DE2605818A1

DE2605818A1 - Bolzenschraube zur befestigung von bauteilen an hohlkoerpern

Info

Publication number: DE2605818A1
Application number: DE19762605818
Authority: DE
Inventors: Umberto Venanzi
Original assignee: Dalmine SpA
Current assignee: Dalmine SpA
Priority date: 1975-02-20
Filing date: 1976-02-13
Publication date: 1976-09-02
Also published as: NO760279L; SE421144B; NL7601138A; FR2301724B1; LU75920A1; JPS51106867A; GB1533036A; IT1031887B; ES231871U; SE7601910L; ES231871Y; CH610627A5; FR2301724A1; BE846947A

Description

GROEWIÄG ■ DEUFEL · SCHÖN · HERTEL

PATENTANWÄLTE

DAU-IINE S.p.A.
Via Brera, 10, "Mailand
Italien

DR. WOLFGANG M0LLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927 - 1975) HANS W. GROENINC. DIPL.-ING. DR. PAUL DEUF-EL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DtPL.-PHYS.

Hl/We/th - D 1567

Bolzenschraube zur Befestigung von Bauteilen an Hohlkörpern

Die Erfindung "betrifft eine Bolzenschraube "bzw. eine Spreizschraube, welche dazu geeignet ist, Bauteile beliebiger Art an einem Metallkörper wie einem Eisenkörper, mit einem blinden hohlen Querschnitt anzubringen.

Es ist bekannt, daß rohrförmige Metallpfosten, die entweder quadratisch oder rechteckig im Querschnitt sein können, und in gewissem Umfang auch zylindrische Rohre, trotz entsprechender Bestrebungen der Techniker, welche die entsprechenden Vorteile gerne ausnützen wurden, welche mit derartigen Pfosten im Vergleich zu armierten Pfosten oder Trägern erreichbar sind, oder auch Balken mit offenem Profil bzw. Träger mit offenem Profil bisher nicht in solchem Umfang verwendet v/erden konnten, wie es eigentlich zu erwarten ware. Dies rührt von den Nachteilen her, welche dann auftreten, wenn andere Bauteile an solchen rohrförmigen Elementen mit Hilfe einer direkten Verschraubung

SQ983S/0287

angebracht werden sollen. Da in der Praxis die Innere Seite des Hohlprofils "bei einer solchen Anordnung unzugänglich ist, ist es notwendig, geschweißte Platten zu Hilfe zu nehmen, welche an solchen rohrförmigen Anordnungen angebracht sind, so daß andere Bauelemente wie Streben oder dergleichen mit Hilfe von Schrauben daran befestigt werden können, um einen entsprechenden Baurahmen zu bekommen. Natürlich erhöht die Verwendung solcher geschweißter Platten die Gesamtkosten einer entsprechenden Anordnung im Vergleich zu den Kosten, welche bei der Verwendung von herkömmlichen Metallträgern mit offenem Profil zu erwarten sind, welches nicht hohl ist. Weiterhin ergibt sich eine zum Teil wesentliche Einschränkung des Vorteiles aufgrund des geringeren Gewichtes von Hohlträgern, so daß diese Lösung von den meisten bedeutenden Herstellern von Metallstrukturen weniger bevorzugt wird, welche im allgemeinen auf Schneiden und Bohren anstatt auf Schweißen mit hoher Produktivität eingerichtet sind.

Weiterhin sind Schrauben bekannt, welche derart ausgebildet sind, daß sie nach dem Festziehen abgerissen werden, beispielsweise sind solche Schrauben in der US-Patentschrift 3 253 Λ95 beschrieben, welche es ermöglichen, das Problem rein technisch zu lösen. Sie weisen Jedoch, den Nachteil wesentlich höherer Kosten als bei üblichen Schrauben auf und sie erfordern den Einsatz einer Spezial· maschine, welche zwar verhältnismäßig klein ist, jedoch in der Anwendung verhältnismäßig umständlich ist, zumal sie nicht in jeder Situation und in jeder Stellung mit der Vielseitigkeit verwendet werden kann, wie es bei einem einfachen Schraubenschlüssel der Fall ist. Die Verwendung solcher Schrauben findet daher in der Praxis bei bekannten Konstruktionen kaum Eingang, und es ist zu berücksichtigen, daß dem die Kosten für das Rohmaterial als auch für die Installation entgegenstehen.

Auch die Spezialschraube mit einem seitlichen Haken, welche den Gegenstand des italienischen Patentes 909 244 darstellt, löst das Problem nicht zufriedenstellend und vollständig, da es sich vor allem um eine von der üblichen Schraube abweichende Spezialschraubt

609838/0287

handelt, so daß sie kostspieliger ist, und es ist außerdem zu berücksichtigen, daß sie nur bei geringer Dicke anwendbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bolzenschraube bzw. Spreizschraube der eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, welche bei Überwindung der oben angeführten Nachteile gewährleistet, daß leicht, und schnell Verbindungen zwischen beliebigen Teilen und Elementen einerseits und der Wand eines Hohlkörpers andererseits hergestellt werden können, obwohl solche Hohlkörper von der Innenseite nicht zugänglich sind, wobei die erfindungsgemäße Schraube zugleich leicht in einer Massenproduktion hergestellt werden kann oder auf dem Markt bei geringen Kosten erhältlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Ende des Schaftes gegenüber von dem Kopf einen Schlitz oder einen Polygonalumriß aufweist, mit welchem ein Werkzeug bekannter Art zum Eingriff bringbar ist, daß weiterhin ein hülsenförmiger Mantel um den Schaft herum angeordnet ist, der einen Außendurchmesser hat, welcher nicht größer ist als der Durchmesser des Kopfes und daß das Ende, welches zum Eingriff mit dem Kopf bestimmt ist, derart ausgebildet ist, daß es infolge des lestziehens der Mutter mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges von Hand verformbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird die Verformung der Metallhülse durch eine Mehrzahl von Längsschlitzen erreicht, welche am Ende des Mantels oder der Hülse ausgebildet sind, und zwar im wesentlichen symmetrisch über den gesamten Umfang, wobei die Anordnung weiterhin derart getroffen ist, daß ein Eingriff mit dem Schraubenkopf erfolgt, welcher in diesem Fall eine vergrößerte bzw. erweiterte Form hat, um eine fächerförmige Ausdehnung einer solchen Endzone durch Aufweitung der Schlitze zu ermöglichen.

6098 3 G/0287

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schraube vor dem Festziehen;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung derselben Schraube nach dem Festziehen;

Fig. 3 einen Schnitt durch dieselbe Schraube vor dem Festziehen in Verbindung mit einer durch die Schraube zusammengehaltenen Anordnung aus verschiedenen Elementen, die miteinander zu verbinden sind, und

Fig. 4- eine Vorderansicht derselben verschraubten Verbindungsanordnung wie in der Fig. 3, jedoch mit vollständig festgezogener Schraube, die jedoch mit einem Schaft ausgestattet ist, der an einem Ende anstatt eines Mittelschlitzes ein Vieleck aufweist.

Gemäß der Zeichnung besteht die erfindungsgemäße Schraube aus einer herkömmlichen Schraube, die einen zumindest teilweise mit Gewinde versehenen Schaft und einen vergrößerten Kopf 2 aufweist, wobei das eine Schaftende entweder einen Schlitz aufweist, welcher derart ausgebildet ist, daß er zur Aufnahme eines üblichen Schraubenziehers geeignet ist, oder einen polygonalen Umriß 3' hat (siehe Fig. 4-), an den ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann. Eine übliche sechseckige Mutter mit einer Unterlegscheibe 5 wird auf den Schaft der Schraube aufgesetzt, die zumindest im Endbereich mit Gewinde versehen ist, während sie in Richtung auf den Kopf 2 ohne Gewinde sein

609836/0287

kann. Zwischen der Scheibe 5 und dem Kopf 2 der Schraube ist eine Buchse oder eine zylindrische Hülse 4 angeordnet, welche den Schaft der Schraube 1 umgibt.

Gemäß der Erfindung ist das untere Ende der Hülse 4, welches mit dem Schraubenkopf 2 im Eingriff steht, dann verformbar, wenn die Schraube bzw. die Mutter 6 mit einem geeigneten Werkzeug festgezogen wird.

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes hat das deformierbare Ende der Hülse 4 eine Mehrzahl von Längsschlitzen 7, welche im wesentlichen symmetrisch um den Umfang der Hülse 4 herum angeordnet sind, während der Kopf 2 eine sich zum Ende hin erweiternde Form hat, um es zu erleichtern, daß die Schlitze 7 sich während des -Festziehens erweitern.

Die Verformung des einen Endes der Hülse 4 kann auch ohne Schlitze 7 erreicht werden, wenn ein Festziehen oder ein Hochschieben gegen den Kopf 2 erfolgt, welcher dann natürlich nicht als Senkkopf ausgebildet ist, sondern rechtwinklig in bezug auf den Schaft 1, um für das Ende der Hülse 4 als Ziehform zu dienen.

Die erfindungsgemäße Spreizschraube wird vorab zusammengebaut, indem auf den Schaft 1 der Hülse 2 aufgesetzt wird, indem weiterhin dann die Scheibe 5 aufgebracht wird und indem die Mutter 6 aufgeschraubt wird, bis ein leichter Eingriff erfolgt. Die Schraube kann in dieser zusammengesetzten Form für die Installation geliefert werden. Somit bildet die Schraube eine geschlossene Einheit, ohne daß verlierbare oder leicht lösbare Elemente vorhanden wären. Gemäß Fig. 3 und 4 wird die in dieser Weise zusammengebaute Schraube mit ihrem Kopfende in ein Loch

603836/0287

durch die verschiedenen Elemente eingeführt, die miteinander zu verbinden sind, wobei die miteinander zu verbindenden Teile in der Zeichnung mit 11, 12 und 12a bezeichnet sind. Beispielsweise kann das Element 11 gemäß der Erfindung die Wand des blinden hohlen körperlichen Elementes sein, z. B. ein Rohr mit einem quadratischen oder einem rechteckigen Querschnitt. Natürlich sollte der Durchmesser des Kopfes 2 kleiner sein äLs der Durchmesser des Loches 10, während derjenige der Scheibe größer ist. Bei der Größe des Schaftes 1 und der Hülse 4 sind die üblichen Toleranzgrenzen zu beachten, die auch bei einer herkömmlichen Schraube anwendbar sind, welche denselben Schaftdurchmesser hat wie die Hülse 4- der erfindungsgemäßen Schraube. Weiterhin sollte der Innendurchmesser der Scheibe nicht größer sein als der Durchmesser der Hülse 4-, um den Eingriff zwischen dem oberen Ende der Hülse und der Scheibe selbst zu gewährleisten, anstatt einen Eingriff der Schraube 6 herbeizuführen.

Obwohl das Festziehen kontinuierlich durchgeführt werden kann, ist es im wesentlichen durch zwei nacheinander erfolgende Schritt gekennzeichnet, wobei während des ersten Schrittes das verformbare Ende der Hülse 4- vergrößert wird, um eine fächerförmige Konfiguration einzunehmen, indem die Umfangsschlitze 7 alle erweitert werden. Die Form des als Senkkopf ausgebildeten Kopfes 2 erleichtert diesen Vorgang auch im Falle des Ziehens, ohne Schlitze, wie es bei einer Ziehform für ein derartiges Erweitern der Fall sein würde, wobei die Hülse 4 an ihrem oberen Ende durch die Scheibe 5 aufgehalten wird." Im Falle der Verformung durch Stauchung wird das untere Ende der Hülse 4-, welches an der Basis des Kopfes anliegt, der vorzugsweise rechtwinklig.ausgebildet ist (nicht dargestellt), über sich selbst hinweggebogen.

COPY 609836/0287

In jedem Falle wird bei dieser ersten Stufe des Festziehens innerhalb des hohlen Körpers bewirkt, daß sich ein Flansch "bildet, der dann das erforderliche Anschlagelement für den nachfolgenden Vorgang des eigentlichen Festziehens bildet, wie es ein Schraubenkopf bei einer üblichen Schraubverbindung zwischen linearen oder beliebig geformten öffnungen in Profilelementen bewirkt. Diese erste Stufe des Festziehens erfolgt gemäß den obigen Ausführungen dadurch, daß die Mutter 6 durch einen normalen Schraubenschlüssel festgezogen wird und der Schaft 1 durch ein Werkzeug A stationär gehalten wird, wozu beispielsweise ein Schraubenzieher dienen kann, der in den Schlitz 3 eingesetzt wird, oder es kann ein Hilfsschlüssel verwendet werden, der auf den Polygonalumriß 3¹ gemäß Fig. aufgesetzt wird.

Indem der Vorgang des Festziehens der Mutter 6 fortgesetzt wird, wird eine zweite Phase erreicht, bei welcher das untere Ende der Hülse 4 bereits wie ein Anschlag auf der Innenseite der Wand ΛΛ wirkt, wobei zu dieser Zeit eine Andruck des Kopfes 2 erfolgt, wodurch in dieser Phase weder der Schraubenzieher noch der Hilfsschlüssel erforderlich sind, um den Schaft 1 festzuhalten. Um jedoch die Schraubverbindung so fest wie möglich zu erreichen, und zwar ohne Spiel, ist es erforderlich, daß die Höhe der Schlitze 7 derart dimensioniert ist, daß die verbleibende Höhe der Hülse 4- nicht größer ist als die Gesamtdicke der miteinander zu verbindenden Elemente, d. h. nicht größer.als die Höhe des Loches 10.

Praktische Versuche haben ergeben, daß das Drehmoment oder die erforderliche Kraft, welche aufzuwenden ist, um die Erweiterung der Schlitze 7 und <ü_e ringförmige Vergrößerung der Hülse 4- zu erreichen, kleiner sind als das erforderliche Drehmoment bzw. die entsprechende Kraft, welche aufzuwenden ist,

609836/0287

COPY

um übliche Schrauben normgerecht festzuziehen. Weiterhin hat eine Schraubverbindung der oben beschriebenen Art den Vorteil, daß sie sich nicht lockert und nicht löst, was bei Schrauben unmöglich ist, welche abzureißen sind, welche dieselbe Funktion wie ein Niet haben, so daß die erfindungsgemäße Schraube dieselbe Vielseitigkeit und dieselben Anwendungsmöglichkeiten wie eine herkömmliche Schraube hat, insbesondere im Hinblick auf die gegenseitige Ausrichtung und Einstellung der miteinander zu verbindenden Elemente, bevor das endgültige Pestziehen erfolgt,

Weiterhin ist zu bemerken, daß alle Elemente, welche die erfindungsgemäße Schraube bilden, leicht mit Hilfe von Methoden und Techniken hergestellt werden können, welche im wesentlichen dieselben sind wie für herkömmliche Schrauben, falls solche Teile nicht ohnehin im Handel erhältlich sind, einschließlich der Hülsen 4-, welche auch beispielsweise Elemente mit einer Standardhöhe sein können, die möglicherweise derart ausgebildet sein können, daß sie den verschiedenen Dicken des Satzes von Elementen angepaßt sind, die miteinander zu vereinigen sind.

Es ist weiterhin zu bemerken, daß die Hülse beispielsweise entlang einer gesamten Erzeugungslinie offen sein kann, und daß die Scheibe eine gekrümmte Oberfläche haben kann anstatt einer flachen Oberfläche, und zwar im Falle einer Schraubverbindung, die ein zylindrisches Bohr aufweist.

- Patentansprüche 609836/0287 Copy

Claims

Patentansprüche

(1.yBolzenschraube mit einem Schaft, der zumindest über einen Teil ein Gewinde aufweist, mit einem Kopf, mit einer Gewindemutter und mit einer Scheibe, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß das Ende des Schaftes (1) gegenüber von dem Kopf (2) einen Schlitz (3) oder einen. Polygonalumriß (3¹). aufweist, mit welchem ein Werkzeug bekannter Art zum Eingriff bringbar ist, daß weiterhin ein hüisenförmiger Mantel (4-) um den Schaft (1) herum angeordnet ist, der einen Außendurchmesser hat, welcher nicht größer ist als der Durchmesser des Kopfes (2) und daß das Ende, welches zum Eingriff mit dem Kopf bestimmt ist, derart ausgebildet ist, daß es infolge des Festziehens der Mutter (6) mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges von Hand verformbar ist.
2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (2) als Senkkopf ausgebildet ist, ausgehend von dem Schaft (1).
3- Schraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Ende der Hülse (4-) eine Mehrzahl von Schlitzen (7) aufweist, welche im wesentlichen symmetrisch entlang dem gesamten Umfang der Hülse angeordnet sind, so daß sie mit dem Senkkopf (2) zum Eingriff bringbar sind.
4. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Ende der Hülse (4-) derart ausgebildet ist, daß es während des Festziehens der Mutter (6) an der sich erweiternden Basis des Kopfes (2) gestaucht wird, welche im wesentlichen rechtwinklig in bezug auf den Schaft (1) angeordnet ist.

609836/0287 _C0PY
5- Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kopfes (2) innerhalb des üblichen Toleranzbereiches kleiner ist als der Durchmesser einer Öffnung (10), welche durch Elemente (11₁ 12, ...) hindurchgeführt ist, welche durch die Schraube miteinander verbunden werden sollen, indem die Schraube durch die Öffnung hindurchgeht.
6- Schraube nach Anspruch 3 und. ^₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe desjenigen Teils der Hülse (4-), welcher keine Endschlitze (7) aufweist, nicht größer ist als die Höhe der Öffnung (10) und somit nicht höher als die Gesamtdicke der miteinander zu verbindenden Elemente (11, 12 ...).
7. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Scheibe (5) nicht größer ist als der Durchmesser der Hülse (4-).
8. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4-) aus einer Mehrzahl von jeweils miteinander verbundenen zylindrischen Elementen besteht, die zwischen dem Kopf (2) und der Scheibe (5) angeordnet sind.

9- Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4-) entlang einer Erzeugungslinie der Hülse geöffnet ist.

609836/0287 Γ

COPV

Leerseite

COPY