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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Befestigungselemente und betrifft
eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen mittels eines mit einem Gewindeschaft
versehenen Bolzens und eines Aufnahmeteils für diesen, der einen vorzugsweise plattenförmig
ausgebildeten und zur Aufnahme des Bolzenschaftes durchbohrten Hauptteil besitzt,
der mindestens ein in Form eines Ansatzes ausgebildetes Segment aufweist, das sich
in Achsrichtung des Bolzens von den miteinander zu verbindenden Bauteilen weg erstreckt
und in eine schraubenlinienförmig gekrümmte Endfläche ausläuft, deren Steigung im
wesentlichen dieselbe ist wie die des Bolzengewindes und die an diesem angreift,
und der mindestens einen mit dem Hauptteil zu einem Stück verbundenen Federarm aufweist,
der sich im wesentlichen U-förmig in Richtung von der Bolzenachse nach außen und
mit seinem freien Ende wieder gegen die Bolzenachse erstreckt und ebenfalls an dem
Bolzengewinde angreift.
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Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art zum Verbinden
von Bauteilen wird der Aufnahmeteil durch Aufschrauben mit dem Gewindeschaft in
Eingriff gebracht und bildet an seiner Unterseite in ähnlicher Weise wie eine Schraubenmutter
ein Widerlager für die zu verbindenden Bauteile, die auf der anderen Seite des Bolzens
durch ein Gegenlager, beispielsweise durch einen Bolzenkopf, gehalten sind. Im Unterschied
zur üblichen Schraubverbindung ist die Vorrichtung nach dem Aufschrauben des Aufnahmeteils
oder nach dem Einschrauben des Gewindebolzens in den Aufnahmeteil dadurch selbsttätig
gesichert, daß nahe der Bauteile die Segmente und im Abstand hiervon die Endflächen
der Federarme an dem Bolzengewinde angreifen. Infolge des Anpreßdruckes wird eine
reibungsschlüssige Verbindung zwischen den angreifenden Flächen des Aufnahmeteils
und dem Bolzengewinde herbeigeführt.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß weder die zur Anlage an das Bolzengewinde
gelangenden Segmente noch die für diesen Zweck bestimmten Endflächen der Federarme
das Bolzengewinde in dem erforderlichen Maß erfassen, daß eine gegen zufälliges
Lösen zuverlässig gesicherte Verbindung gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung
der vorstehend beschriebenen Art die Sicherheit der Verbindung zwischen dem Bolzengewinde
und dem Aufnahmeteil zu erhöhen. Als Lösung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen,
die ausgehend von einer Anordnung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet ist, daß das freie Ende des bzw. jedes Federarms in einen in spitzem
Winkel zur Bolzenachse in Richtung des freien Endes des Bolzenschaftes abgebogenen
Anlageteil ausläuft, daß das sägezahnförmige Bolzengewinde eine im gleichen Winkel
wie der Anlageteil verlaufende lange Flanke und eine quer dazu verlaufende kurze
Flanke besitzt und daß die lange Flanke solche Länge hat, daß die zum Bolzenschaft
hingekehrte Fläche des Anlageteils des Federarms an dieser Flanke über ihre ganze
Länge mit Federdruck angreift.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der zum Eingriff mit einem sägezahnförmigen
Bolzengewinde kommenden Enden der Federarme wird die Sicherheit der Verbindung zwischen
Bolzengewinde und Aufnahmeteil erheblich erhöht. Während bei den bisher bekannten
Vorrichtungen lediglich die Schmalseiten der Federatmenden je nach Ausbildung des
Bolzengewindes zur Anlage an eine Flanke oder an den Kern des Bolzengewindes gelangen,
wird nach der Erfindung die Anlagefläche der Federarme des Aufnahmeteils dadurch
beträchtlich vergrößert, daß jeweils ein am Ende jedes Federarms abgebogener Anlageteil
mit einer langen Flanke des sägezahnförmigen Bolzengewindes in ganzer Länge in Eingriff
kommt. Die Flächen des Anlageteils und der langen Flanke erstrecken sich im Schnitt
im gleichen spitzen Winkel zur Bolzenachse, so daß unter dem Druck des jeweiligen
Federarms eine vollkommene Anlage beider Flächen erzielt wird. Hierdurch wird im
Gegensatz zu der bisher üblichen Schmalseiten-und Kantenberührung ein sicherer,
von einer großen Fläche ausgehender Reibungsschluß zwischen dem Bolzengewinde und
dem Aufnahmeteil erreicht.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anlageteil
zur kurzen Flanke des Bolzengewindes hin durch eine entsprechend geneigte Anlagefläche
mit gleicher Steigung wie das Bolzengewinde begrenzt. Diese Ausbildung des abgebogenen
Anlageteils erhöht die Wirksamkeit der Sicherung weiterhin, weil die Fläche der
mit der kurzen Flanke des Bolzengewindes zur Berührung kommenden Schmalseite des
abgebogenen Anlageteils die Gesamteingriffsfläche weiter vergrößert.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht
eines Aufnahmeteils mit Gewindebolzen an Bauteilen, F i g. 2 und 3 je eine Schnittansicht
in Pfeilrichtung entlang der Linien 2-2 bzw. 3-3 der F i g. 1, F i g. 4 eine Draufsicht
auf einen von Bauteilen und vom Gewindebolzen gelösten Aufnahmeteil, F i g. 5 eine
Seitenansicht des Aufnahmeteils und F i g. 6 eine um 90° gedrehte Seitenansicht
des Aufnahmeteils von F i g. 4.
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Eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen umfaßt einen allgemein
mit 10 bezeichneten Aufnahmeteil sowie einen Bolzen 12 und dient im vorliegenden
Beispiel dazu, eine sichere Verbindung zwischen zwei Platten 16,17 zu schaffen.
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Der Bolzen 12 weist einen Kopf 18 mit einem Schlitz 19 für den Einsatz
eines Schraubenziehers und einen Schaft 20 mit einem sägezahnförmigen Gewinde
21 auf, das aus in spitzem Winkel zur Bolzenachse verlaufenden langen Flanken 21"
und zu diesen etwa senkrechten kurzen, dem Kopf 18 zugewandten Flanken 21' zusammengesetzt
ist. Der Bolzen 12 ist in der in F i g. 2 dargestellten Lage in miteinander fluchtende
Öffnungen der aufeinanderliegenden Platten 16, 17 eingesetzt. Sein vorstehender
Schaft 20 steht mit dem Aufnahmeteil 10 im Eingriff.
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Der Aufnahmeteil 10 ist aus einem Blech mit Federeigenschaften
gefertigt, das gestanzt und in der unten beschriebenen Weise geformt werden kann.
Hierfür können ein kohlenstoffhaltiger oder rostfreier Stahl oder eine geeignete
Stahllegierung, Berylliumkupfer oder auch bestimmte Aluminiumlegierungen gewählt
werden. Hauptsächlich soll eine der genannten Stahlarten Verwendung finden.
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Der Aufnahmeteil besitzt einen plattenförmigen Hauptteil 22 mit einer
Mittelöffnung 23 zur Aufnahme des Bolzenschaftes 20. Die Form des Hauptteils
22
kann im übrigen je nach Ausbildung der zu verbindenden Bauteile verschieden sein.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Hauptteil 22 länglich und mit Nietlöchern
24 versehen, mittels derer der Aufnahmeteil 10, beispielsweise durch Nieten 14,
auf der Oberfläche eines der zu verbindenden Teile, hier des Bauteils 16, befestigt
wird.
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An dem Aufnahmeteil 10 sind Gewindeelemente ausgebildet, die
mit dem Gewinde 21 des Bolzens 12
in Eingriff kommen. Als Gewindeelemente
sind mit dem Hauptteil einstückig in Form von Ansätzen ausgebildete Segmente 26
vorgesehen, die sich in Achsrichtung des Bolzens 12 von den Bauteilen 16,
17 weg erstrecken und in schraubenlinienförmig gekrümmte Endflächen auslaufen,
deren Steigung im wesentlichen die gleiche ist wie die des Bolzengewindes 21. Die
Anzahl der Segmente kann verschieden sein. Sie sind üblicherweise in gleichen Abständen
voneinander angeordnet. Es genügen im allgemeinen zwei diametral entgegengesetzte
Segmente 26, die auch das Ausführungsbeispiel zeigt. Die Segmente verlaufen entlang
gegenüberliegender Kantenabschnitte der Öffnung des oberen Bauteils 16
und
kommen beim Einbau mit dem durch die öffnung gesteckten Schaftende des Bolzens 12
in Eingriff. Der Bolzen wird sodann in Uhrzeigerrichtung gedreht wie beim Einschrauben
in ein Muttergewinde. Durch Drehen des Bolzens 12 in entgegengesetzter Richtung
können die Teile wieder gelöst werden.
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Um die Teile gegen zufälliges Lösen zu sichern, ist der Aufnahmeteil
10 mit Halteteilen in Form von Federarmen 28 versehen, die einstückig mit
dem Hauptteil 22 ausgebildet sind und sich im wesentlichen U-förmig in Richtung
von der Bolzenachse nach außen und mit ihren freien Enden wieder in Richtung auf
die Bolzenachse hin erstrecken. Die Zahl der Federarme 28 kann verschieden
sein, üblicherweise sind sie in gleichen Abständen voneinander angeordnet. Im allgemeinen
genügen zwei diametral gegenüberliegende Federarme nach Art der in den Figuren dargestellten
Anordnung. Das freie Ende jedes Federarms 28 ist in spitzem Winkel zur Bolzenlängsachse
in Richtung des freien Endes des Bolzenschaftes 20 zur Bildung eines Anlageteils
29 abgebogen. Die Neigung jedes Anlageteils 29 und damit die Neigung
seiner zum Bolzenschaft 20 hin gekehrten Fläche 29a entspricht derjenigen
der langen Flanken 21", während die Neigung der als Anlagefläche 29b ausgebildeten
Schmalseite derjenigen der kurzen Flanken 21' gleich ist.
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Die schraubenlinienförmigen Segmente 26 kommen beim Einschrauben des
Bolzens 12 zur Anlage an kurze Flanken 21', während die Flächen
29 a der Anlageteile 29 der Federarme 28 fest an die langen Flanken 21" und
die Flächen 29 b an die benachbarten kurzen Flanken 21' angedrückt werden. Dadurch
werden die zusammengefügten Teile sicher gegen zufälliges Lösen miteinander verbunden.
Die Anlageteile 29 stützen sich über ihre Flächen 29 b auf den kurzen Flanken
21' ab. Dadurch wird ein wie von einem Widerlager ausgehender Druck auf die
Anlageteile 29 ausgeübt, durch den die Flächen 29 a, 29 b gegen die Flanken 21',
21" gepreßt werden. Hierdurch wird ein hoher Reibungsschluß erzielt, der eine sichere
Verbindung des Aufnahmeteils 10
mit dem Bolzen 12 gewährleistet. Die vorangestellten
und nachfolgenden Enden der Schmalseiten sind üblicherweise, wie in der Zeichnung
gezeigt ist, abgeschrägt, um ein Einreißen oder Verbiegen zu verhindern.
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Der Aufnahmeteil 10 bildet mit dem Gewindebolzen eine zuverlässig
gesicherte, jedoch lösbare Verbindung. Der Aufnahmeteil kann ohne Beeinträchtigung
seiner Haltekraft wiederholt mit Bolzen zusammengesetzt werden.