DE3325469C2 - Verbindungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur Ver­ bindung eines ersten und eines zweiten metallischen Teils, bei der das erste Teil einen sich nach außen erstreckenden, hohlen Vorsprung enthält, wobei sich eine Bohrung in axialer Richtung hindurcherstreckt, bei der ein Bolzen, der einen länglichen Bolzenschaft besitzt, sich durch die Bohrung und eine Durchgangsöffnung im zweiten Teil erstreckt, und bei der eine Vorrichtung vorgesehen ist, die mit dem Bolzen wirksam verbunden ist, um den ersten Teil und den zweiten Teil fest so gegeneinander zu ziehen, daß der Vorsprung in die Durchgangsöffnung und gegen den zweiten Teil sowie gegen die äußere Fläche des Bolzenschaftes zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil gedrückt ist.

Eine derartige Verbindungsvorrichtung ist aus DE-AS-12 17 144 bekannt, wobei hier die lösbare Verbindung zweier dünner Bleche im Vordergrund steht. Die Blechteile werden gelocht und eine bündig in eine Ansenkung des äußeren Blechteils eingesetzte Senkschraube wird mit einer Gegenmutter ver­ schraubt. Der wesentliche Nachteil dieser Vorgehensweise be­ steht darin, daß eine Verbindung zwischen starken Blechen nur schwierig und zwischen einem Blech und einem massiven Teil überhaupt nicht möglich ist.

Außerdem wird in DE-GM-18 65 313 ein Ansatz für kraft­ schlüssige Verbindungen von dünnen Blechen mit massiven Teilen vorgeschlagen. Hier wird um das Bohrloch eine Reihe von Langlöchern angeordnet, so daß zwischen ihnen und dem Bohrloch dünne Stege entstehen, während das massive Ge­ genstück ein entsprechendes Gewindeloch mit Senkung enthält. Obwohl durch das Abreißen dieser Stege während des Ver­ schraubens eine mit Sicherungsscheiben vergleichbare Funk­ tion erreicht wird, ist ein Lösen und wiederholtes Herstel­ len einer derartigen Verbindung ausgeschlossen.

Eine Verbindungsvorrichtung für zwei dünne metallische Teile ist aus DE-PS-2 84 132 bekannt. Zum Verbinden dienen ver­ senkbare Nieten, die sich in beliebiger Stärke verwenden lassen. Hierzu wird die Unterlage des Blechs, das mit dem anderen Blech verbunden werden soll, abgesenkt und an­ schließend wird der Nietlochrand in diese Versenkung einge­ drückt. Ein Nachteil dieser Verbindung besteht darin, daß sich beim Herstellen der Nietverbindungen eine Deformation der Bleche nicht immer ausschließen läßt. Auch ist ein Lösen der Nietverbindung ohne Beschädigung der verbundenen Bleche nicht immer möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungs­ vorrichtung zweier metallischer Teile zu schaffen, die be­ liebig oft lösbar ist und bei der eine Relativbewegung der beiden Teile sowie eine Deformation dieser Teile ausgeschlos­ sen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorsprung nach innen geneigte Seiten aufweist und daß die im zweiten Teil ausgebildete Durchgangsöffnung eine maximale Abmessung aufweist, die geringfügig kleiner ist als die ma­ ximale äußere Abmessung des Vorsprunges, wobei der Vorsprung teilweise in die Durchgangsöffnung paßt.

Da der Vorsprung teilweise in die Durchgangsöffnung einge­ paßt und nach innen geneigt ist, entsteht bei der Verbindung der beiden Metallteile ein paßgenauer Festsitz. Durch die genaue Passung läßt sich eine Deformation eines der beiden metallischen Teile oder eine Relativbewegung dieser Teile nach dem Herstellen der Verbindung ausschließen. Dennoch ist ein mehrfaches leichtes Lösen und Wiederherstellen der Ver­ bindung möglich. Weiterhin ist die Verbindungsvorrichtung nicht auf eine spezielle Anwendung beschränkt; vielmehr ist eine Vielzahl von Ausführungen insbesondere auch zwischen Teilen möglich, die unterschiedliche Stärken aufweisen.

Die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsformen - der Verbindung des Rohrs einer Montagekonsole und eines Montagehalters sowie der Verbindung zweier flachen Platten - unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Ausschnitt einer Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zum Verbinden eines Montagebügels mit einem Rohr, wobei die ver­ bundenden Teile zusammengepaßt, jedoch nicht be­ festigt sind;

Fig. 2 ein Teil eines Querschnittes längs der Linie 2-2 in der Fig. 1;

Fig. 3 ein Teil eines Querschnittes des Ausführungsbei­ spieles gemäß Fig. 1, mit verbundenen Teilen;

Fig. 4 ein Teil eines Querschnittes durch ein zweites Ausführungsbeispiel, das zur Verbindung eines Paares von parallel sich erstreckenden fla­ chen Platten verwendet wird und

Fig. 5 ein Teil eines Schnittes durch das Ausführungs­ beispiel der Fig. 4, bei dem die flachen Plat­ ten miteinander verbunden sind.

Zur beispielhaften Darstellung zeigt das erste Ausführungs­ beispiel der Erfindung, das in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, eine dreieckförmige Stütze, Konsole oder Halter 1 von im allgemeinen U-förmigem Querschnitt. Die Konsole 1 ist durch einen unteren Stegabschnitt ausgebildet, der an sei­ nen Seitenkanten in nach oben gebogenen Flanschen 3 endet. Es sei bemerkt, daß die Konsole 1 aus irgendeinem form­ barem Material ausgeführt ist, insbesondere aus einem me­ tallischen Material, beispielsweise Aluminium, Stahl oder dergleichen.

Jeder Flansch ist mit einem sich nach innen erstreckenden, hohlen Vorsprung 4 ausgebildet, der im allgemeinen sich nach innen neigende Seiten 5 hat, die dem Vorsprung den Anschein eines Kegelstumpfes eines kreisförmigen Kegels geben. Jeder Vorsprung hat eine kreisförmige Bohrung 6, die sich hindurcherstreckt, wobei der äußere Durchmesser der Bohrung größer ist als der innere Durchmesser der Boh­ rung bedingt durch die geneigte Art der Vorsprungseiten.

Der mit der Konsole 1 zu verbindende Teil besteht aus einer zylindrischen Rohrleitung oder einem Rohr 7, die bzw. das ebenfalls aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Aluminium, Stahl oder dgl., ausgeführt ist. Das untere Ende des Rohres 7 ist mit einem Paar von koaxialen Durch­ gangsöffnungen 8 ausgeführt, die einen etwas größeren Durch­ messer haben als der kleinste Durchmesser des Vorsprunges 4, jedoch größer als der maximale Durchmesser des Vorsprun­ ges 4. Mit anderen Worten, kann der Vorsprung 4 nur teil­ weise in die Durchgangsöffnung 8 eingepaßt werden.

Wie dies am besten aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Flanschteile 3 der Konsole 1 leicht gespreizt, so daß das untere Ende des Rohres 7 leicht zwischen die innersten En­ den der Vorsprünge 4 paßt. Die zwei Teile sind zunächst durch das Anordnen des Rohres 7 ineinandergepaßt, so daß die Durchgangsöffnungen 8 im wesentlichen koaxial zu den hohlen Bohrungen 6 der benachbarten Vorsprünge verlaufen.

Ein länglicher Bolzen 9 mit einem Gewindeschaft 10 wird dann durch die beiden Vorsprünge gemäß Fig. 3 hindurchge­ steckt. Im allgemeinen ist der äußere Durchmesser des Schaftes 10 geringfügig kleiner als der minimale Durch­ messer der Bohrung 6, so daß der Bolzen leicht hindurch­ gesteckt werden kann.

Ein Ende des Bolzens 9 ist mit einem sechskantförmigen Bolzenkopf 11 versehen, der an seiner inneren Fläche einen scheibenartigen Flansch 12 hat, der gegen die äußerste Fläche des rechten Flansches 3 anliegt, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht. Eine übliche Schraubenmutter 13 ist auf den Teil des Bolzenschaftes 10 aufgeschraubt, der aus dem rech­ ten Flansch 3 hervorsteht, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Falls dies erwünscht ist, kann eine Unterlegscheibe 14 zwischen der inneren Fläche des Bolzens 12 und der äuße­ ren Fläche des rechten Flansches 3 vorgesehen sein.

Die Mutter 13 wird dann auf dem Gewindebolzen festgezogen, um die Flansche 3 fest gegeneinanderzuziehen, so daß jeder der Vorsprünge in die benachbarte Öffnung eingedrückt wird. Wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der äußere Ab­ schnitt jeder der Seiten 5 jedes Vorsprunges gegen die Kan­ te der benachbarten Öffnung 8 gedrückt und erzeugt dadurch eine feste kraftschlüssige Passung. Gleichzeitig wird die innere Kante des Vorsprunges fest gegen die äußere Fläche des Schaftes 10 gedrückt, wodurch wiederum eine Preßpassung erzeugt wird. Wenn demgemäß der Vorsprung in jede der Öff­ nungen eingedrückt ist, verformt er sich und er wird gegen die zugehörige Rohrwand und die äußere Fläche des Bolzen­ schaftes gedrückt, wodurch eine relative Bewegung zwischen der Konsole 1, dem Rohr 7 und dem Bolzen 9 verhindert wird.

Es sei bemerkt, daß die Abmessung des verwendeten Metalls und die spezielle Geometrie des hohlen Vorsprunges 4 ab­ hängig von der besonderen Gestaltung der zu verbindenden Teile verändert werden können. Darüber hinaus kann der Bolzenschaft mit Gewinden versehen sein, die entweder auf­ geschnitten oder aufgerollt sind. In beiden Fällen wird beim Festziehen des Bolzens die Verformung der Vorsprünge die Teile fest zusammenhalten, ohne die Gefahr einer Ein­ drückung des mit einer dünnen Wandung ausgeführten Rohres 7.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt, in denen ähnliche Elemente, wie oben beschrieben, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.

Diese Gestaltung ist dazu bestimmt, zwei flache, überlap­ pende Metallteile miteinander zu verbinden, von denen ein Teil mit 20 und der andere Teil mit 21 bezeichnet ist. Der Teil 20 ist mit einer Durchgangsöffnung 8 ähnlich der Größe und Gestalt versehen, die vorher beschrieben worden ist. Der Teil 21 ist mit einem hohlen Vorsprung 4 versehen, der in der Größe und Gestalt dem vorher beschriebenen Vorsprung ähnelt.

Ein mit einem Kopf versehener Bolzen 9 hat einen Gewinde­ schaft 10 mit einer zusammenarbeitenden Unterlegscheibe 14, einer Mutter 13 und nach Wunsch einem Sprengring 22.

Wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Teile 20 und 21 zunächst zusammengesetzt, so daß der Vorsprung 4 teil­ weise in die Durchgangsöffnung 8 paßt. Wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel wird die Mutter 13 dann befestigt, um die Teile 20 und 21 fest zusammenzuziehen, so daß der Vor­ sprung 4 in die Öffnung 8 gedrückt wird und sich gemäß Fig. 5 verformt. Diese Wirkung erzeugt eine Metallzumetall­ berührung zwischen der äußeren Fläche des Vorsprunges 4 und der inneren Fläche der zu dem Teil 20 gehörenden Durch­ gangsöffnung 8 sowie eine Metallzumetallberührung zwischen der inneren Fläche des Vorsprunges 4 und der äußeren Flä­ che des Schaftabschnittes des Bolzens 9. Wie in dem vorigen Ausführungsbeispiel sind die Teile nun fest miteinander gegen eine Relativbewegung verklammert.

Es sei bemerkt, daß verschiedene Veränderungen in den Details, den Schritten, den Materialien und den Anordnungen der Teile, die hier zur Erläuterung der Erfindung beschrie­ ben und dargestellt sind, von dem Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck kommt, vorgenommen werden können.

Claims (5)

1. Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines ersten und eines zweiten metallischen Teiles, bei der das erste Teil (3, 21) einen sich nach außen erstreckenden, hohlen Vor­ sprung (4) enthält, wobei sich eine Bohrung (6) in axialer Richtung hindurcherstreckt, bei der ein Bolzen (9), der einen länglichen Bolzenschaft (10) besitzt, sich durch die Bohrung (6) und eine Durchgangsöffnung (8) im zweiten Teil (7, 20) erstreckt, und bei der eine Vorrichtung (13) vorge­ sehen ist, die mit dem Bolzen (9) wirksam verbunden ist, um den ersten Teil (3, 21) und den zweiten Teil (7, 20) fest so gegeneinander zu ziehen, daß der Vorsprung (4) in die Durch­ gangsöffnung (8) und gegen den zweiten Teil (7, 20) sowie gegen die äußere Fläche des Bolzenschaftes (10) zur Ver­ hinderung einer Relativbewegung zwischen dem ersten Teil (3, 21) und dem zweiten Teil (7, 20) gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (4) nach innen geneigte Seiten (5) aufweist und daß die im zweiten Teil (7, 20) aus­ gebildete Durchgangsöffnung (8) eine maximale Abmessung aufweist, die geringfügig kleiner ist als die maximale äu­ ßere Abmessung des Vorsprunges (4), wobei der Vorsprung (4) teilweise in die Durchgangsöffnung (8) paßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (4) sich unter dem Druck so verformt, daß die äußere Fläche des Vorsprunges (4) eine Metallzumetallberüh­ rung mit der Kante der Durchgangsöffnung (8) und die Innen­ fläche des Vorsprunges (4) eine Metallzumetallberührung mit dem Schaft (10) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil aus einem Rohr (7) mit einem Paar sich ge­ genüberliegenden Durchgangsöffnungen (8) und der erste Teil aus einer U-förmigen Konsole (1) mit einem unteren Stegab­ schnitt (2) und Flanschabschnitten (3) besteht, die sich beide von den Enden des Stegabschnittes (2) erstrecken, wobei jeder der Flansche (3) einen nach innen gerichteten Vorsprung (4) besitzt, welcher nach Einschub des Rohres (7) mit jeweils einer der Durchgangsöffnungen (8) ausgerichtet angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Teile aus flachen Platten (20, 21) be­ stehen und in paralleler Überlappung verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (3) unter einem Winkel leicht nach außen gebo­ gen sind und nach der Montage mit dem Rohr (7) parallel zu­ einander verlaufen.