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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsanordnung
zum Befestigen einer Komponente an einem anderen Element unter der Verwendung
einer gewindeformenden Schraube.
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In
rauen Umgebungen werden oft Edelstahlpaneele als Strukturkomponenten,
Gehäuse
und dergleichen verwendet, um Korrosionsprobleme zu minimieren.
Es ist häufig
notwendig, verschiedene Komponenten an diesen Paneelen anzubringen,
oder zwei oder mehr solcher Paneele unter der Verwendung von Gewindebefestigungselementen,
wie zum Beispiel Schrauben, aneinander zu befestigen. In wünschenswerter
Weise würden
unter solchen Umständen
dazu gewindeformende bzw. selbst schneidende Schrauben verwendet,
so dass in den Paneelen keine Gewinde-Pilotlöcher ausgebildet zu werden brauchen.
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Die
Verwendung einer gewindeformenden Schraube ist in der
FR-A-2086 804 beispielsweise beschrieben,
wobei eine Befestigungsanordnung ein männliches Element, das als eine
Schraube agiert, und ein weibliches Element, das als eine Mutter agiert,
aufweist, wobei eines dieser Elemente ein Gewinde hat und aus einem
härteren
Material als das andere Element besteht, das kein Gewinde aufweist und
aus einem weicheren Material besteht. Durch Drehen des männlichen
Elements im weiblichen Element bildet das Gewinde des ein Gewinde
aufweisenden Elementes ein Gewinde im kein Gewinde aufweisenden
Element aus. Zum Verbessern des Gewindeausbildungsvorgangs weist
das kein Gewinde aufweisende Element Rillen entlang einer Längsachse,
wenn es sich dabei um das weibliche Element handelt oder Rippen
entlang seiner Längsachse, wenn
es sich dabei um das männliche
Element handelt, auf.
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Eine ähnliche
Befestigungsanordnung ist in der
GB 922 992 A gezeigt, bei der eine Befestigungsvorrichtung
zum in Eingriff Kommen mit einem Loch mit Innengewinde einen Stift
aufweist, der einen Kopf hat, der zum Aufnehmen eines ein Drehmoment
ausübenden
Werkzeugs geformt ist und einen massiven, gewindelosen und rippenlosen
Schaft hat, der aus einem zähen,
flexiblen organischen Polymermaterial besteht. Ein Drehen des Stifts
im Gewindeloch bildet auf dem Schaft des Stifts ein entsprechendes
Gewinde aus. Der Schaft kann über
seine gesamte Länge Rillen
aufweisen, was es dem Stiftmaterial erlaubt, in Umkreisrichtung
zu fließen.
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In
der
FR-A-2 780 906 ist
ein Gussteil mit einem gewindelosen Pilotloch zum in Eingriff Kommen mit
einer Schraube offenbart, wobei das Loch eine Innenmantelfläche aufweist,
wobei ein Querschnitt der Fläche
eine Folge von Ausschnitten und Fortsätzen in Beziehung zu einem
Mittelkreis aufweist. Ein Gewinde einer Schraube, die mit diesem
Loch zu verbinden ist, umfasst einen Außendurchmesser, der dem genannten
Kreis entspricht. Diese Anordnung eines gewindelosen Pilotlochs
in einem Gießteil
erlaubt die Verwendung standardmäßiger Schrauben
ohne die Notwendigkeit spezieller gewindeschneidender Schrauben.
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Gewindeschneidende
Schrauben sind jedoch allgemein aus weichem Stahl oder dergleichen, und
Edelstahl ist wesentlich härter
als weicher Stahl. Allgemein muss ein Gewinde unter der Verwendung eines
härteren
Werkstoffs erzeugt werden, um das Gewinde zu schneiden oder zu formen; üblicherweise
erhältliche
Befestigungselemente sind nicht härter als Edelstahl.
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Bei
den meisten gewindeformenden Befestigungselementen beginnt die Gewindeformung
an der kreisförmigen
Kante des Pilotlochs, die in einer Ebene senkrecht zur Achse der
Schraube liegt (d.h. die Kante, die durch den Schnitt zwischen der
zylindrischen Innenfläche
des Lochs und der planen Außenfläche des
Paneels entsteht). Das Gewinde des Befestigungselements ist in einem
flachen Winkel zu dieser kreisförmigen
Kante. Damit ein gewindeschneidendes Befestigungselement funktioniert muss
das Gewinde nach dem Einbrechen in diese Kante im Wesentlichen intakt
bleiben. Allgemein wird bei Edelstahl das weiche Gewinde an dieser
Kante beschädigt
und kann nicht durch sie hindurch gelangen.
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Der
flache Winkel zwischen dem Befestigungsgewinde und dem Rand des
Lochs und die eingeschränkte
Fähigkeit
der Schraube das härtere
Material zu formen machen es sehr schwierig, in Edelstahl Gewinde
auszubilden.
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Als
ein Ergebnis dieser Schwierigkeiten bei der Verwendung gewindeformender
Befestigungselemente in Edelstahl ist es typischerweise notwendig, eine
alternative Vorgehensweise zum Befestigen von Gegenständen an
Edelstahlpaneelen einzusetzen. Übliche
Lösungen
hierfür
sind zum Beispiel Gewindeeinsätze,
Nietenmuttern, Schweißmuttern
und Clip-in-Muttern. Leider sind für jede dieser Lösungen zusätzliche
Teile und Vorgänge
notwendig, was schließlich
die Produktkosten erhöht.
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Die
Erfindung geht auf die oben genannten Bedürfnisse ein und erzielt auch
weitere Vorteile durch das Vorsehen eines Mittels, durch welches
gewindeformende Schrauben in einem Element verwendet werden können, das
so hart wie die Schraube oder härter
ist. Die Erfindung erfordert keine zusätzlichen Teile, wie zum Beispiel
Gewindeeinsätze,
Nietmuttern, Schweißmuttern,
Clip-in-Muttern
oder dergleichen, um eine Komponente an dem Element zu befestigen. Überraschenderweise
hat es sich herausgestellt, dass eine gewindeformende Schraube in einem
Element aus einem Material, das so hart wie sie oder noch härter als
das Material der Schraube ist, durch die Verwendung einer Schraube
mit einer bestimmten Konfiguration und durch ein geeignetes Konfigurieren
des Pilotlochs, in welches die gewindeformende Schraube eingeschraubt
wird, Gewinde ausbilden kann.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist eine Befestigungsanordnung vorgesehen, die eine
gewindeformende Lappenschraube und ein Element umfasst, das darin
ein gewindeloses Pilotloch definiert. Die Schraube hat einen Schaft
und einen Kopf, der am proximalen Ende des Schafts angefügt ist,
wobei der Schaft eine Mehrzahl N Lappen definiert, die um eine Längsmittelachse
des Schafts herum im Umkreis beabstandet sind, wobei an einer Außenoberfläche des
Schafts ein Gewinde ausgebildet wird. Das Gewinde definiert einen
Außendurchmesser
auf den Spitzen des Gewindes und einen Kerndurchmesser auf dem Grund
des Gewindes, und die Gewindedurchmesser sind auf jedem Lappen maximal
und werden zwischen den Lappen geringer. Das Pilotloch umfasst einen
mittleren Teil eines Durchmessers, der zwischen dem Außen- und
dem Kerndurchmesser liegt, sowie eine Mehrzahl N im Umkreis beabstandeter
Ausschnitte, die sich vom mittleren Teil radial nach außen erstrecken.
Eine Mehrzahl Kanten ist an Übergängen zwischen
den Ausschnitten und dem zentralen Teil des Pilotlochs definiert, wobei
sich die Kanten allgemein parallel zur Längsachse des Schraubenschafts
erstrecken. Ein Drehen der Schraube im Pilotloch verursacht, dass
das Gewinde auf den Lappen das Element beginnend mit den Kanten
des Pilotlochs plastisch verformt, um so im Pilotloch ein Gewinde
auszubilden.
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Daher
bildet im Gegensatz zur herkömmlichen
Herangehensweise des Verwendens gewindeformender Schrauben, bei
denen das Gewinde in einem sehr flachen Winkel, der zwischen dem
Gewinde und der kreisrunden Kante des Lochs definiert ist, wie zuvor
erwähnt,
einzubrechen versucht, gemäß der vorliegenden
Erfindung das Gewinde bezüglich den
Kanten, die durch die Übergänge zwischen
den Ausschnitten und dem zentralen Teil des Pilotlochs definiert
werden, einen fast rechten Winkel. Als ein Ergebnis hiervon sind
die auf das Gewinde wirkenden Kräfte
fast genau entlang der Schraubrichtung des Gewindes ausgerichtet,
anstatt dass sie wie beim Stand der Technik seitlich gegen die Gewindeflanke
gerichtet sind. Auf diese Weise wird das Gewinde viel besser abgestützt und
kann beginnend mit den Kanten des Pilotlochs das Material des Elements plastisch
verformen, selbst wenn das Elementmaterial so hart wie dasjenige
der Schraube oder noch härter
ist. Zum Beispiel kann die Schraube einen Kohlenstoffstahl umfassen,
während
das Element Edelstahl umfassen kann. Alternativ dazu kann die Schraube
ein relativ weicheres Polymer umfassen, während das Element ein im Verhältnis dazu
härteres Polymer
ist.
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Ein
bedeutender Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Gewinde
in dem Element ohne das Erzeugen von Spänen gebildet werden kann. Auch wenn
hier keine theoretischen Spekulationen geäußert werden sollen, wird davon ausgegangen,
dass das Material des Elements, das vom Schraubengewinde verformt
wird, in die Ausschnitte fließen
kann, wodurch die Belastungen am Element und der Schraube verringert
werden, so dass tendenziell keine Späne erzeugt werden. Dies ist
insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Element ein elektrisch
leitfähiges
Metall ist, da Metallspäne
in elektrischen Geräten
elektrische Kurzschlüsse
oder Lichtbogenbildung verursachen können.
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Die
Anzahl von Lappen und Ausschnitten, N, kann 2, 3, 4 sein oder größer, auch
wenn 2- und 3-tappige Ausführungsformen
bevorzugt werden. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist eine
Befestigungsanordnung wie allgemein oben beschrieben vorgesehen,
außer
dass die Schraube einen einzelnen Lappen aufweist und das Pilotloch
in entsprechender Weise einen einzelnen Ausschnitt aufweist. Auch
wenn eine derartige Ausführungsform erwartungsgemäß nicht
so vorteilhaft wie die Ausführungsformen
mit mehreren Lappen und mehreren Ausschnitten ist, so kann sie in
manchen Fällen
jedoch angemessen sein, insbesondere wenn das Element nicht härter als
die Schraube ist.
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Das
Loch in dem Element kann ein Durchgangsloch oder ein Sackloch sein.
Wenn das Loch ein Durchgangsloch ist, wie zum Beispiel in einer Platte
oder in einem Blechelement, so ist die Tiefe des Lochs (d.h. die
Dicke des Elements) vorteilhafterweise größer als die Ganghöhe des Schraubengewindes,
und vorzugsweise ist die Tiefe größer als ungefähr zweimal
die Ganghöhe
des Gewindes.
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Kurze Beschreibung der mehreren
Ansichten der Zeichnungen
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Nach
dieser allgemeinen Beschreibung der Erfindung wird nun auf die beiliegenden
Zeichnungen Bezug genommen, die nicht notwendigerweise im Maßstab sind.
Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Befestigungsanordnung nach einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Schnittdarstellung des Elements der Befestigungsanordnung vor dem
Einführen
der gewindeformenden Schraube;
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3 eine
Schnittdarstellung durch die Befestigungsanordnung entlang der Linie
3-3 von 1, wobei die Schraube in einem
anfänglich
in das Pilotloch eingeführten
Zustand, jedoch vor dem Drehen der Schraube zum Ausbilden von Gewinden
in dem Element gezeigt ist;
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3A eine
Darstellung ähnlich 3, nachdem
die Schraube zum Bilden von Gewinden in dem Element gedreht wurde;
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4 eine
perspektivische Darstellung des Elements nach der Gewindeformung,
wobei die Schraube zur deutlicheren Darstellung entfernt wurde;
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5 eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung, die eine zweilappige Schraube verwendet; und
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6 noch
eine weitere Ausführungsform, die
eine einlappige Schraube verwendet.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend im Einzelnen anhand der
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei einige, jedoch nicht
alle Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt werden. Schließlich kann die vorliegende
Erfindung in vielen verschiedenen Formen dargestellt werden und
sollte nicht auf die hier dargelegten Ausführungsformen eingeschränkt verstanden
werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen vorgelegt, so
dass die vorliegende Offenbarung die anwendbaren gesetzlichen Bestimmungen
erfüllt.
Die gleichen Bezugszeichen beziehen sich durchwegs auf die gleichen
Elemente.
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Eine
Befestigungsanordnung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist in den 1 bis 4 dargestellt.
Die Anordnung weist eine gewindeformende Lappenschraube 20 und
ein Element 40 auf, an welchem die Schraube dadurch befestigt
wird, dass die Schraube in ein in dem Element 40 ausgebildetes
gewindeloses Pilotloch 50 eingeschraubt wird. Die Befestigungsanordnung
ist zum Befestigen eines oder mehrerer Komponenten 60 an
dem Element 40 durch Führen
der Schraube 20 durch eine Öffnung 62 in jeder
Komponente und durch Ergreifen der Komponente zwischen dem Element 40 und
dem Kopf 24 der Schraube einsetzbar.
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Die
gewindeformende Schraube 20 umfasst einen Schaft 22 und
einen Kopf 24, der an einem proximalen Ende des Schafts
angebracht ist. Der Kopf 24 kann verschiedene Konfigurationen
zum in Eingriff Kommen mit standardmäßigen oder nicht standardmäßigen Schraubendrehern
verschiedener Typen aufweisen. Der Schaft 22 weist ein
helixförmiges
Gewinde 26 auf, das auf seiner Außenoberfläche ausgebildet ist. Wie dargestellt,
hat der Schaft einen sich verjüngenden
Einführungsteil
am distalen Ende des Schafts. Der Schaft 22 ist lappenweise
ausgeformt, wobei drei Lappen 28 definiert sind, die um
den Umfang des Schafts gleichmäßig beabstandet
sind. Das Gewinde 26 hat einen Außendurchmesser D an der Gewindespitze
und einen Kerndurchmesser d auf dem Grund des Gewindes. Der Außendurchmesser D
variiert entlang des Schaftumfangs und erreicht an jedem Lappen 28 ein
lokales Maximum und verringert sich zwischen den Lappen; in gleicher
Weise erreicht auch der Kerndurchmesser d an jedem Lappen ein lokales
Maximum und verringert sich zwischen den Lappen, wie am besten aus 3 hervorgeht. Die
Durchmesser D, d variieren auch entlang der Länge des Schafts, wobei sie
entlang dem sich verjüngenden
Einführungsteil
zum Kopf 24 hin allmählich
größer werden
und dann in axialen Richtung in Wesentlichen gleich bleiben. Die
drei Lappen 28 erstrecken sich helixförmig entlang dem Schaft 22 in
einer schraubenförmigen
Richtung, die der Helixrichtung des Gewindes 26 (1)
entgegengesetzt ist.
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Bei
herkömmlichen
Befestigungsanordnungen, die lappenförmige gewindeformende Schrauben verwenden,
sind die Schrauben in kreisförmigen
gewindelosen Pilotlöchern
in dem zu befestigenden Element im Eingriff. Die Gewindeformung
im Element muss an der kreisförmigen
Kante des Lochs, d.h. der von dem Schnitt der Elementfläche senkrecht
zur Schraubenachse und der zylindrischen Innenoberfläche des
Lochs gebildeten Kante, beginnen. Wie verständlich ist, ist der Winkel
zwischen der schraubenförmigen
Richtung des Schraubengewindes und dieser kreisförmigen Kante des Lochs gleich
dem Helixwinkel des Gewindes, wobei es sich typischerweise selbst
bei Schrauben mit großer
Ganghöhe
um einen kleinen Wert handelt. Folglich hat die Reaktionskraft auf
das Gewinde eine große
Komponente, die auf der Gewindeflanke senkrecht steht, und das Gewinde
ist in dieser Richtung am schwächsten.
Dies verursacht kein Problem, solange das Material der Schraube härter als
dasjenige des Elements ist, in welches die Schraube eingedreht wird.
Wenn das Elementmaterial jedoch so hart wie das Material der Schraube
oder härter
ist, kann das Gewinde allgemein der großen Kraftkomponente, die auf
ihrer Flanke senkrecht steht, nicht widerstehen, und das Gewinde
wird beschädigt
oder abgenutzt und kann in dem Element kein Gewinde schneiden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das Pilotloch 50 in dem Element 40 nicht
ganz kreisförmig,
sondern hat stattdessen einen zentralen kreisförmigen Teil 52 und
mehrere Ausschnitte 54, die an dem zentralen Teil 52 angefügt sind
und sich radial von diesem nach außen erstrecken. Die Anzahl
von Ausschnitten 54 ist dieselbe wie die Anzahl von Lappen 28 auf
der Schraube 20. Der kreisförmige zentrale Teil 52 hat
einen Durchmesser DH, der zwischen dem Außen- und
dem Kerndurchmesser D bzw. d an den Schraubenlappen 28 liegt.
Die Ausschnitte 54 erstrecken sich zu einem Durchmesser
hinaus, der über
dem Außendurchmesser
D an den Lappen ist. An Übergängen zwischen
den Ausschnitten 54 und dem kreisförmigen zentralen Teil 52 des
Pilotlochs werden in dem Pilotloch Kanten 56 definiert.
Die Kanten 56 erstrecken sich im Wesentlichen parallel
zur Längsmittelachse
des Pilotlochs und daher parallel zur Schraubenachse. Demgemäß trifft,
wenn die Schraube 20 in das Pilotloch eingeführt wird,
wobei die Lappen 28 mit den Ausschnitten 54 ausgerichtet sind,
und die Schraube dann gedreht wird, das Gewinde 26 auf
jedem Lappen 28 jeweils auf die Kanten 56. In
vorteilhafter Weise sollte die Tiefe des Pilotlochs mindestens ungefähr eine
Ganghöhe
des Schraubengewindes 26 betragen und sollte noch besser
die Ganghöhe
(wie zum Beispiel in 4 dargestellt) wesentlich überschreiten,
so dass das Gewinde 26 in die Kanten 56 und nicht
in den Rand des Lochs an der Endfläche des Elements 40 einschneidet.
Der Winkel zwischen den Kanten 56 und der Helixrichtung
des Gewindes 26 beträgt
bei einem Drehen der Schraube 90° minus
dem Helixwinkel des Gewindes und ist daher fast senkrecht. Als Ergebnis ist
die auf das Gewinde wirkende Gegenkraft im Wesentlichen mit der
Helixrichtung des Gewindes ausgerichtet und wirkt daher nur eine
sehr kleine Kraftkomponente senkrecht auf die Gewindeflanke. Das Gewinde
kann daher der Kraft besser widerstehen, ohne im Wesentlichen verformt
oder beschädigt
zu werden, und kann daher an den Kanten 56 im Pilotloch
mit dem Schneiden von Gewinden in das Element 40 beginnen.
Die Gewindeformung setzt sich dann entlang den Kreisbogensegmenten 58 des
zentralen mittleren Teils 52 des Pilotlochs fort, die zwischen
den Ausschnitten 54 definiert sind. Zusätzlich ermöglicht durch Vorsehen einer
Mehrzahl von Ausschnitten 54 und daher einer Mehrzahl von
Kanten 56 zum Gewindebeginn die vorliegende Erfindung eine Gewindeformung
ohne eine wesentliche Beschädigung
des Schraubengewindes, weil es mehrere Gewindebeginne (d.h. mindestens
einen für
jede Kante 56) gibt und daher die Gewindeformungsgegenkräfte über eine
größere Gesamtgewindefläche verteilt sind.
Außerdem
gibt es, wenn die Tiefe des Pilotlochs 50 ungefähr die doppelte
Ganghöhe
des Schraubengewindes 26 überschreitet, allgemein zwei
Gewindeanfänge
für jede
Kante 56 und daher in der Ausführungsform der 1 bis 4 insgesamt
sechs. 4 zeigt die beiden Windungen des in dem Element
geformten Gewindes, wenn die Dicke des Elements die doppelte Ganghöhe überschreitet.
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Zusätzlich dazu,
dass es ermöglicht
wird, dass die Gewindeformung an Kanten beginnt, die parallel zur
Schraubenachse sind, wird davon ausgegangen, dass die Ausschnitte 54 ein
Volumen bereitstellen, in welches Material des Elements 40 fließen kann,
während
das Material von der Schraube 20 plastisch verformt wird.
Es wird davon ausgegangen, dass die Ausschnitte auf diese Weise
dazu beitragen, einige der Belastungen auszugleichen, die sonst ohne
die Ausschnitte auf die Schraube wirken würden.
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Die
Erfindung ist nicht auf dreilappige Schrauben, die bisher beschrieben
wurden, eingeschränkt.
Die Anzahl N von Lappen und Ausschnitten kann 1, 2, 3, 4 oder noch
mehr betragen. Zum Beispiel zeigt 5 eine Befestigungsanordnung 110 gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung, die eine zweilappige Schraube 120 mit zwei Lappen 128 verwendet.
Das Element 140 hat ein Pilotloch 150, das zwei
Ausschnitte 154 aufweist. Das Schraubengewinde 126 formt
an den durch die Übergänge zwischen
den Ausschnitten 154 und dem kreisförmigen zentralen Teil 152 des
Lochs gebildeten Kanten, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform,
Gewinde in dem Element 140.
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6 zeigt
eine Befestigungsanordnung 210, die eine einlappige Schraube 220 aufweist,
die einen einzelnen Lappen 228 hat. Das Pilotloch 250 in dem
Element 240 hat dementsprechend einen einzelnen Ausschnitt 254,
auch wenn erkannt wird, dass eine einlappige Schraube potentiell
auch in einem Pilotloch verwendet werden könnte, das gegebenenfalls zwei
oder mehr Ausschnitte haben könnte.
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Die
Schrauben 20, 120, 220 und die Elemente 40, 140, 240 können aus
verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Wie zuvor angemerkt,
besteht einer der Vorteile der Erfindung darin, dass das Material
der Schraube nicht härter
als dasjenige des Elements zu sein braucht. Auf diese Weise kann
zum Beispiel die Schraube einen weichen bis mittelharten Kohlenstoffstahl
(z.B. SAE J429, Qualität
2) aufweisen, die mit einem anderen Material (z.B. Zink/Aluminium-Epoxidbeschichtung)
beschichtet sein kann, während
das Element einen härteren
Stahl, wie zum Beispiel Edelstahl oder selbst ein hartes nichtmetallisches
Material, wie zum Beispiel bestimmte Typen von Keramik, umfassen
kann, das eine entsprechende Zähigkeit
aufweist. Alternativ dazu könnte
die Schraube auch ein nichtmetallisches Material, wie zum Beispiel
ein Polymer (z.B. Nylon) sein und das Element könnte ein nichtmetallisches
Material, wie zum Beispiel ein Polymer desselben oder eines anderen
Typs als dasjenige der Schraube aufweisen.
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Die
Elemente 40, 140, 240 können verschiedene
Formen annehmen und können
durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, was auch für die Pilotlöcher 50, 150, 250 in
ihnen zutrifft. Zum Beispiel kann das Element ein Metallblech oder
eine Metallplatte sein und kann das Pilotloch durch die gesamte Dicke
des Blechs oder der Platte durch Stanzen, Plasmaentladung, Wasserstrahl,
Laser oder andere Verfahren ausgebildet werden. Alternativ dazu
kann das Element aus Metall, Polymer, Keramik oder einem anderen
Werkstoff geformt oder gegossen werden und kann das Pilotloch während des
Formens oder Gießens
entweder als ein Durchgangsloch oder als ein Sackloch gebildet werden.
Die Fähigkeit
zum Verwenden gewindeloser Pilotlöcher, die ganz leicht geformt
oder gegossen werden können,
ist ein weiterer Vorteil der Erfindung.
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Die
zentralen Teile 52, 152, 252 und Ausschnitte 54, 154, 254 der
Pilotlöcher
können
verschiedene Konfigurationen annehmen. In den gezeigten Ausführungsformen
sind die zentralen Teile kreisförmig
und umfassen auch die Ausschnitte Kreise, die sich mit den zentralen
Teilen teilweise überlappen.
Es können
jedoch auch andere Formen verwendet werden, solange der Übergang
zwischen jedem Ausschnitt und dem zentralen Teil eine Längskante
definiert, in die dann das Schraubengewinde während des Gewindeformbeginns
einbrechen kann. Es ist vorteilhaft, wenn die Längskante relativ scharf und
dünn ist,
d.h. wenn der zwischen den beiden an der Kante zusammenkommenden,
konvergierenden Oberflächen
eingeschlossene Winkel nicht wesentlich größer als 120° ist, und vorzugsweise nicht
wesentlich größer als
ungefähr
90° ist,
doch ist die Erfindung nicht auf einen bestimmten Winkel eingeschränkt.
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Ebenfalls
sollte darauf hingewiesen werden, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu
sind. Die Ausschnitte 54, 154, 254, die
hier gezeigt sind, sind im Verhältnis
zum zentralen Teil größer als
sie zu sein brauchen, und der Grad der "Lappigkeit" der Schrauben ist zur deutlicheren
Darstellung übertrieben.
Die radiale und Kreisumfangserstreckung des jeweiligen Ausschnitts
braucht nur ausreichend groß zu
sein, um es dem Teil mit maximalem Durchmesser des Schraubengewindes
an dem jeweiligen Lappen zu erlauben, nach dem anfänglichen
Einführen
der Schraube in das Pilotloch in den Ausschnitt einzutreten.
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Zusätzlich zu
den Vorteilen der Erfindung, die schon erwähnt wurden, hat die Befestigungsanordnung
der vorliegenden Erfindung auch eine Selbstverriegelungsfunktion.
Nachdem das Gewinde in dem Element gebildet wurde, variiert das
zum Drehen der Schraube im Pilotloch erforderliche Drehmoment während einer
vollständigen
Rotation der Schraube, während
die Lappen mit den Ausschnitten des Lochs in Ausrichtung und außer Ausrichtung kommen.
Wenn daher während
der Verwendung ein Drehmoment auf die Schraube ausgeübt wird,
das die Tendenz hat, die Schraube rückwärts aus dem Loch herauszudrehen,
so kann es sein, dass die Schraube sich um den Teil einer Umdrehung
dreht, bis das Drehmoment wieder höher wird, solange das angewendete
Drehmoment das Maximum jedoch nicht überschreitet, wird sich die
Schraube nicht weiter drehen.
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Viele
Modifikationen und andere Ausführungsformen
der hier dargelegten Erfindungen werden einem Fachmann einfallen,
der auf diesem Gebiet beschlagen ist, wenn ihm die Lehre zur Verfügung steht,
die in den vorhergehenden Beschreibungen und den zugeordneten Zeichnungen
vorgelegt werden. Es versteht sich daher, dass die Erfindungen nicht
auf die spezifischen offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt sind,
sondern dass Modifikationen und andere Ausführungsformen im Umfang der beiliegenden
Ansprüche
enthalten sein sollen. Auch wenn hier spezifische Begriffe verwendet
werden, so werden sie in einem gattungsbildenden und beschreibenden
Sinn und nicht zum Zweck der Einschränkung verwendet.