DE202009013177U1

DE202009013177U1 - Verbindungselement

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Publication number: DE202009013177U1
Application number: DE200920013177
Authority: DE
Original assignee: Akt & Co GmbH; Akt Altmarker Kunststoff-Technik GmbH
Current assignee: Akt & Co GmbH; Akt Altmarker Kunststoff-Technik GmbH
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2019-10-01

Abstract

Verbindungselement zur drehbeweglichen Verbindung von Bauteilen (13, 14), bestehend
– aus einem die Drehachse bildenden Bolzen (1) mit einem angeformten Bolzenkopf (2) an einem Ende des Bolzenschaftes (3) und mindestens zwei von der Mittelachse des Bolzens (1) weg spreizbaren Hakenblättern (5) an der dem Bolzenkopf (2) gegenüberliegenden Stirnfläche des Bolzenschaftes (3)
– und einer rohrförmigen Hülse (7), in die der Bolzenschaft (3.2) einsteckbar ist, mit einem am in Einsteckrichtung hinten liegenden Ende der rohrförmigen Hülse (7) angeformten Hülsenkopf (8) und einer im Bereich des Hülsenkopfes (8) im Hülsenrohr (7.1) ausgebildeten Ringschulter (10), die bei eingestecktem Bolzen (1) mit den Haken (5.1) der spreizbaren Hakenblätter (5) gegen Herausziehen zusammenwirkt, wobei
– Bolzen (1) und Hülse (7) aus einem verschleißfesten Kunststoff bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur drehbeweglichen Verbindung von mindestens zwei um eine Drehachse relativ zueinander drehbaren Bauteilen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur drehbeweglichen Verbindung der Sitzwanne mit dem Sitzgestell an einem Kraftfahrzeugsitz.
Zur drehbeweglichen Verbindung von Bauteilen sind aus dem Stand der Technik die Drehachse bildende Bolzen bekannt, die in im Wesentlichen kreisrunde Ausnehmungen in den zu verbindenden Bauteilen eingesteckt und durch unterschiedliche Mittel zur Lagesicherung des Bolzens bzw. der verbundenen Bauteile gegen Bewegungen in Richtung der Drehachse gehalten werden. Weit verbreitet sind beispielsweise Einstiche oder Splintlöcher an den Bolzenenden, in die Sicherungsscheiben oder Splinte eingebracht werden können. Ebenso ist die Ausbildung eines Bolzenendes als Kopf weit verbreitet.
Zur drehbeweglichen Verbindung der Sitzwanne mit dem Sitzgestell an einem Kraftsfahrzeugsitz finden bevorzugt Verbindungselemente in Form eines Gewindebolzens aus Metall, dessen eines Ende als Kopf und dessen anderes Ende als Gewindeansatz ausgebildet ist, in Verbindung mit einer Gewindemutter zum Aufschrauben auf den Gewindeansatz Verwendung. Zusätzliche Sicherungselemente zur Sicherung der Gewindemutter gegen Drehen sind üblich. Außerdem ist die Verwendung von Hülsen oder Buchsen aus Plastik als Gleit- oder Passelemente zwischen dem Bolzenschaft und der Sitzwanne bzw. dem Sitzgestell üblich.
Die Montage dieses Verbindungselementes ist meist zeitaufwendig und nicht ohne Werkzeug möglich. Hinzu kommt, dass im Falle der Verwendung von Hülsen oder Buchsen während der Montage zusätzliche Elemente eingebracht werden müssen, was die Montage verkompliziert.
Mechanisch stabile und hochbelastbare Verbindungselemente aus Metall bestehen bevorzugt aus Stahl, woraus das Problem der Korrosion des Verbindungselementes resultiert. Die Verwendung korrosionsbeständiger Stahlwerkstoffe für Verbindungselemente führt zu erhöhten Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verbindungselement bereitzustellen, das mechanisch stabil und belastbar ist, das schnell, einfach und ohne die Verwendung von Werkzeug montierbar ist und das keiner Hülsen oder Buchsen als Gleit- oder Passelemente bedarf.
Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des 1. Schutzanspruches gelöst. Die auf den 1. Schutzanspruch rückbezogenen Ansprüche 2 bis 8 beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbindungselementes. Anspruch 9 beschreibt eine vorteilhafte Anordnung des Verbindungselementes zur drehbeweglichen Verbindung von mindestens zwei Bauteilen.
Ein erfindungsgemäßes Verbindungselement besteht aus einem Bolzen mit einem angeformten Bolzenkopf an einem Ende des Bolzenschaftes und mindestens zwei von der Mittelachse des Bolzens weg spreizbaren Hakenblättern an der dem Bolzenkopf gegenüberliegenden Stirnfläche des Bolzenschaftes sowie einer rohrförmigen Hülse, in die der Bolzenschaft einsteckbar ist. An der rohrförmigen Hülse ist an dem in Einsteckrichtung hinten liegenden Ende ein Hülsenkopf angeformt. Im Hülsenrohr ist im Bereich des Hülsenkopfes eine Ringschulter ausgebildet, die bei eingestecktem Bolzen mit den Haken der spreizbaren Hakenblätter gegen Herausziehen zusammenwirkt. Beide Teile des Verbindungselementes bestehen aus einem verschleißfesten Kunststoff.
Die spreizbaren Hakenblätter sind zur Mittelachse des Bolzens hin elastisch biegbar ausführt. Ihre Stirnflächen sind bevorzugt als von der Mittelachse nach außen schräg abfallende Gleitfläche ausgebildet. Dadurch wird das Zusammenfügen beider Teile des Verbindungselementes erleichtert, indem zunächst die Stirnflächen der spreizbaren Hakenblätter in die dem Hülsenkopf gegenüberliegende Öffnung der Hülse eingesetzt werden und danach die Hülse in Richtung Bolzen geschoben wird. Die Gleitflächen der spreizbaren Hakenflächen gleiten an der Innenkante der Hülsenöffnung, wobei die spreizbaren Hakenblätter zur Mittelachse des Bolzens elastisch verbogen werden. Ist die Hülse hinreichend weit auf den Bolzenschaft aufgesteckt, greifen die Haken der spreizbaren Hakenblätter hinter die bevorzugt am gegenüberliegenden Ende der Hülse angeordnete Ringschulter, wobei die spreizbaren Hakenblätter von der Mittelachse des Bolzens weg elastisch zurückfedern. Bolzen und Hülse sind gegen ein gegenseitiges Herausziehen gesichert.
Vorteilhaft ist es, wenn der zwischen den spreizbaren Hakenblättern im Bereich der Mittelachse des Bolzens liegende Raum für die Aufnahme eines Spreizstiftes ausgebildet ist. Dieser kann dann in diesen Raum eingeschoben werden und sichert ein verbleiben der spreizbaren Hakenblätter auch bei hoher Belastung in gespreizter Stellung und damit im Eingriff mit der Ringschulter.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die spreizbaren Hakenblätter mehrere Reihen an Haken aufweisen. Dadurch können unterschiedliche Einstecktiefen zwischen Bolzen und Hülse ermöglicht werden. Es können jedoch auch innerhalb der Hülse in Richtung der Mittelachse hintereinander versetzt mehrere Ringschultern ausgebildet sein, wodurch die gleiche Wirkung, d. h. unterschiedliche Einstecktiefen zwischen Bolzen und Hülse, realisiert werden kann.
Natürlich können beide vorgenannten Merkmale auch miteinander kombiniert werden, d. h. an den spreizbaren Hakenblättern sind mehrere Reihen an Haken angeordnet und innerhalb der Hülse sind in Richtung der Mittelachse hintereinander versetzt mehrere mit den Hakenreihen korrespondierende Ringschultern ausgebildet.
Der Bolzenschaft und die Hülse können so bemessen sein, dass bei hinreichend weit aufgesteckter Hülse und im Eingriff befindlichen Haken und Ringschulter zwischen der dem Bolzenkopf zugewandten Stirnfläche der Hülse und der der Hülse zugewandten Fläche des Bolzenkopfes ein Spalt verbleibt, in den eines der zu verbindenden Teile eingreift. Dadurch kann eine Positionierung des Verbindungselementes in Richtung seiner Längsachse in Bezug zu diesem Teil erreicht werden. An der diesem Teil zugewandten Stirnfläche der Hülse und/oder an der entsprechenden Fläche des Bolzenkopfes können verformbare Spielausgleichselemente angeordnet sein.
Es kann zweckmäßig sein, den Bolzenschaft vom Bolzenkopf weg abgestuft auszubilden, wodurch die Position des vorgenannten Teiles in Bezug zur Längsachse des Verbindungselementes vorbestimmt werden kann.
Die Erfindung sowie ihre vorteilhaften Wirkungen sollen anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispieles weiter erläutert werden.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
1a–c: die Teile eines Verbindungselementes (einzeln), in
2: den Längsschnitt durch ein Verbindungselement im verbundenen Zustand, in
3: eine Verbindungselement in perspektivischer Darstellung und in
4: ein Verbindungselement an einem Kraftfahrzeugsitz.
Die 1a bis 1c zeigen die Einzelteile eines Verbindungselementes. Der in 1a gezeigte Bolzen 1 weist links einen aus dem Bolzenmaterial ausgeformten Bolzenkopf 2 auf. Der Bolzenschaft 3 ist abgestuft ausgebildet. Die dem Bolzenschaft 3 zugewandte Fläche des Bolzenkopfes 2 und die Stirnfläche der ersten Abstufung 3.1 des Bolzenschaftes 3 liegen senkrecht zur Mittelachse 4 des Bolzens 1 und dienen als Anschlag- bzw. Gleitflächen für die zu verbindenden Teile. An der dem Bolzenkopf 2 gegenüberliegenden Stirnfläche des Bolzenschaftes 3 sind zwei gegeneinander spreizbare Hakenblätter 5 angeordnet. Die Hakenblätter 5 sind bezüglich der Mittelachse 4 des Bolzens 1 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die freien Enden der Hakenblätter 5 sind zur Mittelachse 4 hin und von dieser weg elastisch biegbar. An den Hakenblättern 5 ist jeweils an der nach außen, d. h. von der Mittelachse weg gewandten Fläche ein Haken 5.1 ausgebildet. Die nach außen gewandten Flächen beider Haken 5.1 sind stirnseitig betrachtet kreisförmig gebogen, wobei die Mittelpunkte aller die Flächen beschreibenden Kreise auf der Mittelachse 4 des Bolzens 1 liegen. Die Stirnflächen der Hakenblätter 5 verlaufen von der Mittelachse 4 des Bolzens 1 schräg nach außen und sind als Gleitflächen ausgebildet. Die gegeneinander sowie zur Mittelachse 4 gewandten Seitenflächen der Hakenblätter 5 sind stirnseitig betrachtet ebenfalls kreisförmig gebogen und bilden um die Mittelachse 4 einen Raum, in den ein Spreizstift 6 eingeschoben werden kann.
1b zeigt als zweites Teil des Verbindungselementes eine rohrförmige Hülse 7 mit einem angeformten Hülsenkopf 8. Die zum Hülsenrohr 7.1 weisende Stirnfläche des Hülsenkopfes 8 und die Stirnfläche des Hülsenrohres 7.1 liegen ebenso wie die analogen Stirnflächen des Bolzenkopfes 2 und der Abstufung 3.1 des Bolzenschaftes 3 senkrecht zur Mittelachse 4 und dienen als Anschlag- bzw. Gleitflächen für die zu verbindenden Teile. An der Stirnfläche des Hülsenrohres 7.1 sind verformbare Spielausgleichselemente in Form von Quetschrippen 9 angeordnet. Die am Hülsenkopf 8 kreisförmig umlaufende Kante der Öffnung der rohrförmigen Hülsen 7 ist als Ringschulter 10 ausgebildet.
1c zeigt einen Spreizstift 6, der leicht konisch ausgebildet ist. An seiner äußeren Umfangsfläche sind zwei umlaufende Rippen 11 angeordnet, die in korrespondierende Ausnehmungen 12 in den gegeneinander sowie zur Mittelachse 4 gewandten Seitenflächen der Hakenblätter 5 eingreifen können. Alle Teile des Verbindungselementes bestehen aus verschleißfestem Kunststoff.
Die 2 und 3 zeigen das Ineinandergreifen der Teile des Verbindungselementes. Die rohrförmige Hülse 7 ist soweit auf den Bolzenschaft 3.2 aufgesteckt, dass die Haken 5.1 der spreizbaren Hakenblätter 5 mit der Ringschulter 10 an der rohrför migen Hülse im Eingriff stehen. Die spreizbaren Hakenblätter 5 werden durch den in den zwischen den Hakenblättern um die Mittelachse 4 gebildeten Raum eingeschobenen Spreizstift 6 in gespreizter Stellung gehalten. Der Spreizstift 6 ist soweit zwischen die Hakenblätter 5 geschoben, dass seine umlaufenden Rippen 12 in die korrespondierenden Ausnehmungen 12 in den Hakenblättern 5 eingreifen. Er ist damit gegen Herausrutschen lagegesichert. Gleichzeitig sind der Bolzen 1 und die rohrförmige Hülse 7 sicher miteinander verbunden, ohne dass ein Herausrutschen des Bolzens 1 aus der rohrförmigen Hülse 7 möglich ist. Die Mittelachse 4 des Bolzens entspricht im zusammengefügten Zustand beider Teile 1 und 7 des Verbindungselementes der Mittelachse des Verbindungselementes.
6 zeigt zwei mittels eines Verbindungselementes um die Mittelachse 4 des Verbindungselementes drehbeweglich verbundene Teile, nämlich eine Sitzwanne 13 mit einem Sitzgestell 14 eines Fahrzeugsitzes. Die Mittelachse 4 des Verbindungselementes bildet dabei die Drehachse der Verbindung. Die drehbeweglich zu verbindenen Teile 13 und 14 weisen jeweils kreisrunde Durchbrüche mit einem umlaufenden Bord auf, durch die das Verbindungselement hindurchgreift. Die Durchbrüche in der Sitzwanne 13 sind so bemessen, dass sie mit den äußeren Durchmessern der ersten Abstufung 3.1 des Bolzenschaftes 3 sowie dem äußeren Durchmesser des Hülsenrohres 7.1 korrespondieren, so dass das Verbindungselement drehbeweglich in diese Durchbrüche einsetzbar ist. Der Durchbruch im Sitzgestell 14 ist so bemessen, dass sein Durchmesser dem äußeren Durchmesser des in die rohrförmige Hülse 7 einsteckbaren Bereiches 3.2 des Bolzenschaftes 3 angepasst ist. Das Verbindungselement nimmt damit im verbundenen Zustand beider Teile 1 und 7 eine entlang der Mittelachse 4 definierte Position in Bezug zum Sitzgestell 14 ein. Die verformbaren Quetschrippen 9 werden bei der dargestellten Verwendung des Verbindungselementes unter elastischer und/oder plastischer Verformung gegen das Sitzgestell 15 gedrückt, wodurch eine Positionierung des Verbindungselementes mit Toleranzausgleich erfolgt und das Sitzgestell 14 zur Sitzwanne 13 ebenfalls mit Toleranzausgleich in Richtung der Mittelachse 4 positioniert wird.
Mittels des Verbindungselementes wird so die Sitzwanne 13 mit dem Sitzgestell 14 um die Mittelachse 4 des Verbindungselementes drehbeweglich verbunden, wobei außerdem die Sitzwanne 13 in entlang der Mittelachse 4 des Verbindungselementes vorbestimmter Position zum Sitzgestell 14 gehalten wird.
Durch die Ausführung des Verbindungselementes aus Kunststoff kann auf die Verwendung von zusätzlichen Gleit- oder Lagerbuchsen zur Verbesserung der Drehbeweglichkeit der Verbindung verzichtet werden.

1: Bolzen
2: Bolzenkopf
3: Bolzenschaft
3.1: erste Abstufung des Bolzenschaftes
3.2: in die rohrförmige Hülse 7 einsteckbarere Bereich des Bolzenschaftes
4: Mittelachse
5: spreizbare Hakenblätter
5.1: Haken an den Hakenblättern
6: Spreizstift
7: rohrförmige Hülse
7.1: Hülsenrohr
8: Hülsenkopf
9: Quetschrippen
10: Ringschulter
11: Rippen
12: Ausnehmungen
13: Sitzwanne
14: Sitzgestell

Claims

Verbindungselement zur drehbeweglichen Verbindung von Bauteilen (13, 14), bestehend – aus einem die Drehachse bildenden Bolzen (1) mit einem angeformten Bolzenkopf (2) an einem Ende des Bolzenschaftes (3) und mindestens zwei von der Mittelachse des Bolzens (1) weg spreizbaren Hakenblättern (5) an der dem Bolzenkopf (2) gegenüberliegenden Stirnfläche des Bolzenschaftes (3) – und einer rohrförmigen Hülse (7), in die der Bolzenschaft (3.2) einsteckbar ist, mit einem am in Einsteckrichtung hinten liegenden Ende der rohrförmigen Hülse (7) angeformten Hülsenkopf (8) und einer im Bereich des Hülsenkopfes (8) im Hülsenrohr (7.1) ausgebildeten Ringschulter (10), die bei eingestecktem Bolzen (1) mit den Haken (5.1) der spreizbaren Hakenblätter (5) gegen Herausziehen zusammenwirkt, wobei – Bolzen (1) und Hülse (7) aus einem verschleißfesten Kunststoff bestehen.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spreizbaren Hakenblätter (5) in Richtung der Mittelachse (4) des Bolzens (1) elastisch biegbar sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche der spreizbaren Hakenblätter (5) als von der Mittelachse (4) des Bolzens (1) schräg nach außen abfallende Gleitflächen ausgebildet sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen den spreizbaren Hakenblättern (5) im Bereich der Mittelachse (4) des Bolzens (1) zur Aufnahme eines Spreizstiftes (6) ausgebildet ist.
Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei in die Hülse (7) eingestecktem Bolzenschaft (3.2) in den Raum zwischen den spreizbaren Hakenblättern (5) im Bereich der Mittelachse (4) des Bolzens (1) ein Spreizstift (6) eingeschoben ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den spreizbaren Hakenblättern (5) in Richtung der Mittelachse (4) des Bolzens (1) hintereinander versetzt mehrere Reihen an Haken (5.1) angeordnet sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Hülsenrohres (7.1) in Richtung der Mittelachse (4) hintereinander versetzt mehrere Ringschultern (10) ausgebildet sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzenschaft (3) vom Bolzenkopf (2) weg abgestuft ausgebildet ist.
Anordnung eines Verbindungselementes nach Anspruch 8 zur drehbeweglichen Verbindung von mindestens zwei Bauteilen (13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil (13) mindestens einen Durchbruch aufweist, der so bemessen ist, dass er mit dem in die Hülse (7) einsteckbaren Bereich (3.2) des Bolzenschaftes (3) korrespondiert und das andere Bauteil (14) mindestens zwei bezüglich ihrer Mittelachse fluchtend angeordnete Durchbrüche aufweist, die so bemessen sind, dass sie mit der nicht in die Hülse (7) einsteckbaren Abstufung (3.1) des Bolzenschaftes (3) sowie dem äußeren Durchmesser des Hülsenrohres (7.1) korrespondieren.