-
Die Erfindung betrifft einen Nutenstein zur klemmenden Anordnung in einer über Nutflanken beidseits hinterschnittenen Nut eines Profilstabs, mit einem Körper mit wenigstens einer Durchbrechung, in der ein gefedertes Klemmelement aufgenommen ist, wobei das Klemmelement in der Montagestellung gegen den Grund der Nut und der Körper gegen die Nutflanken drückt.
-
In vielen Anwendungsbereichen werden Gestelle, Rahmen und andere Konstruktionen aus Profilstäben, zumeist gezogene Aluminiumprofilstäbe, aufgebaut. Die Profilstäbe sind entlang wenigstens einer, üblicherweise entlang aller vier Längsseiten bei rechteckigem Querschnitt mit hinterschnittenen T-Nuten versehen, die der Halterung von an den Profilstäben zu befestigenden Drittgegenständen dienen.
-
Um an einem Profilstab einen Drittgegenstand zu fixieren, bedient man sich häufig eines Nutensteins. Ein solcher Nutenstein wird in der beidseits über Nutflanken hinterschnittenen T-Nut des Profilstabs klemmend fixiert. Er weist eine entsprechende Gewindebohrung auf, in die ein der Befestigung des Drittgegenstandes dienendes Befestigungselement eingeschraubt werden kann.
-
Der Nutenstein wird im Rahmen der Montage in die längslaufende T-Nut eingebracht, entweder indem er stirnseitig eingeschoben wird, oder indem er zwischen den Nutflanken hindurch eingeschwenkt wird. In der Nut kann er sodann in die entsprechende Position geschoben werden, wonach der Drittgegenstand an ihm verschraubt werden kann. Um zu vermeiden, dass der Nutenstein aus der eingenommenen Montageposition wieder verrutscht, was insbesondere bei schräg oder vertikal stehendem Profilstab der Fall sein kann, ist am Nutenstein ein gefedertes Klemmelement vorgesehen, das in einer entsprechenden Durchbrechung aufgenommen ist. Bei diesem Klemmelement handelt es sich in der Regel um eine Kugel, die in eine entsprechende am Körper ausgebildete Durchbrechung eingesetzt wird. Sie ragt an der zum Nutgrund weisenden Seite des Körpers aus dem Körper heraus. Dieses Klemmelement, also die Kugel, ist über eine kleine Schraubenfeder angefedert. Nach Einsetzen auch dieser Schraubenfeder wird die Durchbrechung an der zu den Nutflanken weisenden Seite verstemmt, so dass Klemmelement und Feder fixiert sind. Das Klemmelement, also die Kugel, ist gegen die Rückstellkraft der Feder in die Durchbrechung eindrückbar. Wird nun der Nutenstein in die Nut eingebracht, so drückt das Klemmelement gegen den Grund der Nut, der Körper wird hierüber leicht gegen die Innenseiten der Nutflanken gedrückt. Es kommt zu einer gewissen, wenngleich leichten Klemmhalterung, die ausreichend ist, den Nutenstein auch bei vertikal stehendem Profilstab in der Montagestellung zu fixieren.
-
Der Aufbau respektive die Herstellung eines solchen Nutensteins sind jedoch aufwändig. Zum einen sind mindestens zwei separate Teile, nämlich das Klemmelement, also die Kugel, wie auch das Federelement, also beispielsweise die Schraubenfeder vorzuhalten und zu montieren. Darüber hinaus ist ein separater Schritt zur Fixierung derselben in der Durchbrechung, üblicherweise eben durch Verstemmen, erforderlich. Ferner ist die Durchbrechung in einer entsprechenden Form herzustellen. Denn der Durchmesser der Durchbrechung an der zu den Nutflanken weisenden Seite muss hinreichend groß sein, damit das Klemmelement, also die Kugel, eingesetzt werden kann, auf der anderen Seite muss sich der Durchmesser der Durchbrechung jedoch etwas einschnüren, damit die Kugel an dieser Seite nicht wieder herausfällt. Eine Veränderung der Klemmwirkung respektive der Klemmkraft ist nicht möglich.
-
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen einfacher herstellbaren und aufgebauten Nutenstein anzugeben.
-
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Nutenstein der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Klemmelement ein einteiliges Bauteil ist, aufweisend einen gegen den Grund der Nut drückenden Klemmabschnitt, einen Federabschnitt und einen Halteabschnitt, wobei der Federabschnitt zwischen dem Klemmabschnitt und dem Halteabschnitt ausgebildet ist und der Halteabschnitt ein Außengewinde aufweist, über das das Klemmelement in einem Innengewinde der Durchbrechung verschraubbar ist.
-
Der erfindungsgemäße Nutenstein ist letztlich ein nur zweiteiliges Teil, bestehend aus dem Körper und dem einteiligen, der Erzeugung der Klemmwirkung dienenden Bauteil. Am Körper ist eine Bohrung mit gleichbleibendem Durchmesser und Innengewinde vorgesehen. In diese Bohrung wird das einteilige Bauteil eingebracht. Dieses einteilige Bauteil weist drei Abschnitte auf, nämlich zum einen einen Klemmabschnitt, der in der Montagestellung am Nutgrund angreift, einen Federabschnitt, über den der Klemmabschnitt angefedert wird, und einen Halteabschnitt, der ein Außengewinde aufweist, und über den das Bauteil in das Innengewinde der Durchbrechung eingeschraubt wird.
-
Das Bauteil wird bevorzugt von der zu den Nutflanken weisenden Seite des Körpers in die Durchbrechung eingesteckt. Dies ist ohne weiteres möglich, da der Durchmesser des Klemmabschnitts etwas kleiner ist als der Durchmesser der Innengewindedurchbrechung. Sobald der Halteabschnitt am Körper anliegt, wird mittels eines Werkzeugs, beispielsweise eines Schraubendrehers, der Halteabschnitt mit seinem Außengewinde in das Innengewinde eingeschraubt. Dies kann soweit erfolgen, bis beispielsweise der Klemmabschnitt ein definiertes Stück aus der Durchbrechung wieder herausragt. In dieser Position kann nun der Nutenstein in die Nut eingesetzt werden. Da der Klemmabschnitt über den Federabschnitt angefedert ist, ergibt sich folglich eine leichte Klemmung, da die Nuthöhe etwas kleiner als die Höhe des Nutensteins ist. Der Klemmabschnitt drückt gegen den Nutgrund, die gegenüberliegende Seite des Körpers wird gegen die Innenseiten der Nutflanken gedrückt. Eine hinreichende Klemmung ist gegeben, der Nutenstein verlässt seine Montagestellung, in die er gebracht wurde, nicht. Das Bauteil kann grundsätzlich im Rahmen der Herstellung des Nutensteins vormontiert werden.
-
Da der Halteabschnitt im Innengewinde, das sich bevorzugt über die gesamte Durchbrechungslänge erstreckt, verschraubt werden kann, besteht im Weiteren die Möglichkeit, die Klemmwirkung bei Bedarf zu variieren, also insbesondere zu erhöhen. Zu diesem Zweck ist es lediglich erforderlich, den Halteabschnitt etwas weiter in das Innengewinde einzuschrauben. Dies führt dazu, dass der Federabschnitt stärker einfedert, nachdem der Klemmabschnitt ja am Nutgrund gegengelagert ist. Mit weiterer Einfederung des Federabschnitts steigt die Federkraft und damit die Klemmkraft, mit der der Klemmabschnitt an dem Nutgrund anliegt. Der Halteabschnitt kann dabei soweit eingeschraubt werden, bis der Federabschnitt vollständig komprimiert ist. Die maximale Klemmwirkung ist dann erreicht.
-
Der erfindungsgemäße Nutenstein ist folglich ein sehr einfach aufgebautes, lediglich zweiteiliges Element. Das Klemmelement ist ohne weiteres im Nutenstein montierbar, nachdem es ein einteiliges Bauteil ist. Irgendwelche besondere Halte- oder Befestigungsmaßnahmen sind – abgesehen vom einfachen Einschrauben – nicht erforderlich. Darüber hinaus besteht mit besonderem Vorteil die Möglichkeit der Variation der Klemmkraft, wenn der Nutenstein in der Montagestellung ist.
-
Das Bauteil selbst ist bevorzugt ein einstückiges Bauteil, das heißt, es ist einstückig aus einem Material gefertigt. Vornehmlich bietet sich hierzu die Herstellung aus Kunststoff an, das heißt, dass das Bauteil ein einstückiges Kunststoffspritzteil ist. Das Klemmelement kann so auch einfach in verschiedenen Größen und/oder Farben hergestellt werden. So können die verschiedenen Farben z. B. verschiedenen Gewindegrößen des Gewindes, in dem der Drittgegenstand befestigt wird, zugeordnet sein, z. B. blau für M8, grün für M6, gelb für M5, so dass hierüber der Nutenstein auch gekennzeichnet werden kann. Alternativ besteht natürlich die Möglichkeit, das Bauteil auch einstückig aus Metall herzustellen.
-
Alternativ zur Ausgestaltung als einstückiges Bauteil ist es denkbar, das Bauteil aus unterschiedlichen Materialien zu bilden, nämlich aus Metall und Kunststoff. In diesem Fall wäre der Halteabschnitt ein Metallteil, also ein einfaches zylindrisches Metallbauteil mit Außengewinde, an dem der Federabschnitt mitsamt dem Klemmabschnitt aus Kunststoff angeformt, also angespritzt ist. Auch hier wäre dann ein einteiliges Bauteil gegeben. Die Ausführung des Halteabschnitts aus Metall lässt ein noch stärkeres Verschrauben des Bauteils im Innengewinde des natürlich aus Metall bzw. Stahl gefertigten Körpers zu, ein Ausreißen des Gewindes ist, da beide Gewinde aus Metall sind, nicht zu besorgen.
-
Der Federabschnitt ist zweckmäßigerweise mittels wenigstens zweier Federarme, die sich zwischen dem Halteabschnitt und dem Klemmabschnitt erstrecken, gebildet. Diese Federarme können aufeinander zu gebogen oder zueinander gewinkelt ausgeführt sein, so dass sie bei anliegender Kraft einfedern können. Diese Ausgestaltung des Nutensteins mit den Federarmen ist sowohl bei Ausführung des einstückigen Bauteils aus Kunststoff oder Metall wie auch bei Ausgestaltung des Bauteils aus einem Metallteil mit angeformtem Kunststoff-Federabschnitt und -Klemmabschnitt denkbar.
-
Alternativ zur Ausführung des Federabschnitts mittels zweier Federarme ist es denkbar, den Federabschnitt quasi als Vollmaterialabschnitt auszubilden. Dies ist insbesondere bei einstückiger Ausführung des Bauteils als Kunststoff ohne weiteres möglich, wenn nämlich der Klemmabschnitt und der Halteabschnitt aus einem ersten Kunststoff und der Federabschnitt aus einem demgegenüber weicheren, insbesondere elastischen zweiten Kunststoff gebildet sind. Es kommen also zwei unterschiedliche Kunststoffe zum Einsatz, nämlich ein härterer erster und ein weicherer zweiter Kunststoff. Diese können ohne weiteres in einem Zwei-Komponenten-Spritzgang verarbeitet werden. Das heißt, dass zwischen Halteabschnitt und Klemmabschnitt ein weicher, insbesondere elastischer Kunststoff-Federabschnitt aus Vollmaterial vorgesehen wäre.
-
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, einen solchen elastischen Vollmaterial-Federabschnitt bei einem Bauteil mit einem metallenen Halteabschnitt vorzusehen, wobei der Klemmabschnitt wiederum aus einem demgegenüber härteren Kunststoff gebildet wäre.
-
Der Klemmabschnitt selbst weist bevorzugt eine Halbkugelform auf. Jedoch sind auch andere Abschnittsformen denkbar.
-
Bevorzugt ist die Länge des Bauteils derart bemessen, dass der Klemmabschnitt vom Körper hervorsteht, wenn der Halteabschnitt bündig mit der Oberseite des Körpers abschließt. Hierüber kann quasi ein Auslieferungszustand definiert werden. Das heißt, dass im Rahmen der Herstellung des Nutensteins das einteilige Bauteil soweit eingeschraubt wird, bis der Halteabschnitt bündig mit der Körperoberseite abschließt. Der Klemmabschnitt ragt dann ein definiertes Stück aus der Körperunterseite hervor. In dieser Position kann der Nutenstein ohne weiteres leicht klemmend in der T-Nut eines Profilstabs verbaut werden. Erst wenn eine endgültige Fixierung erforderlich ist, wird das Bauteil weiter in die Durchbrechung eingeschraubt.
-
Um dies auf einfache Weise zu ermöglichen ist zweckmäßigerweise am freien Ende des Halteabschnitts eine Aufnahme für ein Werkzeug ausgebildet, beispielsweise ein Längsschlitz oder ein Kreuzschlitz für einen entsprechenden Schraubendreher.
-
Des Weiteren können an der an den Nutflanken angreifenden Seite des Nutensteins zwei seitliche Längsnuten zur Aufnahme der Nutflanken ausgebildet sein. Zwischen diesen beiden Längsnuten ergibt sich ein relativ breiter Steg, der leicht zwischen die Nutflanken eingreift. Hierüber wird eine Zentrierung des Nutensteins in der T-Nut erreicht.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Nutensteins,
-
2 der Nutenstein aus 1 mit in den Körper 2 eingesetztem Klemmelement,
-
3 eine Schnittansicht durch den Nutenstein gemäß 2,
-
4 eine Perspektivansicht des Nutensteins mit angesetztem Werkzeug zur Darstellung der Möglichkeit des weiteren Einschraubens des Klemmelements,
-
5 eine Schnittansicht durch den Nutenstein mit weiter eingeschraubtem Klemmelement,
-
6 eine Darstellung zur Erläuterung der Montage des Nutensteins,
-
7 eine Schnittansicht durch einen Profilstab mit eingesetztem und festgeschraubten Nutenstein,
-
8 eine Schnittansicht durch die Anordnung aus 7,
-
9 eine Schnittansicht durch ein einteiliges Klemmelement einer zweiten Ausführungsform, und
-
10 eine Schnittansicht durch ein einteiliges Klemmelement einer dritten Ausführungsform.
-
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Nutenstein 1, bestehend aus einem Körper 2 aus Stahl, sowie einem Klemmelement 3, hier als einstückiges Kunststoffbauteil ausgeführt. Am Körper 2 ist eine erste Durchbrechung 4 vorgesehen, die mit einem Innengewinde 5 versehen ist, um daran ein Befestigungselement zur Fixierung eines Drittgegenstandes einzuschrauben. Daneben ist am Körper 2 eine zweite Durchbrechung 6 mit einem Innengewinde 7 vorgesehen, welche Durchbrechung 6 der Aufnahme des Klemmelements 3 dient.
-
Das Klemmelement 3 weist drei separate Abschnitte auf, nämlich einen Klemmabschnitt 8, der – siehe insbesondere 3 – halbkugelförmig ausgebildet ist. An diesen schließt sich einstückig angeformt ein Federabschnitt 9 an, gebildet über zwei separate Federarme 10, die zueinander gewinkelt ausgeführt sind, alternativ hierzu aber auch zueinander eingebogen ausgeführt sein können. Des Weiteren ist ein einstückig angeformter Halteabschnitt 11 vorgesehen, der eine Aufnahme 12 für ein Werkzeug, hier einen Schraubendreher 13, aufweist. Der Halteabschnitt 11 ist mit einem Außengewinde 14 versehen. Das Klemmelement 3 ist als einstückiges Kunststoffspritzteil ausgeführt. Alternativ wäre es auch denkbar, es aus Metall zu fertigen.
-
Das Klemmelement 3 wird nun mit seinem Außengewinde 14 in das Innengewinde 7 der Durchbrechung 6 eingeschraubt. Seine Länge ist so bemessen, siehe 3, dass bei bündigem Abschluss des Halteabschnitts 11 mit der Oberseite 15 des Körpers 2 der Klemmabschnitt 8 ein Stück weit aus dem Körper 2 hervortritt. Wie in 3 gezeigt ergibt sich so ein voreinstellbarer Klemmbereich 16, der von der vorlaufenden Stirnfläche des Klemmabschnitts 8 bis zur Unterseite 17 des Körpers 2 reicht.
-
Der Klemmabschnitt 8 ist relativ zum Halteabschnitt 11 einfederbar, was über den Federabschnitt 9 ermöglicht wird.
-
Wie 4 zeigt, besteht, ausgehend von der beispielsweise als definierter Auslieferungszustand gewählten Anordnung gemäß 3, die Möglichkeit, bei Bedarf das Klemmelement 3 noch weiter in die Durchbrechung 6 einzuschrauben. Hierzu wird auf einfache Weise mit einem Schraubendreher 13 am Klemmelement 3 angegriffen.
-
5 zeigt den Nutenstein 1 mit weiter eingeschraubtem Klemmelement 3. Ersichtlich ragt der Klemmkörper 8 ein beachtliches Stück weiter aus dem Körper 2 heraus. Hierüber kann, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, die Klemmwirkung, also die Klemmhalterung des Nutensteins 1 in der T-Nut eines Profilstabs erhöht werden, wie natürlich auch die Möglichkeit besteht, durch Herausschrauben des Klemmelements 3 den Nutenstein 1 auch wieder aus seiner Klemmstellung zu lösen.
-
6 zeigt eine Darstellung, aus der sich die Handhabung des erfindungsgemäßen Nutensteins 1 ergibt. Gezeigt ist ein Profilstab 17, an dem an seinen vier Seiten entsprechende T-Nuten 18 vorgesehen sind. Jede T-Nut 18 ist über Nutflanken 19 beidseits hinterschnitten.
-
Wie im Montageschritt a) gezeigt ist, wird der erfindungsgemäße Nutenstein, ausgehend von der Konfiguration gemäß der 2 und 3, zwischen den Nutflanken 19 hindurch in die Nut 18 eingeschwenkt. Er verkippt im Inneren der Nut 18 derart, dass der Klemmabschnitt 8 am Grund 20 der Nut 18 aufliegt, während der Körper 2 mit seiner Oberseite 15, an der zwei seitlich längslaufende Nuten 21 ausgebildet sind, an den Nutflanken 19 anliegt. Aufgrund der Anfederung des Klemmabschnitts 8 über den Federabschnitt 9 ist eine leichte Klemmwirkung gegeben, das heißt, dass der Nutenstein 1 zwischen dem Nutgrund 20 und den Nutflanken 19 leicht klemmfixiert ist.
-
In dieser Position kann er, siehe den Montageschritt b), längs der Nut verschoben werden, bis er die Montageposition erreicht hat.
-
In dieser kann nun, siehe Montageschritt c), mittels des Werkzeugs 13 der Nutenstein fixiert werden, also richtig fest verklemmt werden. Hierzu wird das Klemmelement 3, wie in Bezug auf die 4 und 5 beschrieben, weiter in die Durchbrechung 6 eingeschraubt. Dies führt dazu, dass der Halteabschnitt 11 sich bei gleichzeitiger Einfederung des Federabschnitts 9 in Richtung des gegengelagerten Klemmabschnitts bewegt. Dieser wird aufgrund der Komprimierung des Federabschnitts 9 noch fester gegen den Nutgrund 8 gedrückt, gleichzeitig wird der Körper 2 mit seinen längslaufenden Nuten 21 fester gegen die Nutflanken 19 gedrückt. Die Verklemmung kann folglich beachtlich gesteigert werden, der Nutenstein wird fixiert.
-
Diese Situation ist in den 7 und 8 gezeigt. Insbesondere 8 zeigt deutlich, wie der Federabschnitt 9 komprimiert ist, während gleichzeitig der Halteabschnitt 11 und der Klemmabschnitt 8 relativ eng aneinander liegen.
-
Soll diese Klemmposition wieder gelöst werden, weil die Konstruktion auseinander geschraubt wird, so ist es lediglich erforderlich, das Klemmelement 3 wieder zurückzuschrauben, die Verklemmung nimmt ab, der Nutenstein 1 ist wiederum in der Nut 18 beweglich.
-
Beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Klemmelement 3 ein einstückiges Kunststoffspritzteil, das insgesamt aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Die Federwirkung wird durch entsprechende Ausgestaltung des Federabschnitts 9 mit den beiden Federarmen 10 realisiert.
-
9 zeigt demgegenüber ein Klemmelement 3, das ebenfalls ein einteiliges und in diesem Fall – da wiederum insgesamt aus Kunststoff gefertigt – ein einstückiges Bauteil ist. Der Klemmabschnitt 8 und der Halteabschnitt 11 sind dabei aus demselben ersten Kunststoffmaterial hergestellt, das relativ hart ist. Der Federabschnitt 9 hingegen ist aus einem zweiten, deutlich weicheren, insbesondere elastischen Kunststoffmaterial hergestellt, so dass der Federabschnitt 9 elastisch komprimiert werden kann. Beide Kunststoffmaterialien können in einem gemeinsamen Zwei-Komponenten-Spritzgang verarbeitet werden. Insgesamt ergibt sich eine durchwegs zylindrische Bauform, die Ausgestaltung separater Federarme ist nicht erforderlich. Vielmehr ist hier der Federabschnitt 9 aus Vollmaterial gebildet.
-
Eine vergleichbare Ausgestaltung eines Klemmelements 3 zeigt 10. Hier jedoch ist der Halteabschnitt 11 mittels eines Metallbauteils realisiert. Der Klemmabschnitt 8 jedoch ist wiederum aus einem ersten, harten Kunststoff, während der Federabschnitt 9 auch hier aus einem weicheren, vorzugsweise elastischen Kunststoff besteht. Auch hier ist folglich eine hinreichende elastische Einfederung und damit Vorspannung respektive Anfederung des Klemmabschnitts 8 möglich. Diese Erfindungsausgestaltung mit dem Halteabschnitt aus Metall bietet die Möglichkeit, das Klemmelement 3 extrem fest in der Durchbrechung 6 zu verschrauben, nachdem das Außengewinde 14 wie auch das Innengewinde 7 in diesem Fall beide aus Metall sind.
