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Die Erfindung betrifft ein Verbindungsmittel zur Verbindung von vorzugsweise flächigen Bauteilen, insbesondere Wandverkleinerungen mit wenigstens einem, ein Gewinde aufweisendem Verbindungselement.
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Verbindungsmittel zur Verbindung von beispielsweisen flächigen Bauteilen kommen in sehr vielen Konstruktionsbereichen zur Anwendung. Anwendungsbeispiele können beispielsweise der Möbelbau, die Innenauskleidung von Wohnräumen, der Aufbau von Messeständen oder sonstige Bereiche der Bauindustrie sein. Die wohl einfachste Methode, beispielsweise eine plattenförmige Wandverkleidung mit einer dahinterliegenden Wand zu verbinden, ist die Verbindung mit einer handelsüblichen Schraube. Nachteilig an dieser Verbindungsmethode ist, dass die vordere plattenförmige Wandverkleidung einen sichtbaren Schraubenkopf aufweist. Dieser kann nicht nur einen optisch störenden Effekt haben, sondern kann auch sicherheitsrelevante Nachteile nach sich ziehen. Beispielsweise können sich in Bereichen, in denen die Hygiene eine wichtige Rolle spielt, Verunreinigungen in den Schraubenköpfen absetzen und somit eine gründliche Reinigung erschweren. Hier sind glatte Flächen ohne Vertiefungen oder ähnliches von Vorteil.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsmittel vorzuschlagen, mit dem die Verbindung von vorzugsweise flächigen Bauteilen ermöglicht ist und bei deren Verwendung keinerlei von außen sichtbare Merkmale entstehen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verbindungsmittel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Bei einem Verbindungsmittel zur Verbindung von vorzugsweise flächigen Bauteilen mit wenigstens einem ein Gewinde aufweisenden Verbindungselement ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass das Verbindungselement mit einem drehbar gelagerten Drehkörper verbunden ist, dass der Drehkörper zumindest abschnittsweise in einem Gehäuse angeordnet ist, dass das Verbindungselement zumindest abschnittsweise aus dem Gehäuse herausragt, dass die Drehebene des Drehkörpers parallel zur Verbindungsebene der zu verbindenden Bauteile verläuft und dass das Gehäuse ein Befestigungselement zur Befestigung des Gehäuses an einem Bauteil aufweist.
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Durch diese Anordnung des Verbindungselementes und des Befestigungselementes ist es ermöglicht, zwei Bauteile miteinander so zu verbinden, dass keine von außen sichtbare Schraubenverbindung vorhanden ist. Hierdurch ist eine Ansammlung von Verunreinigungen an Schraubenköpfen oder Ähnlichem verhindert, so dass sich nicht nur ein optischer, sondern auch ein sicherheitsrelevanter Vorteil ergibt. Bei der Verwendung einer Klebeverbindung bleiben zumeist beim Lösen der Verbindung Klebespuren zurück und die mechanische Belastbarkeit ist stark eingeschränkt. Bei dem Verbindungselement kann es sich beispielsweise um eine Schraube handeln, wobei es sich beispielsweise um eine abschnittsweise konisch zulaufende Holzschraube zur Verwendung in hölzernen Bauteilen oder auch eine zylindrisch ausgebildete Metallschraube handeln kann. Dieses Verbindungselement ist mit einem Drehkörper verbunden. Bei dem Drehkörper handelt es sich um einen drehbar gelagerten Körper der beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich um einen Metallkörper mit vorzugsweise kreisrundem Querschnitt handeln. Vorzugsweise ist das Verbindungselement senkrecht am Mittelpunkt des Querschnitts der Stirnseite des Drehkörpers angeordnet und weist eine gemeinsame Symmetrieachse mit dem Drehkörper auf. Der Drehkörper ist zumindest abschnittsweise von einem Gehäuse umgeben, dessen Querschnitt in Größe und Form an den Querschnitt des Drehkörpers angepasst sein kann und in dem die Lagerung des Drehkörpers angeordnet ist. Vorzugsweise weist das Gehäuse an einer Stirnseite eine Öffnung auf, aus der das Verbindungselement des Drehkörpers herausragen kann. Somit sind das Verbindungselement und der Drehkörper gemeinsam in Bezug auf das Gehäuse um ihre eigene Achse verdrehbar. Grundlegend basiert das Funktionsprinzip der Erfindung darauf, dass das Gehäuse mittels eines Befestigungselementes an einem ersten Bauteil, beispielsweise einem Holzbrett, befestigt wird. Vorzugsweise weist das Holzbrett dazu eine Vertiefung auf, in die das Gehäuse passgenau eingesetzt werden kann. Durch das Befestigungselement ist das Gehäuse an diesem ersten Holzbrett fixiert. Beispielsweise kann das Befestigungselement schraubenartig ausgeführt sein, in dieser Ausführungsform ist das Gehäuse also festgeschraubt. Vorzugsweise bilden die Oberfläche des ersten Holzbrettes und die Stirnseite des Gehäuses des Verbindungsmittels, aus der das Verbindungselement herausragt, eine bündige Oberfläche. Zur Verbindung des ersten Holzbrettes mit beispielsweise einem zweiten Holzbrett wird das zweite Holzbrett auf das erste Holzbrett gepresst, so dass das Verbindungselement senkrecht mit dem zweiten Holzbrett in Kontakt kommt. Vorzugsweise weist das Verbindungselement in diesem Fall ein Gewinde wie das einer Holzschraube, die unter dem Anpressdruck ein ihrem Gewinde entsprechendes Gegengewinde in das Holzbrett schneidet. Dadurch, dass das Verbindungselement und der Drehkörper drehbar in dem Gehäuse gelagert sind, ist ein Eindrehen des Verbindungselementes in das Holzbrett ermöglicht. Um ein Eindrehen des Verbindungselementes in das zweite Holzbrett zu erleichtern, kann ein entsprechendes Loch vorgebohrt sein. Die einander zugewandten Oberflächen der Holzbretter sind nach vollständigem Eindrehen des Verbindungselementes in das zweite Holzbrett im flächigen Kontakt zueinander. Die Ebene dieses flächigen Kontaktes bildet die Verbindungsebene der beiden Bauteile. Handelt es sich bei dem zweiten Bauteil um ein metallisches Bauteil, so weist das Verbindungselement vorzugsweise das Gewinde einer Metallschraube auf und das zweite Verbindungselement weist eine Öffnung mit einem an das Gewinde des Verbindungselementes angepasstes Gegengewinde auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gewinde des Verbindungselementes eine größere Gewindesteigung als ein entsprechendes Regelgewinde bei gleichem Nenndurchmesser auf. Mit Gewindesteigung ist der Weg gemeint, um den ein Gewinde einer Schraube bei einer Umdrehung um die eigene Achse je nach Drehrichtung ein- oder ausgedreht wird. Üblicherweise ist die Steigung eines Gewindes in einer Norm für den jeweiligen Nenndurchmesser festgeschrieben. So weist beispielsweise eine Schraube des Nenndurchmessers M10 mit Regelgewinde eine Steigung von 1,5 mm auf. Das Gewinde des Verbindungselementes weist vorzugsweise eine größere Steigung auf, als es für eine entsprechende Schraube mit Regelgewinde der Fall ist. Vorzugsweise ist die Gewindesteigung bei dem verwendeten Verbindungselement sehr groß, so dass das Verbindungselement mit möglichst geringem Kraftaufwand in seinem Gegengewinde verdrehbar ist. Hierdurch ist das Eindrehen des Verbindungselementes in das entsprechende Bauteil erleichtert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungselement an der dem Verbindungselement abgewandten Seite des Gehäuses angeordnet, das Befestigungsmittel ist stabförmig ausgebildet und das Befestigungsmittel weist ein Außengewinde auf. Das Befestigungselement kann beispielsweise ein Außengewinde wie eine Holzschraube oder eine Metallschraube aufweisen und ist vorzugsweise mittig an der dem Verbindungsmittel abgewandten Seite des den Drehkörper umgebenden Gehäuses angeordnet. Die Beschaffenheit des Gewindes, beispielsweise das einer Metallschraube oder das einer Holzschraube, kann an das Material des Bauteils angepasst sein, an das das Verbindungsmittel montiert werden soll. Befindet sich in dem Bauteil bereits eine an das Drehkörpergehäuse angepasste Vertiefung, so kann das Gehäuse des Verbindungsmittels in die Vertiefung eingefügt werden, so dass eine obere Kante des Gehäuses vorzugsweise bündig zur Oberkante des Bauteils verläuft. Das Befestigungselement wird mit dem Bauteil verschraubt und stellt somit also eine Schraubverbindung zwischen dem Bauteil und dem Verbindungsmittel her.
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In einer konstruktiven Weiterbildung weist der Drehkörper einen stabförmigen Fortsatz an seiner dem Verbindungselement abgewandten Seite auf und das Befestigungselement weist einen Hohlraum zur Aufnahme und drehbaren Lagerung des stabförmigen Fortsatzes auf. Vorzugsweise weist das ein Außengewinde aufweisende Befestigungselement einen länglichen Hohlraum auf, in den der am Drehkörper angeordnete stabförmige Fortsatz eingefügt werden kann. Vorzugsweise weisen der stabförmige Fortsatz, der Drehkörper und das Verbindungselement eine gemeinsame Rotationsachse auf, so dass das Verbindungselement und der stabförmige Fortsatz auf der Rotationsachse des Drehkörpers an gegenüberliegenden Seiten untereinander angeordnet sind. Durch die Aufnahme des stabförmigen Fortsatzes in den Hohlraum des Befestigungselementes ist eine zusätzliche Stabilisierung des Drehkörpers und vor allem des Verbindungselementes gegeben. Durch den stabförmigen Fortsatz, der in dem Hohlraum des Befestigungselementes geführt ist, ist ein seitliches Verkippen des Verbindungselementes verhindert.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse eine zylindrische Form mit kreisrundem Querschnitt auf und das Befestigungselement ist als ein das Gehäuse an seiner als Zylindermantel ausgebildeten äußeren Wandung umlaufendes Außengewinde zur Befestigung des Gehäuses an einem flächigen Bauteil ausgebildet. Durch das Außengewinde an der Außenwandung des Gehäuses kann das Gehäuse in ein an die Form des Gehäuses angepasste Vertiefung in einem Bauteil geschraubt werden. Bei beispielsweise metallischen Bauteilen können die Öffnungen zur Aufnahme des Gehäuses ein entsprechendes Gegengewinde aufweisen. Auch ist es möglich, das zur Montage des Verbindungsmittels in beispielsweise einer Holzplatte ein entsprechendes Gegenstück mit einem entsprechenden Gegengewinde zur Montage an der Holzplatte vorgesehen ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Mittelpunkt des kreisrunden Querschnittes des Gehäuses ein stabförmiges, in Richtung des Verbindungselementes weisendes Führungselement angeordnet, das Verbindungselement weist einen Hohlraum zur Aufnahme des Führungselementes auf und das stabförmige Führungselement ist in dem Hohlraum des Verbindungselementes drehbar gelagert. Vorzugsweise ist bei einer Ausführungsform, bei der das Befestigungselement als ein den Zylindermantel des Gehäuses umlaufendes Außengewinde ausgebildet ist, ein stabförmiges Führungselement an der Rotationsachse des kreisrunden Querschnitts des Gehäuses angeordnet. Dabei ist das Führungselement an der dem Verbindungselement abgewandten inneren Wandung des Gehäuses befestigt und ragt in Richtung des Verbindungselementes. Vorzugsweise weisen dabei das Führungselement, der Drehkörper und das Verbindungselement eine gemeinsame Symmetrieachse auf und der Drehkörper sowie das Verbindungselement weisen einen zumindest abschnittweise entlang der Symmetrieachse verlaufenden Hohlraum auf. In den Hohlraum, kann das Führungselement aufgenommen und drehbar gelagert sein. Durch das am Boden des Gehäuses angeordnete Führungselement ist ein seitliches Verkippen des Verbindungselementes verhindert.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Drehkörper und mindestens einer Innenwandung des Gehäuses mindestens ein Rückstellelement angeordnet. Bei dem Rückstellelement kann es sich beispielsweise um eine Druckfeder oder um eine Federstahlkonstruktion handeln. Vorzugsweise ist das Rückstellelement zwischen dem Drehkörper und der dem Verbindungselement zugewandten Innenwandung des Gehäuses angeordnet. Alternativ kann das Rückstellelement auch zwischen dem Drehkörper und der dem Befestigungselement zugewandten Innenwandung des Gehäuses angeordnet sein. Um eine Anordnung des Rückstellelementes zu ermöglichen, kann das Gehäuse in Richtung des Verbindungselementes oder in Richtung des Befestigungselementes einen, im Vergleich zu einer Ausführungsform ohne angeordnetem Rückstellelement, etwas vergrößerten Hohlraum aufweisen. Durch Rückstellelemente kann beispielsweise bei einer Veränderung des Materials der zu verbindenden Bauteile, beispielsweise aufgrund von quellendem Holz oder aufgrund von temperaturabhängigen Ausdehnungen bei metallischen Werkstoffen oder Kunststoffen eine sichere Verbindung der Bauteile sichergestellt werden. Durch das Federsystem kann der Drehkörper und mit dem Drehkörper das Verbindungselement in seine Ausgangslage zurückgedrückt werden, so dass eine spaltfreie Verbindung der Bauteile bestehen bleibt.
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In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Drehkörper als ein Freilauf ausgebildet. Als Freilauf ist gemeint, dass dem Drehkörper durch die Lagerung eine Drehbewegung in eine Rotationsrichtung ermöglicht ist, die Drehbewegung in die andere Rotationsrichtung allerdings gesperrt ist. Durch diese Art der Lagerung ist es beispielsweise möglich, dass sich unter Druck das Verbindungselement in ein Bauteil einschraubt, ein Herausdrehen durch entsprechenden Gegendruck aber verhindert ist. Mittels dieses Mechanismusses ist es möglich, durch festes Anziehen des Verbindungselementes in das Bauteil eine feste Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen, ohne dass sich die Bauteile wieder voneinander lösen können, da die Drehrichtung zum Herausdrehen des Verbindungselementes gesperrt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Freilauf dadurch ausgebildet, dass der Drehkörper an seiner Außenseite mindestens einen beweglich gelagerten, in den Zwischenraum zwischen der Außenwandung des Drehkörpers und der Innenwandung des Gehäuses hineinragenden Arretierkörper aufweist und dass in dem Zwischenraum mindestens ein an einem Führungsstift beweglich gelagerter Sperrkörper angeordnet ist. Die Arretierkörper können beispielsweise längliche Bauteile sein, die vom Radius des Drehkörpers ausgehend in den Zwischenraum zwischen der äußeren Wandung des Drehkörpers und der inneren Wandung des Gehäuses hineinragen. Die Sperrkörper, die in dem Zwischenraum zwischen Drehkörper und Gehäuse angeordnet sind, haben vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einer geraden und einer konvexen Seite. Beim Eindrehen des Verbindungselementes in ein Bauteil treffen die Arretierkörper auf die konvexe Seite der Sperrkörper, während in Rausdrehrichtung die Arretierkörper gegen die flache Seite der Sperrkörper treffen. Die Arretierkörper sind mit jeweils einem Befestigungsstift, der an der dem Drehkörper zugewandten Seite des Arretierkörpers angeordnet ist, beweglich gelagert. Vorzugsweise befindet sich der Arretierstift auf dem Außenradius des Drehkörpers. Damit eine bewegliche Lagerung der Arretierkörper nicht behindert ist, kann der Drehkörper an diesen Stellen Aussparungen aufweisen. Die Arretierkörper sind dabei beispielsweise so gelagert, dass sie nur von ihrer Stellung zum Drehkörper abweichen können, wenn sie auf die konvexe Seite der Sperrkörper treffen, also in Reindrehrichtung des Verbindungselementes. Treffen die Arretierkörper hingegen auf die gerade Seite der Sperrkörper, so weichen die Sperrkörper von ihrer Stellung zum Drehkörper nicht ab, sie werden also nicht verschwenkt und somit wird die Drehbewegung des Drehkörpers in diese Rotationsrichtung unterbunden. Vorzugsweise weist der Drehkörper mehrere Arretierkörper auf und in dem Zwischenraum zwischen Drehkörper und Gehäusewandung sind mehrere Sperrkörper angeordnet. Beispielsweise kann der Drehkörper vier Arretierkörper aufweisen und in dem Zwischenraum können drei Sperrkörper angeordnet sein. Je mehr Arretierkörper angeordnet sind, desto feiner sind die Winkel in denen die Rückdrehbewegung abgesperrt wird. Alternativ können die Arretierkörper auch als Bauteile aus Federstahl oder einem anderen flexiblen Material, beispielsweise einem Kunststoff, ausgeführt sein. Bei dieser Ausführungsform kann die bewegliche Lagerung durch die Flexibilität des jeweiligen Bauteils ausgebildet sein. Beispielsweise können die Arretierkörper nur in eine Richtung flexibel und somit biegsam sein und in die andere Richtung starr sein.
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In einer konstruktiven Weiterbildung der Erfindung ist zwischen mindestens einem Arretierkörper und dem Drehkörper mindestens ein Rückstellelement angeordnet. Beispielsweise kann der Befestigungsstift, an dem der Arretierkörper gelagert ist, sich innerhalb des Außenradiuses des Drehkörpers befinden. Hierzu weist der Drehkörper an den betreffenden Stellen eine Aussparung auf. Die Aussparung des Drehkörpers kann beispielsweise so gestaltet sein, dass an der der Drehrichtung zugewandten Seite die äußere Wandung des Drehkörpers mit dem Arretierkörper in Anlage steht, während die der Drehrichtung entgegengesetzte Seite des Arretierkörpers keinen Kontakt zum Drehkörper aufweist. An der Seite des Arretierelementes, die in Kontakt zu dem Drehkörper steht, ist zwischen der Drehkörperwandung und dem Arretierelement ein Rückstellelement angeordnet. Vorzugsweise ist das Rückstellelement als eine Zugfeder ausgebildet. Durch diese Anordnung des Rückstellelementes ist das Arretierelement beim Auftreffen auf ein Sperrelement in die eine Drehrichtung beweglich gelagert, während es in die andere Drehrichtung beim Auftreffen auf ein Sperrelement starr in einer Position verbleibt, so dass eine weitere Rotation gesperrt ist. Durch das Rückstellelement kann das Arretierelement in seine Ausgangslage zurückversetzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist mindestens ein Sperrkörper mindestens zwei Vorsprünge an mindestens einer seiner Stirnseiten auf, die Innenwandung des Behälters weist den Vorsprüngen zugeordnete Vertiefungen zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme der Vorsprünge auf, mindestens ein Führungsstift eines Sperrkörpers weist ein Außengewinde auf, mindestens ein Sperrkörper weist ein entsprechendes Innengewinde auf und zwischen der den Vorsprüngen abgewandten Innengewandung des Gehäuses und der dieser Innenwandung zugewandten Stirnseite des Sperrkörpers ist mindestens ein Rückstellelement angeordnet. Die Vorsprünge können beispielsweise an der dem Verbindungselement zugewandten Stirnseite eines Sperrkörpers und/oder an der dem Befestigungselement zugewandten Stirnseite angeordnet sein. An den den Vorsprüngen zugewandten Innenwandungen des Gehäuses sind entsprechende Vertiefungen zur Aufnahme der Vorsprünge angeordnet. Durch die Anordnung der Vorsprünge an mindestens einer Stirnseite des Sperrkörpers und die entsprechenden Vertiefungen in der Innenwandung des Behälters, ist eine Verankerung des Sperrkörpers gegeben. Ein Verdrehen des Sperrkörpers um die Achse des Führungsstiftes ist somit verhindert. In dieser verankerten Stellung der Sperrkörper können die Arretierkörper in eine Drehrichtung die Sperrkörper passieren, indem die Arretierkörper beweglich gelagert sind, in die entgegengesetzte Drehrichtung ist die bewegliche Lagerung des Arretierelementes gehindert und somit die Rotation des Drehkörpers blockiert. Damit die Sperrkörper in der blockierenden Stellung gehalten werden und die Vorsprünge nicht aus den Vertiefungen rutschen, ist zwischen der den Vorsprüngen abgewandten Stirnseite des Sperrkörpers und der jeweiligen Gehäuseinnenwandung ein Rückstellelement angeordnet. Das Rückstellelement kann beispielsweise als eine Druckfeder ausgebildet sein, die Druck auf den Sperrkörper ausübt, so dass die Vorsprünge nicht aus den ihnen zugeordneten Vertiefungen in der Behälterinnenwandung rutschen können. Um eine Sperrung des Drehkörpers aufzuheben, also um eine Rotation des Drehkörpers in beide Richtungen zu ermöglichen, ist es notwendig, die Sperrkörper in eine Stellung zu bringen, in denen sie die Rotation des Drehkörpers mit den entsprechenden Arretierkörpern nicht behindern. Vorzugsweise werden hierzu die Sperrkörper um 90° aus ihrer sperrenden Stellung rotiert, so dass der Zwischenraum zwischen der äußeren Wandung des Drehkörpers und der inneren Wandung des Gehäuses freigegeben ist. Hierzu weisen die Führungsstifte, an denen die Sperrkörper drehbar gelagert sind, Außengewinde auf. Entsprechend weisen die Sperrkörper ein Innengewinde auf, in das das Gewinde des Führungsstiftes fasst. Durch ein Anheben oder Absenken des Sperrelementes entlang des Führungsstiftes wird das Sperrelement entsprechend der Orientierung der Gewinde mit dem Führungsstift als Rotationsachse verdreht. Um eine Sperrung der Rotation des Drehkörpers aufzuheben ist also beispielsweise ein Anheben des Sperrkörpers in die den Vorsprüngen abgewandte Richtung notwendig.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Sperrkörper zumindest abschnittsweise aus einem ferromagnetischen Material. Die Verwendung von ferromagnetischen Materialien in den Sperrkörpern ermöglicht ein Anheben der Sperrkörper in die den Vorsprüngen entgegengesetzte Richtung, indem die Sperrkörper einem entsprechenden Magnetfeld ausgesetzt werden. Dieses Magnetfeld kann beispielsweise durch das Platzieren eines Permanentmagneten erzeugt werden. Sind beispielsweise zwei Bauteile durch das Verbindungsmittel miteinander verbunden, wobei das Gehäuse des Verbindungsmittels in das erste Bauteil montiert ist und das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil gepresst wurde, also von dem Verbindungselement gehalten wird, so ist ein Lösen der Verbindung durch Herausdrehen des Verbindungsmittels aus dem zweiten Bauteil durch die Blockierung der Rotationsrichtung durch die Sperrkörper verhindert. Durch das Platzieren eines Permanentmagneten über dem zweiten Bauteil an der Position, an der sich das Verbindungsmittel befindet, werden die Sperrkörper mit ihren Vorsprüngen aus den Vertiefungen des Gehäusebodens gehoben und durch das Außengewinde des Führungsstiftes in eine Position gedreht, so dass eine Rotation des Verbindungselementes in beide Rotationsrichtungen und somit ein Herausdrehen des Verbindungselementes aus dem zweiten Bauteil ermöglicht ist. Durch den Einsatz eines Permanentmagneten kann die Verbindung der beiden Bauteile durch das Verbindungsmittel also gelöst werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die dem Verbindungselement zugewandte Seite des Gehäuses mindestens zwei Vertiefungen auf. Die Vertiefungen können beispielsweise an den nach Außen weisenden Seiten des Verbindungselementes im Gehäuse des Verbindungsmittels angeordnet sein. Durch die Anordnung der Vertiefungen ist eine leichtere Montage, also ein Einschrauben des Gehäuses in ein flächiges Bauteil mit einem speziellen Werkzeug, das in die Vertiefungen fasst ermöglicht. Vorzugsweise weist dazu das Gehäuse drei Vertiefungen auf, um einem Werkzeug einen sicheren Halt zu ermöglichen
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen eines Verbindungsmittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der erfindungswesentlich vorgesehen ist, dass die Vorrichtung einen Grundkörper mit einer der Anzahl der Vertiefungen in der dem Verbindungselement zugewandten Seite entsprechenden Anzahl an Vorsprüngen aufweist und dass der Grundkörper ein Anschlussstück zum Anschluss des Grundkörpers an ein Bohrfutter aufweist. Durch die Vorrichtung ist eine einfache Montage des Verbindungsmittels beispielsweise in ein flächiges Bauteil ermöglicht. Beispielsweise kann die Vorrichtung einen röhrenförmigen Grundkörper aufweisen, an dessen einer Stirnseite 3 Vorsprünge angeordnet sind, die so ausgebildet sind, dass sie in die entsprechenden Vertiefungen im Gehäuse des Verbindungsmittels fassen können. Der Innendurchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers ist dabei so ausgebildet, dass das vorstehende Verbindungselement des Verbindungsmittels von diesem Grundkörper aufgenommen werden kann. Durch Drehen des Grundkörpers kann somit das Verbindungsmittel wie eine Schraube eingedreht werden. Zur einfacheren und schnelleren Montage kann dazu der Grundkörper an seiner den Vorsprüngen abgewandten Seite eine einen Anschluss für das Bohrfutter einer Bohrmaschine aufweisen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:
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1: eine teilgeschnittene Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Verbindungselement und einem Befestigungselement;
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2: eine Ausführungsform der Erfindung mit einem das Gehäuse umlaufenden Außengewinde in einer teilgeschnittenen Seitenansicht;
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3: eine teilgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit Rückstellelementen innerhalb des Gehäuses;
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4: eine teilgeschnittene Ansicht des Freilaufmechanismusses in der in eine Drehrichtung sperrenden Einstellung in einer Draufsicht;
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5: eine Detailansicht der Befestigung eines Arretierelementes am Drehkörper mit einem Rückstellelement;
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6: eine teilgeschnittene Seitenansicht der Lagerung eines Sperrkörpers mit einem Rückstellelement;
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7: eine teilgeschnittene Seitenansicht der Anordnung des Verbindungsmittels zwischen zwei Bauteilen und die Anordnung eines Magneten zum Lösen des Freilaufmechanismusses;
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8: eine teilgeschnittene Draufsicht eines Freilaufmechanismusses in der für beide Drehrichtungen freigegebenen Einstellung;
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9: eine Draufsicht eines Werkzeuges zur Montage der Vorrichtung; und
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10: eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Montage des Verbindungsmittels.
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In 1 ist das Verbindungsmittel 1 mit einem Verbindungelement 2, einem Drehkörper 3, einem Gehäuse 4 und einem Befestigungselement 5 dargestellt. Das Verbindungsmittel 1 zur Verbindung zweier vorzugsweise flächiger Bauteile weist ein Befestigungselement 5 auf, mit dem das Verbindungsmittel 1 an einem ersten flächigen Bauteil befestigt wird. In der dargestellten Ausführungsform weist das Befestigungselement 5 ein Gewinde wie eine Schraube auf und ist unterhalb des Gehäuses 4 angeordnet. Zur Verbindung des ersten Bauteils, an dem das Verbindungsmittel 1 mit dem Befestigungselement 5 befestigt ist, mit einem zweiten Bauteil weist das Verbindungsmittel 1 ein Verbindungselement 2 auf. Das Verbindungselement 2 weist ein schraubenartiges Gewinde mit einer großen Steigung auf. Das Verbindungselement 2 ist rotationssymmetrisch aufgebaut und ist mit einem Drehkörper 3, der ebenfalls vorzugsweise rotationssymmetrisch aufgebaut ist verbunden. Das Verbindungselement 2 und der Drehkörper 3 weisen dabei eine gemeinsame Rotationsachse auf. Der Drehkörper 3 und somit auch das Verbindungselement 2, ist in dem Gehäuse 4 drehbar gelagert. Durch Pressen des zweiten Bauteils gegen das erste Bauteil, an dem das Verbindungsmittel 1 befestigt ist, dreht sich das Verbindungselement 2 mit seinem Gewinde in das zweite Bauteil. Um die Kraft, die zum Eindrehen des Verbindungselementes 2 benötigt wird zu verringern, weist das Gewinde des Verbindungselementes 1 eine große Steigung auf. Die abschnittsweise konisch verlaufende Form des Verbindungselementes 2 wird vorzugsweise für Bauteile aus Holz verwendet. Zylindrisch aufgebaute Verbindungselemente 2, werden vorzugsweise bei metallischen Bauteilen verwendet. Zur Stabilisierung und um ein seitliches Verkippen des Verbindungselementes 2 zu verhindern, ist an der dem Verbindungselement 2 abgewandten Seite des Drehkörpers 3 ein stabförmiger Fortsatz 6 angeordnet. Der stabförmige Fortsatz 6 ist durch die drehbare Lagerung des stabförmigen Fortsatzes 6 in einem Hohlraum 7 des Befestigungselementes 5 geführt. Durch die drehbare Lagerung des stabförmigen Fortsatzes 6 in dem Hohlraum 7 des Befestigungselementes 5 ist die Kippstabilität des Verbindungselementes 2 wesentlich erhöht.
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In 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der das Befestigungselement 5 als ein das Gehäuse 4 umlaufendes Außengewinde 8 ausgebildet ist. Das Verbindungsmittel 1 wird an einem ersten flächigen Bauteil montiert, indem in dem Bauteil eine Öffnung geschaffen wird, die ungefähr dem Durchmesser und dem Querschnitt des Gehäuses 4 entspricht. Durch das Außengewinde 8 des Gehäuses 4 kann das Verbindungsmittel 1 somit an das erste flächige Bauteil montiert werden. Zur Stabilisierung des Verbindungselementes 2 ist an der dem Verbindungselement 2 abgewandten Innenwandung des Gehäuses 4 ein stabförmiges Führungselement 9 angeordnet. Das Führungselement 9 fasst in einen inneren Hohlraum 10, der in dem Verbindungselement 2 angeordnet ist und ist in diesem drehbar gelagert.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der zwischen dem Drehkörper 3 und der inneren Wandung des Gehäuses 4, an der dem Verbindungselement 2 zugewandten Seite, Rückstellelemente 11 angeordnet sind. Durch die Rückstellelemente 11, die beispielsweise als Federn insbesondere als Druckfedern ausgebildet sein können, können Veränderungen der zu verbindenden Bauteile, beispielsweise ein Quellen von Holzmaterial in Folge von Feuchtigkeit oder temperaturabhängige Ausdehnungen oder Schrumpfungen von metallischen Materialien ausgeglichen werden. Durch die Druckfedern wird der Drehkörper 3 in seiner Position gehalten, so dass eine feste Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil bestehen bleibt, ohne dass beispielsweise ein Spalt zwischen den Bauteilen entsteht.
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In 4 ist ein als Freilauf ausgebildeter Drehkörper 3 in einer Draufsicht dargestellt. An dem äußeren Radius 12 des Drehkörpers 3 sind an jeweils einem Führungsstift 14 beweglich gelagerte Arretierkörper 13 angeordnet. Die Arretierkörper 13 sind dabei so an den Führungsstiften 14 gelagert, dass sie in eine Richtung ausgelenkt werden können, während die Auslenkung in die andere Richtung gesperrt ist. Die Arretierkörper 13 ragen, vom Drehkörper 3 ausgehend, in einen Zwischenraum 15 zwischen der inneren Wandung des Gehäuses 4 und dem äußeren Radius 12 des Drehkörpers 3. In dem Zwischenraum 15 sind Sperrkörper 16 angeordnet, die an Führungsstiften 17 gelagert sind. Die Sperrkörper 16 weisen dabei einen annähernd halbkreisförmigen Querschnitt mit einer geraden Seite 16a und einer konvexen Seite 16b auf. Treffen die Arretierkörper 13 bei einer Rotationsbewegung des Drehkörpers 3 auf die konvexe Seite 16b der Sperrkörper 16, so werden die Arretierkörper 13 entsprechend ihrer Lagerung ausgelenkt, so dass die Arretierkörper 13 die Sperrkörper 16 passieren können und eine Rotation des Drehkörpers 3 in diese Rotationsrichtung ermöglicht ist. Treffen die Arretierkörper 13 in der entgegengesetzten Rotationsrichtung auf die gerade Seite 16a der Sperrkörper 16, so ist die Auslenkung der Arretierkörper 13 in diese Richtung gesperrt, so dass die Rotation des Drehkörpers 3 in diese Rotationsrichtung unterbunden ist. Die Anzahl der Arretierkörper 13 und der Sperrkörper 16 kann unterschiedlich sein, beispielsweise kann das Verbindungsmittel 1 vier Arretierkörper 13 und drei Sperrkörper 16 aufweisen. Um die bewegliche Lagerung der Arretierkörper 13 zu ermöglichen, kann der Drehkörper 3 an den entsprechenden Stellen Einbuchtungen 18 aufweisen. Entsprechend kann die innere Wandung des Gehäuses 4 Aussparungen 19 aufweisen, um eine bewegliche Lagerung der Sperrkörper 16 zu ermöglichen.
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In 5 ist in einer Detailansicht eine Einbuchtung 18 im Drehkörper 3 dargestellt, mit einem abschnittsweise darin angeordneten Arretierkörper 13. In dieser Ausführungsform ist die Einbuchtung 18 abschnittsweise nahezu kreisrund ausgeführt, wobei an einer Seite des Arretierkörpers 13 der äußere Radius 12 des Drehkörpers 3 in Anlage zum Arretierkörper 13 steht. Zwischen dieser Seite des Arretierkörpers 13 und der Aussparung 19 ist ein Rückhalteelement 20, insbesondere eine Rückhaltefeder 20 angeordnet. Durch diese Anordnung der Rückhaltefeder 20 ist eine Auslenkung des Arretierkörpers 13 in Richtung der Seite, die nicht im Kontakt zum äußeren Radius 12 des Drehkörpers 3 steht ermöglicht. Somit ist bei Rotation des Drehkörpers 3 ein Verschwenken der Arretierkörper 13 bei Kontakt eines Arretierkörpers 13 mit einem Sperrkörper 16 ermöglicht, während eine Auslenkung des Arretierkörpers 13 in entgegengesetzter Rotationsrichtung verhindert ist.
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In 6 ist in einer teilgeschnittenen Detailseitenansicht ein Sperrkörper 16 mit dem entsprechenden Führungsstift 17 dargestellt. An der dem Behälterboden zugewandten Stirnseite 23 des Sperrkörpers 16 sind Vorsprünge 21 angeordnet, die in entsprechende Vertiefungen 22 des Behälterbodens fassen. Sind die Vorsprünge 21 in die Vertiefungen 22 aufgenommen, so ist ein Verschwenken beziehungsweise ein Verdrehen des Sperrkörpers 16 verhindert. Der Führungsstift 17, an dem der Sperrkörper 16 gelagert ist, weist ein äußeres Gewinde auf, das von einem inneren Gewinde, das in dem Sperrkörper 16 angeordnet ist, aufgenommen wird. Ein Anheben bzw. ein Absenken des Sperrkörpers 16 führt durch die Lagerung an den Gewinden entsprechend zu einem Verdrehen des Sperrkörpers 16. Um ein solches Verdrehen im sperrenden Zustand des Verbindungsmittels 1 zu verhindern ist zwischen der den Fortsätzen 6 abgewandten Stirnseite 23 des Sperrkörpers 16 ein Rückstellelement 24 angeordnet. Das Rückstellelement 24 kann beispielsweise als eine Druckfeder ausgebildet sein. Durch diese Druckfeder 24 wird der Sperrkörper 16 in seiner Position mit den Vorsprüngen 21 in den Vertiefungen 22 gehalten. Vorzugsweise besteht der Sperrkörper 16 zumindest abschnittsweise aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Eisen oder Stahl, so dass der Sperrkörper 16 mit einem Magneten angehoben werden kann. Durch ein Anheben des Sperrkörpers 16 durch einen Magneten, wird der Sperrkörper 16 also entlang des Führungsstiftes 17 verdreht, so dass die Sperrkörper 16 beispielsweise in eine Position gebracht werden können, in der die Arretierkörper 13 die Sperrkörper 16 in jeder Rotationsrichtung passieren können. In dieser Stellung ist der Drehkörper 3 und somit das Verbindungselement 2 frei beweglich, so dass beispielsweise zwei Bauteile voneinander gelöst werden können.
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In 7 sind zwei Bauteile 25 und 26 dargestellt, wobei in das Bauteil 25 das Verbindungsmittel 1 montiert ist. Das Verbindungselement 2 des Verbindungsmittels 1 ist in das Bauteil 26 eingedreht. Von außen sind keinerlei Spuren der Verbindung ersichtlich. Durch ein Platzieren des Magneten 27 kann die Verbindung zwischen den Bauteilen 25 und 26 gelöst werden, in dem die Sperrkörper 16 in eine nicht blockierende Stellung gebracht werden und somit das Verbindungselement aus dem Bauteil 26 herausgedreht werden kann.
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In 8 ist ein Freilauf gemäß 4 im nichtsperrenden Zustand dargestellt. Die Sperrkörper 16 sind so verdreht, dass die Arretierkörper 13 diese in beide Rotationsrichtungen passieren können.
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In 9 ist die Stirnseite des Gehäuses 4 an der dem Verbindungselement 2 zugewandten Seite dargestellt. Das Gehäuse 4 weist an dieser Seite beispielsweise drei Vertiefungen 28 auf, in die beispielsweise die Vorsprünge 21 eines speziellen Werkzeugs greifen können, um eine Montage des Verbindungsmittels 1 zu erleichtern.
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In 10 ist eine Vorrichtung zur Montage eines erfindungsgemäßen Verbindungsmittels 1 dargestellt. Die Vorrichtung zur Montage weist einen Grundkörper 29 auf, der vorzugsweise zylindrisch, insbesondere wie ein Hohlzylinder aufgebaut ist. An einer Stirnseite des Grundkörpers 29 sind Vorsprünge 30 angeordnet, die in die Vertiefungen 28 im Gehäuse 4 fassen können. In das Innere des Hohlzylinders kann das vorstehende Verbindungselement 2 während der Montage aufgenommen werden. Durch Drehen des Grundkörpers 29 kann das Verbindungsmittel 1 in ein entsprechendes Bauteil eingeschraubt werden. Zur einfacheren Montage kann an der den Vorsprüngen 30 abgewandten Seite des Grundkörpers 29 ein Verbindungsstück 31 zur Montage der Vorrichtung an beispielsweise ein Bohrfutter angeordnet sein.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
