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Verbindungselement für Bleche Die Erfindung betrifft ein Verbindungsele;nent
zur Verbindung von zwei oder mehreren Blechen bzw.
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Platten aus anderen Materialien, deren RAckseite teilweise oder völlig
unzugänglich ist. Während beidseitig zugängliche Blechverbindungen häufig durch
eine Schraube mit Mutter oder durch Nieten hergestellt werden, ist es bei von der
Rückseite her unzugänglichen Teilen erforderlich, entweder in das rückwärtige der
beiden Bleche ein Gewinde zu schneiden oder z. B. eine Schweißmutter ansubringen,
damit bei der Herstellung der Verbindung ein Herzubringen und Festhalten der Mutter
sich erübrigt. Um von der Rückseite her unzugängliche Bleche durch Nieten zu verbinden,
setzt man im allgemeinen die sogenannte Blindniet-Verbindung in ihren vielfältigen
Ausführungsformen ein. Für hochbeanspruchte Nietverbindungen verwendet man in vielen
Fällen das als Huck-Blindniet bekannte Verbindungselement. Zur Herstellung der Verbindung
wird bei diesem Element ein spezielles Werkzeug benötigt, z. B. mit hydraulischem
Antrieb.
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Nachteil der oben geschilderten Schraubverbindung ist, daß auf zeitraubende
Weise oder mit komplivierten Vorrichtungen ein Gewinde geschnitten werden muß, oder
daß auf ebenfalls recht umständliche Weise die erwähnte Schweiß- oder Nietmutter
anzubringen ist. Als zusätzlicher Nachteil fällt dabei ins Dewicht, daß im letzteren
Falle die spätere Position des Verbindungselementes genau vorher bestimmt werden
muB. Das erfordert hohe Paßgenauigkeit der Teila,
Nachteil der oben
geschilderten Blindniet-Verbindung ist, daß sie nur mit Spezialwerkzeugen eingesetzt
werden kann, und daß diese Vorrichtungen bei hochbeanspruchbaren Nietverbindungen
hohe Zug- bzw.
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Druckkräfte erbringen müssen.
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Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist, mit den überall
zur Verfügung stehenden Universalwerkzeugen Handbohrmaschine, zwei verschiedenen
Maulschlüsseln und einigen Spiralbohrern eine Verbindung rasch herstellen zu lassen
die Je nach Ausführungsform des Verbindungselementes lösbar und unlösbar sein soll.
Ein solches Element wurde in der nachstehend beschriebenen Steck-Schraubniet-Verbindung
gefunden.
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Es ermöglicht folgende Arbeitsweise: Mit Hilfe einer Handbohrmaschine
wird an beliebiger Stelle eine Bohrung durch sämtliche zu verbindenden Bleche hindurch
angebracht. Die Bleche brauchen hier bei nur lose Zusammengeklemmt sein, denn das
für die Verbindung wichtige Verklemmen erfolgt später beim Anziehen der Verbindung.
Wo es im übrigen zu hohem Verschleiß der Bohrwerkzeuge kommt, wie z. B. im Tunnelbau,
kann auch das Bohren durch Hindurchschießen eines Bolzens ersetzt werden und anschließend
der erfindungsgemäße Steck-Schraubniet eingesetzt und angezogen werden, Die Bohrung
muß etwa den 1,5-fachen Durchmesser der zu dem Element gehörenden Schraube haben.
Das Verbindungselement selbst besteht stets aus einer normalen Schraube mit Sechskantkopf
oder in anderer Kopfausführung und dem darauf geschraubten Hülsenteil, welches in
seinen verschiedenen Ausführungs formen den eigentlichen Erfindungsgegenstand darstellt,
Nach dem Einstecken der Hülse mit der eingedrehten Schraube wird unter Zuhilfenahme
der beiden Maulschlüssel bzw anderer Schraubenschlüssel die Schraube
angezogen.
Hierbei kommt es auf der unzugänglichen Rückseite der Bleche zu einer Je nach Ausführungsform
verschieden gearteten Aufwälbung dess@erbindungselementes, womit ein Zurückziehen
und Herausfallen der Verbindung verhindert wird. Weiteres Anzichen führt zum testen
Verspannen der zu verbindenden Bleche, bis bei den üblichen Schraubenanzugsdrehmomenten
die Verbindung fertiggestellt ist.
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Soweit das Verbindungselement als lözbare Verbindung ausgebildet ist,
kann später durch Lösen und Herausschrauben der Schraube die Verbindung wieder völl
gelost werden, ohne daß hierzu, wie z. B. bei den verschiedenen Blindnietverfabren
ein Abmeißeln.
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Abschleifen oder auf andere Weise umständliche Arbeiten erfordernde
Lössarbeiten notwendig werden.
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Die unlösbar ausgeführte Verbindung hingegen ist von ihrer Natur her
selbstverständlich auch gesichert gegen ungewolltes Lösen, selbst wenn sich die
Schraube z. B. durch Erschütterungen löst oder zuch völlig herausfällt, Weiter ist
es je nach Ausführungsform mölich, die Verbindung dichtend oder auch mit einer Lochung
herzustellen. Somit erfüllt die erfindungsgemäße Lösung neben ihren Hauptaufgabe
auf einfachste Weise gleichzeitig eine Reihe von Nebenaufgaben, die bei den bisher
bekannten Verbindungselementen zum Teil zusätzliche Maßnahmen erfordern.
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Beschreibung: Fünf verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind anhand der Zeichnungen Figur i - 5 erläutert.
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Jede Figur stellt einen Achsschnitt durch das Verbindungselement
dar, wobei in der linken Hälfte der Darstellung jeweils das Verbindungzelement in
ungespanntem. in der rechten Hälfte im verspannten Zustand ist.
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i?ig-ur 1 zeit ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, unlösbaren
Verbindungselementes, dessen Hülsenmutter (2) aus nur einen Teil besteht, d. b.,
das Hülsenoberteil (21), Mutterteil (22) und Hülsenmittelteil (23) aus einem einzigen
Stück gefertigt sind. Das Hülsenoberteil (21) tragt einen Ansatz (211), der im Detail
nicht dargestellte Schlüsselflächen (212) besitzt, die dazu dienen, die Hülsenmutter
(2) z. B. mit Hilfe eines @aulschlüssels so fest zu halten, daß sie sich beipi Anziehen
der Schraube (1) nicht mitdrehen kann. Das '*1utterteil (22) trägt ein Muttergewinde
(221), womit die Hülsenmutter (2) so auf das Gewinde (13) der Schraube (1) aufgeschraubt
ist, daß das Hülsenoberteil (21) den Kopf (11) der Schraube (1) zugewandt ist, das
Mutterteil (22) dem anderen Ende der Schraube (1). Das Hitlsenoberteil (21) und
Mutterteil (22) sind durch das Hülsenmittelteil (23) verbunden, welches eine Auskehlung
(231)besitzt. Diese kann der dargestellten Form oder auch jeder anderen nac konstruktiven
oder fertigungstechnischen Gesichts-Punkten zu wählenden Form entsprechen; ihre
Aufgabe ist, die Knickfestigkeit des Hülsenmittelteiles (23) so weit herabzusetzen,
daß beim Anziehen der Schraube (1) ein Ausstülpen in Form des Wulstes (232) erfolgen
kann. Bei kräftigem Anziehen der Schraube (1) erfolgt so bei gleichzeitigem Festhalten
der HUlsenmutter (2) mit Hilfe der Schlüsselflächen(212) ein Zusammenziehen des
Wulstes (232). Da dieses Anziehen der Schraube (1) erst vorgenommen wird, wenn die
auf die Schraube (1) aufgeschraubte Mutterhülse (2) in die Bohrung (31) bzw. (41)
der Bleche (3) bzw. (4) eingesteckt ist, zieht der Wulst (232) die Bleche gegen
den Ansatz (211) und verspannt sie fest und unlösbar. Wird die Schraube (1) wieder
herausgeschraubt,
so wird die Verbindung nicht geläst,sondern lediglich
in ihrer Spannkraft herabgesetzt. Es ist auch möglich, z. EA. weitere zu verschraubende
Teile aufzusetzen und mit Hilfe der Schraube (1) in der Verbindung nachträglich
mit festzuschrauben .
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Figur 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einss erfindungsgemäßen
Verbindungselementes, welches lösbar ist und zusätzlich eine Kappe (24) enthält.
Die Hülsenmutter (2) besteht hierbei aus zwei Sticken: Das Hülsenoberteil (21) ist
von dem Mutterteil (22) dem Hülsenmittelteil (23) und der Dichtkappe (24), die zusammen
eine Einheit bilden, getrennt und die Berührungsfläche beider einander zugewandter
Stirnflächen sind als beliebig ausgeführte Verzahnung (213) bzw. (234) ausgebildet,
z. B. in Art der bekannten Hirth-Stirnverzahnung oder nach Art einer Klauen-Kupplung,
so daß si beide Teile nicht gegeneinander verdrehen können. Mutterteil (22) mit
dem Muttergewinde (22 und Hülsenmittelteil (23) mit einer Auskehlung (231) entsprechen
deiii in Beispiel nach Figur 1 erläuterten Details. Zusätzlich trägt das Mutterteil
(22) hier noch eine Kappe (2), um z. 13. die Verbindung in eine verschobene Bohrung
einschlagen zu können. Wird eine derartige Kappe z. B. bei der Lösung an Figur 1
verwendet, so ist Jegliches Durbhsickern von Flüssigkeiten durch die Gewindegäng
vermieden. In einem solchen @alle müßte zwischen dem Ansatz (211) und Blech (3)
eine Dichtungsscheibe zusätzlich vorgesehen werden.
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Die durch Öie Trennung der Hülsenmutter (2) in zwei Teile bewirkte
Lösbarkeit der Verbindung durch Herausschrauben der Schraube (1) ist die Besonderheit
der Lösung nach Figur 2. Die übrige Funktionsweise ist die gleiche wie nach Figur
1.
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In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt. welches
wiederum unlösbar ist, dessen Hülsenmutter (2) Jedoch gleichfalls aus zwei Teilen
besteht. Die Trennung verläuft hier zwischen Hülsenmutter (22) und Hülsenmittelstück
(23), welches zusammen mit dem llülsenohertei 1 (21) eine Einheit bildet. Die Zahnung
(223) bzw. (234) verläuft hier bei ber die Länge der Auskehlung (221) des Mutterteiles
(22) ebenso wie über die Lägn der Auskehlung (231) des Hulsenmittelteiles (23),
so das auch nach dem Ausstülpen der Ränder beider Auskehlungen ein verdrehungssicherer
Formschluß zwischen beiden Teilen bestehen bleibt. So kommt es auch bei diesem Ausführungsbeispiel
zur Bildung eines aufgestülpten Wulstes (232) mit dem Außendurchmesser (233), der
beide zu verbindenden Teile zusammenpreßt. Wird die Schraube (1) hier wieder herausgeschraubt,
so ist sie nicht mehr einsetzbar, da das Futterteil (22) abfällt und bleibt daher
geschwächt. Zweckmäßerweise wird die Schraube (1) daher nicht entfernt, sondern
im Cegenteil durch Einlegen einer (hier nicht dargestellten) Sicherungsscheibe zwischen
Kopf (ai) und Ansatz (211) gegen ungewolltes Lösen gesichert.
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Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel. ähnlich dem zuletzt beschriebenem,
doch wird hier die Bildung des Wulstes (232) durch Eintreiben eines konusförmigen
Endes (224) des Mutterteiles (22) bewirkt. Auch hier bleibttdie Zahnung (234) des
Hülsenmittelteiles (23) in dessen Auskehlung (233) über die ganze Lange des Spannweges
des Muttsrteiles (22) mit der Zahnung (223) des Konaa (224) in Formschluß. Bezüglich
Herausdrehen der Schraube aus der angezogenen Verbindung gilt das Gleiche wie bei
der Ausführung nach Figur 3.
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In Figur 5 wird schließlich ein weiteres Ausffihrungsbeispiel gezeigt,
welches wiederum lösbar ist und zur Wiederherstellung ein neues Mutterteil (22)
erforderlich macht, im übrigen aber wiederverwendbar bleibt. Während hier das Hülsenmittelteil
(23) einen Konus (235) besitzt, der auf dem Kegelmantel eine Verzahnung (234),trägt,
läuft das Mutterteil (22) oberhalb des Muttergewindes (221) in ein innen-mit Verzahnung
(223) versehenes Rohrstück (228) aus, welches in einen Innenkonus (225) übergeht,
der die gleiche Zahnung (223) besitzt. Bel dem dem Durchstecken folgendem Anziehen
der Schraube (1), bei gleichzeitigem Festhalten der Hülse (2) schiebt sich das Rohrstück,
dabei seinen Durchmesser vergrößernd, über den Konus (235) und bildet dann auf dem
Blech (4) den Wulst (226). Dabei wird die Schraube (1) gleichzeitig gegen Lösen
gesichert, weil der Konus (235) nach innen gegen den Schaft (12) der Schraube gepreßt
wird.
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(1) Schraube (11) Kopf (12) Schaft (13) Gewlnde (2) Hülsenmutter (21)
Hülsenoberteil (211) Ansatz (212) Schlüsselfläche (22) Hülsenmutterteil (221) Muttergewinde
(222) Auskehlung des Mutterteiles (223) Zahnung des Mutterteiles (224) Konus des
Mutterteiles (225) Innenkonus (226) Wulst (227) Außendurchmesser des Wulstes (23)
HUlsenmittelteil (231) Auskehlung des HUlsenmittelteiles (232) Wulst des HUlsenmittelteiles
(233) Außendurchmesser des Wulstes (234) Zahnung des Hülsenmittelteiles (235) Konus
des Hülsenmittelteiles (3) Montageseitiges Blech (4) Von der Montageseite abgewandtes
Blech