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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungselement, wie eine
Schraube, mit einem kappenförmig
ausgebildeten Sicherungskopf gegen unerwünschtes Lösen, welcher einen Aufnahmeraum für ein von
dem Befestigungselement axial abragendes Ansatzteil aufweist, wobei
im montierten Zustand in dem Aufnahmeraum wenigstens zwei drehbar
gelagerte Arretierteile angeordnet sind, die jeweils ein durch Drehung
des zugeordneten Arretierteils verschwenkbares Sperrglied aufweisen,
wobei das Sperrglied in Sicherungsstellung eine Außenkontur des
Querschnitts eines Haltestücks
des Ansatzteils an einer Anlagefläche des Haltestücks anliegend
hintergreift und dadurch den Sicherungskopf gegen ein Abziehen in
axialer Richtung fixiert und wobei das Sperrglied in Freigabestellung
ein axial gerichtetes Abziehen des Sicherungskopfes von dem Befestigungselement
zuläßt,
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Ein
derartiges Befestigungselement mit einem Sicherungskopf ist aus
der EP-B-0 360 125 bekannt. Die Druckschrift beschreibt dabei eine
Schraube, insbesondere eine Senkkopfschraube, mit Diebstahlsicherungskopf,
der mit einer im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten, von der
Schraube ausgehenden, ein Werkzeug-Ansatzteil aufnehmenden Bohrung
versehen ist. Zur Gewährleistung
der Diebstahlsicherheit, aber gleichzeitigen Ermöglichung des Einsatzes eines
einfach ausgestalteten Löse-Werkzeugs
ist dabei vorgesehen, daß im
Sicherungskopf im Wesentlichen parallel neben der Bohrung wenigstens
zwei drehbar gelagerte Arretierteile angeordnet sind, die jeweils
mit einem in eine Ringnut am Werkzeug-Ansatzteil durch Drehung des
zugeordneten Arretierteils einschwenkbaren Sperrglied drehfest verbunden
sind, wobei der obere, von außen zugängliche
Endbereich der Arretierteile als Justierwerkzeug-Ansatzteil ausgebildet
ist.
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Bei
dieser bekannten Schraube mit Diebstahlsicherungskopf, die einen
relativ hohen Herstellungs- und Montageaufwand hat, hat sich gezeigt, daß in der
Sicherungsstellung durch geschicktes Ausprobieren die Lösestellung
auffindbar ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Befestigungselement
mit Sicherungskopf der bekannten Art hinsichtlich der Sicherheit
und vorzugsweise auch hinsichtlich des Herstellungs- bzw. Montageaufwandes
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Außenkontur
des Querschnitts des Haltestücks
eine derart asymmetrische Form aufweist und die verschwenkbaren
Sperrglieder jeweils in ihrer Anordnung und/oder Form derart an
den Querschnitt des Haltestücks
angepaßt
sind, daß bei Vorliegen
der Freigabestellung aller Sperrglieder ein axial gerichtetes Abziehen
des Sicherungskopfes von dem Befestigungselement nur in einer einzigen Winkeldrehlage
des Sicherungskopfes um seine Längsachse
relativ zum Befestigungselement möglich ist.
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Diese
erfindungsgemäße Ausbildung
bewirkt insofern eine Erhöhung
der Sicherheit, als dadurch – im
Gegensatz zum bekannten Stand der Technik – selbst bei Vorliegen der
Freigabestellung der Sperrglieder kein unmittelbares Lösen des
Sicherungskopfes von dem Befestigungselement möglich ist. Das heißt, während bekanntermaßen der
Sicherungskopf in jeder Drehlage abgezogen werden kann, wird durch
die Erfindung nicht nur jeweils für die Sperrglieder des Sicherungskopfes,
sondern auch für
den Sicherungskopf als Ganzes eine Sicherungsstellung und eine einzige
Freigabestellung definiert. Außerdem
ist es, da die verschwenkbaren Sperrglieder bevorzugt in Anpassung
an die asymmetrische Kontur des Haltestücks jeweils ebenfalls asymmetrische bzw.
voneinander verschiedene Konturen aufweisen, selbst für einen
Spezialisten sehr viel schwieriger, durch Manipulationen die jeweils
unterschiedlichen Freigabestellungen der einzelnen Sperrglieder
herauszufinden.
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Die
Erfindung gestattet dabei auch eine konstruktiv einfache Anordnung
der Arretierteile und der Sperrglieder in ihrer Relation zum Befestigungselement.
So ist beispielsweise eine Lagerung der Arretierteile in einer Wandung
des Sicherungskopfes nicht notwendig, sondern der Sicherungskopf
kann, insbesondere in fertigungstechnisch einfacher Weise einstückig ausgebildet
sein und aus einer durch eine Hülse
gebildeten Seitenwandung sowie aus einem die Hülse verschließendem Dach bestehen,
wobei dann die Arretierteile in ausschließlich die Wandung des Daches
des Sicherungskopfes durchdringenden Durchgangsbohrungen in einem
oberen Teil des Sicherungskopfes gehalten sind.
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Eine
axiale Gesamtlänge
der Arretierteile braucht dabei vorzugsweise nicht größer zu sein
als eine radiale Gesamtlänge
der Sperrglieder, so daß eine äußerst kompakte
und wenig raumgreifende Bauweise des gesamten Sicherungskopfes möglich ist.
Dies gestattet es beispielsweise, erfindungsgemäße Befestigungselemente einschließlich ihrer
Sicherungsköpfe
in einen an Radnaben bzw. Felgen von Automobilen vorhandenen relativ
kleinen Bauraum einzubringen und zu montieren.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung enthalten. Anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels
wird dabei die Erfindung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein
erfindungsgemäßes Befestigungselement,
insbesondere eine Schraube, mit Sicherungskopf, sowie auf ein zum
Lösen und
Befestigen desselben einsetzbares Justierwerkzeug,
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2 einen Längsschnitt
durch die in 1 dargestellte
Anordnung mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten
Befestigungselement und dem erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungskopf.
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Wie 1 und 2 zeigen, weist das Befestigungselement 1 – exemplarisch
eine Schraube – die mit
einem kappenförmig
ausgebildeten Sicherungskopf 2 ausgestattet ist, der einen
Schutz gegen eine unenrwünschte
Manipulation an dem Befestigungselement 1, insbesondere
gegen ein unerwünschtes Lösen desselben,
bietet. Der Sicherungskopf 2 kann bevorzugt aus Stahl,
insbesondere aus gehärtetem Edelstahl,
bestehen. Das Befestigungselement 1 als solches ist aus
einem Kopf 1a und einem, vorzugsweise mit einem Gewinde
versehenen, Schaft 1b gebildet.
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Der
Sicherungskopf 2 weist einen Aufnahmeraum 3 für ein von
dem Befestigungselement 1 in längsaxialer Richtung X–X abragendes
Ansatzteil 4 auf. Dieses Ansatzteil 4 weist einen
Kopf 4a und einen Schaft 4b auf, der seinerseits
einstückig
in einen Kopf 1a des Befestigungselementes 1 übergeht.
Im Aufnahmeraum 3 sind außerdem we nigstens zwei – in der
dargestellten bevorzugten Ausführung
drei – drehbar
gelagerte Arretierteile 5 angeordnet.
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Diese
Arretierteile 5 sind jeweils mit einem durch Drehung des
Arretierteils 5 verschwenkbaren Sperrglied 6 drehfest – im vorliegenden
Fall einstückig – verbunden,
wobei das Sperrglied 6 in der in 1 für
den rechten Arretierteil 5 dargestellten Sicherungsstellung
ein durch den Kopf 4a des Ansatzteils 4 gebildetes
Haltestück 4a radial
hintergreift. Das Haltestück 4a weist
dabei – wie
die Zeichnung verdeutlicht – eine
Außenkontur
K4 mit asymmetrischer Querschnittsform auf, die bevorzugt durch
ein unregelmäßiges Polygon
gebildet sein kann. Das Haltestück 4a ist
dabei über
eine in 2 mit dem Bezugszeichen
F4 bezeichnete, dem Sperrglied 6 zugewandte Anlagefläche des
Haltestücks 4a in
axialer Richtung X–X
durch das Sperrglied 6 unverschieblich gehalten und fixiert
dadurch den Sicherungskopf 2.
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Bei
Vorliegen einer Freigabestellung läßt das Sperrglied 6 ein
axial gerichtetes Abziehen des Sicherungskopfes 2 von dem
Befestigungselement 1 zu. Diese Freigabestellung ist in 1 für den linken und den unteren
Arretierteil 5 gezeigt. Trotz des Vorliegens der Freigabestellung
der Sperrglieder 6 ist dabei aber ein Abziehen des Sicherungskopfes 2 nicht
möglich.
Dies liegt einerseits daran, daß sich das
dritte Sperrglied 6 in Sicherungsstellung befindet, andererseits
aber daran – wie 1 und auch für den unteren
Arretierteil 5 2 veranschaulichen – daß auch der
Sicherungskopf 1 selbst eine vorbestimmte Freigabestellung
einnehmen muß,
damit er abgezogen werden kann.
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Diese
Freigabestellung des Sicherungskopfes 2 wird dabei erfindungsgemäß dadurch
definiert, daß die
verschwenkbaren Sperrglieder 6 jeweils derart asymmetrische
und/oder voneinander verschiedene sowie an die Querschnittsform
des Haltestücks 4a angepaßte Konturen
K6 und/oder eine solche gegenseitige Anordnung aufweisen, daß bei Vorliegen der
Freigabestellung der Sperrglieder 6 ein axial gerichtetes
Abziehen des Sicherungskopfes 2 von dem Befestigungselement 1 nur
in einer einzigen Winkeldrehlage α des
Sicherungskopfes 2 um seine Längsachse X–X relativ zum Befestigungselement 1 möglich ist.
Es ist für
die hohe Sicherheit, die die Erfindung bietet, bezeichnend, daß die genaue
Winkeldrehlage α,
in die der Sicherungskopf 2 bei Vorliegen der Freigabestellung
aller Sperrglieder 6 gedreht werden muß, aus 1 nicht in einfacher Weise zu entnehmen
ist.
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Der
exemplarisch dargestellte Sicherungskopf 2 ist in konstruktiv
und herstellungstechnisch einfacher sowie materialökonomischer
Weise insbesondere einstückig
und - was das Verhältnis
seiner Wandstärke
zum Aufnahmeraum 3 betrifft – relativ dünnwandig ausgebildet, so daß ein Befestigungselement 1 mit
relativ großem
Kopf 1a, wie die dargestellte Hutschraube, im Aufnahmeraum 3 Platz
findet, ohne daß dadurch
eine nennenswerte Vergrößerung der
Gesamtabmaße,
wie des Außendurchmessers des
Sicherungskopfes 2 eintritt. Der Sicherungskopf 2 besteht
dabei aus einer durch eine Hülse 2a gebildeten
Seitenwandung und aus einem die Hülse 2a oberseitig
verschließendem
Dach 2b.
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Im
montierten Zustand ist dabei – wie 2 zeigt – das jeweilige Haltestück 4a des
Ansatzteils 4 in einer inneren Aufnahmeöffnung 7 des Dachs 2b des
Sicherungskopfes 2 gehalten. Die Anlagefläche F4 des
in der Aufnahmeöffnung 7 des
Dachs 2a des Sicherungskopfes 2 gehaltenen Haltestücks 4a fluchtet
dabei mit einer die Aufnahmeöffnung 7 umgebenden
inneren Dachfläche
F2. Die Notwendigkeit einer eigenen, speziell dimensionierten Haltenut
für das Haltestück 4a in
der Hülse 2a besteht
daher nicht. Die korrespondierende Anlagefläche F6 des Sperrgliedes 6 gleitet
dabei einerseits an der Anlagefläche F4
des Haltestücks 4a und
andererseits an der inneren Dachfläche F2.
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Auch
die Arretierteile 5 sind in ausschließlich die Wandung des Daches 2b des
Sicherungskopfes 2 durchdringenden Durchgangsbohrungen 8 gehalten,
so daß sich
die Sperrglieder 6 unmittelbar unter dem Dach 2b in
einem oberen Teil 3a des Aufnahmeraumes 3 befinden.
Die Arretierteile 5 besitzen dabei eine Ausbildung als
Lagerstummel, deren Länge
bevorzugt nicht größer ist
als eine Dicke D2 der Wandung des Daches 2b. Eine zusätzliche
Lagerung oder Fixierung in der Hülse 2a ist
somit ebenfalls nicht notwendig. Eine axiale Gesamtlänge L5 der
Arretierteile 5 braucht dabei nicht größer zu sein als eine radiale
Gesamtlänge
L6 der Sperrglieder 6.
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Im
montierten Zustand können – wie insbesondere 2 veranschaulicht – die Arretierteile 5 bevorzugt
mittels eines Sprengrings 9 in einer inneren Umfangsnut 10 des
Sicherungskopfes 2, insbesondere dessen Hülse 2a,
gehalten sein.
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Außerdem kann – siehe
ebenfalls 2 – vorgesehen
sein, daß zur
axialen Kraftbeaufschlagung im montierten Zustand der Arretierteile 5 im Aufnahmeraum 3 an
den Arretierteilen 5, insbesondere zwischen den Arretierteilen 5 und
dem Sprengring 9, ein Federelement, wie ein Federring 11 angeordnet
ist. Dadurch wird ein selbsttätiges
Verdrehen der Arretierteile 5 unter Einfluß äußerer Faktoren,
wie Stößen oder
Vibrationen, vermieden.
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Die
Montage des erfindungsgemäßen Federrings 2 ist
einfach. Die Arretierteile 5 mit den einendig vorhandenen
Sperrgliedern 6 werden anderendig durch den Aufnahmeraum 3 in
die Durchgangsbohrungen 8 gesteckt. Der Federring 11 wird darüber gelegt
und danach wird der Sprengring 9 zur Fixierung in die Umfangsnut 10 eingeclipst.
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Zum
Verdrehen der Arretierteile 5 kann es – wie dargestellt – vorgesehen
sein, daß am
Sicherungskopf 2 jeweils ein oberer, von außen zugänglicher
Endbereich der Arretierteile 5 zur manuellen Drehung der
Arretierteile 5 mittels eines Justierwerkzeugs 12,
wie eines Schlüssels,
als Angriffsstelle 13 ausgebildet ist. Die Angriffsstelle 13,
insbesondere eine Innenmehrkant-Öffnung,
und das Justierwerkzeug 12, insbesondere ein Außenmehrkant-Schlüssel, können dabei
bevorzugt derart zueinander codiert sein, daß der Angriff des Justierwerkzeugs 12 nur
in einer vorbestimmten Lage zur Angriffsstelle 13 erfolgen
kann. Im dargestellten Beispiel wird dies, wie 1 zeigt, durch eine jeweils fünfeckige
Querschnittsform erreicht. Dabei ist es für ein funktionsgerechtes Öffnen für Berechtigte
wichtig, daß am
Justierwerkzeug 12 und auf der Oberfläche des Sicherungskopfes 2 für jeden
Arretierteil 5 Markierungen M angebracht sind, die in ihrer
Zuordnung der Freigabestellung der Sperrglieder 6 entsprechen.
Eine entsprechende Markierung, z.B. – wie dargestellt – ein Zeiger
Z – ist
auch auf dem Justierwerkzeug 12 vorzusehen, wobei im Sinne
einer noch höheren
Sicherheit die Zuordnung zu der Freigabestellung der Sperrglieder 6 nicht
unmittelbar markiert sein muß, sondern
auch jeweils ein festgelegter, für
jeden Arretierteil 5 individuell bestimmter Winkelversatz
vorgesehen werden kann.
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Einer
zusätzlichen
Erhöhung
der Sicherheit ist es auch dienlich, wenn der Sicherungskopf 2 – wie aus 2 zu entnehmen ist – außenseitig,
insbesondere an seiner durch die Hülse 2a gebildeten
Seitenwandung und/oder an dem die Hülse 2a verschließenden Dach 2b,
eine gekrümmte
oder verrundete, insbesondere kantenfreie, Oberfläche aufweist.
So ist im dargestellten Fall die Hülse 2a außenseitig
tonnenförmig
ausgebildet und das Dach 2b kegelig ausgebildet, wodurch
beim Versuch eines unberechtigten Lösens das Ansetzen eines Schlüssels oder
eines Bohrers erschwert wird.
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Wie
bereits durch die Nennung der optional gewählten Anzahl der Arretierteile 5 deutlich
wird, beschränkt
sich die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel,
sondern umfaßt
auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Dies
betrifft insbesondere beispielsweise die Formgestaltung der Konturen
K4, K6 des Haltestücks 4a und
der Sperrglieder 6 sowie der Codierung des Justierwerkzeugs 12 und
dessen Angriffsstelle 13.
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Das
Ansatzteil 4 am erfindungsgemäßen Befestigungselement 1 ist
nicht als Werkzeugangriftsstelle für das Befestigen bzw. Lösen des
Befestigungselementes 1 konzipiert. Es ist vorgesehen,
daß der
entsprechende Werkzeugangriff 17 an der Mantelfläche des
Kopfes 1a des Befestigungselementes 1 erfolgt,
so daß am
Haltestück 4a,
welches sich zwischen dem Werkzeugangriff 17 und dem Dach 2b befindet,
keine Torsionsbelastung, sondern vorzugsweise nur eine axiale Zugbelastung
auftritt. Der Querschnitt des Haltestücks 4a und des Schaftes 4b des Ansatzteils 4 können daher
in Relation zum Durchmesser des Sicherungskopfes 2 entsprechend
kleiner dimensioniert werden. Die Sperrglieder 6 befinden
sich, wie erwähnt,
ebenfalls oberhalb des Werkzeugangriffs 17, so daß der gesamte
Sicherungskopf 2 vorteilhafterweise sehr kompakt ausgeführt werden kann.
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Letzteres
ist insbesondere für
einen Einsatz zur Sicherung von Radschrauben an Automobilfelgen
bedeutsam. Dort kann beispielsweise nur eine von mehreren Radschrauben
an einem Rad als erfindungsgemäßes Befestigungselement 1 mit
Sicherungskopf 2, und die übrigen Schrauben können in herkömmlicher
Weise ausgebildet sein. Der kompakt ausgebildete Sicherungskopf 2 nimmt
in einem solchen Fall nicht mehr als nur einen Raum ein, der für den Angriff
eines Schlüssels
zu Anziehen oder Lösen der
Radschrauben in oder an der Felge vorgesehen ist. Rad- oder felgenseitige
Sonderbauformen brauchen bei Einsatz des erfindungsgemäßen Befestigungselementes 1 nicht
vorgesehen zu werden.
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Des
Weiteren ist es beispielsweise von Vorteil, wenn der Sicherungskopf 2 mit
einer antikorrosiven, insbesondere – bei einem Einsatz zur Sicherung von
Radschrauben an Automobilfelgen – felgenreinigerbeständigen,
Beschichtung versehen ist.
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Auch
kann es sinnvoll sein, den Sicherungskopf 2 derart zu gestalten,
daß die
Arretierteile 5 in vorbestimmten Drehstellungen durch Rastung
festlegbar sind. Dabei kann konzentrisch zur Längsachse der Arretierteile 5 in
einer von zwei aneinander anliegenden und beim Drehen aufeinander
gleitenden Flächen
Rastvertiefungen angeordnet sind, wobei an der anderen Fläche ein
feststehendes Rastmittel vorgesehen ist, das in Abhängigkeit
von der Drehstellung des Arretierteils 5 jeweils in eine
der Rastvertiefungen eingreifen kann. Den Rastvertiefungen entsprechend
können
dann Zahlen, insbesondere von 0 bis 9 vorgesehen sein, die im Sinne
der vorstehend beschriebenen Markierungen M den jeweiligen Freigabestellungen
der Sperrglieder 6 entsprechen. Rastvertiefungen und Rastelemente
können
für den vorstehend
beschriebenen Sicherungskopf 2 an den aufeinander gleitenden
Flächen
F2, F6 des Dachs 2a und der Sperrglieder 6 angeordnet
werden.
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2 zeigt auch ein weiteres
optional vorhandenes mögliches
Detail der Erfindung. So ist auf der offenen Seite der Hülse 2a des
Sicherungskopfes 2 ein umfangsgemäß verlaufender Absatz 14 mit
im Vergleich zum übrigen
Aufnahmeraum 3 vergrößerten Durchmesser
vorgesehen. An diesem kann insbesondere bündig ein Anlagestück 15 des
Befestigungselementes 1, wie die der Krempe der gezeigten Hutmutter,
zum Anschlag kommen, so daß ein
staubdichter Verschluß des
Aufnahmeraumes 3 gewährleistet
ist, obwohl darin, damit ein unbehindertes Drehen des Sicherungskopfes 2 in
seine Freigabestellung gewährleistet
ist, ein umfangsgemäßer Spalt 16 zwischen
der Hülse 2a und
dem beispielsweise für den
Werkzeugangriff mehrkantig ausgebildeten Kopf 1a des Befestigungselementes 1 vorzusehen
ist.
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Ferner
ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination
beschränkt,
sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten
Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein.
Dies bedeutet, daß jedes
Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein
an anderer Stelle offenbartes Merkmal ersetzt werden kann. Insofern
ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch
für eine
Erfindung zu verstehen. Der Ausführung
des Sicherungskopfes 2 als solchem wird ebenfalls erfinderische
Bedeutung beigemessen.
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- 1
- Befestigungselement
- 1a
- Kopf
von 1
- 1b
- Schaft
von 1
- 2
- Sicherungskopf
- 2a
- Hülse von 2
- 2b
- Dach
von 2
- 3
- Aufnahmeraum
von 2
- 3a
- oberer
Teil von 3
- 4
- Ansatzteil
an 1
- 4a
- Kopf
von 4, Haltestück
- 4b
- Schaft
von 4
- 5
- Arretierteil
in 1
- 6
- Sperrglied
an 5
- 7
- Aufnahmeöffnung von 2b für 4a
- 8
- Durchgangsbohrung
in 2b für 5
- 9
- Sprengring
in 3
- 10
- Umfangsnut
in 2a für 9
- 11
- Federring
in 3
- 12
- Justierwerkzeug
- 13
- Angriffsstelle
für 12
- 14
- umfangsgemäßer Absatz
in 3
- 15
- Anlagestück von 1 an 2
- 16
- Spalt
zwischen 1a und 2a
- 17
- Werkzeugangriff
von 1
- D2
- Dicke
von 2b
- F2
- innere
Dachfläche
von 2b
- F4
- Anlagefläche von 4 für F6
- F6
- Anlagefläche von 6 für F2 und
F4
- K4
- Außenkontur
von 4
- K6
- Außenkontur
von 6
- L5
- axiale
Gesamtlänge
von 5
- L6
- radiale
Gesamtlänge
von 6
- M
- Markierung
auf 2a
- X–X
- Längsachse
von 2
- Z
- Zeiger
an 12
- α
- Winkeldrehlage
von 2 relativ zu 1