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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf Schraubenmuttern und insbesondere auf an Profilen montierten Schraubenmuttern.
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Stand der Technik
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Derzeit sind Profile im Einsatz, von denen die meisten aus Aluminium sind. Ein Profil ist ein Stab, der sich entlang einer Längsachse erstreckt. Das Profil umfasst im allgemeinen zwei Kanten und einen den zwei Kanten gegenüberliegenden Boden, der eine Aufnahme, genannt Schiene, begrenzt. Zur Befestigung eines Teils an dem Profil, kann man verschiedene Arten von Befestigungsmitteln verwenden.
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Es gibt Bolzen zum Einsetzen in eine Profilschiene, die mittels einer Schraubenmutter am Profil festgehalten werden. Eine Schraube oder ein Bolzen ist ein massives Gewindeteil, d.h., es besitzt ein Außengewinde. Eine Schraubenmutter ist ein Hohlteil mit Gewinde, d.h. es besitzt ein Innengewinde, das dazu bestimmt ist, ein anderes Gewindeteil aufzunehmen.
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Es gibt auch Schraubenmuttern zum Einführen in eine Profilschiene, die zur Aufnahme einer Schraube bestimmt sind, um ein Teil zwischen dem Profil und einem Schraubenkopf zu befestigen.
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Diese in eine Profilschiene einzuführenden Bolzen und Schraubenmuttern können in der Schiene verschoben werden, bevor eine Schraubenmutter oder eine zusätzliche Schraube montiert wird, um das zu befestigende Teil mit Hilfe des Bolzens oder der Schraubenmutter so genau wie möglich in Bezug auf das Profil zu positionieren. Doch das Zusammenwirken Bolzen/Schraubenmutter und Schraubenmutter/Schraube hält das Teil nicht ausreichend genug an dem Profil und es besteht die Gefahr, dass es sich unter Vibration lockert. Darüberhinaus besteht die Gefahr, dass der Bolzen oder die Schraubenmutter eine gewünschte Position an dem Profil nicht beibehält.
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Bestimmte Schraubenmuttern berühren den Boden des Profils nicht und es ist möglich, eine Schraube vorzusehen, die lang genug ist, damit das Schraubenende bis zum Boden reicht, aber die Anordnung ist dann abträglich für die Spannung der Montage, da die Schraube das Profil oder das an dem Profil zu befestigende Teil verformen kann.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen, und insbesondere Mittel bereitzustellen, um ein Teil mit ausreichendem Halt an einem Profil zu befestigen, damit das Teil in seiner Befestigungsposition in Bezug auf das Profil verbleibt.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Schraubenmutter zum Einführen in eine Aufnahme eines Profils vorgeschlagen, die einen Kopf umfasst, der sich entlang einer ersten Achse erstreckt, und der dazu bestimmt ist, mit zwei Kanten des Profils in Berührung zu sein, und einen Schaft, der sich entlang einer zweiten senkrechten Achse zur ersten Achse erstreckt, wobei der Schaft ein Innengewinde mit einem Innendurchmesser umfasst.
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Die Schraubenmutter umfasst eine integrierte Schraube mit einem in das Innengewinde eingeschraubten Außengewinde, ein erstes Ende, das mit einer Aufnahme für das Einschrauben/Abschrauben der integrierten Schraube versehen ist, und ein zweites Ende, das mit einer Spitze versehen ist, die dazu bestimmt ist, mit einem den zwei Kanten gegenüberliegenden Boden des Profils in Berührung zu sein, wobei das erste und zweite Ende der integrierten Schraube jeweils einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Innengewindes.
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Somit wird eine Schraubenmutter bereitgestellt, die eine integrierte Schraube umfasst, um die Schraubenmutter ausreichend an dem Profil zu befestigen. Eine solche Schraubenmutter ermöglicht es, ein Teil in der Befestigungsposition der Schraubenmutter und somit in einer vorbestimmten Position in Bezug auf das Profil zu halten.
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Das Innengewinde kann einen ersten Abschnitt umfassen, der mit dem Außengewinde der integrierten Schraube zusammenwirkt, und einen zweiten Abschnitt, der dazu bestimmt ist, mit einer zusätzlichen Schraube zusammenzuwirken.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Profil vorgeschlagen, das zwei Kanten und einen den zwei Kanten gegenüberliegenden Boden umfasst, wobei sich die Kanten und der Boden entlang einer Längsachse des Profils erstrecken und eine Aufnahme begrenzen, in die eine Schraubenmutter, wie oben beschrieben, eingeführt ist.
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Ein Montageverfahren für eine Schraubenmutter, wie sie oben beschrieben ist, an einem Profil, wie es oben beschrieben ist, umfasst das Einführen der Schraubenmutter in die Aufnahme des Profils, anschließend das Einschrauben der integrierten Schraube der Schraubenmutter, so dass die Spitze der integrierten Schraube mit dem Boden des Profils in Berührung kommt, und der Kopf der Schraubenmutter mit den Kanten des Profils in Berührung kommt.
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Man kann eine zusätzliche Schraube in die Schraubenmutter einschrauben, um ein Teil zwischen dem Profil und einem Auflagekopf der zusätzlichen Schraube zu halten.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung der besonderen Ausführungsarten und der Durchführung der Erfindung, die beispielhaft genannt sind und nicht einschränkend zu verstehen sind. Sie sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und zeigen:
- - 1 veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter und eines Profils; und
- - 2 veranschaulicht schematische eine perspektivische Ansicht einer Art und Weise der Durchführung eines Montageverfahrens einer Schraubenmutter an einem Profil;
- - 3 veranschaulicht schematisch eine Schnittansicht der in 2 veranschaulichten Schraubenmutter und des Profils;
- - 4 veranschaulicht schematisch eine perspektivische Ansicht einer weiteren Art und Weise der Durchführung eines Montageverfahrens einer Schraubenmutter an einem Profil;
- - 5 veranschaulicht schematisch eine Schnittansicht der in 4 veranschaulichten Schraubenmutter und des Profils;
- - 6 und 7 veranschaulichen schematisch Schnittansichten der Hauptschritte eines Montageverfahrens der Schraubenmutter an dem Profil und
- - 8 veranschaulicht schematisch eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsart eines Profils.
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Detaillierte Beschreibung
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In den 1 bis 8 ist eine in eine Aufnahme 2 eines Profils 3 einzuführende Schraubenmutter 1 gezeigt. Das Profil 3 ist ein Stab, der sich entlang einer Profilachse X erstreckt. Das Profil umfasst zwei Kanten 4, 5 und einen Boden 6, der sich entlang der Längsachse X erstreckt. Der Boden 6 liegt den zwei Kanten 4, 5 gegenüber. Die Kanten 4, 5 und der Boden 6 begrenzen die Aufnahme 2, die dazu bestimmt ist, die Schraubenmutter 1 aufzunehmen. Darüberhinaus trennt eine Hauptöffnung 7 die beiden Kanten 4, 5, um die Einführung der Schraubenmutter 1 in die Aufnahme 2 zu ermöglichen. Die Aufnahme 2 entspricht einer Einkerbung, die in dem Profil 3 gebildet ist und dazu bestimmt ist, die Schraubenmutter 1 aufzunehmen. Sie wird auch als Schiene bezeichnet.
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Die Schraubenmutter 1 umfasst einen Kopf 8 und einen Schaft 9. Insbesondere ist die Schraubenmutter 1 hohl. Der Kopf 8 erstreckt sich entlang einer ersten Achse A. Der Kopf 8 ist dazu bestimmt, mit den zwei Kanten 4, 5 des Profils 3 in Berührung zu sein. Der Kopf 8 der Schraubenmutter 1, Haltekopf genannt, ermöglicht es, die Schraubenmutter 1 in der Aufnahme 2 zu halten, wie in den 7 und 8 veranschaulicht, wobei gleichzeitig eine Translationsbewegung T der Schraubenmutter 1 entlang der Profilachse X möglich ist, wie in 4 veranschaulicht. Der Kopf 8 der Schraubenmutter 1 ist z.B. quaderförmig. Insbesondere umfasst der Kopf 8 eine erste Fläche 10, die in Richtung des Schaftes 9 gerichtet ist und eine zweite Fläche 11, die der ersten Fläche 10 gegenüberliegt. Die Schraubenmutter 1 kann aus Metall sein.
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Der Schaft 9 erstreckt sich entlang einer zweiten Achse B, senkrecht zu der ersten Achse A. Der Schaft 9 umfasst ein Innengewinde 12 mit einem Innendurchmesser 13. Der Schaft 9 ist vorzugsweise zylinderförmig. Unter Zylinder versteht man einen durch eine zylindrische Fläche begrenzten Festkörper, erzeugt durch eine Gesamtheit von parallelen Geraden, Mantellinien genannt, die sich auf eine ebene, geschlossene Krümmung, Leitgerade genannt, stützen, und zwei Ebenen, die die Mantellinien schneiden. Der Außendurchmesser des Schafts 9 ist kleiner als der oder gleich dem Abstand, der die zwei Kanten 4, 5 des Profils 3 trennt.
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Insbesondere umfasst die Schraubenmutter 1 eine integrierte Schraube 14. Die integrierte Schraube 14 umfasst ein Außengewinde 15, das in das Innengewinde 12 der Schraubenmutter 1 eingeschraubt ist. Das Innengewinde 12 der Schraubenmutter 1 ist so ausgebildet, dass es mit dem Außengewinde 15 derart zusammenwirkt, dass die integrierte Schraube 14 in die Schraubenmutter 1 eingeschraubt/von ihr abgeschraubt werden kann. Außerdem umfasst die integrierte Schraube 14 ein mit einer Aufnahme versehenes, erstes Ende 16 für ein Einschrauben/Abschrauben der integrierten Schraube 14 in Bezug auf die Schraubenmutter 1. Die Aufnahme ermöglicht ein Drehen der integrierten Schraube 14. Vorteilhafterweise befindet sich das erste Ende 16 innerhalb des Schafts 9 zwischen der ersten Fläche 10 des Kopfes 8 und einem distalen Ende des Schafts 9 gegenüber dem Kopf 8. Das erste Ende 16 ist von außerhalb der Schraubenmutter 1 sichtbar, wenn man durch das distale Ende des Schafts 9 schaut. Die Aufnahme ist also durch ein Schraubwerkzeug, das sich außen an der Schraubenmutter 1 befindet, zugänglich, das das Einschrauben/Abschrauben der integrierten Schraube 14 erlaubt. Die integrierte Schraube 14 umfasst darüberhinaus ein zweites Ende 17 gegenüber dem ersten Ende 16, das mit einer Spitze versehen ist, die dazu bestimmt ist, mit dem Boden 6 des Profils 3 in Berührung zu sein. Mit anderen Worten, das zweite Ende 17 befindet sich auf der Seite des Kopfes 8 der Schraubenmutter 1. Insbesondere ist der Außendurchmesser des ersten Endes 16 und des zweiten Endes 17 unbedingt kleiner als der Innendurchmesser 13 des Innengewindes 12 der Schraubenmutter 1, so dass die integrierte Schraube 14 in die Schraubenmutter 1 aufgenommen werden kann. Mit anderen Worten, die integrierte Schraube 14 besitzt keinen Auflagekopf. Die integrierte Schraube 14 kann zwischen der zweiten Fläche 11 des Kopfes 8 und dem distalen Ende des Schafts 9 aufgenommen sein. Die integrierte Schraube 14 unterscheidet sich von den meisten Schrauben, die einen Auflagekopf haben, der senkrecht und gegenüber dem Gewindekörper der Schraube vorstehend verläuft. Somit kann die integrierte Schraube 14 in die Schraubenmutter 1 eingeschraubt werden. Somit beherrscht man die Ausrichtung einer Längsachse der integrierten Schraube 14 mit der Längsachse B des Schafts 9 der Schraubenmutter 1. Die Ausrichtung der zwei Achsen wird beibehalten, wenn man die integrierte Schraube 14 einschraubt/abschraubt. Die integrierte Schraube 14 kann massiv oder hohl sein.
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Vorteilhafterweise befindet sich die Spitze der integrierten Schraube 14 in der in den 1 und 6 veranschaulichten Anfangsposition im Innern der Schraubenmutter 1. Die Spitze kann sich z.B. zwischen der zweiten Fläche 11 und der ersten Fläche 10 des Haltekopfs 8 befinden. Somit kann man die Schraubenmutter 1 leicht in die Aufnahme 2 einführen, ohne dass die integrierte Schraube 14 die Einführung behindert. Nach dem Einführen der Schraubenmutter 1 in die Aufnahme 2 kann man die integrierte Schraube 14 auch einschrauben, so dass die Spitze aus dem Kopf 8 hervorsteht, wie in den 7 und 8 veranschaulicht.
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In den 1 bis 5 sind zwei Einführungsarten der Schraubenmutter 1 in die Aufnahme 2 des Profils 3 gezeigt. In den 1 bis 3 wird mit S1 der Kopf 8 der Schraubenmutter 1 durch die Hauptöffnung 6 eingeführt. Die Einführung S1 der Schraubenmutter 1 entspricht einer Verschiebung des Kopfes 8 entsprechend einer Achse senkrecht zu der Profilachse X. Wenn sich der Kopf 8 der Schraubenmutter 1 dann in der Aufnahme 2 befindet, wird eine Drehung der Schraubenmutter 1 durchgeführt, damit die erste Fläche 10 des Kopfes 8 den Kanten 4, 5 zugewandt ist, wie in 6 veranschaulicht. Die Längsachse B des Schafts 9 verläuft dann senkrecht zu der Profilachse X. In dieser Position des Kopfes 8 kann die Schraubenmutter 1 durch die Hauptöffnung 7, die sich zwischen den zwei Kanten 4, 5 befindet, nicht aus der Aufnahme 2 entfernt werden. Doch man kann die Schraubenmutter 1 entlang der Profilachse X bis zu einer Position verschieben, die die Schraubenmutter 1 in Bezug auf das Profil 3 benötigt. Man kann die Schraubenmutter 1 gegebenenfalls durch eine seitliche Öffnung 18 des Profils 3 aus der Aufnahme 2 entfernen.
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In den 4 und 5 wird der Kopf 8 der Schraubenmutter 1 durch die seitliche Öffnung 18 des Profils 3 eingeführt.
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Wenn die Schraubenmutter 1 dann in der gewünschten Position ist, wird die integrierte Schraube 14 gemäß S2, wie in 6 veranschaulicht, eingeschraubt. Durch die Drehung der integrierten Schraube 14 tritt die von dem Kopf 8 der Schraubenmutter 1 vorstehende Spitze heraus, so dass man die Spitze mit dem Boden 6 des Profils 3 in Berührung bringen kann. Der Kontakt zwischen der integrierten Schraube 14 und dem Boden 6 erzeugt eine Kraft, mit der die erste Fläche 10 des Kopfes 8 der Schraubenmutter 1 gegen die Kanten 4, 5 des Profils 3 gedrückt wird, wie in den 7 und 8 veranschaulicht. Insbesondere die erste Fläche 10 ist mit den jeweiligen Innenflächen 19, 20 der Kanten 4, 5 des Profils 3 in Berührung. Die Innenflächen, 19, 20 befinden sich gegenüber der Aufnahme 2. Durch die Kraft, die von der Spitze gegen den Boden 6 übertragen wird, wird eine Translationsbewegung oder Drehung der Schraubenmutter 1 in Bezug auf das Profil 3 verhindert. Somit wird die Schraubenmutter 1 in ihrer gewünschten Position gehalten.
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Darüberhinaus kann der Schaft 9 der Schraubenmutter 1 ein zusätzliches Innengewinde 21 aufweisen, das dazu bestimmt ist, mit einer zusätzlichen Schraube 22 zusammenzuwirken. Insbesondere das zusätzliche Innengewinde 21 grenzt an das Innengewinde 12 an. Mit anderen Worten, das Innengewinde 12 befindet sich zwischen der zweiten Fläche 11 des Kopfes 8 und dem zusätzlichen Innengewinde 21. Die beiden Gewinde 12, 21 des Schafts 9 können identisch sein und können ein und dasselbe Innengewinde 12 bilden. Alternativ können die Gewinde 12, 21 des Schafts 9 unterschiedlich sein. Die Steigung des Innengewindes 12 kann sich z.B. von der des zusätzlichen Innengewindes 21 unterscheiden.
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Dadurch, dass die Schraubenmutter 1 in Bezug auf das Profil 3 in Position gehalten wird, wird dann die Montage der zusätzlichen Schraube 22 in dem zusätzlichen Innengewinde 21 der Schraubenmutter 1 erleichtert, denn es ist leichter, die zusätzliche Schraube 22 auf die Schraubenmutter 1 auszurichten. Die zusätzliche Schraube 22 hat ein Außengewinde, das mit dem zusätzlichen Innengewinde 21 zusammenwirken kann. Ein zu befestigendes Teil 23 kann somit zwischen einem Auflagekopf 24 der zusätzlichen Schraube 22 und dem Profil 3 gehalten werden, wie in 8 veranschaulicht. Insbesondere hat das zusätzliche Innengewinde 21 des Schafts 9 eine angepasste Länge, um eine Gewindestange 25 der zusätzlichen Schraube 21 aufzunehmen. Das Innengewinde 12 des Schafts 9 besitzt ebenfalls eine angepasste Länge, um die integrierte Schraube 14 aufzunehmen. Wenn die integrierte Schraube 14 in die Schraubenmutter 1 eingeschraubt ist, kann man die Schraubenmutter 1 außerdem leicht in die Aufnahme 2 einführen. Wenn man die integrierte Schraube 14 einschraubt, verschiebt sich die integrierte Schraube 14 dann in Richtung des Bodens 6, um die Schraubenmutter 1 in ihrer bestimmten Position zu halten. Man kann nun die zusätzliche Schraube 22 ohne relative Bewegung der Schraubenmutter 1 in Bezug auf das Profil 3 in das zusätzliche Innengewinde 21 einschrauben. Vorteilhafterweise wird die Schraubenmutter 1 reversierbar am Profil 3 fixiert gehalten, was die Montagevorgänge des Teils 23 an dem Profil erleichtert. Man kann nämlich die integrierte Schraube 14 abschrauben, um die Schraubenmutter 1 in einer anderen gewünschten Position anzubringen. Die Schraubenmutter 1 kann darüberhinaus ein Außengewinde besitzen, das sich an einer Außenfläche des Schafts 9 befindet, um mit einer anderen Schraubenmutter zusammenzuwirken.
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Die soeben beschriebene Erfindung ist für die Automobilindustrie, die Luft- oder die Raumfahrtindustrie geeignet.
