DE202009019045U1 - Werkzeug zum Setzen einer Spreizhülse in Weichmaterial sowie System - Google Patents

Abstract

Werkzeug zum Setzen einer Spreizhülse (3) in Weichmaterial (4), insbesondere Metallschaum, mit einem Grundkörper (15) sowie einem endseitigen Formschlussabschnitt (9) zum Zusammenwirken mit Formschlussmitteln (8) der Spreizhülse (3) zum rotierenden Antreiben derselben und mit einem axial sowie rotatorisch relativ zu dem Grundkörper (15) verstellbaren Spreizmitteln (16) zum radialen Abkragen einer Anzahl von gegen eine Einbringrichtung gestellten Zinnen (13) der Spreizhülse (3).

Description

• Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Setzen einer Spreizhülse in Weichmaterial, insbesondere in Aluminiumschaum, sowie ein System, umfassend ein derartiges Werkzeug und eine zum Setzen in Weichmaterial ausgebildete Spreizhülse.
• Aus der FR 2 577 629 ist eine Spreizhülse bekannt, die beidenends angeordnete Zinnen aufweist, die bereits vor dem Einbringen in eine Einführöffnung abgespreizt sind. Hierzu müssen die Zinnen elastisch und damit aus vergleichsweise dünnem Material ausgebildet sein, um ein Durchführen der von Anfang an, d.h. bereits ursprünglich gespreizten Hülse durch die enge Öffnung zu ermöglichen. Aufgrund ihrer speziellen Ausgestaltung eignet sich die bekannte Spreizhülse nur zur Verwendung in Hohlräumen, insbesondere in Hohlkörpern bzw. Hohlprofilen und nicht zum Setzen in Weichmaterial, wie Aluminiumschaum und auch nicht zur Aufnahme großer Zugkräfte.
• Aus der US 3,579,942 ist eine Spreizhülse bekannt, bei der die Zinnen mit einem hinteren Umfangsrand einer zentrischen, ein Innengewinde aufweisenden Hülse verbunden sind. Die bekannte Spreizhülse wird durch axiales Einführen und anschließendes radiales Aufweiten gesetzt. Die bekannte Spreizhülse eignet sich nicht zum Einsatz in Weichmaterial.
• Aus der US 3,668,966 ist eine Spreizkonstruktion zum Einsatz in Weichmaterial bekannt.
• Sämtliche bekannten Spreizhülsen eigenen sich nicht optimal zur Verwendung in Metallschaum. Daher hat die Anmelderin in der zum Anmeldetag vorliegende Anmeldung noch nicht offengelegten PCT-EP2009/002946 eine optimierte Spreizhülse vorgeschlagen. Die optimierte Spreizhülse ist zum Setzen in Weichmaterial, insbesondere in Metallschaum sowie zur Aufnahme großer Zugkräfte optimiert und umfasst ein sich entlang einer Spreizhülsenachse erstreckenden Hülsenmantel, welcher einen Übergangsrand aufweist, der in Einbaulage einer Einbringrichtung zugewandt ist, wobei der Hülsenmantel in einem in Einbringrichtung axial hinter dem Übergangsrand liegenden hinteren Bereich innenseitig ein Mittel zur Befestigung eines Zugmittels, also Formschlussmittel, und der Hülsenmantel in einem vor dem Übergangsbereich liegenden vorderen Bereich eine Anzahl von am Übergangsrand angeordnete und axial gegen die Einbringrichtung gestellte Zinnen aufweist, welche vorgesehen sind, in Einbaulage quer zur Spreizhülsenachse über eine im hinteren Bereich des Hülsenmantels angeordnete Mantelfläche radial hinaus abzukragen, wobei die Zinnen im ursprünglichen Zustand der Spreizhülse, d.h. vor dem Abspreizen der Zinnen nicht abkragen, sondern innerhalb einer den Hülsenmantel aufnehmenden Hüllkontur angeordnet sind.
• Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zum Setzen einer Spreizhülse in Weichmaterial optimiertes Werkzeug sowie ein System aus einem Werkzeug und einer für den Einsatz in Weichmaterial und im Hinblick auf die Aufnahme großer Zuglaschen optimierten Spreizhülse anzugeben.
• Diese Aufgabe wird mit einem Werkzeug zum Setzen einer Spreizhülse in Weichmaterial, insbesondere in Metallschaum, wie Aluminiumschaum gelöst, welches einen Grundkörper sowie einen endseitigen Formschlussabschnitt aufweist, der zum Zusammenwirken mit Formschlussmitteln der Spreizhülse ausgebildet ist, um die Spreizhülse rotierend antreiben zu können und darüber hinaus Spreizmittel umfasst, die axial sowie rotatorisch relativ zu dem ein- oder mehrteiligen Grundkörper bewegbar angeordnet sind, wobei die Spreizmittel derart ausgelegt sind, dass mit ihnen die endseitig angeordneten, entgegen der Einbringrichtung der Spreizhülse gerichteten Zinnen in radialer Richtung nach außen abgekragt werden können.
• Hinsichtlich des Systems wird die Aufgabe durch die Kombination eines zuvor beschriebenen Werkzeugs mit einer Spreizhülse gelöst, die bevorzugt wie in der PCT/EP 2009/002946 beschrieben ausgebildet ist. Im Hinblick auf vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der Spreizhülse soll die PCT/EP 2009/002946 als zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung zugehörig offenbart gelten, so dass zur Beschreibung der Spreizhülse auf den Offenbarungsgehalt der vorgenannten Anmeldung zurückgegriffen werden kann.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
• Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein Werkzeug anzugeben, welches es einerseits ermöglicht, die Spreizhülse innerhalb des Weichmaterials zu rotieren und andererseits axial relativ zu den Spreizmitteln des Werkzeugs zu verstellen, um eine radiale Aufweitung der Zinnen innerhalb des Weichmaterials zu ermöglichen. Dabei wird bevorzugt zunächst die Spreizhülse, ggf. mittels des Werkzeuges in eine Einführöffnung im Weichmaterial, vorzugsweise in ein das Weichmaterial umfassendes Verbundmaterial eingeführt und dann rotierend durch rotierendes Antreiben des Grundkörpers rotiert. Bevorzugt werden gleichzeitig der Formschlussabschnitt des Werkzeugs und damit die Spreizhülse auf die Spreizmittel axial zu bewegt, um eine Aufweitung der Zinnen zu ermöglichen. Durch das radiale Aufweiten kragen die Zinnen nach außen ab, wodurch wiederum beim Rotieren des Grundkörpers und damit der Spreizhülse Weichmaterial abgetragen wird, was wiederum das weitere Aufspreizen der Zinnen erleichtert. Ziel ist es, mit beherrschbaren Kräften eine Aufweitung der Zinnen im Weichmaterial zu ermöglichen, was ohne ein Abtragen von Weichmaterial durch eine Rotation der Spreizhülse nicht ohne weiteres möglich wäre, da der sich im Weichmaterial aufbauende Gegendruck bei einer ausschließlichen radialen Spreizung, d.h. ohne Rotationsbewegung zu groß würde. Das Werkzeug kann in seiner Grundkonfiguration auf zwei unterschiedliche Weisen betrieben werden. So ist es beispielsweise möglich, gleichzeitig eine Rotationsbewegung der Spreizhülse und ein axiales Relativverstellen zwischen der Spreizhülse und den Spreizmitteln zu ermöglichen, um also die Spreizhülse beim bzw. während des Rotierens aufzuweiten. Alternativ kann mittels des Werkzeugs alternierend rotiert und gespreizt werden.
• Die Erfindung führt auch auf ein System, umfassend ein wie zuvor beschrieben ausgebildetes Werkzeug und eine Spreizhülse, wobei die Spreizhülse, wie eingangs erwähnt, bevorzugt wie in der PCT/EP 2009/002946 beschrieben ausgebildet ist. Die Spreizhülse umfasst also einen sich entlang einer Spreizhülse erstreckenden Hülsenmantel, welcher einen Übergangsrand aufweist, der in Einbaulage einer Einbringrichtung zugewandt ist, wobei der Hülsenmantel in einem in Einbringrichtung axial hinter dem Übergangsrand liegenden hinteren Bereich innenseitig Formschlussmittel umfasst, die zum einen zum Zusammenwirken mit dem Formschlussabschnitt des Werkzeugs und zum anderen zum Zusammenwirken mit einem Zugmittel dienen, dass im gesetzten Zustand der Spreizhülse mit dieser, die Spreizhülse zugbelastend zusammenwirkt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Zugmittel um eine Schraube. Ferner ist die Spreizhülse dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizhülse in einem vor dem Übergangsrand liegenden vorderen Bereich eine Anzahl von am Übergangsrad angeordneten und axial gegen die Einbringrichtung gestellten Zinnen aufweist, welche in Einbaulage quer zur Spreizhülsenachse über eine im hinteren Bereich des Hülsenmantels angeordnete Mantelfläche radial hinaus abkragen, wobei es wesentlich ist, dass die Zinnen im ursprünglichen, d.h. nicht aufgespreizten Zustand, d.h. vor dem Einbringen in Einbringrichtung nicht abkragen, also sich innerhalb einer vom Hülsenmantel definierten bzw. bestimmten Hüllkontur befinden.
• In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Spreizmittel eine Druckhülse umfassen oder als solche ausgebildet sind, wobei die Druckhülse mit einer Axialkraft auf die Zinnen einwirkt, und wobei die Kontaktkontur der Zinnen und/oder der Spreizhülse derart ausgebildet ist, dass eine Radialkraftkomponente resultiert, die die, bevorzugt endseitigen, entgegen der Einbringrichtung orientierten Zinnen der Spreizhülse in radialer Richtung weitet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Druckhülse mit dem Grundkörper derart zusammenwirkt bzw. gekoppelt ist, dass die Druckhülse bei stillstehender oder sich langsamer als der Grundkörper drehenden Druckhülse axial in Richtung des Formschlussabschnittes, d.h. in Richtung der Zinnen der Spreizhülse verstellt wird. Dies wird besonders zweckmäßigerweise dadurch realisiert, dass die Druckhülse ein Innengewinde aufweist, das mit einem Außengewinde des, zumindest abschnittsweise, als Gewindestange ausgebildeten Grundkörpers zusammenwirkt.
• Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn der Formschlussabschnitt ein Gewinde (Formschlussabschnittsgewinde), vorzugsweise ein Außengewinde, zum Zusammenwirken mit den als Gegengewinde ausgebildeten Formschlussmitteln der Spreizhülse aufweist. Bevorzugt sind die Formschlussmittel der Spreizhülse, wie zuvor bereits angedeutet, gleichzeitig die Mittel zum Festlegen eines Zugmittels in Einbaulage der Spreizhülse.
• Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsvariante des Werkzeugs, bei der die Steigung des Formschlussabschnittsgewindes und die Steigung des Außengewindes des Grundkörpers, mit welchem der Grundkörper mit der Druckhülse zusammenwirkt, in unterschiedliche Richtungen orientiert sind. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Formschlussabschnittsgewinde um ein Rechtsgewinde und bei dem Außengewinde des Grundkörpers um ein Linksgewinde, wobei auch eine umgekehrte Konfiguration realisierbar ist.
• Um die notwendigen Kräfte zum Rotieren des Grundkörpers und damit zum Abschaben von Weichmaterial, insbesondere Metallschaum, mittels der Zinnen der Spreizhülse zu garantieren, ist es bevorzugt, wenn dem Grundkörper ein Antrieb, insbesondere ein elektromotorischer Antrieb, zugeordnet ist. Dabei kann der Antrieb fest oder lösbar mit dem Grundkörper gekoppelt sein. Ganz besonders bevorzugt ist das Werkzeug als Aufsatz auf ein Antriebswerkzeug, beispielsweise eine Bohrmaschine oder einen Schrauber, ausgebildet, wobei das Werkzeug bevorzugt zum Festlegen in einem Bohr- bzw. Schraubfutter der Antriebsvorrichtung ausgebildet ist.
• Um manuell Einfluss darauf nehmen zu können, ob zu einem gewissen Zeitpunkt die Zinnen aufgespreizt, d.h. die Spreizmittel auf die Spreizhülse zu bewegt werden und/oder der Grundkörper und damit die Spreizhülse zum Abschaben von Weichschaummaterial mittels der Zinnen rotiert wird, ist in Weiterbildung der Erfindung eine, insbesondere mit Abstand zu der Druckhülse angeordnete, Haltefläche vorgesehen, die vom Benutzer gegriffen werden kann, um die Spreizmittel, insbesondere die Druckhülse, anzuhalten, d.h. festzuhalten, so dass neben der Drehbewegung des Grundkörpers eine Relativverstellbewegung in axialer Richtung zwischen den Spreizmitteln und der Spreizhülse resultiert. Wird die Haltefläche nur leicht, d.h. mit geringer Kraft gegriffen, so dass die Haltefläche sich relativ zur Hand des Benutzers verstellen kann, wird die Rotationsgeschwindigkeit der Druckhülse und damit die Axialverstellgeschwindigkeit der Druckhülse auf die Spreizhülse zu reduziert. Wird die Haltefläche losgelassen, rotiert die Druckhülse mit derselben Geschwindigkeit wie der Grundkörper und damit wie die Spreizhülse, so dass eine Axialrelativbewegung zwischen Spreizhülse und Druckhülse vermieden wird, mit dem Ergebnis, dass ausschließlich Weichmaterial abgeschabt, die Zinnen jedoch nicht radial aufgeweitet werden.
• Besonders zweckmäßig ist es, wenn zum Schutz des Benutzers vor Verletzungen zwischen der Haltefläche zum manuellen Angreifen und der Druckhülse eine Rutschkupplung realisiert ist, die derart konfiguriert ist, dass wenn eine maximale, vorzugsweise einstellbare, Mitnehmerkraft zwischen Rutschkupplung und Haltefläche überschritten wird, sich die Druckhülse relativ zu der festgehaltenen Haltefläche mit dem Grundkörper und damit mit der Spreizhülse rotieren kann, wodurch ein weiteres Aufspreizen der Zinnen zumindest so lange unterbunden wird, bis ausreichend Weichmaterial abgeschabt und damit die Mitnehmerkraft in Umfangsrichtung wieder sinkt.
• Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Haltefläche an einem Gehäuse der Rutschkupplung ausgebildet ist, wobei das Gehäuse bzw. die Haltefläche bevorzugt zylindrisch konturiert ist und ggf. von einer Beschichtung aus elastischem Material gebildet sein kann.
• Bevorzugt befinden sich innerhalb des Gehäuses Anpressmittel, insbesondere eine Feder und/oder elastisches Material, beispielsweise gummiartiges Material, um eine Anpresskraft zu erzeugen, die für eine lösbare, reibschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Druckhülse sorgt.
• Wie eingangs erwähnt, führt die Erfindung auch auf ein System, umfassend ein wie zuvor beschrieben ausgebildetes Werkzeug sowie eine zum Einsetzen in Weichmaterial ausgebildete Spreizhülse, welche bevorzugt endseitig, entgegen der Einbringrichtung orientierte Zinnen aufweist, die vor dem Einspreizen innerhalb einer zylindrischen Hüllkontur liegen, die von einem Hülsenmantel der Spreizhülse definiert wird. Bevorzugt ist das Weichmaterial, insbesondere Metallschaum, vorzugsweise Aluminiumschaum, Bestandteil eines Verbundmaterials, welches zumindest eine härtere Schicht als die Weichmaterialschicht aufweist. Bevorzugt ist das Weichmaterial sandwichartig zwischen zwei härteren, vorzugsweise als Vollmaterialschichten ausgebildeten, Schichten aufgenommen und wird mit einer Öffnung, insbesondere einer Bohrung, versehen, die eine vollständige Aufnahme der Spreizhülse in dem Weichmaterial bzw. dem Verbundmaterial ermöglicht. Hierzu entspricht der Durchmesser der Öffnung bevorzugt dem Durchmesser der zylindrischen Hüllkontur der Spreizhülse zuzüglich eines Spiels und die axiale Länge der Öffnung mindestens der axialen Länge der Spreizhülse.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
• Diese zeigen in:
• 1: eine in einem Metallschaum umfassenden Verbundmaterial angeordnete, noch nicht gespreizte, eine zylindrische Hüllkontur aufweisende Spreizhülse mit endseitigen, entgegen der Einbringrichtung orientierten, nach radial außen aufspreizbaren Zinnen sowie einen unteren Abschnitt eines Werkzeugs zum Setzen der Spreizhülse,
• 2: eine Ansicht der noch nicht gespreizten Spreizhülse von oben,
• 3: eine gespreizte, in einem Weichmaterial festgelegte Spreizhülse,
• 4: die Spreizhülse gemäß 3 in einer isolierten Darstellung und
• 5: eine mögliche Ausführungsvariante eines Werkzeugs zum Setzen der Spreizhülse.
• In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die in den Figuren offenbarten Maßangaben sollen den Schutzumfang der in den Ansprüchen wiedergegebenen Erfindung nicht einschränken – jedoch sollen die Maßangaben, auch daraus gebildete Verhältniswerte als wieder anspruchbar offenbart gelten.
• In 1 ist ein System 1, umfassend ein ausschnittsweise dargestelltes Werkzeug 2, eine Spreizhülse 3 sowie ein Weichmaterial 4, hier Aluminiumschaum, umfassendes Verbundmaterial 5, hier ein Plattenmaterial gezeigt. Das Verbundmaterial 5 umfasst zwei äußere Vollmaterialschichten 6, hier aus Aluminium, die eine Schicht aus Weichmaterial 4 sandwichartig zwischen sich aufnehmen. In das Verbundmaterial 5, genauer in die obere Vollmaterialschicht 6 sowie in das Weichmaterial 4 ist eine Sacklochbohrung 7 eingebracht, deren Durchmesser d₁ dem maximalen Außendurchmesser der Spreizhülse 3 vor dem Spreizen derselben zuzüglich eines minimalen Spiels entspricht. Die Spreizhülse 3, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus Stahl ausgebildet ist, weist eine Länge a von in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 15 mm auf. Der Durchmesser d₁ beträgt etwa 11 mm. Die Spreizhülse 3 umfasst als Innengewinde ausgebildete Formschlussmittel 8 zum Festlegen eines vorderen Formschlussabschnittes 9 des Werkzeugs 2, an welchem ein als Außengewinde ausgebildetes Formschlussabschnittsgewinde 10 vorgesehen ist, das als Rechtsgewinde mit den als Innengewinde ausgebildeten Formschlussmitteln 8 der Spreizhülse verschraubbar ist.
• Die Spreizhülse 3 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 4 von einem Übergangsrand 11 ausgehende, konzentrisch zu einer Mittelachse A verlaufende Randschlitze 12, deren Länge a₁ vorliegend etwa einem Drittel der Länge a entspricht bei einer Breite b von etwa 1 mm. Zwischen jedem Paar von Randschlitzen 12 ist ein Zinne 13 mit einer Umfangserstreckung b₁ (vgl. 4) von etwa 7 mm gebildet.
• Zu erkennen ist, dass die Spreizhülse 3 vor dem Ausspreizen eine von einem Hülsenmantel definierte zylindrische Hüllkontur aufweist bzw. dass die Zinnen 13 innerhalb einer von einer Hülsenmantelfläche 14 definierten bzw. diese aufnehmenden Hüllkontur angeordnet sind. Die Hülsenmantelfläche 14 befindet sich in Einbringrichtung E vor den Zinnen 13. Der Übergang der Zylindermantelfläche 14 und den Zinnen 13 bzw. die Grenzlinie wird gebildet vom Übergangsrand 11.
• Zum radialen Aufweiten der Spreizhülse 3, genauer der Zinnen 13, d.h. zum Abkragen der Zinnen 13 umfasst das Werkzeug 2 neben dem den Formschlussabschnitt 10 umfassenden Grundkörper 15 Spreizmittel 16 in Form einer Druckhülse, welche entlang des Grundkörpers 15 sowie in Umfangsrichtung relativ zu dem Grundkörper 15 bewegbar ist, wobei die Innengewinde 17 aufweisende Druckhülse (Spreizmittel 16) mit einem Außengewinde 18 des Grundkörpers 15 kämmt, wobei das Außengewinde 18 als Linksgewinde ausgebildet ist. Werden die Spreizmittel 16 durch Relativverdrehen der Spreizmittel 16 zu dem Grundkörper 15 axial auf die Spreizhülse 3 zu bewegt, kommt ein vorderer, hier angefaster Abschnitt 19 der Spreizmittel 16, genauer der Druckhülse in Kontakt mit den Zinnen 13, wobei aufgrund der geometrischen Ausgestaltung der Kontaktflächen einer Radialkraft resultiert, die die Zinnen 13 radial aufweitet, d.h. abkragt, so dass diese schlussendlich den inneren Umfangsrand des Sackloches 7 (Öffnung), wie sich aus 3 ergibt in radialer Richtung überragen. Durch Rotieren des Grundkörpers 15 und damit der Spreizhülse 3 wird beim Setzen der Spreizhülse 3 Weichmaterial 4 abgetragen und somit das radiale Aufspreizen erleichtert. Zu erkennen ist der durch das Abschaben erzeugte Hohlraum 20 im Weichmaterial 4 in einem Bereich radial außerhalb der Zinnen 13.
• Auch 4 zeigt, dass die Kraft zwischen den Spreizmitteln 16 und der zuvor rohrförmigen Spreizhülse 3 zur Verformung der Zinnen 13 führt. Die Zinnen 13 sind nach dem Aufspreizen unter einem Winkel t von etwa 45° nach außen geneigt, wobei der Winkel je nach Anwendungsfall wählbar ist. Im Falle der Integration des Weichmaterials 4 im Verbundmaterial 5, wie in den gezeigten Ausführungsbeispielen ist es vorteilhaft, wenn die Spreizhülse 3 mittels des Werkzeuges 2 derart eingebracht wird, dass sie sich nach dem Spreizen der Zinnen 3, wie in 3 gezeigt, innen an einer Vollmaterialschicht 6 abstützt. Bei einer alternativen Ausführungsvariante verkrallen sich die Zinnen 13 ausschließlich in Weichmaterial mit Abstand zu beiden Vollmaterialschichten 6.
• In 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges 2 zum Setzen einer bevorzugt wie in den 1 bis 4 gezeigten Spreizhülse 3 gezeigt. Zum unmittelbaren Zusammenwirken mit den Formschlussmitteln 8 (hier Innengewinde) der Spreizhülse 3 ist ein Formschlussabschnitt 9 am vorderen Ende des Werkzeuges 2, genauer am vorderen Ende eines hier einteiligen, alternativ mehrteiligen Grundkörpers 15 gezeigt. Der Formschlussabschnitt 9 trägt ein Formschlussabschnittsgewinde 10, hier ein Außengewinde.
• Mit Axialabstand zu dem Formschlussabschnittsgewinde 10 ist am Grundkörper 15 ein Außengewinde 18 vorgesehen, welches mit einem korrespondierenden Innengewinde 17 von Spreizmitteln 16, genauer einer Druckhülse 16 verschraubt ist. Bei den Gewinden 17, 18 handelt es sich um Linksgewinde. Die Spreizmittel 16, genauer die Druckhülse weist einen vorderen, konisch angefasten Abschnitt 19 auf, der zum unmittelbaren Zusammenwirken mit einem vorderen, inneren Bereich der Zinnen 13 der Spreizhülse 3 ausgebildet ist, um eine Radialkraftkomponente zu erzeugen, die die Zinnen 13 nach radial außen aufweitet. Die Druckhülse umfasst einen flanschartigen Umfangsbund 21, welcher innerhalb eines zylindrisch konturierten Gehäuses 22 einer Rutschkupplung 23 aufgenommen ist. Außen an dem Gehäuse 22 ist eine Haltefläche 24 ausgebildet, welche ein Benutzer mit der Hand greifen kann. Die Spreizmittel 16 durchsetzen eine Durchgangsöffnung 25 in einer vorderen Stirnseite 26 des Gehäuses 22 in axialer Richtung. Axial zwischen dem Umfangsbund 21 und der Stirnseite 26 befindet sich eine Reibscheibe 27. Auf der von der Reibscheibe 27 abgewandten Seite befindet sich innerhalb des Gehäuses 22 Anpressmittel 28 in Form von gummielastischem Material. Die Anpressmittel 28 lassen sich mit einer Deckelscheibe 29, die mit dem Gehäuse 22 verschraubbar ist, definiert pressen, wodurch die Anpresskraft, mit der die Spreizmittel 16 gegen die Reibscheibe 27 pressen, vorgegeben wird. Hierdurch wird also die Maximalkraft eingestellt, ab der bzw. bei der sich die reibschlüssige Verbindung zwischen der Haltefläche 24 und den Spreizmitteln 16 löst, damit die Spreizhülse 16 relativ zu der Haltefläche 24 rotieren kann.
• Wie sich aus 5 weiter ergibt, sind an dem von dem Formschlussabschnitt 9 (hier ein Mehrkantabschnitt) abgewandten Ende des Werkzeuges 2, genauer am Grundkörper 15 Verbindungsmittel 30 zum Verbinden des Werkzeugs 1 mit einem motorischen Antrieb vorgesehen.
• Zum Festlegen einer Spreizhülse 3 in einem Weichmaterial 4 kann entweder die Spreizhülse 3 zunächst in eine Öffnung im Weichmaterial eingebracht und dann formschlüssig mit dem Werkzeug 2, genauer mit dem Formschlussabschnitt 9 verbunden werden, oder aber die formschlüssige Verbindung erfolgt vor dem Einführen und das Einführen wiederum erfolgt mit Hilfe des Werkzeuges 2. Jedenfalls wird die Spreizhülse 3 durch Rotieren des Formschlussabschnittes 9 in Rotation versetzt. Wenn gleichzeitig die Haltefläche 24 festgehalten wird verstellen sich die Spreizmittel 16 aufgrund der Relativbewegung zwischen Spreizmittel 16 und Grundkörper 15 bzw. Außengewinde 18 axial in Richtung Formschlussabschnitt 9 und damit in Richtung Spreizhülse 3. Ab dem Auftreffen der Spreizmittel 16 auf die Zinnen 13 wird durch eine weitere axiale Verstellbewegung eine Radialkraftkomponente erzeugt, die die Zinnen 13 nach radial außen drückt. Währenddessen, d.h. während des Aufspreizens wird die Spreizhülse 3 mittels des Formschlussabschnittes 9 rotiert. Die Rutschkupplung 23 ist derart ausgelegt, dass die reibschlüssige Verbindung zwischen der Haltefläche 24 und den Spreizmitteln 16 sich löst, sobald die Kraft in Umfangsrichtung zu groß wird, so dass die Spreizmittel 16 gemeinsam mit dem Grundkörper 15 rotieren können und in diesem Fall nur Material mittels der Zinnen 13 im Weichmaterial 4 abgeschabt, jedoch während der gemeinsamen Rotation keine Aufspreizung erfolgt. Ist das Material abgetragen, sinkt also die in Umfangsrichtung wirkende Kraft, greift die Rutschkupplung wieder und es erfolgt ein weiteres Axialrelativverstellen zwischen Spreizhülse 16 und Grundkörper 15 und damit ein gleichzeitiges Abschaben und Aufspreizen.
• Der Benutzer kann zu jederzeit wählen, ob er die Haltefläche 24 hält oder freigibt. Bei freigegebener Haltefläche 24 rotiert die Haltefläche 24 zusammen mit den Spreizmitteln 16 und dem Grundkörper 15 um die Längsachse A, so dass nur abgeschabt, jedoch nicht aufgespreizt wird.
• Bezugszeichenliste

1

System

2

Werkzeug

3

Spreizhülse

4

Weichmaterial

5

Verbundmaterial

6

Vollmaterialschichten

7

Sackloch

8

Formschlussmittel

9

Formschlussabschnitt

10

Formschlussabschnittsgewinde

11

Übergangsrand

12

Randschlitze

13

Zinnen

14

Hülsenmantelfläche

15

Grundkörper

16

Spreizmittel

17

Innengewinde

18

Außengewinde

19

vorderer Abschnitt

20

Hohlraum

21

Umfangsbund

22

Gehäuse

23

Rutschkupplung

24

Haltefläche

25

Durchgangsöffnung

26

Stirnseite

27

Reibscheibe

28

Anpressmittel

29

Deckelscheibe

30

Verbindungsmittel

a

Länge

a1

Länge

b

Breite

d1

Durchmesser

t

Winkel

A

Mittelachse

E

Einbringrichtung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• FR 2577629 [0002]
• US 3579942 [0003]
• US 3668966 [0004]
• EP 2009/002946 [0005, 0008, 0008, 0011]

Claims (10)

1. Werkzeug zum Setzen einer Spreizhülse (3) in Weichmaterial (4), insbesondere Metallschaum, mit einem Grundkörper (15) sowie einem endseitigen Formschlussabschnitt (9) zum Zusammenwirken mit Formschlussmitteln (8) der Spreizhülse (3) zum rotierenden Antreiben derselben und mit einem axial sowie rotatorisch relativ zu dem Grundkörper (15) verstellbaren Spreizmitteln (16) zum radialen Abkragen einer Anzahl von gegen eine Einbringrichtung gestellten Zinnen (13) der Spreizhülse (3).
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizmittel (16) eine Druckhülse zum axialen Druckbeaufschlagen der Zinnen (13) und dadurch Erzeugen einer die Zinnen (13) abkragenden Radialkraftkomponente umfasst, wobei die ein Innengewinde (17) aufweisende Druckhülse mit einem Außengewinde (18) des Grundkörpers (15) zusammenwirkt, derart, dass die Druckhülse bei stillstehender oder sich langsamer als der Grundkörper (15) drehenden Druckhülse axial in Richtung des Formschlussabschnittes (9) verstellt wird.
3. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussabschnitt (9) ein Formschlussabschnittsgewinde (10) zum Zusammenwirken mit dem als Gegengewinde ausgebildeten Formschlussmitteln (8) der Spreizhülse (3) aufweist.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungsrichtung des Formschlussabschnittsgewindes (10) unterschiedlich ist von der Steigungsrichtung des Außengewindes (18) des Grundkörpers (15), vorzugsweise dass das Formschlussabschnittsgewinde (10) ein Rechtsgewinde und dass das Außengewinde (18) des Grundkörpers (15) ein Linksgewinde ist.
5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Rotieren des Grundkörpers (15) ein, vorzugsweise elektromotorischer, Antrieb vorgesehen ist und/oder dass Verbindungsmittel (30) zum drehfesten Verbinden des Grundkörpers (15) mit einem Antrieb, insbesondere einer Bohrmaschine oder einem Schrauber vorgesehen sind.
6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltefläche (24) zum Anhalten der Druckhülse vorgesehen sind, damit der Grundkörper (15) relativ zu der Druckhülse rotieren und so die Druckhülse axial relativ zum Grundkörper (15) verstellen kann.
7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefläche (24) an einer Rutschkupplung (23), insbesondere an deren Gehäuse (22), ausgebildet ist, wobei die Rutschkupplung (23) eine Relativbewegung zwischen der Haltefläche (24) und der Druckhülse zulassend ausgebildet ist, für den Fall, dass eine, insbesondere einstellbare, Maximalkraft überschritten wird.
8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (23) ein, insbesondere zylindrisches, die Haltefläche (24) aufweisenden Gehäuse (22) aufweist, in welchem Anpressmittel (28), insbesondere eine Feder und/oder elastisches Material, zum Erzeugen einer Anpresskraft zum Herstellen einer lösbaren reibschlüssigen Verbindung zwischen dem Gehäuse (22) und der Druckhülse angeordnet sind.
9. System, umfassend eine Spreizhülse (3) mit axial vor einem Hülsenmantel angeordneten, gegen eine Einbringrichtung gestellten Zinnen (13) und ein Werkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. System nach Anspruch 9, gekennzeichnet, durch Weichmaterial (4), insbesondere Metallschaum, vorzugsweise Aluminiumschaum, wobei vorzugsweise das Weichmaterial (4) eine Schicht in einem Verbundmaterial (5) bildet, welches bevorzugt zwei das Weichmaterial (4) sandwichartig zwischen sich aufnehmende Vollmaterialschichten (6) umfasst.

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