DE3546333C2

DE3546333C2 -

Info

Publication number: DE3546333C2
Application number: DE19853546333
Authority: DE
Inventors: Marvin P. Dana Point Calif. Us Reece
Original assignee: Rexnord Inc
Current assignee: Shared Technologies Fairchild Telecom Inc
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1989-01-26
Also published as: FR2575796B1; GB2169372A; FR2575796A1; GB8531159D0; GB2169372B; DE3546333A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Befesti gung in einem weich-spröden, insbesondere faserigen Form körper der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 30 96 678 ist ein derartiges Verbindungsele ment bekannt, das aus mehreren gesonderten Einzelteilen besteht und zur Verbindung von zwei oder mehreren Platten bestimmt ist. In eine sich an einem Ende konisch erweiternde Bohrung wird eine Buchse eingeschoben, die an einem Ende einen erst radial und dann schräg konisch verlaufenden Ringflansch aufweist, dessen Ende mit der einen Platten fläche bündig ist. Der hohlzylindrische Buchsenteil steht über die Oberfläche der zweiten Platte vor, so daß eine hülsenförmige Einlage mit Innengewinde von der anderen Seite her in die Buchse eingeschoben und an deren vorstehen dem Rand fixiert werden kann. In den Innenraum der Einlage wird anschließend ein Gewindebolzen eingeschraubt, der sich mit einem äußeren Ringflansch an eine Schulter am Ringflansch der Buchse anlegt und beim Anziehen die Buchse und die Einlage zusammenzieht, so daß der an der Einlage angeformte Ringflansch fest gegen die Oberfläche des anderen Plattenelements gezogen wird. Aufgrund des gegenseitigen Eingriffs müssen die relativ kompliziert geformten Einzel teile dieses Verbindungselements sehr genau gefertigt werden. Dies gilt insbesondere für den hohlzylindrischen Einsatz, der Hinterschneidungen und keilförmige Längsnuten aufweist. Darüber hinaus ist es äußerst schwierig, in einer weich-spröden Faserplatte Bohrungen mit einer ring förmigen Ausnehmung zur Aufnahme eines O-Ringes und mit einer daran anschließenden konischen Erweiterung formgenau herzustellen. Bei der Herstellung dieser Bohrungen in dem faserigen Plattenwerkstoff werden nämlich die Faser lagen beschädigt und Faserstränge im Lochbereich gebrochen, was zu einer erheblichen Festigkeitsverminderung in den Umgebungszonen um das Loch führt.

Aus der CH-PS 4 47 722 ist ein anderes Verbindungselement bekannt, das aus mehreren Gewindehülsen besteht, die in eine Gewindebohrung des jeweiligen Formkörpers eingeschraubt und durch einen inneren Gewindebolzen einseitig aufgeweitet werden, so daß der eine Endteil der Hülse radial gegen die Innenfläche der Bohrung gepreßt wird. Ein derartiges Verbindungselement ist zur Verwendung in weich-porösen Faserplatten nicht geeignet, da durch Fehlen von Ringflan schen eine in Längsrichtung der Gewindehülse gerichtete Druckwirkung nicht erzielt werden kann und die radiale Aufweitung der Hülse nur zu einer Aufspreizung des Loch randes führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselement zur Befestigung in einem weich-spröden, insbesondere faserigen, Formkörper zu schaffen, das bei einfachem konstruktivem Aufbau einen sicheren festen Sitz in diesem Formkörper gewährleistet und bei seinem Einbau die ggf. aufgefaserten Seitenwände der Formkörper-Bohrung verfestigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch Vorsehen des plastisch verformbaren verjüngten End abschnitts an dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verbindungs elements wird bei dessen plastischer Verformung auf die beiden Außenflächen des bzw. der Formkörper von den Ring flanschen ein wählbarer Druck ausgeübt, durch den die bei der Herstellung der Bohrung entstandenen Risse im Faserkörper wieder geschlossen werden. Diese Wirkung ergibt sich auf technisch einfache Weise durch das Einschrauben des hohlzylindrischen Einsatzes in die Buchse unter Auf bringung eines vorgegebenen Drehmoments, wobei die Aufrecht erhaltung des von den beiden Ringflanschen auf den Form körper ausgeübten Drucks durch das Einpressen des plas tisch verformbaren Endabschnitts des Einsatzes in den Zahnkranz der Buchse sichergestellt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein bevor zugtes buchsenförmiges erstes Glied,

Fig. 2 die Buchse nach Fig. 1 im Axial schnitt,

Fig. 3 eine Unteransicht der Buchse nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen bevor zugten hohlzylindrischen Einsatz,

Fig. 5 den Einsatz nach Fig. 4 im Axial schnitt,

Fig. 6 eine Unteransicht des Einsatzes nach Fig. 4,

Fig. 7 einen Ausschnitt eines faserigen Bauelements mit einem Loch,

Fig. 8 einen Ausschnitt eines faserigen Bauelements mit einem anders ge formten Loch,

Fig. 9 das Verbindungselement vor dem Ein bau in Explosionsdarstellung,

Fig. 10 einen Axialschnitt der bevorzug ten Ausführung vor dem endgülti gen Fixieren der beiden Glieder,

Fig. 11 einen Axialschnitt der bevorzug ten Ausführung mit den beiden fest zusammengebauten Gliedern,

Fig. 12 das in eine Öffnung gemäß Fig. 8 eingebaute Verbindungselement im Axialschnitt,

Fig. 13 in Seitenansicht ein anderes ein gebautes Verbindungselement.

Das dargestellte Verbindungselement enthält zwei Glieder, nämlich ein erstes hohlzylindrisches Glied 10 in Form einer Buchse und ein zweites hohlzylindrisches Glied 20 in Form eines Einsatzes. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, hat die Buchse 10 ein erstes Ende 11, ein zweites Ende 12 und einen Mittelteil 13 zwischen den bei den Enden 11, 12. Eine Durchgangsbohrung 14 erstreckt sich von Ende zu Ende und weist einen Gewindeabschnitt 15 auf. Der Mittelteil bzw. Körper 14 hat eine durch gehende Außenwand 16. Am ersten Ende 11 ist eine Schul ter bzw. ein Ringflansch 17 ausgebildet, dessen Außen durchmesser größer als der Außendurchmesser des Mittel teils 13 ist. Die obere Außenkante des Flansches 17 ist zu einer Schrägfläche abgefast. Am ersten Ende 11 weist die Bohrung 14 eine Vielzahl von sägeförmigen Einschnit ten bzw. Zacken auf, die in Form eines Zahnkranzes an geordnet sind. Das zweite Ende 12 ist offen und bildet den Endteil der Körperwand 16.

Aus den Fig. 4 bis 6 ist die Konstruktion des bevor zugten Einsatzes 20 ersichtlich. Dieser Einsatz 20 hat einen ersten Endteil 21, einen zweiten Endteil 22 und einen mittleren Körperteil 19 zwischen beiden Endtei len. Ein durchgehendes Loch 23 erstreckt sich vom er sten zum zweiten Endteil 21, 22 und hat einen Innenge winde-Abschnitt 24. Mehrere gegenüberliegende Ausnehmun gen oder Axialnuten 25 sind im Innengewinde-Abschnitt 24 ausgebildet. Der mittlere Körperteil 23 hat eine durch gehende Außenwand 26, die auf ihrem längeren Abschnitt ein Gewinde trägt. Der erste Endteil 21 bildet den End abschitt der Außenwand 26. Der Bereich des Einsatzes 20 am ersten Ende 21 besteht aus einem Werkstoff, der gegenüber dem Material der Buchse 10 plastisch verformt werden kann. Dieser verformbare Bereich weist eine Kegel stumpf-Fläche 28 auf, die in eine ebene Fläche 27 an der obersten Endzone des Einsatzes 20 übergeht und in einer glatten Innenfläche 29 endet, die etwa rechtwinklig zur äußere Stirnfläche 27 verläuft. Der zweite End teil 22 ist in Form einer Schulter oder eines Flan sches 31 ausgebildet, dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des mittleren Körperteils 19 ist. Der Außendurchmesser dieses Körperteils 19 ist so gewählt, daß der Einsatz 20 in die Gewindebohrung 19 der Buchse 10 eingeschraubt werden kann. Vorzugswei se sind die Außendurchmesser des Buchsenflansches 10 und des Einsatzflansches 31 gleich.

Gemäß Fig. 7 ist ein durchgehendes Loch 32 in einem Formkörper 33 aus faserigem Material zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Verbindungselementes ausgeführt. Der Formkörper hat eine Oberfläche 34 und eine Bodenfläche 35.

Fig. 8 zeigt einen ähnlichen Formkörper aus faseri gem Verbundwerkstoff, dessen Loch 32′ jedoch im Bereich der Oberfläche 34′ und der Bodenfläche 35′ erweitert ist.

Der Einbau des bevorzugten Verbindungselementes wird im folgenden anhand der Fig. 9 bis 13 beschrie ben. Die beiden Glieder 10, 20 werden vor dem Einbau in den Formkörper aus faserigem Werkstoff gemäß Fig. 9 positioniert. Die Buchse 10 wird in die präparierte Öffnung 32 von der Oberseite 34 aus eingesetzt. An schließend wird dann der Einsatz 20 von der Gegensei te 35 des Formkörpers in die Buchse 10 eingeschraubt. Bei der bevorzugten Ausführung sind beide Schultern oder Flansche 17, 31 so ausgebildet, daß sie sich flach an die jeweiligen Flächen 34, 35 des Formkörpers anlegen.

Ein geeignetes Werkzeug, z. B. ein Schlüssel, wird in die Schlitze 25 eingeführt, um den Einsatz und die Buch se mit einem gewünschten Drehmoment miteinander zu ver schrauben. Dieser Zustand ist in Fig. 10 dargestellt. Zur Vervollständigung der Installation werden die bei den Glieder dauerhaft mit Hilfe eines Preßwerkzeuges miteinander verbunden, das in das den Zahnring der Buch se 10 und den gegenüberliegenden verformbaren Abschnitt des Einsatzes 20 aufweisende Ende des Verbindungselemen tes eingeführt wird. Der verformbare Abschnitt 21 des Einsatzes 20 wird dann verpreßt oder in anderer Weise verformt und in den Zahnkranz 18 hineingedrückt. Die beiden Glieder sind dadurch formschlüssig zu einer ein teiligen Baugruppe verbunden. Dieser Zustand ist in Fig. 11 dargestellt. Das erfindungsgemäße Verbindungs element kann auch in einen Formkörper gemäß Fig. 8 mit der beidendig erweiterten Bohrung 32′ eingebaut werden, so daß die beiden Außenflächen der Flansche mit den bei den Oberflächen 34′, 35′ des Bauelementes fluchten, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Der Einbau der beiden Glieder 10, 20 vollzieht sich in der vorstehend beschrie benen Weise.

Ein zweites erfindungsgemäß ausgebildetes Verbindungs element ist in Fig. 13 dargestellt, und zwar in seinem in eine Faserplatte eingebauten Zustand. Alle Merkmale dieser Ausführung sind mit der in der vorstehend be schriebenen Ausführung bis auf eine Ausnahme identisch. Ein gerändelter oder geriffelter Teil 40 ist am Außen durchmesser des Körperteils 13 der Buchse 10 ausgebil det. Dieser gerändelte Abschnitt 14 bietet den Vorteil, daß mit dem Einpressen der Buchse 10 in die Öffnung die Rändelung in das Fasermaterial eingepreßt und darin fixiert wird. Das Zusammenwirken zwischen der Buchse und dem Fasermaterial hält die Buchse siche rer während des Zusammenbauvorgangs.

Durch die dichte Verbindung der Buchse und des Einsatzes wird erfindungsgemäß auf die beiden Flä chen des Formkörpers ein Druck ausgeübt. Dabei die nen die Innenflächen der Flansche 17, 31 als Lager flächen. Diese Druckwirkung hält die Faserlagen um die Öffnung zusammen und verhindert unerwünschte Aus brüche. Das erfindungsgemäße Verbindungselement hält auch die Fasern im Bereich der Öffnungen 32, 32′ fest zusammen und bewirkt die Aufrechterhaltung zumindest eines Teiles der Materialfestigkeit, die sonst durch die Herstellung des Loches oder der Öffnung verloren geht. Schließlich ergibt das Innengewinde des Einsatz teils des eingebauten Verbindungselementes einen hoch festen Halt in einem Material, in welchem ein derarti ges Gewinde auf andere Weise nicht erzeugt werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Aus führungen beschränkt. So können beispielsweise geeigne te Materialien für die Herstellung der Buchse und des Einsatzes je nach dem besonderen Zweck des Verbindungs elementes und der Art des Formkörper-Werkstoffes ge wählt werden.

Claims

1. Verbindungselement zur Befestigung in einem weich spröden, insbesondere faserigen, Formkörper, bestehend
aus einer in eine Bohrung des Formkörpers einsetzbaren Buchse mit einem auf der einen Oberfläche des Formkör pers aufliegenden Ringflansch an einem Ende und
aus einem in der Buchse fixierbaren hohlzylindrischen Einsatz mit Innengewinde und mit einem auf der anderen Oberfläche des Formkörpers aufliegenden Ringflansch,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsatz (20) in die Buchse (10) bis zur Druck auflage der beiden Ringflansche (11, 31) auf den beiden gegenüberliegenden Oberflächen (34, 35; 34′, 35′) des Formkörpers (33) eingeschraubt ist und einen plastisch verformbaren Endabschnitt (27) aufweist, der formschlüs sig in einen inneren Zahnkranz (18) an dem den Ring flansch (11) tragenden Ende der Buchse (10) eingepreßt ist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (10) einen geriffelten Abschnitt (40) am Außenmantel aufweist.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Innengewinde (23) des Einsatzes (20) Axialnuten (25) angeordnet sind.