Befestigu ngsvorrichtu ng
Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung, mit mindestens einer Mutter, und mit mindestens einer Auflageeinheit.
Zur Verbindung von Bauteilen miteinander ist es beispielsweise im Stand der Technik bekannt, Schrauben oder Muttern zu verwenden, welche durch Federn vorgespannt sind (z.B. WO 00/63567, DE 2541 826). Die Vorspannung sichert dabei die Mutter bzw. die Schraube. Es ist auch bekannt, Muttern mit passend ausgestalteten Scheiben auszustatten (DE 26 01 731). Nachteilig ist jeweils, dass die Befestigungsvorrichtung aus mehreren Einzelteilen besteht oder dass die Fertigung aufwändig ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Befestigungsvorrichtung vorzuschlagen, welche eine Befestigung unter einer Vorspannung erlaubt und welche sich vorzugsweise durch eine kompakte Ausgestaltung auszeichnet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Federelement vorgesehen ist, wobei die Mutter, die Auflageeinheit und das Federelement derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Federelement eine Kraft zwischen der Mutter und der Auflageeinheit ausübt. Eine andere Bezeichnung für eine gattungsgemäße Vorrichtung ist dabei Sicherheits-Mutter. Die Auflageeinheit ist im Stand der Technik beispielsweise als Unterlegscheibe ausgestaltet.
Durch das Federelement werden somit Haltekräfte aufgebracht, welche die Mutter gegenüber dem Bolzen oder der Schraube sichern, d.h. allgemein gegenüber ihrem Gegenstück, auf welchem die Mutter angebracht wird.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Mutter über einen Grundkörper verfügt, und dass in dem Grundkörper mindestens eine Bohrung vorgesehen ist. Die Bohrung der Mutter ist dabei passend zur Schraube oder zum Bolzen dimensioniert und verfügt insbesondere über ein passendes Innengewinde.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Bohrung durchgehend ist, oder dass die Bohrung eine Sacklochbohrung ist. In dem Fall, dass die Bohrung eine Sacklochbohrung ist, handelt es sich beispielsweise um eine sog. Hutmutter. In einer Ausgestaltung ist der Grundkörper im Wesentlichen zylindrisch. In einer weiteren Ausgestaltung verläuft die Bohrung im Wesentlichen in
Richtung einer Längsachse des Grundkörpers. Der Grundkörper verfügt in einer Ausgestaltung auf seiner Oberfläche über Kraftangriffsflächen, über welche die Mutter als Ganzes insbesondere um einen Bolzen oder eine Schraube gedreht werden kann. In einer Ausgestaltung ist der Grundkörper prismatisch bzw. in einer anderen Ausgestaltung kreiszylindrisch. Die Außenfläche der Mutter kann jedoch beliebig ausgeführt sein.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Grundkörper an mindestens einem Endbereich eine Schulter aufweist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Schulter von der Bohrung fort nach außen ragt. In diesem Fall ragt somit die Außenkontur der Mutter an einem Endbereich nach außen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Schulter im Wesentlichen vollständig umlaufend um den Grundkörper ausgestaltet ist, oder dass die Schulter nur abschnittsweise umlaufend um den Grundkörper ausgestaltet ist. In einer Ausgestaltung besteht die Schulter somit aus einem umlaufenden Absatz und in der anderen Ausgestaltung nur aus Absätzen oder Nasen, deren
Dimensionierung und Anzahl entsprechend der wirkenden Kräfte vorzugeben sind.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Schulter und der Grundkörper einteilig sind, oder dass die Schulter und der Grundkörper mehrteilig sind. Grundkörper und Schulter sind somit in einer Ausgestaltung aus einem Stück geformt und in einer anderen Ausgestaltung ist die Schulter ein separates Bauteil, welches beispielsweise angeschweißt, angelötet oder angepresst an den Grundkörper wird.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Schulter zumindest abschnittsweise einen Rand aufweist. In dieser Ausgestaltung schließt sich Schulter somit nicht als glatte Fläche ab, sondern wird durch einen Rand, dessen Höhe entsprechend vorzugeben ist, begrenzt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass der Rand im Wesentlichen vollständig umlaufend um die Schulter ausgestaltet ist, oder dass der Rand im Wesentlichen nur abschnittsweise umlaufend um die Schulter ausgestaltet ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Schulter und der Rand derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich durch Schulter und Rand mindestens eine Auflagefläche ergibt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Auflageeinheit im Wesentlichen hülsenförmig ausgestaltet ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Auflageeinheit in dieser Ausgestaltung keine Scheibe, sondern hülsenförmig, so dass beispielsweise insbesondere die Mutter teilweise umfasst ist. Durch diese Ausgestaltung ist somit beispielsweise ein kompakter und in sich geschlossener Aufbau der Befestigungsvorrichtung möglich. Vorteilhafterweise sind Mutter und Auflageeinheit auch so ausgestaltet und
aufeinander abgestimmt, dass es im Wesentlichen kaum offene Stellen der Befestigungsvorrichtung ergibt. Dies gilt in einer Ausgestaltung insbesondere für den noch nicht montierten Zustand der Befestigungsvorrichtung auf einem Bolzen bzw. einer Schraube. Die Auflageeinheit ist dabei die Komponente der Befestigungsvorrichtung, welche in Kontakt mit einem durch die Befestigungsvorrichtung zu sichernden Bauteil kommt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflageeinheit mindestens einen Bodenabschnitt und einen Seitenabschnitt aufweist, und dass der Bodenabschnitt mindestens eine Bohrung aufweist. In einer Ausgestaltung ist dabei der Bodenabschnitt scheibenförmig. In einer weiteren Ausgestaltung grenzt an den Rand des Bodenabschnitts der Seitenabschnitt als Mantelfläche an. In einer Ausgestaltung ist die Bohrung insbesondere durchgehend.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass der Durchmesser der Bohrung des Bodenabschnitts der Auflageeinheit im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser der Bohrung der Mutter ist, oder dass der Durchmesser der Bohrung des Bodenabschnitts der Auflageeinheit kleiner als ein Innendurchmesser der Bohrung der Mutter ist, oder dass der Durchmesser der Bohrung des Bodenabschnitts der Auflageeinheit größer als ein Innendurchmesser der Bohrung der Mutter ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflageeinheit und die Mutter derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass die Bohrung des Bodenabschnitts der Auflageeinheit und die Bohrung der Mutter im Wesentlichen fluchtend hintereinander angeordnet sind.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Auflageeinheit und die Mutter derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass sich
zwischen der Auflageeinheit und der Mutter mindestens ein Hohlraum befindet.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflageeinheit und die Mutter derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass sich der Hohlraum im Wesentlichen zwischen der Auflageeinheit und der Schulter der Mutter befindet. Der Hohlraum der Befestigungsvorrichtung befindet sich in dieser Ausgestaltung somit insbesondere zwischen dem Endbereich der Mutter, an welchem die Schulter ausgeprägt ist, und der Auflageeinheit.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass der Hohlraum zumindest teilweise das Federelement aufnimmt. Das Federelement wird somit in dieser Ausgestaltung von der Mutter und der Auflageeinheit umfasst. Dies bringt einen gekapselten Gesamtaufbau mit sich, welcher beispielsweise das Federelement vor Verschmutzung und dergleichen schützt, was aber auch Lagerung und Anwendung der Befestigungsvorrichtung einfacher und sicherer macht.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflageeinheit und die Mutter derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass die Auflageeinheit verliersicher mit der Mutter verbunden ist. Auch dies trägt zur Kompaktheit der Befestigungsvorrichtung bei.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass der Seitenabschnitt der Auflageeinheit auf der vom Bodenabschnitt der Auflageeinheit abgewandten Seite einen abgeschrägten Bereich aufweist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflageeinheit und die Mutter derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass der abgeschrägte Bereich des Seitenabschnitts der Auflageeinheit zumindest abschnittsweise
mindestens einen Innendurchmesser aufweist, welcher kleiner als ein Außendurchmesser der Schulter der Mutter ist. Die Auflageeinheit befindet sich somit im Wesentlichen vor der Schulter und umschließt auch deren Rückseite, so dass die Auflageeinheit die Schulter gleichsam an dessen Rand umfasst.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass der abgeschrägte Bereich einen im Wesentlichen konisch zulaufenden Innendurchmesser aufweist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Seitenabschnitt der Auflageeinheit im abgeschrägten Bereich zumindest abschnittsweise gebördelt ist. Die Auflageeinheit wird somit zumindest an einem Abschnitt gebördelt bzw. gecrimpt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass mindestens ein
Außenbereich der Auflageeinheit vorgesehen ist, welcher derartig ausgestaltet ist, dass er im Wesentlichen gleithemmend ist. Somit werden Bewegungen der Auflageeinheit gegenüber der Oberfläche, gegen welche die Befestigungsvorrichtung angeschraubt wird, im Wesentlichen verhindert und es treten beispielsweise auch keine Beschädigungen auf.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflageeinheit und die Mutter derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass die Mutter relativ zur Auflageeinheit im Wesentlichen frei von Drehmomentübertragung auf die Auflageeinheit drehbar ist. Die Mutter kann sich somit im Wesentlichen frei gegenüber der Auflageeinheit drehen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Federelement derartig ausgestaltet und zwischen der Mutter und der Auflageeinheit angeordnet ist, dass die Federkraft des Federelements im Wesentlichen in Richtung einer
Längsachse der Mutter wirkt. Das Federelement bewirkt in dieser Ausgestaltung somit in der Richtung eine Kraft, in welcher die Mutter auf einen Bolzen oder eine Schraube angebracht wird.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Federelement mindestens einen Durchgangsbereich aufweist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Federelement und die Auflageeinheit derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass der Durchgangsbereich des Federelements und die Bohrung des
Bodenabschnitts der Auflageeinheit im Wesentlichen fluchtend hintereinander angeordnet sind, und/oder dass das Federelement und die Mutter derartig ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass der Durchgangsbereich des Federelements und die Bohrung der Mutter im Wesentlichen fluchtend hintereinander angeordnet sind.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Federelement derartig ausgestaltet und zwischen der Mutter und der Auflageeinheit angeordnet ist, dass das Federelement radial gegenüber Verschiebungen im Wesentlichen begrenzt ist. Wenn sich das Federelement radial im Wesentlichen nicht bewegen kann, so kann es auch nicht auftreten, dass das Federelement oder ein Teil des Federelements vor eine der Bohrungen oder Durchgänge der Befestigungsvorrichtung rutscht und somit die Anwendung erschwert. D.h. diese Ausgestaltung dient im Wesentlichen dazu, die Aufbringung der Befestigungsvorrichtung auf das Gegenstück - z.B. Schraube oder Bolzen - zu vereinfachen. In einer weiteren Ausgestaltung ist insbesondere eine Fixierung vorgesehen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Federelement mindestens einen Außendurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen
gleich einem Innendurchmesser des Randes der Schulter der Mutter ist, und/oder dass das Federelement mindestens einen Außendurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des Seitenabschnitts der Auflageeinheit ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass Federelement mindestens eine erste Feder und eine zweite Feder aufweist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die erste Feder und die zweite Feder in Reihe angeordnet sind, oder dass die erste Feder und die zweite Feder parallel angeordnet sind.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens die erste Feder oder die zweite Feder eine Tellerfeder ist, und/oder dass mindestens die erste Feder oder die zweite Feder eine Spiralfeder ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die erste Feder und/oder die zweite Feder einen Außendurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des Randes der Schulter der Mutter ist, und/oder dass die erste Feder und/oder die zweite Feder einen
Außendurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des Seitenabschnitts der Auflageeinheit ist.
Die Erfindung wird anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 : einen Schnitt durch eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung. Die Mutter 1 verfügt dabei in der hier gezeigten Ausgestaltung in ihrem Grundkörper 10 über eine durchgehende Bohrung 11 mit einem Innengewinde, über welches die Befestigungsvorrichtung beispielsweise auf einen Bolzen oder eine Schraube gedreht werden kann, um damit beispielsweise zwei Bauteile miteinander zu verbinden. Im Falle einer Hutmutter 1 ist die Bohrung 11 entsprechend eine Sacklochbohrung.
Die Mutter 1 dreht sich dabei derartig innerhalb der hülsenförmig ausgestalteten Auflageeinheit 2, dass die Auflageeinheit 2 sich im Wesentlichen nicht mitdreht.
Der hier außen prismatisch und innen kreiszylindrisch ausgestaltete Grundkörper 10 der Mutter 1 weist an einem Endbereich 12 eine nach außen, d.h. von der Bohrung 11 fort führende Schulter 13 auf. Die Schulter 13 hat u.a. die Aufgabe, dass die Auflageeinheit 2 einen Bereich findet, welche sie umfassen kann, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Mutter 1 und Auflageeinheit 2 hergestellt wird. An der Schulter 13 ist zudem noch ein begrenzender Rand 14 vorgesehen, welcher eine Auflagefläche 15 mit seitlichem Anschlag definiert. Schulter 13 und Rand 14 sind hier rotationssymmetrisch und um die Außenseite des Grundkörpers 10 vollständig umlaufend ausgestaltet. In einer alternativen Ausgestaltung bestehen Schulter 13 bzw. Rand 14 nur aus abschnittsweise ausgeführten Einheiten.
Auf der Auflagefläche 15 befindet sich in dieser Ausgestaltung die erste Feder 31 der Federeinheit 3, wobei der Außendurchmesser der ersten Feder 31 im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Randes 14 ist. Durch diese Ausgestaltung ist die erste Feder 31 gegenüber radialen Verschiebungen geschützt und kann daher auch nicht vor die durchgehende Bohrung 11 der Mutter 1 rutschen.
Die Auflageeinheit 2 besteht in dieser Ausgestaltung im Wesentlichen aus einem kreisförmigen Bodenabschnitt 20, an welchen sich ein umlaufender Seitenabschnitt 21 anschließt. Im Bodenabschnitt 20 befindet sich eine Bohrung 22, deren Durchmesser in dieser Ausgestaltung im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der durchgehenden Bohrung 11 der Mutter 1 ist. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Durchmesser der Bohrung 22 im Bodenabschnitt 20 größer als der Durchmesser der durchgehenden Bohrung 11 der Mutter 1. Der Seitenabschnitt 21 verfügt über einen abgeschrägten Bereich 23, welcher sich in Richtung der dem Bodenabschnitt 20 gegenüberliegenden Seite verengt und dabei hinter die Schulter 13 der Mutter 1 greift. Mit anderen Worten: Die Auflageeinheit 2 umfasst den Endbereich 12 der Mutter 1 und die dort befindliche Schulter 13.
Die Auflageeinheit 2 und die Mutter 1 sind derartig ausgestaltet, dass sich zwischen ihnen ein Hohlraum 4 befindet, in welchem das Federelement 3 angeordnet ist. Das Federelement 3 erzeugt dabei eine Federkraft in Richtung der Längsachse der Mutter 1 , d.h. in der Richtung, in welcher die Mutter 1 auf einen - hier nicht dargestellten - Bolzen aufgeschraubt wird. Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung stützt sich dabei mit dem Bodenabschnitt 20 an einem Bauteil auf, wobei insbesondere ein Außenbereich 24 passend, beispielsweise gleithemmend ausgestaltet ist.
Die zweite Feder 32 des hier zweiteilig ausgestalteten Federelements 3 verfügt über einen Außendurchmesser, welcher im Wesentlichen dem
Innendurchmesser des Seitenabschnitts 21 der Auflageeinheit 2 entspricht, so dass auch für die zweite Feder 32 eine radiale Begrenzung besteht. Das Federelement 3 verfügt ebenfalls über einen Durchgangsbereich 30, wobei in dieser Ausgestaltung die Bohrung 11 der Mutter 1 , der Durchgangsbereich 30 des Federelements 3 und die Bohrung 20 der Auflageeinheit 2 im
Wesentlichen über den gleichen Innenradius verfügen und überdies alle fluchtend hintereinander angeordnet sind. In einer weiteren - hier nicht dargestellten - Ausgestaltung ist eine nicht-fluchtende Anordnung vorgesehen.
In einer alternativen - hier nicht gezeigten - Ausgestaltung befindet sich zwischen der Schulter 13 und dem abgeschrägten Bereich 23 noch eine Abdeckung, welche im Wesentlichen verhindert, dass bei der festgezogenen Mutter 1 z.B. Verschmutzung zwischen Schulter 13 und Auflageeinheit 2 eindringen kann. In einer Ausgestaltung ist dabei eine ringförmige Scheibe vorgesehen, welche um die Mutter 1 und zwischen Schulter 13 und Auflageeinheit 2 angeordnet ist und welche in einer weiteren Ausgestaltung durch ein zusätzliches Federelement gegen den abgeschrägten Bereich 23 gedrückt wird.