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Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungselementen an Schaumstoffkörpern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungselementen
an Schaumstoffkörpern.
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Es sind im Handel verschiedene Arten von Schaumstoffen auf Kunststoffbasis,
beispielsweise das mit der Handelsbezeichnung "Styropor" vertriebene Material, bekanntgeworden.
Diese Schaumstoffe wurden ursprünglich als Isolationsstoff entwickelt, sodann auch
in großem Umfange als Material für formgerechte Verpackungen zur Sicherung; des
betreffenden verpackten Gegenstandes während des Transportes gegen Beschädigungen.
Diese Verpackungen wurden nach Gebrauch fortgeworfen0 Durch Erhöhung der ursprünglichen
spezifischen Gewichte von etwa 0,018 bis 0,025 auf etwa 0,04 bis 0,05 und darüber
hat die Gebrauchsfestigkeit der Schaumstoffe erheblich zugenommen, das heißt, es
konnte die
ursprüngliche Druckemgfindlichkeit und Bröckeligkeit
des Materials weitgehend überwunden-werden Dadurch hat sich der Schaumstoff weitere
Anwendungsgebiete erobert, und zwar auch für die Herstellung von Gegenständen, die
dem echten Dauergebrauch dienen Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung derartiger
Schaumstoffe noch in vielen Fällen nicht durchführbar ist, da Verbindungen mit anderen
Stoffen bzw.
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Bauteilen bzw. Befestigungselementen nur sehr bedingt durchführbar
sind Klebungen halten wegen der Grobporigkeit und der immer noch großen Lockerkeit
des Gefüges nur außerst geringe mechanische Reanssruchungen aus. Man hat daher schon
vorgeschlagen, Metallteile einzuschäumen, aber selbst derartig eingeschäumte Metallteile
reissen selbst bei tiefgehenden Verankerungen zunächst an der Austrittsstelle, dann
auch weitergehend im Innern schon bei mäßigen Belastungen aus. Damit ist das Anbringen
von beispielsweise Haltefedern, Verschlu5-elementen und vor allem von Scharnieren
bisher ein ungelöstes Problem, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben
geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die ein einfaches
Anbringen von re£estioung
elementen an Schaumstoffkörpern und eine
große Sicherheit in bezug auf mechanische Belastungen im nraktischen Gebrauch gewährleistet.
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Die gestellte Aufgahe wird erfindungssemäß dadurch selbst, daß in
eine Bohrung des Schaumstoffkörpers ein von außen festspannbares Bauorgan eingesetzt
ist, welches mit dem Schaumstoffkörper kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist,
und daß an diesem Bauorgan das Befestigungselement angebracht ist.
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Erfindungsgemäß ist dabei von der Grundüberlegung ausgegangen worden,
daß auch der Schaumstoff eine wenn auch geringe Kohasion aufweist, die eine gewisse
Belastung ohne verstörung des Gefüges aushält. Wenn die Belastung punktartig auftritt,
so muß mit einer Zerstörung des Gefüges erechnet werden. Aus diesem Grunde hat die
oben erlnuterte
einen Weg gezeigt, um die Relastuno auf eine möglichst große Zone flächig und/oder
auch in der Tiefe zu verteilen, so dan die spezifische Belastung an allen Punkten
unterhalb der KohäsionsbelastunqsrAhiakeit des Schaumstoffes bleibt Die Erfindung
heruht auf der weiteren Erkenntnis, daß Schaumstoffe eine gewisse Elastizität aufweisen,
das heißt die Fähiakeit besitzen, sich in gewissem rahmen ohne Gefüge-Zerstörung
zusammendrücken zu lassen. Die zusammengerückte, also im Volumen verkleinerte tone
nimmt dabei an härte sowie an spezifische Gewicht und damit an Kohäsionsbelastungsfähigkeit
zu, wobei sich der nruck jeweils auf die Nrachbarzonen abklinnend überträgt. Dadurch
lassen sich also selbst
größere Belastungen auf größere Raumzonen
verteilen, womit die Verankerung ausbrechsicher gemacht ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht,
daß das Bauorgan aus einem Spreizdübel mit nach den beiden Seiten ragenden Widerhaken
besteht, daß der Spreizdübel eine Bohrung zur Aufnahme einer Schraube aufweist,
die in bezug auf die Bohrung derart gestaltet ist, daß sie beim Einschrauben die
Spreizwirkung erzeugt. Diese Gestaltungsweise empfiehlt sich besonders bei Schaumstoffkörpern
großer Dicke.
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In diesem Zusammenhang ist es zveskmäßigs daß zwischen der äußeren
Stirnfläche des Spreizdübels und dem Kopf der Schraube das mit entsprechender Lochung
versehene BefestigunTselement angeordnet ist0 Als besonders vorteilhaft hat sich
erwiesen, daß die Bohrung des Schaumstoffkörpers einen um etwa 20 % bis 30 % kleineren
Durchmesser als der Außendurchmesser des Spreizdübels aufweist.
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Bei Schaumstoffkörpern geringer Dicke und je nach den Konstruktionsverhältnissen
ist es zweckmäßig, daß die Bohrung durch die gesamte Dicke des Schaumstoffkörpers
hindurchgeführt ist, und daß das Bauorgan als Schraubenbolzen mit Mutternscheibe
ausgebildet ist0
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in den
Fällen anwendbar, daß der Schaumstoff des Schaumstoffkörpers ein spezifisches Gewicht
von mindestens etwa 0,03 his 0,08 aufweist.
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Für die Fertigung ist es zweckmäßig, daß die Mutternscheibe als gestanzte
Platte ausgebildet und mit mindestens einem in den Schaumstoffkörper hineinragenden
Hohl teil versehen ist, und daß in dem Hohlteil eine mit dem Schraubenbolzen zusammenwirkende
Mutter drehgesichert eingesetzt ist.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Nachfolgenden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Schema
dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung mit Spreizdübel vor dem Zusammensetzen
der einzelnen Bauteile im Längsschnitt, Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig0 1 nach
dem Einsetzen in einem Schaumstoffkörper in Ansicht, wobei der Schaumstoffkörper
geschnitten dargestellt ist, Fig0 3 eine andere Vorrichtung mit durch den Schaumstoffkörper
hindurchgehenden Schraubenbolzen in verankertem Zustand,
Fig. 4
einen Längsschnitt durch eine andere Ausgestaltung der Mutternscheibe als gestanzte
Platte mit eingelegter Mutter in Zwillingsaus- -führung, Fig0 5 eine Ansicht hierzu
in Richtung des Pfeiles V gemaß Fig. 4 und Fig. 6 bis 8 eine andere AusgestaltunC
im Längsschnitt und in den beiden Ansichten gemäß den Pfeilen VII und VIII in Fig.
6 Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 ist in einem Schaumstoffkörper
1 eine Bohrung 2 eingelassen. In diese Bohrung wird ein Spreizdübel 3 unter Druck
und unter Berücksichtigung der Elastizitätsgrenze des Schaumstoffes eIngeschoben,
wobei der Dübel sich zunächst in nichtgespreiztem Zustand gemäß Fig0 1 befindet.
Es ist besonders zweckmäßig, daß der Durchmesser der BQhrung 2 um etwa 20 % bis
30 % kleiner als der Außendurchmesser des Spreizdübels 3 in nichtgespreiztem Zustand
gewählt ist. Der Spreizdübel 3 weist nach den Seiten zu ragende Widerhaken 3a auf,
und zwar sind diese Widerhaken zweckmäßigerweise an zwei spreizbaren Schenkeln 3c,
3d angebracht. Statt der zwei Schenkel können auch mehrere Schenkel vorgesehen werden.
Die Schenkel sind im oberen Teil des Dübels durch ein ringförmiges Kopfteil miteinander
verbunden, in welchem sich eine Bohrung 3b befindet9 In diese Bohrung kann nach
dem Einsetzen des Spreizdübels in-die Bohrung 2 eine Schraube 5, vorteilhaft eine
einfache Holzschraube, eingeschraubt werden, die
bewirkt, daß sich
die Schenkel 3c, 3d gemäß Fig. 2 voneinander spreizen. Zwischen der äußeren Stirnfläche
des Spreizdübels 3 und dem Kopf der Schraube 5 wird das mit einer entsprechenden
Lochung 4a versehene Befestigungselement 4 angeordnet. Am äußeren Ende 4b dieses
Befestigunaselomentes können -die zu befestigenden Bauteile angebracht werden. Dieses
Ende kann beispielsweise als Scharnier oder als Schloßteil oder dgl. ausgestaltet
werden.
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Wie Fig. 2 deutlich zeigt, sind die Schenkel 3c, 3d besonders in dem
unteren, das heißt dem inneren Teil, besonders stark ankerartig gesprei-zt, und
zwar in einem tiefliegenden Zonenbereich, in dem evtl. Gefügeanrisse unwesentlich
sind.
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Gerade in diesem tiefliegenden Zonenbereich erfolgt also die stärkste
Kraftübertragung0 Fig. 3 zeigt ein weiteres Au-sführungsbeispiel der Erfindung,
webei der Schaumstoffkörper 6 mit einer Bohrung 6a versehen ist, welche durch die
gesamte Dicke des Schaumstoffkörner-s hindurchgeführt ist. Das Befestigungselement
7, beispielsweise mit Scharnieröse-7a, ist in diesem Falle mittels eines durchgehenden
Schraubenbolzens 8 an dem- Schaumstoffkörper befestigt.wobei der Schraubenb-olzen
mit einer Spezial-Mutternscheibe 9 zusammenwirkt. Die Bohrung 6a ist in diesem Falle
zweckmäßigerweise um etwa 20 % größer als der Außendurchmesser des Schraubenbolzens
8 gewählt Die Spezial-
Mutternscheibe 9 ist zweckmäßig als versenkte
Blechmutter ausgeführt, um die Schraubenköpfe möglichst nicht aus der Fläche des
Schaumstoffkörpers vorstehen zu lassen. Die Schraube wird gerade so weit kräftig
angezogen, daß sich das zu befestigende Teil 7 und die Mutternscheibe 9 so weit
in den Schaumstoff eindrücken, daß sie mit ihren Außenflächen bündig mit den Außenflächen
des Schaumstoffkörpers liegen. Auch in diesem Falle ergibt sich eine großflächige
Übertragung der aufzunehmenden Kräfte auf den Schaumstoffkörper, so daß eine sichere
Verankerung und Befestigung des betreffenden Befestigungselementes gewährleistet
ist0 Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Aus-gestaltung der Erfindung und zwar
sind in diesem Falle in dem Schaumstoffkörper 16 zwei Bohrungen 17, 18 vorgesehen,
in welche eine gestanzte Zwillingsplatte 10 eingesetzt ist, die mit zwei in die
Bohrungen 17 bzwO 18 hineinragenden Hohlteilen 1t, 15 versehen ist, wobei diese
bilden Hohlteile durch einen Steg 14 miteinander verbunden sind. Die Hohlteile weisen
Bohrungen 12 auf und dienen zum Einbetten je einer Mutter 13, und zwar sind die
Abmessungen der Mutter zu dem Hohlteil so getroffen, daß die Muttern drehgesichert
sind0 Die Schraubbefestigung erfolgt entsprechend der Ausführung nach Fig. 3. Diese
Ausgespaltung gemäß Fig. 4 und 5 weist den Vorteil auf, daß eine einfache Fertigung
möglich ist, da die Platte 10 mit einem oder beliebig vielen Hohlteilen in einem
Arbeitsgang hergestellt
und übliche Muttern verwandt werden können.
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Außerdem ergibt sich eine besonders g'ute Gegenverankerung, da große
Anlageflächen vorhanden sind.
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Fig. 6 bis 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
welches im wesentlichen dem oben erläuterten Beispiel gemäß Fig. 3 entspricht. In
dem Schaumstoffkörper 19 sind zwei Bohrungen vorgesehen, welche zur Aufnahme von
Nieten 20 in Form von massiven Nieten oder Hohl- oder Rohrnieten bestimmt sind.
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Auf der Oberseite des Schaumstoffkörpers 19 ist gemäß den Fig. 6 und
7 eine versenkte Druckverteilungsplatte 22 vorgesehen, und zwar ist diese Druckverteilungsplatte
soweit in den Schaumstoffkörper versenkt, daß eine im wesentlichen ebene, bündige
Außenfläche entsteht. Im Bereich der Nietköpfe 20a ist die Druckverteilungsplatte
mit je einem weiteren versenkten Teil 22a versehen, und zwar ist dieser versenkte
zentrale Teil mindestens um die Höhe des Nietenkopfes 20a gegenuber dem Plattenrand
nach innen versetzt bzw. versenkt0 Auf der Unterseite des Schaumstoffkörpers ist
die Scharnierlasche 21 angeordnet, die ebenfalls so weit in den Schaumstoffkörper
versenkt ist, daß die Nietköpfe 20b nicht nach. außen überstehen. Auch bei diesem
Ausführungsbeispiel wird der Schaumstoffkörper l9 zwischen der Druckverteilungsplatte
22 und der Lasche 21 durch Wirkung der Nieten unter Vorspannung gebracht, so daß
eine
kraft- und formschlüssige Verbindung entsteht, An die Scharnierlasche
21 kann jedes beliebige Bauteil, beispielsweise die zweite- Hälfte 23 eines Scharnieres
angeschlossen werden.
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Es versteht sich, daß sowohl die Druckverteilungsplatte als auch die
Lasche nur je eine Bohrung für die Aufnahmeeiner Niete oder beliebig viele Bohrungen
in einer oder Mehreren Reihen parallel oder versetzt zueinander aufweisen können.
Die Druckverteiiungsplatte und die Lasche können auch formschlüssig den Gegebenheiten,
insbesondere der Formgestaltung des Schaumstoffkörpers angepaßt werden.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele, sondern soll auch andere konstruktive Änderungen erfassen,
bei welchen die zu Anfang erläuterten Gru.ndgedanken der .Erfindung benutzt sind0