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Patent Searching and Data


Title:
CONNECTING UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/017247
Kind Code:
A1
Abstract:
A connecting unit is proposed comprising a socket pin (4) made of a non-rigid plastic, which can be inserted in an aperture. The pin (4) is provided with a through-drilling (8) into which can be screwed an expanding mandrel (5) of more rigid material. The socket pin (4) is provided at one end with a radial annular flange (6). The expanding mandrel (5) comprises a shank (11) with an outer thread (12) and an expanding head (13) which tapers conically towards the shank (11). The expanding head (13) can be pulled into the socket pin (4) by means of a socket spanner (16), thereby creating a secure and leakproof connection.

Inventors:
LAHMANN HORST (DE)
MUELLER-BOYCE WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP1993/000417
Publication Date:
September 02, 1993
Filing Date:
February 23, 1993
Export Citation:
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Assignee:
LAHMANN HORST (DE)
MUELLER BOYCE WERNER (DE)
International Classes:
F16B5/04; F16B19/10; F16B33/00; (IPC1-7): F16B13/06
Foreign References:
US4810141A1989-03-07
US3203303A1965-08-31
US3202036A1965-08-24
US1551381A1925-08-25
US2406157A1946-08-20
US2408559A1946-10-01
US2343283A1944-03-07
Attorney, Agent or Firm:
Ott, Elmar (Horb 1, DE)
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Claims:
A n s p r ü c h e
1. Verbindungselement aus einem in einer Öffnung, eϊnführbaren Steckbolzen aus nachgiebigem Kunststoff, wobei der Steckbolzen eine durchgehende Bohrung aufweist, und aus einem in die Bohrung eindrehbaren Spreizkern aus einem Material größerer Festigkeit, der wenigstens abschnittweise ein Außengewinde aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckboizen (4) aus einem weichelastischem Kunststoff besteht, sowie an einem Ende einen radialen Ringfiansch (6) aufweist und daß der Spreizkern (5) einen Schaft (11) mit dem Außengewinde (12) sowie einen in Richtung auf den Schaft (11) konisch zulaufenden Spreizkopf (13) aufweist.
2. Verbindungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (8) des Steckbolzens (4) ein konisches Einführende (11) als Aufnahme für den Spreizkopf (13) aufweist.
3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführende (10) und der Spreizkopf (13) einen Konuswinkel von etwa 30" aufweisen.
4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprefzkopf (13) stirnseitig eine Profilierung (14) für den Ansatz eines Werkzeuges aufweist, sowie eine Fase für die Sicherung des Spreϊzkerns (5) aufweist.
5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (11) des Spreizkerns (5) stirnseitig eine Profilierung (15) für den Ansatz eines Werkzeuges (16) aufweist.
6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei ebener Auflage des Steckboizens (4) der Radialflansch 6 mindestens zwei radiaiparallele Flächen zum Ansatz eines Werkzeuges, das eine Drehung verhindert, aufweist.
7. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei schräger Auflage der Radialflansch (6) unterseitig eine adäquate Auflage, die konstruktionsbedingt eine Drehung verhindert, aufweist.
8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (8) des Steckbolzens (4) bis auf das konische Einführende (10) zylindrisch ist und ein Innengewinde (9) aufweist.
9. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckbolzen (4) eine in die Bohrung (8) eingesetzte und im weichelastischen Kunststoff verankerte Gewindehülse (17, 18) aufweist.
10. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Ringflansch (6) im Übergangsbereich zum Steckbolzen eine Anschrägung aufweist.
11. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (11) des Spreizkerns (5) eine verformbare Verlängerung (19, 20) aufweist.
Description:
Verbindungselement

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement aus einem in eine Öffnung einfahrbaren Steckbolzen aus nachgiebigem Kunststoff, wobei der Steckbolzen eine durchgehende Bohrung aufweist, und aus einem in die Bohrung eindrehbaren Spreizkern aus einem Material größerer Festigkeit, der wenigstens abschnittweise ein Außengewinde aufweist.

Zum Verbinden von zwei oder mehr Werkstücken werden üblicherweise Schrauben und Muttern eingesetzt. Dazu muß die Verbindung von beiden Seiten zugänglich sein. Außerdem benötigen Schrauben und Muttern eine ebene Auflage. Wenn Schraube und Mutter einerseits sowie Werkstücke andererseits aus unterschiedlichen Metallen bestehen, können elektrochemische Korrosionen entstehen.

Verbindungselemente der eingangs beschriebenen Art sind als sogenannte Rahmendübel bekannt. Sie bestehen aus einer einseitig geschlitzten Kunststoffhülse und einer darin eindrehbaren metallischen Schraube, die beim Eindrehen die

Kunststoffhülse im Schlitzbereich spreizt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselment anzugeben, welches auch nur von einer Seite der zu verbindenden Werkstücke zugänglich und dadurch montierbar ist, welches auch bei schrägen Werkstückauflagen eingesetzt werden kann und außerdem keinen Anlaß für elektrochemische Korrosionen gibt. Das Verbindungselement soll außerdem selbstsichernd sein und dichtende Eigenschaften haben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Steckbolzen aus einem weichelastischen Kunststoff besteht sowie an einem Ende einen radialen Ringflansch aufweist und daß der Spreizkern einen Schaft mit dem Außengewinde sowie einen in Richtung auf den

Schaft konisch zulaufenden Spreizkopf aufweist. Zur Montage wird der Steckbolzen in zugeordnete Löcher der miteinander zu verbindenden Werkstücke eingesetzt, bis sein radialer Ringffaπsch an der einen Seite des zugeordneten Werkstückes anliegt. Der

Spreizkern wird, wenn er zu einseitiger Verwendung nicht bereits teilweise schon in die zugeordnete Bohrung eingesetzt ist, in das dem Riπgflansch gegenüberliegende Ende der Bohrung eingeführt bzw. eingedreht. Dabei übt der konisch zulaufende Spreizkopf nicht nur einen achsialen Aπpressdruck sondern auch radiale Kräfte auf den Steckbolzen aus, so daß dessen weichelastisches Kuπststoffmaterial in achsialer

Richtung zusammen- und in radialer Richtung auseinandergepreßt wird, wobei es sich dichtend gegen die Innenseiten der Bohrungen der miteinander zu verbindenden Werkstücke legt. Der Spreizkern wird soweit in die Bohrung eingedreht, bis sein konisch zulaufender Spreizkopf vollständig von der Bohrung aufgenommen ist. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Kunststoffmaterials des Steckboizens schließt sich die

Bohrung mehr oder weniger über dem Spreizkopf, so daß dieser und damit der Spreizkern gesichert im Steckbolzen gehalten ist. Diese Wirkungen können noch verbessert werden, wenn die Bohrung des Steckbolzens ein konisches Einführende als Aufnahme für den Spreizkopf aufweist. Der Konuswinkel des Einführungeπdes und des Spreizkopfes sollte etwa 30 * betragen, soweit nicht Werkstoffwahl und

Verwendungszweck einen anderen Winkel bedingen.

Zum Eindrehen des Spreizkerns zwecks Vormontage kann der Spreizkopf stirnseitig eine Profilierung für den Ansatz eines Werkzeuges aufweisen. Zusätzlich oder unabhängig davon kann der Schaft des Spreizkerns stirnseitig eine Profilierung für den

Ansatz eines Werkzeuges aufweisen, so daß im letzteren Fall die Verbindung auch von der Seite des Riπgflansches her angezogen werden kann. Auf besondere Werkzeuge zum Drehen des Spreizkernes kann verzichtet werden, wenn der Schaft des Spreizkernes eine verformbare Verlängerung aufweist.

Je nach den Kräften, die das Verbindungselement übertragen soll, kann es genügen, wenn die Bohrung des Steckbolzens bis auf das konische Einführende zylindrisch ist und ein Innengewinde aufweist. Sollen größere Kräfte übertragen werden, dann kann es zweckmäßig sein, wenn der Steckbolzen eine in die Bohrung eingesetzte und im weichelastischen Kunststoff verankerte Gewindebuches aufweist.

ln allen Fällen kann die Verbindung der beiden Werkstücke leicht gelöst werden, indem der Spreizkern aus dem Steckbolzen wieder herausgedreht wird. Der herausgedrehte Spreizkern ist im allgemeinen wiederverwendbar. Das gilt nicht in allen Fällen für den

Steckbolzen aus Kunststoff, weil dieser bleibende Verformungen aufweisen kann. Damit der Steckbolzen ohne größere Schwierigkeiten aus den Bohrungen der miteinander verbundenen Werkstücke entfernt werden kann, sollte der Ringflansch im Übergangsbereich zum Steckbolzen eine Anschräg üng aufweisen, unter der ein Werkzeug (z. B. ein Kuhfuß) angesetzt wird und mit dem der Steckbolzen ausgehebeit wird.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig.1 : schematisch einen Achsialschnitt durch ein Verbindungselement im montierten Zustand,

Fig.2: eine andere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 1 nach dem

Einstecken,

Flg.3: teilweise eine andere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 1.

Das dargestellte Verbindungselement dient zum Verbinden von zwei Werkstückenn 1 ,2 die miteinander fluchtende Bohrungen 3 aufweisen. Zum Verbindungselement gehören ein Steckbolzen 4 aus einem weichelastischen Kunststoff und ein Spreizkern 5 aus einem dem gegenüber härteren Material, z. B. aus Metall.

Der Steckbolzen 4 besitzt an einem Ende einen Radiaiflansch 6 zur Anlage an der zugeordneten Seite des Werkstücks 1. Der Radialflansch 6 ist an der dem Werkstück 1 zugewandten Seite abgeschrägt, so daß in den dann entstehenden Spalt 7 ein

Werkzeug, z. B. ein Kuhfuß, eingeführt werden kann um den Steckbolzen 4 zum Lösen der Verbindung auszuhebein. Im übrigen weist der Steckbolzen 4 eine durchgehende Bohrung 8 auf, die zumindest im Bereich des Radialflansches 6 und einem daran anschließenden Abschnitt mit einem Innengewinde 9 versehen ist. An dem dem Radialflaπsch 6 gegenüberliegenden Ende ist die Bohrung zu einem konischen Einführende 10 erweitert, wobei sich die Dicke der Wandung des außen zylindrischen Steckbolzens 4 entsprechend verringert.

Der Spreizkern 5 weist einen Schaft 11 mit Außengewinde 12 sowie an einem Ende des Schaftes 11 einen Spreizkopf 13 auf, der sich in Richtung auf den Schaft 11 konisch verjüngt. Der Konuswinkel sowohl des Spreizkopfes 13 als auch des Einführendes 10 beträgt bei der dargestellten Ausführung ca. 30 " . Im übrigen weist der Spreizkopf 13 stirnseitig eine Schlitz 14 zum Ansatz eines Werkzeuges, z. B. eines Schraubendrehers auf, und am Ende des Schaftes 11 befindet sich stirnseitig eine profilierte Ausnehmuπg 15 für den Ansatz eines Inbus-Schlüssels 16.

Das Verbindungselement gemäß Fig 1 wird bei teilweise in die Bohrung 8 eingedrehtem Spreizkopf 13, also mit noch zylindrischer Außenseite des Steckbolzens 4, in die miteinander fluchtenden Bohrungen 3 der Werkstücke 1 ,2 eingeführt, bis der Radialfiansch 6 auf der Außenseite des Werkstückes 1 aufliegt. Dann wir mit Hilfe des Steckschlüssels 16, der in die Ausnehmung 15 eingeführt wurde, der Spreizkern soweit gedreht, bis sein Schaft 11 sich bis in den Bereich des Radialflansches 6 erstreckt und sein Spreizkopf 13 vollständig von dem Einführende 10 der Bohrung 8 aufgenommen ist.

Dann schließt sich das Material des Steckboizens 4 zumindest teilweise über dem angefasten Spreizkopf 13, der dadurch auch gesichert ist. Beim Eindrehen des Spreizkerns 5 in den Steckbolzen 4 wird dieser sowohl durch axiale als auch durch radiale Kräfte belastet, so daß nicht nur die beiden Werkstücke1,2 gegeneinander gedrückt, sondern auch das Material des Steckbolzens 4 gegen die Innenseiten der

Bohrung 3 gepreßt wird. Es entsteht eine sichere und dichte Verbindung. Zum Lösen der Verbindung kann der Spreizkern 5 wieder aus dem Steckbolzen 4 herausgedreht werden. Der Spreizkern ist im allgemeinen wiederverwendungsfähig. Der Steckbolzen 4 kann mit Hilfe eines Werkzeuges, welches im Spalt 7 angesetzt wird, ausgehebelt werden.

Bei ebener Auflage (Fig.1) weist der Radialflansch 6 des Steckbolzens 4 mindestens zwei parallele Flächen zum Ansatz eines Maulschlüssels auf, um das Mitdrehen des Steckbolzens 4 zu verhindern, sobald der Spreizkopf 5 mittels des Steckschlüssels 16 angezogen wird.

Bei schräger Auflage (Fig.2) weist der Radialflansch 6 selbst eine entsprechend schräge Auflagefläche 21 auf, wodurch das Mitdrehen des Steckbolzens 4 konstruktiv verhindert wird. Deshalb kann auch der Radialflansch 6 ohne störende Kanten gerundet sein und flach gehalten werden.

Die Verbindung wird nach dem Herausdrehen des Spreizkerns 5 dadurch gelöst, daß der Steckbolzen 4 durch Hin- und Herbewegen des befestigenden Werkstückes - hier Stütze 22 - gelockert wird.

Bei der in Fig 2 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Die Verbindung ist noch nicht angezogen, d. h. der Spreizkern 5 ist noch nicht vollständig in den Steckbolzen 4 eingedreht. In die Bohrung 8 des Steckbolzens 4 ist eine Gewindehülse 17 eingesetzt, die über angeformte Ringflansche 18 im Material des

Steckbolzens 4 verankert ist. Diese Ausführung eignet sich zur Übertragung größerer Kräfte.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführung des Spreizkerns 5 wiedergegeben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile. An den Schaft 11 des Spreizkerns 5 schließt sich eine Verlängerung 19 an, die verformbar ist, so daß sie, wie bei der dargestellten Ausführung, zu einer Öse 20 oder einer anders geformten Handhabe verformt werden kann, mit der der Spreizkem 5 gedreht werden kann.