WO2023202865A1 - Befestigungssystem mit einem verbindungselement - Google Patents

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WO2023202865A1
WO2023202865A1 PCT/EP2023/058559 EP2023058559W WO2023202865A1 WO 2023202865 A1 WO2023202865 A1 WO 2023202865A1 EP 2023058559 W EP2023058559 W EP 2023058559W WO 2023202865 A1 WO2023202865 A1 WO 2023202865A1
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WO
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carrier body
teeth
toothed ring
fastening
fastening system
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Application number
PCT/EP2023/058559
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English (en)
French (fr)
Inventor
Maximilian Geffert
Original Assignee
Hammer, Steffen
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Publication date
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Application filed by Hammer, Steffen filed Critical Hammer, Steffen
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/08—Quickly-detachable or mountable nuts, e.g. consisting of two or more parts; Nuts movable along the bolt after tilting the nut
    • F16B37/0807—Nuts engaged from the end of the bolt, e.g. axially slidable nuts
    • F16B37/0857—Nuts engaged from the end of the bolt, e.g. axially slidable nuts with the threaded portions of the nut engaging the thread of the bolt by the action of one or more springs or resilient retaining members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/284—Locking by means of elastic deformation

Definitions

  • the invention relates to a fastening system with a connecting element, consisting of a toothed ring with an outer peripheral region and with a plurality of spring-elastic retaining teeth extending radially inwards and obliquely in the insertion or fastening direction according to the preamble of claim 1 or 8.
  • a fastening device which has a fastening nut which can be brought into engagement with a fastening pin.
  • the aim is to achieve a quick connection of the aforementioned elements.
  • the fastening nut has an elastic shaft section, which enables an evasive movement when the fastening nut is placed on the fastening pin. If the fastening nut is then turned, clamping force is generated by engaging the shaft sections with wedge surfaces of the surrounding housing.
  • the fastening clip for fastening a component to a plate using a threaded element, such as a screw
  • connection device for pipes, wherein in the connection body there is a receiving opening for a pipe to be inserted with one end of the line and a pipe which is mounted within the receiving opening and acts to lock the inserted end of the line against being pulled out with a holding force directed radially inwards against the end of the line Holding element is provided.
  • the holding element is designed as a spring-elastic toothed ring with an outer circumferential region and with several holding teeth distributed over the circumference, extending radially inwards and obliquely in the pipe insertion direction and thereby acting in a non-positive and/or positive manner against the end of the line.
  • the holding teeth define a circumference with their inner holding edges, the diameter of which in the undeformed state is smaller than the outside diameter of the pipeline.
  • the holding edges act with a radial holding force, in particular in a form-fitting or at least force-fitting manner, against the outer circumference of the inserted pipe line end.
  • the previously known holding element can be supported like a barb against an outer peripheral surface.
  • the transfer of additional torque to additionally secure the connection there is not possible with the design presented.
  • the invention is therefore based on a fastening system with a connecting element, which consists of a toothed ring with an outer circumferential region and with a plurality of resilient retaining teeth that extend radially inwards and obliquely in the insertion or fastening direction.
  • this connecting element can be made of a metallic material or also made of plastic.
  • the structure and shape of the retaining teeth is realized in such a way that they are able to engage in the threads of an external thread of a corresponding complementary element of the fastening system, in particular in a correspondingly designed screw, bolt, pin or similar means.
  • the spring-elastic holding teeth can spring back when the toothed ring is placed on such a thread and slide over the thread flanks until a target position has been reached. Subsequently, additional torque can be applied by inserting a tool, with the result that the retaining teeth become jammed in the thread grooves and come into contact there in a force-fitting manner. Alternatively, it can be screwed on. In addition to jamming, plastic deformation is also possible.
  • the outer peripheral region of the resilient retaining teeth is designed so that it has a regular or irregular polygon structure, which forms an inner contour in particular a nut-like support body is complementary. This means that the toothed ring can be inserted into the carrier body in a virtually rotation-proof manner.
  • the resilient retaining teeth comprise a partial tooth set which ends in a first plane in the insertion direction and a further partial tooth set which ends in a second plane spaced apart from the first plane.
  • the holding teeth of the partial tooth sets can be designed to be offset from one another or from one another.
  • the carrier body can have a wrench surface or have a shape that serves to hold a polygonal wrench.
  • the inner contour of the carrier body has an opening area for inserting the toothed ring and a stop opposite the opening area.
  • the stop prevents the toothed ring from falling out.
  • the stop offers the possibility of receiving a contoured spring ring that can be inserted into the carrier body and which supports at least sections of the retaining teeth when the torque is applied. In this way, if necessary, it can be easily ensured that the fastening means of the system are upgraded so that a greater torque can be applied when making the connection.
  • the wire ring supporting these ends in the area of the free ends of the holding teeth, the wire ring having one or more turns or can also have the shape of a helical ring.
  • the inner contour of the carrier body in the area of the stop can have a reinforcement area oriented in the direction of the toothed ring.
  • This reinforcement area serves to support at least sections of the retaining teeth, and only when appropriate torques are applied to tighten the fastening connection. This does not affect the possibility of the retaining teeth springing back when they are plugged or pushed onto a threaded end.
  • the toothed ring can also consist of a stacking arrangement of several individual rings, which are designed, for example, as complete or partial toothed ring plates.
  • These plates can include the same, but also differently designed partial tooth quantities.
  • the carrier body has a wall with a predeterminable wall thickness, a groove being provided in the wall and the toothed ring having a sleeve-shaped section, in particular in a polygonal shape, which is inserted into the groove of the wall in a form-fitting and rotationally fixed manner can. Injection/overmolding or overmolding is also possible.
  • the sleeve-shaped section is firmly enclosed and securely guided by the carrier body by being inserted into the groove of the carrier body.
  • the relevant toothed ring with a sleeve-shaped section can also be inserted in the form of a locking connection, so that the toothed ring is held captively in the groove of the carrier body.
  • the resilient retaining teeth comprise a partial tooth set which ends in the insertion direction at a first level and a further partial tooth set which ends in a second, axially spaced from the first plane.
  • Fig. 1 is a sectional view through an inventive
  • FIG. 2 shows a detailed representation of the longitudinal section according to FIG. 1 with the representation of a contour spring ring with a retaining lug for locking the spring ring in the carrier body, the detailed representation also showing the differently ending retaining teeth in relation to the first and second relevant planes;
  • Fig. 3 is a sectional view of a fastening system, based on the connecting element according to the invention in interaction with a conventional screw with a screw head and external thread;
  • Fig. 4 is a view of the underside of the connecting element according to Fig. 1 with a view of the ends of the teeth of the toothed ring and the inserted contour spring ring;
  • Fig. 5 is a view of the top of the
  • FIG. 6 shows a sectional view of the connecting element, with an elastic wire ring supporting these ends being positioned in the area of the free ends of the retaining teeth, which has several turns in the example shown;
  • Fig. 7 is a perspective view of the
  • Connecting element according to FIG. 6; 8 shows a sectional view through a further exemplary embodiment of the connecting element, the inner contour of the carrier body in the area of the stop for the toothed ring having a reinforcement area for supporting sections of the retaining teeth;
  • Fig. 9 is a sectional view, similar to that of Fig. 8, but with an inserted screw with an external thread, so that the principle of the fastening system can be seen;
  • Fig. 10 is a sectional view of a so-called built one
  • Toothed ring which consists of a stack arrangement of several individual rings, which are designed as toothed ring plates, with the toothed ring plates in the example shown having the same partial amounts of teeth, but the respective ends of the teeth lie in different planes;
  • Fig. 11 is a representation similar to that of Fig. 10, but here again with an indicated screw inserted as part of the fastening system;
  • Fig. 12 is a sectional view through an embodiment of the
  • Connecting means also with a stacking arrangement of several individual rings, which are designed as toothed ring plates, but with each ring only having one level and the follower rings having teeth that lead to a second level or end there, the overall construction resulting from stacking one on top of the other at an angular offset and where It is possible to close the carrier body with a cover-like structure that has an opening in order to fix the stacking arrangement of the toothed rings, with the example according to FIG ; Fig.
  • FIG. 13 is a sectional view of an exemplary embodiment of the connecting element according to the invention, in which in this example a groove is provided in the carrier body and the wall there, the toothed ring has a sleeve-shaped section, and the sleeve area is inserted in a form-fitting and rotationally fixed manner into the aforementioned groove in the wall of the carrier body , as well as an inserted spring ring, which is locked on the toothed ring via provided lugs;
  • Fig. 14 is a sectional view similar to that of Fig. 13, but with an inserted screw with an external thread as the component complementary to the connecting element;
  • 15 and 16 show a partial sectional view and a detailed view X of the embodiment according to FIGS. 13 and 14 with a fixed spring ring on a group of preferably at least three retaining lugs formed on the toothed ring;
  • Fig. 17 shows a sectional view through an embodiment, comprising two toothed rings, each with a sleeve-shaped section, which are inserted into a corresponding recess with an inner contour of a carrier body, with a reinforcing filler body being inserted between the clearly spaced toothed rings, which is located within the carrier body.
  • the respective connecting element 1 basically consists of a carrier body 3, which has an inner contour, as can be seen, for example, from Figure 5.
  • This inner contour is preferably realized as a polygon, particularly preferably as a symmetrical polygon.
  • the toothed ring 5 has an outer peripheral area in the form of a regular or irregular polygonal structure, which is complementary to the inner contour of the nut-like carrier body 3, so that the toothed ring 5 can be inserted into the carrier body in a rotationally fixed manner, as can be seen, for example, from FIG.
  • the toothed ring 5 merges into a sleeve-shaped section 6, which, as can be seen, for example, from Figure 5, has a hexagonal structure.
  • the toothed ring together with its sleeve-shaped section is inserted into the open carrier body from above from above and then comes into contact with the surface of a stop present on the carrier body 3, so that the insertion path is limited.
  • the toothed ring is thus fixed in the carrier body 3 in a rotationally fixed manner.
  • the resilient retaining teeth 8 of the toothed ring 5 comprise a partial tooth quantity which ends in a first plane in the insertion direction and a further partial tooth quantity which ends in a second plane which is spaced apart from the first and lies above the first plane.
  • the spring-elastic holding teeth 8 By means of the spring-elastic holding teeth 8, it can be freely pushed on or attached to e.g. B. a screw 2 with an external thread can be realized, whereby an additional torque can be applied to the connection arrangement to secure the connection via the carrier body, which has a wrench surface (see for example Figure 5).
  • This contour spring ring has a retaining lug 10 on the outer circumference, which can snap into a corresponding recess in the area of the stop 7 of the carrier body 3.
  • the contour spring ring 9 has an inclined surface 11 which supports a lower region of a corresponding holding tooth 8.
  • an elastic wire ring 12 which is present in the area of the free ends of the holding teeth 8 and supports the ends of the holding teeth is positioned, the Wire ring in the example shown has three turns.
  • the surface 13 here forms a reinforcement area for supporting the corresponding sections of the retaining teeth 8.
  • the toothed ring can be realized from a stack arrangement of several individual rings 81 to 84 according to FIGS. 10 or 11.
  • the individual rings exist here as toothed ring plates which can be embedded in a carrier body 3, whereby the carrier body 3 can also be partially closed after inserting the individual rings to maintain the stack by bending the outer wall on the top side, which is not shown in Figures 10 and 11 .
  • the partial tooth quantities of the retaining teeth 8 can be made the same but different in the implementation form according to FIGS. 10 or 11.
  • the connecting element can be closed via a cover 14 and the stacking arrangement of toothed ring plates can thus be fixed.
  • a reinforcing surface 13 for supporting retaining teeth 8 is also realized on the stop 7 of the carrier body 3.
  • a groove is present in the carrier body 3.
  • the corresponding sleeve-shaped section 6 of a corresponding toothed ring 5 can be inserted into this groove 3, in particular also inserted in a locking manner.
  • the inner wall of the carrier body 3 stabilizes the toothed ring along with its formation of the spring-elastic holding teeth 8 realized in two levels.
  • a contour spring ring 9 can be used here as well as in the relevant examples described above.
  • Figure 16 is a detailed representation .
  • a prepared assembly part comprising a lower toothed ring 86 with reinforcing filler 17, is then placed together with an upper one Toothed ring 85 is inserted into the carrier body 3 provided with an inner contour.
  • the reinforcing filler 17 can have a support surface similar to the surface 13 like the carrier body 3 in its stop area 7.
  • the resilient retaining teeth 8 comprise a partial set of teeth which, in the insertion direction, comprise a first plane and a further partial set of teeth which ends in a second plane spaced apart from the first.
  • the marking and colored identification can be implemented over the entire surface, but also using colored dots.
  • Different thread diameters of the toothed rings for example M4 to M6, can be symbolized by the colors blue, yellow and green.
  • Material thicknesses on the other hand, can be represented using complementary colors, for example.
  • the fastening systems used were based on a screw/nut combination, but without limiting the possible applications to such a representation or use.
  • a part of a housing of a technical device can take over the functions of the carrier body, with a toothed ring or a group of toothed rings necessary for the connection being inserted or inserted into a recess there with a suitable inner contour, and then with a known one Connection partner, for example in the form of a threaded bolt or a screw, to produce the necessary component connection.
  • a known one Connection partner for example in the form of a threaded bolt or a screw
  • components presented here can be parts of known connecting means, for example in the form of a screw terminal.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem mit einem Verbindungselement, bestehend aus einem Zahnring mit einem äußeren Umfangsbereich und mit einer Vielzahl, sich radial nach innen und schräg in Einsteck- oder Befestigungsrichtung erstreckenden federelastischen Haltezähnen, wobei der äußere Umfangsbereich eine regelmäßige oder unregelmäßige Vieleckstruktur aufweist, die zu einer Innenkontur eines insbesondere mutterähnlichen Trägerkörpers komplementär ist, so dass der Zahnring drehfest in den Trägerkörper einsetzbar ist und die federelastischen Haltezähne in verschiedenen, voneinander axial beabstandeten Ebenen enden.

Description

Befestigungssystem mit einem Verbindungselement
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem mit einem Verbindungselement, bestehend aus einem Zahnring mit einem äußeren Umfangsbereich und mit einer Vielzahl, sich radial nach innen und schräg in Einsteck- oder Befestigungsrichtung erstreckenden federelastischen Haltezähnen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 oder 8.
Aus der DE 10 2013 006 372 Al ist eine Befestigungsvorrichtung bekannt, die eine Befestigungsmutter aufweist, welche mit einem Befestigungszapfen in Eingriff bringbar ist. Ziel ist es, eine schnelle Verbindungsherstellung der vorerwähnten Elemente zu erreichen. Diesbezüglich weist die Befestigungsmutter einen elastischen Schaftabschnitt auf, der bei einem Aufstecken der Befestigungsmutter auf den Befestigungszapfen eine Ausweichbewegung ermöglicht. Wird die Befestigungsmutter dann gedreht, erfolgt durch Eingriff der Schaftabschnitte mit Keilflächen des umgebenden Gehäuses eine Klemm krafterzeugung.
Aus der US 5 302 070 B ist ein clipartiges Element für den Eingriff mit dem Gewinde einer Schraube vorbekannt. An der Innenfläche des Befestigungselementes sind Eingriffsbereiche bezogen auf das Gewinde einer Schraube vorgesehen. Diese Eingriffsbereiche weisen Vorsprünge auf, welche ähnlich einer Struktur eines Zahnringes mit dem Gewinde in Eingriff gelangen.
Bei dem Befestigungsclip zur Befestigung eines Bauteiles an einer Platte mittels eines Gewindeelementes, wie einer Schraube, nach
DE 10 2017 106 681 Al, sind sogenannte Sperrklinkenfinger vorhanden, die zum Eingriff mit dem Gewinde der Schraube bestimmt sind. Aus der US 8 920 015 B2 ist ein plattenförmiges Befestigungselement vorbekannt, das ein Durchgangsloch mit Verriegelungslaschen aufweist, die zum Eingriff in Rippen eines schaftförmigen Elementes ausgebildet sind, welches in das Durchgangsloch einführbar ist.
Die DE 20 2012 102 342 Ul offenbart eine Anschlussvorrichtung für Rohrleitungen, wobei im Anschlusskörper eine Aufnahmeöffnung für eine mit einem Leitungsende einzusteckende Rohrleitung und ein innerhalb der Aufnahmeöffnung gelagertes und zum Arretieren des eingesteckten Leitungsendes gegen Herausziehen mit einer radial nach innen gerichteten Haltekraft gegen das Leitungsende wirkendes Halteelement vorgesehen ist.
Das Halteelement ist als federelastischer Zahnring mit einem äußeren Umfangsbereich und mit mehreren, über den Umfang verteilt angeordneten, sich radial nach innen und schräg in Rohr-Einsteckrichtung geneigt erstreckenden und dadurch kraft- und/oder formschlüssig gegen das Leitungsende wirkenden Haltezähnen ausgebildet.
Die Haltezähne definieren mit ihren inneren Haltekanten einen Umkreis, dessen Durchmesser im unverformten Zustand kleiner als der Außendurchmesser der Rohrleitung ist. Hierdurch wirken die Haltekanten mit einer radialen Haltekraft insbesondere formschlüssig oder zumindest kraftformschlüssig gegen den Außenumfang des eingesteckten Rohr- Leitungsendes.
Mit anderen Worten kann das vorbekannte Halteelement sich widerhakenartig gegen eine äußere Umfangsfläche abstützen. Das Übertragen eines zusätzlichen Drehmomentes zur ergänzenden Sicherung der dortigen Verbindung ist mit der vorgestellten Konstruktion nicht möglich.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Befestigungssystem mit einem Verbindungselement, bestehend aus einem Zahnring, anzugeben, welches zum einen bei der Anwendung des System Vorteile im Sinne einer Verkürzung von Montagezeiten bietet und das zum anderen die auch von klassischen Gewinde-Schraubverbindungen her bekannten Drehmomente aufnehmen bzw. übertragen kann, um unter allen Umständen den jeweils notwendigen Form- bzw. Kraftschluss zu erreichen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt in einem Befestigungssystem gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1 oder 8, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen oder Weiterbildungen umfassen.
Die Erfindung geht demnach von einem Befestigungssystem mit einem Verbindungselement aus, welches aus einem Zahnring mit einem äußeren Umfangsbereich und mit einer Vielzahl, sich radial nach innen und schräg in Einsteck- oder Befestigungsrichtung erstreckenden federelastischen Haltezähnen besteht.
Dieses Verbindungselement kann je nach Anwendungsfall aus einem metallischen Material oder aber auch aus Kunststoff bestehen. Die Struktur und die Form der Haltezähne ist so realisiert, dass diese in der Lage sind, in die Gewindegänge eines Außengewindes eines entsprechenden komplementären Elementes des Befestigungssystems einzugreifen, insbesondere in einer entsprechend gestalteten Schraube, Bolzen, Zapfen oder dergleichen Mittel.
Die federelastischen Haltezähne können bei Aufstecken des Zahnringes auf ein solches Gewinde zurückfedern und gleiten über die Gewindeflanken hinweg bis eine Sollposition erreicht wurde. Im Nachgang kann dann durch Einsetzen eines Werkzeuges ein zusätzliches Drehmoment aufgebracht werden mit der Folge, dass sich die Haltezähne in den Gewindefurchen verklemmen und dort kraftschlüssig zur Anlage kommen. Alternativ kann ein Aufschrauben erfolgen. Neben dem Verklemmen ist zusätzlich eine plastische Verformung möglich.
Erfindungsgemäß ist der äußere Umfangsbereich der federelastischen Haltezähne so ausgeführt, dass dieser eine regelmäßige oder unregelmäßige Vieleckstruktur aufweist, die zu einer Innenkontur eines insbesondere mutterähnlichen Trägerkörpers komplementär ist. Damit ist der Zahnring quasi drehfest in den Trägerkörper einsetzbar.
In einem solchen Trägerkörper können demgemäß unterschiedliche Zahnringe mit einer unterschiedlichen Ausbildung der federelastischen Haltezähne eingesetzt werden, so dass eine leichte Anpassung an unterschiedliche Einsatzfälle verwirklicht werden kann.
Weiterhin umfassen die federelastischen Haltezähne eine Teilzahnmenge, welche in Einsteckrichtung in einer ersten Ebene endet und eine weitere Teilzahnmenge, welche in einer zweiten, von der ersten Ebene beabstandeten Ebene endet. Die Haltezähne der Teilzahnmengen sind untereinander bzw. gegeneinander versetzt ausführbar.
Wie bereits erwähnt, ist mittels der federelastischen Haltezähne ein drehfreies Aufstecken oder Aufschieben auf ein mit einem Außengewinde oder einer gewindeähnlichen Oberflächengestalt versehenen Befestigungsteiles, insbesondere in Form eines Bolzens oder dergleichen Mittel realisierbar. Über den Trägerkörper kann dann ein zusätzliches Drehmoment zur Verbindungssicherung aufgebracht werden.
Der Trägerkörper kann hierfür eine Schlüsselfläche aufweisen oder eine Gestalt besitzen, die der Aufnahme eines Vielkantschlüssels dient.
Ergänzend besteht die Möglichkeit, den Zahnring direkt in eine Befestigungsfläche mit entsprechender vorgesehener Innenkontur einzuspritzen oder einzusetzen, um eine Verbindung eines an der Befestigungsfläche zu fixierenden Teiles oder Körpers zu erreichen .
In Weiterbildung der Erfindung weist die Innenkontur des Trägerkörpers einen Öffnungsbereich zum Einsetzen des Zahnringes und einen, dem Öffnungsbereich gegenüberliegenden Anschlag auf.
Der Anschlag verhindert hier das Herausfallen des Zahnringes. Gleichzeitig bietet der Anschlag die Möglichkeit, einen konturierten, in den Trägerkörper einsetzbaren Federring aufzunehmen, welcher mindestens Abschnitte der Haltezähne beim Aufbringen des Drehmomentes abstützt. Hierdurch kann bei Notwendigkeit in einfacher Weise dafür Sorge getragen werden, die Befestigungsmittel des Systems so zu ertüchtigen, dass ein größeres Drehmoment bei der Realisierung der Verbindung aufgebracht werden kann.
Im gleichen Sinne besteht die Möglichkeit, im Bereich der freien Enden der Haltezähne ein, diese Enden stützenden elastischen Drahtring zu positionieren, wobei der Drahtring eine oder mehrere Windungen besitzt oder aber auch die Gestalt eines helixförmigen Ringes aufweisen kann.
Ebenso oder ergänzend kann die Innenkontur des Trägerkörpers im Bereich des Anschlages eine in Richtung des Zahnringes orientierten Verstärkungsbereich besitzen. Dieser Verstärkungsbereich dient dem Abstützen mindestens von Abschnitten der Haltezähne, und zwar nur dann, wenn entsprechende Drehmomente zum Anziehen der Befestigungsverbindung aufgebracht werden. Die Möglichkeit des Zurückfederns der Haltezähne beim Aufstecken oder Aufschieben auf ein Gewindeende bleibt hiervon unberührt.
Der Zahnring kann bei einer Weiterbildung der Erfindung auch aus einer Stapelanordnung mehrerer Einzelringe bestehen, die zum Beispiel als komplette oder Teil-Zahnringplatten ausgeführt sind.
Diese Platten können gleiche, aber auch unterschiedlich ausgebildete Teilzahnmengen umfassen.
Durch eine versetzt angeordnete Ausbildung übereinander orientierter Zahnringplatten kann in einfacher Weise die gewünschte Teilmengenstruktur mit Endabschnitten in unterschiedlichen Ebenen zur Sicherung fester Verbindungen realisiert werden.
Ergänzend besteht die Möglichkeit, mindestens zwischen zwei Zahnringen der Stapelanordnung einen Verstärkungsfüllkörper oder eine Verstärkungsplatte anzuordnen. Auch dies dient dem Aufbringen oder Übertragen größerer Drehmomente beim Realisieren und Umsetzen einer Befestigungsaufgabe unter Nutzung des vorgestellten Befestigungssystems.
In einer alternativen und gleichzeitigen Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper eine Wandung mit vorgebbarer Wandstärke auf, wobei in der Wandung eine Nut vorgesehen ist und der Zahnring einen, insbesondere in vieleckform realisierten hülsenförmigen Abschnitt besitzt, welcher formschlüssig und drehfest in die Nut der Wandung eingesetzt werden kann. Auch ein Einspritzen/Umspritzen oder Umgießen ist möglich.
In diesem Falle wird der hülsenförmige Abschnitt durch das Einsetzen in die Nut des Trägerkörpers vom Trägerkörper fest umschlossen und sicher geführt.
Das Einsetzen des diesbezüglichen Zahnringes mit hülsenförmigem Abschnitt kann auch im Sinne einer Rastverbindung erfolgen, so dass der Zahnring unverlierbar in der Nut des Trägerkörpers gehalten wird.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen die federelastischen Haltezähne eine Teilzahnmenge, welche in Einsteckrichtung an einer ersten Ebene endet und eine weitere Teilzahnmenge, welche in einer zweiten, von der ersten Ebene axial beabstandet endet.
Ganz grundsätzlich besteht die Möglichkeit unter Nutzung des erfindungsgemäßen Prinzips, den vorgestellten Zahnring in eine, bezogen auf ihre Innenkontur modifizierte Vielkantmutter einzulegen, um hierdurch das vorgestellte Befestigungssystem zu bilden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes
Verbindungselement gemäß einer Ausführungsform, bei welcher im Trägerkörper ein Federring eingesetzt wurde, um eine zusätzliche Drehmomentabstützung zu ermöglichen;
Fig. 2 eine Detaildarstellung des Längsschnittes gemäß Fig. 1 mit der Darstellung eines Konturfederringes mit Haltenase zum Arretieren des Federringes im Trägerkörper, wobei in der Detaildarstellung auch die unterschiedlich endenden Haltezähne bezogen auf die erste und zweite diesbezügliche Ebene dargestellt ist;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Befestig ungssystems, zurückgehend auf das erfindungsgemäße Verbindungselement in Wechselwirkung mit einer üblichen Schraube mit Schraubenkopf und Außengewinde;
Fig. 4 eine Ansicht auf die Unterseite des Verbindungselementes gemäß Fig. 1 mit Blick auf die Enden der Zähne des Zahnringes und eingesetztem Kontur-Federring;
Fig. 5 eine Darstellung mit Blick auf die Oberseite des
Verbindungselementes nach Fig. 1, wobei ersichtlich ist, dass in den Trägerkörper der Zahnring mit regelmäßiger Vieleckstruktur in eine entsprechende Ausnehmung mit komplementärer Innenkontur des Trägerkörpers eingesetzt ist;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Verbindungselementes, wobei im Bereich der freien Enden der Haltezähne ein, diese Enden stützender elastischer Drahtring positioniert ist, der im gezeigten Beispiel mehrere Windungen aufweist;
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des
Verbindungselementes gemäß Fig. 6; Fig. 8 eine Schnittdarstellung durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbindungselementes, wobei die Innenkontur des Trägerkörpers im Bereich des Anschlages für den Zahnring einen Verstärkungsbereich zum Abstützen von Abschnitten der Haltezähne aufweist;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung, ähnlich derjenigen nach Fig. 8, jedoch mit eingesetzter Schraube mit Außengewinde, so dass das Prinzip des Befestigungssystems erkennbar ist;
Fig. 10 eine Schnittdarstellung eines sogenannten gebauten
Zahnringes, der aus einer Stapelanordnung mehrerer Einzelringe besteht, die als Zahnringplatten ausgeführt sind, wobei im gezeigten Beispiel die Zahnringplatten gleich ausgebildete Teilzahnmengen aufweisen, jedoch die jeweiligen Enden der Zähne in unterschiedlichen Ebenen liegen;
Fig. 11 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 10, jedoch hier wiederum mit angedeuteter, eingesetzter Schra ube als Bestandteil des Befestigungssystems;
Fig. 12 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform des
Verbindungsmittels ebenfalls mit einer Stapelanordnung mehrerer Einzelringe, die als Zahnringplatten ausgeführt sind, wobei jedoch jeder Ring nur eine Ebene aufweist und die Folgeringe Zähne besitzen, die zu einer zweiten Ebene führen oder dort enden, wobei sich die Gesamtkonstruktion durch ein winkelmäßig versetztes Übereinanderstapeln ergibt und wobei die Möglichkeit besteht, den Trägerkörper mit einem, einen Durchbruch aufweisenden, deckelartigen Gebildet zu verschließen, um die Stapelanordnung der Zahnringe zu fixieren, wobei bei dem Beispiel nach Fig. 12 der Trägerkörper im Bereich seines Anschlages eine Verstärkung zur Abstützung von Haltezähnen des betreffenden Zahnringes aufweist; Fig. 13 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verbindungselementes, wobei bei diesem Beispiel im Trägerkörper und der dortigen Wandung eine Nut vorgesehen ist, der Zahnring einen hülsenförmigen Abschnitt besitzt, und wobei der Hülsenbereich formschlüssig und drehfest in die vorerwähnte Nut der Wandung des Trägerkörpers eingesetzt wird, sowie ergänzend ein eingesetzter Federring, welcher über vorgesehene Nasen am Zahnring arretiert ist;
Fig. 14 eine Schnittdarstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 13, jedoch mit eingesetzter Schraube mit Außengewinde als dem zum Verbindungselement komplementären Bestandteil;
Fig. 15 und 16 eine Teilschnittsdarstellung sowie eine Detaildarstellung X der Ausführungsform nach den Fig. 13 und 14 mit fixiertem Federring an einer am Zahnring ausgebildeten Gruppe von bevorzugt mindestens drei Haltenasen; und
Fig. 17 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform, umfassend zwei Zahnringe mit jeweils hülsenförmigen Abschnitt, die in eine entsprechende Ausnehmung mit Innenkontur eines Trägerkörpers eingesetzt sind, wobei zwischen den deutlich beabstandeten Zahnringen ein Verstärkungsfüllkörper eingebracht ist, der sich innerhalb des Trägerkörpers befindet.
Ausgehend von der Figur 1 des Ausführungsbeispieles besteht das jeweilige Verbindungselement 1 grundsätzlich aus einem Trägerkörper 3, welcher eine Innenkontur aufweist, wie es beispielsweise aus der Figur 5 ersichtlich ist. Diese Innenkontur ist bevorzugt a ls ein Vieleck, insbesondere bevorzugt als ein symmetrisches Vieleck, realisiert. Der Zahnring 5 besitzt einen äußeren Umfangsbereich in Form einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Vieleckstruktur, die zur Innenkontur des mutterähnlichen Trägerkörpers 3 komplementär ist, so dass der Zahnring 5 drehfest in den Trägerkörper einsetzbar ist, wie dies zum Beispiel aus der Figur 1 nachvollziehbar ist. Der Zahnring 5 geht dabei in einen hülsenförmigen Abschnitt 6 über, welcher, wie zum Beispiel anhand der Figur 5 nachvollziehbar, eine Sechskantstruktur aufweist.
Im Beispiel nach Figur 1 wird der Zahnring mitsamt seinem hülsenförmigen Abschnitt darstellungsseitig von oben in den offenen Trägerkörper eingeschoben und kommt dann mit der Oberfläche eines am Trägerkörper 3 vorhandenen Anschlages in Kontakt, so dass der Einschubweg begrenzt ist.
Somit ist der Zahnring drehfest im Trägerkörper 3 fixiert.
Die federelastischen Haltezähne 8 des Zahnringes 5 umfassen eine Teilzahnmenge, welche in Einsteckrichtung in einer ersten Ebene endend sowie eine weitere Teilzahnmenge, welche in einer von der ersten beabstandeten, zweiten, oberhalb der ersten Ebene liegenden Ebene ihr Ende findet.
Mittels der federelastischen Haltezähne 8 ist ein freies Aufschieben oder Aufstecken auf z. B. eine Schraube 2 mit Außengewinde realisierbar, wobei über den Trägerkörper, der eine Schlüsselfläche aufweist (siehe zum Beispiel Figur 5) ein zusätzliches Drehmoment auf die Verbindungsanordnung zur Sicherung der Verbindung aufgebracht werden kann.
Um auch größere Drehmomente realisieren zu können, besteht die Möglichkeit, die Innenkontur des Trägerkörpers 3 so auszugestalten, dass dort ein Konturfederring einsetzbar ist.
Dieser Konturfederring weist außenumfangseitig eine Haltenase 10 auf, welche in einen diesbezüglichen Rücksprung im Bereich des Anschlages 7 des Trägerkörpers 3 einrasten kann. Der Konturfederring 9 besitzt eine Schrägfläche 11, welche einen unteren Bereich eines entsprechenden Haltezahnes 8 abstützt.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 ist zur Verbesserung der Drehmomentübertragung und damit zur Erhöhung der Verbindungsstabilität unter Nutzung des Verbindungselementes gemäß der Erfindung ein im Bereich der freien Enden der Haltezähne 8 vorhandener, die Enden der Haltezähne stützender elastischer Drahtring 12 positioniert, wobei der Drahtring im gezeigten Beispiel drei Windungen aufweist.
Die Darstellungen nach den Figuren 8 und 9 zeigen eine ergänzende Alternative zur Lasterhöhung bei der Realisierung eines Befestigungssystems unter Rückgriff auf das hier vorgestellte Verbindungselement, wobei im innenumfangsseitigen Endbereich des Anschlages 7 der Trägerkörper 3 eine Fläche 13 aufweist, die eine ähnliche Wirkung wie die Schrägfläche 11 erfüllt, nämlich die betreffenden Haltezähne 8 abstützt.
Die Fläche 13 bildet hier einen Verstärkungsbereich zum Abstützen der entsprechenden Abschnitte der Haltezähne 8.
In Weiterbildung der Erfindung kann der Zahnring aus einer Stapelanordnung mehrerer Einzelringe 81 bis 84 gemäß den Figuren 10 oder 11 realisiert werden. Die Einzelringe bestehen hier als Zahnringplatten, die in einen Trägerkörper 3 eingebettet werden können, wobei der Trägerkörper 3 nach Einbringen der Einzelringe zum Erhalt des Stapels durch eine oberseitige Kröpfung der Außenwandung auch teilweise geschlossen werden kann, was in den Figuren 10 und 11 nicht gezeigt ist.
Die Teilzahnmengen der Haltezähne 8 können bei der Realisierungsform nach den Figuren 10 oder 11 gleich, aber unterschiedlich ausgeführt werden.
Basierend auf einem vergleichbaren Prinzip, wie in den Figuren 10 und 11 illustriert, kann gemäß der Figur 12 eine Stapelanordnung aus mehreren Zahnringen 5 mit unterschiedlicher Anzahl von federelastischen Haltezähnen gebildet werden, wobei die Gesamtstruktur durch Stapeln und gedreht versetztes Anordnen der einzelnen Zahnringplatten entsteht.
Im Falle des Beispieles nach Figur 12 kann das Verbindungselement über einen Deckel 14 geschlossen und damit die Stapelanordnung von Zahnringplatten fixiert werden.
Auch beim Beispiel nach Figur 12 ist am Anschlag 7 des Trägerkörpers 3 eine Verstärkungsfläche 13 zum Abstützen von Haltezähnen 8 realisiert.
Bei der alternativen Ausführungsform gemäß den Figuren 13 bis 16 ist im Trägerkörper 3 eine Nut vorhanden.
In diese Nut 3 kann der entsprechende hülsenförmige Abschnitt 6 eines entsprechenden Zahnringes 5 eingeschoben, insbesondere auch rastend eingesteckt werden.
Die Innenwandung des Trägerkörpers 3 stabilisiert hierbei den Zahnring nebst seiner Ausbildung der in zwei Ebenen realisierten federelastischen Haltezähne 8. Zur Verstärkung ist ein Konturfederring 9 hier ebenso einsetzbar wie bei den voranstehend geschilderten diesbezüglichen Beispielen.
Wie anhand der Figuren 15 und 16 (bei der Figur 16 handelt es sich um eine Detaildarstellung X nach der Figur 15) ersichtlich, sind am Zahnring 5 Haltenasen 16 vorhanden, in die der hierfür angepasste Konturfederring 9 mit einer vorspringenden Nase eingreift und somit fixiert ist.
Gemäß der Darstellung nach Figur 17 besteht die Möglichkeit, zwei erfindungsgemäß ausgebildete Zahnringe mit entsprechendem hülsenförmigen Abschnitt 6 mit Abstand in einem modifizierten Trägerkörper 3 einzusetzen.
Ein vorbereitetes Baugruppenteil, umfassend einen unteren Zahnring 86 mit Verstärkungsfüllkörper 17 wird dann zusammen mit einem oberen Zahnring 85 in den mit einer Innenkontur versehenen Trägerkörper 3 eingesetzt.
Der Verstärkungsfüllkörper 17 kann eine Abstützfläche ähnlich der Fläche 13 wie der Trägerkörper 3 in seinem Anschlagbereich 7 aufwei sen.
Bei der Ausführungsform nach Figur 17 ist ebenso vorgesehen, dass die federelastischen Haltezähne 8 eine Teilzahnmenge umfassen, welche in Einsteckrichtung an einer ersten Ebene und eine weitere Teilzahnmenge umfassen, welche in einer zweiten, von der ersten beabstandeten Ebene endet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Möglichkeit, durch eine spezielle Farbgebung der einzelnen Bestandteile der betreffenden Verbindungselemente eine Zuordnungsmöglichkeit hinsichtlich spezieller Anwendungsaspekte, eingesetzter Materialien, aufzubringender Drehmomente, Umweltbeständigkeit oder ähnlichem anzugeben.
Dabei kann die Markierung und farbige Kennzeichnung vollflächig, aber auch durch Farbpunkte realisiert werden.
Verschiedene gewindemäßig passende Durchmesser der Zahnringe von zum Beispiel M4 bis M6 können durch die Farben Blau, Gelb, Grün symbolisiert werden. Materialstärken hingegen können z.B durch Komplementärfarben dargestellt werden.
Bei der Darstellung der Ausführungsbeispiele wurde hinsichtl ich ausgeführter Befestigungssysteme auf eine Kombination Schraube/Mutter abgestellt, ohne jedoch die Anwendungsmöglichkeiten auf eine solche Darstellung oder einen solchen Einsatz zu beschränken.
Grundsätzlich kann beispielsweise ein Teil eines Gehäuses eines technischen Gerätes die Funktionen des Trägerkörpers übernehmen, wobei in eine dort vorhandene Ausnehmung mit passender Innenkontur ein zur Verbindung notwendiger Zahnring oder eine Gruppe von Zahnringen eingelegt oder eingesetzt wird, um dann mit einem bekannten Verbindungspartner, in Form zum Beispiel eines Gewindebolzens oder einer Schraube, die notwendige Bauteilverbindung herzustellen. Ebenso können hier vorgestellte Komponenten Teile bekannter Verbindungsmittel sein, zum Beispiel ausgeführt in Form einer Schraubklemme.
Es ist also die vorstehende Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Jedes einzelne Teilmerkmal kann auch losgelöst von anderen Teilmerkmalen für sich eine erfindungsgemäße Bedeutung haben.
Bezugszeichenliste
Verbindungselement
Schraube mit Außengewinde
Trägerkörper
Zahnring hülsenförmiger Abschnitt des Zahnringes
Anschlag federelastischer Haltezahn
Kontur Federring
Haltenase
Schrägfläche des Konturfederringes
Drahtring
Fläche am Anschlag 7 - 84 Einzelringe mit federelastischen Haltezähnen
Deckel
Nut im Trägerkörper weitere Haltenase oberer Zahnring unterer Zahnring
Verstärkungsfüllkörper

Claims

Ansprüche
1. Befestigungssystem mit einem Verbindungselement, bestehend aus einem Zahnring (5) mit einem äußeren Umfangsbereich und mit einer Vielzahl, sich radial nach innen schräg in Einsteck- oder Befestigungsrichtung erstreckenden federelastischen Haltezähnen (8), dadurch gekennzeichnet, dassder äußere Umfangsbereich eine regelmäßige oder unregelmäßige Vieleckstruktur aufweist, die zu einer Innenkontur eines mutterähnlichen Trägerkörpers (3) komplementär ist, so dass der Zahnring (5) drehfest im Trägerkörper (3) einsetzbar ist, weiterhin die federelastischen Haltezähne (8) eine Teilzahnmenge umfassen, welche in Einsteckrichtung in einer ersten Ebene und eine weitere Teilzahnmenge umfassen, welche in einer zweiten, von der ersten beabstandeten Ebene endet, wobei mittels der federelastischen Haltezähne (8) ein drehfestes Aufschieben oder Stecken auf ein mit einem Außengewinde oder einer gewindeähnlichen Oberflächengestalt versehenen Befestigungsteils, insbesondere Bolzen, Schraube (2) oder dergleichen Mittel, realisierbar und über den Trägerkörper (3) ein zusätzliches Drehmoment zur Verbindungssicherung aufbringbar ist.
2. Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Innenkontur des Trägerkörpers (3) einen Öffnungsbereich zum Einsetzen des Zahnringes (5) und einen, dem Öffnungsbereich gegenüberliegenden Anschlag (7) aufweist.
3. Befestigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassder Anschlag (7) einen konturierten, i n den Trägerkörper (3) einsetzbaren Federring (9) aufnimmt, welcher mindestens Abschnitte der Haltezähne (8) beim Aufbringen eines Drehmomentes abstützt.
4. Befestigungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dassim Bereich der freien Enden der Haltezähne (8) ein, diese Enden stützender, elastischer Drahtring (12) positioniert ist, wobei der Drahtring (12) eine oder mehrere Windungen besitzt.
5. Befestigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassdie Innenkontur des Trägerkörpers (3) im Bereich des Anschlages (7) einen in Richtung des Zahnringes (5) orientierten Verstärkungsbereich zum Abstützen von Abschnitten der Haltezähne (8) aufweist.
6. Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnring (5) aus einer Stapelanordnung mehrerer Einzelringe besteht, die als Zahnringplatten ausgeführt sind und gleiche oder unterschiedlich ausgebildete Teilzahnmengen umfassen.
7. Befestigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen zwei Zahnringen (85; 86) der Stapelanordnung ein Verstärkungsfüllkörper (17) oder eine Verstärkungsplatte angeordnet ist.
8. Befestigungssystem mit einem Verbindungselement, bestehend aus einem Zahnring (5) mit einem äußeren Umfangsbereich und mit einer Vielzahl, sich radial nach innen und schräg in Einsteck- oder Befestigungsrichtung erstreckenden federelastischen Haltezähnen (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (3) eine Wandung mit vorgebbarer Wandstärke aufweist, wobei in der Wandung eine Nut (15) vorgesehen ist und der Zahnring (5) einen hülsenförmigen Abschnitt (6) besitzt, welcher formschlüssig und drehfest in die Nut (15) der Wandung einsetzbar ist, sowie weiterhin die federelastischen Haltezähne (8) eine Teilzahnmenge umfassen, welche in Einsteckrichtung in einer ersten Ebene und eine weitere Teilzahnmenge umfassen, welche in einer zweiten, von der ersten beabstandeten Ebene endet, wobei mittels der federelastischen Haltezähne ein drehfestes Aufschieben oder Aufstecken auf ein mit einem Außengewinde oder einer gewindeähnlichen Oberflächengestalt versehenen Befestigungsteils, insbesondere Bolzen, Schraube (2) oder dergleichen Mittel, realisierbar und über dem Trägerkörper (3) ein zusätzliches Drehmoment zur Verbindungssicherung aufbringbar ist.
9. Befestigungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (3) als integraler Bestandteil einer Befestigungsfläche oder eines Befestigungsmittels ausgebildet ist.
10. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnring (5) in eine, bezogen auf ihre diesbezügliche Innenkontur modifizierte, an sich bekannte Vielkantmutter einlegbar ist.
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