größere Auflagefläche des
zweiten Bauteils auf den Rippen 32, 32', 32'' gewährleistet, so dass die Wahrscheinlichkeit
von Abzeichnungen auf der Sichtseite des zweiten Bauteils vermindert
wird. Darüber
hinaus führt
die tangentiale Anbindung der Rippen sowie die Ausrichtung in Drehmomentrichtung
zu einer verbesserten Ableitung der übertragenen Drehmomentkräfte um ein
Abdrehen bzw. Verdrehen des Flügelschraubdoms
zu verhindern und damit die Wahrscheinlichkeit von Abzeichnungen
auf der Bauteilsichtseite weiter zu reduzieren.
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Dementsprechend
bietet die vorliegende Erfindung eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den herkömmlichen
Flügeldomen
mit radial ausgerichteten, geradlinig verlaufenden Rippen 12,
wie sie in den 1a und 1b dargestellt
sind.