DE102021118480A1

DE102021118480A1 - Isolierhülse für eine Schraube und Schraubenanordnung mit einer Isolierhülse

Info

Publication number: DE102021118480A1
Application number: DE102021118480.0A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Callies; Aniruddha Berikai Vasu; Florian Brabetz
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2023-01-19

Abstract

Isolierhülse zum Aufnehmen einer Schraube, wobei die Isolierhülse einstückig aus einem thermisch und/oder elektrisch isolierfähigen Material gefertigt ist und umfasst:ein zylindrisches Mantelelement zum wenigstens teilweisen Aufnehmen eines Schraubenschafts einer Schraube, wobei das Mantelelement einen Ausdehnungsschlitz aufweist, über den ein Durchmesser des Mantelelements variierbar ist, undein an einem Ende des Mantelelements ausgebildetes Kragenelement mit einer Kontaktierungsfläche zum Kontaktieren einer Unterseite eines Schraubenkopfes der Schraube.

Description

Die Erfindung betrifft eine Isolierhülse für eine Schraube und Schraubenanordnung mit einer Isolierhülse.
Bei der Verbindung verschiedener Systemkomponenten mittels Schraubverbindungen besteht die Problematik einer über die Schraubenelemente der Schraubenverbindung bewirkten elektrischen und/oder thermischen Leitfähigkeit zwischen den beiden Systemkomponenten. In unzähligen Anwendungen kann eine derartige Leitfähigkeit zwischen Systemkomponenten unvorteilhaft und daher unerwünscht sein. Beispiele hierfür sind thermisch und/oder elektrisch isolierfähige Behältnisse, bei denen eine thermische und/oder elektrische Leitfähigkeit an die Umgebung unter allen Umständen zu verhindern sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Isolierhülse zum Isolieren einer Schraube und ein verbessertes Schraubenanordnung mit einer Schraube und einer Isolierhülse bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Isolierhülse und die Schraubenanordnung der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Isolierhülse zum Aufnehmen einer Schraube bereitgestellt, wobei die Isolierhülse einstückig aus einem thermisch und/oder elektrisch isolierfähigen Material gefertigt ist und umfasst:

ein zylindrisches Mantelelement zum wenigstens teilweisen Aufnehmen eines Schraubenschafts einer Schraube, wobei das Mantelelement einen Ausdehnungsschlitz aufweist, über den ein Durchmesser des Mantelelements variierbar ist, und
ein an einem Ende des Mantelelements ausgebildetes Kragenelement mit einer Kontaktierungsfläche zum Kontaktieren einer Unterseite eines Schraubenkopfes der Schraube.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine verbesserte Isolierhülse zum Isolieren einer Schraube bereitgestellt werden kann. Die Isolierhülse umfasst hierzu ein zylindrisches Mantelelement zum Aufnehmen eines Schraubenschafts einer Schraube mit einem Ausdehnungsschlitz, über den ein Durchmesser des Mantelelements variierbar ist, und ein am Mantelelement einstückig ausgebildetes Kragenelement zum Kontaktieren einer Unterseite eines Schraubenkopfs der Schraube. Über den Ausdehnungsschlitz kann die Isolierhülse durch Einschieben der Schraube in das zylindrische Mantelelement an der Schraube fixiert werden. Durch den Ausdehnungsschlitz ist der Durchmesser des Mantelelements variabel gestaltbar und die Isolierhülse kann für Schrauben mit verschieden starken Schraubenschäften verwendet werden. Durch den Ausdehnungsschlitz und das Ausdehnen des Mantelelements durch Einschieben des Schraubenschafts kann eine elastische Verformung des Mantelelements bewirkt werden, wodurch eine kraftschlüssige oder gegebenenfalls formschlüssige Fixierung des Mantelelements am Schraubenschaft und somit der Isolierhülse an der Schraube bewirkt werden kann. Durch die kraftschlüssige Fixierung der Isolierhülse an der Schraube mittels des Kraftschlusses zwischen dem Mantelelement und dem eingeschobenen Schraubenschaft kann die Isolierhülse unverlierbar an der Schraube fixiert werden.
Nach einer Ausführungsform weist das Kragenelement einen Ausdehnungsschlitz auf, wobei über den Ausdehnungsschlitz ein Durchmesser einer Öffnung des Kragenelements variierbar ist.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch den Ausdehnungsschlitz des Kragenelements und die damit verbundene Variierbarkeit des Durchmessers der Durchgangsöffnung des Kragenelements die Isolierhülse für Schrauben verschiedener Schraubenschaftstärke verwendbar ist. Die Ausdehnung der Durchgangsöffnung des Kragenelements und des Mantelelements kann hierbei einfach durch Einschieben des Schraubenschafts der Schraube durch die Durchgangsöffnung des Kragenelements und in das Mantelelement bewirkt werden. Hierdurch kann insbesondere eine kraftschlüssige Fixierung der Isolierhülse an der Schraube bewirkt werden.
Nach einer Ausführungsform ist der Ausdehnungsschlitz wenigstens teilweise umlaufend ausgerichtet. Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine gleichmäßige Ausdehnung der Durchgangsöffnung des Kragenelements beim Einschieben des Schraubenschafts bewirkt werden kann.
Nach einer Ausführungsform ist der Ausdehnungsschlitz wenigstens teilweise entlang einer Längsachse des Mantelelements ausgerichtet.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine gleichmäßige Variierbarkeit des Durchmessers des Mantelelements über die gesamte Länge des Mantelelements bewirkt werden kann. Hierdurch kann eine präzise Fixierung des Mantelelements am eingeschobenen Schraubenschaft und damit verbunden der Isolierhülse an der Schraube bewirkt werden.
Nach einer Ausführungsform weist die Isolierhülse ferner ein einstückig am Kragenelement ausgebildetes Kappenelement auf, wobei das Kappenelement eingerichtet ist, den Schraubenkopf der Schraube wenigstes teilweise aufzunehmen bzw. zu bedecken.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch das Kappenelement der Schraubenkopf der eingeführten Schraube wenigstens teilweise von der Isolierhülse aufgenommen bzw. vom Kappenelement bedeckt werden kann. Durch das Kappenelement ist somit eine wenigstens teilweise Isolierung des Schraubenkopfes der Schraube zusätzlich zur Isolierung des Schraubenschafts durch das Mantelelement und der Unterseite des Schraubenkopfes durch das kontaktierende Kragenelement ermöglicht. Hierdurch kann eine verbesserte Isolierung der Schraube erreicht werden.
Nach einer Ausführungsform weist das Kappenelement einen Halterand auf, der eingerichtet ist, die Schraube in der Isolierhülse zu fixieren.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch den Halterand des Kappenelements eine Fixierung der Isolierhülse an der eingeschobenen Schraube verbessert werden kann. Die Isolierhülse kann somit unverlierbar an der Schraube fixiert werden.
Nach einer Ausführungsform weist das Kappenelement einen Ausdehnungsschlitz auf, wobei über den Ausdehnungsschlitz ein Innendurchmesser der Kappenelements variierbar ist.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch den Ausdehnungsschlitz die Isolierhülse für Schrauben mit Schraubenköpfen unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden kann, indem durch den Ausdehnungsschlitz ein Innendurchmesser des Kappenelements variierbar gestaltet werden kann.
Nach einer Ausführungsform weist das Mantelelement ein Innengewinde zum Verzahnen mit einem Außengewinde der Schraube auf.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine sichere Fixierung der Isolierhülse an der Schraube ermöglicht ist.
Nach einer Ausführungsform weist das Kragenelement einen runden oder eckigen Umfang auf.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass die Isolierhülse für verschiedene Schraubentypen anwendbar ist.
Nach einer Ausführungsform ist die Isolierhülse aus einem thermoplastischen Material gefertigt, wobei die Isolierhülse auf die Schraube aufschrumpfbar ist.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine sichere Fixierung der Isolierhülse an der Schraube ermöglicht ist.
Nach einer Ausführungsform ist die Isolierhülse in einem Spritzgussverfahren gefertigt.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine kostengünstige und schnelle Herstellung ermöglicht ist.
Nach einer Ausführungsform ist die Isolierhülse aus Kunststoff, aus faserverstärktem Kunststoff oder aus Keramik gefertigt.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine kostengünstige Herstellung erreicht werden kann. Darüber hinaus können sehr gute Isolierungseigenschaften erzielt werden. Durch die Faserverstärkung oder die Ausbildung aus Keramik kann eine erhöhte Druckfestigkeit erreicht werden.
Nach einer Ausführungsform ist die Isolierhülse formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Schraube fixierbar.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine sichere Fixierung des Isolierhülse an der Schraube erreicht werden kann.
Nach einer Ausführungsform weist das Mantelelement einen geringeren Durchmesser als der Schraubenschaft der Schraube auf und ist eingerichtet, über die kraftschlüssige Fixierung des Isolierhülse an der Schraube zu bewirken.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine einfache und sichere Fixierung des Isolierhülse an der Schraube erreicht werden kann.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schraubenanordnung mit einer Schraube und einer Isolierhülse nach einer der voranstehenden Ausführungsformen bereitgestellt, wobei die Isolierhülse an der Schraube fixiert angeordnet ist.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine verbesserte Schraubenanordnung mit einer Isolierhülse mit den oben genannten technischen Vorteilen bereitgestellt werden kann.
Nach einer Ausführungsform weist die Schraube am Schraubenschaft eine Ausnehmung auf, wobei das Mantelelement der Isolierhülse in die Ausnehmung eingepasst ist.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass die Isolierhülse sicher an der Schraube fixiert und passgenau angepasst werden kann.
Nach einer Ausführungsform ist die Schraube eine Sechskantkopfschraube, eine Senkkopfschraube, eine Linsenkopfschraube, eine Zylinderkopfschraube, eine Linsensenkkopfschraube oder eine Flachkopfschraube.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine Mehrzahl verschiedener Schraubentypen berücksichtigt werden können.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein System mit einer ersten Systemkomponente und einer zweiten Systemkomponente und einer Schraubenanordnung nach einer der voranstehenden Ausführungsformen bereitgestellt, wobei die erste Systemkomponente ein Innengewinde umfasst, wobei die zweite Systemkomponente eine Durchgangsbohrung umfasst, wobei die Schraubenanordnung über ein Außengewinde der Schraube in das Innengewinde der ersten Systemkomponente verschraubt und in der Durchgangsbohrung der zweiten Systemkomponenten angeordnet ist, wobei die Isolierhülse zwischen der Schraube und einer Innenwandung der Durchgangsbohrung der zweiten Systemkomponente angeordnet ist, und wobei über die Schraubenanordnung eine thermisch und/oder elektrisch isolierte Verbindung zwischen der ersten Systemkomponente und der zweiten Systemkomponente bewirkt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer Ausführungsform,
2 eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform,
3 eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform,
4 eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform,
5 eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform,
6 eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform,
7 eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform,
8 eine schematische Darstellung einer Schraubenanordnung mit einer Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer Ausführungsform,
9 eine weitere schematische Darstellung der Schraubenanordnung mit einer Isolierhülse für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
10 eine schematische Darstellung eines Systems mit zwei verschraubten Systemkomponenten.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer Ausführungsform.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Isolierhülse 100 ein Mantelelement 101 und ein an einem Ende 102 des Mantelelements 101 einstückig ausgebildetes Kragenelement 103. Das Mantelelement 101 ist in der gezeigten Ausführungsform zylindrisch ausgebildet und umfasst einen Durchmesser R1 und ein dem Ende 102 gegenüberliegend angeordnetes offenes Ende 104. Das Kragenelement 103 ist in der gezeigten Ausführungsform tellerförmig ausgebildet und umfasst einen kreisförmigen Umfang. Das Kragenelement 103 ist in der gezeigten Ausführungsform rechtwinklig an dem Mantelelement 101 ausgebildet. Das Mantelelement 101 umfasst ferner einen Ausdehnungsschlitz 109, der in der gezeigten Ausführungsform entlang einer Längsachse L des Mantelelements 101 verlaufend an diesem angeordnet ist. Das Kragenelement 103 umfasst ebenfalls einen Ausdehnungsschlitz 110, der in der gezeigten Ausführungsform mit dem Ausdehnungsschlitz 109 des Mantelelements 101 kommunizierend ausgebildet ist und in radialer Richtung relativ zur Längsachse L des Mantelelements 101 orientiert ist. Das Kragenelement 103 umfasst ferner eine Kontaktfläche 106. Über die Kontaktfläche 106 ist eine Kontaktierung der Isolierhülse 100 mit einer Komponente, in die die Schraube 201 einzuschrauben ist, erzielbar. Das Kragenelement 103 umfasst ferner eine der Kontaktfläche 106 gegenüberliegend angeordnete und in der gezeigten perspektivischen Darstellung nicht einsehbare Kontaktfläche, mittels der bei Fixierung der Isolierhülse 100 an einer Schraube 201 eine Kontaktierung des Kragenelements 103 mit einer Unterseite 207 eines Schraubenkopfes 205 der Schraube 201 ermöglicht ist.
Zur Fixierung der Isolierhülse 100 an der gezeigten Schraube 201 kann die Schraube 201 einfach über den Schraubenschaft 203 in das Mantelelement 101 der Isolierhülse 100 eingeschoben werden. Über den Ausdehnungsschlitz 109 des Mantelelements 101 kann bei Einschieben des Schraubenschafts 203 der Durchmesser R1 des Mantelelements 101 variiert und an einen Durchmesser R4 des Schraubenschafts 203 angepasst werden. Über den Ausdehnungsschlitz 110 des Kragenelements 103 kann ferner eine Durchgangsöffnung des Kragenelements 103, die in der gezeigten perspektivischen Darstellung nicht einsehbar ist, auf den Durchmesser R4 des Schraubenschafts 203 angepasst werden. Durch die Ausdehnung sowohl des Kragenelements 103 als auch des Mantelelements 101 kann somit die Isolierhülse 100 an Schrauben 201 mit Schraubenschäften 203 beliebiger Durchmesser R4 angepasst werden.
Die Isolierhülse 100 kann aus Kunststoff, aus faserverstärktem Kunststoff oder aus Keramik gefertigt werden. Durch den Ausdehnungsschlitz 109 des Mantelelements 100 bzw. den Ausdehnungsschlitz 110 des Kragenelements 103 kann eine elastische Verformung bzw. elastische Ausdehnung des Mantelelements 101 und des Kragenelements 103 bewirkt werden. Durch die elastische Ausdehnung kann eine kraftschlüssige Fixierung des Mantelelements 101 am Schraubenschaft 203 und damit verbunden eine kraftschlüssige Fixierung der Isolierhülse 100 an der Schraube 201 bewirkt werden.
2 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Isolierhülse 100 in vier verschiedenen perspektivischen Darstellungen, gezeigt in den Grafiken a), b), c), d). Grafiken a) und b) zeigen hierbei perspektivische Ansichten der Isolierhülse 100 während Grafik c) eine Seitenansicht und Grafik d) eine Draufsicht der Isolierhülse 100 zeigen. Die gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 1. Die Ausführungsform in 2 unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform in 1 in erster Linie darin, dass an dem Umfang 115 des Kragenelements 103 einstückig ein Kappenelement 107 ausgebildet ist. Das Kappenelement 107 ist in der gezeigten Ausführungsform rechtwinklig zum Kragenelement 103 und konzentrisch zum Mantelelement 101 ausgebildet. Das Kappenelement 107 weist in der gezeigten Ausführungsform einen Ausdehnungsschlitz 111 auf. Der Ausdehnungsschlitz 111 ist entlang der Längsachse L des Mantelelements 101 orientiert ausgebildet und ist in Kommunikation zum Ausdehnungsschlitz 110 des Kragenelements 103 am Kappenelement 107 ausgerichtet. Über das Kragenelement 103 und das rechtwinklig hierzu angeordnete Kappenelement 107 ist ein Aufnahmeraum 108 gebildet, über den der Schraubenkopf 205 der Schraube 201 wenigstens teilweise aufgenommen werden kann. Durch den Ausdehnungsschlitz 111 des Kappenelements 107 kann bei Einführen des Schraubenschafts 203 in das Mantelelement 101 durch Einführen des Schraubenkopfes 205 in den Aufnahmeraum 108 ein Durchmesser R3 des Kappenelements 107 variiert werden. Hierdurch können im Aufnahmeraum 108 der Isolierhülse 100 Schraubenköpfe 205 unterschiedlicher Größe und Durchmesser aufgenommen werden. Darüber hinaus kann durch die elastische Verformung des Kragenelements bei Ausdehnung des Ausdehnungsschlitzes 111 durch Einführen des Schraubenkopfes 205 in den Aufnahmeraum 108 eine kraftschlüssige Fixierung der Isolierhülse an der Schraube 201 verstärkt werden. Bei Einführen der Schraube 201 in die Isolierhülse 100 kann somit bewirkt werden, dass das Mantelelement 101 passgenau am Schraubenschaft 203 anliegt, dass die zum Aufnahmeraum 108 orientierte Kontaktfläche 105 des Kragenelements 103 an der Unterseite 207 des Schraubenkopfs 205 anliegt, und dass das Kappenelement 107 passgenau an einer Außenfläche 206 des Schraubenkopfes 205 anliegt.
3 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die gezeigte Ausführungsform ist in den Grafiken a) und b) der 3 in zwei verschiedenen Perspektiven dargestellt und basiert auf der Ausführungsform der 2. Die Grafik a) zeigt hierbei eine perspektivische Ansicht und die Grafik b) eine Draufsicht der Isolierhülse 100. Die gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform in 2 insbesondere darin, dass das Mantelelement vier jeweils paarweise einander gegenüberliegen angeordnete und entlang der Längsachse L erstreckende Ausdehnungsschlitze 109 aufweist. Über die vier Ausdehnungsschlitze 109 ist eine erneut vereinfachte Variierbarkeit des Durchmesser R1 des Mantelelements 101 durch Einschieben eines Schraubenschafts 203 einer Schraube 201 ermöglicht. Abweichend zu der Ausführungsform in 2 weist das Kragenelement 103 in der gezeigten Ausführungsform ebenfalls vier paarweise einander gegenüberliegend und in radialer Richtung ausgerichtete Ausdehnungsschlitze 110 auf. Die Ausdehnungsschlitze 110 sind in der gezeigten Ausführungsform mit den vier Ausdehnungsschlitzen 109 des Mantelelements 101 kommunizierend angeordnet. Durch die vier Ausdehnungsschlitze 110 des Kragenelements 103 kann bei Einführen des Schraubenschafts 203 in das Mantelelement 101 durch die Durchgangsöffnung 114 des Kragenelements 103 der Durchmesser R2 der Durchgangsöffnung 114 bzw. des Kragenelements 103 variierbar ausgestaltet werden. Sowohl die Durchgangsöffnung 114 des Kragenelements 103 als auch das Mantelelement können somit an den Durchmesser R4 des Schraubenschafts 203 der Schraube 201 angepasst werden. Durch die vier jeweils paarweise gegenüberliegend angeordneten Ausdehnungsschlitze 110 des Kragenelements 103 kann das Kragenelement 103 ferner bei Einführen des Schraubenschafts 203 durch die Durchgangsöffnung 114 in das Mantelelement 101 in Richtung D entlang der Längsachse L hinweisend zum offenen Ende 104 des Mantelelements 101 ausgedehnt werden. Hierdurch kann ein Einführen des Schraubenschafts 203 durch die Durchgangsöffnung 114 in das Mantelelement 101 erleichtert werden.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Kappenelement 107 keinen Ausdehnungsschlitz 111, wie dies in der Ausführungsform der 2 dargestellt ist. Alternativ zu der in 3 dargestellten Ausführungsform kann das Kappenelement 107 jedoch mit einem zur Ausführungsform in 2 vergleichbaren Ausdehnungsschlitz 111 ausgebildet sein. Der Ausdehnungsschlitz 111 kann beispielsweise analog zur Ausführungsform in 2 entlang der Längsrichtung D_L des Mantelelements 101 angeordnet sein. Darüber hinaus kann der Ausdehnungsschlitz 111 in Kommunikation eines der Ausdehnungsschlitze 110 des Kragenelements 103 angeordnet sein. Alternativ hierzu kann das Kappenelement 107 auch mit einer Mehrzahl von Ausdehnungsschlitzen 111 ausgebildet sein.
4 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die gezeigte Ausführungsform ist in den Grafiken a) und b) der 4 in zwei verschiedenen Perspektiven dargestellt und basiert auf der Ausführungsform in 3. Die Grafik a) zeigt hierbei eine perspektivische Ansicht und die Grafik b) eine Draufsicht der Isolierhülse 100. Die gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich hierbei von der Ausführungsform in 3 darin, dass die Ausdehnungsschlitze 110 des Kragenelements 103 nicht in unmittelbar radialer Ausrichtung zur Längsachse L ausgerichtet sind, sondern wenigstens teilweise umlaufend zur Durchgangsöffnung 114 des Kragenelements 103 ausgerichtet sind. Die gezeigten Ausdehnungsschlitze 110 können hierbei entweder geradlinig oder wenigstens teilweise gebogen oder in einer beliebigen Kombination, in der geradlinige und teilweise gebogene Ausdehnungsschlitze 110 in einer beliebigen aufeinanderfolgenden Anordnung ausgebildet sind. Analog zur Ausführungsform in 3 kann die Anzahl der gezeigten Ausdehnungsschlitze 109, 110 von der gezeigten Anzahl abweichen.
5 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 3. Die gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich hierbei zur Ausführungsform in 3 darin, dass das Kragenelement 103 neben dem radial ausgerichteten und mit den Ausdehnungsschlitzen 109 des Mantelelements 101 kommunizierend ausgebildeten Ausdehnungsschlitzen 110 weitere Ausdehnungsschlitze 110 aufweist, die wenigstens teilweise die Durchgangsöffnung 114 des Kragenelements 103 umlaufend ausgerichtet ausgebildet sind. In der gezeigten Ausführungsform weist das Kragenelement 103 jeweils zwei von wenigstens teilweise die Durchgangsöffnung 114 umlaufend angeordnete Ausdehnungsschlitze 110A, 110B. Die Ausdehnungsschlitze 110A, 110B sind in der gezeigten Ausführungsform wenigstens teilweise konzentrisch zueinander und zur Durchgangsöffnung 114 angeordnet. Die Ausdehnungsschlitze 110B sind hierbei unmittelbar am Ende 102 des Mantelelements 101 angeordnet und in Kommunikation zu jeweils wenigstens einem Ausdehnungsschlitz 109 des Mantelelements 101 angeordnet. Die Ausdehnungsschlitze 110B sind hierbei nahezu halbkreisförmig ausgebildet und umfassen einen Winkelbereich von nahezu 180°. Die gezeigte Ausführungsform umfasst jeweils zwei einander gegenüberliegende Ausdehnungsschlitze 110, die jeweils unmittelbar radial zur Längsachse L des Mantelelements 101 ausgerichtet und in Kommunikation zu jeweils einem Ausdehnungsschlitz 109 angeordnet sind. In der gezeigten Figur ist lediglich ein derart radial ausgerichteter Ausdehnungsschlitz 110 dargestellt.
Die Ausführungsform umfasst ferner zwei Ausdehnungsschlitze 110B, die einander gegenüberliegend halbkreisförmig bzw. nahezu halbkreisförmig angeordnet sind. Die Ausdehnungsschlitze 110B verlaufen hierbei jeweils zwischen den zwei gegenüberliegend radial angeordneten Ausdehnungsschlitze 110. Die Ausdehnungsschlitze 110B weisen ferner eine Kommunikation zu jeweils einem Ausdehnungsschlitz 109 des Mantelelements 101 auf, wobei der jeweilige Ausdehnungsschlitz 109 in der gezeigten Ausführungsform keine Kommunikation zu einem radialen Ausdehnungsschlitz 110 aufweist.
In der gezeigten Ausführungsform weist das Kragenelement 103 ferner zwei Ausdehnungsschlitze 110A auf, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und wenigstens teilweise die Durchgangsöffnung 114 umlaufend ausgerichtet sind. Die Ausdehnungsschlitze 110A sind analog zu den Ausdehnungsschlitzen 110B ebenfalls nahezu halbkreisförmig ausgebildet und umfassen einen Winkelbereich von nahezu 180°. Die Ausdehnungsschlitze 110A sind gegenüber den Ausdehnungsschlitzen 110B um 90° um die Längsachse L des Mantelelements 101 rotiert. Die Ausdehnungsschlitze 110A weisen keine Kommunikation zu den Ausdehnungsschlitzen 109 des Mantelelements auf. Durch die vier gegenüberliegend angeordneten geradlinigen Ausdehnungsschlitze 109 ist das Mantelelement 101 in vier jeweils paarweise gegenüberliegend angeordnete Mantelsegmente 101A aufgeteilt. Jedes Mantelsegment 101A ist jeweils über einen Verbindungssteg 112 mit dem Kragenelement 103 verbunden. Die Verbindungsstege 112 zweier unmittelbar benachbarter Mantelsegmente 101A sind hierbei nebeneinander angeordnet und durch einen radial angeordneten Ausdehnungsschlitz 110 des Kragenelements 103 voneinander getrennt. Über die Verbindungsstege 112 ist jedes Mangelsegment 101A gegenüber dem Kragenelement 103 in Radialrichtung D_R zur Längsachse L bewegbar angeordnet. Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform können die Verbindungsstege 112 an einer beliebigen Stelle des Mantelsegments 101A, beispielsweise mittig zwischen zwei das jeweilige Mantelsegment 101A begrenzenden Ausdehnungsschlitzen 109, angeordnet sein.
Über die konzentrisch angeordneten Ausdehnungsschlitze 110A, 110B ist das Kragenelement 103 beim Einführen des Schraubenschafts 203 der Schraube 201 in die Durchgangsöffnung 114 bzw. das Mantelelement 101 in einer Längsrichtung D_L parallel zur Längsachse L des Mantelelements 101 bewegbar. Hierdurch kann das Einführen des Schraubenschafts 203 in die Durchgangsöffnung 114 und das Mantelelement 101 erleichtert werden, indem durch Ausdehnen der konzentrisch angeordneten Ausdehnungsschlitze 110A, 110B und durch elastisches Verformen des Kragenelements 103 in Längsrichtung D_L der Durchmesser R2 der Durchgangsöffnung 114 und der Innenradios R1 des Mantelelements 101 vergrößert und somit an den Durchmesser R4 des Schraubenschafts 203 angepasst werden kann.
Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform kann die Anzahl der konzentrisch angeordneten Ausdehnungsschlitze 110A, 110B variiert werden. Darüber hinaus kann die teilweise umlaufende Ausrichtung der Ausdehnungsschlitze 110A, 110B, insbesondere der durch die Ausdehnungsschlitze 110A, 110B umfasste Winkelbereich, variiert werden.
6 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die gezeigte Ausführungsform ist in den Grafiken a) und b) der 6 in zwei verschiedenen zueinander um die Längsachse L rotierten Perspektiven dargestellt und basiert auf der Ausführungsform in 2. Die Ausführungsform in 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform in 2 dadurch, dass das Mantelelement 101 über einen Verbindungssteg 119 am Kragenelement 103 angeordnet ist. Das Mantelelement 101 ist ferner über zwei gegenüberliegend angeordnete Flexibilitätselement 117 am Kragenelement 103 befestigt. In der gezeigten Ausführungsform ist der Verbindungssteg 119 dem Ausdehnungsschlitz 109 des Mantelelements 101 gegenüberliegend angeordnet. Die Flexibilitätselement 117 sind jeweils einander gegenüberliegend angeordnet und sind zum Verbindungssteg 119 jeweils über einen die Durchgangsöffnung 114 wenigstens teilweise umlaufenden Ausdehnungsschlitz 110 des Kragenelements 103 getrennt. Über den Verbindungssteg 119 ist das Mantelelement 101 gesichert am Kragenelement 103 befestigt. Über die Flexibilitätselemente, die jeweils eine geringere Materialdichte aufweisen als der Verbindungssteg 119 ist eine elastische Ausdehnung des Mantelelements 101 entlang einer Radialrichtung D_R ermöglicht. Ferner ermöglichen die Flexibilitätselement 117 eine Ausdehnung des Kragenelements 103 in einer Längsrichtung D_L. Hierdurch ist das Einführen des Schraubenschafts 203 in die Durchgangsöffnung 114 und das Mantelelement 101 erleichtert. Die Flexibilitätselemente 117 können mit verschiedener Wandstärke ausgebildet sein, wodurch eine variierbare Flexibilität des Kragenelements 103 erreicht werden kann.
7 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 6 und unterscheidet sich von der dort gezeigten Ausführungsform darin, dass der wenigstens eine Ausdehnungsschlitz 109 des Mantelelements 101 nicht wie in 6 gezeigt geradlinig und parallel zur Längsachse L ausgerichtet ausgebildet ist, sondern in der hier gezeigten Ausführungsform spiralförmig ausgebildet ist. Der spiralförmig ausgebildete Ausdehnungsschlitz 109 erstreckt sich hierbei vom offenen Ende 104 zum Ende 102 des Mantelelements 101 und vollzieht in der gezeigten Ausführungsform eine Mehrzahl von vollständigen Umrundungen. Alternativ hierzu kann der spiralförmig ausgebildete Ausdehnungsschlitz 109 lediglich eine einzige vollständige Umrundung des zylinderförmigen Mantelelements 101 vollziehen. Alternativ hierzu kann der spiralförmig ausgebildete Ausdehnungsschlitz 109 beispielsweise lediglich eine teilweise Umrundung, beispielsweise eine Viertel-Umrundung, eine Halb-Umrundung, eine Dreiviertel-Umrundung des zylindrischen Mantelelements 101 vollziehen. Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform kann das Mantelelement 101 eine Mehrzahl spiralförmiger Ausdehnungsschlitze aufweisen.
In den oben gezeigten Ausführungsform der 1 bis 7 ist das Kragenelement 103 mit einem kreisförmigen Umfang 115 ausgebildet. Alternativ hierzu kann das Kragenelement 103 mit einem ovalen und/oder eckigen, beispielsweise sechseckigen, Umfang 115 ausgebildet sein. Analog hierzu kann das Kappenelement 107, das in den gezeigten Ausführungsformen ausnahmslos in zylindrischer Form dargestellt ist, an die Ausgestaltung des Umfangs 115 des Kragenelements 103 angepasst sein und einen ovalen bzw. eckigen Grundriss aufweisen.
Ferner ist in den gezeigten Ausführungsformen der 1 bis 7 das Kragenelement 103 ausnahmslos in rechtwinkliger Anordnung zum zylindrischen Mantelelement 101 dargestellt. Alternativ hierzu kann das Kragenelement 103 mit einem stumpfen Winkel zum Mantelelement 101 ausgebildet sein. Eine derartige Anordnung des Kragenelements relativ zum Mantelelement 101 ermöglicht eine Aufnahme von Senkkopfschrauben durch den Aufnahmeraum 108 der Isolierhülse 100.
Alternativ zu den gezeigten Ausführungsformen kann das Mantelelement zusätzlich mit einem Innengewinde ausgebildet sein. Dies ermöglicht, dass die Isolierhülse durch Einschrauben der Schraube 201 in das Mantelelement 101 an der Schraube 201 fixiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Isolierhülse in einem Spritzgussverfahren gefertigt sein.
In den oben gezeigten Ausführungsformen ist das Kappenelement 107 ausschließlich in rechtwinkliger Anordnung zum Kragenelement 103 dargestellt. Ferner ist das Kappenelement 107 ausschließlich in zylindrischer Form dargestellt, so dass die Isolierhülse 100 zum Aufnehmen von Zylinderkopfschrauben geeignet ist. Alternativ hierzu kann das Kappenelement 107 in einem spitzen Winkel zum Kragenelement 103 angeordnet und gegebenenfalls eine Krümmung aufweisen, so dass durch die Isolierhülse 100 Linsenkopfschrauben aufgenommen werden können.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer Schraubenanordnung 200 mit einer Isolierhülse 100 für eine Schraube 201 gemäß einer Ausführungsform.
Die Schraubenanordnung 200 ist in der Grafik a) in einem getrennten Zustand der Schraube 201 und der Isolierhülse 100 und in Grafik b) in einem verbunden Zustand dargestellt, in dem die Isolierhülse 100 an der Schraube fixiert ist.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Schraubenanordnung 200 eine als Zylinderkopfschraube ausgebildete Schraube 201 und eine Isolierhülse 100, die gemäß der Ausführungsform in 5 ausgebildet ist. Die Schraube 201 umfasst ferner ein am Schraubenschaft 203 angeordnetes Außengewinde 211 und eine ebenfalls am Schraubenschaft 203 zwischen dem Außengewinde 211 und dem Schraubenkopf 205 angeordnete Ausnehmung 209. Die Ausnehmung 209 weist hierbei ein Angrenzungsende 210 auf, an dem das Außengewinde 211 an die Ausnehmung 209 angrenzt.
Durch Einschieben des Schraubenschafts 203 in das Mantelelement 101 wird durch Ausdehnung des Ausdehnungsschlitzes 109 des Mantelelements 101 bzw. durch Ausdehnung der Ausdehnungsschlitze 110 des Kragenelements 103 die Durchgangsöffnung 114 des Kragenelements 103 bzw. das Mantelelement 101 ausgeweitet, so dass die Isolierhülse 100 über das Außengewinde 211 der Schraube 201 schiebbar ist. Bei vollständigem Aufschieben der Isolierhülse 100 auf die Schraube 201 rastet das Mantelelement 101 in die Ausnehmung 209 der Schraube 201 ein. Bei vollständiger Positionierung der Isolierhülse 100 auf der Schraube 201 erfolgt beim Einrasten in die Ausnehmung eine Kontaktierung der Kontaktfläche 105 des Kragenelements mit der Unterseite 207 des Schraubenkopfs 205, eine Kontaktierung des Mantelelements mit einer Außenfläche 212 der Ausnehmung 209 und eine Angrenzung des offenen Endes 104 des Mantelelements 101 an das Angrenzungsende 210 der Ausnehmung 209. In dem der Durchmesser R1 des Mantelelements 101 einem Radius des Schraubenschafts 203 in der Ausnehmung 209 entspricht, kann durch das Einrasten des Mantelelements 101 in die Ausnehmung 209 eine formschlüssige Fixierung der Isolierhülse 100 an der Schraube 201 bewirkt werden. Hierzu ist der Durchmesser R1 des Mantelelements 101 kleiner ausgebildet als der Durchmesser R4 des Schraubenschafts 203 am Außengewinde 211. Durch das vollständige Einschieben der Schraube 201 in die Isolierhülse 100 ist in der gezeigten Ausführungsform ferner die Außenfläche 206 des Schraubenkopfs 205 vollständig durch das Kappenelement 107 bedeckt. Alternativ hierzu kann eine lediglich teilweise Bedeckung der Außenfläche 206 des Schraubenkopfs 205 durch das Kappenelement 107 bewirkt werden. Durch das Verrasten des Mantelelements 101 in der Ausnehmung 209 ist eine verliersichere Fixierung der Isolierhülse 100 an der Schraube 201 bewirkt.
9 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Schraubenanordnung 200 mit einer Isolierhülse 100 für eine Schraube gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die Schraubenanordnung 200 ist in der Grafik a) in einem getrennten Zustand der Schraube 201 und der Isolierhülse 100 und in Grafik b) in einem verbunden Zustand dargestellt, in dem die Isolierhülse 100 an der Schraube fixiert ist.
Die dargestellte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 8. Die Ausführungsform in 9 unterscheidet sich hierbei von der Ausführungsform in 8 dadurch, dass das Kappenelement 107 ferner einen Halterand 113 aufweist. Der Halterand 113 ist an einem äußeren Umfang 121 des Kappenelements 107 angeordnet und begrenzt den Aufnahmeraum 108. Bei vollständigem Einführen der Schraube 201 in die Isolierhülse 100 liegt der Halterand 113 auf einer Kopffläche 213 des Schraubenkopfes 205 auf. Hierdurch ist der Schraubenkopf 205 im Aufnahmeraum 108 aufgenommen und die Isolierhülse 100 mit einer zusätzlichen Sicherung an der Schraube 201 unverlierbar fixiert. Der Halterand 113 weist ferner einen Ausdehnungsschlitz 123 auf, mittels dem ein Durchmesser R5 des Halterands 113 vergrößerbar ist. Der Ausdehnungsschlitz 123 des Halterands 113 ist in der gezeigten Ausführungsform in radialer Richtung DR zur Längsachse L ausgerichtet und in Kommunikation zum Ausdehnungsschlitz 111 des Kappenelements 107 ausgebildet.
Abweichend zu den Figuren Ausführungsformen in 8 und 9 kann die Isolierhülse 100 der Schraubenanordnung 200 in jeder Ausführungsform der 1 bis 7 ausgebildet sein.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 300 mit zwei verschraubten Systemkomponenten 301, 303. Figur 100 zeigt das System 300 in einer Schnittansicht.
In der gezeigten Ausführungsform weist das System 300 eine erste Systemkomponente 301 und eine zweite Systemkomponente 303 auf, die mittels einer Schraubenanordnung 200 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen miteinander verschraubt sind. Hierzu weist die erste Systemkomponente 301 eine Durchgangsbohrung mit einem Innengewinde 305 zum Verzahnen mit dem Außengewinde 211 der Schraube 201 auf. Die zweite Systemkomponente 303 weist eine Durchgangsbohrung 307 zum Durchführen des Schraubenschafts 203 und ein Sackloch 311 zur Aufnahme des Schraubenkopfs 205 der Schraube 201 auf. In der eingeschraubten Darstellung, in der die Schraubenanordnung 200 durch Einschrauben des Außengewindes 211 der Schraube 201 in das Innengewinde 305 der Durchgangsbohrung mit dem Innengewinde 305 der ersten Systemkomponente 301 die ersten und zweiten Systemkomponenten 301, 303 durch die Schraubenanordnung 200 mit einer Schraubverbindung verbunden sind, ist das Mantelelement 101 zwischen der Außenfläche 212 der Ausnehmung 209 der Schraube 201 und einer Innenwandung 309 der Durchgangsbohrung 307 der zweiten Systemkomponente 303 angeordnet. Ferner ist das Kragenelement 103 zwischen der Unterseite 207 des Schraubenkopfs 205 und einer Innenwandung 313 des Sacklochs 311 der zweiten Systemkomponente 303 angeordnet. Ferner ist das Kappenelement 107 zwischen einer Außenfläche 206 des Schraubenkopfs 205 und einer Innenwandung 312 des Sacklochs 311 angeordnet. Hierdurch ist eine vollständige Isolierung der Schraube 201 von der zweiten Systemkomponente 303 erreicht. Die Isolierung kann hierbei sowohl thermisch als auch elektrisch erfolgen, in dem eine vollständige Abkapselung der Schraube 201 von der zweiten Systemkomponente 303 durch die entsprechend angeordnete Isolierhülse 100 erfolgt. Eine Wandstärke der Isolierhülse kann hierbei beispielsweise in einem Bereich von einem 1 mm angeordnet sein.
Eine Anwendung der Isolierhülse 100 bzw. der Schraubenanordnung 200 kann beispielsweise im Behälterbau bzw. Apparatebau oder in der Verwendung von Test- oder Prüfaufbauten erfolgen, in denen eine elektrische und/oder thermische Isolierung verschiedener Systemkomponenten zu erzielen ist.

Claims

Isolierhülse (100) zum Aufnehmen einer Schraube (201), wobei die Isolierhülse einstückig aus einem thermisch und/oder elektrisch isolierfähigen Material gefertigt ist und umfasst: - ein zylindrisches Mantelelement (101) zum wenigstens teilweisen Aufnehmen eines Schraubenschafts (203) einer Schraube (201), wobei das Mantelelement (101) einen Ausdehnungsschlitz (109) aufweist, über den ein Durchmesser (R1) des Mantelelements (101) variierbar ist, und - ein an einem Ende (102) des Mantelelements (101) ausgebildetes Kragenelement (103) mit einer Kontaktierungsfläche (105) zum Kontaktieren einer Unterseite (207) eines Schraubenkopfes (205) der Schraube (201) .
Isolierhülse (100) nach Anspruch 1, wobei das Kragenelement (103) einen Ausdehnungsschlitz (110) aufweist, und wobei über den Ausdehnungsschlitz (110) ein Durchmesser (R2) einer Durchgangsöffnung (114) des Kragenelements (103) variierbar ist.
Isolierhülse (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Ausdehnungsschlitz (110) wenigstens teilweise die Öffnung (114) umlaufend ausgerichtet ist.
Isolierhülse (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Ausdehnungsschlitz (109) wenigstens teilweise entlang einer Längsachse (L) des Mantelelements (101) ausgerichtet.
Isolierhülse (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Isolierhülse (100) ferner ein einstückig am Kragenelement (103) ausgebildetes Kappenelement (107) aufweist, wobei das Kappenelement (107) eingerichtet ist, den Schraubenkopf (205) der Schraube (201) wenigstes teilweise aufzunehmen.
Isolierhülse (100) nach Anspruch 5, wobei das Kappenelement (107) einen Halterand (113) umfasst, der eingerichtet ist, die Schraube (201) in der Isolierhülse (100) zu fixieren.
Isolierhülse (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Kappenelement (107) einen Ausdehnungsschlitz (111) aufweist, und wobei über den Ausdehnungsschlitz (111) ein Innendurchmesser (R3) der Kappenelements (107) variierbar ist.
Isolierhülse (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Isolierhülse (100) aus Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff oder Keramik gefertigt ist.
Schraubenanordnung (200) mit einer Schraube (201) und einer Isolierhülse (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die Isolierhülse (100) an der Schraube (201) fixiert angeordnet ist.
Schraubenanordnung (200) nach Anspruch 9, wobei die Schraube (201) am Schraubenschaft (203) eine Ausnehmung (209) aufweist, und wobei das Mantelelement (101) der Isolierhülse (100) in die Ausnehmung (209) eingepasst ist.
System (300) mit einer ersten Systemkomponente (301) und einer zweiten Systemkomponente (303) und einer Schraubenanordnung (200) nach einem der voranstehenden Ansprüche 9 bis 10, wobei die erste Systemkomponente (301) ein Innengewinde (305) umfasst, wobei die zweite Systemkomponente (303) eine Durchgangsbohrung (307) umfasst, wobei die Schraubenanordnung (200) über ein Außengewinde (211) der Schraube (201) in das Innengewinde (305) der ersten Systemkomponente (301) verschraubt ist, wobei die Isolierhülse (100) zwischen der Schraube (201) und einer Innenwandung (309) der Durchgangsbohrung (307) der zweiten Systemkomponente (303) angeordnet ist, und wobei über die Schraubenanordnung (200) eine thermisch und/oder elektrisch isolierte Verbindung zwischen der ersten Systemkomponente (301) und der zweiten Systemkomponente (303) bewirkt ist.