DE102009042844A1

DE102009042844A1 - Verbindungsmittel zum lösbaren Verbinden eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils

Info

Publication number: DE102009042844A1
Application number: DE102009042844A
Authority: DE
Original assignee: Baur Franz Dipl-Ing
Current assignee: Baur Franz Dipl-Ing
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2010-09-23

Abstract

Um ein Verbindungsmittel zum lösbaren Verbinden eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, insbesondere zum lösbaren Verbinden von Möbelteilen, umfassend ein an dem ersten Bauteil angeordnetes erstes Verbindungselement und ein an dem zweiten Bauteil angeordnetes zweites Verbindungselement, wobei das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement im verbundenen Zustand der Bauteile lösbar miteinander verbunden sind und eines der Verbindungselemente ein Halteteil umfasst, das in einer Haltestellung so mit dem anderen Verbindungselement zusammenwirkt, dass eine Relativbewegung des ersten Verbindungselements und des zweiten Verbindungselements längs einer Verbindungsrichtung verhindert wird, und das in einer Freigabestellung eine Relativbewegung des ersten Verbindungselements und des zweiten Verbindungselements längs einer Verbindungsrichtung zulässt, und wobei das erste Verbindungselement eine mit einem von außerhalb des Verbindungsmittels auf das Verbindungsmittel einwirkenden zeitlich veränderlichen Antriebsmagnetfeld wechselwirkende Einrichtung zum Bewegen des Halteteils von der Haltestellung in die Freigabestellung umfasst an den zu verbindenden Bauteilen zu befestigen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Verbindungselemente mittels mehrgängiger selbstschneidender Außengewinde, in Bohrungen der zu verbindenden Bauteile zu verankern. Damit wird erreicht, dass sich die Verbindungselemente beim Eindrehen in die Bohrungen nicht schief stellen, ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsmittel zum lösbaren Verbinden eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, insbesondere zum lösbaren Verbinden von Möbelteilen, umfassend
ein an dem ersten Bauteil angeordnetes erstes Verbindungselement und ein an dem zweiten Bauteil angeordnetes zweites Verbindungselement, wobei das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement im verbundenen Zustand der Bauteile lösbar miteinander verbunden sind und eines der Verbindungselemente ein Halteteil umfasst, das in einer Haltestellung so mit dem anderen Verbindungselement zusammenwirkt, dass eine Relativbewegung des ersten Verbindungselements und des zweiten Verbindungselements längs einer Verbindungsrichtung verhindert wird, und das in einer Freigabestellung eine Relativbewegung des ersten Verbindungselements und des zweiten Verbindindungselements längs einer Verbindungsrichtung zulässt, und
wobei das erste Verbindungselement eine mit einem von außerhalb des Verbindungsmittels auf das Verbindungsmittel einwirkenden zeitlich veränderlichen Antriebsmagnetfeld wechselwirkende Einrichtung zum Bewegen des Halteteils von der Haltestellung in die Freigabestellung umfasst.
Solche Verbindungsmittel sind bekannt.
Insbesondere ist es aus der DE 198 07 663 A1 bekannt, zum lösbaren Verbinden von Möbelbauteilen Magnetschraubensysteme zu benutzen, die einen Stehbolzen mit Sackloch und Innengewinde und einer Hülse mit Außengewinde umfassen, wobei sich in der Hülse ein Magnetrotor befindet, welcher mit einer Welle mit Außengewinde verbunden ist, die sich in das Sackloch mit Innengewinde des Stehbolzen hinein oder heraus dreht, wenn der Magnetrotor mittels eines Antriebsmagnetfeldes zu einer Drehbewegung angeregt wird.
Es ist auch aus der DE 198 07 663 A1 und der DE 100 37 332 A1 bekannt, die Hülse und den Stehbolzen mittels eines Außengewindes in Bohrungen der zu verbindenden Bauteile zu verankern. Sind die Gewinde als selbstschneidende Gewinde ausgeführt, besteht die Gefahr, dass sich die Hülse bzw. der Stehbolzen beim Eindrehen in die Bohrung schiefstellen. Dies liegt an dem verwendeten eingängigen Gewinde, das beim Eindrehen zwischen Mantelwandung der Hülse und der Bohrung, unsymmetrische Druckverhältnisse erzeugt, die diese Schiefstellung bewirken. Wenn die Hülse bzw. der Stehbolzen sich erst einmal schiefgestellt haben und bereits ein Stück weit in die Bohrungen der Werkstücke eingedreht sind, reicht die Richtwirkung der Bohrung nicht mehr aus, die schiefgestellte Hülse bzw. den Stehbolzen, in eine zur Bohrung koaxiale Richtung umzulenken. Das Ergebnis ist dann mangelhaft, das sich die beiden Vebindungselemente nicht mehr oder nur unzulänglich ineinander einführen lassen. Auch das Außengewinde der Schraubenwelle des ersten Verbindungselements fluchtet dann nicht mit dem Innengewinde des Sacklochs vom Stehbolzen und lässt sich daher nicht eindrehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsmittel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, das sich beim Einschrauben in eine Bohrung der zu verbindenden Baueile nicht schief stellt.
Diese Aufgabe wird bei dem Verbindunsmittel mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eines der beiden Verbindungselemente ein mehrgängiges selbstschneidendes Außengewinde aufweist, mittels dessen es in einer Bohrung der zu verbindenden Bauteile verankert ist.
Da ein mehrgängiges selbstschneidendes Gewinde eine symmetrische Gewindeanschnittgeometrie aufweist, stellen sich beim Eindrehen eines mit einem solchen Gewinde versehenen Verbindungselements in eine Bohrung, zu jeder Zeit symmetrische Druckverhältnisse zwischen der Mantelwandung der Bohrung und dem Verbindungselement ein, die wirksam eine Schiefstellung des Verbindunselements, besonders zu Beginn des Eindrehvorgangs, verhindern.
Bei einer bevorzugeten Ausgestaltung des Verbindungsmittels ist vorgesehen, die Höhe der Gewindegänge über die Länge des Gewindes zu variieren. So kann die Höhe der Gewindegänge am Anfang des Gewindes Null sein um dann, z. B. einer linearen Funktion folgend, auf die volle Höhe anzuwachsen. Dadurch lässt sich das Verbindungsmittel noch leichter an der Bohrung ansetzen. Da zu Beginn des Eindrehvorgangs die Schneidkräfte der Gewindegänge noch klein sind, und die Richtwirkung der Bohrung auf die Mantelwandung des Verbindungselements überwiegt wird damit einer Schiefstellung schon zu Beginn des Eindrehvorgangs entgegengewirkt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verbindungsmittels ist das Gewinde Wellenschliffartig ausgeführt. Damit wird die selbstschneidende Wirkung des Gewindes erhöht, da die Wellenberge und Wellentäler des Gewindes zu wechselnden Spannungsspitzen im Material der zu verbindenden Bauteile führen. Zudem wird das Volumen der Gewindegänge verkleinert, und damit die zu leistende Verdrängungsarbeit reduziert. Das schlägt sich beim Eindrehen des Verbindunsmittels in Form eines geringeren Drehmoments nieder zudem wird eine mögliche Beulwirkung auf dünne Werkstücke reduziert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung zwei miteinander zu verbindender Bauteile im unverbundenen Zustand und den Verbindungselementen einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung;
3 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung;
In allen Figuren sind gleiche oder funktional gleichwertige Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine in 1 dargestellte erste Ausführungsform eines als Ganzes mit 100 bezeichneten Verbindungsmittels wird im folgenden am Beispiel einer Verbindung eines ersten, im wesentlichen plattenförmigen Bauteils 102 mit einem zweiten, ebenfalls im wesentlichen plattenförmigen Bauteil 104 erläutert.
Die beiden Bauteile 102 und 104 bestehen beispielsweise aus Holz oder Sperrholz, können aber auch aus beliebigen anderen Materialien bestehen, in die selbstschneidend ein Gewinde eingebracht werden kann. Das können z. B. Kunststoffe wie PVC oder Polyamid sein. Das Bauteil 102 weist eine Aufnahmebohrung 106 auf in die das erste Vebindungselement 130 mit seiner zylindrischen Außenhülse 110 eingeschraubt wird. Die Außenhülse 110 weist ein dreigängiges selbstschneidendes Außengewinde 112 auf, mit den 3 gleichmäßig um den Umfang der Außenhülse 110 verteilten Gewindeanschnitten 114a, 114b und 114c. (Der Gewindeanschnitt 114c wird in 1 von der Außenhülse 110 verdeckt) Zum Verankern des 1. Verbindungselements 130 in der Aufnahmebohrung 106 des Bauteils 102, wird die zylindrische Außenhülse 110 mit ihrem unteren Ende in die Aufnahmebohrung 106 eingeführt, bis die 3 Gewindeanschnitte 114a, 114b uns 114c in den Punkten Pa, Pb, Pc der Bauteiloberfläche 116 des Bauteils 102 auftreffen. Durch gleichzeitiges Drehen der Außenhülse 110 mittels eines geeigneten Eindrehwerkzeuges (der Einfachheit halber nicht dargestellt) im Uhrzeigersinn und Ausüben von axialem Druck auf die Außenhülse 110 in Richtung der Bauteiloberfläche 116, schneiden sich die 3 Gewindeanschnitte 114a, 114b und 114c in den Punkten Pa, Pb und Pc in die Bauteiloberfläche 116 und während des weiteren Eindrehvorgangs immer tiefer in das Bauteil 102, bis die gesamte Außenhülse 110 des ersten Verbindungselements 130 mittels seines Außengewindes 112 in der Aufnahmebohrung 106 des Bauteils 102 verankert ist. Während des Eindrehvorgangs treten an den 3 Gewindeanschnitten 114a, 114b und 114c gleichgroße und bezüglich der Längsachse der Außenhülse 110 symmetrisch verteilte Schnittkräfte auf. Auch die Reaktionskräfte des dreigängigen Außengewindes 112 wirken symmetrisch bezüglich der Längsachse an der Außenhülse 110 und erzeugen dadurch keine Schiefstellung der Außenhülse 110 bezüglich der Bohrung 106, wie dies bei einem eingängigen Gewinde mit nur einem Gewindeanschnitt zwangsläufig durch unsymmetrisch angreifende Reaktionskräfte eintreten würde.
Das zweite Bauteil 104 weist eine Aufnahmebohrung 108 auf in die das zweite Vebindungselements 132 mit seiner zylindrischen Gewindbuchse 120 eingeschraubt wird. Die Gewindbuchse 120 weist ein dreigängiges selbstschneidendes Außengewinde 122 auf, mit 3 gleichmäßig um den Umfang der Gewindebuchse 120 verteilten Gewindeanschnitten 124a, 124b und 124c. (Der Gewindeanschnitt 124c wird in 1 von der Gewindebuchse 120 verdeckt)
Zum Verankern des 2. Verbindungselements 132 in der Aufnahmebohrung 108 des Bauteils 104, wird die zylindrische Gewindebuchse 120 mit ihrem oberen Ende in die Aufnahmebohrung 108 eingeführt, bis die 3 Gewindeanschnitte 124a, 124b und 124c in den Punkten A, B und C der Bauteiloberfläche 118 des Bauteils 104 auftreffen. Durch gleichzeitiges Drehen der Gewindbuchse 120 mittels eines geeigneten Eindrehwerkzeuges (der Einfachheit halber nicht dargestellt) im Uhrzeigersinn und Ausüben von axialem Druck auf die Gewindebuchse 120 in Richtung der Bauteiloberfläche 118 des Bauteils 104, schneiden sich die 3 Gewindeanschnitte 124a, 124b und 124c gleichzeitig in den Punkten A, B und C in die Bauteiloberfläche 118 und während des weiteren Eindrehvorgangs immer tiefer in das Bauteil 104, bis die gesamte Gewindbuchse 120 des zweiten Verbindungselements 132 mittels seines Außengewindes 122 in der Aufnahmebohrung 108 des Bauteils 104 verankert ist.
Während des Eindrehvorgangs treten an den 3 Gewindeanschnitten 124a, 124b und 124c gleichgroße und bezüglich der Längsachse der Gewindbuchse 120 symmetrisch verteilte Schnittkräfte auf. Auch die Reaktionskräfte des dreigängigen Außengewindes 122 wirken symmetrisch bezüglich der Längsachse an der Gewindebuchse 120 und erzeugen dadurch keine Schiefstellung der Gewindebuchse 120 bezüglich der Bohrung 108.
Um die beiden Bauteile 102 und 104 miteinander zu verbinden, wird die aus der Außenhülse 110 des ersten Verbindungselements 130 herausragende Gewindewelle 128 an das Innengewinde 134 der Gewindebuchse 120 des zweiten Verbindungselements 132 herangeführt und angedrückt. Durch Wechselwirkung mit einem zeitlich veränderlichen Magnetfeldes, welches von einem geeigneten Antriebsgerät (der Einfachheit halber nicht dargestellt) erzeugt wird, wird der Magnetrotor im inneren der Außenhülse 110 (der Einfachheit halber nicht dargestellt) zu einer Drehung angeregt und somit die Gewindewelle 126 in das Innengewinde 134 der Gewindebuchse 120 des zweiten Verbindungselements 132 eingeschraubt.
Wie in 2 zu ersehen ist, kann das mehrgängige Außengewinde 112 und 122 auch einen konisch anwachsenden Verlauf haben. So kann die Höhe der Gewindegänge am Anfang des Gewindes Null sein um dann, z. B. einer linearen Funktion folgend, auf die volle Höhe anzuwachsen. Dadurch lässt sich das Verbindungsmittel noch leichter an der Bohrung ansetzen. Da zu Beginn des Eindrehvorgangs die Schneidkräfte der Gewindegänge noch klein sind, und die Richtwirkung der Bohrung auf die Mantelwandung des Verbindungselements überwiegt, wird damit einer Schiefstellung der Außenhülse 110 bzw. der Gewindebuchse 120 schon zu Beginn des Eindrehvorgangs entgegengewirkt.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine mögliche Ausgestaltung der Gewindeform. Der Wellenschliff verstärkt die Schneidwirkung des mehrgängigen Gewindes. Zusätzlich muss weniger Material verdrängt werden, da ein gewelltes Gewinde weniger Volumen besitzt und dadurch weniger Materialverdichtung im Werkstück verursacht wird. Das verringert die Beulwirkung bei dünnen plattenförmigen Bauteilen und reduziert das erforderliche Drehmoment zum Eindrehen in die Bohrungen der Bauteile.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19807663 A1 [0003, 0004]
- DE 10037332 A1 [0004]

Claims

Verbindungsmittel zum lösbaren Verbinden eines ersten Bauteils (102) und eines zweiten Bauteils (104), insbesondere zum lösbaren Verbinden von Möbelteilen, umfassend ein an dem ersten Bauteil angeordnetes erstes Verbindungselement (130) und ein an dem zweiten Bauteil angeordnetes zweites Verbindungselement (132), wobei das erste Verbindungselement (130) und das zweite Verbindungselement (132) im verbundenen Zustand der Bauteile lösbar miteinander verbunden sind und eines der Verbindungselemente ein Halteteil (126) umfasst, das in einer Haltestellung so mit dem anderen Verbindungselement zusammenwirkt, dass eine Relativbewegung des ersten Verbindungselements (130) und des zweiten Verbindungselements (132) längs einer Verbindungsrichtung verhindert wird, und das in einer Freigabestellung eine Relativbewegung des ersten Verbindungselements (130) und des zweiten Verbindindungselements (132) längs einer Verbindungsrichtung zulässt, und wobei das erste Verbindungselement eine mit einem von außerhalb des Verbindungsmittels auf das Verbindungsmittel einwirkenden zeitlich veränderlichen Antriebsmagnetfeld wechselwirkende Einrichtung zum Bewegen des Halteteils (126) von der Haltestellung in die Freigabestellung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Verbindungselemente (130, 132) mittels eines mehrgängigen selbstschneidenden Außengewindes (112, 122) in Aufnahmebohrungen (106, 108) eines der beiden Bauteile (102, 104) verankerbar ist.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des mehrgängigen selbstschneidenden Außengewindes (112, 122) über die Länge variiert.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des mehrgängigen selbstschneidenden Außengewindes (112, 122) über seine Länge, einer linearen Funktion folgend, auf die volle Höhe ansteigt.
Verbindungsmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des mehrgängigen selbstschneidenden Außengewindes auf eine Teilbereich seiner Länge einer linearen Funktion folgend auf die volle Höhe ansteigt und auf die restliche verbleibende Länge konstant bleibt.
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des mehrgängigen selbstschneidenden Außengewindes (112, 122) entlang des Gewindeumfangs wellenförmig ansteigt und wieder abnimmt.
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des mehrgängigen selbstschneidenden Außengewindes (112, 122) in einem Teilbereich des Gewindes entlang des Gewindeumfangs wellenförmig ansteigt und wieder abnimmt.