DE102014206383A1

DE102014206383A1 - Befestigungssystem bei einseitiger Zugänglichkeit

Info

Publication number: DE102014206383A1
Application number: DE102014206383.3A
Authority: DE
Inventors: Ansgar Gusinde
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: DE102014206383B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem bei einseitiger Zugänglichkeit mit einem an einer Haltevorrichtung lösbar befestigbaren Befestigungselement, das einen Halteabschnitt aufweist, der in eine an der Haltevorrichtung vorgesehenen Öffnung einführbar und nach einer Drehung um einen vorbestimmten Winkel in Umfangsrichtung an der Haltevorrichtung arretierbar ist, wobei der Halteabschnitt und die Öffnung in einer Draufsicht kreuzförmig sind, wobei eine Länge eines ersten Schenkels des kreuzförmigen Halteabschnitts länger ist als eine Länge eines zweiten Schenkels des kreuzförmigen Halteabschnitts und eine Breite des ersten Schenkels einer Breite des zweiten Schenkels entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem, insbesondere bei einseitiger Zugänglichkeit, mit einem an einer Haltevorrichtung lösbar befestigbaren Befestigungselement, das einen Halteabschnitt aufweist, der in eine an der Haltevorrichtung vorgesehenen Öffnung einführbar und nach einer Drehung um einen vorbestimmten Winkel in Umfangsrichtung an der Haltevorrichtung arretierbar ist.
Bei nur einseitiger Zugänglichkeit einer Haltevorrichtung (z. B. Wand, Rohr, oder dergleichen) werden häufig Schweißbolzen verwendet, um externe Bauteile daran zu befestigen. Jedoch ist bei Kleinserien oder Reparaturlösungen die Verwendung von Schweißmaschinen für Schweißbolzen aus wirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll. Alternativ werden, beispielsweise bei einer einseitig zugänglichen Öffnung, zum Teil Hammerkopfschrauben verwendet. Hierfür muss die Öffnung jedoch mit einer speziellen Konstruktion versehen sein, damit der Kopf (Schenkel) der Hammerkopfschraube die Haltevorrichtung arretiert hintergreifen kann und sich bei der Verschraubung nicht mitdreht. Zudem ist die Kraftaufnahmefähigkeit beschränkt, da ein und derselbe Schenkel sowohl in Zugrichtung als auch in Drehrichtung beansprucht wird. Ein weiterer Nachteil von Hammerkopfschrauben ist der, dass diese in der Regel durch Schlitze in eine Haltevorrichtung, z. B. ein Profil, eingebracht werden. Neben der fehlenden kraftschlüssigen Drehmomentaufnahme fehlt dabei auch eine Fixierung in Schlitzrichtung.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein leicht handhabbares, kostengünstiges und bezüglich der Kraftaufnahmefähigkeit verbessertes Befestigungssystem bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dabei wird ein Befestigungssystem mit einem an einer Haltevorrichtung lösbar befestigbaren Befestigungselement vorgesehen, das einen Halteabschnitt aufweist, der in eine an der Haltevorrichtung vorgesehenen Öffnung ein- und hindurchführbar und nach einer Drehung um einen vorbestimmten Winkel in Umfangsrichtung an der Haltevorrichtung arretierbar ist, wobei der Halteabschnitt und die Öffnung in einer Draufsicht jeweils kreuzförmig sind, eine Länge eines ersten Schenkels des kreuzförmigen Halteabschnitts länger ist als eine Länge eines zweiten Schenkels des kreuzförmigen Halteabschnitts und eine Breite des ersten Schenkels einer Breite des zweiten Schenkels entspricht.
Der Halteabschnitt und die Öffnung weisen im Wesentlichen eine komplementäre Kreuzform auf, so dass das Befestigungselement zunächst durch die Öffnung gerade so hindurchführbar und anschließend vorzugsweise um 90 Grad gedreht wieder gegen die Rückseite der Haltevorrichtung gezogen werden kann. In einer vorteilhaften Ausführung ist die Länge des ersten Schenkels des kreuzförmigen Halteabschnitts um einen Faktor 1,5–2 länger ist als die Länge des zweiten Schenkels und eine Anlagefläche an der Haltevorrichtung bietet. Dadurch kann gewährleistet werden, dass das Befestigungselement eine ausreichende Kraftaufnahmefähigkeit in vertikaler Zugrichtung aufweist. Über den zweiten Schenkel ist die Möglichkeit der Drehmomentaufnahme und mithin eine Verdrehsicherung bereitgestellt.
In einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Schenkel gestuft ist und dabei einen äußeren Halteteil und einen inneren, erhöhten (dickeren) Arretierteil bildet. Der zweite Schenkel erstreckt sich bündig mit und im rechten Winkel zu dem erhöhten Arretierteil, so dass ein kreuzförmiges Plateau mittig zu dem ersten Schenkel gebildet ist. Dabei ist ferner eine Ausführung günstig, bei der die Dicke des zweiten Schenkels kleiner oder gleich der Dicke der Haltevorrichtung im Bereich der Öffnung ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass das kreuzförmige Befestigungselement zunächst durch die Öffnung hindurchführbar ist, dann um 90 Grad gedreht werden und schließlich mit dem zweiten Schenkel in den Öffnungsabschnitt eingreifen kann, durch den der erste, längere Schenk im ersten Schritt hindurchgeführt wurde. Der zweite Schenkel liegt dann ebenso wie der Arretierteil des ersten Schenkels an einer Innenwand der Öffnung der Haltevorrichtung flächig an und kann auf das Befestigungselement wirkende Drehmomente aufnehmen.
Zur Verbesserung der Toleranzen und somit leichteren Handhabbarkeit ist vorgesehen, dass die Länge des zweiten Schenkels größer oder gleich der Länge des Arretierteils des ersten Schenkels ist.
Das erfindungsgemäße Befestigungssystem dient vor allem der Anschlussmöglichkeit weiterer externer Bauteile. Deshalb weist das Befestigungselement in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel einen stabförmigen Befestigungsabschnitt auf, der im Zentrum der sich kreuzenden Schenkel einteilig ausgebildet ist und sich in Dickenrichtung von dem Schenkel weg erstreckt. Der stabförmige Befestigungsabschnitt ist vorteilhafterweise als Gewindestab ausgebildet, an dem die externen Bauteile anschraubbar sind.
Zusätzlich ist in einer Ausführung der Erfindung vorgesehen, an dem Befestigungsabschnitt eine Sicherung anzuordnen, die ein vollständiges Durchdringen der Öffnung durch das Befestigungselement, d. h. ein ungewolltes durch die Öffnung Fallen des Befestigungselements verhindert, bevor das zu montierende Bauteil an dem Befestigungselement befestigt bzw. dem Gewindestab angeschraubt ist. In einer kostengünstigen und einfach handhabbaren Ausführung ist die Sicherung als lösbarer Spannring ausgebildet, der in einer weiteren Ausbildung zusätzliche Seitenflügel aufweist.
Die Sicherung wird in einer günstigen Ausführung dadurch an dem Befestigungsabschnitt gesichert, dass dieser zylindrisch ausgebildet ist und einen die Sicherung haltenden Hinterschnitt aufweist.
Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf eine Ausführung des Befestigungsabschnitts als Gewindestab beschränkt, vielmehr kann er auch als Haken gebildet sein oder jede andere anwendungsbezogene Form aufweisen
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Befestigungselements;
2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines an einer Haltevorrichtung angeordneten Befestigungselements;
3 eine Draufsicht des Befestigungssystems beim Hindurchführen des Befestigungselements durch die Haltevorrichtung;
4 eine Draufsicht des Befestigungssystems beim Drehen des Befestigungselements in einem die Haltevorrichtung hintergreifenden Zustand; und
5 eine Draufsicht des Befestigungssystems mit an der Haltevorrichtung arretiertem Befestigungselement.
Die Figuren sind beispielhaft schematisch und dienen dem besseren Verständnis der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen benennen gleiche Teile in allen Ansichten.
1 zeigt das Befestigungselement 3 des Befestigungssystems 1 in einer perspektivischen Ansicht. Das Befestigungselement 3 weist einen Halteabschnitt 4 auf, mit dem das Befestigungselement 3 an einer beispielsweise in 2 gezeigten Haltevorrichtung 2 befestigbar ist. Der Halteabschnitt 4 ist aus zwei Schenkeln 6, 7 gebildet, die unterschiedlich lang sind. In einer Draufsicht bilden die beiden Schenkel 6, 7 ein Kreuz, wobei die Länge L1 des ersten Schenkels 6 um den Faktor 2 länger ist als die Länge L2 des zweiten Schenkels und die Breite B1 des ersten Schenkels 6 der Breite B2 des zweiten Schenkels 7 entspricht. Der erste Schenkel 6 ist gestuft und weist dabei einen äußeren Halteteil 8 und einen inneren erhöhten bzw. dickeren Arretierteil 9 auf. Zu dem Arretierteil 9 erstreckt sich der zweite Schenkel 7 im rechten Winkel, jedoch bilden der Arretierteil 9 und der zweite Schenkel 7 eine bündige Oberfläche in Form eines kreuzförmigen Plateaus. Die Länge L2 des zweiten Schenkels 7 ist für eine verbesserte Toleranz geringfügig größer als die Länge L3 des Arretierteils 9. Im Zentrum des Plateaus erstreckt sich der einteilig an dem Plateau der Schenkel 6, 7 ausgebildete Befestigungsabschnitt 11 in vertikaler Richtung (Dickenrichtung) von den Schenkeln 6, 7 weg. Der Befestigungsabschnitt 11 ist ein Gewindestab, an dem externe Bauteile angeschraubt werden können. Zur Absicherung gegen das Hindurchfallen des Befestigungselements 3 durch eine Öffnung 5 in der Haltevorrichtung 2 ist um den Befestigungsabschnitt 11 eine als Spannring 12 mit Seitenflügeln ausgebildete Sicherung angeordnet. Ein Hinterschnitt hält den Spannring 12 an dem Befestigungsabschnitt 11.
2 zeigt das Befestigungselement 3 aus 1 in einem an einer Haltevorrichtung 2 befestigten Zustand, wobei über das Befestigungselement 3 und eine Mutter 20 sowie eine Scheibe 21 das zu befestigende, schematisch dargestellte Bauteil 22 angeschraubt ist. Der zweite Schenkel 7 weist eine Dicke d1 auf, die kleiner ist als die Dicke d2 der Haltevorrichtung 2 im Bereich der Öffnung 5. Dadurch kann der erste Schenkel 6 mit seinen äußeren Halteteilen 8 flächig an einer Außenfläche der Haltevorrichtung 2 anliegen, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Befestigungselement 3 wackelt. Die Seitenflächen des zweiten Schenkels 7 und der Arretierteile 9 liegen ebenfalls flächig an der Innenwand der Öffnung 5 an und arretieren das Befestigungselement 3 in der Öffnung 5. Der äußere Halteteil 8 des ersten Schenkels 6 bewirkt somit eine Sicherung gegen Zugkräfte, der Kontakt der Seitenflächen des zweiten Schenkels 7 und der Arretierteile 9 an der Innenwand der Öffnung eine Sicherung gegen Verdrehen und eine entsprechende Drehmomentaufnahme.
In den 3 bis 5 ist in einer Draufsicht jeweils dargestellt, wie das Befestigungselement 3 aus 1 in eine kreuzförmige Öffnung 5 einer Wand-Haltevorrichtung 2 eingesetzt, gedreht und arretiert wird. Wie in 3 gezeigt passt der kreuzförmige Halteabschnitt 4 des Befestigungselements 3 im Wesentlichen exakt durch die ebenfalls kreuzförmige Öffnung 5 und wird durch diese soweit hindurch geschoben, dass der Halteabschnitt 4 hinter der Haltevorrichtung 2 drehbar ist. An dem Befestigungsabschnitt 11 wird das Befestigungselement 3 beispielsweise händisch oder mit einem Werkzeug gehalten und, wie in 4 mit Pfeilen dargestellt, um 90 Grad gedreht. Das Befestigungselement 3 wird dann zurück in die Öffnung 5 gezogen, so dass der längere erste Schenkel 6, wie in 5 gezeigt, mit seinem Halteteil 8 auf der Rückseite der Haltevorrichtung 2 anliegt, während der zweite Schenkel 7 und die Arretierteile 9 an der Innenfläche der Öffnung 5 anliegen. Im Anschluss kann an den Befestigungsabschnitt 11 ein externes Bauteil angeschraubt werden, wie beispielsweise in 2 gezeigt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann anstelle eines Gewindestabs ein beliebiger anderer anwendungsspezifischer Befestigungsabschnitt, beispielsweise ein Haken, verwendet werden. Auch muss keine Befestigung mittels Mutter erfolgen wie dies in 2 gezeigt ist, wenn beispielsweise das Befestigungselement senkrecht verbaut wird und schwerkraftbedingt an der jeweiligen Haltevorrichtung anliegt. Auch können kreuzförmige Lösungen mit anderen Winkeln als den gezeigten verwendet werden. Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung liegen in allen Bereichen der Technik, unter anderem bei Konstruktionen mit Strangpressprofilen oder bei Gerüstbauten.

Claims

Befestigungssystem, insbesondere bei einseitiger Zugänglichkeit, mit einem an einer Haltevorrichtung (2) lösbar befestigbaren Befestigungselement (3), das einen Halteabschnitt (4) aufweist, der in eine an der Haltevorrichtung (2) vorgesehenen Öffnung (5) einführbar und nach einer Drehung um einen vorbestimmten Winkel in Umfangsrichtung an der Haltevorrichtung (2) arretierbar ist, wobei der Halteabschnitt (4) und die Öffnung (5) in einer Draufsicht kreuzförmig sind, wobei eine Länge (L1) eines ersten Schenkels (6) des kreuzförmigen Halteabschnitts (4) länger ist als eine Länge (L2) eines zweiten Schenkels (7) des kreuzförmigen Halteabschnitts (4) und eine Breite (B1) des ersten Schenkels (6) einer Breite (B2) des zweiten Schenkels (7) entspricht.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L1) des ersten Schenkels (6) des kreuzförmigen Halteabschnitts (4) um einen Faktor 1,5–2 länger ist als die Länge (L2) des zweiten Schenkels (7) des kreuzförmigen Halteabschnitts (4).
Befestigungssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (6) gestuft ist und dabei einen äußeren Halteteil (8) und einen inneren erhöhten Arretierteil (9) bildet, und der zweite Schenkel (7) sich bündig mit und im rechten Winkel zu dem erhöhten Arretierteil (9) erstreckt.
Befestigungssystem nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L2) des zweiten Schenkels (7) größer oder gleich einer Länge (L3) des Arretierteils (9) ist.
Befestigungssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel eine Dicke (d1) aufweist, die kleiner oder gleich einer Dicke (d2) der Haltevorrichtung (2) im Bereich der Öffnung (5) ist.
Befestigungssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (3) einen Besfestigungsabschnitt (11) aufweist, der im Zentrum der sich kreuzenden Schenkel (6, 7) einteilig ausgebildet ist und sich in Dickenrichtung von den Schenkel (6, 7) weg erstreckt.
Befestigungssystem nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Befestigungsabschnitt (11) eine lösbare Sicherung (12) angeordnet ist, die ein vollständiges Durchdringen der Öffnung (5) durch das Befestigungselement (3) verhindert.
Befestigungssystem nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (12) als Spannring ausgebildet ist.
Befestigungssystem nach einem der vorigen Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (11) zylindrisch ausgebildet ist und einen die Sicherung (12) haltenden Hinterschnitt aufweist.
Befestigungssystem nach einem der vorigen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (3) ein Außengewinde (10) aufweist oder als Haken ausgebildet ist.