Die Erfindung betrifft eine Verankerungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Befestigen eines Bauteils an einem Trägerelement, eine unter Verwendung einer derartigen Verankerungseinrichtung hergestellte Verbindungsanordnung gemäß Anspruch 12 sowie ein Verfahren zum Befestigen eines Bauteils an einem Trägerelement gemäß Anspruchs 13 unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Verankerungseinrichtung.

Aus der zum Anmeldetag vorliegender Anmeldung noch nicht offengelegten DE 10 201 1 002 031 des Anmelders ist eine Verankerungseinrichtung zum Befestigen eines Bauteils an einem Trägerelement bekannt, wobei die Verankerungseinrichtung neben einer in radialer Richtung aufspreizbare Zinnen aufweisenden Spreizhülse eine Aufspreizhülse (Zentrierhülse) umfasst, die in eine Bohrung eines Trägerelementes einbringbar ist. Während des Einbringens sind die Aufspreizhülse und die axial benachbarte Spreizhülse über ein Spanngewindeelement aneinander fixiert, mit welchem die Spreizhülse axial gegen die Aufspreizhülse verspannbar ist, um die Zinnen in radialer Richtung aufzuspreizen, damit sich diese an der Rückseite des Trägerelementes abstützen. Die in vorgenannter Anmeldung beschriebene Verankerungseinrichtung ist zum Einbringen in Sandwich- Trägerelementen ausgebildet und zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Spreizhülse mit einem von der Aufspreizhülse abgewandten Ende in einer der Aufnahmebohrung für die Aufspreizhülse gegenüberliegenden Bohrung des Sandwich-Trägerelementes abstützt, um die Verbindung insgesamt zu stabilisieren. Hierdurch wird gleichzeitig verhindert, dass die Spreizhülse nach einem Herausdrehen des Spanngewindeelementes, beispielsweise zum Auswechseln des mit Hilfe der Verankerungseinrichtung fixierten Bauteils im Sandwich-Trägerelement verlorengeht bzw. nach unten fällt.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrteilige Verankerungseinrichtung, umfassend eine Aufspreizhülse und eine Spreizhülse anzugeben, bei der unabhängig von der Ausgestaltung des Trägerelementes ein Herausdrehen eines mit der Verankerungseinrichtung verwendbaren Spanngewindeelementes und ein Wiedereindrehen in das Spreizelement möglich ist. Bevorzugt soll die Verankerungseinrichtung auch zur Verwendung von Nicht-Sandwichmaterial-Trägerelementen oder Rohren geeignet sein - insbesondere soll es nicht notwendig sein, eine weitere Abstützbohrung für die Spreizhülse vorsehen zu müssen, um ein Verlieren der Spreizhülse nach Herausdrehen des Spanngewindeelementes zu verhindern. Ferner besteht die Aufgabe darin eine Verbindungsanordnung mit einer entsprechend optimierten Verankerungseinrichtung sowie ein entsprechend optimiertes Verfahren zum Befestigen eines Bauteils an einem Trägerelement anzugeben. Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Verankerungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , hinsichtlich der Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einer eine Spreizhülse und eine Aufspreizhülse umfassenden, vorzugsweise daraus bestehenden Verankerungseinrichtung Sicherungsmittel vorzusehen, mittels derer die Aufspreizhülse und die Spreizhülse aneinander gegen axiales Verlieren gesichert sind, indem Aufspreizhülse und Spreizhülse in radialer Richtung ineinandergreifen. Anders ausgedrückt sind die Sicherungsmittel derart ausgebildet, dass zur Sicherung der Spreizhülse gegen axiales Verlieren an der Aufspreizhülse ein Formschluss zwischen diesen Bauteilen ausgebildet und/oder ausbildbar ist, insbesondere, wie später noch erläutert werden wird, indem die an einem Trägerelement festlegbare Aufspreizhülse in radialer Richtung in einen in der Spreizhülse vorgesehenen Hinterschnitt (radiale Vertiefung) eingreift, wodurch ein unbeabsichtigtes Ablösen der Spreizhülse von der Aufspreizhülse auch nach Entfernen eines mit der Verankerungseinrichtung verwendbaren und in ein Innengewinde der Spreizhülse einschraubbaren Spanngewindeelementes sicher verhindert wird. Die nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Verankerungseinrichtung bedarf keiner Abstützung der Spreizhülse mit einem von Spreizzinnen abgewandten Ende in einer (weiteren) Wand eines Trägerelementes - vielmehr ist die erfindungsgemäße Verankerungseinrichtung mit beliebig ausgestalteten, auch plattenförmigen Trägerelementen möglich, auch mit Rohren oder Sandwichelementen, ohne dass es zusätzlich zu der Aufnahmeöffnung für die Aufspreizhülse zum Durchführen der Verankerungseinrichtung einer zusätzlichen Öffnung bedarf. Insbesondere endet die Spreizhülse in einem freien Raum hinter dem Trägerelement.

Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung der Sicherungsmittel derart, dass die Axialsicherung erst durch ein gegeneinander Verspannen von Aufspreizhülse und Spreizhülse mit dem mit der Verankerungseinrichtung verwendbaren Spanngewindeelement ausbildbar ist. Anders ausgedrückt sind die Sicherungsmittel weiterbildungsgemäß derart ausgebildet, dass die Spreizhülse und Aufspreizhülse bedingt durch das gegeneinander Verspannen von Aufspreizhülse und Spreizhülse in radialer Richtung ineinandergreifen, um somit die gewünschte axiale Verliersicherung auszubilden. Auch ist eine Ausführungsform realisierbar, bei der die Sicherungswirkung nicht erst durch das Verspannen erzeugt, sondern z.B. nur verstärkt wird, insbesondere in dem die Bauteile durch das Verspannen weiter in radialer Richtung ineinandergreifen.

Zur Erleichterung der Montage hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Spreizhülse und die Aufspreizhülse bereits vor der Ausbildung der axialen Verliersicherung, d.h. vor einem radialen Ineinandergreifen aneinander vorfixiert sind, beispielsweise reibschlüssig, insbesondere durch eine entsprechende Abstimmung eines

Außendurchmesserabschnittes der Aufspreizhülse zu einem korrespondierenden Innendurchmesserabschnitt der Spreizhülse. Zusätzlich oder alternativ kann durch radiale Krafteinwirkung die Rundheit der Aufspreizhülse und/oder der Spreizhülse (negativ) beeinflusst werden bzw. unrund ausgebildet werden, um Aufspreizhülse und Spreizhülse zur Vorfixierung ineinander zu verklemmen. Die Vorfixierung sollte so ausgebildet sein, dass durch Aufbringen einer Verspann kraft, insbesondere mittels eines Spanngewindeelementes, eine Relativbewegung von Spreizhülse und Aufspreizhülse aufeinanderzu möglich ist, insbesondere um hierdurch die axiale Verliersicherung auszubilden.

Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführung erwiesen, bei welcher die Sicherungsmittel am Innenumfang der Spreizhülse einen Hinterschnitt, d.h. eine radiale Vertiefung umfassen, welcher ein, insbesondere vorderer Materialabschnitt der Aufspreizhülse derart zugeordnet ist, dass dieser durch gegeneinander Verspannen von Spreizhülse und Aufspreizhülse radial in die Vertiefung hineinverstellbar ist, so dass Aufspreizhülse und Spreizhülse in radialer Richtung zur Ausbildung der axialen Verliersicherung ineinandergreifen. Im Hinblick auf die Art und Weise des Verstellens des Materialabschnitts in radialer Richtung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Gemäß einer ersten Alternative kann der Materialabschnitt in radialer Richtung federnd und vorzugsweise nach radial innen vorgespannt sein, so dass durch Relativverstellen von Aufspreizhülse und Spreizhülse der Materialabschnitt in Überdeckung mit dem Hinterschnitt kommt und in diesen in radialer Richtung nach außen einfedern kann. Gemäß einer zweiten, bevorzugten Alternative wird der Materialabschnitt durch das Relativverstellen von Spreizhülse und Aufspreizhülse plastisch in die Vertiefung hineindeformiert bzw. verformt, um hierdurch die Axialsicherung auszubilden. Bevorzugt wird dies erreicht, indem der Materialabschnitt durch das Relativverstellen von Aufspreizhülse und Spreizhülse gegen eine entsprechende Fläche (Axialanschlag) im Innern der Spreizhülse gedrückt und dadurch in radialer Richtung nach außen deformiert wird.

Ein besonderer Vorteil der deformierbaren Ausgestaltung des Materialabschnittes besteht darin, dass hierdurch ein Indikator für den Benutzer geschaffen wird, der ein ausreichendes axiales Verspannen durch einen entsprechenden Kraftanstieg zur Deformierung des Materialabschnittes signalisiert.

Unterstützt werden kann die radiale Deformierung nach außen durch eine Anfasung des, bevorzugt wesentlichen zylindrischen Materialabschnittes an seinem Innenumfang oder durch eine entsprechend abgestufte Ausgestaltung des Innenumfangs. Zusätzlich oder alternativ kann vorgenannter Axialanschlag entsprechend abgeschrägt ausgestaltet sein, insbesondere zumindest näherungsweise konisch konturiert sein, um somit eine Kraftkomponente nach radial außen zu erzeugen.

Um eine erleichtertes Spannen von Aufspreizhülse und Spreizhülse in axialer Richtung zu ermöglichen, ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass die Aufspreizhülse drehfest im Trägerelement aufnehmbar ist, insbesondere durch eine entsprechend gestaltete Oberflächenstruktur der Aufspreizhülse, insbesondere in Form einer umfänglichen Rändelung, die derart ausgebildet ist, dass sie ein Verdrehen der Aufspreizhülse in einer Trägerelementbohrung beim Verschrauben des, vorzugsweise einen Schraubenkopf aufweisenden Spanngewindeelementes verhindert.

Zum erleichterten Aufspreizen der Zinnen der Spreizhülse hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn am Außenumfang der Spreizhülse eine entsprechende schräge, insbesondere konusförmige Oberflächenkontur vorgesehen ist. Die Oberflächengestaltung sollte so ausgestaltet sein, dass durch das radiale Relativverstellen von Aufspreizhülse und Spreizhülse eine Radialkraftkomponente auf die Zinnen wirkt.

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn die Zinnen bei einer mittels der Verankerungseinrichtung hergestellten Verbindungsanordnung bezogen auf die Längserstreckung der Verankerungseinrichtung maximal um einen Winkel von 30°, vorzugsweise maximal von 25°, noch weiter bevorzugt maximal von 20° aufgeweitet sind, um hierdurch eine optimierte Stabilität der Verbindungsanordnung zu ermöglichen. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass die Kraftaufnahmefähigkeit der Verankerungseinrichtung bei zu großem Spreizwinkel sinkt. Um nun den Spreizwinkel auf einen der vorgenannten Werte zu begrenzen, ist weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass mit Axialabstand zu einem vorderen in Richtung der Spreizhülse orientierten Ende der Aufspreizhülse ein Axialanschlag zum Anschlagen an einem Gegenanschlag der Spreizhülse vorgesehen ist, wobei die Axialerstreckung der Zinnen derart auf die Relativposition von Axialanschlag und Gegenanschlag abgestimmt ist, dass bei aneinanliegendem Axialanschlag und Gegen(axial)anschlag der maximale Spreizwinkel der Zinnen zur Längserstreckung der Verankerungseinrichtung eingestellt ist.

Die Erfindung führt auch auf eine Verbindungsanordnung, umfassend eine nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Verankerungseinrichtung, wobei die Verbindungsanordnung zusätzlich zu der Verankerungseinrichtung ein mit dieser verwendbares Spanngewindeelement zum miteinander Verspannen der Spreiz- und Aufspreizhülse umfasst, sowie ein eine Aufnahmeöffnung zum Durchführen der Verankerungseinrichtung und zum Festlegen der Aufspreizhülse aufweisendes Trägerelement, an dem mittels der Verankerungseinrichtung des Spanngewindeelementes ein Bauteil festlegbar ist, wobei das Bauteil vorzugsweise zwischen einem Schraubenkopf des Spanngewindeelementes und dem Trägerelement einklemmbar ist und das Spanngewindeelement im Innengewinde der Spreizhülse aufgenommen ist. Spreizhülse und Aufspreizhülse sind mittels des Spanngewindeelementes derart relativ zueinander verspannt, dass sich zum einen die Zinnen der Spreizhülse axial an dem Trägerelement abstützen und dabei in radialer Richtung geweitet sind und gleichzeitig Aufspreizhülse und Spreizhülse in radialer Richtung zur Ausbildung einer Axialsicherung ineinandergreifen, um zu ermöglichen, das Spanngewindeelement zu entfernen, ohne dass sich die Spreizhülse von der Aufspreizhülse löst, so dass das Spanngewindeelement erneut mit dem Innengewinde der Spreizhülse verschraubbar ist. Die Erfindung führt auch auf ein Verfahren zum Befestigen eines Bauteils an einem Trägerelement, insbesondere zur Herstellung einer wie zuvor beschriebenen ausgebildeten Verbindungsanordnung unter Verwendung einer Verankerungseinrichtung nach dem Konzept der Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schritte des Einbringens bzw. Durchsteckens der Aufspreizhülse und der Spreizhülse durch eine Montageöffnung im Trägerelement, welche ggf. in einem vorhergehenden Schritt, beispielsweise durch Bohren hergestellt werden muss und einem gegeneinander Verspannen von Spreizhülse und Aufspreizhülse mittels des Spanngewindeelementes und dadurch radiales Aufspreizen der Zinnen derart, dass diese sich entgegen der Montagerichtung an dem Trägerelement abstützen. Bevorzugt wird gleichzeitig durch das gegeneinander Verspannen von Aufspreizhülse und Spreizhülse die Axialsicherung durch radiales Ineinandergreifen von Aufspreizhülse und Spreizhülse gebildet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.

Diese zeigen in Fig. 1 a bis 1 c: unterschiedliche teilweise geschnittene Ansichten einer

Spreizhülse einer Verankerungseinrichtung,

Fig. 2a bis 2c: in unterschiedlichen, teilweise geschnittenen

Darstellungen eine zugehörige Aufspreizhülse, und Fig. 3: eine unter Verwendung der in den Fig. 1 a bis 2c gezeigten Verankerungseinrichtung hergestellte Verbindungsanordnung, zusätzlich umfassend ein Spanngewindeelement, ein Trägerelement und ein am Trägerelement festgelegtes Bauteil.

In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die in den Figuren angezogenen Bemaßungen sollen nicht beschränkend wirken. Jedoch sollen sich hieraus ergebende, beliebige Maßverhältnisse ausdrücklich als offenbart gelten und beanspruchbar sein. In den Fig. 1 a bis 1 c ist eine Spreizhülse 1 als Teil einer zusätzlich aus einer in den Fig. 2a bis 2c gezeigten Aufspreizhülse 2 bestehenden Verankerungseinrichtung 3 (s. Fig. 3) gezeigt. Die Spreizhülse 1 ist bezüglich ihres Außenumfangs von zylindrischer Kontur und umfasst einen (vorderen) Innengewindeabschnitt 4 mit Innengewinde 5 sowie einen hinteren Zinnenabschnitt 27, umfassend mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete und in radialer Richtung nach außen deformierbare Zinnen 6.

In einem Bereich axial zwischen dem Innengewinde 5 und den Zinnen 6 befindet sich ein Zwischenabschnitt 7 mit einer als Ringnut ausgebildeten Vertiefung 8 (Hinterschnitt), in die ein später noch zu erläuternder, vorderer, hier zylindrischer Materialabschnitt 9 der Aufspreizhülse 2 hineinverstellbar, im konkreten Ausführungsbeispiel hineindefomierbar ist. Die Vertiefung 8 reicht weiter nach radial außen als der Kerndurchmesser des Innengewindes 5 und hintergreift insbesondere einen Innendurchmesser eines benachbarten Aufnahmeabschnitts 10 zur Aufnahme eines Vormontageabschnittes 1 1 der Aufspreizhülse 2. Wesentlich ist, dass die radiale Vertiefung 8 einen größeren Innendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Materialabschnitts 9 der Aufspreizhülse 2 im nicht in die Vertiefung 8 hineinverstellten, insbesondere hineindeformierten Zustand. Wie später noch anhand von Fig. 3 erläutert werden wird, können Spreizhülse 1 und Aufspreizhülse 2 axial gegeneinander verspannt werden, wobei hierdurch der Materialabschnitt 9, der an seinem Innenumfang mit einer Fase 12 versehen ist in einer Montagerichtung M gegen eine ringförmige, d.h. ringschulterartige Anschlagfläche 13 im Inneren der Spreizhülse 1 verstellt und bei einem weiteren axialen Verspannen nach radial außen in den Hinterschnitt, d.h. in die ringförmige Vertiefung 8 hineindeformiert wird, so dass ein radialer Formschluss resultiert, der ein axiales Verlieren der Spreizhülse 1 von der Aufspreizhülse 2 sicher verhindert.

Die in den Fig. 2a bis 2c gezeigte Aufspreizhülse 2 weist in ihrem hinteren Bereich am Außenumfang eine Rändelung 14 auf, die ein Verdrehen der Verankerungseinrichtung in einer entsprechenden Montageöffnung eines Trägerelementes verhindert.

Insbesondere aus den Fig. 2a und 2c ist die geringe Wandstärke des deformierbaren Materialabschnittes 9 zu erkennen, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel weniger als 0,5mm beträgt und jedenfalls so gewählt sein sollte, dass eine entsprechende Deformierung durch axiales Verspannen ermöglicht wird. Die stirnseitige Fase 12 am Innenumfang erleichtert den Deformiervorgang bzw. sorgt für eine Kraftkomponente nach radial außen. Zusätzlich oder alternativ könnte die Anschlagfläche 13 entsprechend nach außen abgeschrägt sein, um eine Radialkraftkomponente nach außen zu erzeugen.

Der Vormontageabschnitt 1 1 der Aufspreizhülse, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Aufnahmeabschnittes 10 entspricht, ist so auf diesen Innendurchmesser abgestimmt ist, dass beim Ineinanderstecken von Spreizhülse 1 und Aufspreizhülse 2 eine Reibwirkung erzielt wird, die eine Vorfixierung von Spreizhülse 1 und Aufspreizhülse 2 gewährleistet. Zusätzlich oder alternativ zur Realisierung dieser Reibwirkung kann durch eine leichte Deformation, insbesondere des Vormontageabschnittes 1 1 , eine Klemmwirkung erzielt werden.

Weiter aus Fig. 2c ergibt sich am axialen Ende des Vormontageabschnittes 1 1 ein Axialanschlag 15, der von einem Ringabsatz, d.h. einer Durchmessererweiterung gebildet ist, wobei dieser Axialanschlag 15 zusammenwirken kann mit einem entsprechenden Gegenanschlag 16 am hinteren Ende des Zwischenabschnittes 7, wobei die Position von Axialanschlag 15 und Gegenanschlag 16 so auf die Axialerstreckung der Zinnen 6 abgestimmt ist, dass der maximale Aufspreizwinkel der Zinnen 6 definiert wird.

Weiter aus Fig. 2c ergibt sich ein konusförmiger Aufspreizabschnitt 17 zum Zusammenwirken mit der hinteren Stirnseite 18, insbesondere einer inneren stirnseitigen Kante der Zinnen 6, um diese in radialer Richtung aufzuspreizen.

Fig. 3 zeigt eine Verbindungsanordnung 19, umfassend eine von der Spreizhülse 1 gemäß den Fig. 1 a bis 1 c und einer Aufspreizhülse 2 gemäß den Fig. 2a bis 2c gebildeten Verankerungseinrichtung 3, wobei Spreizhülse 1 und Aufspreizhülse 2 in axialer Richtung durch radiales Ineinandergreifen unverlierbar formschlüssig aneinander gesichert sind. Hierzu ist der vordere, in der Montagerichtung M (Einführrichtung) gelegene Materialabschnitt 9 der Aufspreizhülse 2 in radialer Richtung nach außen in den Hinterschnitt, d.h. die radiale Vertiefung 8 hineindeformiert und verhindert somit ein axiales Verlieren der Spreizhülse 1 auch nach Entfernen eines Spanngewindeelementes 20. Dieses ist mit einem Außengewinde 21 mit dem korrespondierenden Innengewinde 4 der Spreizhülse 1 verschraubt und umfasst im Bereich des hinteren Endes einen Schraubenkopf 22, der sich in axialer Richtung seitlich einer Öffnung 23 an einem Bauteil 24 abstützt und dieses in axialer Richtung, d.h. in der Montagerichtung M gegen ein eine Montageöffnung 25 aufweisendes Trägerelement 26 presst. Zu erkennen ist, dass die Zinnen 6 der Spreizhülse 1 in radialer Richtung deformiert sind und sich in axialer Richtung auf der von den Bauteilen 24 abgewandten Seite des Trägerelements 26 an diesem abstützen. Aus Fig. 3 ergibt sich auch die Aufnahme der Aufspreizhülse 2 in der Montageöffnung 25, wobei die Rändelung 14 als Verdrehsicherung dient.

Bezugszeichen

1 Spreizhülse

2 Aufspreizhülse

3 Verankerungseinrichtung

4 Innengewindeabschnitt

5 Innengewinde

6 Zinnen

7 Zwischenabschnitt

8 Vertiefung

9 Materialabschnitt

10 Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines Vormontageabschnitts

1 1 Vormontageabschnitt

12 Fase

13 Anschlagfläche

14 Rändelung

15 Axialanschlag

16 Gegenanschlag

17 Aufspreizfläche, z.B. Konusfläche

18 Stirnseite

19 Verbindungsanordnung

20 Spanngewindeelement

21 Außengewinde

22 Schraubenkopf

23 Öffnung

24 Bauteil

25 Montageöffnung

26 Trägerelement

27 Zinnenabschnitt

M Montagerichtung