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Befestigungselement Die Erfindung bezieht sich auf ein Bafestigungselement
zur Verbindung von mindestens zwei Bauteilen aus Holz Kunststoff oder dergleicnen
miteinander, vorzugsweise für Bauteile der Möbel industrie, durch Verankern mit
den betreffenden Bauteilen, vorzugsweise Einschlagen, bestehend aus einem Schaft
mit einer Verzahnung, wobei mindestens an einem Ende des Schaftes ein Kopf vorgesehen
ist.
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Üblicherweise werden zwei oder mehrere miteinander zu befestigende
Bauteile durch Nägel, Holzschrauben, Schraubenbolzen, Anker oder dergleichen miteinander
verbunden, soweit das Material der Bauteil Verbindungsarten durch Schweißen, Löten
oder dergleichen nicht erlaubt und auch eine t7 Verbindung durch Verleimen aus konstruktiven
Gründen nicht möglich ist oder keine ausreichende Haltbarkeit ergibt. Bei diesen
bekannt @@@ @ungselementen ist jedoch d@. Nachteil gewerden
muß,
so daß aueh die Außenfläche dieses Bauteiles beschädigt wird, meistens auch noch
der Kopf des Befestigungselementes durch besondere Maßnahmen eingelassen werden
muß.
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Bei vielen Bauteilen, insbesondere bei Holz- oder Kunststoffteilen
der Möbel industrie, kommt es sehr darauf an, daß die Außenflächen nicht beschädigt
werden, beispielsweise die Oberfläche von Holzauflagen auf den Armlehnen von Sesseln,
Zum anderen kommt es häufig vor, daß das eine oder beide zus ammenzufUgenden bzw
miteinander zu befestigenden Bauteile sehr sperrig sind oder im Rahmen der Konstruktion
nicht mehr zugängig sind0 Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
ein einfaches Befestigungselement zu schaffen, welches durch einfaches Verankernç,
vorzugsweise Einschlagen in die miteinander zu verbindenden Bauteile eine gute,
zuverlässige und einfach herzustellende Verbindung gewährleistet, wobei die oben
aufgeführten Nachteile vermieden werden.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl
der Schaft, als auch der Kopf mit einer Verzahnung versehen st, und daß die beiden
Verzahnungen gegensinni@ wirkend ausgebildet sind. Auf der Weise wird erreicht,
daß sich die Verzahnungen nach dem Einschlagen in die betr@ @@@den Bauteile gewissermaßen
verkrallen und dadurch, daß si @n
sinnig wirken, zwar ein einfaches
leichtes Einschlagen gestatten, aber ein selbsttätiges Lösen verhindern, Eine vorteilhafte
Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erzielt, daß die Verzahnung sich über den
gesamten Umfang des Schaftes und des Kopfes und mindestens über einen Teil.deren
Längen erstrecken0 Auf diese Weise kann die Herstellung des Befestigungselementes
wesentlich vereinfacht werden, und zwar kann die Verzahnung durch Einwalzen hergestellt
werden0 Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die einzelnen Zähne der Verzahnung ringförmig
And in der Seitenansicht gesehen trapezförmig ausgebildet sind, derart, daß die
kürzere der beiden parallel zueinander verlaufenden Seiten jedes Trapezes in Einschlagrichtung
liegt0 Es versteht sich, daß die Verzahnung ganzstückig mit dem Kopf bzw. dem Schaft
gebildet ist0 Zur Erzielung einer noch größeren Haltesicherung wird das erfindungsgemäße
Befestigungselement dadurch verbessert, daß der Kopf leicht konisch in Verjüngung
in Einschlagrichtung ausgebildet ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich sämtliche
Ringe einzeln mit ihren Zahnkanten in das umgebende Material des betreffenden Bauteiles
unter besonders starkem Druck einpressen und beim Einschlagen die vorderen Zahnringe
nicht das Material des Bauteiles, in dem sich die nachfolgenden Zahnringe verankern,
zerstören.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Schaft mit einer großen, der
Kopf mit einer kleinen Anzahl Zahnringen versehen ist. Auf diese Weise ist es möglich,
zunächst den Schaft des Befestigungselementes in das eine Bauteil einzuschlagen
und anschließend das den Kppf aufnehmende Bauteil aufzuschlagen0 Im Rahmen der Erfindung
liegt ferner, daß die Verzahnung des Schaftes und/oder des Kopfes als unsymmetrisches
Dreiecksgewinde ausqebildet ist0 Eine solche Verzahnung läßt sich besonders einfach
herstellen.
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Schließlich ist es noch zweckmäßig, daß das gezahnte Schaft ende als
Spitze oder als Kegelstumpf ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt ferner in weiterer Ausgestaltung die Aufgabe zugrunde,
nicht nur eine axiale Halterung bzw0 Befestigung, sondern darüber hinaus auch eine
Drehsicherung der zu befestigenden Bauteile gegenüber dem Befestigungselement und
damit auch der Bauteile untereinander herbeizuführen.
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Diese gestellte Aufgabe wird erfindungsgemEß dadurch gelöste daß zwecks
Drehsicherung der Schaft mit nach außen ragenden achsparallelen Flügeln versehen
ist0 Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung WiEd dadurch erzielt, daß die
Flügel paarweise diagonal und radical zu dem Schaft angeordnet und aus dem Schaftmaterial
herausgearbeitet
sinde Das Herausarbeiten der Flügel aus dem Schaftmaterial
kann vorzugsweise durch einfaches Pressen ausgeführt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich
durch die Kombination der drehsichernden Flügel mit einer Verzahnung, die au iingförmigen,
den Schaft einstückig mit diesem umgebenden und kegelstumpfförmig ausgebildeten
Zähnen besteht, wobei sich die kegelstumpfförmigen Zähne in Einschlagrichtung verjüngen.
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Vorteilhaft ist ferner, die Kombination der drehsichernden Flügel
mit mindestens einer Verzahnung und mit einem Kopf an dem einen Ende des Schaftes
und einem Gewinde an dem anderen Ende des Schaftes0 Weitere vorteilhafte Ausgestaltunqen
bzw. Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Nachfolgenden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Schema
dargestellt, und zwar zeiten Fig. 1 eine Seitenansicht eines Befestigungselementes
vor dem Einsetzen in zwei im Schnitt dargestellte Bauteile, Fig. 2 das Befestigungselement
gemäß Fig. t in eingeschlagenem Zutand,
Fiq. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel
eines Befestigunqselementes mit Spitze am Schaftende in eingeschlagenem Zustand,
Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch einen etwa-s konisch gestalteten Kopf, Fig.
5 und Fig0 6 weitere, etwas anders gestaltete Befestigungselemente in Seitenansicht,
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Befestigungselementes mit zwei drehsichernden Flügeln,
einer Verzahnung, einem Kopf und einem Gewinde, Fig 8 einen Schnitt gemäß Schnittlinie
VIII - VIII in Fig. 7.
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Fig. 9 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes,
wobei der Schaft rechtwinklig abgebogen ist, Fig0 10 das eine Ende eines anders
ausgestalteten Befestigungselementes, welches drehsichernde Flügel und eine Verzahnung
aufweist und Fig. 11 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines
Befestigungselementes mit drehsichernden
Flügeln, einer Verzahnung
und einem Gewinde.
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Das Ausführungsbeispiel des Befestigungselementes gemäß den Fig. 1
und 2 besteht aus einem einstückigen Teil 3 mit ungezahntem Schaftteil 3a, gezahntem
Schaftteil 3c und gezahntem Kopf 3b. Wie aus der Zeichnung deutlich zu entnehmen
ist, bestehen die Verzahnungen aus einer Anzahl sich axial aneinander anschließender
Zahnringe, deren Außenkanten in Draufsicht gesehen kreisförmig verlaufen. Jeder
Zahnring weist, in der Seitenansicht gesehen, trapezförmige Gestalt auf, so daß
die jeweils nach außen hervorragenden und wirksamen Ringzähne als solche im Querschnitt
dreieckig sind. Fig. 1 zeigt ferner deutlich, daß die Verzahnungen 3b einerseits
und 3c andererseits gegensinnig auge4taltt sind, so daß ein Einschlagen des Schaftes
in eine vorbereitete Bohrung 2a des Bauteiles 2 und des Kopfes in die Bohrung la
des Bauteiles 1 in Richtung der eingezeichneten Pfeile mit verhältnismäßig geringem
Kraftaufwand durchgeführt werden kann, während ein Wiederlösen der beiden Bauteile
1 und 2 voneinander nur mit einem hohen Kraftaufwand erfolgen könnte, da sich die
Verzahnungen infolge ihrer Gestaltungsweise in das Material an den Wandungen der
Bohrungen 1a bzw. 2a verkrallen; vergleiche insbesondere Fig. 2.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig0 3 weist der Kopf nur zwei Zahnringe
6a auf, die sich nach dem Einschlagen in der Wandung der Bohrung 4a des Bauteiles
4 verankern. Der Schaft E ist am unteren Ende zugespitzt, so daß er sich gegebenenfalls
direkt, das heißt ohne vorbereitete Bohrung, in das Bauteil
5 einschlagen
läßt. Die Wirkung der Verzahnung 6b des Schaftes ist die gleiche, wie oben beschrieben
wurde.
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Fig. 4 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines konisch qestaltcten.Kopfes
7, wobei jeder Zahnring 7a, wie mit strichpunktierten Linien angedeutet ist, wiederum
in der Seitenansicht Trapezform aufweist Der Außendurchmesser der einzelnen Zahnringe
verringert sich in Schlagrichtung infolge der Konizitä£, so daß die auf einem Kegelmantel
lieqenden; strichpunktierten eingezeichneten Mantellinien, die die äußersten Zahnspitzen
berühren, zwischen sich einen spitzen Winkel 8 einschließen.
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Das Befestigungselement 10 gemäß Fig. 5 weist einen beliebig langen
Schaft 13 auf, der gegebenenfalls auch in sich abgewinkelt, z. BQ unter einem rechten
Winkel abgebogen sein kann0 Der Kopf 11 ist, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig0 4, konisch gestaltet, so daß die strichpunktierten Mantellinien wiederum
einen spitzen Winkel 12 bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Verzahnung
14 des Schaftes als unsymmetrisches Dreiecksgewinde, also mit Gewindesteigung, ausgebildet.
An dem unteren Ende dieser Verzahnung 14 kann der Schaft gegebenenfalls auch wieder
spitz ausgebildet sein.
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Bei dem Befestigungselement 15 gemäß Fig. 6 bedecken die Verzahhungen
15a und 15b die gesamten Umfangsflächen des Kopfes und auch des Schaftes. Diese
Gestaltungsweise empfiehlt sich
besonders Für kleine bzwo kurze
Befestigungselemente, durch die Bauteile geringer Dicke miteinander verbunden werden
sollen Statt des unsymmetrischen Dreiecksgewindes für die Verzahnung 15b des Schaftteiles
kann in diesem Falle auch eine Verzahnung vorgesehen werden, die in Fig0 1 mit dem
Bezugszeichen 3c belegt ist.
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Das erfindungsgemäß Befestigungselement besteht vorzugsweise aus Stahl,
und zwar aus einer Stahlqualität,wie sie üblicherweise für Schrauben Verwendung
findet. Die Befestigungselemente können aber auch, je nach Anwendungszweck, aus
Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff gebildet sein.
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Das Befestigungselement gemäß Fig. 7 und 8 besteht im wessntlichen
aus einem zylindrischen Schaft iOz welcher aus einem Material besteht, wie es bei
Schrauben üblich ist. Der Schaft weist an dem einen Ende einen konischen bzw. kegelstumpfförmigen
Kopf 102 und an dem anderen Ende ein Schraubgewinde 103 auf. Unterhalb des Kopfes,
und zwar mit Abstand von diesem, berfindet sich eine Verzahnung, die aus mehreren
kegelstumpfförmig ausgebildeten Zähnen 104 besteht, wobei sich die kegelstumpfförmigen
Zähne in Einschlagrichtung des Befestigungselementes, d. h. in Richtung des Pfeiles
123, verüngen.
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Zwischen dieser Verzahnung 104 und dem Kopf 105 sind aus dem Schaftmaterial
zwei sich diagonal und radial zu dem Schaft gegendberliegende Flügel 105, 106 vorgesehen,
die sich belm Einschlagen des Befestigungselementes in das betreffende Bauteil
in
das Material des Bauteiles verankern und somit eine Drehbewegung des Rauteiles um
die Achse des Schaftes 101 oder umgekehrt verhindern.
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Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Befestigungselementes, wobei der Schaft 107 rechtwinklig oder auch unter jedem anderen
geeigneten Winkel, abgebogen ist, so daß die beiden Schenkel 107a und 107b des Schaftes
entstehen. An dem unteren Ende des Schaftes 107 ist ein Außengewinde 108, dagegen
an dem rechten Rußeren Ende des Schenkels 107b des Schaftes eine Verzahnung 109
vorgesehen, so daß diese beiden Schaftenden einerseits durch Schraubenmuttern und
andererseits durch Einschlagen in ein Bauteil befestigt werden können, bzw. eine
Verbindung mindestens zweier Bauteile miteinander herbeigeführt wird0 Zur Drehsicherunq
sind wiederum zwei nach außen ragende achsparallele Flügel 112, 113, vorteilhafterweise
in der Nähe der Verzahnung 109, vorgesehen0 Außerdem können auch noch gegebenenfalls
drehsichernde Flügel 110 und 111 an dem anderen Schaftschenkel 107a anqebracht werden.
Es ist verständlich, daß die Lage der drehsichernden Flügel den Gegebenheiten angepaßt
ist.
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Fig0 10 zeigt das eine Ende eines anders qusgestalteten Befestigungselementes,
wobei der Schaft 114 eine Verzahnung 115 mit einem spitzen Einschlagkopf 115a sowie
zwei drehsichernde Flügel 116, 117 im Anschluß an d i.e Verschnung trtiqt
Bei
dem Ausfüh.rungsbeispiel gemäß FigO 11 weist der Schaft 118 an seinem unteren Ende
ein Außenqewinde 119 und an seinem oberen Ende eine Verzahnung 120 auf, wobei sich
an die letztere wiederum drehsichernde Flüqel 121, 122 anschließen.
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Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen sind jeweils nur paarweise
Flügel gezeichnet worden, da diese besonders einfach herzustellen sind und im allaemeinan
allen Anforderungen der Praxis gerecht werden. In besonderen Fällen ist es aber
auch vorteilhaft, drei oder vorzugsweise vier oder unter Umstanden noch mehr Flügel
aus dem Schaftmaterial herauszuarbeiten, um auf diese Weise die Drehsicheruna noch
zu verstärken.
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In Zusammenhang mit den obigen Ausführungsbeispielen wurde erläutert,
daß das Verankern der erfindungsgemäßen Befestigungselemente mit den jeweiligen
Bauteilen durch Einschlagen erfolgto Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen
Gestaltungsweise, nämlich neben einer axialen Veranderung auch eine Drehsicherung
zu schaffen, wird auch dadurch verwirklicht, daß das BefestiX ngselement ganz oder
teilweise von dem Material eines oder beider Bauteile umspritzt wird, sofern es
sich bei den Bauteilen um aus Kunststoff bestehenden Gegenständen handelt. Statt
des Umspritzens kann das Zusammenfügen des Befestigungselementes mit den betreffenden
Bauteilen auch in geeigneter Weise unter Warmverformung der Bauteile erfolgen.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung.
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dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern soll auch andere konstruktive
Gestaltungen der Befestigungselemente umfassen, bei welchen die zu Anfang erläuterten
Grundgedanken der Erfindung benutzt wunden