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Die Erfindung betrifft ein Ankerelement für ein Verbindungssystem zur Kopplung von Bauteilen, insbesondere Möbel- oder/ und Holzbauteile, mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verbindungssystem zur Kopplung von Bauteilen nach den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 17.
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Insbesondere aus Holzwerkstoffen, wie etwa Spanplatten, gefertigte Bauteile werden üblicherweise durch spezielle Verbindungssysteme miteinander gekoppelt. Neben der höheren Belastbarkeit der Verbindung ermöglichen diese eine einfache Montage sowie Demontage der Bauteile, beispielsweise im Zusammenhang mit Möbeln. Auf diese Weise lassen sich vor allem große Möbel zerlegt und insofern platzsparend transportieren und erst vor Ort aufbauen. Derartige auch als Verbindungsbeschläge oder Möbelverbinder bekannte mechanische Verbindungssysteme weisen miteinander korrespondierende Elemente auf, welche an den zu koppelnden Bauteilen bereits festgelegt oder in an diesen ausgebildeten Konturen, Vertiefungen oder Bohrungen einlegbar beziehungsweise einsteckbar sind.
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Aus
DE 20 2017 002 531 U1 ist beispielsweise ein Verbindungssystem bekannt, welches der lösbaren Kopplung von Bauteilen dient. Das Verbindungssystem umfasst einen Bolzen sowie ein Ankerelement mit einem Spannmittel in Form eines Gewindestiftes. Der Bolzen weist einen Gewindeabschnitt auf, über welchen dieser an einem ersten Bauteil festlegbar ist. Der Grundkörper des zur Anordnung an einem zweiten Bauteil vorgesehenen Ankerelements ist mit einem Kanal ausgestattet, in welchem der Bolzen zumindest abschnittsweise aufnehmbar ist.
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Eine an dem Bolzen vorhandene Schrägfläche ist so ausgestaltet, dass diese mit dem am Grundkörper des Ankerelements abstützbaren Spannmittel korrespondiert. Im zumindest abschnittsweise im Kanal des Grundkörpers angeordneten Zustand des Bolzens lässt sich dieser innerhalb des Kanals verlagern, indem auf dessen Schrägfläche über das Spannmittel eine Spannkraft aufgebracht wird.
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Spannmittel und Schrägfläche wirken in der Weise zusammen, dass die in Bezug auf ihre Richtung einem spitzen oder stumpfen Winkel erfolgende Aufbringung der Spannkraft auf die Schrägfläche eine Verdrängung des Bolzens in dessen Längsrichtung bewirkt. Mit zunehmender Verlagerung des Spannmittels Richtung Bolzen gleiten dessen Schrägfläche und das Spannmittel in einer Relativbewegung quasi aneinander vorbei. Im Ergebnis wird der mit dem ersten Bauteil verbundene Bolzen weiter in den Kanal des sich am zweiten Bauteil abstützenden Ankerelements verlagert, wodurch die beiden Bauteile miteinander verspannbar sind.
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Um im bestimmungsgemäßen Einsatz des Verbindungssystems die Erreichbarkeit zu dessen Spannmittel zu gewährleisten, bedarf es eines entsprechenden Zugangs.
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Um das Ankerelement in seine bestimmungsgemäße Anordnung zu bringen, bedarf es einer Kontur, Vertiefung oder Bohrung am jeweiligen Bauteil. Über deren nach außen offenen Zugang kann das Ankerelement entsprechend eingesteckt beziehungsweise eingelegt werden. Gleichzeitig dient der Zugang der Erreichbarkeit des Spannmittels, um die gewünschte Kopplung der Bauteile zu etablieren oder um deren bereits bestehende Kopplung zu lösen. Der von außen erkennbare Zugang wird in der Regel so am zugehörigen Bauteil angeordnet, dass dieser außerhalb des üblichen Blickfeldes liegt. Beim notwendigen Einsatz von zwei oder mehr Bolzen bedarf es einer passenden Anzahl an Ankerelementen und entsprechend vielen Maßnahmen zur Bedienung der einzelnen Spannmittel. Besonders bei der Anordnung mehrerer Ankerelemente übereinander ist bereits bauartbedingt nicht oder nur schwer sicherzustellen, dass all deren Zugänge außerhalb des Blickfeldes anordenbar sind. Zwar lassen sich die Zugänge beispielsweise durch an die Farbgebung der Bauteile angepasste Blenden in Form von Stopfen oder Kappen verschließen, allerdings können auch diese nicht immer allen ästhetischen Ansprüchen in Bezug auf die Sichtbarkeit des Verbindungssystems gerecht werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Ankerelement sowie Verbindungssystem dahingehend weiterzuentwickeln, dass dieses trotz des Einsatzes von zwei oder mehr Bolzen weniger Arbeitsaufwand beim Spannen bedarf und in der bestimmungsgemäßen Verwendung nahezu unsichtbar angeordnet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Ankerelement gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verbindungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die Erfindung schlägt ein Ankerelement vor, dessen Grundkörper wenigstens eine zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme eines zweiten Bolzens ausgebildete Öffnung mit einer Abschrägung besitzt. Mit anderen Worten weist das erfindungsgemäße Ankerelement zwei oder mehr Aufnahmen für Bolzen auf, von denen eine durch den bereits bekannten Kanal und die andere beziehungsweise anderen durch wenigstens eine zusätzliche Öffnung gebildet sind. Insbesondere die an der Öffnung gelegene Abschrägung wirkt im bestimmungsgemäßen Einsatz mit einer am korrespondierenden Bolzen angeordneten Schrägfläche vorteilhaft zusammen, so dass durch eine Verlagerung des gesamten Ankerelements die Schrägfläche des Bolzens an der Abschrägung des Grundkörpers entlang gleiten kann.
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Am Beispiel von zwei mit dem Ankerelement zu verbindenden Bolzen ist es nunmehr möglich, dass der zweite Bolzen im zumindest abschnittsweise in der Öffnung des Grundkörpers angeordneten Zustand durch eine Verschiebung des Ankerelements über seine dabei zumindest bereichsweise an der Abschrägung der Öffnung gleitend abstützbare Schrägfläche innerhalb der Öffnung relativ zum Grundkörper verlagerbar ist. Die hierfür erforderliche Verlagerung des gesamten Ankerelements innerhalb der Kontur, Vertiefung oder Bohrung des zugehörigen Bauteils erfolgt dabei über die Manipulation des Spannmittels, welches sich beim Aufbringen der Spannkraft auf der Schrägfläche des ersten Bolzens abstützt, wobei die gleichzeitige Abstützung des Spannmittels am Grundkörper des Ankerelements dessen Verschiebung bewirkt. Da der erste Bolzen hierbei als Lager für das Spannmittel dient, wird das Ankerelement während des Aufbringens der Spannkraft schräg beziehungsweise quer zur Längsrichtung des Bolzens verlagert, während der Bolzen gleichzeitig weiter in dessen Kanal hinein verdrängt wird.
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Der sich hieraus ergebende Vorteil ist darin zu sehen, dass nunmehr zwei oder mehr Bolzen gleichzeitig mit einem einzelnen Ankerelement verbindbar sind, so dass nur ein einzelner von außen erkennbarer Zugang für das eine Ankerelement erforderlich ist. Durch die Lage des Zugangs außerhalb des üblichen Sichtbereichs ist somit trotz des Einsatzes von zwei oder mehr Bolzen eine nahezu unsichtbare Verwendung des Ankerelements möglich. Unabhängig von der Anzahl der mit dem Ankerelement zu verbindenden Bolzen bedarf es überdies nur der Bedienung eines einzelnen Spannmittels, was den Verbindungsvorgang insgesamt erleichtert und verkürzt.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens kann der Kanal einen gegenüber der Öffnung größeren Innendurchmesser aufweisen. Hierdurch hat ein zumindest abschnittsweise innerhalb des Kanals aufgenommener Bolzen genügend Spielraum, um die beim Spannvorgang gewünschte Verlagerung des Ankerelements relativ zu diesem zu ermöglichen. Aufgrund der gegenüber dem Innendurchmesser des Kanals insofern kleineren Öffnung tritt deren Abschrägung bereits kurz nach Beginn des Spannvorgangs und die damit einhergehende Verlagerung des Ankerelements mit der Schrägfläche des zugehörigen Bolzens in Kontakt, so dass die mit dem Ankerelement und den Bolzen verbundenen Bauteile gleichmäßig aneinander gezogen und miteinander verspannt werden können.
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Grundsätzlich wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Öffnung kreisrund ausgebildet ist. Dies bezieht sich auf deren kleinsten Innendurchmesser, welcher aufgrund der Abschrägung naturgemäß variieren kann. Hierdurch wird eine möglichst gute Anpassung an die zumeist mit einem kreisrunden Querschnitt ausgestatteten Bolzen erreicht.
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Mit Blick auf den im Grundkörper des Ankerelements angeordneten Kanal kann dieser bevorzugt eine von einer kreisrunden Form abweichende Ausgestaltung besitzen. So kann der Kanal beispielsweise im Wesentlichen oval oder rechteckig ausgestaltet sein. Selbstverständlich ist auch eine rechteckige Form mit gerundeten Ecken denkbar. Hinsichtlich der Ausrichtung seines Querschnitts kann der Kanal einen sich zur Öffnung hin erstreckenden ersten Innendurchmesser und einen quer zu diesem verlaufenden zweiten Innendurchmesser aufweisen, wobei der erste Innendurchmesser größer als der zweite Innendurchmesser ist. Mit anderen Worten weist der Kanal hierdurch eine sich zur Öffnung hin erstreckende Innenhöhe auf, welche seine sich senkrecht hierzu erstreckende Innenbreite übersteigt. Dessen Innenbreite kann bevorzugt an den Querschnitt des aufzunehmenden Bolzens angepasst sein, während seine gegenüber dem Querschnitt des Bolzens größere Höhe genügend Spiel für die Verlagerung des gesamten Ankerelements während des Spannvorgangs ermöglicht.
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In vorteilhafter Weise kann sich die Öffnung durch den Grundkörper des Ankerelements hindurch erstrecken. Alternativ oder ergänzend hierzu kann sich der Kanal durch den Grundkörper des Ankerelements hindurch erstrecken. Die insofern zu ihren beiden Enden hin offene Öffnung oder/und der insofern zu seinen beiden Enden hin offene Kanal ermöglichen das Einführen eines Bolzens von beiden Seiten aus. Hierdurch sind bei Bedarf nur geringe Korrekturen in der Ausrichtung des Ankerelements an dem jeweiligen Bauteil notwendig, um die Aufnahme eines Bolzens zu ermöglichen. So bedarf es einer nur um maximal 90° erfolgenden Verdrehung des Ankerelements, um dessen Öffnung oder/und Kanal zum zugehörigen Bolzen hin auszurichten. Bei einem nur einseitig offenen Kanal oder/und einer nur einseitig offenen Öffnung wäre eine mitunter größere Drehung des Ankerelements um maximal 180° notwendig, um die erforderliche Ausrichtung hin zum Bolzen zu erreichen.
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In diesem Zusammenhang wird es besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Öffnung zu ihren beiden Enden hin jeweils eine Abschrägung aufweist, so dass sich unabhängig von der Einführrichtung eines Bolzens in die Öffnung stets der gewünschte Kontakt zwischen dessen Schrägfläche und einer der Abschrägungen einstellen kann, ohne dass es einer vorherigen Verdrehung des Ankerelements bedarf.
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Grundsätzlich kann die Abschrägung der Öffnung durch deren umlaufende Aufweitung zur Außenfläche des Grundkörpers des Ankerelements hin ausgebildet sein. So kann die Öffnung beispielsweise einen an der Außenfläche des Grundkörpers beginnenden konischen Abschnitt aufweisen, welcher sich mit zunehmender Tiefe der Öffnung verjüngt. Selbstverständlich muss deren Konus nicht durchgehend kreisrund ausgestaltet sein. So weist der Konus insbesondere bei einem stiftförmigen Grundkörper und einer sich quer zu dessen Längsrichtung erstreckenden Öffnung naturgemäß eine im Wesentlichen ovale Form an der Außenfläche des Grundkörpers auf.
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Gemäß der Erfindung kann sich die Abschrägung der Öffnung bis zu einem Ende des Grundkörpers hin erstrecken. Dies meint, dass die an dem Ende gelegene Stirnseite des Grundkörpers dessen restlicher Querschnittsform entsprechen oder von dieser abweichen kann.
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Auch kann die Abschrägung so weit bis zum Ende des Grundkörpers reichen, dass diese bis in dessen zugehörige Stirnseite hinein reicht und insofern eine entsprechende Ausnehmung beziehungsweise Querschnittsreduzierung in der Grundform der Stirnseite bewirkt. Auf diese Weise sind möglichst geringe Abmessungen für das Ankerelement realisierbar, so dass dieses beispielsweise auch bei nur geringen Bauhöhen der zu verbindenden Bauteile einsetzbar ist.
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Je nach Einsatzzweck und entsprechender Ausrichtung der über das Ankerelement miteinander zu verbindenden Bolzen können Kanal und die wenigstens eine Öffnung entsprechend ausgerichtet an dessen Grundkörper angeordnet sein. Bevorzugt können Kanal und Öffnung sich parallel zueinander erstrecken, um beispielsweise direkt zwei an einem Bauteil festgelegte und parallel zueinander verlaufende Bolzen aufnehmen zu können.
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Mit Blick auf die Ausgestaltung oder/und Anordnung des Spannmittels in Bezug auf das Ankerelement sind diverse Ausgestaltungen denkbar. Bevorzugt kann der Grundkörper eine mit dem Kanal verbundene Aufnahme besitzen, die dem Spannmittel als Lager dient. Aufgrund der vorteilhaften Verbindung kann das Spannmittel zumindest abschnittsweise durch die Aufnahme hindurch bis in den Kanal reichen, um mit einem im Kanal angeordneten Bolzen in Kontakt zu kommen. Mit anderen Worten stützt sich das Spannmittel dabei innerhalb der Aufnahme ab, was dessen präzise Führung und - trotz geringer Abmessungen - belastbare Abstützung am Grundkörper des Ankerelements ermöglicht.
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In besonders bevorzugter Weise kann die Aufnahme zumindest abschnittsweise ein Innengewinde aufweisen. Das Innengewinde kann so in vorteilhafter Weise mit einem Außengewinde des Spannmittels korrespondieren, so dass das Aufbringen der Spannkraft auf einer einfachen Drehung des Spannmittels um dessen Längsachse herum erfolgen kann.
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Im Rahmen der Erfindung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Aufnahme sich quer zum Kanal erstreckt. Dies meint dessen schräg zur Längsrichtung des Kanals erfolgende Ausrichtung. Aus der strukturell festlegbaren Ausrichtung der Aufnahme relativ zum Kanal ergibt sich beispielweise die Höhe des zum Aufbringen der erforderlichen Spannkraft benötigten Kraftaufwands. Je kleiner der zwischen der jeweiligen Längsrichtung des Spannmittels und des Bolzens eingeschlossene Winkel gewählt wird, umso leichter ist der Bolzen beim Aufbringen der Spannkraft innerhalb des Kanals verlagerbar. Dies liegt im Wesentlichen an der sich aufgrund des Winkels in einen horizontalen und einen vertikalen Anteil aufteilenden Spannkraft, wobei mit abnehmendem Winkel der horizontale Anteil gegenüber dem vertikalen Anteil überwiegt. Ein Winkel von 90° und insofern eine rechtwinklige Ausrichtung zwischen Kanal und Aufnahme wird dabei als vorteilhaft angesehen. Hierdurch ist die Ausrichtung des Grundkörpers relativ zu den aufzunehmenden Bolzen unerheblich, wohingegen eine Neigung von weniger als 90° stets einer möglichen Verdrehung des Grundkörpers bedarf, um beim Aufbringen der Spannkraft die richtige Verlagerungsrichtung des Bolzens zu erhalten.
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Vorzugweise kann der Grundkörper zylindrisch ausgebildet sein. Auf diese Weise reicht beispielsweise eine einfache Bohrung innerhalb des mit dem Ankerelement auszustattenden Bauteils aus, um dieses darin anordnen zu können. Überdies erlaubt die zylindrische Form auch eine einfachere Ausrichtung des Ankerelements vor oder/und nach seiner Anordnung am zugehörigen Bauteil. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass insbesondere bei sich durch den Grundkörper hindurch erstreckendem Kanal und Öffnung diese von ihren beiden Seiten aus die Aufnahme von Bolzen ermöglichen. Auch erlaubt die zylindrische Form die möglicherweise nach dem Einsetzen im Bauteil erforderliche nachträgliche Ausrichtung des Grundkörpers in Bezug auf seinen Kanal und die wenigstens eine Öffnung.
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Der Grundkörper des Ankerelements kann an wenigstens einem seiner beiden Enden eine Fase aufweisen, was insbesondere dessen Anordnung beispielsweise innerhalb einer Bohrung des zugehörigen Bauteils vereinfacht. Aufgrund der dabei umlaufend abgeschrägten Stirnseite ist diese im Durchmesser entsprechend verkleinert, was die Einführung des Grundkörpers insgesamt erleichtert.
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Über eine an wenigstens einem der beiden Enden des Grundkörpers angeordnete Kontur lässt sich das Ankerelement beispielsweise im bereits im Bauteil angeordneten Zustand leicht um dessen Längsrichtung herum drehen. Hierzu kann die Kontur so ausgestaltet sein, dass diese mit einem entsprechenden Werkzeug koppelbar ist. Ausgestaltungen für die Kontur können beispielsweise solche sein, die eine Kopplung mit einem Kreuz- oder Schlitzschraubendreher oder einem Inbusschlüssel ermöglichen, um nur einige nicht abschließende Möglichkeiten zu benennen. Sofern das Ankerelement nach seiner Anordnung am Bauteil zumindest abschnittsweise aus diesem herausragen sollte, könnte die Kontur auch für eine umfangsseitige Kopplung mit einem Werkzeug ausgestaltet sein, wie etwa für einen Maul- oder Ringschlüssel.
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Das nunmehr vorgestellte erfindungsgemäße Ankerelement ermöglicht die überaus einfache lösbare mechanische Kopplung von Bauteilen über zwei oder mehr Bolzen. Aufgrund der Anordnung von einem Kanal für einen Bolzen und einer an die weiteren Bolzen angepassten Anzahl an Öffnungen reicht nunmehr ein einzelnes Ankerelement aus, um direkt mehrere Bolzen gleichzeitig zu erfassen, so dass die Bauteile miteinander koppelbar und verspannbar sind. Durch die Bedienung eines einzelnen Spannmittels anstatt der sonst an die Menge der Bolzen angepassten Anzahl an Spannmitteln geht der Kopplungsvorgang insgesamt mit deutlich weniger Arbeitsaufwand einher. Zudem wird nur ein einzelner Zugang zu dem einzigen Spannmittel benötigt, so dass die Kopplung von Bauteilen trotz einer Anzahl von zwei oder mehr Bolzen pro Verbindung nahezu unsichtbar erfolgen kann.
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Die Erfindung ist weiterhin auf ein Verbindungssystem gerichtet, welches der Kopplung von Bauteilen dient, wie etwa von Möbel- oder/und Holzbauteilen. Das Verbindungssystem umfasst einen zur Festlegung an einem ersten Bauteil ausgebildeten Bolzen sowie ein zur Anordnung an einem zweiten Bauteil vorgesehenes Ankerelement. Bei dem Ankerelement kann es sich bevorzugt um ein wie bereits zuvor näher beschriebenes erfindungsgemäßes Ankerelement handeln. Das Ankerelement besitzt in jedem Fall einen Grundkörper mit einem zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Bolzens ausgebildeten Kanal. Demgegenüber weist der Bolzen eine Schrägfläche auf, welche mit einem am Grundkörper des Ankerelements abgestützten oder abstützbaren Spannmittel korrespondiert. Die Korrespondenz zwischen Schrägfläche des Bolzens und dem Spannmittel äußert sich dabei derart, dass der Bolzen im zumindest abschnittsweise im Kanal des Grundkörpers angeordneten Zustand durch eine über das Spannmittel auf seine Schrägfläche aufbringbare Spannkraft innerhalb des Kanals verlagerbar ist. Mit anderen Worten kann so der an einem Bauteil festlegbare Bolzen nach seinem Einsetzen in den Kanal weiter in diesen hineingezogen werden und so dass mit ihm verbundene Bauteil gegen das andere, mit dem Ankerelement ausgestattete Bauteil verspannen, indem die hierfür benötigte Spannkraft über das Spannmittel aufgebracht wird.
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Erfindungsgemäß umfasst das Verbindungssystem nunmehr mindestens einen weiteren zur Festlegung an einem der Bauteile vorgesehenen zweiten Bolzen. Weiterhin weist das Ankerelement wenigstens eine an seinem Grundkörper gelegene Öffnung auf, welche eine Abschrägung besitzt. Die Abschrägung der Öffnung korrespondiert dabei mit einer Schrägfläche des zweiten Bolzens derart, dass der zweite Bolzen im zumindest abschnittsweise in der Öffnung des Grundkörpers angeordneten Zustand durch eine in einem Winkel zu dessen Längsrichtung erfolgende Verschiebung des Ankerelements über seine dabei zumindest bereichsweise an der Abschrägung der Öffnung gleitend abstützbare Schrägfläche innerhalb der Öffnung verlagerbar ist. Die Verschiebung des Ankerelements kann dabei bevorzugt aus der über das Spannmittel aufbringbaren Spannkraft auf die Schrägfläche des ersten Bolzens resultieren. Hierbei stützt sich das Spannmittel zwischen dem Grundkörper und dem ersten Bolzen ab, wobei der innerhalb des Kanals angeordnete erste Bolzen als Widerlager agiert, während der Grundkörper des Ankerelements mit zunehmender Spannkraft relativ zum ersten Bolzen verlagert wird.
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Die sich hieraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit den Erläuterungen zum erfindungsgemäßen Ankerelement näher beschrieben, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle auf den entsprechenden Inhalt in der vorherigen Beschreibung verwiesen wird.
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Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems kann wenigstens einer der Bolzen eine unter Ausbildung eines Kopfes umlaufende Einschnürung aufweisen. Die Schrägfläche des Bolzens kann dann in vorteilhafter Weise im Bereich seiner Einschnürung gelegen sein. Besonders bevorzugt ist die Schrägfläche ein Teil der Einschnürung, so dass sich eine leicht in den Kanal oder/und die wenigstens eine Öffnung des Ankerbolzens einzuführenden Abschnittsform des Bolzens ergibt. Insbesondere bei ein nur geringes Spiel aufweisenden Abmessungen bildet die Schrägfläche somit keinen störenden Überstand.
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Grundsätzlich ist vorgesehen, dass wenigstens einer der Bolzen einen Verbindungsabschnitt besitzen kann, welcher zur Festlegung des so ausgestatteten Bolzens an einem der Bauteile ausgebildet ist. Bei dem Verbindungsabschnitt kann es sich beispielsweise um eine strukturelle Anordnung in Form eines Außengewindes handeln. Zumindest kann der Verbindungsabschnitt ein Außengewinde aufweisen. Über ein solches Außengewinde kann der Bolzen direkt in das zugehörige Bauteil eingeschraubt werden. Hierzu kann das Bauteil beispielsweise eine entsprechend vorgefertigte Bohrung aufweisen. Diese kann in Bezug auf ihren Innendurchmesser so gewählt sein, dass das Außengewinde direkt in das Material des Bauteils schneidet, während der Kern des Gewindes in der Bohrung aufnehmbar ist. Auf diese Weise wird ein mögliches Heben oder gar Reißen des Materials im Bereich des Bolzens wirksam verhindert.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Bauteil auch mit einem zusätzlichen Element ausgestattet sein, welches einen mit dem Verbindungsabschnitt des Bolzens korrespondierenden Bereich aufweist. Bei besagtem Element kann es sich beispielsweise auch um eine in oder/und an dem Bauteil angeordnete Gewindemuffe handeln. Weiterhin alternativ oder ergänzend zu den vorgenannten Ausführungen kann der Bolzen selbstverständlich auch stoffschlüssig in oder/und an dem Element festgelegt sein. Denkbar ist auch eine Anordnung des Bolzens an dem Bauteil in der Form, dass dessen Verbindungsabschnitt zumindest teilweise durch eine Bohrung des Bauteils hindurch gesteckt ist, wobei dann ein sich wenigstens bereichsweise zumindest indirekt um die Bohrung herum abstützendes Element, wie beispielsweise eine Mutter, mit dem Verbindungsabschnitt in Eingriff steht.
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Bei Vorhandensein einer Einschnürung sowie eines Verbindungsabschnitts kann der so ausgestattete Bolzen zudem einen bevorzugt umlaufenden Kragen aufweisen, welcher an diesem angeordnet oder ausgebildet ist. Der Kragen ist in vorteilhafter Weise zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Einschnürung gelegen, so dass hierüber beispielsweise die Anordnungstiefe des Bolzens im zugehörigen Bauteil festlegbar ist. Mit anderen Worten ist hierdurch beispielsweise die Einschraubtiefe seines Verbindungsabschnitts vorgegeben, welche endet, sobald sich der Kragen auf dem Bauteil abstützt.
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Grundsätzlich kann der Kopf des Bolzens eine an seiner Stirnseite gelegene Kontur aufweisen, welche zur Kopplung mit einem Werkzeug ausgebildet ist. Insbesondere in Bezug auf einen ein Außengewinde aufweisenden Verbindungsabschnitt des Bolzens ist dieser so mit einem passenden Werkzeug drehmomentübertragen koppelbar, um in das zugehörige Bauteil geschraubt zu werden. Ein mögliches bevorzugtes Beispiel für eine solche Kontur kann ein Innensechskant sein, welcher dann mit einem passenden Inbusschlüssel koppelbar ist. Selbstverständlich ist auch eine am Außenumfang des Kopfes angeordnete Kontur denkbar, wie beispielsweise ein mit einem passenden Maul- oder Ringschlüssel koppelbarer Außenvierkant oder Außensechskant.
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Im Rahmen der Erfindung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn wenigstens einer der Bolzen materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend hierzu wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Grundkörper des Ankerelements materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist. Dabei können die genannten Teile beispielsweise entweder spanend oder spanlos geformt sein, wie etwa durch eine Warm- oder Kaltumformung. Insbesondere die spanlose Formgebung ermöglicht eine kostengünstige Fertigung. Hinsichtlich des Ankerelements können der Kanal und die wenigstens eine Öffnung beispielsweise auch mittels Stanzen in dessen Grundkörper angeordnet sein.
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In besonders bevorzugter Weise können sämtliche Bolzen des Verbindungssystems identisch ausgebildet sein. Dies erleichtert dessen Verwendung insgesamt, da bei Anordnung der Bolzen keine Unterscheidung in etwaigen Ausgestaltungsformen vorgenommen werden müssen. Zudem erlaubt eine identische Ausbildung der Bolzen einen höheren Grad an Großserienfertigung mit entsprechend wirtschaftlicherer Herstellung.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Spannmittel des Verbindungssystems ein Außengewinde aufweisen. Demgegenüber kann der Grundkörper des Ankerelements eine Aufnahme mit einem daran beziehungsweise darin angeordneten Innengewinde aufweisen, welches dann mit dem Außengewinde des Spannmittels korrespondiert.
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Grundsätzlich ist vorgesehen, dass das Spannmittel ein Gewindestift ist oder einen solchen aufweist. Hierdurch lassen sich überaus geringe Abmessungen für das Spannmittel erreichen, wodurch sich insbesondere die Abmessungen des Ankerelements vorteilhaft reduzieren lassen.
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Das Spannmittel des Verbindungssystems kann eine an seiner Stirnseite gelegene und zur Kopplung mit einem Werkzeug ausgebildete Kontur aufweisen. Bei der Kontur kann es sich beispielsweise um einen Außenvierkant oder Außensechskant handeln, welche eine Kopplung mit einem Maul- oder Ringschlüssel ermöglicht. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch beispielsweise ein Innensechskant vorgesehen sein, welcher die Kopplung mit einem Inbusschlüssel zulässt. In jedem Fall ist die Kontur dazu ausgebildet, um ein bevorzugt handelsübliches Werkzeug mit dieser zu koppeln, so dass insbesondere im Zusammenhang mit ineinandergreifenden Gewinden ein zum Aufbringen der Spannkraft dann erforderliches Drehmoment übertragbar ist.
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Mit Bezug auf die in Kontakt tretenden Bereiche von Bolzen und Spanmittel wird vorgeschlagen, dass an einem freien Endabschnitt des Spannmittels eine Spitze angeordnet oder ausgebildet sein kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung ermöglicht eine überaus vorteilhafte Korrespondenz zwischen dem Spannmittel und der Schrägfläche des ersten Bolzens, da die in Kontakt tretenden Bereiche jeweils geneigt sind, so dass diese während des Spannvorgangs gleitend aneinander abstützbar sind. Hierdurch wird die zu übertragende Kraft auf eine möglichst große Fläche beziehungsweise Linienberührung verteilt. Der somit reduzierte Druck zwischen diesen Bereichen lässt diese einfacher und mit weniger Losbrechmoment aneinander vorbei gleiten.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich im Zusammenhang mit einem schematisch dargestellten und nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem in einer perspektivischen Darstellungsweise,
- 2a ein Ankerelement des Verbindungssystems aus 1 in einer ersten Ansicht,
- 2b das Ankerelement aus 2a in einer zweiten Ansicht,
- 2c das Ankerelement aus 2a und 2b in einer dritten Ansicht,
- 3a das Ankerelement aus 2a bis 2c in einer vierten Ansicht,
- 3b das Ankerelement aus 2a bis 2c und 3a in einer fünften Ansicht,
- 3c das Ankerelement aus 2a bis 2c und 3a sowie 3b in einer sechsten Ansicht,
- 4a einen Bolzen des Verbindungssystems aus 1 in einer ersten Ansicht,
- 4b den Bolzen aus 4a in einer zweiten Ansicht,
- 5 das Verbindungssystem aus 1 in seiner bestimmungsgemäßen Anordnung zur Kopplung von Bauteilen,
- 6a einen Schnitt durch das in seiner bestimmungsgemäßen Anordnung befindliche Verbindungssystem aus 5 im unverriegelten Zustand und
- 6b das Verbindungssystem aus 5 im verriegelten Zustand in selber Darstellungsweise.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem 1 in seiner perspektivischen Darstellung. Das Verbindungssystem 1 umfasst ein Ankerelement 2, welches einen sich in seiner Längsrichtung X zwischen seinen Enden 2a, 2b erstreckenden Grundkörper 3 aufweist. Beide Enden 2a, 2b des Grundkörpers 3 weisen jeweils eine umlaufende Fase 3a, 3b auf. Erkennbar ist der Grundkörper 3 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Weiterhin umfasst das Verbindungssystem 1 einzelne Bolzen 4, 5, deren hier rein beispielhafte Anzahl von einem ersten Bolzen 4 und einem zweiten Bolzen 5 durch eine im weiteren Verlauf verdeutlichte Anpassung des Ankerelements 2 quasi beliebig erweiterbar ist.
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Senkrecht zur Längsrichtung X sind ein Kanal 6 und eine Öffnung 7 angeordnet, welche sich jeweils durch den Grundkörper 3 hindurch erstrecken. Der Kanal 6 und die in Längsrichtung X des Grundkörpers 3 vom Kanal 6 beabstandete Öffnung 7 erstrecken sich zwischen ihren jeweiligen Enden 6a, 6b; 7a, 7b, welche zur Außenfläche 3c des Grundkörpers 3 hin offen sind. Dabei ist der Kanal 6 zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des ersten Bolzens 4 ausgebildet, während die Öffnung 7 der zumindest abschnittsweisen Aufnahme des zweiten Bolzens 5 dient. Durch eine beispielsweise längere Ausgestaltung des Ankerelements 2 beziehungsweise seines Grundkörpers 3 können auch zwei oder mehr derartige Öffnungen 7 vorgesehen sein, die dann zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme weiterer Bolzen 5 vorgesehen sind (hier nicht dargestellt). Kanal 6 und Öffnung 7 erstrecken sich vorliegend parallel zueinander. Zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Verbindungssystems 1 ist die Längsrichtung Y1 des ersten Bolzens 4 auf den Kanal 6 ausgerichtet, während die Längsrichtung Y2 des zweiten Bolzens 5 auf die Öffnung 7 weist.
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Der Grundkörper 3 des Ankerelements 2 sowie die beiden Bolzen 4, 5 sind in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils materialeinheitlich einstückig ausgebildet.
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Mit Blick auf den Kanal 6 wird deutlich, dass dieser mit einer hier in Form eines Durchgangslochs ausgestalteten Aufnahme 8 verbunden ist, welche in Längsrichtung X zwischen dem im Bereich des Kanals 6 gelegenen Endes 2b des Ankerelements 2 und dem Kanal 6 verläuft. Die sich insofern quer zum Kanal 6 erstreckende Aufnahme 8 ist für ein darin anordenbares Spannmittel 9 des Verbindungssystems 1 ausgebildet, welches hierfür zumindest abschnittsweise innerhalb der Aufnahme 8 beweglich aufnehmbar ist. Erkennbar ist das Spannmittel 9 hier rein beispielhaft als Gewindestift ausgebildet, dessen Außengewinde 9a mit einem Innengewinde 8a der Aufnahme 8 korrespondiert. Das Spannmittel 9 weist an einem seiner beiden freien Endabschnitte eine Spitze 9b auf, mit welcher voran das Spannmittel 9 zur Anordnung innerhalb der Aufnahme 8 vorgesehen ist.
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Die Öffnung 7 unterscheidet sich von dem Kanal 6 bereits insofern, als dass diese zu ihren beiden Enden hin jeweils eine Abschrägung 10a, 10b aufweist. Beide Abschrägungen 10a, 10b sind jeweils durch deren umlaufende Aufweitung zur Außenfläche 3c des Grundkörpers 3 hin ausgebildet. Mit anderen Worten verjüngt sich die Öffnung 7 - ausgehend von ihren beiden Enden 7a, 7b - zur zwischen ihren beiden Enden 7a, 7b gelegenen Mitte hin, wobei sie sich - in der hier rein beispielhaft gezeigten Ausführungsform - derart weit bis zum im Bereich der Öffnung 7 gelegenen Ende 2a des Grundkörpers 3 hin erstrecken, dass dieses ersichtlich im Querschnitt reduziert ist.
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2a zeigt eine Ansicht des Ankerelements 2 aus 1 mit Blick auf dessen im Bereich des Kanals 6 gelegenes Ende 2b. In dieser Ansicht wird deutlich, dass der Grundkörper 3 des Ankerelements 2 an dem Ende 2b eine Kontur 11 aufweist, welche der zumindest temporären Kopplung mit einem geeigneten Werkzeug dient. Vorliegend ist die Kontur 11 rein beispielhaft als sich zwischen der Fase 3b erstreckender Schlitz ausgebildet, welcher durch die Aufnahme 8 unterbrochen ist. In dieser Ausgestaltung ist die Kontur 11 beispielsweise mit einem hier nicht näher ersichtlichen Schlitzschraubendreher koppelbar.
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2b offenbart eine weitere Ansicht des Ankerelements aus 1 und 2a, die eine um 90° geneigte Seitenansicht auf dessen Grundkörper 3 zeigt. Vorzugsweise ist der Kanal 6 nicht kreisrund ausgebildet, sondern im Wesentlichen oval. Hierbei weist der Kanal 6 einen sich parallel zur Längsrichtung X des Grundkörpers 3 und dabei zur Öffnung 7 hin erstreckenden ersten Innendurchmesser Dia auf, welcher größer als sein quer zum ersten Innendurchmesser Dia verlaufender zweiter Innendurchmesser D1b ist. Demgegenüber ist der Kanal 7 im Bereich seines kleinsten Innendurchmesser D2 kreisrund ausgebildet. Der zweite Innendurchmesser D1b des Kanals 6 entspricht vorliegend dem Innendurchmesser D2 der Öffnung 7, während der erste Innendurchmesser D1a des Kanals 6 entsprechend größer als der Innendurchmesser D2 der Öffnung 7 ist.
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Diese hier rein beispielhaft ersichtliche ovale Ausgestaltung des Kanals 6 ermöglicht eine möglichst schlanke Form des Grundkörpers 3, wobei für einen - hier nicht gezeigten - im Durchmesser größeren Grundkörper 3 auch eine kreisrunde Form für den Kanal 6 denkbar ist.
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2c verdeutlich die Ausgestaltung des anderen Endes 2a des Ankerelements 2 im Bereich der Öffnung 7. In dieser Ansicht ist die aufgrund der Ausnehmungen 10a, 10b erfolgende mögliche Querschnittsreduzierung in der Grundform der Stirnseite des Grundkörpers 3 nochmals deutlich zu erkennen.
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3a bis 3c zeigen nochmals das Ankerelement 2 einer um 90° um seine Längsrichtung X gedrehten Ansicht. Hierbei entspricht die Darstellung von 3a der von 2a, während die in 3c gezeigte Ansicht der von 2c entspricht (jeweils um 90° gedreht).
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3b ist dabei die um 90° gegenüber 2b gedrehte Seitenansicht auf den Grundkörper 3 des Ankerelements 2 zu entnehmen. Wie zu erkennen, sind die im Bereich des Kanals 6 und der Öffnung 7 gelegenen Bereiche des Grundkörpers 3 aufgrund seiner zylindrischen Form zwangsläufig verschlankt.
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4a und 4b zeigen jeweils eine Ansicht eines der Bolzen 4, 5. Wie bereits in 1 ersichtlich, sind die Bolzen 4, 5 identisch ausgebildet. Die nachfolgend aus Gründen der Übersichtlichkeit nur anhand des ersten Bolzens 4 erfolgende Beschreibung seiner Ausgestaltung gilt insofern auch für den zweiten Bolzen 5 (oder mögliche weitere Bolzen) entsprechend:
- Der sich in seine Längsrichtung Y1 erstreckende Bolzen 4 besitzt einen bis zu einem seiner beiden Enden reichenden Verbindungsabschnitt 12, welcher vorliegend ein Außengewinde 12a aufweist. Im Bereich des gegenüberliegenden Endes des Bolzens 4 ist eine unter Ausbildung eines Kopfes 13 umlaufende Einschnürung 14 angeordnet. Durch die Einschnürung 14 sind zwei sich gegenüberliegende und gegenüber der Längsrichtung Y1 des Bolzens 4 geneigte Schrägflächen 15a, 15b ausgebildet, von denen zumindest die am Kopf 13 gelegene Schrägfläche 15a mit der Spitze 9b des Spannmittels 9 korrespondiert. Hinsichtlich des zweiten Bolzens 5 korrespondiert die Schrägfläche 15a mit einer der Abschrägungen 10a, 10b der Öffnung 7, wie später noch näher verdeutlicht. Weiterhin ist zwischen dem Verbindungsabschnitt 12 und dem Kopf 13 des Bolzens 4 ein umlaufender Kragen 16 ausgebildet.
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4b veranschaulicht in einer gegenüber 4a um 90° gedrehten Abbildung den Blick auf die Stirnseite des Kopfes 13 des Bolzens 4. Erkennbar sind sowohl Kopf 13 als auch Kragen 16 in ihrem jeweiligen Querschnitt kreisrund. Dabei ist der Kopf 13 mit einer Kontur 17 ausgestattet, welcher der temporären Kopplung mit einem nicht näher ersichtlichen Werkzeug dient. Rein beispielhaft ist die Kontur 17 vorliegend als Innensechskant ausgebildet, welcher mit einem passenden Inbusschlüssel koppelbar ist.
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5 verdeutlicht das Verbindungssystem 1 aus 1 in seiner hier nur durch unterbrochene Linien angedeuteten bestimmungsgemäßen Einbaulage zur Kopplung von Bauteilen B1, B2. Vorliegend dient das Verbindungssystem 1 der mechanischen Kopplung eines ersten Bauteils B1 und eines zweiten Bauteils B2. Beide hier perspektivisch gezeigten Bauteile B1, B2 sind zur Verdeutlichung der Lage des Verbindungssystems 1 transparent dargestellt.
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6a zeigt einen Schnitt durch das Verbindungssystem 1 in Kombination mit den beiden Bauteilen B1, B2. Erkennbar sind die beiden Bolzen 4, 5 über ihren jeweiligen Verbindungsabschnitt 12 so weit in einer von insgesamt zwei an der Stirnseite eines ersten Bauteils B1 angeordneten Bohrungen B1a, B1b eingeschraubt, dass deren jeweiliger Kragen 16 sich an der Stirnseite des ersten Bauteils B1 abstützt. Demgegenüber weist das an der Stirnseite des ersten Bauteils B1 angeordnete zweite Bauteil B2 ein sich senkrecht zur Längsrichtung Y1 der Bolzen 4, 5 erstreckendes Sackloch B2a auf, in welchem der Grundkörper 3 des Ankerelements 2 vollständig angeordnet ist. An einer dem ersten Bauteil B1 zugewandten Seite des zweiten Bauteils B2 sind zwei mit den Bohrungen B1a, B1b des ersten Bauteils fluchtende Bohrungen B2b, B2c angeordnet, welche mit dem Sackloch B2a verbunden sind. Durch die beiden Bohrungen B2b, B2c hindurch ist jeweils einer der Bolzen 4, 5 so weit in das zweite Bauteil B2 eingeführt, bis dessen hinter dem Kopf 13 gelegene Einschnürung 14 ungefähr mittig des Grundkörpers 3 in dessen Kanal 6 beziehungsweise Öffnung 7 gelegen ist. Vorliegend befindet sich das Verbindungssystem 1 in seinem unverriegelten Zustand Z1, in dem zur besseren Verdeutlichung das zweite Bauteil B2 und das erste Bauteil B1 unter Ausbildung eines Spalts S noch voneinander beabstandet sind.
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6b zeigt den verriegelten Zustand Z2 des Verbindungssystems 1 in gleicher Darstellungsweise wie in 6a. Erkennbar wird hierfür das Spannmittel 9 weiter in den Grundkörper 3 des Ankerelements 2 hineingeschraubt. Hierzu wird eine an der Stirnseite des Spannmittels 9 gelegene Kontur 9c mit einem nicht weiter ersichtlichen Werkzeug gekoppelt, um das erforderliche Drehmoment aufbringen zu können. Dabei tritt die Spitze 9b des Spannmittels 9 mit der Schrägfläche 15a des im Kanal 6 gelegenen Bolzens 4 in Kontakt. Über ein weitergehendes Hineinschrauben des sich über seine Spitze 9b auf dem Bolzen 4 abstützenden Spannmittels 9 wird eine Spannkraft aufgebaut, die im weiteren Verlauf zu einer Verschiebung V des gesamten Ankerelements 2 innerhalb des Sacklochs B2a führt. Die Verschiebung V erfolgt dabei in einem Winkel a zur Längsrichtung Y1 des Bolzens 4, wobei der Winkel a vorliegend rein beispielhaft im Wesentlichen 90° entspricht. Hierdurch tritt eine der Abschrägungen 10a, 10b der Öffnung 7 des Ankerelements 2 mit der Schrägfläche 15a des in der Öffnung 7 angeordneten Bolzens 5 in Kontakt. Während des andauernden Aufbringens der Spannkraft durch weiteres Hineinschrauben des Spannmittels 9 gleiten die Schrägflächen 15a der Bolzen 4, 5 an der Spitze 9b des Spannmittels 9 sowie an einer der Abschrägungen 10a, 10b der Öffnung 7 entlang, durch deren gleichzeitige, die Spannkraft übertragende Abstützung die beiden Bolzen 4, 5 weiter in den Kanal 6 beziehungsweise die Öffnung 7 hinein verlagert werden. Im Ergebnis werden die beiden Bauteile B1, B2 so miteinander verspannt, dass sich unter Wegfall des Spalts S eine stabile Kopplung zwischen diesen ergibt.
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Durch hier nicht weiter dargestelltes Lösen des Spannmittels 9 wird die innerhalb der Verbindung gehaltene Spannkraft wieder reduziert, so dass das Ankerelement 2 aufgrund der sich reduzierenden Spannkraft nunmehr entgegen der Richtung seiner vorherigen Verlagerung V verschoben wird und die Kopplung der Bauteile B1, B2 wieder lösbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungssystem
- 2
- Ankerelement von 1
- 2a
- Ende von 2 beziehungsweise 3
- 2b
- Ende von 2 beziehungsweise 3
- 3
- Grundkörper von 2
- 3a
- Fase an 2 beziehungsweise 3
- 3b
- Fase an 2 beziehungsweise 3
- 3c
- Außenfläche von 2 beziehungsweise 3
- 4
- Bolzen von 1
- 5
- Bolzen von 1
- 6
- Kanal in 3
- 6a
- Ende von 6
- 6b
- Ende von 6
- 7
- Öffnung in 3
- 7a
- Ende von 7
- 7b
- Ende von 7
- 8
- Aufnahme in 3
- 8b
- Innengewinde von 8
- 9
- Spannmittel von 1
- 9a
- Außengewinde von 9
- 9b
- Spitze von 9
- 9c
- Kontur von 9
- 10a
- Abschrägung von 7
- 10b
- Abschrägung von 7
- 11
- Kontur von 2 beziehungsweise 3
- 12
- Verbindungsabschnitt von 4 und 5
- 12a
- Außengewinde von 12
- 13
- Kopf von 4 und 5
- 14
- Einschnürung an 4 und 5
- 15a
- Schrägfläche an 4 und 5
- 15b
- Schrägfläche an 4 und 5
- 16
- Kragen an 4 und 5
- 17
- Kontur von 13
- a
- Winkel zwischen V und Y1
- B1
- erstes Bauteil
- B1a
- Bohrung in B1
- B1b
- Bohrung in B1
- B2
- zweites Bauteil
- B2a
- Sackloch in B2
- B2b
- Bohrung in B2
- B2c
- Bohrung in B3
- Dia
- ersten Innendurchmesser von 6
- D1b
- zweiter Innendurchmesser von 6
- D2
- Innendurchmesser von 7
- V
- Verschiebung von 2 beziehungsweise 3
- X
- Längsrichtung von 2 beziehungsweise 3
- Y1
- Längsrichtung von 4
- Y2
- Längsrichtung von 5
- Z1
- unverriegelten Zustand von 1
- Z2
- verriegelten Zustand von 1
- S
- Spalt zwischen B1 und B2
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202017002531 U1 [0003]
