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Stand der Technik
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Befestigungselemente zum Einsetzen in eine Aufnahmebohrung eines Körpers, welche im eingesetzten Zustand in der Aufnahmebohrung fixierbar sind, wobei zur Fixierung des Befestigungselements ein Einfügen eines Verbindungsorgans in einen offenen Hohlraum des Befestigungselements erfolgt, sind bekannt. Beispielsweise werden derartige Befestigungselemente für den Möbelbau verwendet, zum Beispiel wenn die Aufnahmebohrung optional bzw. nachträglich in einen Bauteilabschnitt eingebracht wird.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Befestigung mit einem Befestigungselement bereitzustellen, insbesondere im Hinblick auf eine zuverlässig wirkende Befestigung bzw. eine sichere Verankerung des Befestigungselements in dem betreffenden Körper.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Erfindung geht aus von einem Befestigungselement, das in eine Aufnahmebohrung eines Körpers einsetzbar ist und im eingesetzten Zustand in der Aufnahmebohrung fixierbar ist, wobei zur Fixierung des Befestigungselements in der Aufnahmebohrung ein Einfügen eines Verbindungsorgans in einen insbesondere offenen Hohlraum des Befestigungselements erfolgt, wobei Bereiche des Befestigungselements nach außen verdrängbar sind.
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Der offene Hohlraum bedeutet, dass der Hohlraum in einer Montagesituation vor der Befestigung bedienseitig zum Einbringen des Verbindungsorgans zugänglich ist, bei eingesetztem Befestigungselement.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ein Befestigungselement für den Möbelbau, insbesondere ein Möbel-Befestigungselement wie z. B. einen Möbel-Dübel. Das Verbindungsorgan kann durch eine Bewegung in Richtung der Längsachse des Befestigungselements bzw. des Hohlraums eingebracht werden. Dies kann durch eine drehende Bewegung des Verbindungsorgans überlagert erfolgen bzw. durch eine Einschraubbewegung eines Schraubmittels, wenn das Verbindungsorgan z. B. eine Schraube ist, und/oder durch ein Einschlagen oder Eindrücken des Verbindungsorgans, wenn das Verbindungsorgan beispielsweise ein Einschlagelement wie zum Beispiel ein Nagel ist.
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Unter Aufnahmebohrung sind sämtliche geeignete Vertiefungen in einem Material zu verstehen, in welche das Befestigungselement mit geringem Spiel einsetzbar ist, unabhängig davon, ob die Vertiefung ein regelmäßiges Rundloch bzw. ein Loch durch einen Bohrvorgang entstanden ist oder durch ein anderes bzw. nicht bohrendes Verfahren.
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In der Regel fällt die Längsachse des offenen Hohlraums mit der Längsachse des Befestigungselements zusammen. Der Hohlraum ist insbesondere zentrisch im Befestigungselement vorhanden, umgeben von Abschnitten des Befestigungselements. Ein der offenen Seite des Hohlraums gegenüberliegendes Ende des Befestigungselements kann offen oder geschlossen sein.
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Mit dem Verdrängen der Bereiche des Befestigungselements nach außen, was durch Druckkräfte erfolgt, die vom Verbindungsorgan auf das Befestigungselement übertragen werden, wird ein Anpressen des Befestigungselements in der Aufnahmebohrung erreicht. Das Verdrängen bzw. die in der Bohrung erzielbare Presskraft hängt unter anderem ab von dem Volumen des Teils des Verbindungsorgans, der in den Hohlraum eintaucht und darin mit dem Befestigungselement in verdrängenden Kontakt gelangt. Die Presskraft nimmt zu, je tiefer das Verbindungsorgan in den Hohlraum während des Einschraubens oder Einschlagens eintaucht, wobei das Verbindungsorgan gegen Abschnitte des Befestigungselements drückt und dabei Material des Befestigungselements verdrängt.
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Der Kern der Erfindung liegt darin, dass das Befestigungselement einen Innenabschnitt aufweist und einen Mantelabschnitt aus einem Mantel-Material aufweist, wobei der Innenabschnitt eine Hohlraumwand umfasst, welche den Hohlraum umschließt, und wobei der Mantelabschnitt die Hohlraumwand außen umhüllt, wobei das Mantel-Material einen höheren Reibkoeffizienten aufweist als das Material, aus welchem der Innenabschnitt besteht, wobei bei in der Aufnahmebohrung eingesetztem Befestigungselement durch das Einfügen des Verbindungselements in den Hohlraum das Verdrängen der Bereiche des Befestigungselements zu einer Verformung des Befestigungselements führt, wobei der Mantelabschnitt in einen flächigen Anpresskontakt mit Wandabschnitten der Aufnahmebohrung gelangt. Mit dem Mantel-Material sind vergleichsweise hohe Haftreibungswerte zwischen dem Mantelabschnitt und der Wandung der Aufnahmebohrung erreichbar. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Aufnahmebohrung eine vergleichsweise glatte Wandung und/oder keinen hinterschnittenen Abschnitt aufweist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Aufnahmebohrung zylindrisch ist und in einem Material vorhanden ist, wie z. B. einem Glas-, Metall-, Kunststoff- oder einem Holzmaterial oder einem anderen Material, wie z. B. einem Keramik- oder Kohlenstoff-Werkstoff oder aus einem Verbundwerkstoff, das mit gängigen Bearbeitungsverfahren zur Einbringung einer Bohrung, wie einem Spiralbohrverfahren, eine glatte Bohrungswand ausbildet. Auch bei einer Aufnahmebohrung bzw. Aufnahmeöffnung ohne Hinterschnitt sind bislang regelmäßig nur reduzierte Haltekräfte möglich, mit welchen das Befestigungselement in der Aufnahmebohrung gehalten ist, insbesondere gegen ein Herausziehen des Befestigungselements aus der Aufnahmebohrung. Solche Szenarien sind extrem kritisch bzw. absolut zu vermeiden, was daher bislang zum Beispiel zu einem deutlichen Mehraufwand führt, wie dem Vorsehen einer Mehrzahl von Befestigungspunkten anstelle nur einer, oder weitere Maßnahmen wie eine zusätzlich Maßnahme bzw. weitere Hilfsmitteln wie die Verwendung eines Klebstoffs und dergleichen. Mit dem vorgeschlagenen Befestigungselement wird erreicht, dass der Mantelabschnitt über nahezu die gesamte umfänglich zur Längsachse der Aufnahmebohrung vorhandene umfängliche Bohrungswandfläche der Aufnahmebohrung in einen flächigen Kontakt bringbar ist, was eine hohe Haftreibung bedeutet.
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Mit der Erfindung ist es ohne weitere Maßnahmen möglich, eine feste Verankerung des Befestigungselements auch in einer Aufnahmebohrung mit einer glatten Bohrungswand und/oder in einer Aufnahmebohrung ohne Hinterschnitt vorteilhaft zu realisieren.
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Bevorzugt weist das Material des Mantelabschnitts einen zum Innenabschnitt-Material vergleichsweise höheren Reibkoeffizienten und/oder bevorzugt eine elastische Materialeigenschaft auf.
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Mit der gezielten, jeweiligen Auswahl des Materials des Innenabschnitts und des Mantelabschnitts lassen sich vorteilhaft definierte Eigenschaften des Befestigungselements vorgeben. Diese Eigenschaften betreffen die Herstellung und die Verwendung wie die Montage, wie z. B. ein dynamisches Verhalten bzw. ein Verformungs-Verhalten und den Nutzzustand bei eingerichteter Befestigung.
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Das erfindungsgemäße Befestigungselement ist vorzugsweise ein Zwei-Komponenten-Befestigungselement wie ein Zweikomponenten-Dübel.
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Vorteilhaft ist auch, dass der Innenabschnitt materialseitig optimal abgestimmt ist, die Grundstruktur bzw. Grundstabilität des Befestigungselement bereitzustellen und bei Einwirken des Verbindungselements auf den Innenabschnitt sich vorteilhaft zu verhalten bzw. nicht nachteilig komprimiert wird, sondern eine vom Verbindungsorgan auf den Innenabschnitt aufgezwungene Druckkraft nach außen weitergibt auf den Mantelabschnitt. Der Innenabschnitt ist vorzugsweise plastisch verformbar und vergleichsweise hart verglichen mit dem Mantelabschnitt.
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Der Mantelabschnitt ist demgegenüber materialtechnisch anders abgestimmt als der Innenabschnitt, insbesondere so, dass eine vergleichsweise starke Haftreibverbindung durch den Anpresskontakt mit den Wandabschnitten der Aufnahmebohrung erzielbar ist insbesondere bei einer glatten Oberfläche der Wand der Aufnahmebohrung. Der Mantelabschnitt ist vergleichsweise gut verformbar und schmiegt sich vorzugsweise durch ein vorgebbares elastisches Materialverhalten des Mantel-Materials ideal an die Wand der Aufnahmebohrung an. Vorteilhafterweise schmiegt sich das verformte Mantel-Material aufgrund dessen vorgegebenen bzw. elastischen Materialeigenschaften an der komplett zur Verfügung stehenden Oberfläche der Wandabschnitte der Aufnahmebohrung an, insbesondere über die gesamte zum Mantelabschnitt benachbarte Fläche der Wandabschnitte der Aufnahmebohrung. Damit ist ein vergleichsweise hoher Flächen-Haftkontakt zwischen dem Mantelabschnitt und der Wand der Aufnahmebohrung und damit eine vergleichsweise starke Verankerungskraft des Befestigungselements in der Aufnahmebohrung möglich.
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Das Befestigungselement weist abgesehen von außen vorzugsweise vorhandenen Erhöhungen bzw. Rippen eine in Längsrichtung des Befestigungselements in eine Einführrichtung bzw. nach vorne leicht verjüngende bzw. konische Außenform auf. Die Verjüngung liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 5 Winkelgraden, bevorzugt bei circa 2 Winkelgraden. Die Verjüngung ist vorzugsweise durch die Außenform des Innenabschnitts vorgegeben, abgesehen von ggf. vorhanden zylindrischen Rippen auf der Außenseite des Innenabschnitts. Der Mantelabschnitt außen auf der Außenseite des sich verjüngenden Innenabschnitts bildet diese Verjüngung vorzugsweise nach, was insbesondere einhergeht mit einer in Längsrichtung des Befestigungselements betrachtet gleichbleibenden Dicke des Materials des Mantelabschnitts. Die Außenseite des Mantelabschnitts kann alternativ auch nicht verjüngend geformt sein.
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Vorzugsweise umhüllt der Mantelabschnitt zumindest wesentliche Bereiche einer zur Längsachse des Befestigungselements umfänglichen Außenseite des Innenabschnitts bzw. der Hohlraumwand, insbesondere vorteilhaft 50 %, 60%, vorzugsweise 70 % bis 90 % oder 100 % der Fläche der Außenseite des Innenabschnitts. Umgekehrt ist es vorteilhaft, wenn außenseitige Teilflächen bzw. Abschnitte des Innenabschnitts nicht vom Mantelabschnitt überdeckt sind, insbesondere dass eine Außenseite des Befestigungselements überwiegend durch den Mantelabschnitt gebildet ist und teilweise durch den Innenabschnitt bzw. teilweise durch Abschnitte einer nicht vom Mantelabschnitt überdeckten Außenseite des Innenabschnitts, wie z. B. vorstehende Abschnitte von Rippen außen am Innenabschnitt.
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Vorteilhafterweise besteht der Innenabschnitt aus einem Hartmaterial insbesondere aus einem Hart-Kunststoffmaterial und/oder der Mantelabschnitt aus einem Weichmaterial insbesondere aus einem Elastomermaterial.
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Vorzugsweise besteht der Innenabschnitt aus einem Hart-Kunststoffmaterial und/oder der Mantelabschnitt aus einem Gummi-Elastomermaterial. Die Herstellung des Befestigungselements und die Vorgabe der jeweiligen Materialeigenschaften des Innenabschnitts bzw. des Mantelabschnitts ist damit vorteilhaft möglich.
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Das Hartmaterial ist vorzugsweise ein lineares PolymerMaterial, vorzugsweise ein Polyamid-Kunststoff oder ein dem Polyamid ähnlicher Werkstoff, was dessen werkstofftechnische Eigenschaften angeht.
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Das Elastomermaterial ist vorzugsweise ein Gummimaterial bzw. ein Naturkautschuk bzw. ein elastisches Polymer, vorzugsweise ein thermoplastischer Elastomere bzw. TPE. Ein thermoplastischer Elastomer ist vergleichsweise einfach verarbeitbar insbesondere im Spritz- bzw. Spritzgießverfahren oder durch andere Verfahren z. B. Extrusion.
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Auch ist es von Vorteil, dass die Hohlraumwand eine an den Hohlraum angrenzende Innenseite aufweist, welche sich längs des Hohlraums verjüngt, in Einfügerichtung des Verbindungsorgans in das Befestigungselement. Damit wird vorteilhaft eine selbsttätige Klemm- bzw. Keilwirkung bei einem linearen Vorwärtsbewegen des Verbindungsorgans in dessen Einfügerichtung beim Einfügen in den Hohlraum erreicht. Damit lässt sich sukzessive mehr Material nach außen verdrängen und die wirksame Presskraft des Mantelabschnitts gegen die Wand der Aufnahmebohrung nimmt kontinuierlich zu. Dies ist für ein sicheres Verpressen des Befestigungselements in der Aufnahmebohrung vorteilhaft. Am Ende des Einfügevorgangs, insbesondere wenn das Verbindungsorgan die gesamte Länge des Hohlraums überbrückt, werden über die gesamte Länge des Hohlraums dazugehörige Bereiche des Befestigungselements, also vom Innen- und vom Mantelabschnitt, nach außen verdrängt. Das Mantel-Material liegt bevorzugt über die gesamte Länge und die gesamte Mantelfläche des Befestigungselements an der Wand der Aufnahmebohrung an.
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Damit ist eine maximal mögliche Presswirkung zur Fixierung des Befestigungselements im die Aufnahmebohrung umgebenden Material des Körpers erreichbar.
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Die Innenseite des Hohlraums verjüngt sich in Einfügerichtung vorzugsweise kontinuierlich bzw. gleichbleibend linear, zum Beispiel konisch bzw. mit einheitlicher Steigung.
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Bei eingefügtem Befestigungselement in der Aufnahmebohrung befindet sich der geringste Durchmesser der Hohlraums im von der Öffnung der Aufnahmebohrung entfernten Bereich der Aufnahmebohrung bzw. im weiter innen liegenden Endbereich der Aufnahmebohrung, so dass beim Einfügen des Verbindungsorgans in den Hohlraum zuerst dieser Bereich des Befestigungselements nach außen verdrängt wird und dann die anderen Bereiche. Damit wird eine vorteilhafte Presswirkung in diesem tiefer innen liegenden Bereich der Aufnahmebohrung erreicht, was mit einer verbesserten bzw. stärkeren Verankerungswirkung des Befestigungselements in der Aufnahmebohrung einhergeht.
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Ein anderer Vorteil ergibt sich, wenn in Längsrichtung des Befestigungselements ein Umfangsmaß einer Außenseite des Innenabschnitts sich verringert.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass die Hohlraumwand eine an den Hohlraum angrenzende Innenseite aufweist, welche mit einer Zahnungskontur ausgebildet ist, welche mehrere in Längsrichtung des Befestigungselements sich erstreckende und in den Hohlraum vorstehende Erhöhungen umfasst.
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Dadurch lässt sich die Wirkung des Verbindungsorgans beim Vorrücken in den Hohlraum in Einfügerichtung, was das nach außen Verdrängen von Bereichen des Befestigungselements angeht, vorteilhaft erzielen. Insbesondere kann eine Druckkraft, welche vom Verbindungsorgan auf die Innenseite des Hohlraums radial nach außen wirkt, sicher und gezielt über die Erhöhungen der Zahnungskontur zu einem Ausweichen und Verdrängen von Bereichen des Befestigungselements führen.
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Die Zahnungskontur weist vorzugsweise zueinander parallele längliche insbesondere durchgehend Erhöhungen bzw. rippen- bzw. stegartige Erhöhungen auf. Die Zahnungskontur ist bevorzugt regelmäßig ausgestaltet. Vorzugsweise sind sämtliche Zähne der Zahnungskontur untereinander gleichförmig. Die Erhöhungen bzw. Zähne besitzen vorzugsweise abgeflachte freie Enden. Zwischen den Erhöhungen sind bevorzugt in Längsrichtung durchgehende Vertiefungen vorhanden, jeweils eine zwischen zwei benachbarten Erhöhungen. Vorzugsweise verjüngen sich die Erhöhungen und Vertiefungen in Einfügerichtung mit z. B. 2 Winkelgraden. Die Erhöhungen weisen vorzugsweise abgerundete Kantenbereiche auf. Die Zahnungskontur entlang der Innenwand des Hohlraums bzw. innen-umfänglich an der Hohlraumwand umfasst z. B. drei bis zwölf Erhöhungen bzw. sechs bis zehn, vorzugsweise genau acht Erhöhungen und acht Vertiefungen.
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Nach einer bevorzugten Modifikation der Erfindung weist das Befestigungselement eine stirnseitig offene Hülsenform auf. Ein Befestigungselement in Hülsenform, vorzugsweise mit einer zumindest angenähert außenzylindrischen Hülsenform, ist einfach herstellbar und montagefreundlich einsetzbar in der Aufnahmebohrung, insbesondere wenn eine zylindrische Aufnahmebohrung vorliegt. Das Befestigungselement wird so in die Aufnahmebohrung eingebracht, dass eine offene Seite der Hülse bzw. des Befestigungselements nach außen gerichtet ist, über welche das Einführen des Verbindungsorgans erfolgt. Der Hohlraum dient vorzugsweise als Führung für eine lotrechte Einführung des Verbindungsorgans bezogen auf eine Flächenseite des Abschnitts, in welchem die Aufnahmebohrung vorhanden ist. Dementsprechend ist die Aufnahmebohrung in der Regel senkrecht zu der Flächenseite.
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Vorzugsweise sind beide axiale Seiten bzw. Stirnseiten des hülsenförmigen Befestigungselements offen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Befestigungselement einen vorderen Endabschnitt mit einer schräg nach vorne zusammenlaufenden Stirnfläche aufweist. Die Zuordnung vorderer Abschnitt des Befestigungselements bezieht sich auf die Einsetzrichtung bzw. ist die Seite, welche beim Einsetzen in die Aufnahmebohrung zuerst eintaucht. Vorzugsweise weist der Innenabschnitt einen vorderen Endabschnitt mit einer schräg nach vorne zusammenlaufenden Stirnfläche auf. Der Mantelabschnitt ist vorzugsweise so ausgebildet, dass der Mantelabschnitt sich teilweise in die vordere schräge Stirnfläche erstreckt. Da die vordere Stirnfläche des Befestigungselements beim Einfügen in die Aufnahmebohrung zuerst bzw. voraus in die Aufnahmebohrung eintaucht, ist die sich verjüngende, zusammenlaufende Stirnseite für ein einfaches Einfädeln des Befestigungselements in die Aufnahmebohrung und dessen Zentrierung vorteilhaft.
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Die betreffende bzw. vordere Stirnfläche des Befestigungselements ist vorzugsweise konisch insbesondere geschlossen umlaufend bzw. ringförmig ausgebildet.
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Auch vorteilhaft ist es, wenn die Hohlraumwand eine Außenseite aufweist, welche mehrere längs des Befestigungselements nach außen vorstehende Rippen aufweist. Die länglichen schmalen Rippen stehen außen an dem Innenabschnitt bzw. außen an der Hohlraumwand vor. Die Außenseite des Innenabschnitts bzw. der Hohlraumwand ist ansonsten vorzugsweise zylindrisch. Die Rippen verlaufen in Längsrichtung des Befestigungselements vorzugsweise zylindrisch.
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Die Rippen sind vorzugsweise untereinander identisch. Die Rippen ermöglichen eine Zentrierung des Befestigungselements in der Aufnahmebohrung beim Einsetzen und beim anschließenden Einfügen und dabei eine erleichterte Gleitbewegung entlang der Wandung der Aufnahmebohrung. Die zum Beispiel im Querschnitt dreieckigen bzw. dachförmigen Rippen sind zur Längsachse des Befestigungselements vorzugsweise jeweils in gleicher radialer Richtung nach außen versetzt zu einer jeweiligen Vertiefung des Zahnprofils im Inneren des Innenabschnitts. Bei zum Beispiel acht Zähnen und acht Vertiefungen des Zahnprofils existieren außen an dem Innenabschnitt vorzugsweise acht Rippen.
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Es ist auch insbesondere herstellungstechnisch von Vorteil, wenn die Rippen untereinander gleichartig ausgebildet sind.
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Vorteilhaft ist die Außenseite des Innenabschnitt bis auf schmale Bereiche, welche jeweils von Kuppen der Rippen gebildet sind, von dem Mantelabschnitt umhüllt. Damit lässt sich das Befestigungselement effektiv in der Aufnahmebohrung verankern.
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Eine vorteilhafte Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Rippen längs des Befestigungselements in Einführrichtung eine veränderliche Breite aufweisen. Insbesondere werden die Rippen längs des Befestigungselements insbesondere nach vorne breiter. Damit wird erreicht, dass bei außenseitig konisch sich nach vorne verjüngendem Innenabschnitt die einzelnen Rippen mit ihrer jeweiligen Rippenspitze sich nicht konisch verjüngen sondern jeweils parallel zur Längsachse des Befestigungselements verlaufen.
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Es ist außerdem vorteilhaft, dass ein hinterer Endabschnitt des Befestigungselements einen ringförmigen Kragen aufweist, welcher aus einem Dämpfungsmaterial gebildet ist. Dies ermöglicht eine vorteilhafte insbesondere Schall- und/oder Schwingungsdämpfung zwischen den mit dem Befestigungselement verbindbaren Körpern. Dies ist zum Beispiel beim Möbel- und/oder Hausbau vorteilhaft.
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Der ringförmige Kragen bildet vorzugsweise einen integralen Teil des elastischen Mantelabschnitts, insbesondere mit einer ringförmig geschlossenen Stirnseite. Die Stirnseite ist flach bzw. eben gestaltet und steht beim eingesetzten Befestigungselement über die Außenseite, in welcher die Aufnahmebohrung eingebracht ist, über.
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Die Erfindung erstreckt sich außerdem auf ein Bauteil mit einem Bauteilabschnitt, wobei der Bauteilabschnitt mit einem Element verbunden ist, wobei für die Verbindung ein Befestigungselement nach einem der oben diskutierten Varianten vorhanden ist. Das Bauteil ist zum Beispiel ein Möbelteil. Vorteilhaft ist die Aufnahmebohrung als reine Sackloch- bzw. Zylinderbohrung gestaltet bzw. als Zylinderbohrung ohne einen Hinterschnitt.
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Schließlich richtet sich die Erfindung auf eine Schublade mit einer Schubladenzarge, wobei die Schubladenzarge mit einem Frontelement und/oder einer Rückwand verbunden ist, wobei für die Verbindung ein Befestigungselement nach einer der oben dargelegten Ausgestaltungen vorhanden ist.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand eines stark schematisierten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:
- 1 eine perspektivische Schrägansicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Befestigungselement,
- 2 das Befestigungselement gemäß 1 in einer vergrößerten Seitenansicht,
- 3 das Befestigung Element gemäß der 1 und 2 in einer Ansicht von oben,
- 4 das Befestigungselement gemäß der 1-3 in einer Ansicht von unten,
- 5 ein Innenabschnitt des Befestigungselements gemäß der 1-4 in Einzelansicht perspektivisch schräg von oben und
- 6 der Innenabschnitt gemäß 5 in einer Ansicht von oben.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 1 gezeigt, das als Zweikomponenten-Dübel ausgebildet ist. Gegenüber bekannten Befestigungselementen sind bei dem erfindungsgemäßen Befestigungselement 1 im verankerten Zustand erhöhte Ausziehkräfte nötig, was ein Herausziehen des verankerten Befestigungselements 1 aus einer zylindrischen Aufnahmebohrungen A angeht.
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Das Befestigungselement 1 ist aus zwei Komponenten hergestellt, die insbesondere unlösbar miteinander verbunden sind. Ein Innenabschnitt 2 des Befestigungselements 1 besteht aus einer Hartkomponente und ein Mantelabschnitt 3 des Befestigungselements 1 besteht aus einer Weichkomponente bzw. einem zum Material des Innenabschnitts 2 weicheren Mantel-Material.
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Das Befestigungselement 1 ist zum Beispiel gespritzt, wobei die Hartkomponente von der Weichkomponente umspritzt ist.
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Der Innenabschnitt 2 weist eine Hohlraumwand 4 auf, welche einen offenen Hohlraum 5 des Innenabschnitts 2 und damit des Befestigungselements 1 umfänglich zu einer zentrischen Längsachse L des Befestigungselements 1 umschließt (s. 5 und 6).
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Eine Außenseite 4a der Hohlraumwand 4 des Innenabschnitts 2 ist umfänglich zu L über die überwiegende Fläche der Außenseite 4a von der Weichkomponente bzw. den Mantelabschnitt 3 bedeckt. Die Hohlraumwand 4 weist eine an den Hohlraum 5 angrenzende Innenseite 4b mit einer Zahnungskontur 6 auf.
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Die Hohlraumwand 4 bzw. die Innenseite 4b verjüngt sich in Richtung E des Befestigungselements 1, wobei die Richtung E mit der Längsachse L zusammenfällt bzw. parallel zu L verläuft. Die Richtung E (s. 2) stellt sowohl eine Einsetzrichtung des Befestigungselements 1 in eine Aufnahmebohrung A dar als auch eine Richtung des Einfügens eines Verbindungsorgans 7 in das Befestigungselement 1 bzw. in den Hohlraum 5. Ein vorderes Ende des Verbindungsorgans 7 und eine offene Seite der Aufnahmebohrung A in einem Körper K, in welchem die Aufnahmebohrung A vorbereitet ist, sind im Umriss bzw. geschnitten in 2 lediglich gestrichelt angedeutet.
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Die Zahnungskontur 6 weist mehrere in Längsrichtung L des Befestigungselements 1 sich erstreckende und in den Hohlraum 5 vorstehende Erhöhungen 8 und zurückversetzte Vertiefungen 9 am Innenabschnitt 2 bzw. auf dessen Innenseite 4b der Hohlraumwand 4 auf. Die Erhöhungen 8 und die Vertiefungen 9 sind umfänglich zur Längsachse L alternierend vorhanden. Beispielhaft sind am Befestigungselement 1 acht Erhöhungen 8 und acht Vertiefungen 9 ausgebildet. Umfänglich zu L weisen die Erhöhungen 8 und die Vertiefungen 9 die Innenseite 4b auf, welche als konische Zahn- bzw. Konturfläche 10 ausgebildet ist.
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Das Befestigungselement 1 ist auf beiden Stirnseiten offen bzw. weist eine vordere offene Stirnseite 1a und eine hintere offene Stirnseite 1b auf. Das Befestigungselement ist 1 demgemäß als Einsetz-Hülse bzw. in einer Hülsenform ausgebildet.
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Der Innenabschnitt 2 ist vorne offen und weist eine schräg nach vorne zusammenlaufende Stirnfläche 11 auf, deren radial innerer Rand an die Zahnungskontur 6 heranreicht und die offene Stirnseite 1a umschließt. Die schrägen Flanken der Stirnfläche 11 erleichtern ein Einsetzen des Befestigungselements 1 in Richtung E in die Aufnahmebohrung A durch Kontakt mit einem Bohrungsrand der Aufnahmebohrung A, wenn das Befestigungselement 1 nicht exakt zentrisch an die Aufnahmebohrung A herangeführt bzw. eingesetzt wird. In der exakt richtigen Einsetzposition des Befestigungselements 1 in der Aufnahmebohrung A fällt die Längsachse L des Befestigungselements 1 mit einer zentrischen Bohrungslängsachse der in der Regel zylindrischen Aufnahmebohrung A zusammen.
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Die hintere Stirnseite 1b des Befestigungselements 1 weist eine ringförmige, ebene umfänglich geschlossenen Stirnfläche 12 auf, die vom Mantelabschnitt 3 gebildet ist und welche einen zur Längsachse L radial nach außen am verbleibenden Körper des Befestigungselements 1 überstehenden Kragen 13 bildet. Der Kragen 13 liegt mit einer vorderen axialen Seite flächig an einem Bohrungsrand der Aufnahmebohrung A an, wenn das Befestigungselement 1 funktionsrichtig in der Aufnahmebohrung A eingesetzt ist.
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Die Außenseite 4a der Hohlraumwand 4 des Innenabschnitts 2 umfasst mehrere bzw. hier beispielhaft acht längs des Innenabschnitts 2 und damit längs des Befestigungselements 1 nach außen vorstehende Rippen 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21, die umfänglich in regelmäßigen Abständen auf der Außenseite 4a ausgebildet sind. Die Rippen 14-21 sind untereinander identisch und im Querschnitt in Dreiecksform. Da sich die Außenseite 4a der Hohlraumwand 4 in Richtung E verjüngt, die Kuppen bzw. Spitzen der Rippen 14-21 aber auf einer zylindrischen Mantellinie zur Längsachse L liegen, ergibt sich eine kontinuierliche Vergrößerung bzw. Verbreiterung der Basis der Rippen 14-21 in Längsrichtung L.
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Der Mantelabschnitt 3 weist an seine Stirnfläche 12 in Richtung E sich anschließende lappenartige Abschnitte 3a auf, welche sich über die Außenseite 4a der Hohlraumwand 4 legen und die Außenseite 4a abdecken. Lediglich die Kuppen bzw. Spitzen der Rippen 14-21 bleiben frei von dem Mantel-Material bzw. sind von dem Mantelabschnitt 3 nicht überdeckt (s. 1, 2). Damit sind mit den Kuppen der Rippen 14-21 auf vorteilhafte Weise Führungsstege zum sicheren und geführten Einsetzen des Befestigungselements 1 in der Aufnahmebohrung A realisiert. Außerdem bilden die Rippen 14-21 eine Verdrehsicherung um die Längsachse L in der Aufnahmebohrung A aufgrund des andrückenden Kontakts mit der Bohrungswandung.
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Die acht Kuppen mit ihren Spitzen gleiten dabei auf jeweils einer Linie entlang der Wand der Aufnahmebohrung A bis der Kragen 13 mit einer Seite außen an dem Körper K bzw. dem Bohrungsrand der Aufnahmebohrung A zur Anlage kommt. Das Einsetzen des Befestigungselements 1 in der Aufnahmebohrung A kann manuell durch Eindrücken oder z. B. durch leichtes Einschlagen erfolgen. Demgemäß ist die Tiefe der Aufnahmebohrung A zumindest etwas größer als die Länge zwischen der axial vorderen Seite des Kragens 13 bis zur vorderen Ende der Stirnfläche 11 des Befestigungselements 1. Die Länge des Befestigungselements 1 beträgt zum Beispiel 10 bis 40 Millimeter bei einem Außen-Durchmesser zwischen z. B. 8 und 15 Millimeter oder mehr.
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Im vollständig eingesetzten Zustand des Befestigungselements 1 in der Aufnahmebohrung A, wird zur festen Verankerung des Befestigungselements 1 ein zusätzliches Element bzw. das Verbindungsorgan 7 wie beispielsweise eine passende Schraube in den Hohlraum 5 in Richtung E eingedreht. Dabei wird das Verbindungsorgan 7 in Richtung E fortschreitend bewegt, wobei ein Außengewinde des Verbindungsorgans 7 sich in die Zahnkontur bzw. die Erhöhungen einschneidet. Durch den Durchmesser des Verbindungsorgans 7 bzw. den sich in Richtung E verjüngenden Hohlraum 5 bzw. die sich in Richtung E verjüngende Innenseite 4b der Hohlraumwand 4 wird mit zunehmendem Eindrehen des Verbindungsorgans 7 in das Befestigungselement 1 Material des Innenabschnitts 2 zur Längsachse L radial nach außen verdrängt. Dabei wird der weiche Mantelabschnitt 3 nach außen bis zur flächigen Anlage an die Wand der Aufnahmebohrung A gepresst und so eine feste flächige Anpressung und damit Verankerung des Befestigungselements 1 in der Aufnahmebohrung A erreicht. Das Verbindungsorgan 7 befindet sich dabei in einem festen Eingriff mit den Erhöhungen der Hohlraumwand 4 und ist damit ebenfalls fest fixiert am Befestigungselement 1 bzw. im Körper K. Dies bedeutet, dass der Mantelabschnitt 3 radial nach außen gemäß der Pfeile P1 (s. 1 und 2) zumindest bis zu den Kuppen der Rippen 14-21 verdrängt werden und so die Außenseite des Befestigungselements 1 mit einer geschlossenen zylindrischen Mantelfläche aus dem Mantelabschnitt-Material an der zylindrischen Wand der Aufnahmebohrung angepresst ist. Damit wird eine hohe Verankerungskraft des Befestigungselements 1 in dem Körper K bzw. in der Aufnahmebohrung A auch bei einer vergleichsweis glatten Oberfläche der Wand der Aufnahmebohrung A erreicht. Umgekehrt sind gegenüber bisherigen Dübeln vergleichsweise deutlich erhöhte, in Richtung entgegen der Richtung E wirkende Kräfte nötig, um das Befestigungselement 1 aus der Aufnahmebohrung herauszuziehen.
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Das Verbindungsorgan 7 weist eine Länge auf, dass das Verbindungsorgans 7 durch Eindrehen und Bewegen in Richtung E komplett versenkbar ist im Hohlraum 5 des Befestigungselements 1 oder so weit einbringbar ist, dass das Verbindungsorgans 7 über eine Teillänge eines Schaftes und mit einem Kopf des Verbindungsorgans 7 über die hintere Stirnseite 1b entgegen der Richtung E übersteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungselement
- 1a
- Stirnseite
- 1b
- Stirnseite
- 2
- Innenabschnitt
- 3
- Mantelabschnitt
- 3a
- Abschnitt
- 4
- Hohlraumwand
- 4a
- Außenseite
- 4b
- Innenseite
- 5
- Hohlraum
- 6
- Zahnungskontur
- 7
- Verbindungsorgan
- 8
- Erhöhung
- 9
- Vertiefung
- 10
- Konturfläche
- 11
- Stirnfläche
- 12
- Stirnfläche
- 13
- Kragen
- 14
- Rippe
- 15
- Rippe
- 16
- Rippe
- 17
- Rippe
- 18
- Rippe
- 19
- Rippe
- 20
- Rippe
- 21
- Rippe
