DE4219192A1 - Befestigungsanordnung eines gewindebolzens im zugehoerigen durchgangsloch eines flachen metallprofils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigungsanordnung eines Gewindebolzens im zugehörigen Durchgangsloch eines flachen Me­ tallprofils der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art.

Eine derartige Befestigungsanordnung ist z. B. durch die Patent­ anmeldung P 41 29 492.0 bei einem Schraubverbindungspunkt am Rahmenprofil eines mehrteiligen Fensterrahmens bei einem Falt­ verdeck bekannt. Als Gewindebolzen ist hierbei ein Schrauben­ schaft einer Durchsteckschraube vorgesehen, deren Senkkopf das Rahmenprofil vollständig durchsetzt, wobei er in eine kegel­ stumpf förmiges Durchgangsloch eingreift. Dies Senkloch muß äußerst präzis gebohrt sein, damit der Senkkopf nicht gegenüber dem Rahmenprofil übersteht und damit ein flächiges Aufliegen des Verdeckbezuges auf der Außenseite des Rahmenprofils ver­ hindert. Auch darf das Senkloch nicht überdimensioniert werden, da die Durchsteckschraube sonst beim Anziehen der zugeordneten Gewindemutter zu leicht aus dem Aluminium-Rahmenprofil aus­ reißen kann. Aus konstruktiven Gründen läßt sich bei diesem Fensterrahmen auch nicht ohne weiteres ein dickeres und dadurch entsprechend ausreißsicheres Rahmenprofil verwenden.

Aufgrund der somit unerläßlichen Maßhaltigkeit des Senkloches erfordert der Bohrvorgang einen erheblichen Zeitaufwand.

Darüber hinaus läßt die bekannte Befestigungsanordnung keine zuverlässige Mitdrehsicherung der Durchsteckschraube zu, son­ dern die Drehsperrung muß umständlich durch einen Eingriff ei­ nes Schraubwerkzeuges in eine Sperrvertiefung hergestellt wer­ den, die aus dem Senkkopf ausgespart ist. Dieser Umstand hat zur Folge, daß auch beim Aufdrehen der Gewindemutter auf die Schraube eine erhebliche Montagezeit benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsan­ ordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine flächenbündig versenkte Anordnung des Bolzenkopfes im Flachprofil weitgehend unabhängig von der Maßhaltigkeit des Durchgangslochs weitgehend zuverlässig sichergestellt werden kann, wobei gleichzeitig eine den Aufdrehvorgang der zugeord­ neten Gewindemutter auf den Gewindebolzen vereinfachende Mit­ drehsicherung erzielt werden soll.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichnungsteil des Hauptanspruchs. Beim Einpressen des Bolzenkopfes in das Durchgangsloch mittels eines Pressenstem­ pels wirkt der Bolzenkopf ähnlich einem Prägestempel auf die an das Durchgangsloch angrenzende Ringfläche des Flachprofils. Da der Pressenstempel einen deutlich größeren Durchmesser aufweist als der Bolzenkopf, ergibt sich eine selbsttätige Begrenzung der Einpreßtiefe des Bolzenkopfes auf die flächenbündig im Flachprofil versenkte Stellung. Aufgrund der radialen Er­ streckung der Zähne kommt es beim Einpreßvorgang des Bolzen­ kopfes zu einem Stauchvorgang des Flachprofilmaterials, nach dessen Abschluß selbsttätig eine Drehsicherung des Bolzenkopfes im Flachprofil gegeben ist. Es versteht sich, daß die Härten von Bolzenkopf und Flachprofil dabei so aufeinander abgestimmt sein müssen, daß der Stauchverformungsvorgang ohne Beschädi­ gungen von Bolzenkopf bzw. Flachprofil erfolgen kann.

Eine besonders zweckmäßige Paarung ist dabei durch einen Bol­ zenkopf aus Stahl und ein Flachprofil aus Leichtmetall z. B. aus einer Aluminium-Legierung gegeben. Hierbei lassen sich Bolzen­ köpfe in üblicher Schraubenstahlqualität verwenden, die gegen­ über Sonderstählen wesentlich kostengünstiger sind.

Ein weiterer Rationalisierungseffekt kann dadurch erreicht werden, daß als Gewindebolzen mit Bolzenkopf als Massenartikel gefertigte Clifa-Gewindestifte verwendet werden, wie sie bei­ spielsweise zum handelsüblichen Liegerprogramm der Honsel-Werke AG gehören. Diese Gewindestifte werden bisher für Schraubbefestigungspunkte von dünnen Blechen genutzt, wobei sie durch ein Loch im Blech gesteckt und ihr Kopf anschließend in das Blech eingepreßt wird. Dabei verformt sich das Blech dem Bolzenkopf entspre­ chend, so daß sich selbsttätig ein drehgesicherter und axial gesicherter Sitz des Gewindestiftes im Blech ergibt. Die Um­ formkräfte am Bolzenkopf sind dabei jedoch relativ gering, da es sich hierbei um einen Ziehvorgang von dünnem Blech handelt.

Da die Anforderungen an die Präzision des Durchgangsloches im Flachprofil gering sind, läßt sich dies kostengünstig als Rund­ loch ausstanzen.

Um bei der Paarung Leichtmetall/Stahl eine hinreichende Aus­ reißfestigkeit des Gewindebolzens sicherstellen zu können, darf die für die Einpreßtiefe maßgebende Dicke des Bolzenkopfes höchstens etwa ein Drittel der Materialdicke des Flachprofils betragen.

Trotz des Einpreßvorgangs bleibt es möglich, im kontaktkorro­ sionsgefährdeten Bereich eine Oberflächenbeschichtung vorzu­ sehen, die den Spannungspotentialausgleich zwischen Leicht­ metall und Stahl wirksam verhindert.

Hierzu haben sich an Bolzenkopf bzw. Gewindebolzen eine Ver­ zinkung mit zusätzlicher Gelbchromatierung in Verbindung mit einer Lackbeschichtung des Flachprofils bewährt.

Besonders wirtschaftlich einsetzen läßt sich die Befestigungs­ anordnung an den zahlreichen Schraubverbindungspunkten eines Rahmenprofils, das Bestandteil eines mehrteiligen Fensterrah­ mens eines Faltverdecks ist.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.

In der Darstellung zeigen:

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen seitlichen Schraubverbindungspunkt eines Heckscheibenrahmens eines geschlossenen Faltverdecks und

Fig. 2 den Gewindebolzen mit Bolzenkopf des Schraubver­ bindungspunkts in perspektivischer Einzeldar­ stellung.

In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 ist eine Befestigungs­ anordnung 1 zu erkennen, die sich im Übergangsbereich vom straff gespannten, hinteren Bereich eines Verdeckbezuges 2 ei­ nes nicht näher dargestellten Faltverdeckes zu einer flächen­ bündig in einer Fensteröffnung des Verdeckbezuges 2 gehaltenen Heckscheibe 3 befindet. Dabei ist die Befestigungsanordnung 1 nur eine Befestigungsstelle vom mehreren gleichen Befestigungs­ prinzips, die gleichmäßig über den Umfang eines rechteck­ förmigen Fensterrahmens 4 verteilt angeordnet sind. Der ver­ deckt angeordnete Fensterrahmen 4 umfaßt zwei aus Aluminium- Strangpreßprofilen (Knetlegierung) gefertigte Rahmenprofile 5 und 6, die an übereinanderliegenden Randbereichen miteinander verschraubt sind. Zwischen dem überdeckten Randbereich des in­ nenliegenden Rahmenprofils 5 und dem überdeckenden Randbereich des Rahmenprofils 6 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 7 ein Randstreifen des Verdeckbezuges 2 eingeklemmt und somit gehal­ ten. Im Anschluß an seinen klemmbefestigten Randstreifen ist der Verdeckbezug 2 durch eine Fuge zwischen der Schmalseite des überwiegend parallel flachen Rahmenprofils 6 und einer gegen­ überliegenden Stirnfläche der in das Rahmenprofil 5 einge­ klebten Heckscheibe 3 um das Rahmenprofil 6 herumgezogen und liegt flächig an der nach außen gewandten Breitseite des Rah­ menprofils 6 auf.

Um die Klemmverbindung zu ermöglichen, steht von der nach innen gewandten Breitseite des Rahmenprofils 6 ein Gewindebolzen 8 ab, der unter axialer Abstützung seines extrem kurzen Bolzen­ kopfes 9 im flachen Querschnitt des Rahmenprofils 6 gehalten ist. Dabei durchsetzt der Gewindebolzen 8 ein zylindrisches Stanzloch 10 im Rahmenprofil 6 sowie gegenüber dem Bolzen­ durchmesser etwas überdimensionierte Durchtrittsöffnungen im Randstreifen des Verdeckbezuges 2, in der Gummidichtung 7 und im Rahmenprofil 5. Auf das aus dem Rahmenprofil 5 herausste­ hende Ende des Gewindebolzens 8 ist eine Gewindemutter 11 auf­ gedreht und mit dem für die Klemmkräfte erforderlichen Moment angezogen.

Der Bolzenkopf 9, dessen axiale Länge ein Drittel der Materi­ aldicke des Rahmenprofils 6 im Überdeckungsbereich beträgt, weist eine zylindrische Grundform auf und ist außenflächen­ bündig im Rahmenprofil 6 versenkt, wobei er in eine an die Form des Bolzenkopfes 9 angepaßte Vertiefung 12 eingreift. Maßhaltig erzeugt ist diese Vertiefung 12 durch einen Einpreßvorgang des Bolzenkopfes 9 in den Endbereich des Durchgangsloches 10, wobei sich durch Stauchung des Rahmenprofils 6 in Dickenrichtung eine entsprechende Aufweitung des Endbereiches ergibt.

Damit der Bolzenkopf 9 und damit auch der Gewindebolzen 8 nach dem Einpreßvorgang drehsicher und gleichzeitig axial unbeweg­ lich mit dem Rahmenprofil 6 verbunden ist, besteht die Einheit aus Gewindebolzen 8 und Bolzenkopf 9 aus einem Clifa-Gewinde­ stift an sich bekannter Art, dessen Oberfläche verzinkt und gelbchromatiert ist. Dieser an sich bekannten Gestaltung entsprechend ist die axial in das Rahmenprofil 6 eindringende Ringstirnfläche des Bolzen­ kopfes 9, wie in Fig. 2 zu erkennen ist, mit einer Vielzahl (hier zwölf) axial abstehender Zähne 13 versehen, die unter im wesentlichen radialer Erstreckung gleichmäßig über die Ring­ stirnfläche verteilt angeordnet sind. Die Zähne weisen einen übereinstimmenden Rechteckquerschnitt auf, wodurch die zwischen ihnen liegenden Zahnlücken ebenfalls einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, sich radial nach außen jedoch keilförmig erweitern. Im Übergangsbereich von ihrer zur Stirnfläche des Bolzenkopfes 9 parallelen Eindringfläche zur zylindrischen Um­ fangsfläche des Bolzenkopfes 9 sind sie ferner keilförmig an­ geschrägt, um das vollständige Eindringen zu erleichtern. Auch ist der Gewindebolzen 9 mittels einer Ringnut 14 verjüngt, wo­ durch der Ausweichraum für gestauchtes Material des Rahmenpro­ fils 6 zusätzlich vergrößert ist.

Obwohl das Rahmenprofil 6 nur mit einer Einschichtlackierung (wie z. B. Pulverbeschichtung) versehen ist und beim Einpreß­ vorgang des Bolzenkopfes 9 erhebliche Kräfte auftreten, bleibt die korrosionshemmende Oberflächenbeschichtung zuverlässig wirksam.

Claims (9)

1. Befestigungsanordnung eines Gewindebolzens im zugehörigen Durchgangsloch eines flachen Metallprofils unter axialer Ab­ stützung des Gewindebolzens über einen Bolzenkopf, wobei der Bolzenkopf bei festgelegtem Gewindebolzen flächenbündig in ei­ ner das Durchgangsloch erweiternden, an die Form des Bolzen­ kopfes angepaßten Vertiefung versenkt ist, und wobei zur Dreh­ sicherung des Gewindebolzens im Durchgangsloch eine Drehsper­ rung des Bolzenkopfes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die axial am Flachprofil (Rahmenprofil 6) abgestützte Ring­ stirnfläche mit mehreren zahnartig geformten Erhebungen (Zähnen 13) versehen ist, die unter im wesentlichen radialer Erstreckung gleichmäßig über die Ringstirnfläche verteilt angeordnet sind, und daß der Bolzenkopf (9) in den zugeordneten Endbereich eines auf den Durchmesser des Gewindebolzens (8) abgestimmten Durch­ gangsloches (10) einpreßbar ist, wobei sich der Bolzenkopf (9) unter Querstauchung des Flachprofils (Rahmenprofils 6) mittels seiner die Erhebungen (Zähne 13) aufweisenden Ringstirnfläche seine formangepaßte Vertiefung (12) gräbt und danach über den Formschluß drehgesichert ist.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachprofil (Rahmenprofil 6) aus Leichtmetall und der Bolzenkopf (9) aus Stahl bestehen.

3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (10) im Flachprofil (Rahmenprofil 6) ein etwa zylindrisches Stanzloch ist.

4. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Einpreßtiefe maßgebende Dicke des Bolzenkopfes (9) etwa ein Drittel der Materialdicke des Flachprofils (Rah­ menprofils 6) beträgt.

5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kontaktflächen zwischen Flachprofil (Rahmenprofil 6) und Gewindebolzen (8) sowie Bolzenkopf (9) eine korrosionshem­ mende Oberflächenbeschichtung vorgesehen ist.

6. Befestigungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Bolzenkopf (9) und Gewindebolzen (8) verzinkt und chromatiert sind.

7. Befestigungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachprofil (Rahmenprofil 6) mit einer Lackbeschichtung versehen ist.

8. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsanordnung (1) an einem Schraubverbindungs­ punkt eines als Strangpreßprofil ausgebildeten Rahmenprofils (6) vorgesehen ist, das mit einem weiteren Rahmenprofil (5) zu einem Fensterrahmen (4) für ein Faltverdeck verbindbar ist, wobei das den Gewindebolzen (8) tragende Rahmenprofil (6) auf der Einpreßseite des Bolzenkopfes (9) von einem Verdeckbezug (2) überdeckt ist.

9. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Bolzenkopf (9) versehene Gewindebolzen (8) ein an sich bekannter Clifa-Gewindestift ist.