-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung zur mechanischen Verbindung zweier Bauteile, das Bauteil, welches mit der Verbindungsvorrichtung mit einem anderen Bauteil verbunden werden kann, und ein Verfahren zum Herstellen der Verbindungsvorrichtung.
-
Im Stand der Technik ist es bekannt, zwei Bauteile an ihren Gehäusen miteinander zu verbinden, um eine größere Bauteileinheit zu schaffen. Solche Bauteile sind beispielsweise Ein/Ausgabe-Module einer elektrischen Anlage, in ein Gehäuse eingebaute Ventile, usw. Bei solchen Bauteilen wird eine Festigkeit, die für eine Verbindung zwischen den Bauteilen vorliegen muss, häufig durch eine spezielle Vorgabe, beispielsweise in einem Lastenheft, vorgegeben.
-
Konventionell wird eine Verbindung zwischen solchen Bauteilen mit Schrauben hergestellt. Eine solche Verbindung ist jedoch aufwändig und dadurch teuer. Darüber hinaus benötigt die Verbindung viel Platz. Bei einer Schraubverbindung ist es beispielsweise nur mit größerem Aufwand möglich, die beiden Bauteile ohne Spalt direkt aneinander anliegend zu montieren.
-
Die
EP 0 432 773 A2 und die
DE 79 07 976 U1 offenbaren Verbindungsvorrichtungen zur mechanischen Verbindung von Bauteilen, die bügelartig in diese eingreifen und mittels einer Schraube oder einer beweglichen Exzenterverbindung arretiert werden. Die
DE 10 2010 037 589 A1 offenbart einen Klemmbügel zur Fixierung von Wandelementen auf Rollplatten mit einem Anschlagabschnitt, einem angewinkelten Klemmabschnitt und einem um eine Hebelschwenkachse ausgebildeten Montageabschnitt, bei welchem ein in einen Montageabschnitt einzuschiebendes Rohrelement radial mit einer Feder beaufschlagt ist. Die Herstellung und Verwendung der vorgenannten Verbindungsvorrichtungen erfordert die Verwendung beweglicher Bauteile oder einen entsprechenden Bauraum und ist verhältnismäßig aufwändig und teuer. Die
US 2007 / 0 006 543 A1 offenbart Verbindungsklammern zur mechanischen Verbindung von flächigen Bauelementen, welche beim Zusammensetzen in Aussparungen der Bauteile eingreifen und sich in den Aussparungen formschlüssig verklemmen. Die von der
US 2007 / 0 006 543 A1 vorgeschlagenen Verbindungsvorrichtungen dienen der dauerhaften Verbindung von lastfähigen Bauelementen und ermöglichen keine einfache erneute Demontage.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung zur mechanischen Verbindung zweier Bauteile, das Bauteil und ein Verfahren zum Herstellen der Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere soll eine Verbindungsvorrichtung zur mechanischen Verbindung zweier Bauteile bereitgestellt werden, mit welcher eine einfache, kostengünstige und platzsparende Verbindung der Bauteile möglich ist.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsvorrichtung zur mechanischen Verbindung zweier Bauteile nach Patentanspruch 1 gelöst.
-
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Verbindungsvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Die Aufgabe wird zudem durch ein Bauteil nach Patentanspruch 7 gelöst.
-
Darüber hinaus wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen der Verbindungsvorrichtung nach Patentanspruch 9 gelöst.
-
Mit der Verbindungsvorrichtung, dem Bauteil und dem Verfahren kann eine sehr einfache, kostengünstige und platzsparende Verbindung zweier Bauteile realisiert werden. Die Verbindungsvorrichtung kann einfach montiert und demontiert werden. Die Montage ist werkzeuglos möglich. Für die Demontage ist ein weit verbreitetes Werkzeug als Hebel, wie beispielsweise ein Schraubendreher einsetzbar.
-
Das Bauteil kann derart ausgestaltet sein, dass die Verbindungsvorrichtung vollständig in die Verbindungsstelle zwischen zwei Bauteilen aufgenommen wird, wenn die Verbindungsvorrichtung die zwei Bauteile verbindet.
-
Für die Herstellung der Verbindungsvorrichtung werden nur einfache und schnell ausführbare Fertigungsschritte benötigt. Dadurch ist die Verbindungsvorrichtung schnell und kostengünstig herstellbar.
-
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
-
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine dreidimensionale Ansicht einer Bauteilanordnung aus zwei Bauteilen, die mit zwei Verbindungsvorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel verbunden sind;
- 2 eine dreidimensionale Ansicht der Verbindungsvorrichtung gemäß dem Ausfü hru ngsbeispiel;
- 3 eine Seitenansicht der Verbindungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Draufsicht auf die Verbindungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel; und
- 5 eine weitere Draufsicht auf die Verbindungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel.
- 6 eine schematische Teilschnittansicht bei der Verbindung zwischen den beiden Bauteilen von 1;
-
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine Bauteilanordnung 1 mit einem ersten Bauteil 10 und einem zweiten Bauteil 20, die mittels zwei Verbindungsvorrichtungen 30, die zwischen dem ersten und zweiten Bauteil 10, 20 angeordnet sind, miteinander verbunden bzw. verbindbar sind. Die Verbindungsvorrichtungen 30 können mit Hilfe eines Werkzeugs 40, das in 1 ein Schraubendreher ist, wieder demontiert werden, so dass die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil 10, 20 gelöst ist. In 1 verbindet die Verbindungsvorrichtung 30 das erste und zweite Bauteil 10, 20, an welcher gerade das Werkzeug 40 angesetzt wird. Diese Verbindungsvorrichtung 30 ragt nicht aus dem ersten oder zweiten Bauteil 10, 20 heraus, sondern sie liegt plan an dem ersten und zweiten Bauteil 10, 20 an, so dass ihr Kopf, der besser in 2 dargestellt ist, bündig mit der Oberfläche des ersten und zweiten Bauteil 10, 20 ist. Hierzu haben das erste und zweite Bauteil 10, 20 eine entsprechende Ausgestaltung, die in 1 als Aussparung dargestellt ist und noch besser später im Zusammenhang mit 6 beschrieben ist.
-
Demgegenüber ragt in 1 die andere Verbindungsvorrichtung 30 zwischen dem ersten und zweiten Bauteil 10, 20 aus dem ersten und zweiten Bauteil 10, 20 heraus, da sie nicht ganz fertig montiert oder demontiert ist. In diesem Zustand steht die Verbindungsvorrichtung 30 im Wesentlichen senkrecht an dem zweiten Bauteil 20.
-
In 1 sind an dem zweiten Bauteil 20 noch zwei weitere Verbindungsvorrichtungen 30 angeordnet. Diese Verbindungsvorrichtungen 30 sind vor allem vorzusehen, wenn ein weiteres nicht dargestelltes Bauteil 10 oder 20 mit dem zweiten Bauteil 20 auf die gleiche Weise verbunden werden soll wie das erste Bauteil 10. Ansonsten kann auf diese Verbindungsvorrichtungen 30 verzichtet werden.
-
2 stellt die Verbindungsvorrichtung 30 genauer dar. Die Verbindungsvorrichtung 30 hat einen ersten Schenkel 31, einen zweiten Schenkel 32, einen Kopf 33, eine erste Öffnung 34, einen Haken 35, eine Lasche 36, eine zweite Öffnung 37 und einen Spalt 38. Der erste Schenkel 31 hat einen ersten Zahn 31a. Der Kopf 33 hat ein erstes Kopfelement 33a, das einen zweiten Zahn 33a1 aufweist, und ein zweites Kopfelement 33b. Der erste Zahn 31a und der zweite Zahn 33a1 sind miteinander verzahnt, so dass der Kopf 33 den ersten und zweiten Schenkel 31, 32 miteinander verbindet. Wie aus 2 ersichtlich, ist die Verbindungsvorrichtung 30 einteilig ausgebildet.
-
Der erste und zweite Schenkel 31, 32 sind im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Zudem sind das erste und zweite Kopfelement 33a, 33b im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Das zweite Kopfelement 33b ist eine Verlängerung des zweiten Schenkels 32 und ist zu diesem im Wesentlichen senkrecht angeordnet. Das erste und zweite Kopfelement 33a, 33b sind einteilig miteinander verbunden. Das erste Kopfelement 33a ist im Wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Kopfelement 33b angeordnet, so dass es sich mit seinem zweiten Zahn 33a1 mit dem ersten Zahn 31 a des ersten Schenkels 31 verzahnen kann. Die Öffnung 34 erleichtert das Biegen des Kopfs 33 gegenüber dem zweiten Schenkel 32 und hin zum ersten Schenkel 31. Der Haken 35 und die Lasche 36 sind ebenfalls aus der Ebene des zweiten Schenkels 32 weggebogen, wie auch besser in 3 und 4 dargestellt.
-
3 zeigt die Verbindungsvorrichtung 30 von der Seite genauer. Hier ist die Verzahnung von erstem Zahn 31 a und zweitem Zahn 33a1 besser zu sehen. Zudem ist deutlicher veranschaulicht, dass die Lasche 36 von dem zweiten Schenkel 32 auskragt. Die Lasche 36 kragt von dem zweiten Schenkel 32 in entgegengesetzter Richtung wie die Richtung aus, in welcher der erste Schenkel 31 von dem zweiten Schenkel 32 auskragt.
-
4 zeigt die Verbindungsvorrichtung 30 aus einer Perspektive genauer, in welcher von dem Ende der Verbindungsvorrichtung 30 aus, an welcher sich der Haken 35 befindet, von unten an den Kopf 33 gesehen wird. Hier ist deutlich zu sehen, dass der Haken 35 im Wesentlichen parallel zum ersten Schenkel 31 angeordnet ist. Zudem ist auch die Lasche 36 im Wesentlichen parallel zum ersten Schenkel 31 angeordnet. Jedoch ist der Haken 35 von dem zweiten Schenkel 32 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht weggebogen, welche entgegengesetzt zu der Richtung ist, in welcher die Lasche 36 von dem zweiten Schenkel 32 weggebogen ist. Der erste Schenkel 31, der zweite Schenkel 32 und der Haken 35 bilden zusammen ein U-förmiges Element.
-
5 zeigt in einer weiteren Draufsicht die Form der Öffnung 37 mit dem Spalt 38 genauer. Der Spalt 38 ist zwischen der Lasche 36 und dem Ende des zweiten Schenkels 32 angeordnet. Durch den Spalt 38 lässt sich die Lasche 36 leichter aus der Ebene des zweiten Schenkels 32 wegbiegen, so dass Spannungen durch diese Biegung in der Verbindungsvorrichtung 30 reduziert sind und eine Rissbildung in der Verbindungsvorrichtung 30 aufgrund der Biegung vermieden wird.
-
6 zeigt in einem Teilschnitt der Verbindungsstelle 50 zwischen dem ersten und zweiten Bauteil 10, 20, wie die Verbindungsvorrichtung 30 das erste und zweite Bauteil 10, 20 verbinden kann. Das erste Bauteil 10 hat eine Aussparung 11 mit einem Überleitungsbereich 12 zu einer Vertiefung 13 des Bauteils 10. Die Aussparung 11, der Überleitungsbereich 12 und die Vertiefung 13 haben die Form einer Nut. Das zweite Bauteil 20 hat einen L-förmigen Zapfen 21. Der Zapfen 21 ist derart ausgebildet, dass zwischen ihm und dem sonstigen Körper des Bauteils 20 eine Einkerbung 22 angeordnet ist.
-
Wie in 6 dargestellt, ist die Verbindungsvorrichtung 30 in die Vertiefung 13 des ersten Bauteils 10 derart aufgenommen, dass der erste Schenkel 31 zumindest teilweise in die Vertiefung 13 hineinragt. Zudem liegt der erste Schenkel 31 zumindest teilweise an dem Überleitungsbereich 12 an. Zudem hat das erste Bauteil 10 eine Auskragung 14, an welcher der zweite Schenkel 32 der Verbindungsvorrichtung 30 zumindest teilweise anliegt. Auf der anderen Seite liegt der zweite Schenkel 32 an dem Zapfen 21 im Bereich der Einkerbung 22 an oder ragt an dieser Stelle in den Zapfen 21 hinein. Durch diese Montage der Verbindungsvorrichtung 30 an dem ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 20 wird der zweite Schenkel 32 vorgespannt, wenn die Verbindungsvorrichtung 30 zur Verbindung von erstem und zweitem Bauteil 10, 20 montiert ist. Für diese Montage ist die Verbindungsvorrichtung 30 mit dem Ende beginnend, an welchem der Haken 35 und die Lasche 36 angeordnet sind, in die Aussparung 11 mit der Vertiefung 13 von oben in 1 gezeigt einzuführen. Da die Lasche 36 von der Verbindungsvorrichtung 30 auskragend in Richtung auf das zweite Bauteil 20 weggebogen ist, wird die Einführung der Verbindungsvorrichtung 30 zwischen die Vertiefung 13 und den Zapfen 21 bei der Einkerbung 22 erleichtert. Mit dem Haken 35 kann die Verbindungsvorrichtung 30 in das erste Bauteil 10 eingehakt werden, so dass die Verbindungsvorrichtung 30 nur noch so weit von dem ersten Bauteil 10 oder dem zweiten Bauteil 20 herausgezogen werden kann, wie in 1 für das Bauteil 20 an seiner rechten unteren Ecke dargestellt.
-
Zur Montage kann die winkelförmige Verbindungsvorrichtung 30 in die als Nut ausgebildete Aussparung 11 mit Überleitungsbereich 12, Vertiefung 13 und Auskragung 14 hinter den Zapfen 21, wie in 1 und 6 dargestellt, von einer Bedienperson mit der Hand eingedrückt werden. Hierfür reicht der Druck mit einem Finger, insbesondere dem Daumen, der Bedienperson aus. Es ist kein sonstiges Werkzeug erforderlich. Beim Eindrücken wird die Verbindungsvorrichtung 30 verformt und speichert die auf sie wirkende Kraft. Durch diese Kraft werden die Bauteile 10, 20 ausreichend aneinander gepresst. Die Verformung der Verbindungsvorrichtung 30 und des ersten und zweiten Bauteils 10, 20 bleibt im elastischen Bereich.
-
Zur Demontage der Verbindungsvorrichtung 30 wird nur ein einfaches Werkzeug 40 als Hebel benötigt, wie beispielsweise ein einfacher Schraubendreher.
-
Durch den Haken 35 und/oder die Lasche 36 ist die Verbindungsvorrichtung 30 unverlierbar. Die Verbindungsvorrichtung 30 kann jedoch bei Bedarf ausgetauscht werden.
-
Die Verbindungsvorrichtung 30 ist mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren herstellbar. Hierfür kann für die Verbindungsvorrichtung 30 ein Körper mit einer vorbestimmten Form aus einem blattförmigen Material, insbesondere aus Federstahl, gestanzt werden. Danach wird der Körper zuerst derart gebogen, dass der erste Schenkel 31 und eine Verlängerung des zweiten Schenkels 32, nämlich das zweite Kopfelement 33b, in einem vorbestimmten Winkel zu dem zweiten Schenkel 32 angeordnet sind. Der vorbestimmte Winkel ist vorzugsweise der rechte Winkel. Danach wird die Verlängerung des zweiten Schenkels 32 derart gebogen, dass die Verlängerung des zweiten Schenkels 32 in ein Ende des ersten Schenkels 31 eingreift und mit diesem verzahnt ist, so dass die Verlängerung des zweiten Schenkels 32 den Kopf 33 zur Verbindung des ersten und zweiten Schenkels 31, 32 bildet. Anschließend wird ein Teil des Körpers derart gebogen, dass der Haken 35 zum Verhaken der Verbindungsvorrichtung 30 mit dem zweiten Bauteil 20 von dem zweiten Schenkel 32 auskragt. Danach wird ein anderer Teil des Körpers derart gebogen, dass die Lasche 36 zum Verhaken der Verbindungsvorrichtung 30 mit dem zweiten Bauteil 20 von dem zweiten Schenkel 32 auskragt. Das Biegen der Lasche 36 kann auch vor dem Biegen des Hakens 35 ausgeführt werden.
-
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Verbindungsvorrichtung 30, der Bauteile 10, 20 und des Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
-
Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.
-
Die Verbindungsvorrichtung 30 ist vorzugsweise aus Federstahl gefertigt. Es sind jedoch auch andere Materialien möglich, soweit die zuvor beschriebene Funktion der Verbindungsvorrichtung 30 gewährleistet ist.
-
Das erste Bauteil 10 und/oder das zweite Bauteil 20 können aus Kunststoff, Metall, Holz, usw. gefertigt sein. Die in den Figuren gezeigte spezielle Ausgestaltung der Aussparung 11 mit der Vertiefung 13 und der Auskragung 14 sowie des Zapfens 21 mit der Einkerbung 22 ist besonders optimal für ein aus Kunststoff gefertigtes Bauteil. In dieser Ausgestaltung ist die Verformung in dem Kunststoff minimiert. Zudem haben Versuche gezeigt, dass das Setzverhalten auch unter Wärme nur gering ist.
-
Das erste Bauteil 10 kann an mindestens einer Seite die Aussparung 11, den Überleitungsbereich 12, die Vertiefung 13 und die Auskragung 14 aufweisen. An mindestens einer anderen Seite kann das erste Bauteil 10 den Zapfen 21 mit der Einkerbung 22 aufweisen, so dass erste Bauteil 10 mit mindestens einem weiteren Bauteil 20 mittels der Verbindungsvorrichtung 30 verbindbar ist.
-
Das erste und zweite Bauteil 10, 20 können insbesondere in Bezug auf ihr Gehäuse gleich ausgestaltet sein. Die Form des ersten und zweiten Bauteils 10, 20 muss nicht rechteckig sein, sondern ist soweit beliebig, dass das erste und zweite Bauteil 10, 20 mit mindestens einer Verbindungsvorrichtung 30 verbindbar sind.
