DE4332507C2 - Bolzenverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bolzenverbindung mit einem ersten und einem zweiten zu verbindenden Bauteil, wobei das erste Bauteil ein gabelförmiges Ende zur Aufnahme des zweiten Bauteiles besitzt und wobei beide Bauteile Öffnungen zur Aufnahme eines die Bauteile verbindenden Bolzens aufweisen.

Bolzenverbindungen der eingangs genannten Art werden als gelenkige Verbindungen, wie z. B. bei Kurbelwellen, oder auch als starre Verbindungen eingesetzt.

Bei starren Verbindungen besteht jedoch das Problem, den Bolzen so an den zu verbindenden Bauteilen zu fixieren, daß sich die Bauteile nicht gegeneinander bewegen können. Durch eine gegenseitige Anpassung der Form der zu verbindenden Bauteile kann zwar eine zusätzliche Fixierung erreicht werden, eine Lockerung der Verbindung kann jedoch insbesondere bei Belastung nicht wirksam verhindert werden. Darüber hinaus sind keine Nachspannmöglichkeiten vorgesehen und die Bolzenverbindung kann auch nicht auf einfache Weise wieder gelöst werden. Auch besteht bei den bekannten Bolzenverbindungen keine Möglichkeit, die zu verbindenden Bauteile unter beliebigen Winkeln starr miteinander zu verbinden.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine Bolzenverbindung, mit der zwei Bauteile unter beliebigen Winkeln miteinander starr und lösbar verbunden werden können, wobei auch eine Nachspannmöglichkeit vorgesehen sein soll.

Diese Aufgabe wird mit einer Bolzenverbindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der für die Bolzenverbindung vorgesehene Bolzen weist mindestens zwei senkrecht zueinander stehende Bohrungen auf, wovon eine Bohrung als Längsbohrung ausgebildet ist, in der mindestens ein Stellelement geführt ist. Vorzugsweise ist die Längsbohrung mit einem Innengewinde versehen, so daß als Stellelemente Schrauben verwendet werden können. Vorteilhafterweise werden Inbusschrauben eingesetzt, die vollständig von der Längsbohrung des Bolzens aufgenommen werden können, so daß das Stellelement nicht nach außen vorsteht.

Durch Einschieben oder Eindrehen des Stellelementes drückt dieses auf das sich in der radialen Bohrung befindliche Klemmelement und drückt dieses so weit aus dem Bolzen heraus, bis das Klemmelement an der Innenseite der Öffnungen des zweiten Bauteiles anliegt. Um die über das Stellelement eingeleiteten Kräfte auf das Klemmelement umzulenken, weist das Stellelement an seinem dem Klemmelement zugewandten Ende und/oder das Klemmelement an seinem in die Längsbohrung ragenden Ende eine Gleitfläche auf. Wenn als Stellelement eine Schraube verwendet wird, empfiehlt es sich, diese Gleitfläche als Kegelfläche auszubilden. Auch die Gleitfläche am Klemmelement kann eine Keilfläche oder ebenfalls eine Kegelfläche sein, wobei vorzugsweise die Neigung der Gleitflächen von Klemmelement und Stellelement aufeinander abgestimmt sind. Als Klemmelement kann ein Stift oder aber auch eine Kugel verwendet werden, wobei das Klemmelement so dimensioniert sein muß, damit es in der radialen Bohrung frei beweglich geführt ist.

Die Bolzenverbindung ermöglicht es, zunächst die beiden Bauteile unter einem vorgegebenen Winkel zueinander auszurichten und dann durch Eindrehen oder Einschieben des Stellelementes das Klemmelement so weit aus dem Bolzen herauszudrücken, daß das Klemmelement unverrückbar an der Innenseite der Bohrung des zweiten Bauteiles anliegt. Sollte sich die Verbindung im Laufe der Zeit lockern, kann jederzeit durch Nachstellen des Stellelementes die starre Verbindung wieder hergestellt werden. Durch Lockern oder Entfernen des Stellelementes kann die Verbindung wieder gelöst werden.

Vorzugsweise ist die Längsbohrung des Bolzens eine Durchgangsbohrung, so daß zwei Stellelemente in die Längsbohrung eingesetzt werden können, die von beiden Seiten auf das Klemmelement einwirken. Auf diese Weise können größere Kräfte auf das Klemmelement ausgeübt werden und ein Verkanten des Klemmelementes in der radialen Bohrung wird sicher vermieden. Die radiale Bohrung des Bolzens kann auch als Durchgangsbohrung ausgebildet sein, so daß zwei gegenüberliegende Klemmelemente eingesetzt werden können.

Anstelle eines der beiden Stellelemente kann auch eine Befestigungsschraube in die Längsbohrung eingeschraubt werden, mit der der Bolzen am ersten Bauteil fixiert werden kann. Eine andere Möglichkeit, den Bolzen am ersten Bauteil zu fixieren, besteht darin, den Bolzen mit einer mehrkantigen Außenstruktur zu versehen, an die die Öffnungen des ersten Bauteiles angepaßt sind. Vorzugsweise ist der Bolzen mit einem Außensechskant versehen und die Öffnung des ersten Bauteiles ist ebenfalls sechseckig ausgebildet, so daß der Bolzen paßgenau in diese Öffnungen eingesetzt werden kann und somit ein Verdrehen des Bolzens ausgeschlossen wird. Auch kann eine Öffnung des ersten Bauteiles als eine Sackbohrung ausgebildet sein, in die der Bolzen eingesteckt und fixiert wird.

Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Bolzenverbindung mit einem Stellelement,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Bolzenverbindung mit zwei Stellelementen,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Bolzen mit zwei Stell- und zwei Klemmelementen,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Bolzen gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 5 und 6 Seitenansichten der Bolzenverbindung für zwei Winkelstellungen,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Bolzenverbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Bolzenverbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform.

In der Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Bolzenverbindung dargestellt, die ein erstes Bauteil 1, ein zweites Bauteil 2 sowie einen Verbindungsbolzen 10 aufweist. Das Bauteil 1 weist ein gabelförmiges Ende 3 auf, in dessen zwischen Nasen 5 und 6 befindliche Ausnehmung 4 das zweite Bauteil 2 eingesteckt ist. Durch die Öffnungen 7, 8 des ersten Bauteils 1 und die Durchgangsöffnung 9 des zweiten Bauteils 2 ist der Bolzen 10 eingesteckt, der eine Längsbohrung 11 und im Bereich der Öffnung 9 des zweiten Bauteiles eine radiale Bohrung 13 aufweist. In der radialen Bohrung 13 ist ein Klemmelement 14 geführt, das mit seiner Kegelfläche 18 in die Längsbohrung 11 hineinragt.

Die Längsbohrung 11 ist mit einem Innengewinde 12 versehen und weist ein Stellelement 16 auf, das in der hier gezeigten Ausführungsform eine Inbusschraube ist, die an ihrem dem Klemmelement 14 zugewandten Ende, ebenfalls mit einer Kegelfläche 19 als Gleitfläche versehen ist.

Durch das Einschrauben des Stellelementes 16 wird eine in radialer Richtung wirkende Kraft auf das Klemmelement 14 ausgeübt, so daß dieses sich gegen die Bohrung 9 drückt und somit das Bauteil 2 bezüglich des Bauteiles 1 fixiert. Der Bolzen 10 ist - wie nachfolgend noch beschrieben wird - im Bauteil 1 fixiert. Die Öffnung 9 des zweiten Bauteiles 2 kann größer sein als der Außendurchmesser des Bolzens 10 und somit auch größer als die Öffnungen 7 und 8 in den Nasen 5 und 6 des gabelförmigen Endes 3 des ersten Bauteiles 1, so daß ein ausreichender Stellweg für das Klemmelement 14 zur Verfügung steht. Die Stirnfläche des Klemmelementes 14, mit der das Klemmelement 14 an der Innenfläche der Öffnung 9 anliegt, kann an den Krümmungsradius der Bohrung angepaßt sein.

Die Neigung der Kegelflächen 18, 19 am Stellelement 16 und am Klemmelement 14 sind derart aufeinander abgestimmt, daß möglichst wenig Reibungsverluste auftreten. Der Kegelwinkel beträgt daher vorzugsweise 90°. Durch Veränderung der Kegelwinkel kann die Übersetzung geändert werden. Insbesondere dann, wenn auf das Klemmelement 14 große Kräfte ausgeübt werden sollen, empfiehlt es sich, den Kegelwinkel des Klemmelementes 14 größer 90° und den Kegelwinkel des Stellelementes 16 kleiner 90° zu wählen.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform mit zwei Stellelementen 16 und 17 dargestellt, die in der als Durchgangsbohrung ausgebildeten Längsbohrung 11 symmetrisch auf das Klemmelement 14 einwirken. Wenn beide Stellelemente 16, 17 gleichzeitig bewegt werden, kann ein Verkanten des Klemmelementes 14 in der radialen Bohrung 13 vermieden werden. Das zweite Bauteil 2 füllt die Ausnehmung 4 zwischen den Nasen 5 und 6 vollständig aus und die radiale Bohrung 13 ist so ausgerichtet, daß das Klemmelement 14 in Richtung der Längsachse 24 des ersten Bauteiles 1 verschiebbar ist. Wenn die Stellelemente 16, 17 auf das Klemmelement 14 einwirken, drückt dieses das zweite Bauteil 2 in Pfeilrichtung A gegen das erste Bauteil 1, wobei gleichzeitig der Bolzen 10 in den Öffnungen 7 und 8 in Pfeilrichtung B gegen das erste Bauteil 1 gedrückt wird. Dadurch wird eine feste Verspannung der beiden Bauteile 1 und 2 erzielt, so daß eine äußerst stabile Verbindung mit einfachen Mitteln erreicht wird.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform mit zwei Stellelementen 16, 17 sowie zwei Klemmelementen 14, 15 dargestellt. Die radiale Bohrung 13 ist in dieser Ausführungsform als Durchgangsbohrung ausgebildet.

In der Fig. 4 ist als Klemmelement 14 eine Kugel vorgesehen, die den Vorteil hat, daß die an den Gleitflächen 19 der Klemmelemente als auch an der Innenfläche der Öffnung 9 auftretenden Reibungskräfte gegenüber dem zuvor beschriebenen Klemmelement geringer sind.

In der Fig. 5 ist eine Bolzenverbindung in Seitenansicht dargestellt. Die beiden Bauteile 1 und 2 sind unter einem beliebigen Winkel miteinander verbunden. Der Bolzen 10 ist mit einem Außensechskant 21 versehen, der zur Fixierung des Bolzens 10 in der Bohrung 7 des ersten Bauteiles dient, die ebenfalls sechseckig ausgebildet ist.

In der Fig. 6 ist eine rechtwinklige Anordnung dargestellt, die beispielsweise aus Unterbau für eine Tischplatte 22 dienen kann.

Der Bolzen 10 ist in den Fig. 6 und 7 mittels einer Befestigungsschraube 23 am ersten Bauteil 1 befestigt. Bei dieser Ausführungsform kann der Bolzen 10 als Rundbolzen ausgeführt sein. Die Öffnung 8 weist dementsprechend eine Schulter 25 auf, so daß der Bolzen 10 mittels der Befestigungsschraube 23 an der Nase 5 festgezogen werden kann.

In der Fig. 8 ist die Bohrung 7 im ersten Bauteil 1 als Sacköffnung ausgeführt, in die der Bolzen 10 eingesteckt ist.

Bezugszeichenliste

1 erstes Bauteil
2 zweites Bauteil
3 gabelförmiges Ende
4 Ausnehmung
5, 6 Nasen
7, 8 Öffnung (erstes Bauteil)
9 Öffnung (zweites Bauteil)
10 Bolzen
11 Längsbohrung
12 Innengewinde
13 radiale Bohrung
14 Klemmelement
15 Klemmelement
16 Stellelement
17 Stellelement
18 Kegelfläche
19 Kegelfläche
20 ebene Fläche
21 Außensechskant
22 Tischplatte
23 Befestigungsschraube
24 Längsachse
25 Schulter

Claims (11)

1. Bolzenverbindung mit einem ersten und einem zweiten zu verbindenden Bauteil, wobei das erste Bauteil ein gabelförmiges Ende zur Aufnahme des zweiten Bauteils besitzt und wobei beide Bauteile Öffnungen zur Aufnahme eines die Bauteile verbindenden Bolzens aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bolzen (10) eine Längsbohrung (11) und mindestens eine im Bereich der Durchgangsöffnung (9) des zweiten Bauteiles (2) befindliche, radiale Bohrung (13) aufweist, in der ein Klemmelement (14) verschiebbar geführt ist, das von mindestens einem in der Längsbohrung (11) geführten Stellelement (16, 17) betätigbar ist.

2. Bolzenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (11) des Bolzens (10) eine Durchgangsbohrung ist.

3. Bolzenverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsbohrung (11) zwei Stellelemente (16, 17) angeordnet sind, die beide auf das Klemmelement (14) einwirken.

4. Bolzenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (11) ein Innengewinde (12) aufweist und daß das Stellelement (16) eine Schraube ist.

5. Bolzenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsbohrung (11) ein Stellelement (16) sowie eine Befestigungsschraube (23) zum lösbaren Fixieren des Bolzens (10) am ersten Bauteil (1) angeordnet ist.

6. Bolzenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (10) mit einem Außensechskant (21) versehen ist und daß die Öffnungen (7, 8) des ersten Bauteils sechseckig ausgebildet sind.

7. Bolzenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (7, 8) des ersten Bauteils (1) Durchgangsöffnungen sind.

8. Bolzenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (7) des ersten Bauteils (1) eine Sacköffnung ist.

9. Bolzenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (16, 17) an seinem dem Klemmelement (14, 15) zugewandten Ende und/oder das Klemmelement (14, 15) an seinem in die Längsbohrung (11) ragenden Ende eine Gleitfläche aufweist.

10. Bolzenverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche eine Kegelfläche (18, 19) ist.

11. Bolzenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (14, 15) eine Kugel ist.