DE19881663C2

DE19881663C2 - Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung

Info

Publication number: DE19881663C2
Application number: DE19881663T
Authority: DE
Inventors: William Ernest Taylor Vallance
Original assignee: Titus International Ltd
Current assignee: Titus International Ltd
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2018-03-06
Also published as: EP0970311B1; BR9806695A; ES2206902T3; DK0970311T3; CN1254400A; JP2001524185A; EP0970311A1; JP4339932B2; DE69818237D1; CN1123702C; WO1998040634A1; DE19881663T1; US6276868B1; ATE250187T1; AU6508798A

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Vorrichtungen zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen eines zerlegbaren Möbelstücks.

Das US-Patent US 5567081 A der Anmelderin offenbart ebenso wie das Dokument DE 196 21 746 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen unter Verwendung eines Spannbolzens, der in einer in einem der Bauteile sitzenden Spreizhülse aufgenommen ist und mittels eines in dem anderen Bauteil drehbaren Spannkörpers unter Zug gesetzt werden kann, so dass sich die Spreizhülse aufweitet und die Klemmkraft erzeugt werden kann.

Während bei der Vorrichtung nach DE 196 21 746 A1 eine bestimmte axiale Bewegung der Spreizhülse zugelassen wird, indem eine besondere Gestaltung des Übergangs von der Spannhülse in ein speziell gestaltetes Gehäuse für den Spannkörper gewählt wird, bleibt die Spannhülse im Fall der Vorrichtung nach US 5567081 A axial fest positioniert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die aus der US 5567081 bekannte Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung ein längliches bzw. langgestrecktes Befestigungselement 10 und ein drehbares Spannelement 12 auf. Das Befestigungselement 10 kann an einem ersten Verbindungsbauteil (14) derart angebracht werden, dass wenigstens sein Kopfabschnitt 16 von dem Verbindungsbauteil vorsteht. Das Spannelement 12 ist in einer Aussparung 18 in dem zweiten Verbindungsbauteil 20 drehbar angebracht und hat zwei bogenförmige Nockenfläche bzw. Exzenterflächen 22, die mit dem Kopfabschnitt des Befestigungselementes in Eingriff gebracht werden können.

Die Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung weist zudem eine Hülse bzw. Trommel 24 für das Befestigungselement 10 auf. Ein Endabschnitt der Hülse 24 kann in eine Aussparung 26 in dem ersten Verbindungsbauteil 14 eingesetzt werden. Das Befestigungselement 12 hat einen mehrfach verjüngenden bzw. konischen Endabschnitt 28, der derart angeordnet ist, dass sich die Hülse ausdehnt und mit einer Wandung 30 der Aussparung 26 kraftschlüssig in Eingriff gelangt, wenn das Befestigungselement in Bezug auf die Hülse axial bewegt wird.

Bei einer Anwendung wird die Hülse 24 an dem Befestigungselement 10 angebracht und anschließend in eine Bohrung 32 in dem zweiten Verbindungsbauteil 20 eingesetzt. Die Bohrung 32 erstreckt sich zu der Aussparung 18 unter einem rechten Winkel und schneidet diese. Wenn die Hülse 24 korrekt in die Bohrung 32 eingesetzt ist, wird der Kopfabschnitt 16 des Befestigungselementes in einem hohlen mittigen Bereich des Spannelementes derart aufgenommen, daß er mit den Nockenflächen 22 in Eingriff gebracht werden kann. Dies sind im wesentlichen die Positionen des Befestigungselementes, der Hülse und des Spannelementes, die in Fig. 1a gezeigt sind.

Um zwischen den zwei Bauteilen 14, 20 eine Verbindung herzustellen, wird der Endabschnitt der Hülse 24, der nicht in der Bohrung 32 aufgenommen ist, in die Aussparung 26 in dem ersten Verbindungsbauteil 14 eingefügt. Das Spannele ment wird anschließend um seine Drehachse gedreht, die zur Längsachse des Befestigungselementes senkrecht steht. Während das Spannelement derart gedreht wird, wirken die Nockenflächen 22 so, daß das Befestigungselement in Achs richtung weg von dem ersten Verbindungsbauteil 14 gezogen wird. Die Hülse wird durch einen Hülsenrand bzw. eine Hül senmanschette 34, der bzw. die an einer Endfläche 37 des zweiten Verbindungsbauteiles anstößt, daran gehindert, daß sie sich mit dem Befestigungselement bewegt. Durch die Relativbewegung des Befestigungselementes und der Hülse wird der mehrfach verjüngende Endabschnitt 28 in Richtung einwärts von der Hülse gezogen, wodurch bewirkt wird, daß sie sich ausdehnt bzw. weiter wird und kraftschlüssig mit der Wandung der Aussparung 26 in Eingriff gelangt. Eine weitere Drehung des Spannelementes bewirkt, daß die Verbindungsbauteile eng bzw. fest aneinander gezogen werden, so daß die Verbindungsbauteile auf Druck beansprucht sind und das Befestigungselement auf Zug beansprucht ist.

Mit einer solchen Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung kann ein Problem auftreten, wenn das Spannele ment in Bezug auf die Endfläche 37 des zweiten Verbindungs bauteils nicht korrekt angeordnet ist. Wenn das Spannele ment zu nahe an diesem Rand angeordnet ist, kann es sich als unmöglich erweisen, die Verbindung anzuziehen bzw. zu spannen, weil nur ein kleiner Abschnitt der Länge von jeder Nockenfläche auf eine Drehung des Spannelementes wirksam ist. Dies führt dazu, daß an das Befestigungselement eine sehr geringe Zugkraft angelegt wird, so daß in der Verbin dung wenig Druck vorhanden ist und die Verbindung somit schwach ist. Wenn das Spannelement von dem Rand des zweiten Verbindungsbauteiles zu weit entfernt angeordnet ist, kann nur eine geringe Drehung des Spannelementes in Spann richtung erzielt werden, sofern keine übermäßige Kraft an gelegt wird.

Die Nockenflächen bekannter Nockenelemente haben typi scherweise ein Längsprofil, das dafür ausgelegt ist, daß ein zweiphasiger Spannvorgang vorgesehen ist. Fig. 1b ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen einer Drehung des Nockenelementes und einer Axialbewegung des Befestigungselementes in einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung und den zweiphasigen Spannvorgang darstellt. Entlang der vertikalen Achse ist die Axialbewegung in mm angezeigt und entlang der horizontalen Achse ist die Drehung in Grad angezeigt. In der ersten Phase ist durch Nockenflächenabschnitte, die eine verhältnismäßig steile oder enge Kurve, d. h., eine Krümmung, die derart ausgebildet ist, daß sie für eine verhältnismäßig kleine Drehung des Nockenelementes eine verhältnismäßig große Axialbewegung des Bolzens vorsieht, haben eine verhältnismäßig "grobe Bewegung" des Bolzens vorgesehen. Das Verhältnis zwischen der Drehung des Nockenelementes und der bewirkten Axialbewegung ist nicht linear und beträgt pro 10° Drehung typischerweise mehr als 0,5 mm. Diese "grobe Bewegung" ist vorgesehen, um einen Spalt zwischen den beiden Platten zu schließen, und um zu bewirken, daß sie eng aneinander gedrückt werden; dies ist eine Bewegung, die oftmals als Heranziehen bezeichnet wird. Die zweite Phase der Bolzenbewegung wird durch Nocken flächenabschnitte hervorgerufen, die eine verhältnismäßig flachere Kurve haben. Die Bewegung in der zweiten Phase verstärkt die Druckkraft an der Verbindung, und die abnehmende Krümmung der Nockenflächen verleiht der Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung einen gewissen Grad an Selbsthemmung bzw. -sperrung, was oft als Verriegeln bzw. Sperren bezeichnet wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Wahrscheinlichkeit, daß sich das Nockenelement bei einer Belastung der Platten bei einer Anwendung zurückbewegt bzw. zurückdreht, d. h., sich in die zu der Richtung, in die gedreht wird, um die Verbindung zu spannen, entgegengesetzte Richtung dreht, um so höher ist, je steiler die Kurve der Nockenflächen an der Eingriffs stelle mit dem Kopfabschnitt des Bolzens ist. Dementsprechend sollen Nockenelemente, die für die oben beschriebene zweiphasige Bolzenbewegung ausgestaltet sind, beim Spannen der Verbindung in ausreichendem Maße gedreht werden, um den Eingriff zwischen dem Kopfabschnitt des Bolzens und den flacheren Abschnitten der Nockenflächen zu sichern, so daß das sogenannte Sperren erzielt wird.

Bei der Anwendung des Nockenelementes, das der Gegen stand der Fig. 1b ist, wird das Nockenelement von der Posi tion, in der der Kopfabschnitt des Bolzens in den hohlen Bereich eingefügt ist, um ungefähr 50° gedreht, bevor die Nockenflächen mit dem Kopfabschnitt in Eingriff gelangen. Das Nockenelement muß anschließend um weitere 75° gedreht werden, bevor eine wirksame Verriegelung der Verbindung er zielt wird.

Diese herkömmlichen Vorrichtungen zur Herstellung einer Verbindung und ihre Nockenelemente haben verschiedene Nach teile.

Ein Nachteil besteht darin, daß eine relativ hohe Dreh kraft erforderlich ist, um das Nockenelement während der Heranziehphase zu drehen. Es sei darauf hingewiesen, daß der Nocken während der Heranziehphase verhältnismäßig stark "in Eingriff gebracht wird", und je steiler die Kurve der Nockenflächen ist, desto höher ist das von dem Anwender erforderliche Drehmoment. Die für den Anwender erforderliche Anstrengung soll verringert werden.

Ein weiteres Problem, das mit dieser Ausgestaltung ver bunden ist, liegt darin, daß das Nockenelement stabil bzw. schwer hergestellt sein muß, um den relativ hohen, darauf wirkenden Kräfte stand zu halten. Wenn das Nockenelement nicht solide bzw. kräftig ist, kann es durch die darauf aufgebrachte Beanspruchung brechen; der Fachmann kennt das Phänomen, daß der Nocken bricht.

Es sei darauf hingewiesen, daß solche Nockenelemente gewöhnlich mittels Druckußverfahren in großen Mengen her gestellt werden. Metalle zum Druckgießen sind relativ teuer, und es ist daher wünschenswert, daß die für jedes Nockenelement erforderliche Metallmasse so weit wie möglich verringert wird, ohne daß dessen Festigkeit bedeutend verringert wird.

Ein weiterer Nachteil von bekannten Vorrichtungen zur Herstellung einer Verbindung liegt darin, daß sie keine Spielraum für Toleranzen haben. Das heißt, wenn die Aussparungen und Bohrungen, in welche die Vorrichtungsteile eingesetzt werden, nicht präzise hergestellt sind, kann keine zuverlässige Verbindung hergestellt werden.

Genauer gesagt wird das Nockenelement bei der Anwendung gewöhnlich in eine Aussparung in einer Hauptfläche eines ersten Verbindungsbauteiles eingesetzt. Diese Aussparung durchbricht entweder einen Rand der Platte oder ist mittels einer Bohrung, die sich von der Aussparung zu dem Rand erstreckt, mit dem Rand verbunden. Durch diese Anordnung kann der Kopfabschnitt des Bolzens in das Nockenelement derartig eingesetzt werden, daß er bei einer Drehung des Nockenelementes mit den Nockenflächen in Eingriff gebracht werden kann.

Wenn das Nockenelement zu nahe an dem Rand des Verbin dungsbauteils angeordnet ist, kann es sich als unmöglich erweisen, die Verbindung zu spannen, weil nur ein kleiner Abschnitt der Länge von jeder Nockenfläche auf eine Drehung des Spannelementes wirksam ist. Dies führt dazu, daß an das Befestigungselement eine sehr geringe Zugkraft angelegt wird, so daß in der Verbindung wenig Druck vorhanden ist, und die Verbindung somit schwach ist.

Wenn das Nockenelement von dem Rand des Verbindungsbau teils zu weit entfernt angeordnet ist, kann nur eine ge ringfügige Drehung des Nockenelementes in die Spannrichtung erzielt werden, sofern keine übermäßige Kraft angelegt wird. In diesem Fall kann das Nockenelement gewöhnlich nicht ausreichend gedreht werden, damit der Kopfabschnitt mit dem Abschnitt des Nockens in Eingriff gelangt, wodurch eine Verriegelung vorgesehen ist, und wenn weiter gedreht wird, kann dies zu einem Brechen des Nockens führen. Dies führt zu keinem wirksamen Verriegelungsvorgang, und das Nockenelement neigt dazu, daß es sich zurück dreht, wenn die Verbindung belastet wird, was zu einer schwachen Verbindung führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme wenigstens teilweise zu beheben.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen mit einem länglichen Befestigungselement, einem drehbaren Spannelement und einer Hülse für das Befestigungselement, wobei das Spannelement wenigstens eine bogenförmige Nocken fläche aufweist, die mit einem Kopfabschnitt des Befesti gungselementes derart in Eingriff gebracht werden kann, daß eine Drehung des Spannelementes um seine Drehachse das Befestigungselement im allgemeinen zu der Drehachse zieht, wobei (i) die Hülse dafür ausgelegt ist, daß bei einer Anwendung ihr vorderer Endabschnitt in Bezug zu der Drehachse in einer festen Position bleibt, wobei (ii) die Hülse einen entgegengesetzten Endabschnitt aufweist, der dafür ausgelegt ist, daß er durch das Befestigungselement radial ausgedehnt werden kann, wenn es auf diese Art und Weise gezogen worden ist, damit das Befestigungselement an einem derartigen Verbindungsbauteil befestigt wird, und wobei (iii) die Hülse in ihrer Längsrichtung teilweise faltbar ist.

Die Hülse weist vorzugsweise eine Wandung auf, die mit einer Falteinrichtung versehen ist, wodurch die Hülse in ihrer Längsrichtung teilsweise faltbar ist.

Die Falteinrichtung kann entlang der Länge der Hülse an beabstandeten Stellen eine Vielzahl von faltbaren Bereichen bilden.

Die Falteinrichtung kann wenigstens einen Abschnitt mit verringerter Dicke aufweisen, der in der Wandung ausgeformt ist. Der oder jeder Abschnitt mit verringerter Dicke kann eine Aussparung bilden, die sich in der Längsrichtung erstreckt.

Die Falteinrichtung kann wenigstens eine Aussparung aufweisen, die in der Wandung gebildet ist. Die oder jede Aussparung kann sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt der Hülse erstrecken. Die oder jede Aussparung kann eine kreuzförmige Aussparung sein.

Die Umfangsfläche des Nockenelementes, die mit der Hülse in Eingriff gebracht werden kann, ist vorzugsweise in einem im wesentlichen konstanten, radialen Abstand von ei ner Drehachse des Spannelementes angeordnet.

Die Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen vor, mit: (i) einem Spannelement, das an einem ersten derartigen Verbindungsbauteil drehbar angeordnet ist und wenigstens eine bogenförmige Nockenfläche aufweist; (ii) einem länglichen Befestigungselement, das einen vorderen Endabschnitt aufweist, welcher mit der oder jeder Nockenfläche derart in Eingriff gebracht werden kann, daß bei einer Anwendung eine Drehung des Spannelementes eine Axialbewegung des Befestigungselementes zu dem Spannelement bewirkt; und (iii) einer Hülse für das Befestigungselement, wobei die Hülse einen ersten Endabschnitt aufweist, der in eine Aussparung in einem zweiten derartigen Verbindungs bauteil eingesetzt wird und mit dem Befestigungselement derart zusammenwirken kann, daß die Axialbewegung eine radiale Ausdehnung des ersten Endabschnittes der Hülse bewirkt, so daß er mit einer Wandung einer derartigen Aussparung kraftschlüssig in Eingriff gelangt, und wobei die Hülse einen zweiten Endabschnitt aufweist, der derart angeordnet ist, daß er mit einer Umfangsfläche des Spannelementes in Eingriff steht, wenn der vordere Endabschnitt mit der oder jeder Nockenfläche wenigstens über einem wesentlichen Abschnitt des Drehbereichs des Spannelementes in Eingriff steht, wenn die Eingriffsfläche und die Nockenflächen derart in Eingriff stehen.

Für ein besseres Verständnis der Erfindung erfolgt nachstehend und unter Bezugnahme auf die begleitende Zeich nung die beispielhafte Beschreibung von Ausführungsformen, wobei

Fig. 1a eine Schnittansicht der bekannten, in dem US- Patent US 5567081 A offenbarten Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung ist;

Fig. 1b eine graphische Darstellung ist, die das Ver hältnis zwischen der Größe einer Drehung eines herkömmmlichen Spannelementes und der durch eine solche Drehung verursachten Axialbewegung eines länglichen Befestigungselementes zeigt;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Befe stigungselementes und einer Hülse dafür ist;

Fig. 3 das Befestigungselement und die Hülse der Fig. 2 zeigt, die um 90° um die Längsachse des Befestigungselemen tes gedreht worden ist;

Fig. 4 ein Schnitt an einer Linie IV-IV in Fig. 3 ist;

Fig. 5 ein Schnitt an einer Linie V-V in Fig. 3 ist;

Fig. 6 ein Schnitt an einer Linie VI-VI in Fig. 3 ist;

Fig. 7 ein Schnitt an einer Linie VII-VII in Fig. 3 ist; und

Fig. 8 eine Perspektivansicht von unten eines Spannele mentes ist.

Fig. 9 ist eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen alternativen Spannelementes;

Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Spannelementes;

Fig. 11 zeigt ein alternatives Befestigungselement und eine alternative Hülse, die mit dem Spannelement verwendet werden können;

Fig. 12 ist eine Schnittansicht des Spannelementes, des Befestigungselementes und der Hülse bei Betrachtung entlang der Linien V-V in den Fig. 10 und 11;

Fig. 13 ist eine der Fig. 12 entsprechende Ansicht, die das Spannelement in einer in Spannrichtung maximal ge drehten Position zeigt; und

Fig. 14 ist eine graphische Darstellung, die das Ver hältnis zwischen der Größe einer Drehung des Spannelementes aus Fig. 9 und einer durch eine solche Drehung verursachten Axialbewegung des länglichen Befestigungselementes aus Fig. 11 zeigt.

Im folgenden wird auf die Fig. 2 bis 8 Bezug genommen. Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung weist ein Spannelement in der Form einer drehbaren Trommel 110, ein Befestigungselement in der Form eines länglichen bzw. langgestreckten Bolzens bzw. Stiftes 112 und eine Hülse bzw. Trommel 114 für den Bolzen 112 auf.

Die drehbare Trommel 110, die in Fig. 8 gezeigt ist, hat eine Öffnung 116, durch die ein Kopfabschnitt 118 des Bolzens 10 in einen hohlen Bereich in der Mitte der Trommel eingesetzt werden kann. Von der Öffnung 116 erstreckt sich teilweise um den Umfang der Trommel ein Schlitz 120. Die Trommel bilden zwei bogenförmige Nockenflächen 122, 124, die voneinander durch den Schlitz 120 getrennt sind. In der oberen Fläche 126 der Trommel sind (nicht gezeigte) geeignete Einrichtungen vorgesehen, damit die Trommel mit tels eines Handwerkzeuges, wie z. B. eines Schraubendrehers oder eines Sechskantschraubenschlüssels, gedreht werden kann. Vorzugsweise sind der Bolzen 112 und die Trommel 110 so ausgestaltet, daß beim anfänglichen Einfügen der Kopfabschnitt 118 mit der Nockenfläche 122 in Eingriff gelangt, so daß der Bolzen in seiner korrekten Position angeordnet ist. Dies kann in Verbindung dazu erfolgen, daß der vordere Endabschnitt 148 der Hülse 114 mit der Außenumfangsfläche 166 der Trommel in Eingriff gelangt.

In Bezug auf Fig. 6 weist der Bolzen 112, der vorzugsweise ein Druckgußformteil ist, den Kopfabschnitt 118, einen Ausdehnabschnitt bzw. Erweiterungsabschnitt, der an dem zu dem Kopfabschnitt entgegengesetzten Endabschnitt des Bolzens angeordnet ist, und einen Schaft 134, der sich zwischen dem Kopfabschnitt und dem Ausdehnabschnitt erstreckt und diese verbindet, auf. Der Schaft 134 ist ein herkömmlicher Zylinder, wogegen der Ausdehnabschnitt drei kegelstumpfförmige Abschnitte 136, 138, 140 aufweist, die Endabschnitt an Endabschnitt angeordnet sind. Der Kopfabschnitt 118 weist eine konvexe Eingriffsfläche 142 auf, um mit den Nockenflächen 122, 124 zusammenwirkbar in Eingriff zu stehen, wenn der Kopfabschnitt 118 in dem hohlen Innenraum der drehbaren Trommel 110 aufgenommen ist. Der Kopfabschnitt 118 ist vorzugsweise ringförmig.

Die Eingriffsfläche 142 kann mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Vorsprüngen 144 versehen sein, die mit den Nockenflächen 122 oder besonders bevor zugt mit (nicht gezeigten), in den Nockenflächen vorgesehenen Vertiefungen in Eingriff stehen können. Diese Vorsprünge und Vertiefungen dienen als Verriege lungsmechanismus, wenn sie vorgesehen sind. Für eine detailliertere Beschreibung des Verriegelungsmechanismuses wird auf die GB 2246826 A der Anmelderin verwiesen.

Die Hülse 114 weist eine im allgemeinen ringförmige Wandung auf, die eine Durchgangsausnehmung bildet, welche sich zwischen den entgegengesetzten Endabschnitten der Hülse axial erstreckt. Die Durchgangsausnehmung ist an ei nem Endabschnitt derart ausgestaltet, daß sie mit den kegelstumpfförmigen Abschnitten 136, 138, 140 des Bolzens 112 in Eingriff steht. Der Rest der Durchgangsausnehmung ist derart ausgestaltet, daß er um den Schaft 134 des Bolzens herum dicht bzw. eng anliegt. Es sei angemerkt, daß der vordere Endabschnitt und die Ausdehnabschnitte des Bolzens 112 einen etwas größeren Durchmesser haben als der Abschnitt der Durchgangsausnehmung, der den Schaft 134 umgibt. In der Praxis könnte die Hülse aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden, das durch ein als Zweistufen-Spritzgießverfahren bekanntes Verfahren direkt an dem Bolzen aufgebracht bzw. ausgeformt wird. Das Zweistufen-Spritzgießverfahren ist ein dem Fachmann bekanntes Verfahren und wird dementsprechend hier nicht detailliert beschrieben. Als Alternative kann die Hülse zwei Teile aufweisen, die um den Bolzen herum in Schnappverbindung gebracht werden, wobei in diesem Fall die Teile der Hülse gelenkig verbunden sind.

Wenn die Hülse an dem Bolzen 112 korrekt angebracht ist, ist zwischen der Eingriffsfläche 142 des Bolzens und einer benachbarten Endfläche 148 der Hülse ein Spalt vorhanden. Wenn die Trommel 110 und der Bolzen 112 zusammengebaut werden, kann der Abschnitt des Schaftes 134, der sich in dem Spalt zwischen der Eingriffsfläche 142 und der Endfläche 148 befindet, in dem Trommelschlitz 120 aufgenommen werden. Dadurch kann die Trommel um ihre Drehachse gedreht werden, wobei der Kopfabschnitt 118 des Bolzens in ihrem hohlen Inneren aufgenommen ist.

An dem Endabschnitt der Hülse, in dem die kegel stumpfförmigen Abschnitte 136, 138, 140 des Bolzens ange ordnet sind, ist an der Außenfläche der Hülse ein sich schraubenförmig erstreckender Widerhaken 146 bzw. ein Abschnitt 146 mit einem sich schraubenförmige erstreckenden Widerhaken vorgesehen, damit der Eingriff zwischen der Hülse und dem Verbindungsbauteil, in welchem der mit Widerhaken versehene Endabschnitt aufgenommen wird, verbessert wird. Natürlich muß der Widerhaken 146 nicht schraubenförmig sein, und zu diesem Zweck können alle Arten von Vorsprüngen, wie sie dem Fachmann bekannt sind, an der Hülse vorgesehen sein.

Die Hülse 114 ist mit Falt- bzw. Knickeinrichtungen versehen, wodurch die Hülse in ihrer Längsrichtung teilweise gefaltet bzw. geknickt werden kann. Die Falteinrichtungen sind dafür ausgelegt, daß die Festigkeit der Hülse bei Druck selektiv verringert wird.

In der Ausführungsform haben die Falteinrichtungen die Form von zwei entgegengesetzten Aussparungen 150, von welchen sich jede teilweise in Umfangsrichtung der Hülse erstreckt, und die Form von zwei kreuzförmigen Aussparungen 152. Die kreuzförmigen Aussparungen 152 sind an gegenüberliegenden Seiten der Hülse angeordnet und haben jeweilige, sich in Längsrichtung erstreckende Abschnitte, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Hülse erstrecken.

Die Aussparungen 150 sind (bei Betrachtung der Fig. 2, 3 und 6) an dem linken Endabschnitt der Hülse angeordnet und bilden zusammen mit den linken Endabschnitten der sich in Längsrichtung erstreckenden Abschnitte der kreuzförmigen Aussparungen 152 vier Rippen 154, die einen ringähnlichen vorderen Endabschnitt 156 der Hülse mit dem Rest der Hülse verbinden.

Die quer verlaufenden Abschnitte 158 der kreuzförmigen Schlitze 152 sind derart angeordnet, daß sie zwei entgegengesetzte Rippen 160 bilden, die von den Rippen 154 radial versetzt sind und sich in radialer Richtung im allgemeinen senkrecht dazu erstrecken. Die Aussparungen 150 und die kreuzförmigen Aussparungen 152 bilden zudem zwischen sich zwei bogenförmige Segmente 162. Die Rippen 160 verbinden die bogenförmigen Segmente 162, die Rippen 154 und den ringähnlichen vorderen Endabschnitt 156 mit dem Rest der Hülse. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Anordnung von Aussparungen, Verbindungsrippen und bogenförmigen Segmenten einen faltbaren bzw. knickbaren Bereich bildet, der sich in der Nähe des vorderen Endabschnittes 150 der Hülse befindet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Abschnitte der kreuzförmigen Aussparungen 152, die sich von den querverlaufenden Abschnitten 160 zu dem mit Widerhaken versehenen Endabschnitt der Hülse in Längsrichtung der Hülse erstrecken, ebenfalls, wenn auch nur zu einem geringeren Grad, zur Faltbarkeit der Hülse beitragen.

Um bei einer Anwendung eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen herzustellen, werden die drehbare Trommel 110, der Bolzen 112 und die Hülse 114 in geeignete Aussparungen und Bohrungen, die in den Verbindungsbauteilen vorgesehen sind, auf die gleiche Art und Weise wie das Befestigungselement 10, das Spannelement 12 und die Hülse 24 der herkömmlichen, in Fig. 1a gezeigten Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zusammengefügt. Außerdem ist der Spannvorgang im wesentlichen der gleiche. Dementsprechend wird in der folgenden Beschreibung die Anwendung der Ausführungsform zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen in Bezug auf die in Fig. 1a gezeigten Verbindungsbauteile beschrieben, und es werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um die Verbindungsbauteile zusammen mit ihren zugehörigen Bohrungen und Aussparungen zu kennzeichnen.

Ein Unterschied zwischen der bekannten Vorrichtung aus Fig. 1a und der in den Fig. 2 bis 8 gezeigten Vorrich tung besteht darin, daß, wenn die Nockenflächen 122, 124 der drehbaren Trommel 110 mit der Eingriffsfläche 142 des Bolzens 112 in Eingriff gelangen, die Endfläche 148 des ringähnlichen vorderen Endabschnittes 156 der Hülse mit Um fangsflächen 164, 166 der Trommel an jeder Seite des Schlitzes 120 in Eingriff gelangt. Dies verhindert eine Axialbewegung der Hülse in Bezug auf die Trommel, so daß während einer Drehung der Trommel in Spannrichtung eine Re lativbewegung zwischen der Hülse und dem Bolzen vorhanden ist, was bewirkt, daß die kegelstumpfförmigen Abschnitte 136, 138 und 140 axial einwärts von der Hülse gezogen werden, und dadurch der mit Widerhaken versehene Endab schnitt der Hülse radial ausgedehnt bzw. erweitert wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein Vorteil dieser Vor richtung im Vergleich zur bekannten, in Fig. 1a gezeigten Vorrichtung darin liegt, daß beim Start des Spannvorgangs der Kopfabschnitt 118 des Bolzens stets korrekt angeordnet ist, wobei die Eingriffsfläche 142 mit den Nockenflächen 144 in Eingriff steht. Der Grund dafür ist, daß die Startposition der Eingriffsfläche des Bolzens in Bezug auf die Nockenflächen durch die Geometrie der Trommel 110, des Bolzens 112 und der Hülse 114 bestimmt wird und nicht durch den Abstand zwischen der Endfläche 36 des Verbin dungsbauteils 20 und der in der Trommel vorgesehenen Aussparung 18, wie es bei der in Fig. 1a gezeigten, bekannten Vorrichtung der Fall ist. Demgemäß kann sichergestellt sein, daß eine gute Verbindung hergestellt wird, weil die Trommel stets in eine Position gedreht werden kann, in welcher zwischen den Nockenflächen und der Eingriffsfläche des Bolzens der optimale Eingriff erzielt wird.

Weitere Vorteile der Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung dieser Ausführungsform werden aufgrund der Falt barkeit bzw. Knickbarkeit der Hülse 114 erzielt. Wie vorher beschrieben worden ist, bewirkt der anfängliche Heranziehvorgang der Trommel eine Relativbewegung zwischen dem Bolzen und der Hülse, die dazu führt, daß der mit Widerhaken versehene Endabschnitt der Hülse mit der Wandung 30 der Aussparung 26 kraftschlüssig in Eingriff gelangt. Wenn diese Position erreicht ist, erzeugt eine weitere Drehung der Trommel in der Hülse eine Druckkraft, die das teilweise Falten der Hülse in dem Bereich der Rippen 154, 160 bewirkt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Druckkraft entsteht, weil die Position der Hülse zwischen den Umfangsflächen 164, 166 der Trommel und der Wandung 30 der Aussparung fest ist, und es sei auch darauf hingewiesen, daß, wenn die Hülse nicht faltbar wäre, eine weitere Drehung der Trommel mittels eines herkömmlichen Handwerkzeuges äußerst schwierig, wenn nicht sogar unmöglich wäre.

Die zusätzliche Drehung der Trommel, die durch das Falten der Hülse möglich gemacht wurde, schafft folgende zwei Vorteile: 1. Wenn zwischen dem zweiten Verbindungsbauteil 14 und der Endfläche 37 des ersten Verbindungsbauteils ein Spalt vorhanden ist, wird der Spalt geschlossen, da der Bolzen einwärts von der Trommel gezogen wird. 2. Durch das Falten der Hülse können die zwei Verbindungsbauteile, wenn sie sich in Anlage befinden, fest bzw. eng aneinander gezogen werden, wobei die Verbindungsbauteile in dem Bereich der Verbindung mit Druck beaufschlagt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Falteinrichtungen nicht auf die in der Ausführungsform gezeigte Form einge schränkt sind. Es können z. B. entlang der Hülse in bestimmten Abständen einzelne Aussparungen oder Gruppen von Aussparungen vorgesehen sein, um eine Vielzahl von beabstandeten, faltbaren bzw. knickbaren Bereichen zu bilden.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Falteinrichtungen nicht auf Aussparungen, die in der Hülsenwandung vorgesehen sind, eingeschränkt sind. Es können z. B. in der Hülsenwandung Aussparungen vorgesehen sein, die Abschnitte mit verringerter Dicke bilden, wobei dadurch die Faltbarkeit der Hülse erhöht wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß in der Ausführungsform die Position des vorderen Endabschnittes 156 der Hülse in Bezug auf die Drehachse der Trommel 110 fest bleibt. Weil die Hülse in Bezug auf die Trommel fest bleibt, kann sich das Befestigungselement in Bezug auf die Hülse bewegen, so daß diese ausgedehnt wird. Es wird verständlich, daß der vordere Endabschnitt der Hülse mit dem Umfang der Trommel nicht in Eingriff stehen muß, damit die Position der Hülse in Bezug auf die Drehachse der Trommel fest ist.

In Bezug auf die Fig. 9 bis 13 weist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen ein Spannelement 110, ein Befestigungselement in der Form eines Bolzens bzw. Stiftes 112 und eine Hülse bzw. Trommel 14 für den Bolzen auf. Das Spannelement 110 hat einen zylindrischen trommelähnlichen Körper, der zwei im allgemeinen zylindrische Abschnitte 15, 16 aufweist, welche mittels eines Stegs bzw. einer Versteifung 18 verbunden sind. Der trommelähnliche Körper bildet einen mittig an geordneten Hohlraum 200 zur Aufnahme eines Kopfabschnittes 22 des Bolzens 112, eine im allgemeinen längliche Öffnung 26, durch die der Kopfabschnitt 22 in den Hohlraum 200 eingefügt werden kann, und einen Schlitz 28, der sich in Umfangsrichtung um den Körper erstreckt. Der Schlitz 28 ist so dimensioniert, daß er einen Halsabschnitt bzw. eine Verengung 30 des Bolzens 112 aufnimmt, wenn bei einer Anwendung das Spannelement (bei Betrachtung der Fig. 12 und 13) im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wobei der Kopfabschnitt 22 in dem Hohlraum 200 aufgenommen ist.

In der obersten Fläche des Körperabschnittes 15 (bei Betrachtung der Fig. 9 und 10) ist eine geeignete Aussparung vorgesehen, damit das Spannelement mittels eines geeigneten Werkzeugs, wie z. B. eines Schraubendrehers oder ähnlichem, gedreht werden kann.

Der trommelähnliche Körper bildet zudem zwei Nockenflä chen bzw. Exzenterflächen 32, 34, von welchen je eine jeweils auf einer Seite des Schlitzes 28 angeordnet ist. Die Nockenflächen 32, 34 sind so ausgestaltet, daß sie mit einer Eingriffsfläche 36 des Kopfabschnittes 22 in Eingriff gelangen. Die Nockenflächen haben in ihrer Längsrichtung ein bogenförmiges Profil, das derart ausgestaltet ist, daß bewirkt wird, daß sich der Bolzen 112 axial zur Drehachse 40 des Spannelementes bewegt, wenn das Spannelement im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, während der Kopfabschnitt 22 mit den Nockenflächen 32, 34 in Eingriff steht.

Die Krümmung des bogenförmigen Profiles der Nockenflä chen ist derart ausgestaltet, daß zwischen der Größe einer Drehung des Befestigungselementes und der Größe einer Axialbewegung des Bolzens 112 über einen wesentlichen Abschnitt eines solchen Bewegungsbereiches, wie er unterhalb detaillierter beschrieben und in Fig. 14 gezeigt ist, ein im wesentlichen lineares Verhältnis geschaffen wird.

In Richtungen, quer zu ihrer bogenförmigen Länge sind die Nockenflächen 32, 34 konkav, so daß mit einer konvexen, vorzugsweise ringförmigen Eingriffsfläche 36 des Bolzens 112 ein weitreichender bzw. ausgedehnter Oberflächenkontakt geschaffen wird.

In den Nockenflächen 32, 34 sind an beabstandeten Stel len entlang der Länge der Oberflächen eine Vielzahl von Vertiefungen 42 vorgesehen. Die Vertiefungen 42 sind so ausgestaltet, daß sie mit konischen Vorsprüngen 44 in Eingriff stehen, die an der Eingriffsfläche 36 an im wesentlichen beabstandeten Stellen vorgesehen sind. Das in Eingriff stehen der Vertiefungen 42 mit den Vorsprüngen 44 schafft einen sperrklinkenförmigen Verriegelungs mechanismus, so daß einer Drehung des Spannelementes sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn ein Widerstand entgegengebracht wird. Für eine detailliertere Beschreibung des Verriegelungsmechanismuses wird auf die GB 2246826 A der Anmelderin verwiesen.

In Bezug auf die Fig. 12 und 13 ist ersichtlich, daß die Versteifung 18 einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt hat und duch relativ dünne Wandungen gebildet ist. In der Ausführungsform liegt die Dicke der Wandungen zwischen 0,4 und 1,0 mm. Durch diese Anordnung wird die Metallmasse in der Versteifung beträchtlich verringert, und gleichzeitig wird die notwendige Festigkeit dafür geschaffen, um die Körperabschnitte 15, 16 in einem fest beabstandeten Verhältnis zu halten.

Um die bei der Herstellung des Spannelementes verwende te Metallmenge weiter zu verringern, werden die zylindri schen Körperabschnitte 15, 16 in Bereichen 50, 52, die an der Rückseite des Spannelementes diametral gegenüberliegend zur Öffnung 26 angeordnet sind, derart dünner gemacht, daß die Nockenflächen an jeweiligen Rippen 54, 56 gebildet werden, die von den Körperabschnitten 15, 16 hervorstehen.

Die Versteifung 18 definiert die Grenze des Spannelementes in der Spannrichtung, wie durch Fig. 13 gezeigt ist. Die Versteifung ist derart angeordnet, daß das Spannelement um seine Drehachse 40 von der Position, in welcher der Bolzen in die Öffnung eingesetzt wird, um einen Winkel ϕ von 225° gedreht werden kann.

Das Spannelement wird vorzugsweise durch Druckguß hergestellt, wobei eine geeignete Zinkdruckgußlegierung verwendet wird.

Der Bolzen 112 ist vorzugsweise ein Druckgußformteil, und weist den Kopfabschnitt 22, einen Ausdehnabschnitt bzw. Erweiterungsabschnitt 60 und einen Schaft 62, der den Kopfabschnitt und den Ausdehnabschnitt verbindet, auf. Der Schaft 62 ist ein herkömmlicher Zylinder, wogegen der Ausdehnabschnitt drei kegelstumpfförmige Abschnitte 64, 66, 68 aufweist, die Endabschnitt an Endabschnitt angeordnet sind.

Die Hülse 114 für den Bolzen 112 weist eine im allgemei nen ringförmige Wandung auf, die eine Durchgangsausnehmung bildet, welche sich zwischen den entgegengesetzten Endab schnitten der Hülse axial erstreckt. Die Durchgangsausneh mung ist an einem Endabschnitt derart ausgestaltet, daß sie mit den kegelstumpfförmigen Abschnitten 64, 66, 68 des Bolzens in Eingriff steht. Der Rest der Durchgangsausnehmung ist derart ausgestaltet, daß er um den Schaft 62 des Bolzens eng anliegend angeordnet ist. Es sei angemerkt, daß der Kopfabschnitt und die Ausdehnabschnitte des Bolzens 112 einen etwas größeren Durchmesser haben als der Abschnitt der Durchgangsausnehmung, der den Schaft 62 umgibt. In der Praxis könnte die Hülse aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, das durch ein als Zweistufen-Spritzgießverfahren bekanntes Verfahren direkt an dem Bolzen ausgeformt bzw. angeordnet wird. Das Zweistufen-Spritzgießverfahren ist ein dem Fachmann bekanntes Verfahren und wird daher hier nicht beschrieben. Als Alternative kann die Hülse zwei Teile aufweisen, die miteinander um den Bolzen herum in Schnappverbindung stehen können, wobei in diesem Fall die Teile der Hülse mittels eines Gelenks miteinander verbunden sind.

Wenn die Hülse an dem Bolzen korrekt angeordnet ist, ist zwischen der Eingriffsfläche 36 des Bolzens und einer benachbarten Endfläche 72 der Hülse ein Spalt vorhanden. Der Abschnitt des Schaftes 62, der sich in diesem Spalt be findet, bildet den Hals bzw. die Verengung 30 des Bolzens 112.

An dem Endabschnitt der Hülse, in dem die kegel stumpfförmigen Abschnitte 64, 66, 68 des Bolzens angeordnet sind, ist an der Außenfläche der Hülse ein sich schrauben förmig erstreckender Widerhaken 74 bzw. ein Abschnitt 74 mit sich schraubenförmig erstreckendem Widerhaken vorgesehen, um den Eingriff zwischen der Hülse und dem Verdungsbauteil, in welchem bei einer Anwendung der mit Widerhaken versehene Endabschnitt aufgenommen wird, ver bessert wird. Natürlich muß der Widerhaken 74 nicht schraubenförmig sein, und es können zum gleichen Zweck alle Arten von Vorsprüngen an der Hülse vorgesehen sein, wie sie dem Fachmann bekannt sind.

Die Hülse 114 ist mit Falt- bzw. Knickeinrichtungen versehen, wobei die Hülse in ihrer Längsrichtung teilweise gefaltet bzw. geknickt werden kann. Die Falteinrichtungen sind dafür ausgelegt, daß die Festigkeit der Hülse bei Druck selektiv verringert wird.

In der Ausführungsform werden die Falteinrichtungen durch zwei gegenüberliegende Aussparungen 76, von welchen sich jede teilweise in Umfangsrichtung der Hülse erstreckt, und zwei kreuzförmige Aussparungen 78 gebildet. Die kreuzförmigen Aussparungen 78 sind an gegenüberliegenden Seiten der Hülse angeordnet und haben jeweilige, sich in Längsrichtung erstreckende Abschnitte, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Hülse erstrecken.

Die Aussparungen 76 sind (bei Betrachtung der Fig. 11) an dem linken Endabschnitt der Hülse angeordnet und bilden zusammen mit den linken Endabschnitten der sich in Längsrichtung erstreckenden Abschnitte der kreuzförmigen Aussparungen 78 vier Rippen 80, die einen ringähnlichen vorderen Endabschnitt 82 der Hülse mit dem Rest der Hülse verbinden.

Die quer verlaufenden Abschnitte 84 der kreuzförmigen Schlitze 78 sind derart angeordnet, daß sie zwei entgegengesetzte Rippen 86 bilden, die von den Rippen 80 radial versetzt sind und sich in radialer Richtung im allgemeinen senkrecht dazu erstrecken. Die Aussparungen 76 und die kreuzförmigen Aussparungen 78 bilden zudem zwischen sich zwei bogenförmige Segmente 88. Die Rippen 86 verbinden die bogenförmigen Segmente 88, die Rippen 80 und den ringähnlichen vorderen Endabschnitt 82 mit dem Rest der Hülse. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Anordnung von Aussparungen, Verbindungsrippen und bogenförmigen Segmenten einen faltbaren bzw. knickbaren Bereich bildet, der sich in der Nähe des Endabschnittes 72 der Hülse befindet. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Abschnitte der kreuzförmigen Aussparungen 78, die sich in Längsrichtung der Hülse von den quer verlaufenden Abschnitten 84 zu dem mit Widerhaken versehenen Endabschnitt der Hülse erstrecken auch, ebenfalls, wenn auch nur zu einem geringeren Grad, zur Faltbarkeit der Hülse beitragen.

Um bei einer Anwendung eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen herzustellen, werden das Spannelement 110, der Bolzen 112 und die Hülse 14 in geeigneten Bohrungen und Aussparungen, die in den Verbindungsbauteilen vorgesehen sind, zusammengefügt. Das heißt, das Spannelement wird in eine Aussparung eingesetzt, die in einer Hauptfläche bzw. größeren Fläche des vorderen Randes eines ersten Verbindungsbauteiles ausgeformt und in einem bestimmten Abstand von einem Rand des Verbindungsbauteiles vorgesehen ist. Diese Aussparung, in der das Spannelement angeordnet ist, steht mit dem Rand des ersten Verbindungsbauteils mittels einer Bohrung in Verbindung, die sich senkrecht zur Achse der Aussparung erstreckt. Der Kopfabschnitt 22 des Bolzens 112 kann in den Hohlraum 200 des Spannelementes eingefügt werden, wobei die längliche Öffnung 200 auf die Bohrung in dem ersten Verbindungsbauteil ausgerichtet ist, und wobei der Bolzen 112 und die Hülse 14 in diese Bohrung eingesetzt werden. Wenn sie so eingesetzt worden sind, steht der Endabschnitt der Hülse, der mit dem Widerhaken 74 versehen ist, von dem Verbindungsbauteil hervor. Dieser Endabschnitt der Hülse wird in eine Aussparung, die in einem Rand des zweiten Verbindungsbauteils gebildet ist, durch Druck eingesetzt, wobei dadurch zwischen den zwei Bauteilen eine lockere bzw. lose Verbindung hergestellt wird.

Um die Verbindung zwischen den zwei Bauteilen zu spannen bzw. festzuziehen, wird das Spannelement 110 um seine Drehachse 40 gedreht, um die Nockenflächen 32, 34 mit der Eingriffsfläche 36 des Bolzens 112 in Eingriff zu bringen. Während das Spannelement derart gedreht wird, gelangt die Verengung 30 in den Schlitz 28, und die Endfläche 72 der Hülse 14 stößt gegen den Umfang des Spannelementes an jeder Seite des Schlitzes. Das in Eingriff stehen zwischen der Hülse 14 und dem Spannelement verhindert eine Axialbewegung der Hülse in Bezug auf das Spannelement, so daß zwischen der Hülse 14 und dem Bolzen 12 eine Relativbewegung vorhanden ist, während das Spannelement bewirkt, daß der Bolzen zur Drehachse 40 bewegt wird. Diese Relativbewegung zwischen dem Bolzen und der Hülse bewirkt, daß die kegelstumpfförmigen Abschnitte 64, 66, 68 axial einwärts von der Hülse gezogen werden und daß dadurch der mit Widerhaken versehene Endabschnitt der Hülse radial ausgedehnt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß das Ausdehnen der Hülse erleichtert wird, weil sich die kreuzförmige Aussparung 78 in den mit Widerhaken versehenen Endabschnitt der Hülse erstreckt. Diese Ausdehnung der Hülse befestigt die Hülse und den Bolzen in der Aussparung in dem zweiten Verbindungsbauteil dauerhaft bzw. sicher.

Eine weitere Drehung des Spannelementes erzeugt in der Hülse eine Druckkraft, die ein teilweises Falten der Hülse in dem Bereich der Rippen 80, 86 bewirkt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Druckkraft entsteht, weil die Hülse zwischen der Aussparung in dem zweiten Verbindungsbauteil und dem Umfang des Spannelementes fest positioniert ist, und es sei darauf hingewiesen, daß, wenn die Hülse nicht gefaltet werden könnte, eine weitere Drehung des Spannele mentes mittels herkömmlicher Handwerkzeuge extrem schwierig, wenn nicht sogar unmöglich wäre.

Die zusätzliche Drehung der Trommel, die durch das Falten der Hülse 14 möglich gemacht wurde, schafft folgende zwei Vorteile: 1. Wenn zwischen den Verbindungsbauteilen ein Spalt vorhanden ist, wird der Spalt geschlossen, wenn der mit Widerhaken versehene Endabschnitt der Hülse in der Aussparung in dem zweiten Verbindungsbauteil ausgedehnt wird. 2. Durch das Falten der Hülse können die zwei Verbin dungsbauteile zueinander gezogen werden, wobei die Verbindungsbauteile in dem Bereich der Verbindung auf Druck beansprucht werden.

Fig. 14 zeigt das Verhältnis zwischen der Größe einer Drehung des Spannelementes 110 und der Axialbewegung des Bolzens 112, die durch eine solche Drehung verursacht worden ist. Entlang der vertikalen Achse des Graphen ist die Größe einer Drehung in mm angegeben und entlang der horizontalen Achse ist die Größe einer Drehung in Grad angegeben. Es sei angemerkt, daß das Verhältnis zwischen der Drehung und der Axialbewegung über dem Bereich der Axialbewegung des Bolzens im wesentlichen linear ist. In der Ausführungsform ist das Verhältnis so, daß pro 10° Drehung des Spannelementes in Spannrichtung eine Axialbewegung des Bolzens von ungefähr 0,25 mm verursacht wird.

Dies schafft im Vergleich zu herkömmlichen Spannelementen, die in Bezug auf Fig. 1b beschrieben worden sind, einen relativ langsamen Eingriff, und der Anwender muß somit zum Drehen des Spannelementes ein geringes Drehmoment anlegen. Es sei darauf hingewiesen, daß dies eine bevorzugte Ausführungsform ist. In der Praxis ist es denkbar, daß zum Erzielen dieser "Niedrigdrehmoment-" Wirkung das bogenförmige Profil der Nockenflächen derart ausgebildet sein sollte, daß pro 10° Drehung eine Bolzenbewegung von weniger als 0,3 mm verursacht wird.

Ein weiterer Vorteil der verhältnismäßig flachen Kurve der bogenförmigen Nockenflächen liegt darin, daß an jedem im wesentlichen beliebigen Punkt, an welchem die Eingriffs fläche und die Nockenflächen in Eingriff stehen, eine Ver riegelung erzielt werden kann. In der bevorzugten Ausfüh rungsform wird diese Verriegelung durch den Verriegelungs mechanismus verstärkt, der durch das in Eingriff stehen der Vertiefungen 42 und der Vorsprünge 44 geschaffen worden ist, um eine sichere Verbindung zu schaffen.

In der Ausführungsform ist das lineare Verhältnis zwischen der Drehung des Spannelementes und der Axialbewe gung des Bolzens im wesentlichen über dem gesamten Bereich der Bolzenbewegung vorhanden. In der Praxis könnten an den entgegengesetzten Enden dieses Bereiches einige Abweichungen von diesem linearen Verhältnis vorhanden sein. Bei einer maximalen Drehung kann es notwendig sein, daß die Krümmung der Nockenflächen aufgrund von Problemen bei dem Schritt in dem Gießvorgang, bei dem über einen Kern gegossen wird (coring), geändert wird. An dem entgegengesetzten Endabschnitt der Nockenflächen, wo als erstes ein Eingriff mit dem Kopfabschnitt 22 stattfindet, kann es notwendig sein, daß eine steilere Kurve vorgesehen ist, um zu verhindern, daß die Rippen, die die Spannflächen bilden, am Umfang der Trommel zu dünn werden. Es ist jedoch bevorzugt, daß über wenigstens 75% des Bereichs der Bolzenbewegung ein lineares Verhältnis zwischen der Drehung des Nockenelementes und der Bewegung des Bolzens vorhanden ist.

In Bezug auf die Fig. 1b und 14 sei angemerkt, daß die Spannelemente um einen Winkel von 50 bis 70° gedreht werden müssen, bevor die Nockenflächen und der Kopfab schnitt des Bolzens miteinander in Eingriff stehen. Der Be reich dieser Drehung vor dem in Eingriff stehen wird durch die Abmessungen der Öffnung, durch die der Kopfabschnitt in den mittigen Hohlraum des Spannelementes eingesetzt wird, und durch die Position der Nockenflächen in Bezug auf den Umfang des Spannelementes bestimmt.

Es sei darauf hingewiesen, daß dadurch, daß der Schlitz 28 so ausgestaltet ist, daß eine Drehung über 190 hinaus gestattet ist, das Spannelement 110 mit einem Bereich einer Axialbewegung des Bolzens, der mit dem vergleichbar ist, welcher unter Verwendung eines herkömmlichen Nocken elementes erzielt wird, eine lineare Nockenwirkung schaffen kann, die ein Anlegen eines geringen Drehmoments erfordert. Dies kann insbesondere dort angewandt werden, wo das Spannelement mit einer faltbaren Hülse, wie z. B. der Hülse dieser Ausführungsform, verwendet wird. Dadurch kann das Nockenelement derart ausgestaltet sein, daß eine ausreichende Längsbewegung des Bolzens vorgesehen ist, um den mit Widerhaken versehenen Endabschnitt der Hülse auszudehnen und den entgegengesetzten Endabschnitt der Hülse zu falten.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Spannelement 110 und die Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung, die hier beschrieben worden sind, so funktionieren, daß sie sogar dann eine befriedigende Verbindung herstellen, wenn die Aussparung für das Spannelement in Bezug auf den Rand des Verbindungsbauteils mit einem verhältnismäßig hohen Maß an Ungenauigkeit angeordnet ist. Ein Merkmal des Spannelementes und der Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung kann daher sein, daß sie mehr Spielraum für Toleranzen haben als herkömmliche Spannelemente und Vorrichtungen zur Herstellung einer Verbindung.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen (14, 20) mit einem länglichen Befesti gungselement (112), einem drehbaren Spannelement (110) und einer Hülse (114) für das Befestigungselement, wobei das Spannelement wenig stens eine bogenförmige Nockenfläche (122, 124) auf weist, die mit einem Kopfabschnitt (118) des Befe stigungselementes derart in Eingriff gebracht werden kann, daß eine Drehung des Spannelementes um seine Drehachse das Befestigungselement im allgemeinen zu der Drehachse zieht, wobei (i) die Hülse dafür aus gelegt ist, daß bei einer Anwendung ihr vorderer Endabschnitt (148) in Bezug zu der Drehachse in einer festen Position bleibt, wobei (ii) die Hülse einen entgegengesetzten Endabschnitt aufweist, der dafür ausgelegt ist, daß er durch das Befestigungselement radial ausgedehnt werden kann, wenn es auf diese Art und Weise gezogen worden ist, damit das Befestigungselement an einem derartigen Verbin dungsbauteil befestigt wird, und wobei (iii) die Hülse in ihrer Längsrichtung teilweise faltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Hülse (114) eine Wandung aufweist, die mit einer Falteinrichtung versehen ist, wodurch die Hülse in ihrer Längsrichtung teilweise faltbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die Falteinrich tung entlang der Länge der Hülse (114) an beabstandeten Stellen eine Vielzahl von faltbaren Bereichen bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, worin die Falt einrichtung wenigstens einen Abschnitt mit verringerter Dicke aufweist, der in der Wandung ausgeformt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin der oder wenig stens ein Abschnitt mit verringerter Dicke eine Aussparung (150, 152) bildet, die sich in der Längsrichtung erstreckt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, worin die Falteinrichtung wenigstens eine Aussparung (150, 152) aufweist, die in der Wandung gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin sich die oder wenigstens eine Aussparung (150, 152) zwischen dem vorderen Endabschnitt und dem anderen Endabschnitt der Hülse erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, worin die oder wenigstens eine Aussparung eine kreuzförmige Aussparung (152) ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der vordere Endabschnitt (156) der Hülse aufgrund dessen in der festen Position bleibt, daß er derart angeordnet ist, daß er mit einer Umfangsfläche des Spannelementes (110) in Eingriff gelangt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, worin die Umfangsfläche des Spannelementes (110) von seiner Drehachse an einem im wesentlichen konstanten radialen Abstand angeordnet ist.

11. Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen, mit:

a) einem Spannelement (110), das an einem ersten derartigen Verbindungsbauteil drehbar angeordnet ist und wenigstens eine bogenförmige Nockenfläche (122, 124) aufweist;
b) einem länglichen Befestigungselement (112), das einen Kopfabschnitt aufweist, welcher mit der oder jeder Nockenfläche (122, 124) derart in Eingriff ge bracht werden kann, daß bei einer Anwendung eine Drehung des Spannelementes (110) eine Axialbewegung des Befestigungselementes zu dem Spannelement bewirkt; und
c) einer Hülse (114) für das Befestigungselement (112), wobei die Hülse einen ersten Endabschnitt auf weist, der in eine Aussparung in einem zweiten derar tigen Verbindungsbauteil eingesetzt wird und mit dem Befestigungselement derart zusammenwirken kann, daß die Axialbewegung eine radiale Ausdehnung des ersten Endabschnittes der Hülse bewirkt, so daß er mit einer Wandung einer derartigen Aussparung kraftschlüssig in Eingriff gelangt, und wobei die Hülse einen zweiten vorderen Endabschnitt aufweist, der derart angeordnet ist, daß er mit einer Umfangsfläche des Spannelementes (110) in Eingriff steht, wenn der vordere Endabschnitt mit der oder jeder Nockenfläche (122, 124) wenigstens über einen wesentlichen Ab schnitt des Drehbereichs des Spannelementes in Ein griff steht, wenn die Eingriffsfläche und die Nockenflächen (122, 124) derart in Eingriff stehen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Spannelement (110) folgendes aufweist:
einen Körper, der eine Drehachse aufweist und einen im allgemeinen mittig angeordneten Hohlraum zur Aufnahme des Kopfabschnittes des Befesti gungselementes bildet;
eine Öffnung, durch die der Kopfabschnitt in den Hohlraum eingesetzt werden kann; und
einen Schlitz, der sich von der Öffnung um den Körper herum erstreckt, um einen Halsabschnitt des Befesti gungselementes aufzunehmen, wenn bei einer Anwendung das Spannelement in eine Richtung um die Drehachse gedreht wird, wobei der Kopfabschnitt in dem Hohlraum aufgenommen ist;
wobei der Schlitz dafür ausgelegt ist, daß das Spann element um einen Winkel von wenigstens 190° in die eine Richtung gedreht werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin der Schlitz dafür ausgelegt ist, daß die Drehung in die eine Richtung um einen maximalen Winkel zwischen 190 und 225° ge stattet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, worin das Profil der oder jeder Nockenfläche (122, 124) derart ist, daß das Verhältnis zwischen der Größe der Axialbewegung des Befestigungselementes und der Größe einer Drehung des Spannelementes in die eine Richtung über wenigstens 75% des Bereichs der Axialbewegung im wesentlichen konstant ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, worin das Nockenflächenprofil dafür ausgelegt ist, daß pro 10° Drehung des Befestigungselementes in die eine Richtung eine Axialbewegung von weniger als 0,3 mm bewirkt wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, worin das Nockenflächenprofil dafür ausgelegt ist, daß pro 10° Drehung des Befestigungselementes in die eine Richtung eine Axialbewegung von ungefähr 0,25 mm bewirkt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, worin das Verhältnis zwischen der Größe der Axialbewegung des Befestigungselementes und der Größe der Drehung des Spannelementes in die eine Richtung im wesentlichen über dem Bereich der Axialbewegung im wesentlichen konstant ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 17, worin die oder jede Nockenfläche (122, 124) in Richtungen quer zu ihrer bogenförmigen Länge konkav ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, worin der Körper im allgemeinen zylindrisch ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, worin der Körper einen ersten zylindrischen Abschnitt und einen zweiten zylindrischen Abschnitt aufweist, die durch eine Versteifungseinrichtung (18) miteinander verbunden sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, worin die Versteifungs einrichtung (18) einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, worin die Ver steifungseinrichtung (18) die Grenze der Drehung in die eine Richtung bildet.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20, 21 oder 22, worin die oder wenigstens eine Nockenfläche (122, 124) durch eine Rippe (54, 56) gebildet ist, die von einem der zylindrischen Abschnitte hervorsteht.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 23, worin der Körper einen Durchmesser von ungefähr 15 mm oder weniger aufweist.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Spannelement Ausbildungen (42) aufweist, die dafür ausgelegt sind, daß sie mit dem vorderen Endabschnitt des Befestigungselementes (36) zusammenwirken, um mit diesem einen Eingriff zur Verriegelung zu erleichtern.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, worin die Ausbildungen (42) eine Vielzahl von Vertiefungen aufweisen, die in dem oder wenigsten einem Spannelement angeordnet sind.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, worin der vordere Endabschnitt des Befestigungselementes eine konvexe Eingriffsfläche bildet, um mit der oder jeder Nockenfläche (122, 124) in Eingriff zu stehen.

28. Spannhülse für eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen (14, 20), bei der ein in eines der Bauteile einsetzbarer erster Endabschnitt (74; 146) der Spannhülse mittels eines länglichen Befestigungselements (112) und eines dieses axial bewegenden drehbaren Spannelements (110) aufweitbar ist und ein dem ersten Endabschnitt gegenüberliegender und dem Spannelement zugewandter zweiter vorderer Endabschnitt in einer Ausnehmung des anderen Bauteils aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite vordere Endabschnitt für den Anschlag mit einer Umfangsfläche (164, 166) des Spannelements (10) eine Anschlagfläche (72; 148) ausbildet, und dass die Spannhülse in ihrer Längsrichtung bei axialer Stauchung bereichsweise faltbar ist.

29. Spannhülse nach Anspruch 28, wobei die Hülse (114) eine Wandung aufweist, die mit einer Falteinrichtung versehen ist, wodurch die Hülse in ihrer Längsrichtung bereichsweise faltbar ist.

30. Spannhülse nach Anspruch 28 oder 29, worin die Falteinrichtung entlang der Länge der Hülse (114) an beabstandeten Stellen eine Vielzahl von faltbaren Bereichen bildet.

31. Spannhülse nach Anspruch 29 oder 30, worin die Falt einrichtung wenigstens einen Abschnitt mit verringerter Dicke aufweist, der in der Wandung ausgeformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite vordere Abschnitt für den Anschlag mit einer Umfangsfläche des Spannelements (10) eine Stützfläche (148; 72) ausbildet und er axial stauchbar ist.

32. Spannhülse nach Anspruch 31, worin der oder wenig stens ein Abschnitt mit verringerter Dicke eine Aussparung (150, 152) bildet, die sich in der Längsrichtung erstreckt.

33. Spannhülse nach einem der Ansprüche 29 bis 32, worin die Falteinrichtung wenigstens eine Aussparung (150, 152) aufweist, die in der Wandung gebildet ist.

34. Spannhülse nach Anspruch 33, worin sich die oder wenigstens eine Aussparung (150, 152) zwischen dem vorderen Endabschnitt und dem anderen Endabschnitt der Hülse erstreckt.

35. Spannhülse nach Anspruch 33 oder 34, worin die oder wenigstens eine Aussparung eine kreuzförmige Aussparung (152) ist.