DE102010055732A1 - Männliche Hybride Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselemente - Google Patents

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Abstract

Es wird ein männliches Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement bzw. Schraub-Befestigungselement in Vorschlag gebracht. Das Metall-Befestigungselement umfaßt einen länglichen hohlen Mantel aus Metall. Der Mantel umfaßt ein mit Gewindegängen versehenes Äußeres zum Einsetzen in oder zum Entnehmen aus Gewindegängen eines weiblichen Befestigungselements. Zusätzlich umfaßt das Mantelelement eine zentrale Bohrung und einen sich radial erstreckenden Flansch. Das männliche Befestigungselement umfaßt ferner ein Kernelement aus einem Verbundwerkstoffmaterial einschließlich Kunststoff, Fiberglas oder Carbonfaser oder dgl. Bei einer ersten Ausführungsform füllt das Kernelement die zentrale Bohrung des Mantels und erstreckt sich proximal von dem proximalen Ende des Mantels und umkapselt den Flansch des Mantels, um einen Kopf des männlichen Befestigungselements zu bilden. Bei einer alternativen Ausführungsform umfaßt die proximale Extremität des Mantels einen sich radial erstreckenden Flansch, um einen Kopf des männlichen Befestigungselements zu bilden, zur Drehung des männlichen Befestigungselements. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das Kernelement proximal zu dem proximalen Ende des Mantels, ohne über das proximale Ende des Mantels hinaus vorzustehen. Der Mantel kann ein geschlossenes distales Ende besitzen oder alternativ kann sich die zentrale Bohrung über die Länge des männlichen Befestigungselements erstrecken, so daß das Kernelement die zentrale Bohrung des Mantels über die gesamte Länge des Mantels füllt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Befestigungselemente. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf leichte männliche („male”) Befestigungselemente bzw. Schraub-Befestigungselemente, die insbesondere zur Verwendung im Luftfahrzeugbau anwendbar sind. Schraub-Befestigungselemente, die ganz aus Metall hergestellt sind, besitzen eine extrem hohe Festigkeit. Metall-Befestigungselemente sind aber sehr schwer. Wo Gewicht bzw. Masse eine hohe Bedeutung besitzt, beispielsweise im Luftfahrzeugbau, stellen alle Metall-Befestigungselemente erhebliche Probleme dar. Zum Befestigen von Abschnitten bestimmter hochbelasteter Konstruktionen wie Luftfahrzeug- oder andere Baugruppen, welche eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht erfordern, wurden viele Abwandlungen der traditionellen Schraub-Befestigungselemente entwickelt. Um das Gewicht zu verringern wurden die meisten dieser Schraub-Befestigungselemente unter Verwendung unterschiedlicher Materialien hergestellt. Leider bewirkte die Verringerung des Gewichts eine entsprechende Verringerung der Festigkeit und/oder der Fähigkeit, den unterschiedlichen Belastungen zu widerstehen, denen die Baugruppe ausgesetzt sein kann.
  • Verschiedene Versuche wurden unternommen, um die Nachteile von männlichen bzw. Schraub-Befestigungselementen im Stand der Technik zu beseitigen. Leider besitzen die verschiedenen in Betracht gezogenen Konstruktionen jeweils eigene Nachteile. Frühere Versuche umfaßten typischerweise das Vorsehen eines Kerns aus gespritztem Kunststoff, der dann mit Metall beschichtet oder ummantelt wurde. Der Kopf des Schraub-Befestigungselements ist typischerweise ebenso aus Metall und so geformt, daß er mit der äußeren Beschichtung in Eingriff ist. Obwohl diese Schraub-Befestigungselemente mit einem Inneren aus Kunststoff Gewicht sparen, sind sie immer noch sehr schwer.
  • Das US-Patent Nr. 4824314 zeigt ein leichtes, mit Gewinde versehenes männliches Befestigungselement, das einen Metallmantel aus Stahl oder Titan aufweist. Der Mantel wird dann mit einer nicht metallischen Masse wie Epoxy oder Graphit gefüllt. In ähnlicher Weise zeigt das US-Patent Nr. 5292215 eine Schraube bzw. einen Bolzen mit einem Metallmantel, bei dem der Schraubenkopf, der Schaft und die Gewindegänge ganz aus Metall sind. Der Bolzen besitzt jedoch einen zentralen Hohlraum, der mit axial und spiralförmig ausgerichteten Verbundfasern gefüllt ist. Obwohl dadurch Gewicht gespart wird, wäre es wünschenswert, ein mit Gewinde versehenes männliches Befestigungselement bzw. ein Schraub-Befestigungselement in Vorschlag zu bringen, das darüber hinausgehende Gewichtsersparnisse bietet.
  • Alternative Versuche wurden unternommen, um ein hochfestes, leichtes männliches Befestigungselement in Vorschlag zu bringen. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, anstelle eines Metallmantels und eines Verbundkerns die Materialien umzukehren. Das US-Patent Nr. 6296573 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zum Herstellen eines Metall- und Kunststoff-Befestigungselements, bei dem der Kern des Befestigungselements metallisch ist. Der Kern wird jedoch dann mit einem thermoplastischen Material beschichtet bzw. ummantelt. Auf ähnliche Weise beschreibt das US-Patent Nr. 5356254 ein männliches Metall-Befestigungselement, das in Kunststoff gekapselt ist. Leider bieten diese Konstruktionen keine besonders hohen Festigkeiten und sie sind schwerer als gewünscht.
  • Somit wäre es von Vorteil, ein verbessertes männliches Befestigungselement in Vorschlag zu bringen, das hohe Festigkeit besitzt.
  • Es wäre außerdem wünschenswert, ein verbessertes männliches Befestigungselement in Vorschlag zu bringen, das leicht, kostengünstig herzustellen und insbesondere für den Einsatz im Luftfahrzeugbau akzeptabel wäre.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung geht die vorgenannten Nachteile an, indem sie verbesserte männliche Befestigungselemente vorschlägt, die sowohl ein Metall als auch ein Verbundmaterial wie Kunststoff aufweisen. Die Kombination aus Metall und Kunststoff bietet optimale hohe Festigkeitseigenschaften, die zur Verwendung bei hochbelasteten Anwendungen geeignet sind. Außerdem ermöglicht das geringe Gewicht einen optimalen Einsatz der männlichen Befestigungselemente im Luftfahrzeugbau.
  • Die männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselemente gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen einen länglichen hohlen Mantel, der aus Metall hergestellt ist. Das Mantelelement umfaßt eine proximale Extremität, die dem Ende eines männlichen Befestigungselements entspricht, das typischerweise einen Kopf besitzt. Der Mantel umfaßt ferner eine distale Extremität, die mit einem Gewinde versehen ist und die Spitze bzw. das Ende definiert, das in ein weibliches Befestigungselement hinein vorstehen soll. Der Mantel umfaßt eine axial ausgerichtete zentrale Bohrung, die sich im Wesentlichen über die Länge des Mantels oder die gesamte Länge des Mantels erstreckt. Die Bohrung erstreckt sich zu der proximalen Extremität des Mantels, um eine Öffnung zu bilden. Benachbart der Öffnung umfaßt das proximale Ende des Mantels einen Flansch, der sich radial von der Öffnung des Mantels erstreckt.
  • Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement umfaßt ferner ein Kernelement. Das Kernelement ist aus Kunststoff gefertigt und füllt die zentrale Bohrung des Mantels. Bei einer ersten Ausführungsform erstreckt sich das Kernelement proximal und radial auswärts von der zentralen Bohrung des Mantels durch die Öffnung des Mantels und umkapselt den Flansch des Mantels, um einen männlichen Befestigungselementkopf zu bilden. Bei einer alternativen Ausführungsform füllt der Kunststoffkern die zentrale Bohrung des Mantels aber umkapselt den Flansch des Mantels nicht. Stattdessen erstreckt sich das Kernelement zu dem proximalen Ende des Mantels ohne sich über das proximale Ende des Mantels hinaus zu erstrecken. Bei dieser Ausführungsform bildet der Metallflansch des Mantels das Äußere des Umfangs des Kopfes des männlichen Befestigungselements und das Kunststoff-Kernelement bildet die proximale Endoberfläche des Kopfes des männlichen Befestigungselements.
  • Von der proximalen Extremität des Mantels erstreckt sich das Kernelement distal durch die zentrale Bohrung des Mantels. Das Kernelement und entsprechend die zentrale Bohrung können sich beinahe bis zu dem distalen Ende des Mantels erstrecken. Bei dieser Ausführungsform ist die distale Extremität des Mantels geschlossen, so daß das Äußere des distalen Endes des Befestigungselements Metall ist und von dem distalen Ende des Mantels des Befestigungselements gebildet ist. Bei einer alternativen Ausführungsform erstreckt sich das Kunststoff-Kernelement distal vollständig durch den Mantel des Befestigungselements, so daß das distale Ende sowohl Kunststoff als auch Metall ist, indem das Kunststoff-Kernelement mit gleicher Erstreckung endet wie der Metallmantel.
  • Der Kopf des männlichen Befestigungselements kann unterschiedliche Formen entsprechend der Wahl des Fachmanns annehmen. Beispielsweise besitzt der Kopf des männlichen Befestigungselements bei bevorzugten Ausführungsformen eine hexagonale Form, um durch Schraubenschlüssel und/oder Steckschlüsselwerkzeuge gedreht zu werden. In weiteren Ausführungsformen ist der Kopf des männlichen Befestigungselements polygonal mit unterschiedlichen Formen wie dreiseitigen, vierseitigen oder fünfseitigen Formen gestaltet. Der Kopf des männlichen Befestigungselements kann auch kreisförmig sein und eine Ausnehmung besitzen, die so dimensioniert ist, daß sie ein Werkzeug aufnimmt, beispielsweise ein Schlitz zur Aufnahme eines Schraubenziehers, eine hexagonale Ausnehmung zur Aufnahme eines Inbusschlüssels, oder eine mehrseitige sternförmige Ausnehmung zur Aufnahme eines Sternschlüssels, der bei europäischen Konstruktionen üblicher ist. Weitere Gestaltungen des männlichen Kopfes können gewählt werden, ohne von dem Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Ein Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die männlichen Befestigungselemente eine besonders hohe Festigkeit besitzen aufgrund der Verwendung von Metall, das den Mantel des männlichen Befestigungselements sowie die Gewindegänge des männlichen Befestigungselements bildet.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die männlichen Befestigungselemente besonders leicht sind, infolge der Verwendung eines Verbundwerkstoffmaterials für deren Kern.
  • Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Seitenschnitt des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements von 2.
  • 2 ist eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem hexagonalen Kopf und einem rechteckigen Innenflansch.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist eine weitere Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem runden Kopf mit einer hexagonalen Ausnehmung und einem mit Kerben versehenen quadratischen Innenflansch.
  • 9 ist ein Seitenschnitt einer weiteren Ausführungsform des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements von 10.
  • 10 ist eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem hexagonalen Kopf und einem rechteckigen Innenflansch.
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines länglichen hohlen Mantels zur Verwendung bei dem männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 16 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des männlichen Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem runden Kopf mit einer hexagonalen Ausnehmung und einem mit Kerben versehenen quadratischen Innenflansch.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Während die vorliegende Erfindung in Ausführungsformen mit unterschiedlicher Gestaltung ausgeführt werden kann, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, werden im Folgenden die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, unter der Prämisse, daß die vorliegende Offenbarung eine beispielhafte Darstellung der Erfindung ist, aber die Erfindung nicht auf die gezeigten spezifischen Ausführungsformen beschränken soll.
  • Gemäß den 1 bis 16 besitzt das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement eine Außenkonstruktion, die im wesentlichen identisch ist mit traditionellen männlichen Befestigungselementen. Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement 1 umfaßt einen mit Gewinde versehenen Schaft 9 und einen Kopf 7 zum Drehen des Schafts. Außerdem definiert der Kopf 7 des Befestigungselements die proximale Extremität 3 des männlichen Befestigungselements, während das Ende des Schafts 9 die distale Extremität 5 des männlichen Befestigungselements definiert. Das männliche Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung kann irgendeine von vielen Formen aus der Vielzahl der bei existierenden männlichen Befestigungselementen verwendeten Formen annehmen. Beispielsweise kann das männliche Befestigungselement praktisch jede beliebige Länge oder Durchmesser besitzen. Der Kopf des männlichen Befestigungselements kann irgendeine von zahlreichen Formen gemäß der Wahl des Fachmanns annehmen. Beispielsweise kann der Kopf eine hexagonale Form haben, wie in den 3 und 11 gezeigt ist. Der Kopf kann eine runde Form mit einer hexagonalen Ausnehmung 15 haben, wie in den 8 und 16 gezeigt ist. Der Kopf des männlichen Befestigungselements kann eine gerändelte Außenfläche zur Drehung durch ein Werkzeug oder Finger gemäß der Darstellung in den 4 und 12 haben. Alternativ kann der Kopf des männlichen Befestigungselements irgendeine von vielen polygonalen Formen 31 haben, wie die, die in den 2, 3, 8, 10, 11 und 16 gezeigt sind. Ferner können die Gewindegänge des Befestigungselements vom Fachmann so gewählt werden, daß gewünschte Gewindewinkel, Tiefen und Abstände verwirklicht sind.
  • Anders als traditionelle männliche Befestigungselemente ist das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement 1 gemäß der vorliegenden Erfindung aus zwei Materialien aufgebaut. Hauptsächlich gemäß 1 und 9 umfaßt das männliche Befestigungselement 1 einen Mantel 21 aus Metall. Der Mantel 21 umfaßt eine zentrale Bohrung 25, die sich axial entlang der Achse erstreckt, die durch die proximale Extremität und die distale Extremität des männlichen Befestigungselements 1 definiert ist. Die Bohrung 25 erstreckt sich von dem proximalen Ende des Mantels und bildet eine Öffnung 27 zu dem gegenüberliegenden distalen Ende des männlichen Befestigungselements, wo die Bohrung 25 durch die distale Extremität 5 des Mantels geschlossen sein kann oder nicht. Der Mantel 21 umfaßt ferner einen radial vorstehenden Flansch 29 an der proximalen Extremität des Mantels. Wie am besten aus der Darstellung in den 1 und 9 hervorgeht, umfaßt das männliche Befestigungselement 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kernelement 37 aus einem Verbundwerkstoffmaterial. Das Kernelement 37 füllt die zentrale Bohrung 25 des Mantels aus, welche die zentrale Längsachse des männlichen Befestigungselements 1 definiert.
  • In den in den 1 bis 8 gezeigten ersten Ausführungsformen erstreckt sich die zentrale Bohrung des Befestigungselements im Wesentlichen über die Länge des Mantels von dem proximalen Ende des Mantels an einer Öffnung 27 zu dem gegenüberliegenden Ende des Mantels, wo die Bohrung 25 durch die distale Extremität 5 des Mantels geschlossen ist. Außerdem erstreckt sich das Kernelement proximal durch die Öffnung 27 so, daß der Flansch 29 des Mantels umkapselt ist, um einen Kopf 7 des männlichen Befestigungselements zu bilden.
  • Gemäß der Darstellung in den 2, 3 und 8 kann der Kopf 7 irgendeine Gestalt oder Form besitzen, um den Anwender beim Drehen des männlichen Befestigungselements zum Einführen oder Entfernen der männlichen Gewindegänge des Mantels in die oder aus den Gewindegängen eines entsprechenden weiblichen Befestigungselements (nicht dargestellt) zu unterstützen. Gemäß der Darstellung in den Figuren kann der umkapselte Flansch 29 auch in verschiedenen Formen gestaltet sein, wie einer, die ein gerändeltes Äußeres besitzt gemäß der Darstellung in 4, oder einer, die eine vierseitige polygonale Form gemäß der Darstellung in 5 besitzt, oder einer, die eine vierseitige gekerbte Form gemäß der Darstellung in 7 besitzt. Es ist jedoch bevorzugt, daß der Flansch 29 keine runde Form besitzt, die dazu neigen würde, sich innerhalb des Kopfes des Kernelements zu drehen. Die Außenform des Flansches kann dieselbe sein wie die Außenform des Kopfes 7 des männlichen Befestigungselements. Beispielsweise ist das männliche Befestigungselement mit einem hexagonalen Kopf mit einem hexagonalen Innenflansch eine bevorzugte Ausführungsform. Alternativ kann der Kopf 7 einen Flansch 29 mit einer unterschiedlichen Form umkapseln. Die 3 zeigt beispielsweise ein männliches Befestigungselement mit einem hexagonalen Kopf 7, der aber einen vierseitigen polygonalen umkapselten Flansch besitzt. Gemäß weiteren Ausführungsformen zeigt 8 ein männliches Befestigungselement 1 mit einem runden Kopf, der mit einer hexagonalen Ausnehmung 15 zur Aufnahme eines Inbusschlüssels oder dgl. ausgebildet ist, der einen im Wesentlichen quadratischen polygonalen Flansch umkapselt, der mit Kerben versehen ist, um die Drehung des Flansches in dem Kopf des Kernelements weiter zu verhindern.
  • Bei alternativen Ausführungsformen gemäß der Darstellung in den 9 bis 16 erstreckt sich die zentrale Bohrung 25 des männlichen Befestigungselements über die gesamte Länge des Mantels 21 des Befestigungselements. Gemäß der Darstellung in den Figuren füllt das Kernelement 37 die zentrale Bohrung des Mantels von dem proximalen Ende 3 des Mantels zu dem distalen Ende 5 des Mantels. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das Kernelement jedoch nicht proximal durch die Öffnung 27, um den Flansch 29 des Mantels zur Bildung eines Kopfes 7 des männlichen Befestigungselements zu umkapseln. Stattdessen bildet der Metallflansch 29 des Mantels den Außenumfang des Kopfes 7 des männlichen Befestigungselements und das Kunststoff-Kernelement 37 bildet die proximale Endfläche des Kopfes des männlichen Befestigungselements.
  • Wie bei den vorigen Ausführungsformen und gemäß der Darstellung in den 10, 11 und 16 kann der Flansch des Mantels, der den Kopf 7 des Befestigungselements bildet, irgendeine Gestalt oder Form haben, um den Anwender beim Drehen des männlichen Befestigungselements zum Einsetzen in die männlichen Gewindegänge oder zum Zurückziehen derselben aus den Gewindegängen eines entsprechenden weiblichen Befestigungselements (nicht dargestellt) zu unterstützen. Lediglich beispielhaft kann der Flansch ein gerändeltes Äußeres haben, wie in 12 dargestellt ist, oder kann eine vierseitige polygonale Form haben, wie in 13 dargestellt ist, oder kann eine vierseitige, mit Kerben versehene Form haben, wie in 15 dargestellt ist. Die Außengestalt des Flansches kann dieselbe sein wie die Gestalt des Kernelements an seinem proximalen Ende. Beispielsweise besitzt ein bevorzugtes männliches Befestigungselement gemäß der Darstellung in den 9 und 10 einen hexagonalen Kopf mit einem inneren Kernelement mit einem hexagonalen proximalen Ende. Alternativ kann der Flansch 29 des Mantels eine Gestalt haben, die unterschiedlich ist von dem proximalen Ende des inneren Kernelements. Beispielsweise zeigt die 11 ein männliches Befestigungselement mit einem hexagonalen Kopf 7, wobei ein Kernelement aber eine vierseitige polygonale Gestalt besitzt. In einer weiteren Ausführungsform zeigt 16 ein männliches Befestigungselement 1 bei dem das proximale Ende des Mantels einen runden Kopf bildet. Das proximale Ende des Kerns ist mit einer im wesentlichen quadratischen polygonalen Gestalt ausgebildet, die mit Kerben versehen ist, um die Drehung des Kernelements 37 in dem Kopfabschnitt des Mantels zu hemmen bzw. zu verhindern. Zusätzlich umfaßt das proximale Ende des Kernelements eine hexagonale Ausnehmung 15 zur Aufnahme eines Inbusschlüssels oder dgl..
  • Gemäß der Darstellung in den 9 bis 16 verschließt das distale Ende 5 des Mantels bei diesen Ausführungsformen die zentrale Bohrung 25 vorzugsweise nicht. Stattdessen ist der Mantel über seine gesamte Länge hohl und das Kernelement 37 erstreckt sich über die gesamte Länge des Mantels 21, um koextensiv bzw. flächengleich mit dem proximalen Ende 3 und dem proximalen Ende 5 des Mantels zu enden. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt, wo Gewichtseinsparungen besonders angestrebt werden.
  • Der Metallmantel und das Verbundwerkstoff-Kernelement kann aus unterschiedlichen Materialien gestaltet sein. Der Mantel kann aus Stahl, Aluminium, Titan oder verschiedenen Legierungen aufgebaut sein, die vom Fachmann gewählt werden können. Ein leichtes, hochfestes Titan ist jedoch das bevorzugte Material für den Aufbau des Mantels 21 des männlichen Befestigungselements. Das Kernelement kann ebenso aus praktisch jedem beliebigen Verbundwerkstoffmaterial wie ABS, Nylon, Graphit, Fiberglas, Polyvinylchlorid etc. aufgebaut sein. Polyetheretherketon (PEEK) wird jedoch als ein bevorzugtes Material für den Aufbau des Kernelements angesehen.
  • Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch verschiedene Metall- und Kunststoff-Fertigungsverfahren, die dem Fachmann bekannt sind, gebildet werden. Beispielsweise kann der Mantel gestanzt, geschmiedet oder gegossen werden. Der Mantel wird jedoch vorzugsweise maschinell bearbeitet, um ein Finish mit hoher Qualität zu erreichen. Das Einbringen des Kernelements in den Mantel kann ebenfalls unter Anwendung verschiedener Verfahren erfolgen. Es ist jedoch bevorzugt, daß das Kernelement in einer Form spritzgegossen wird, in der der Mantel zuvor an Ort und Stelle plaziert worden ist, und das Verbundwerkstoffmaterial in die Form eingebracht wird, um den Mantel zu füllen und den Flansch des Mantels optimal zu umkapseln.
  • Während verschiedene spezielle Formen der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es offensichtlich, daß verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Es ist daher nicht beabsichtigt, daß die Erfindung mit Ausnahme der folgenden Patentansprüche beschränkt ist. Nachdem die Erfindung derart beschrieben wurde, daß der Fachmann die Erfindung verstehen kann, nachbilden kann und praktizieren kann und nachdem die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen derselben hier beschrieben wurden, wird beansprucht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4824314 [0003]
    • US 5292215 [0003]
    • US 6296573 [0004]
    • US 5356254 [0004]

Claims (7)

  1. Ein männliches Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement mit: einem länglichen hohlen Mantel aus Metall, wobei das Mantelelement eine proximale Extremität, eine distale Extremität und eine longitudinal ausgerichtete zentrale Bohrung besitzt, welche sich über die gesamte Länge durch den hohlen Mantel erstreckt, wobei die proximale Extremität einen sich radial erstreckenden Flansch zur Bildung eines Kopfes des männlichen Befestigungselements zur Drehung des männlichen Befestigungselements und eine Öffnung, welche sich in die Bohrung hineinerstreckt, aufweist, wobei die distale Extremität des Mantels männliche Außengewindegänge besitzt, um in einem Schraubeingriff die Gewindegänge eines weiblichen Befestigungselements aufzunehmen, und einem Kernelement aus einem Verbundwerkstoffmaterial, wobei das Kernelement die zentrale Bohrung des Mantels füllt und sich über die Länge des Mantels erstreckt.
  2. Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß Anspruch 1, wobei der Flansch nicht kreisförmig ist, um die Drehung des männlichen Befestigungselements in einem weiblichen Befestigungselement zu erleichtern.
  3. Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß Anspruch 1, wobei das Mantelelement aus einer Titanlegierung und das Kernelement aus Polyetheretherketon gefertigt ist.
  4. Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß Anspruch 1, wobei der Kopf polygonal ist.
  5. Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß Anspruch 1, wobei der Kopf hexagonal ist.
  6. Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß Anspruch 1, wobei der Flansch polygonal und der Kopf polygonal ist.
  7. Das männliche Verbundwerkstoff-Metall-Befestigungselement gemäß Anspruch 1, wobei der Flansch polygonal und der Kopf polygonal aber nicht mit derselben polygonalen Gestalt wie der Flansch ist.
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