DE7244894U - Befestigungselement - Google Patents

Description

dr. ing. H. NEGBNDANK · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ BIPL.-ING. E, GRAALFS · dipl.-ing. W. AVEHNERT

HAMBURG-MÜNCHEN

ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBTTHR 30 ■ NTJUTRH AVAT.X, 41

TEL. 80 71 28 UND 80 ·11 10 TEI.EGH. NEGIiBAl¹ATIiNT 1IAMl)UHU

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

BÖllhoff & CO. TEL. 0 38 OB 80

4812 Brackwede telegu. negedatatent monchek

Postfach 1180 _{r nnn}

Hamburg, den 6. Dez. 1972

Befestigungselement

Die Neuerung betrifft ein Befestigungselement zum Verbinden von zwei Teilen, von denen das eine eine verhältnismäßig geringe Wandstärke aufweist, insbesondere Kunststoffschalen für Stühle oder dergleichen unter Verwendung einer Schraube, die in Bohrungen der Teile einsetzbar ist. Solche Befestigungselemente dienen z.B. dazu, die aus Kunststoff hohlgeblasenen Sitzschalen an den zugehörigen Untergestellkonstruktionen zu befestigen.

Zu den bekannten derartigen Befestigungselementen zählen

oder selbstschneidende

ihr Gewinde selbstformende/Schrauben, welche direkt in die Wandungen von Teilen geringer Wandstärke, z.B. Sitzschalen, geschraubt vier den, aber infolge der durch die geringen Wandstärken dieser Teile bedi-ngten kurzen Gewindelängen und des ungünstigen Durchmesser-ZLängenverhältnisses keine der vorliegenden Beanspruchung auf Abscheren und Zug entsprechende Sicherheit ergeben.

Bei einer weiteren Art von bekannten Befestigungsmitteln werden Gewinaeeinsätze in z.B. Sitzschalenwandungen eingebracht, in die nach erfolgter Montage Schrauben eingreifen. Ein derartiges Befestigungselement ermöglicht zwar eine gewisse Verbesserung der Belastbarkeit auf Zug, bietet jedoch ebenfalls infolge der /icurzen Einschraublänge und der nur dünnen verfügbaren Wandungen keine zuverlässige Sicherung gegen die bei Benutzung einer solchen Sitzschale weitaus stärkeren Scherbelastungen. Weiterhin ist bei diesen bekannten dübelartig wirkenden Gewindeeinsätzen die hohe, insbesondere für den Werkstoff von Sitzschalen ungünstige Flächenpressung von Nachteil.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement zum Verbinden von zwei Teilen, von denen das eine eine verhältnismäßig geringe Wandstärke aufweist, vorzusehen, v/elches die angeführten Nachteile vermeidet und eine zuverlässige, insbesondere gegen Scherbelastungen widerstandsfähige Verbindung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Befestigungselement vorgesehen wird, welches durch die Kombination eines Spannstückes, einer elastisch verformbaren KlGmmhülse und eines zylindrischen Lagers mit der Schraube, die durch das Spannstück, die Klemmhülse und das Lager geführt ist, gekennzeichnet ist, wobei das Spannstück eine

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axiale, mit einem dem Schraubengewinde entsprechenden Innengewinde versehene Bohrung zur Durchführung der Schraube aufweist, und die unterhalb des Spannstückes angeordnete Klemmhülse und das unter der Klemmhülse befindliche zylindrische Lager eine der Schraube entsprechende glatte Durchgangsbohrung besitzen, so daß bei Anziehen der Schraube das Spannstück gegen das Lager gezogen und die Klemmhülse zusairanengedffüekt wird zwecks Reibungsschluß mit der Bohrungswand einer der Bohrungen.

Ein solches neuerungsgemäßes Befestigungselement wird auf das zu verbindende eine Teil in der Reihenfolge: Schraube, Lager, Klemmhülse und Spannstück montiert. Setzt man auf das so vormontierte Element ein zweites mit einer Bohrung .versehene Toil, so daß die Schraube mit dem Lager, der Klemmhülse und dem S^nnstück in die Bohrung hineinragt, und zieht die Schraube weiter an, so wird das Spannstück gegen das Lager gezogen, wobei die von der Schraube erzeugte axiale

ungs Kraft über die Klemmhülse in radiale, auf die Bohuwand des

aufgesetzten Teils als Normalkraft wirkend umgewandelt wird.

Diese Normalkraft für zu einem Reibungsschluß zwischen der

ungs Außenfläche der Klemmhülse und der Bohrvwand der Bohrung.

Die mit dem neuerungsgemäßen Befestigungselement erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin» daß eine höhere Scherbelastbarkeit als bei den bekannten Defestigungselementen erreicht wird, daß eine rasche Montage und Demontage der mit

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dem Befestigungselement erzielten Verbindung möglich ist, sowie leine Schrauben oöer Gewindeeinsätze mehr direkt in den zu verbindenden Teilen befestigt werden müssen.

Zur Reduzierung des bei relativ weichen Werkstoffen, wie sie für die neuffungsgemäße Funktion der Klemmhülse erforderlich sind, möglicherweise auftretenden "Setzens" enthält das neuerungsgemäße Befestigungselement in einer bevorzugten Ausführungsform ein Spannstück, das an der der Klemmhülse zugewandten Seite einen vorspringenden, verjüngten

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zylindrischen Einsatz aufweist, durch/die Bohrung des Spannstückes hindurchgeht und der in die Durchgangsbohrung zur Zentrierung der Klemmhülse eingreift.

In einer weiteren bevorzugten A>\s führungs form sind das Spannstück und das zylindrische Lager an den der Klemmhülse zugewandten Seiten konvex und die entsprechenden Stirnflächen der Klemmhülse dazu passend radial bikonkav ausgebildet, damit der Zusammenbau des Befestigungselementes erleichtert und ein Rutschen der Klemmhülse zwischen Spannstück und Lager während des MontageVorgangs verhindert wird.

Um eine besonders feste Verbindung zwischen Klemmhülse und Spannstück bzw. Lager zu erreichen, sind in einer anderen Ausführungsform auf den der Klemmhülse zugewandten Seiten

des Spannstücks und des Lagers kleine Satzkegel vorgesehen, die in die Stirnseiten der Klemmhülse eingreifen. Dadurch wird auch bei Feuchtigkeits- oder Öleinfluß ein Rutschen der Klemmhülse zwischen Spannstück und Lager während des Montagevorganges verhindert.

Um die wahlweise Montage des Befestigungselementes an Rohren unterschiedlichen Durchmessers wie an Füachmaterial zu ermöglichen, weist die der Klemmhülse abgewandte Seite des Lagers in einer Richtung senkrecht zur Bohrung einen im Querschnitt etwa dreiecksförmigen Einschnitt auf, der die Auflage des Lagers sowohl an Rohren unterschiedlicher Durchmesser als auch an Flachmaterialien ermöglicht. In einer etwas anderen Ausführungsform ist die der Klemmhülse abgewandte Seite des Lagers prismatisch ausgebildet, wobei die Erhebungen zu beiden Seiten des Einschnittes Pyramiden- bzw. kegelförmig geformt sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Neuerung v/eist die Bohrung eines der mit dem Befestigungselement zu verbindenden Teile mindestens eine solche Länge auf, daß Spannstück, Klemmhülse unl Lager darin aufgenommen werden. Auf diese V/eise werden durch cbn zusätzlichen Eingriff des Spannstücks und des zylindrischen Lagers in die Bohrung zusätzliche Widerlager für extreme Scherbelastungen erhalten.

Das Spannstück und das Lager werden aus relativ hartem Werkstoff gefertigt, wobei ein ausreichend harter Kunststoff infolge seines geringen spezifischen Gewichts und seiner Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion als besonders geeignet angesehen wird. Für die Klemmhülse wird ein relafeiv weiches Material geringer bleibender Verformung verwendet, hierbei v/ird Gummi bevorzugt. Damit ist eine optimale Funktion des Befestigungselementes gesichert.

Zum Anbringen des neuerungsgemäßeη Befestigungselementes an Sitzschalen werden in den Sitzschalen von der Rück- bzw. Unterseite her angebrachte sacklochartige Bohrungen vorgesehen, in die die Schraube mit dem Spannstück, der Klemmhülse und dem Lager eingreift.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; Es zeigen:

Fig. 1 die Teile eines neuerungsgemäßen Befestigungselementes;

Fig. 2 das Befestigungselement aus Fig. 1 im montierten Zustand das eine rohrförmige Untergestellkonstruktion mit einer Sitzschale verbindet;

Fig. 3 einen Teil eines montierten Befestigungselemartes nach Fig. 1, wobei die Untergestellkonstruktion aus Flachmaterial besteht.

In Pig. 1 sind die einzelnen Teile eines neuerungsgemäßen Befestigungselementes dargestellt, wie es zur Befestigung einer Sitzschale auf einem Untergestell verwendet werden kann. Dabei handelt es sich um:

ein Spannstück 1, welches axial eine mit Innengewinde versehene Bohrung la zur Aufnahme einer Schraube 5 aufweist, die sich in einem an der Unterseite vorspringenden, verjüngten zylindrischen Ansatz Id fortsetzt; die Unterseite Id des Spannstückes ist konvex ausgebildet und weist ane Reihe kleiner Spitzkegel Ic auf;

eine Klemmhülse 2 aus relativ weichem Material geringer bleibender Verformung, welche mit einer glatten, axialen Durchgangsbohrung 2b zur Zentrierung auf dem Ansatz Ib und zum Durchgang der Schraube 5 versehen ist, und deren Stirnflächen 2a radial bikonkav ausgebildet sind;

ein zylindrisches Lager 3 mit einer glatten Durchgangsbohrung 3a, dessen obere Seite 3b konvex gestaltet und mit klei nen Spitzkegeln 3c versehen ist; die untere Seite des Lagers weist eine prismatische Gestaltung 3d auf; diese emöglicht die Auflage des Lagers sowohl an Rohren 7 unterschiedlichen Durchmessers als auch an Flachmaterial 8;

eine Unterlegscheibe 4 zur eventuellen Verminderung der Kopf reibung der Schraube 5 an den Untergestellkonstruktionen 7 oder 8;

eine Schraube 5 geeigneter Länge und einem dem Aufnahme ge vrin de la des Spannstücks 1 entsprechenden Gewinde.

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In Pig. 2 ist das in der Reihenfolge: Schraube 5j Scheibe 4, Lager 3, Kle.mmhülse 2 ind Spannstück 1 auf einem rohrförmigen Untergestell 7 montierte Befestigungselement gezeigt. Die konvexen Seiten des Spannstücks 1 und des Lagers 3 greifen in die bikonkaven Seiten der Klemmhülse 2 ein. Das montierte Element ist in eine sacklochartige Aufnahmebohrring einer Sitzschale 6 eingesetzt. Die Schraube 5 ist so weit angezogen, daß die Klemmhülse 2 infolge der Pressung zwischen dem Spannstück 1 und dem sich auf der rohrförmigen Untergestellkonstruktion 7 abstützenden Lagerteil 3 in axialer Richtung zusammengedrückt wird, wodurch eine Ausdehnung in radialer Richtung erfolgt, so daß die Klemmhülse bei 9
/gegen die Oberfläche der Aufnahmebohrung 6a drückt und auf diese Weise einen Reibungsschluß zwischen ihrer Außenfläche und der Oberfläche der Aufnahmebohrung 6a herstellt. Die Unterseite 3d des Lagers 3 stützt sich auf einer rohrförmigen Untergestellkonstruktion 7 ab, was durch die gezeigte prismatische Ausbildungsform der Lagerunterseite begünstigt wird. Dabei weisen die zu beiden Seiten des zur Führung des Rohres dienenden Einschnittes liegenden Erhebungen eine Pyramiden- oder kegelförmige Gestalt auf. Die sacklochartige Aufnahmebohrung in der Sitzschale ist so gestaltet, daß das aus einem relativ harten Werkstoff gefertigte Lager 3 mit in die Aufnahmebohrung 6a eingreift und so extremen Scherbelastungen als zusätzliches Widerlager dient.

In Fig. 3 ist ein Teil eines auf einer Untergestellkonstruktion aus Flachmaterial 8 montierten Befestigungselementes gezeigt. Infolge der bereits oben beschriebenen besonderen Ge^ staltung der Unterseite 3d des Lagerteiles 3 eignet sich das Element sowohl zur Befestigung an Rohren unterschiedlicher Durchmesser wie an Flachmaterial 8.

Wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, weist auch die Klemmhülse 2 und das Spannstück 1 eine zylinderförmige Gestalt auf, um auf diese V/eise einen möglichst festen Sitz in der Aufnahmebohrung, 6a bzw. Sicherheit bei Schwerbelastung zu gewährleisten. Die radialen Abmessungen, von Klemmhülse 2, Lager ,3 und Spannstück 1 sind vorzugsweise so gewählt, daß in unbelastetem Zustand der Ktemmhülse 2 alle drei Teile etwa gleiche Durchmesser aufweisen. Dieser Durchmesser ist vorzugsweise so gewählt, daß er etwas geringer ist als die Aufnahmebohrung 6a.

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Claims (1)

1. -ΙΟ

   S c hutzansprüch e :

   1. Befestigungselement, vorzugsweise zum Verbinden von zwei Teilen, von denen das eine eine verhältnismäßig geringe Wandstärke aufweist, insbesondere Kunststoffschale für Stühle oder dergleichen unter Verwendung einer Schraube, die in Bohrungen der Teile einsetzbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination eines Spannstüekes (1), einer elastisch verformbaren Klemmhülse (2) und eines Lagers (3) mit der Schraube (5), die durch das Spannstück (1), die Klemmhülse (2) und das Lager (3) geführt ist, wobei das Sparnstück (1) eine axiale, mit einem dem Schraubengewinde entsprechenden Innengewinde versehene Bohrung (la) zur Durchführung der Schraube (5) aufweist, und die unterhalb des Spannstücks (1) angeordnete Klemmhülse (2) und das unter der Klemmhülse (2) befindliche Lager (3) eine der Schraube (5) entsprechende glatte Durchgangsbohrnng (2b und 3a) besitzen, so daß bei Anziehen der Schraube (5) das Spannstück (1) gegen das Lags· (3) gezogen und die Klemmhülse (2) zusammengedrückt wird zwecks Reibungsschluß mit der Bohrungswand (6a) einer der Bohrungen.

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   2. Befestigungselement nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Spannstück (1) an der der Klemmhülse zugewandten Seite (Id) einen vorspringenden, verjüngten zylindrischen Ansatz (Ib) aufweist, durch den die Bohrung (la) des Spannstücks

   (1) hindurchgeht, und der in die Durchgangsbohrung (2b) zur Zentrierung der Klemmhülse (2) eingreift.

   3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannstück (1) an der der Klemmhülse (2) zugewandten Seite (Id) konvex ausgebildet ist.

   4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Durchgangsbohrung (2b) in der Klemmhülse (2) einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als der des zylindrischen Ansatzes (Ib).

   5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (2a) der Klemmhübe (2) radial bikonkav ausgebildet sind.

   6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß oie der Klemmhülse (2) zugewandte Seite (3b) des zylindrischen Lagers (3) konvex gestaltet ist.

   7. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kleinmhülse (2) zugewand-

   oder te Seite (Id und 3b) des Spannstücks (1) und/des zylin-

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   «irischen Lagers (3) kleine Spitzkegel (Ic und 3c) aufweisen, die in die bikonkaven Stirnflächen (2a) der Klemmhülse (2) eingreifen.

   8. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzkegel (Ie und 3e) in radialer Richtung hintereinander angeordnet sind.

   9. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Klemmhülse (2) abgewandte Seite (3d) des Lagers (3) in einer Richtung senkrecht zur Bohrung (3a) einen im Querschnitt etwa dreiecksförmigen Einschnitt aufweist, der zur Führung der mit dem Befestigungselement zu verbindenden Rohrteile (7) unterschiedlichen Durchmessers dient.

   10. Befestigungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Klemmhülse (2) abgewandte Seite (3d) des Lagers (3) prismatisch ausgebiHcet ist, wobei die Erhebungen zu beiden Seiten des Einschnittes Pyramiden- bzw. kegelförmig gestaltet sind.

   11. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung eines der mit dem Befestigungselement zu verbindenden Teile mindestens eine solche Länge aufweist, daß Spannstück (1), Klemmhülse (2) und Lager (3) darin aufgenommen werden.

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   12. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannstück (1) und das Lager (3) aus relativ hartem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff gefertigt sind, während die Klemmhülse (2) aus relativ weichem Material geringer bleibender Ver~ formung, vorzugsweise Gummi_t hergestellt ist.

   13· Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Kopfreibung der Schraube (5) eine Unterlegscheibe (Ί) vorgesehen ist.

   lH. Befestigungselement nach einem·'der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Spannstück (1), Klemmhülse (2) und Lager (3) eine zylinderförmige Gestalt aufweisen, wobei ihre radialen Abmessungen so gewählt sind, daß in

   . unbelastetem Zustand der Klemmhülse (2) alle drei Teile etwa gleichen Durchmesser aufweisen, der vorzugsweise sogewählt ist, daß er etwas geringer ist als der der Aufnahmebohrung (6a).

   15. Befestigungsvorrichtung für Sitzschalen an Untergestellkonstruktionen mit Hilfe eines Befestigungselementes nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch mindestens eine in der Sitzschale (6) von der Rück- bzw. Unterseite her angebrachte sacklochartige Bohrung (6a), die zur Aufnahme des Befestigungselements dient.

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   l6, Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die sacklochartige Bohrung (6a) mindestens eine solche Länge aufweist, daß das Lager (3) darin mitaufgenommen wird.

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