DE9318122U1

DE9318122U1 - Verbindungselement

Info

Publication number: DE9318122U1
Application number: DE9318122U
Authority: DE
Original assignee: Ejot Kunststofftechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Ejot Kunststofftechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2003-11-30

Description

ARNE MISSLING oipi.-mg. PATENTANWALT

'S· (06 41) 71019, 35390 Giessen

29. November 1993 Mi-Wa/JK 93.224GM

EJOT Kunststofftechnik GmbH & Co.KG Ädolf-Böhl-Straße 7 D-57319 Bad Berleburg 4 - Berghausen

Verbindungselement

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement als Mutter für eine Schraubverbindung an von einer leicht zugänglichen Seite einer Bauteile-Verbindung aus zu verbindenden, vorzugsweise flächigen Bauteilen, die mittels einer mit dem Verbindungselement verschraubbaren, mit einem Schraubenkopf versehenen Schraube aneinanderpreßbar sind, wobei ein erstes, von der leicht zugänglichen Seite abgewandtes Bauteil eine Durchbrechung für das Verbindungselement aufweist, welches bis zu einem an ihm ausgebildeten Anschlag in die Durchbrechung vorzugsweise lageorientiert einführbar ist, während an einem zweiten, der leicht zugänglichen Seite zugewandten Bauteil eine Durchführung für die Schraube vorgesehen ist, und wobei die Schraubverbindung dadurch herstellbar ist, daß das Verbindungselement von der leicht zugänglichen Seite her in der gleichen Achsrichtung in die Durchbrechung eingeführt ist, in der die Schraube zur Bildung der Schraubverbindung in das Verbindungselement einschraubbar ist.

Ein derartiges Verbindungselement ist aus der EP-Patentanmeldung EP 0 353 468 Al bereits bekannt. Es besteht aus einem Kunststoff und ist an seiner den Bauteilen zugewandten

Seite mit einem Halteschenkel versehen, der zwischen den Bauteilen angeordnet ist und. durch welchen der Anschlag mit dem Korpus des Verbindungselementes einstückig verbunden ist. Der Halteschenkel erfordert in demjenigen Bauteil, in dem der Korpus plaziert wird, eine Montagedurchbrechung. Eine solche Montagedurchbrechung bedeutet einen zusätzlichen Aufwand und verhindert eine gasdynamische Trennung der Räume beiderseits der Bauteile, die oft erwünscht ist.

Es ist auch bereits aus der Druckschrift "Trie 5" der Anmelderin bekannt, ein dübelähnliches Verbindungselement für eine Schraubverbindung der bezeichneten Art zu verwenden, das mit Federstücken ausgerüstet ist, die nach ihrer Durchführung durch die (kreisförmige) Durchbrechung aufspreizen und dadurch einen Anschlag bilden, so daß danach eine Verschraubung erfolgen kann. Allerdings sind diese Verbindungselemente nicht drehgesichert, so daß die Gefahr besteht, daß ein ordnungsgemäßer Reibschluß nicht herstellbar ist.

Eine solche Verdrehsicherung ist in einem Verbindungselement vorgesehen, bei dem auf dem Korpus ein längsoblonges Metallstück unter Druck achsbeweglich ist, das versetzt zu zwei Nocken an dem Anschlag vorgesehen ist, die in entsprechenden Aussparungen der zugehörigen Durchbrechung eingreifen und eine Verdrehung des Verbindungselementes in der Durchbrechung verhindern. Die Schraube ist in das Metallstück einschraubbar, welches dabei gegen die Bauteile gezogen wird und diese miteinander verspannt. Ein solches Verbindungselement erfordert einen erheblichen, für einen Massenartikel unvertretbar hohen Aufwand, weil es aus zwei getrennt vorgefertigten Stücken zusammengesetzt werden muß.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verbindungselement der eingangs näher definierten Art so auszubilden, daß damit eine verdrehgesicherte Anordnung an den zugehörigen Bauteilen und eine sichere Bauteile-Verbin-

dung herstellbar ist, ohne daß es dazu zusätzlicher Bauelemente bedürfte.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anschlag als zwischen den Bauteilen verbleibender Ringbund ausgebildet ist, der einen im wesentlichen rohrförmigen Korpus des Verbindungselementes auf seiner dem zweiten Bauteil zugewandten Seite stirnseitig abschließt, daß an dem Anschlag und/oder an der Mantelfläche des Korpus mindestens ein Nocken ausgebildet ist, der zusammen mit einer entsprechenden Aussparung in der Durchbrechung des ersten Bauteiles eine Verdrehsicherung und lageorientierte Einführhilfe für das Verbindungselement an dem ersten Bauteil bildet, und daß an dem Korpus mindestens ein den Umriß der Durchbrechung quer zu dessen Achsrichtung überstehendes Federstück ausgebildet ist, das beim vorzugsweise lageorientierten Einführen des Verbindungselementes in die Durchbrechung durch deren Berandung in der Richtung der Achse des Verbindungselementes einfederbar und danach zurückfederbar ist, wobei dann seine auf den Anschlag gerichtete Stirnseite das Verbindungselement durch Anschlag an dem ersten Bauteil axial arretiert.

Ein solches Verbindungselement kommt ohne eine zusätzliche Montagedurchbrechung aus, verwirklicht aber zugleich auch eine Verdrehsicherung der Schraubverbindung und vermeidet ein zusätzliches, als Mutter dienendes Bauteil an seinem Korpus. Es verbindet damit die Vorteile der bisher bekannten Anordnungen, ohne deren jeweilige, oben ausführlich beschriebenen Mängel in Kauf nehmen zu müssen, und gestattet eine überraschend einfache Ausbildung, insbesondere eine 0 einstückige Ausführung aus einem Kunststoff. Im Grunde genommen bildet das erfindungsgemäße Verbindungselement eine Synthese aus einem dübelähnlichen und einem mutterähnlichen Verbindungselement mit der Besonderheit einer einstückigen, billig herzustellenden Ausführung.

Das Federstück ist vorteilhafterweise in Achsrichtung gegen den Nocken winkelversetzt; auf diese Weise können beide Bauelemente nebeneinander am Mantel des Korpus vorgesehen sein, wobei das freie Ende des Federstückes bis nahe an den Anschlag heranführbar ist, so daß auch ein sehr dünnes zweites Bauteil spannbar ist.

In einfacher Weise kann das Federstück dadurch ausgebildet sein, daß der hohlzylindrische Mantel des Korpus zwei achsparallele Längsschlitze aufweist und der so von den Längsschlitzen begrenzte Steg von dem übrigen Korpus auf seiner dem Anschlag zugewandten Stirnseite durch einen Querschlitz abgetrennt ist. Es ist besonders zweckmäßig, wenn das Federstück keilförmig mit in Richtung auf die Stirnseite zunehmender Geometrie ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich Federstücke gestalten, die in sich genügend kompakt ausgebildet sind, um die gesamte Schraubkraft auf das anliegende Bauteil zu übertragen, ohne daß sie dabei übermäßig plastisch verformt werden. Sie bilden dabei einen stirnseitigen Anschlag, dessen Flächenpressung gering ist und der deshalb in der Regel auch bei hohen Spannkräften nicht verformbar ist.

Für eine symmetrische, herstellungs- und verarbeitungsfreundliche Gestaltung des Verbindungselementes kann es günstig sein, wenn vorzugsweise zwei in bezug auf die Achse des Verbindungselementes gegenüberliegende Nocken und gegebenenfalls auch vorzugsweise zwei, in bezug auf die Achse des Verbindungselementes gegenüberliegende Federstücke vorgesehen sind.

Die Schraubverbindung ist leicht herstellbar, wenn eine axiale, von dem Mantel umschlossene Bohrung des Verbindungselementes eine Innenkontur aufweist, die ein vorzugsweise selbstschneidendes Einführen der Schraube zuläßt und beispielsweise zumindest teilweise mit Längsrippen versehen ist, die eine zusätzliche Eindrehilfe

darstellt und eine Erhöhung der Haltbarkeit des Gewindes erwirkt.

An dem Verbindungselement kann der Ringbund mit einem ringförmigen Zentrieransatz versehen sein, der mit einem vorzugsweise konturgleichen Teil der Durchbrechung zusammenwirkt; auf diese Weise ist die Koaxialität des Verbindungselementes in der zugehörigen Durchbrechung sichergestellt.

In einer besonders bevorzugten Ausführung ist das Verbindungselement einstückig aus einem Kunststoff hergestellt. Dabei kann der Korpus unter dem Einfluß der die Schraube einführenden Schraubkraft in Achsrichtung durch plastische Verformung kontrahierbar sein, wobei ein leicht kontrahierbarer Bereich in einfacher Weise dadurch ausgebildet sein kann, daß dort der Querschnitt des Korpus vorzugsweise vermindert ausgebildet ist. So ist es beispielsweise möglich, daß der Nokken mit einer Längsrippe an dem Korpus verbunden ist und die Längsrippe eine Querschnitts-Kontraktion aufweist. Eine Kontraktion in Längsrichtung erlaubt es, Bauteile unterschiedlicher Dicke mit dem gleichen Verbindungselement zu spannen, weil diese Unterschiede durch die plastische Verformung soweit ausgeglichen werden, daß die Stirnseiten der Federstücke stets an dem zugehörigen Bauteil anschlagen und somit dessen Verspannung ermöglichen.

Weiterhin erlaubt die, bis zum ringförmigen Zentrieransatz verlängerte Längsrippe das lageorientierte Einführen des Verbindungselementes in die Ausparung der Durchbrechung im ersten Bauteil.

Der Korpus weist zweckmäßig außerhalb der Federstücke einen Außendurchmesser auf, der einem Innendurchmesser der Durchbrechung etwa gleich ist. Auf diese Weise bleibt die Zentrierung des Verbindungselementes stets erhalten, bei-

spielsweise auch während dessen Einführung in die Durchbrechung und der dabei bewirkten Einfederung von möglicherweise mehreren Federstücken.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig.l in der Teil figur a) die Vorderansicht eines er-

findungsgemäßen Verbindungselementes/ in der

Teilfigur b) eine Seitenansicht zu a), in der

Teilfigur c) einen Schnitt A-A aus b), in der

Teilfigur d) eine Draufsicht auf c), und

Fig. 2 eine Schraubverbindung im Querschnitt mit einem erfindungsgemäßen Verbindungselement in mehreren Phasen B bis E ihrer Herstellung, wobei in der Phase B ein erstes Bauteil auch in einer Drauf

sicht Z dargestellt ist.

Ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 1 besteht entsprechend Fig.l aus einem im wesentlichen hohlzylinderförmigen Korpus 10 mit einem Außendurchmesser d, der so bemessen ist, daß der Korpus 10 leicht in eine Durchbrechung 31 eines ersten Bauteiles 3 einführbar ist, die (Fig.2) im wesentlichen eine Kontur mit einem Innendurchmesser D aufweist. An dem Korpus ist ein Anschlag 11 in Form eines Ringbundes angeformt, der an den Mantel 12 des Korpus 10 mit einem Zentrieransatz 13 übergeht. In dem Zwickel, in dem sich der ringförmige Zentrieransatz 13 befindet, sind diesen unterbrechend - Nocken 14 etwa rechteckigen Querschnittes angeformt, die einerseits in dem Anschlag 11 übergehen und andererseits in Längsrippen 15 auf dem Mantel 0 12, welche sich in ganzer Länge des Korpus 10 erstrecken, aber jeweils eine Querschnitts-Kontraktion 16 aufweisen, die einen Teil ihrer Längenausdehung umfaßt.

In der Fig.l ist zu erkennen, daß an dem Korpus 10 zwei Nocken 14 mit den zugehörigen Längsrippen 15, im Querschnitt einander gegenüberliegend, vorgesehen sind. Um 90° versetzt sind - ebenfalls zwei - Federstücke 17 aus dem Mantel 12 herausgeschnitten. Zu diesem Zweck sind jeweils zwei Längsschlitze 121 in den Mantel 12 eingebracht, so daß sie einen Steg 171 des Federstückes 17 einschließen. Ein Querschlitz 122 trennt das Federstück 17 von dem Anschlag 11, so daß es in Richtung der Achse 18 des Verbindungselementes 1 und zurück um eine Lasche 123 schwenkbar ist, mit der das Federstück 17 an dem Mantel 12 gebunden bleibt. Es ist zu erkennen, daß das Federstück 17 keilförmig mit in Richtung auf den Ansatz 11 zunehmendem Querschnitt ausgebildet ist.

Eine im wesentlichen kreiszylindrische Bohrung 19 ist durch Längsnuten 191 so konturiert, daß eine bevorzugt selbstschneidende Schraube 2 bequem eindrehbar ist. Außerdem ist die Bohrung 19 teilweise eingezogen. Eine Einführungsschräge erleichtert die Einführung des Korpus 10 in die Durchbrechung 31.

Die Durchbrechung 31 ist flankiert von Aussparungen 32, in denen entsprechend der Phase B in Fig. 2 die Nocken 14 erfindungsgemäß plaziert werden und dadurch eine Verdrehsicherung 14;32 bilden, nachdem mittels einer Einführkraft Fl das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 (Phase C) in das erste Bauteil 3 einmontiert worden ist. Dabei werden die Federstücke 17 zunächst nach innen in Richtung auf die Achse 18 abgebogen, bis sie die Berandung der Durchbrechung 31 passiert haben, um dann in ihre ursprüngliche Anordnung zurückzufedern (Phase D). Ihre Stirnseiten 172 geraten in Anlage an das Bauteil 3, wenn dieses mittels der Schraube 2 mit einem zweiten Bauteil 4 verspannt wird. Dabei wird die durch eine Durchführung 41 in dem Bauteil 4 in das an dem ersten Bauteil 3 montierte

Verbindungselement l eingeführte Schraube 2 soweit eingeschraubt, bis die Schraubkraft F2 ausreicht, daß die Stirnseiten 172 an dem Bauteil 3 anliegen und beide Bauteile 3,4 durch die Schraubkraft F2 verspannt sind. Dabei werden Differenzen in der Dicke s des Bauteiles 3 ausgeglichen, weil das Verbindungselement 1 aus Kunststoff besteht und im Bereich des Korpus 10 kontrahierbar ausgebildet ist, beispielsweise durch die oben beschriebene Querschnitts-Kontraktionen 16. Der Anschlag 11 beabstandet die Bauteile 3,4 und überdeckt die Durchbrechung 31, so daß beide Seiten der Bauteile-Verbindung gasdynamisch voneinander getrennt sind.

Aufstellung der verwendeten Bezuqszeichen

1 Verbindungselement

10	Korpus
11	Anschlag
12	Mantel
121	Längsschlitz
122	Querschlitz
123	Lasche
13	Zentrieransät&zgr;
14	Nocken
15	Längsrippe
16	Querschnitts-Kontraktion
17	Federstück
171	Steg
172	Stirnseite
18	Achse
19	Bohrung
191	Längsrippe
2	Schraube
3	Bauteil
31	Durchbrechung
32	Aussparung
4	Bautei1
41	Durchführung
d	Außendurchme s s er
D	Innendurchmesser
Fl	Einführkraft
F2	Schraubkraft

Claims

EJOT Kunststofftechnik GmbH & Co.KG Ädolf-Böhl-Straße 7 D-57319 Bad Berleburg 4 - Berghausen Verbindungselement Ansprüche:

1. Verbindungselement als Mutter für eine Schraubverbindung an von einer leicht zugänglichen Seite einer Bauteile-Verbindung aus zu verbindenden, vorzugsweise flächigen Bauteilen, die mittels einer mit dem Verbindungselement verschraubbaren, mit einem Schraubenkopf versehenen Schraube aneinanderpreßbar sind, wobei ein erstes, von der leicht zugänglichen Seite abgewandtes Bauteil eine Durchbrechung für das Verbindungselement aufweist, welches bis zu einem an ihm ausgebildeten Anschlag in die Durchbrechung einführbar ist, während an einem zweiten, der leicht zugänglichen Seite zugewandten Bauteil eine Durchführung für die Schraube vorgesehen ist, und wobei die Schraubverbindung dadurch herstellbar ist, daß das Verbindungselement von der leicht zugänglichen Seite her in der gleichen Achsrichtung in die Durchbrechung eingeführt ist, in der die Schraube zur Bildung der Schraubverbindung in das Verbindungselement einschraubbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Anschlag (11) als zwischen den Bauteilen (3,4) verbleibender Ringbund ausgebildet ist, der einen im

wesentlichen rohrförmigen Korpus (10) des Verbindungselementes (1) auf seiner dem zweiten Bauteil (4) zugewandten Seite stirnseitig abschließt,

b) an dem Anschlag (11) und/oder an der Mantelfläche (12) des Korpus (10) mindestens ein Nocken (14) ausgebildet ist, der zusammen mit einer entsprechenden Aussparung (32) in der Durchbrechung (31) des ersten Bauteiles (3) eine Verdrehsicherung (14,32) für das Verbindungselement (1) an dem ersten Bauteil (3) bildet, und

c) an dem Korpus (10) mindestens ein den Umriß der Durchbrechung (31) quer zu dessen Achsrichtung überstehendes Federstück (17) ausgebildet ist, das beim Einführen des Verbindungselementes (1) in die Durchbrechung (31) durch deren Berandung in der Richtung der Achse (18) des Verbindungselementes (1) einfederbar und danach zurückfederbar ist, wobei dann seine auf den Anschlag (11) gerichtete Stirnseite (172) das Verbindungselement (1) durch Anschlag an dem ersten Bauteil (3) axial arretiert.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federstück (17) in Achsrichtung gegen den Nocken (14) winkelversetzt ist.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet _f daß das Federstück (17) dadurch ausgebildet ist, daß der hohl zylindrische Mantel (12) des Korpus (10) zwei achsparallele Längsschlitze (121) aufweist und der so von den Längsschlitzen (121) begrenzte Steg (171) von dem übrigen Korpus (10) auf seiner dem Anschlag (11) zugewandten Stirnseite (172) durch einen Querschlitz (122) abgetrennt ist.

0

4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Federstück (17) keilförmig

mit in Richtung auf die Stirnseite (172) zunehmendem Querschnitt ausgebildet ist.

5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwei in Bezug auf die Achse

(18) des Verbindungselementes (1) gegenüberliegende Nocken (14) vorgesehen sind.

6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet _r daß zwei in Bezug auf die Achse (18) des Verbindungselementes (1) vorzugsweise gegenüberliegende Federstücke (17) vorgesehen sind.

7. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine axiale, von dem Mantel (12) umschlossene Bohrung (19) des Verbindungselementes (1) eine Innenkontur aufweist, die ein vorzugsweise selbstschneidendes Einführen der Schraube (2) zuläßt.

8. Verbindungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur zumindest teilweise mit Längsrippen (191) versehen ist.

9. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag (11) mit einem ringförmigen Zentrieransatz (13) versehen ist, der vorzugsweise mit einem konturgleichen Teil der Durchbrechung (31) zusammenwirkt.

10. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß es einstückig aus einem Kunststoff hergestellt ist.

11. Verbindungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet_r daß der Korpus (10) unter dem Einfluß der die Schraube (2) einführenden Schraubkraft (F2) in Achsrichtung durch plastische Verformung kontrahierbar ist.

. — a

12. Verbindungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein leicht kontrahierbarer Bereich dadurch ausgebildet ist, daß dort der Querschnitt des Korpus (10) vermindert ausgebildet ist.

13. Verbindungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (14) mit einer Längsrippe (15) an dem Korpus (10) verbunden ist und die Längsrippe (15) eine Querschnitts-Kontraktion (16) aufweist.

14. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Korpus (10) außerhalb der Federstücke (17) einen Außendurchmesser (d) aufweist, der einem Innendurchmesser (D) der Durchbrechung (31) etwa gleich ist.

15. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn &zgr; e i chnet, daß an der Mantelfläche (12) des Korpus (10) eine Verlängerung des Nockens (14) zu einer Längsrippe (15) in der Weise ausgebildet ist, daß es an dem ringförmigen Zentrieransatz (13) ausläuft, so daß dieses Verbindungselement (1) lageorientiert in die Aussparung (32) der Durchbrechung (31) im ersten Bauteil einfügbar ist.