DE19740320A1 - Vorrichtung zur Vereinfachung der Montage von im wesentlichen stiftförmigen Befestigungselementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vereinfachung der Montage von im wesentlichen stiftförmigen Befestigungsystemen, d. h. von im wesentlichen stiftförmigen Befestigungselementen in zu deren Aufnahme vorgesehenen Öffnungen, wobei der Außendurchmesser wenigstens eines Teilbereiches des stiftförmigen Befestigungselementes und der Innendurchmesser wenigstens eines Teilbereiches der Öffnung aufeinander abgestimmt sind.

Gattungsgemäße stiftförmige Befestigungssysteme sind in großem Umfang bekannt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung fallen darunter allgemeine Schrauben-, Gewindestift-, Nagel-, Nietenverbindungssysteme und dergleichen genauso wie Bolzenverbindungssysteme beispielsweise im Sinne eines Steckbolzensystems, Klemmbolzensystems, von Selbstschneiden in Öffnungen von weichem Material, Verschraubung mit Muttern oder sonstigem Einsetzen oder Befestigen in Öffnungen. Ebenso gehören dazu Kombinationen und Mischformen bekannter und zukünftiger stiftförmiger Befestigungssysteme.

Derartige Befestigungssysteme dienen der Befestigung oder Verbindung von Teilen an anderen Teilen wie z. B. der Verbindung von Flanschen, Anschlüssen und dergleichen.

Ein Problem bei der Herstellung derartiger Verbindungen, insbesondere von Gewindeverbindungen, besteht darin, daß das stiftförmige Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube, aus der Öffnung, beispielsweise der Gewindebohrung, herausrutschen kann, solange nicht wenigstens ein erster Abschnitt der Befestigungsstrecke zurückgelegt ist, also wenigstens die ersten Gewindegänge gedreht wurden. Dies ist besonders problematisch dann, wenn zur Herstellung einer Verbindung, Befestigung oder dergleichen beide Hände benötigt werden, Werkzeuge verwendet werden, die Befestigung senkrecht erfolgt und dergleichen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die die Montage gattungsgemäßer stiftförmiger Befestigungs-/Verbindungssysteme vereinfacht.

Zur technischen Lösung wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.

Weitere erfindungswesentliche Lösungsergänzungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Erfindung wird eine Vormontagehilfe vorgeschlagen, die auf das Wesentliche reduziert eine Vergrößerung des Außendurchmessers des stiftförmigen Befestigungselementes bzw. eine Verjüngung des Innendurchmessers der Öffnung bewirkt, wobei die Vergrößerung des Außendurchmessers bzw. die Verengung des Innendurchmessers elastisch ausgestaltet ist. Auch ist die Lösung wirtschaftlich und einfach herstellbar.

Durch die Verwendung eines elastischen Elementes hat die Bedienperson die Möglichkeit, das stiftförmige Befestigungselement relativ zur Öffnung zunächst vorzumontieren. Nach der Vormontage ist das stiftförmige Befestigungselement zunächst gegen Herausrutschen aus der Öffnung gesichert. Dabei wird die Elastizität des elastischen Elementes genutzt, indem die durch Vergrößerung des Außendurchmessers des stiftförmigen Befestigungselementes bzw. die Verjüngung des Innendurchmessers der Öffnung durch die elastischen Eigenschaften des Elementes zunächst in Montagerichtung überwunden wird, sich dann aber wieder klemmend und/oder versperrend auswirkt. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen darstellen.

Wird ein mit Gewinde versehen es stiftförmiges Befestigungssystem wie z. B. eine Schraube, ein Gewindestift, ein Bolzen mit Gewinde oder dergleichen sowie eine dazugehörige Gewindebohrung oder Mutter verwendet, kann vorgesehen werden, daß das stiftförmige Befestigungssystem durch ein elastisches Element ergänzt ist, welches bewirkt, daß der Bolzen oder die Schraube nach einem ersten Ansetzen aufgrund der elastischen und/oder versperrenden Eigenschaften des Elementes relativ zur Bohrung oder der Mutter gehalten ist. Anschließend kann dann durch Drehen eine Gewindeverbindung hergestellt werden. Das elastische Element kann am Bolzen angeordnet sein und dessen Außendurchmesser relativ vergrößern oder an der Bohrung oder der Mutter angeordnet sein und deren Innendurchmesser verjüngen. Dabei ist im Sinne der Erfindung vorgesehen, daß das elastische Element, sofern es an der Schraube bzw. an dem Gewindestift, am Bolzen oder dergleichen angeordnet ist, an deren Ende angeordnet ist, also an einem Bereich, an dem auch keine Gewinde ausgebildet sind. Im Falle der Anordnung an einer Bohrung, Mutter oder dergleichen kann das elastische Element beispielsweise vor der im Durchmesser auf das stiftförmige Befestigungselement abgestimmten Bohrung, dem Muttergewinde oder dergleichen, angeordnet sein.

Als elastisches Element können eine Vielzahl von Elementen eingesetzt werden. Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Feder zu verwenden. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Federdraht wie in Fig. 1 handeln, der am Ende einer Schraube mit einer Neigung zur Mittelsenkrechten angeordnet ist und aus dem Außendurchmesserbereich heraussteht. Der Federdraht kann gebogen sein. Entsprechend kann vor einer Bohrung ein Federdraht angeordnet sein. Auch kann eine elastische Masse, z. B. Silikon oder dergleichen, die sich nach dem Durchdrücken eines stiftförmigen Befestigungselementes durch eine Öffnung wieder erweitert, ein deformierbares Volumen aus einem Polstermaterial, z. B. ein Kissen oder dergleichen als elastisches Element verwendet werden.

Mit der Erfindung wird auch eine Schraube, ein Gewindestift, ein Bolzen mit Gewinde oder dergleichen vorgeschlagen, der an seinem Ende einen gewindefreien Steckbereich aufweist, der mit einem elastischen Element versehen ist. Durch diese Maßnahme läßt sich das stiftförmige Befestigungselement zunächst über eine gewisse Strecke in eine Öffnung einschieben. Der Bereich kann auch vom Außendurchmesser her verjüngt sein. Da er das elastische Element aufweist, kann er im Sinne einer Vormontage zunächst in die Öffnung gesteckt werden, ohne daß weitere verbindende Maßnahmen, beispielsweise das Eindrehen von Gewindegängen oder dergleichen, erforderlich sind.

Insbesondere bei senkrechter Montage, bei der Verbindung von Flanschen, wo die zweite Hand die Teile halten muß und dergleichen ist die Erfindung von besonderem Vorteil.

Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß das elastische Element von dem stiftförmigen Befestigungssystem wieder entfernt werden kann.

Mit der Erfindung wird eine einfache, wirtschaftlich herstellbare Maßnahme zur Vormontage von stiftförmigen Verbindungssystemen bereitgestellt. Konkrete Anwendungsfälle der Erfindung sind die Montagevereinfachungen und/oder Sicherungen von Schraubverbindungen durch die Verwendung von im folgenden als Steckschrauben (z. B. in Fig. 1, 2) und -muttern (z. B. in Fig. 3, 4) bezeichneten Befestigungselementen. Üblicherweise besitzen zu verbindende Gegenstände Bohrungen, die miteinander in Deckung gebracht werden, wobei in der Regel mindestens einer der beiden Gegenstände festgehalten werden muß. Dann werden Befestigungsschrauben durch die Bohrungen gesteckt. Die Befestigungsmuttern werden von der anderen Seite aufgeschraubt. Neben einem der festzuhaltenden Gegenstände müssen üblicherweise auch die Schrauben festgehalten werden, damit die Mutter aufgeschraubt werden kann, ohne daß die Schraube wieder aus der Bohrung geschoben wird. Zum Festhalten der zu befestigenden Gegenstände und der Schrauben werden oft beide Hände benötigt, so daß keine Hand mehr zum Aufschrauben der Mutter frei ist. Das gleichzeitige Festhalten von Schrauben und zu befestigendem Gegenstand mit einer Hand ist nur in Ausnahmefällen möglich und in der Regel sehr umständlich. Insbesondere an schwer zugänglichen Stellen bereitet es unter den beschriebenen Umständen oft Probleme, die Mutter senkrecht anzusetzen und die ersten Schraubenumdrehungen auszuführen. Abrutschen und Herunterfallen der Mutter sind die übliche Folge. Beim Versuch, die Mutter aufzuschrauben, wird die Schraube oft wieder durch die Bohrungen geschoben und fällt heraus. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann eine Schraube, nachdem die Bohrungen der zu verbindenden Gegenstände in Deckung gebracht worden sind, und mit einer Hand fixiert werden, mit der anderen Hand durch Druck in die Bohrungen gesteckt werden. Durch das erfindungsgemäße elastische Element wird die Steckschraube in den Bohrungen gegen Herausschieben gesichert. Da die Schrauben nun nicht mehr aus den Bohrungen herausfallen können, ist es nicht mehr nötig, den zu befestigenden Gegenstand festzuhalten. Man hat daher die bisher hierzu benötigte Hand frei, und kann bequem die Mutter auf die Steckschraube stecken (Fig. 1b). Zu diesem Zweck wird die Mutter einfach gegen den leichten Widerstand des elastischen Elements auf den vorderen Endabschnitt der Schraube gesteckt bis sich der Federdraht versperrend und/oder aufgrund seiner Elastizität verklemmend auswirkt. Diese Tätigkeit wird vor allem an schwer zugänglichen Stellen viel einfacher als die bisherige Herstellung einer Schraubverbindung. Die Mutter wird dann von dem elastischen Element auf dem Endabschnitt der Schraube festgehalten und ist darüber hinaus bereits vorzentriert. Ein Abrutschen zum Herstellen eines ersten Halts der Mutter wie aus dem Stand der Technik bekannt, wird somit verhindert. Nachdem die Mutter auf den Endabschnitt der Schraube aufgesteckt und damit vorzentriert wurde, kann sie beim nächsten Arbeitsgang bequem zur Herstellung der endgültigen Schraubenverbindung festgeschraubt werden (Fig. 1c). Besonders vorteilhaft wirkt sich die Erfindung aus, wenn eine vertikale Schraubverbindung herzustellen ist. Infolge der Schwerkraft müssen wenigstens einer der zu verbindenden Gegenstände und die Schrauben gegen Herunterfallen gesichert werden. Das Aufsetzen der Muttern und Herstellen der ersten Umdrehungen kann somit problematisch werden, da keine weitere Hand frei ist. Ein anderer häufig vorkommender Anwendungsbereich ist der Bau eines Gestells, bei welchem die einzelnen Streben miteinander verschraubt werden. Um die Bohrungen der zu verbindenden Streben zur Deckung zu bringen, werden oft beide Hände gebraucht, so daß keine Hand für Mutter und Schrauben frei ist. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Schraube zunächst durch eine Bohrung gesteckt werden, ohne wieder herausrutschen zu können. Anschließend wird die Bohrung der zweiten zu verbindenden Strebe und danach die Mutter über die Schraube geschoben. Das ganze Gestell kann so erst einmal provisorisch aufgebaut werden, da die Schrauben und Muttern durch das erfindungsgemäße elastische Element gesichert werden. Abschließend können dann die endgültigen Schraubverbindungen hergestellt werden.

Ein weiterer Anwendungsbereich der Erfindung ist die Montagevereinfachung und/oder Sicherung von Schraubenverbindungen unter Verwendung einer Gewindebohrung an einem von wenigstens zwei zu verbindenden Gegenständen, wie z. B. in Fig. 2 dargestellt. Wenigstens einer der zu verbindenden Gegenstände hat anstelle einer gewindefreien und von der Schraube durchragten Bohrung eine Gewindebohrung, in welche die Schraube eingeschraubt wird. Nachdem die Bohrungen und Gewindebohrungen der zu verbindenden Elemente zur Deckung gebracht worden sind, wird die erfindungsgemäße Schraube durch die Bohrungen in die Gewindebohrung gegen den leichten Widerstand des erfindungsgemäßen elastischen Elementes eingesteckt, bis sie einrastet (Fig. 2b). Anschließend kann dann eine Verschraubung erfolgen (Fig. 2c). Hier ergeben sich erhebliche Erleichterungen beispielsweise bei der Befestigung von Leiterplatinen an Gehäusewänden an schwer zugänglichen Stellen. Auch gibt es viele Anwendungsbereiche bei der Verbindung von Maschinenteilen.

Darüber hinaus kann sich die zur Aufnahme von Steckschrauben geeignete Gewindebohrung in einem Dübel oder dergleichen befinden.

Steckmuttern (z. B. in Fig. 3, 4) können auf ähnliche Weise wie die beschriebenen Steckschrauben verwendet werden. Die Steckmutter kann hier ebenfalls durch Aufstecken auf den gewindefreien Bereich der Schraube zunächst vormontiert werden (Fig. 3b), da sich die Federdrähte z. B. in der gezeigten Nut festklemmen. Auf diese Weise ist ein erster Halt der Steckmutter auf der Schraube gewährleistet. Nach dieser Vormontage kann die endgültige Schraubverbindung durch Drehen hergestellt werden. Die Federdrähte passen sich dabei aufgrund ihrer Elastizität dem Schraubengewinde an (Fig. 3c).

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Beispiel einer Steckschraubenverbindung mit Mutter;

Fig. 2 ein Beispiel einer Steckschraubenverbindung mit zur Aufnahme geeigneter Gewindebohrung, welche sich fest an einem der zu verbindenden Gegenstände befindet;

Fig. 3 ein Beispiel einer Steckmutterverbindung;

Fig. 4 ein Beispiel einer Steckmutter und

Fig. 5 eine Ausführungsform mit Bügelelement.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Steckschraube 1 hat einen zylindrischen Stiftbereich, an dem ein Gewinde 3 schematisch dargestellt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Schraube einen Sechskantkopf 2.

An der Stirnkante ist ein gebogener Federdraht 5 angeordnet, beispielsweise durch Kleben, Löten, Schweißen, Verklemmen, seitliches Hineinschieben und mechanische Versperrung in axialer Richtung oder dergleichen. Der Federdraht 5 ist so gebogen, daß er den Außendurchmesser des Bolzens bereichsweise vergrößert.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß die Gewindegänge ein Stück vor dem Schraubenende am gewindefreien Steckbereich 4 enden.

Die Teil-Fig. 1a-c zeigen die bereits beschriebenen Arbeitsschritte von den unbefestigten Elementen (Fig. 1a) über die Vormontage (Fig. 1b) bis zur endgültigen Verbindung (Fig. 1c).

Es versteht sich von selbst, daß anstelle der gezeigten Schraube jedes Befestigungselement mit einem entsprechenden elastischen Element in Form eines Federdrahtes, einer elastischen Masse, einem elastischen Polstermaterial und dergleichen versehen werden kann. Auch können andere Formen von Federdraht, Drähte und dergleichen, sowie andere Orte für das elastische Element vorgesehen sein.

In Fig. 2 ist anstelle der Mutter 6 in Fig. 1 die Gewindebohrung 7 (zur Ansicht "aufgesägt") in einem Zylinder 8 untergebracht, welcher sich an einem der zu verbindenden Gegenstände, dessen Ausschnitt 9 gezeigt ist, befindet.

Die Teil-Fig. 2a-c zeigen die bereits beschriebenen Arbeitsschritte von den unbefestigten Elementen (Fig. 2a) über die Vormontage (Fig. 2b) bis zur endgültigen Verbindung (Fig. 2c).

Fig. 3 und 4 zeigen beispielhaft eine Steckmutter 12, bei welcher eine mit einer Gewindebohrung versehene und an sich bekannte Mutter mit den Innendurchmesser verjüngenden Drahtstücken 13 versehen ist. Die Federdrähte 13 oder dergleichen sind z. B. in einer ihrer beiden Haltebohrungen befestigt, während sie in der anderen Bohrung beweglich sind. Auf diese Weise können die Federdrähte beim Aufstecken auf den sich verjüngenden gewindefreien Steckbereich 10 elastisch nachgeben. Wird somit die Mutter 12 auf einen Gewindebolzen, eine Schraube oder dergleichen aufgesteckt, so daß die Gewindebohrung 7 auf den gewindefreien Steckbereich 10 aufgeschoben wird, so werden die Drahtstücke 13 die Mutter auf den gewindefreien Steckbereich der Schraube z. B. in der Nut 11 festklemmen und somit gegen Herunterfallen sichern, bis erste Gewindegänge verschraubt wurden.

Die Teil-Fig. 3a-c zeigen die bereits beschriebenen Arbeitsschritte von den unbefestigten Elementen (Fig. 3a) über die Vormontage (Fig. 3b) bis zur endgültigen Verbindung (Fig. 3c).

Ebenfalls eine Vormontage erzielt man mit einem Bügelelement 16 gemäß Fig. 5, welches am Ende eines Gewindebolzens 15 angesetzt ist. Das Bügelelement 16 ist aus einem elastischen Material gebildet, also Draht, Federmetall, Kunststoff oder dergleichen, so daß eine aktive Sicherung des Gewindebolzens 15 in einer Bohrung, einer Mutter oder dergleichen erfolgt. Auch hier ist durch den gewindefreien Steckbereich der Schraube eine Vorzentrierung gewährleistet.

Bezugszeichenliste

1

Steckschraube

2

Sechskantkopf

3

Gewindegänge (schematisch dargestellt)

4

gewindefreier Steckbereich

5

Federdraht

6

Mutter

7

Gewindebohrung (in

Fig.

2

zur Ansicht "aufgesägt")

8

Zylinder zur Verbindung von Gewindebohrung und zu befestigendem Gegenstand (zur Ansicht "aufgesägt")

9

Teil eines zu befestigenden Gegenstandes (schematisch dargestellt)

10

gewindefreier Steckbereich mit Nut

11

Nut

12

Steckmutter

13

Federdraht (z. B. an einem Ende befestigt)

14

Muttersechskant

15

Gewindebolzen

16

Bügelelement

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Vereinfachung der Montage von im wesentlichen stiftförmigen Befestigungselementen in zu deren Aufnahme vorgesehenen Öffnungen, wobei der Außendurchmesser wenigstens eines Teilbereiches des stiftförmigen Befestigungselementes und der Innendurchmesser wenigstens eines Teilbereiches der Öffnung aufeinander abgestimmt sind, gekennzeichnet durch wenigstens ein elastisches Element, welches das wenigstens teilweise in die Öffnung eingeführte Befestigungselement gegen Herausrutschen sichert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement ein Bolzen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement eine Schraube ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung eine Bohrung ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in einer Mutter ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element eine Feder ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element durch eine elastische Masse gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element durch ein Polstermaterial gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element am Ende des Befestigungselementes angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element in oder an der Öffnung angeordnet ist.