DE202021002983U1

DE202021002983U1 - Self-tightening connection device for connecting at least two parts to be joined

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Publication number: DE202021002983U1
Application number: DE202021002983.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2021-10-04
Anticipated expiration: 2031-09-18

Abstract

Selbstspannende Verbindungsvorrichtung zum Verbinden von mindestens zwei Fügeteilen, bestehend aus mindestens einem ersten Verbinderelement und mindestens einem zweiten Verbinderelement, welche jeweils mit mindestens einem Fügeteil verbunden sind, wobei das erste und zweite Verbinderelement entweder als Schaft- oder Hülsenelement passend zueinander ausgebildet sind und mindestens abschnittsweise in- und/oder aufeinander geschoben werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbinderelement mindestens ein Führungsgewinde aufweist, bestehend aus mindestens zwei Abschnitten mit einem sich entgegengesetztem Drehrichtungssinn, und das zweite Verbinderelement mindestens einen Führungsbolzen aufweist, welcher mindestens abschnittsweise im Führungsgewinde des ersten Verbinderelements beim In- oder Aufeinanderschieben des ersten und zweiten Verbinderelements geführt ist.Self-tightening connecting device for connecting at least two joining parts, consisting of at least one first connector element and at least one second connector element, which are each connected to at least one joining part, the first and second connector elements being designed either as shaft or sleeve elements that match each other and at least in sections - and / or can be pushed on top of one another, characterized in that the first connector element has at least one guide thread, consisting of at least two sections with opposite directions of rotation, and the second connector element has at least one guide bolt which is at least partially in the guide thread of the first connector element Is guided in or on top of one another sliding the first and second connector element.

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstspannende Verbindungsvorrichtung zum Verbinden von mindestens zwei Fügeteilen, insbesondere für den Möbel- oder Maschinenbau, mit einem ersten Verbinderelement mit mindestens einem Führungsgewinde und einem zweiten Verbinderelement mit mindestens einem Führungsbolzen, wobei das erste und zweite Verbinderelement entweder als Schaft- oder Hülsenelement passend zueinander ausgebildet und mit jeweils einem Fügeteil verbunden sind.The invention relates to a self-tightening connecting device for connecting at least two parts to be joined, in particular for furniture or mechanical engineering, with a first connector element with at least one guide thread and a second connector element with at least one guide pin, the first and second connector element either as a shaft or sleeve element designed to match each other and each connected to a joining part.

Im Bereich des Möbelbaus ist eine Vielzahl von Verbindern bekannt. Neben Kundenanforderungen zur Nicht-Sichtbarkeit eines Möbelverbinders am montierten Möbel wurden insbesondere in den letzten Jahren Anforderungen an eine werkzeuglose Möbelmontage gestellt. Hierdurch sollen die Komplexität der Möbelmontage für den Möbelhersteller als auch für den Endkunden reduziert sowie Kosten durch den Wegfall des Montagewerkzeugs und eine damit einhergehende Vereinfachung des Möbelmontageprozess eingespart werden.A large number of connectors are known in the field of furniture construction. In addition to customer requirements for the non-visibility of a furniture connector on the assembled furniture, requirements have been placed on tool-free furniture assembly, especially in recent years. This is intended to reduce the complexity of furniture assembly for the furniture manufacturer as well as for the end customer and to save costs due to the elimination of the assembly tool and the associated simplification of the furniture assembly process.

Möbelverbinder, welche für das Verspannen der Verbindung nach Zusammenführen der Fügeteile in Verbindungsposition kein Werkzeugeinsatz und auch kein zusätzliches Eingreifen des Möbelmonteurs benötigen, werden üblicherweise als selbstspannende Verbinder bezeichnet. Die Festigkeit und Steifigkeit einer Möbelkonstruktion ist neben den mechanischen Eigenschaften der verwendeten, meist plattenförmigen, Werkstoffen maßgeblich von den mechanischen Eigenschaften der verwendeten Verbinder abhängig. Die Größe der erzeugbaren Spannkraft des Verbinders hat dabei einen großen Einfluss auf die Verbindungs- bzw. Möbelsteifigkeit.Furniture connectors, which do not require the use of tools and no additional intervention by the furniture fitter for the bracing of the connection after the joining parts have been brought together in the connection position, are usually referred to as self-tightening connectors. The strength and stiffness of a furniture construction is, in addition to the mechanical properties of the mostly plate-shaped materials used, largely dependent on the mechanical properties of the connectors used. The size of the tension force that can be generated by the connector has a major influence on the rigidity of the connection or furniture.

Selbstspannende Verbindungsvorrichtungen für den Möbelbau sind aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2018/028911 A1 und aus der nationalen Offenlegungsschrift DE 26 42 488 A1 bekannt. Nachteilig ist bei den bekannten selbstspannenden Verbindungsvorrichtungen, dass diese nur eine relativ geringe Kraft zum Verspannen der Fügeteile bereitstellen können. Zudem weisen die aufgezeigten Verbinderlösungen einen relativ geringen Spannweg auf und gewährleisten dadurch nur eine geringe Toleranzaufnahme bei Einbringung/Positionierung des Verbinders in den Fügeteilen.Self-tightening connecting devices for furniture construction are from the international published patent application WO 2018/028911 A1 and from the national disclosure document DE 26 42 488 A1 known. The disadvantage of the known self-tightening connection devices is that they can only provide a relatively small force for tightening the parts to be joined. In addition, the connector solutions shown have a relatively small clamping path and thus only ensure a low tolerance tolerance when the connector is introduced / positioned in the parts to be joined.

Mit der Erfindung soll eine selbstspannende Verbindungsvorrichtung und eine Anordnung mit wenigstens einer selbstspannenden Verbindungsvorrichtung für die Möbelmontage verbessert werden.The invention is intended to improve a self-tightening connection device and an arrangement with at least one self-tightening connection device for furniture assembly.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine selbstspannende Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 8 vorgesehen.According to the invention, a self-tightening connecting device with the features of claim 1 and an arrangement with the features of claim 8 are provided for this purpose.

Erfindungsgemäß ist eine selbstspannende Verbindungsvorrichtung zum Verbinden von mindestens zwei Fügeteilen vorgesehen, mit einem ersten Verbinderelement mit mindestens einem Führungsgewinde und einem zweiten Verbinderelement mit mindestens einem Führungsbolzen, wobei das erste und zweite Verbinderelement entweder als Schaft- oder Hülsenelement passend zueinander ausgebildet und mit jeweils einem Fügeteil verbunden sind.According to the invention, a self-tightening connecting device is provided for connecting at least two parts to be joined, with a first connector element with at least one guide thread and a second connector element with at least one guide pin, the first and second connector elements being designed either as shaft or sleeve elements to match each other and each with a joining part are connected.

Das Schaft- und Hülsenelement sind so zueinander ausgebildet, dass diese zumindest abschnittsweise in- oder aufeinander geschoben werden können.The shaft and sleeve elements are designed in relation to one another in such a way that they can be pushed into or onto one another at least in sections.

Die Verbindungsvorrichtung weist einen Federabschnitt auf, welcher entweder im/am Schaft- oder Hülsenelement angeordnet ist.The connecting device has a spring section which is arranged either in / on the shaft or sleeve element.

Das Führungsgewinde, welches entweder um/in das Bolzen- oder Hülsenelement gewickelt ist, weist mindestens einen Ladeabschnitt mit mindestens einem Steigungswinkel α sowie mindestens einer ersten Steigungshöhe I₄ und mindestens einen Verspannabschnitt mit mindestens einem zweiten Steigungswinkel β sowie mindestens einer zweiten Steigungshöhe I₅ auf, wobei mindestens zwei Gewindeabschnitte zueinander einen gegenläufigen Richtungssinn aufweisen.The guide thread, which is either wound around / in the bolt or sleeve element, has at least one loading section with at least one pitch angle α and at least one first pitch I ₄ and at least one bracing section with at least one second pitch _{angle β and at least one second pitch I 5} , wherein at least two thread sections have opposite directions to one another.

Werden das erste Verbinderelement mit Führungsgewinde und das zweite Verbinderelement mit Führungsbolzen durch eine translatorische Relativbewegung der Fügeteile bei Möbelmontage entlang der Verbinderhauptachse mithilfe einer Montagekraft in- oder aufeinander geschoben, wird durch den Führungsbolzen, welcher sich entlang des Führungsgewindes von P₁ zu P₂ bewegt, eine erste Rotationsbewegung zwischen beiden Verbinderelementen um die Verbinderhauptachse erzeugt. Mittels des durch diesen Ladeabschnitts erzeugten Drehmoments wird der Energiespeicher, z.B. in Form einer Drehstab-, Spiral- oder Schraubenfeder, bis zum Ende des Ladeabschnitts bei P₂ geladen.If the first connector element with guide thread and the second connector element with guide bolt are pushed into or onto one another by a translational relative movement of the parts to be joined during furniture assembly along the main connector axis with the aid of an assembly force, the guide bolt, which moves along the guide thread from P ₁ to P ₂ , a first rotational movement is generated between the two connector elements about the connector main axis. By means of the torque generated by this charging section, the energy store, for example in the form of a torsion bar, spiral or helical spring, is charged _{up to the end of the charging section at P 2.}

Am Übergang vom Ladeabschnitt zum Verspannabschnitt an P₂ (Energiespeicher geladen) ändert sich der Drehrichtungssinn, der Steigungswinkel und die Steigungshöhe des Führungsgewindes, sodass sich der Energiespeicher entladen kann. Die Entladung des Energiespeichers bewirkt eine zweite relative Rotationsbewegung entgegen der ersten Rotationsbewegung der Verbinderteile, wobei sich der Führungsbolzen weiter entlang des Führungsgewindes von P₂ zu P₃ bewegt, wodurch eine translatorische Spannbewegung der Verbinderteile bzw. eine Spannkraft in Richtung der Verbinderhauptachse erzeugt wird. Durch diese Kraft werden die Fügeteile kraftschlüssig miteinander verbunden. Der Spannweg wird dabei durch den elastischen Berührungsschluss zwischen den Verbinder- und/oder Fügeteilen oder durch Anschlag von Führungsbolzen und Führungsgewindeende bei P₃ begrenzt. Vorteilhafterweise wird der Energiespeicher auch bei Erreichung des Spannwegendes bei P₃ nicht vollständig entladen, wodurch eine kraftschlüssige Losdrehsicherung des Verbinders gewährleistet ist.At the transition from the charging section to the bracing section at P ₂ (energy storage charged), the direction of rotation, the pitch angle and the pitch of the guide thread change so that the energy storage device can discharge. The discharge of the energy store causes a second relative rotational movement against the first rotational movement of the connector parts, with the guide _{bolt moving further along the guide thread from P 2} to P ₃ , causing a translational clamping movement of the connector parts or a clamping force in the direction of the connector main axis is produced. This force connects the parts to be joined with one another in a non-positive manner. The tensioning path is limited by the elastic contact between the connector and / or joining parts or by the stop of the guide pin and the end of the guide thread at P ₃ . Advantageously, the energy store is not completely discharged even when the end of the tensioning path is reached at P ₃ , which ensures that the connector is secured against loosening in a non-positive manner.

Durch Anordnung der Spannkeile auf einem zylinderförmigen Körper als Rotationskeil bzw. Führungsgewinde, können im Vergleich zu den bekannten selbstspannenden Verbindungsvorrichtung mit Translationskeilen deutlich größere Spannwege und -kräfte ohne signifikante Bauraumvergrößerung realisiert werden. Außerdem können bei der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung größere Energiespeicher in Form von Drehstab-, Spiral- oder Schraubenfedern eingesetzt werden. Zudem kann deutlich mehr von der bei der translatorischen Montagebewegung der Fügeteile in Verbindungsposition eingebrachten Bewegungsenergie für die Spannkrafterzeugung nutzbar gemacht werden.By arranging the clamping wedges on a cylindrical body as a rotation wedge or guide thread, significantly larger clamping distances and forces can be achieved without a significant increase in installation space compared to the known self-tightening connecting device with translation wedges. In addition, larger energy stores in the form of torsion bar, spiral or helical springs can be used in the connection device according to the invention. In addition, significantly more of the kinetic energy introduced during the translatory assembly movement of the parts to be joined in the connection position can be used for generating the clamping force.

Eine erste vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung weist ein Schaftelement mit zwei Führungsgewinden und ein Hülsenelement mit zwei Führungsbolzen gemäß Anspruch 1 auf. Das Schaftelement besteht aus einem Verbindungsteil, welches einen klemmreibschlüssigen Verbindungsabschnitt zum ersten Fügeteil aufweist, und einem Drehteil, welches einen Drehabschnitt mit zwei angeordneten Führungsgewinden gemäß Anspruch 1 zeigt. Das Verbindungs- und Drehteil sind über ein Drehgelenk miteinander verbunden, welches eine rotatorische Bewegung um die Verbinderhauptachse zulässt. Der Federabschnitt wird in Gestalt einer Schraubenfeder im Schaftelement angeordnet, wobei diese am Verbindungsteil integriert und mit dem Drehteil verbunden ist.A first advantageous embodiment of the connecting device according to the invention has a shaft element with two guide threads and a sleeve element with two guide bolts. The shaft element consists of a connecting part, which has a frictionally locking connecting section to the first joining part, and a rotating part, which has a rotating section with two arranged guide threads according to claim 1. The connecting and rotating parts are connected to one another via a swivel joint, which allows a rotary movement about the main connector axis. The spring section is arranged in the form of a helical spring in the shaft element, which is integrated on the connecting part and connected to the rotating part.

Das Hülsenelement weist zwei Führungsbolzen, gemäß Anspruch 1, und einen Verbindungsabschnitt zum zweiten Fügeteil auf. Vorteilhafterweise sind die Verbindungsabschnitte im ersten und zweiten Fügeteil so ausgegestaltet, dass diese neben Belastungen parallel und quer zur Verbinderhauptachse ebenfalls Torsionsmomente aufnehmen können, insbesondere um ein ausreichendes Gegenmoment beim Spannen des Federelements bereitzustellen. Im ersten Ausführungsbeispiel weisen die Verbindungsabschnitte daher, zumindest abschnittsweise, einen polygonalen Querschnitt auf. Die Verbindungabschnitt werden nach einer vorherigen Bohrungseinbringung in die Fügeteile eingepresst.The sleeve element has two guide bolts, according to claim 1, and a connecting section to the second joining part. Advantageously, the connecting sections in the first and second joining parts are designed so that they can absorb torsional moments in addition to loads parallel and transversely to the main connector axis, in particular to provide a sufficient counter-torque when tensioning the spring element. In the first exemplary embodiment, the connecting sections therefore have, at least in sections, a polygonal cross section. The connecting sections are pressed into the parts to be joined after a previous bore has been made.

Das Schaft- und Hülsenelement sind gemäß Anspruch 1 passend zueinander ausgebildet, sodass sich diese zusammen mit den Fügeteilen ineinanderschieben lassen. Beim Ineinanderschieben bewegen sich die Führungsgewinde am Schaftelement entlang der Führungsbolzen am Hülsenelement. Mithilfe des Drehgelenks am Schaftelement zwischen Verbindungsteil und Drehteil, wird das Drehteil relativ zum Verbindungsteil und Hülsenelement um die Verbinderhauptachse in eine erste Richtung gedreht. In einem ersten Ausführungsbeispiel weist das Ladegewinde einen vorteilhaften Steigungswinkel im Bereich von 45 ° < α < 90 °auf. Da das Federelement sowohl mit dem Verbindungsteil als auch mit dem Drehteil verbunden ist, wird das Federelement durch das wirkende Drehmoment gespannt. Die Feder wird so lange gespannt, bis der Führungsbolzen den Punkt P₂ am Ende des Ladegewindes erreicht. Sobald der Führungsbolzen Punkt P₂ erreicht hat, kann sich die geladene Feder aufgrund des gegenläufigen Drehsinns beider Gewindeabschnitte entspannen. In einem ersten Ausführungsbeispiel weist das Spanngewinde einen vorteilhaften Steigungswinkel im Bereich von 0 ° < β < 45 °auf. Das durch die Feder auf das Drehteil wirkende Drehmoment erzeugt eine, entgegen der ersten Drehbewegung, zweite Drehbewegung des Drehteils und schiebt dabei das Spanngewinde entlang des Führungsbolzens von Punkt P₂ zum Punkt P₃, wodurch eine translatorische Spannbewegung der Verbinderelemente bzw. Fügeteile und eine Spannkaft in Richtung Verbinderhautachse erzeugt wird. Im ersten Ausführungsbeispiel wird der Spannweg durch den elastischen Berührungsschluss zwischen den Verbinder- und/oder Fügeteilen begrenzt. Vorteilhafterweise wird der Energiespeicher auch bei Erreichung des Spannwegendes bei P₃ nicht vollständig entladen, wodurch eine kraftschlüssige Losdrehsicherung des Verbinders gewährleistet ist.The shaft and sleeve elements are designed to match one another, so that they can be pushed into one another together with the parts to be joined. When sliding into one another, the guide threads on the shaft element move along the guide pins on the sleeve element. With the aid of the swivel joint on the shaft element between the connecting part and the rotating part, the rotating part is rotated relative to the connecting part and the sleeve element about the main connector axis in a first direction. In a first exemplary embodiment, the loading thread has an advantageous pitch angle in the range of 45 ° <α <90 °. Since the spring element is connected to both the connecting part and the rotating part, the spring element is tensioned by the acting torque. The spring is tensioned until the guide _{pin reaches point P 2} at the end of the loading thread. As soon as the guide pin _{has reached point P 2} , the loaded spring can relax due to the opposite direction of rotation of the two threaded sections. In a first exemplary embodiment, the tensioning thread has an advantageous helix angle in the range of 0 ° <β <45 °. The torque acting on the rotating part by the spring generates a second rotating movement of the rotating part counter to the first rotating movement and pushes the tensioning thread along the guide _{pin from point P 2} to point P ₃ , creating a translational tensioning movement of the connector elements or joining parts and a tensioning force is generated in the direction of the connector skin axis. In the first exemplary embodiment, the tensioning path is limited by the elastic contact between the connector and / or joining parts. Advantageously, the energy store is not completely discharged even when the end of the tensioning path is reached at P ₃ , which ensures that the connector is secured against loosening in a non-positive manner.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Führungsbolzen lös- und/oder herausnehmbar, z.B. durch ein Gewinde, mit dem zweiten Verbinderelement verbunden, sodass dieser eine Wiederlösbarkeit des verspannten Verbinders ermöglicht. Um eine Wiederlösbarkeit der ersten vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung zu gewährleisten, ist dieser in einer vorteilhaften Ausführung mit einem Außengewinde passend zu einem Innengewinde am Hülsenelement ausgestaltet und eingeschraubt. Über einen Antrieb, z.B. in Form eines Torx- oder PZ-Antriebs, welcher in der Führungsbolzenstirnfläche an der Außenfläche zum Hülsenmantel angeordnet ist, kann der Führungsbolzen mithilfe eines Werkzeugs aus dem Hülsenelement ausgeschraubt werden. Durch das Ausschrauben des Führungsbolzen aus dem Hülsenelement kann der Verbinder bzw. die Verbindung der Fügeteile gelöst werden. Um die Zugänglichkeit und Ausschraubbarkeit des Führungsbolzen von außen mit einem Werkzeug am verspannten Fügeteil zu ermöglichen, kann eine weitere Bohrung in das Fügeteil eingebracht werden.In a further development of the invention, the guide bolt is detachably and / or removably connected to the second connector element, e.g. by means of a thread, so that it enables the clamped connector to be released again. In order to ensure that the first advantageous embodiment of the connection device according to the invention can be released again, in an advantageous embodiment it is designed and screwed in with an external thread that matches an internal thread on the sleeve element. Via a drive, e.g. in the form of a Torx or PZ drive, which is arranged in the guide bolt face on the outer surface of the sleeve jacket, the guide bolt can be unscrewed from the sleeve element with the aid of a tool. By unscrewing the guide bolt from the sleeve element, the connector or the connection of the parts to be joined can be released. In order to enable the guide bolt to be accessed and unscrewed from the outside with a tool on the clamped part to be joined, a further hole can be made in the part to be joined.

In Weiterbildung der Erfindung ist das erste Verbinderelement als Schaftelement mit mindestens zwei Führungsgewinden ausgebildet, welche spiegelsymmetrisch zu einer senkrecht zur Verbinderhauptachse stehenden Ebene am ersten Verbinderelement angeordnet sind. Mindestens ein Federabschnitt ist im/am Schaftelement angeordnet. Der Federabschnitt kann dabei direkt im Schaftelement integriert oder als Federelement, z.B. in Form einer Spiralfeder, ausgebildet werden. Wird ein solches Federelement im Schaftelement angeordnet, wird das Schaftelement vorteilhafterweise zweiteilig ausgeführt und über ein Drehgelenk miteinander verbunden. Das Drehgelenk ist im Bereich der Spiegelebene angeordnet und ermöglicht eine relative Drehbewegung beider Schaftelemente um die Verbinderhautachse. Das Federelement ist mit beiden Schaftelementen verbunden, weshalb dieses bei einer relativen Drehbewegung beider Schaftelemente gespannt werden kann. Zwei Hülsenelementen mit jeweils mindestens einem Führungsbolzen, welche mit jeweils einem Fügeteil stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind, ermöglichen, wie im ersten Ausführungsbeispiel detailiert beschrieben, die relative Drehbewegung der Schaftelemente oder eine Verwindung des einteiligen Schaftelements zum Spannen des Federelements oder Federabschnitts beim Zusammenführen der Fügeteile sowie das anschließende Verspannen der Verbinder- und/oder Fügeteile.In a further development of the invention, the first connector element is designed as a shaft element with at least two guide threads, which are arranged on the first connector element with mirror symmetry to a plane perpendicular to the main connector axis. At least one spring section is arranged in / on the shaft element. The spring section can be integrated directly in the shaft element or designed as a spring element, for example in the form of a spiral spring. If such a spring element is arranged in the shaft element, the shaft element is advantageously designed in two parts and connected to one another via a swivel joint. The swivel joint is arranged in the area of the mirror plane and enables a relative rotary movement of both shaft elements about the connector skin axis. The spring element is connected to both shaft elements, which is why it can be tensioned when the two shaft elements are rotated relative to each other. Two sleeve elements, each with at least one guide bolt, which are each materially, positively and / or non-positively connected to a joining part, enable, as described in detail in the first embodiment, the relative rotational movement of the shaft elements or a twisting of the one-piece shaft element for tensioning the spring element or Spring section when bringing together the parts to be joined as well as the subsequent tensioning of the connector and / or parts to be joined.

In Weiterbildung der Erfindung ist das zweite Verbinderelement als Schaftelemente mit mindestens zwei Führungsbolzen ausgebildet, welche jeweils an beiden Enden des Schaftelements radial auf der Mantelfläche angeordnet sind. Mindestens ein Federabschnitt ist im/am Schaftelement angeordnet. Der Federabschnitt kann dabei direkt im Schaftelement integriert oder als Federelement, z.B. in Form einer Spiralfeder, ausgebildet werden. Wird ein solches Federelement im Schaftelement angeordnet, wird das Schaftelement vorteilhafterweise zweiteilig ausgeführt und über ein Drehgelenk miteinander verbunden. Das Drehgelenk ermöglicht eine relative Drehbewegung beider Schaftelemente um die Verbinderhautachse. Das Federelement ist mit beiden Schaftelementen verbunden, weshalb dieses bei einer relativen Drehbewegung beider Schaftelemente gespannt werden kann. Das erste Verbinderelement ist als Hülsenelement mit mindestens einem Führungsgewinde ausgebildet. Zwei Hülsenelemente, mit spiegelsymmetrischem Gewindeverlauf zueinander, sind jeweils mit einem Fügeteil stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbunden. Wie im ersten Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben, ermöglichen die Führungsgewinde die relative Drehbewegung der Schaftelemente oder eine Verwindung des einteiligen Schaftelementes zum Spannen des Federelements oder Federabschnitts beim Zusammenführen der Fügeteile sowie das anschließende Verspannen der Verbinder- und/oder Fügeteile.In a further development of the invention, the second connector element is designed as a shaft element with at least two guide bolts, which are each arranged radially on the lateral surface at both ends of the shaft element. At least one spring section is arranged in / on the shaft element. The spring section can be integrated directly into the shaft element or designed as a spring element, e.g. in the form of a spiral spring. If such a spring element is arranged in the shaft element, the shaft element is advantageously designed in two parts and connected to one another via a swivel joint. The swivel joint enables a relative rotational movement of the two shaft elements about the connector skin axis. The spring element is connected to both shaft elements, which is why it can be tensioned when the two shaft elements are rotated relative to each other. The first connector element is designed as a sleeve element with at least one guide thread. Two sleeve elements, with a mirror-symmetrical thread course to one another, are each connected to a joining part in a material, form-fitting and / or force-fitting manner. As described in detail in the first exemplary embodiment, the guide threads enable the relative rotational movement of the shaft elements or a twisting of the one-piece shaft element for tensioning the spring element or spring section when the joining parts are brought together, as well as the subsequent tensioning of the connector and / or joining parts.

In Weiterbildung der Erfindung ist das ersten Verbinderelement mit Führungsgewinde in mindestens einem Fügeteil integriert.In a further development of the invention, the first connector element with a guide thread is integrated in at least one joining part.

In Weiterbildung der Erfindung ist das zweite Verbinderelement mit Führungsbolzen in mindestens einem Fügeteil integriert.In a further development of the invention, the second connector element with guide bolts is integrated in at least one joining part.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Federabschnitt in mindestens einem Fügeteil integriert.In a further development of the invention, the spring section is integrated in at least one joining part.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugter Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie im Zusammenhang beschrieben oder dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen selbstspannenden Verbindungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform von schräg hinten,
2 die selbstspannenden Verbindungsvorrichtung der 1 von schräg vorne,
3 das Schaftelement der Verbindungsvorrichtung der 1 in einer Seitenansicht,
4 das Schaftelement der Verbindungsvorrichtung der 1 in einer Draufsicht von vorne,
5 das Hülsenelement der Verbindungsvorrichtung der 1 in einer Seitenansicht,
6 das Hülsenelement der Verbindungsvorrichtung der 1 in einer Draufsicht von hinten,
7 eine isometrische Darstellung des Schaftelements der Verbindungsvorrichtung der 1 im auseinandergezogenen Zustand,
8 Begriffsdefinitionen und Schraubenlinien der Führungsgewinde des Schaftelements der 3,
9 eine Anordnung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung der 1 vor dem Einsetzten in zwei Fügeteile in einer Seitenansicht,
10 die Anordnung der 9 nach dem Einsetzten in zwei Fügeteile,
11 die Anordnung der 10 beim Zusammenführen der Fügeteile in einer ersten Fügeposition,
12 die Anordnung der 11 beim Zusammenführen der Fügeteile in einer zweiten Fügeposition,
13 die Anordnung der 12 beim Zusammenführen der Fügeteile in einer dritten Fügeposition,
14 die Anordnung der 13 beim Zusammenführen der Fügeteile in einer vierten Fügeposition und in einem verspannten Zustand

Further features and advantages of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment of the invention in conjunction with the drawings. Individual features of the different described embodiments can be combined with one another in any way without going beyond the scope of the invention. This also applies to the combination of individual features without further individual features with which they are described or shown in connection. In the drawings show:

1 an isometric view of a self-tightening connecting device according to the invention according to a first embodiment from obliquely behind,
2 the self-tightening connector of the 1 from diagonally in front,
3 the shaft element of the connecting device of 1 in a side view,
4th the shaft element of the connecting device of 1 in a top view from the front,
5 the sleeve element of the connecting device of 1 in a side view,
6th the sleeve element of the connecting device of 1 in a top view from behind,
7th an isometric view of the shaft element of the connecting device of FIG 1 in the expanded state,
8th Definitions of terms and helical lines of the guide thread of the shaft element of the 3 ,
9 an arrangement of the connecting device according to the invention of 1 before insertion into two parts to be joined in a side view,
10 the arrangement of the 9 after inserting into two parts to be joined,
11 the arrangement of the 10 when joining the parts to be joined in a first joining position,
12th the arrangement of the 11 when joining the parts to be joined in a second joining position,
13th the arrangement of the 12th when joining the parts to be joined in a third joining position,
14th the arrangement of the 13th when the parts to be joined are brought together in a fourth joining position and in a clamped state

1 zeigt eine erfindungsgemäße selbstspannenden Verbindungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform von schräg hinten. Die Verbindungsvorrichtung weist ein Schaftelement 10 mit zwei Führungsgewinden 11, welche sich jeweils aus einem Ladegewinde 11a und einem Spanngewinde 11b zusammensetzten, sowie ein Hülsenelement 20 mit zwei Führungsbolzen 21 auf. 1 shows a self-tightening connecting device according to the invention 1 according to a first embodiment obliquely from the rear. The connecting device has a shaft element 10 with two guide threads 11 , which each consist of a loading thread 11a and a tension thread 11b put together, as well as a sleeve element 20th with two guide pins 21 on.

2 zeigt die selbstspannenden Verbindungsvorrichtung 10 der 1 von schräg vorne. 2 shows the self-tightening connecting device 10 the 1 from diagonally in front.

3 zeigt das Schaftelement 10 der Verbindungsvorrichtung der 1 in einer Seitenansicht. Das Schaftelement 10 besteht aus einem Verbindungsteil 15, welches einen klemmreibschlüssigen Verbindungsabschnitt 16 und einen polygonalen Verbindungsabschnitt 17 zum ersten Fügeteil aufweist, und einem Drehteil 13, welches einen Drehabschnitt 14 mit zwei angeordneten Führungsgewinden 11 zeigt. 3 shows the shaft element 10 the connecting device of the 1 in a side view. The shaft element 10 consists of a connecting part 15th , which has a clamping frictional connection section 16 and a polygonal connecting portion 17th to the first joining part, and a rotating part 13th , which has a rotating section 14th with two arranged guide threads 11 shows.

4 zeigt das Schaftelement 10 der 3 in einer Draufsicht von vorne. 4th shows the shaft element 10 the 3 in a top view from the front.

5 zeigt das Hülsenelement 20 der Verbindungsvorrichtung der 1 in einer Seitenansicht. Das Hülsenelement 20 weist einen klemmreibschlüssigen Verbindungsabschnitt 22 und einen polygonalen Verbindungsabschnitt 23 zum zweiten Fügeteil auf. 5 shows the sleeve element 20th the connecting device of the 1 in a side view. The sleeve element 20th has a clamping frictional connection section 22nd and a polygonal connecting portion 23 to the second part to be joined.

6 zeigt das Hülsenelement 20 der 5 in einer Draufsicht von hinten. Das Hülsenelement 20 weist zwei Führungsbolzen 21 auf. 6th shows the sleeve element 20th the 5 in a top view from behind. The sleeve element 20th has two guide pins 21 on.

7 zeigt das Schaftelement 10 der Verbindungsvorrichtung 1 der 1 in einem auseinandergezogenen Zustand. Das Schaftelement 10 besteht aus einem Verbindungsteil 15 und einem Drehteil 13. Das Verbindungsteil 15und Drehteil 13 sind über ein Drehgelenk 18 miteinander verbunden, welches eine rotatorische Bewegung 40 um die Verbinderhauptachse 8 zulässt. Der Federabschnitt 19 ist als Schraubenfeder im Schaftelement 10 angeordnet, wobei diese am Verbindungsteil 15 integriert und mit dem Drehteil 13 verbunden ist. 7th shows the shaft element 10 the connecting device 1 the 1 in an expanded state. The shaft element 10 consists of a connecting part 15th and a turned part 13th . The connecting part 15 and rotating part 13th are about a swivel joint 18th connected to each other, which is a rotational movement 40 around the main connector axis 8th allows. The spring section 19th is as a helical spring in the shaft element 10 arranged, these on the connecting part 15th integrated and with the turned part 13th connected is.

8 zeigt das Schaftelement 10 der 3 sowie Begriffsdefinitionen 30 und die Schraubenlinien 31 der Führungsgewinde 11, welche sich jeweils aus einem Ladegwinde 11a und einem Spanngewinde 11b zusammensetzten. 8th shows the shaft element 10 the 3 as well as definitions of terms 30th and the helical lines 31 the guide thread 11 , which each consist of a loading winch 11a and a tension thread 11b put together.

9 zeigt eine Anordnung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 der 1 bestehend aus dem Schaftelement 10 und dem Hülsenelement 20 vor dem Einsetzten in ein erstes Fügeteile 35 und ein zweites Fügeteil 37 in einer Seitenansicht. Das erste Fügeteil 35 weist eine erste Bohrung 36 und das zweite Fügeteil 37 eine zweite Bohrung 38 auf. Das Drehteil13 befindet sich in einer ersten Drehposition. 9 shows an arrangement of the connecting device according to the invention 1 the 1 consisting of the shaft element 10 and the sleeve element 20th before inserting it into a first joining part 35 and a second joining part 37 in a side view. The first part to be joined 35 has a first hole 36 and the second joining part 37 a second hole 38 on. The rotating part 13 is in a first rotating position.

10 zeigt die Anordnung der 9 nach dem Einsetzten des Schaftelements 10 in die Bohrung 36 am ersten Fügeteil 35 und des Hülsenelements 20 in die Bohrung 38 am zweiten Fügeteil 37. Der Verbindungsabschnitt 15 des Schaftelements 10 ist vollständig im Bohrloch 36 eingepresst und bildet eine feste Verbindung zum Fügeteil 35 aus. Das Drehteil 13 steht dabei in der ersten Drehposition. Die Verbindungsabschnitte 22 und 23 des Hülsenelements 20 sind vollständig im Bohrloch 38 eingepresst und bilden eine feste Verbindung zum Fügeteil 37 aus. 10 shows the arrangement of the 9 after inserting the shaft element 10 into the hole 36 on the first part to be joined 35 and the sleeve element 20th into the hole 38 on the second joining part 37 . The connecting section 15th of the shaft element 10 is completely in the borehole 36 pressed in and forms a firm connection to the part to be joined 35 the end. The turned part 13th stands in the first turning position. The connecting sections 22nd and 23 of the sleeve element 20th are completely in the borehole 38 pressed in and form a firm connection to the part to be joined 37 the end.

11 zeigt die Anordnung der 10 bei einer translatorischen Zusammenführbewegung 41 der Fügeteile 35 und 37 entlang der Verbinderhauptachse 8 in einer ersten Fügeposition. Das Drehteil 13 des Schaftelements 10 ist abschnittsweise in das Hülsenelement 20 und die Bohrung 38 eingeschoben. Die Führungsbolzen 21 befinden sich in der ersten Fügeposition am Punkt P₁ und sind bereits in die Ladegwinde 11a mit dem Steigungswinkel α am Drehteil 13 eingeführt. Das Drehteil 13 befindet sich dabei immer noch in der ersten Drehposition, weshalb der Federabschnitt 19 noch vollständig entladen/entspannt ist. Der Steigungswinkel α des Ladegwindes 11a liegt gemäß 8 vorteilhafterweise in dem Bereich 45 ° < α < 90 °. 11 shows the arrangement of the 10 with a translational merging movement 41 of the parts to be joined 35 and 37 along the main connector axis 8th in a first joining position. The turned part 13th of the shaft element 10 is in sections in the sleeve element 20th and the hole 38 inserted. The guide pins 21 are in the first joining position at point P ₁ and are already in the loading winch 11a with the helix angle α on the turned part 13th introduced. The turned part 13th is still in the first rotational position, which is why the spring section 19th is still fully discharged / relaxed. The angle of inclination α of the loading wind 11a lies according to 8th advantageously in the range 45 ° <α <90 °.

12 zeigt die Anordnung der 11 bei einer translatorischen Zusammenführbewegung 41 der Fügeteile 35 und 37 entlang der Verbinderhauptachse 8 in einer zweiten Fügeposition. Das Drehteil 13 des Schaftelements 10 ist abschnittsweise in das Hülsenelement 20 und die Bohrung 38 eingeschoben. Bei der Bewegung der Fügeteile 35 und 37 aus der ersten Fügeposition in die zweite Fügeposition bewegen sich die Ladegewinde 11a entlang der Führungsbolzen 21. Die Führungsbolzen 21 befinden sich in der zweiten Fügeposition zwischen Punkt P₁ und Punkt P₂ im Ladegwinde 11a am Drehteil 13. Mithilfe des Drehgelenks 18 zwischen Verbindungsteil 15 und Drehteil 13 wird das Drehteil 13 relativ zum Verbindungsteil 15 und dem Hülsenelement 20 um die Verbinderhauptachse 8 in eine erste Richtung gedreht und in eine zweite Drehposition gebracht. Da der Federabschnitt 19 mit dem Verbinderteil 15 und dem Drehteil 13 verbunden ist, wird durch die Drehbewegung 40 des Drehteils 13 in die zweite Drehposition der Federabschnitt 19 geladen/gespannt. 12th shows the arrangement of the 11 with a translational merging movement 41 of the parts to be joined 35 and 37 along the main connector axis 8th in a second joining position. The turned part 13th of the shaft element 10 is in sections in the sleeve element 20th and the hole 38 inserted. When moving the parts to be joined 35 and 37 The loading threads move from the first joining position to the second joining position 11a along the guide pins 21 . The guide pins 21 are in the second joining position between point P ₁ and point P ₂ in the loading winch 11a on the turned part 13th . With the help of the swivel joint 18th between connecting part 15th and turned part 13th becomes the turned part 13th relative to the connecting part 15th and the sleeve element 20th around the connector main axis 8th rotated in a first direction and brought into a second rotational position. Since the spring section 19th with the connector part 15th and the turned part 13th is connected by the rotary motion 40 of the turned part 13th in the second rotational position of the spring section 19th loaded / tense.

13 zeigt die Anordnung der 12 bei einer translatorischen Zusammenführbewegung 41 der Fügeteile 35 und 37 entlang der Verbinderhauptachse 8 in einer dritten Fügeposition. Das Drehteil 13 des Schaftelements 10 ist abschnittsweise in das Hülsenelement 20 und die Bohrung 38 eingeschoben. Bei der Bewegung der Fügeteile 35 und 37 aus der zweiten Fügeposition in die dritte Fügeposition bewegen sich die Ladegewinde 11a entlang der Führungsbolzen 21. Dadurch wird das Drehteil 13 in eine dritte Drehposition bewegt und der Federabschnitt 19 vollständig geladen/gespannt. Am Punkt P₂ befindet sich der Führungsbolzen 21 am Ende des Ladegewindes 11a und am Anfang des Spanngewindes 11b, welches gemäß 8 einen Steigungswinkel β und einen gegenläufigen Richtungssinn zum Ladegewinde 11a aufweist. Der Steigungswinkel β des Ladegwindes 11b liegt gemäß 8 vorteilhafterweise in dem Bereich 0 ° < β < 45 °, wodurch sich der gespannte Federabschnitt entladen kann und dieser das Drehteil 13 um die Verbinderhauptachse 8 in eine, entgegen der ersten Drehrichtung, zweiten Drehrichtung dreht. Durch die zweite Drehbewegung 40 des Drehteils 13 bewegen sich die Spanngewinde 11b entlang der Führungsbolzen 21. Hieraus resultiert in Abhängigkeit vom Steigungswinkel β eine selbstständige Spannkrafterzeugung und translatorische Spannbewegung der Fügeteile 35 und 37 in Richtung der Verbinderhauptachse 8. 13th shows the arrangement of the 12th with a translational merging movement 41 of the parts to be joined 35 and 37 along the main connector axis 8th in a third joining position. The turned part 13th of the shaft element 10 is in sections in the sleeve element 20th and the hole 38 inserted. When moving the parts to be joined 35 and 37 The loading threads move from the second joining position to the third joining position 11a along the guide pins 21 . This will make the turned part 13th moved to a third rotational position and the spring portion 19th fully charged / cocked. The guide pin is located at point P ₂ 21 at the end of the loading thread 11a and at the beginning of the clamping thread 11b which according to 8th a pitch angle β and a direction opposite to the loading thread 11a having. The angle of inclination β of the loading wind 11b lies according to 8th advantageously in the range 0 ° <β <45 °, as a result of which the tensioned spring section can be discharged and this the rotating part 13th around the main connector axis 8th rotates in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation. By the second turning movement 40 of the turned part 13th the tension threads move 11b along the guide pins 21 . This results in independent clamping force generation and translatory clamping movement of the parts to be joined, depending on the pitch angle β 35 and 37 in the direction of the main connector axis 8th .

14 zeigt die Anordnung der 13 bei einer translatorischen Zusammenführbewegung 41 der Fügeteile 35 und 37 entlang der Verbinderhauptachse 8 in einer vierten Fügeposition. Das Drehteil 13 des Schaftelements 10 ist abschnittsweise in das Hülsenelement 20 und vollständig in die Bohrung 38 eingeschoben. Bei der selbstständigen Spannbewegung der Fügeteile 35 und 37 aus der dritten Fügeposition in die vierte Fügeposition bewegen sich die Spanngewinde 11b entlang der Führungsbolzen 21 und verspannen mithilfe des durch den Federabschnitt 19 erzeugten Drehmoments beide Fügeteile miteinander. Die Führungsbolzen 21 befinden sich in der vierten Fügeposition zwischen Punkt P₂ und Punkt P₃ im Spanngewinde 11b am Drehteil 13. Der Spannweg ist durch einen elastischen Berührungsschluss 39 zwischen den Fügeteilen 35 und 37 und/oder zwischen dem Verbindungsteil 15 des Schaftelements 10 und dem Hülsenelement 20 begrenzt. In der dargestellten verspannten Fügeposition ist das Federelement 19 nicht vollständig entladen, wodurch eine kraftschlüssige Losdrehsicherung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 gewährleistet ist. 14th shows the arrangement of the 13th with a translational merging movement 41 of the parts to be joined 35 and 37 along the main connector axis 8th in a fourth joining position. The turned part 13th of the shaft element 10 is in sections in the sleeve element 20th and completely into the hole 38 inserted. During the independent clamping movement of the parts to be joined 35 and 37 The clamping threads move from the third joining position to the fourth joining position 11b along the guide pins 21 and tighten with the aid of the spring section 19th generated torque both parts to be joined together. The guide pins 21 are in the fourth joining position between point P ₂ and point P ₃ in the clamping thread 11b on the turned part 13th . The tension path is through an elastic contact fit 39 between the parts to be joined 35 and 37 and / or between the connecting part 15th of the shaft element 10 and the sleeve element 20th limited. The spring element is in the braced joining position shown 19th not completely discharged, whereby a non-positive locking of the connection device according to the invention 1 is guaranteed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2018/028911 A1 [0004]
DE 2642488 A1 [0004]

Claims

Self-tightening connecting device for connecting at least two joining parts, consisting of at least one first connector element and at least one second connector element, which are each connected to at least one joining part, the first and second connector elements being designed either as shaft or sleeve elements to match each other and at least in sections in - and / or can be pushed on top of one another, characterized in that the first connector element has at least one guide thread, consisting of at least two sections with opposite directions of rotation, and the second connector element has at least one guide bolt which is at least partially in the guide thread of the first connector element Is guided in or on top of one another sliding the first and second connector element.

Connection device according to Claim 1 , characterized in that at least one spring section for generating the clamping force is arranged either on / in the shaft and / or sleeve element, which is produced by a rotary guide movement of the guide bolt along the guide thread around the main connector axis when the shaft and sleeve element are pushed into and / or on top of each other to generate the clamping force is relaxed and / or relaxed.

Connection device according to Claim 1 , characterized in that the guide thread has at least one loading section with at least one first pitch angle and at least one first pitch height and at least one clamping section with at least one second pitch angle and at least one second pitch height.

Connection device according to Claim 1 , characterized in that the guide bolt on the second connector element is detachably and / or removably connected, for example by a thread, to the second connector element in order to enable the clamped connector to be released again.

Connection device according to Claim 1 , characterized in that the shaft and sleeve element are connected to the first and / or to the second joining part in a material, form-fitting and / or force-fitting manner.

Connection device according to Claim 1 , characterized in that the shaft and / or sleeve element are each integrated in a joining part.

Connection device according to Claim 1 , characterized in that the spring section is designed as a torsion bar, spiral or helical spring

Arrangement with at least one connecting device according to at least one of the preceding claims and at least two joining parts, characterized in that the shaft element is fastened in a bore on the first joining part and the sleeve element is fastened in a bore on the second joining part.