Beschreibung

Befestigungselement zum Befestigen in einem Durchgangsloch in einer Platte bei einseitiger Zugänglichkeit, Setzwerkzeug und Demontagewerkzeug für das

Befestigungselement

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zum Befestigen in einem Durchgangsloch in einer Platte bei einseitiger Zugänglichkeit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Setzwerkzeug zum Befestigen des Befestigungselements mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6 und ein Demontagewerkzeug zum Lösen des Befestigungselements mit den Merkmalen des

Oberbegriffs des Anspruchs 7.

Es sind Blindnieten zum Verbinden zweier Bleche oder sonstiger Platten bei einseitiger Zugänglichkeit bekannt. Eine Blindniete weist eine Hülse auf, die mit einem Spreizkopf aufweitbar ist. Der Spreizkopf ist mit einem die Hülse durchgreifenden Dorn verbunden.

Zum Verbinden der beiden Bleche wird die Blindniete von einer zugänglichen Seite aus durch deckungsgleiche Löcher in den beiden Blechen gesteckt, so dass sie auf einer unzugänglichen Seite aus den Blechen vorsteht. Der Dorn steht auf der zugänglichen Seite aus der Blindniete vor, auf ihn wird eine Zugkraft ausgeübt, die den Spreizkopf gegen oder in die unzugängliche Seite der Hülse zieht. Die Hülse wird auf der unzugänglichen Seite der Bleche gestaucht und/oder aufgeweitet und hintergreift die Bleche formschlüssig. üblicherweise reißt der Dorn an einer Sollbruchstelle innerhalb der Hülse ab oder der Spreizkopf wird durch die Hülse der Blindniete durchgezogen. üblicherweise weist die Hülse einen nach außen umgeformten Bund zur Anlage auf der zugänglichen Seite der Bleche auf. Blindnieten haben den Nachteil, dass sie sich nicht zerstörungsfrei lösen lassen. Werden sie zerstörend gelöst, beispielsweise ausgebohrt, fällt ein Teil der Blindniete auf der unzugänglichen Seite aus dem Loch in den Blechen heraus. Befindet sich dort ein geschlossener Hohlraum, kann der herausgefallene Teil der Blindniete nicht entfernt werden, er kann beispielsweise im Karosseriebau unerwünschte Klappergeräusche verursachen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement zur Befestigung in einem Durchgangsloch in einer Platte bei einseitiger Zugänglichkeit vorzuschlagen, das sich zerstörungsfrei lösen und vollständig auf der zugänglichen Seite entfernen lässt. Weitere Aufgaben der Erfindung sind der Vorschlag eines Setzwerkzeugs zum Befestigen des Befestigungselements und eines

Demontagewerkzeugs zum Lösen des Befestigungselements.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 6 und 7 gelöst.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement weist eine aufweitbare Hülse auf. Dabei ist

„Hülse" umfassend im Sinne eines durch Umformen aufweitbaren, insbesondere rohrförmigen Hohlkörpers zu verstehen. Die Hülse kann zum Aufweiten geschlitzt oder schlitzlos sein. Die Hülse weist ein Innengewinde auf, in das eine Spreizschraube als Spreizkörper einschraubbar ist, der durch Einschrauben in die Hülse die Hülse aufweitet. Die Spreizschraube weist eine Werkzeugaufnahme zum drehfesten und formschlüssigen

Ansetzen eines Schraubendrehers auf. Die Werkzeugaufnahme ist an einem Ende der Spreizschraube angeordnet, das zum Aufweiten der Hülse in die Hülse einschraubbar ist. Die Werkzeugaufnahme ist dadurch durch die Hülse hindurch zum Ansetzen des Schraubendrehers zugänglich. Geeignete Werkzeugaufnahmen sind u.a. Innensechskant, Innenstern (Torx) und Innenvielzahn.

Zur Befestigung wird das Befestigungselement von einer zugänglichen Seite einer Platte in ein Durchgangsloch in der Platte gesteckt, so dass die Hülse auf einer unzugänglichen Seite aus der Platte vorsteht. Die Spreizschraube ist beim Stecken des Befestigungselements in das Durchgangsloch soweit in die Hülse eingeschraubt, dass es in ihr hält. Die Hülse wird mit der Spreizschraube voraus in das Durchgangsloch gesteckt. Anschließend wird der Schraubendreher von der zugänglichen Seite der Platte aus durch die Hülse des Befestigungselements in die Werkzeugaufnahme der Spreizschraube gesteckt und die Spreizschraube wird mit dem Schraubendreher in die Hülse geschraubt. Dabei weitet die Spreizschraube die Hülse auf der unzugänglichen

Seite der Platte auf, so dass die Hülse die Platte formschlüssig hintergreift. Das Aufweiten der Hülse kann durch axiales Stauchen der Hülse und/oder durch radiales Aufweiten der Hülse durch die Spreizschraube erfolgen.

Zum Lösen des erfindungsgemäßen Befestigungselements wird die Spreizschraube so weit aus der Hülse herausgeschraubt, dass die Spreizschraube die Hülse nicht mehr

aufgeweitet hält. Die Hülse kann von der zugänglichen Seite der Platte aus herausgezogen werden. Vorzugsweise wird die Spreizschraube nicht vollständig aus der Hülse herausgeschraubt, so dass sie mit der Hülse verbunden bleibt und mit ihr zusammen herausgezogen wird.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement eignet sich sowohl zum Verbinden zweier oder auch mehrerer Platten als auch zur Schaffung eines Befestigungspunkts, indem ein anderes Bauteil an der Hülse des Befestigungselements angeschraubt wird.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Spreizschraube eine Aufweitung auf einer der Werkzeugaufnahme fernen Seite ihres Außengewindes auf. Die Aufweitung, die auch als Speizkopf bezeichnet werden kann, ist beispielsweise konisch ähnlich einem Senkkopf einer Senkkopfschraube. Im Unterschied zu einer Schraube befindet sich die Werkzeugaufnahme zum Ansetzen eines Schraubendrehers auf der dem Kopf bzw. der Aufweitung fernen Seite, also an bzw. in einem gewindeseitigen

Ende der Spreizschraube. Die Aufweitung der Spreizschraube hat den Zweck, die Hülse des Befestigungselements beim Einschrauben der Spreizschraube aufzuweiten. Die Aufweitung bzw. der Spreizkopf befindet sich auf der unzugänglichen Seite der Platte, in deren Durchgangsloch das Befestigungselement befestigt wird.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Gewinde der Hülse und der Spreizschraube Linksgewinde. Dadurch wird durch eine Rechtsdrehung des durch die Hülse in die Werkzeugaufnahme der Spreizschraube gesteckten Schraubendrehers die Spreizschraube von der unzugänglichen Seite her in die Hülse eingeschraubt und weitet die Hülse auf der unzugänglichen Seite der Platte auf. Das Aufweiten der Hülse und das

Befestigen des Befestigungselements erfolgt durch eine Rechtsdrehung wie es allgemein beim Einschrauben von Schrauben in beispielsweise Muttern und beim Festziehen von Schrauben üblich und man es gewohnt ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Bund der Hülse zur Anlage an der zugänglichen Seite der Platte vor. Die aufgeweitete Hülse hintergreift dadurch die Platte/n mit ihrer Aufweitung formschlüssig auf der unzugänglichen Seite und übergreift die Platte/n auf der zugänglichen Seite formschlüssig mit ihrem Bund. Beim Aufweiten der Hülse wird die Platte/n zwischen der Aufweitung und dem Bund festgespannt und mehrere Platten werden gegeneinander gespannt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Hülse des Befestigungselements eine Werkzeugaufnahme auf der zugänglichen Seite der Platte auf. Die Werkzeugaufnahmen können zwei zueinander parallele Flächen am Umfang der Hülse, ein Mehrkant, beispielsweise Vier- oder Sechskant oder beispielsweise auch eine oder mehrere Axialnuten sein. Die Werkzeugaufnahme ist vorzugsweise am Bund der Hülse, sofern ein solcher vorhanden ist, ausgebildet. Sie dient zum Halten der Hülse gegen Mitdrehen beim Einschrauben der Spreizschraube.

Zum Befestigen des Befestigungselements, d.h. zum Aufweiten seiner Hülse, sieht die Erfindung ein Setzwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vor. Das

Setzwerkzeug weist ein Haltewerkzeug und einen Schraubendreher auf. Das Haltewerkzeug, das rohrförmig ausgebildet sein kann, ist komplementär zur Werkzeugaufnahme der Hülse des Befestigungselements ausgebildet, es wird an der Werkzeugaufnahme der Hülse angesetzt und hält die Hülse durch Formschluss drehfest gegen Mitdrehen mit der Spreizschraube. Der Schraubendreher des Setzwerkzeugs durchgreift das Haltewerkzeug und ist drehbar im Haltewerkzeug. Er wird durch die Hülse des Befestigungselements an der Werkzeugaufnahme der Spreizschraube angesetzt. Durch drehenden Antrieb des Schraubendrehers wird die Spreizschraube in die Hülse eingeschraubt und weitet diese auf. Der Schraubendreher kann zwar ein Handwerkzeug sein, vorzugsweise ist er als beispielsweise stabförmiger

Schraubendreherbit ausgeführt, der durch Formschluss drehfest in eine Bitaufnahme eines Elektro- oder sonstigen Motorschraubers einsetzbar ist. Das erfindungsgemäße Setzwerkzeug ermöglicht eine einfache und schnelle Befestigung des erfindungsgemäßen Befestigungselements in einer Platte von einer Seite aus.

Zum Lösen des erfindungsgemäßen Befestigungselements schlägt die Erfindung ein Demontagewerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vor. Das Demontagewerkzeug weist ein beispielsweise rohrförmiges Stützelement zum Abstützen an der Platte, in der das Befestigungselement befestigt ist, auf. Am oder im Stützelement ist ein Schraubendreher drehbar angeordnet, beispielsweise drehbar gelagert, der sich axial über das Abstützelement an der Platte abstützt. Der Schraubendreher, der vorzugsweise wie beim Setzwerkzeug als Bit ausgebildet ist, weist ein zum Innengewinde der Hülse komplementäres Außengewinde auf. Er wird durch die Hülse des Befestigungselements an der Werkzeugaufnahme der in die Hülse eingeschraubten Spreizschraube angesetzt. Durch drehenden Antrieb des

Schraubendrehers wird die Spreizschraube aus der Hülse soweit herausgeschraubt,

dass sie die Hülse nicht mehr aufgeweitet hält. Gleichzeitig mit dem Ausschrauben der Spreizschraube wird der Schraubendreher des Demontagewerkzeugs mit seinem Außengewinde in das Innengewinde der Hülse eingeschraubt. Durch das Einschrauben des Schraubendrehers des Demontagewerkzeugs in die Hülse des Befestigungselements wird eine Zugkraft auf die Hülse des Befestigungselements ausgeübt, die die Hülse aus dem Durchgangsloch, in dem sie befestigt war, herauszieht. Die vom Schraubendreher auf die Hülse ausgeübte Zugkraft wird über das Abstützelement des Demontagewerkzeugs an der Platte abgestützt. Die Aufweitung der Hülse des Befestigungselements wird beim Herausziehen soweit rückgängig gemacht, wie es das Herausziehen erfordert. Das erfindungsgemäße Demontagewerkzeug ermöglicht ein einfaches und schnelles Lösen des erfindungsgemäßen Befestigungselements.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Befestigungselement in Explosionsdarstellung;

Figur 2 ein Setzwerkzeug für das Befestigungselement aus Figur 1 gemäß der

Erfindung in perspektivischer Darstellung; und

Figur 3 ein Demontagewerkzeug für das Befestigungselement aus Figur 1 gemäß der Erfindung in perspektivischer Schnittdarstellung.

Das in Figur 1 dargestellte, erfindungsgemäße Befestigungseiement 1 weist eine Hülse 2 und eine Spreizschraube 3 auf. Die Hülse 2 weist ein zu einem Schraubengewinde 4 der Spreizschraube 3 komplementäres Innengewinde 5 auf, so dass die Spreizschraube 3 in die Hülse 2 einschraubbar ist. Beide Gewinde 4, 5 sind Linksgewinde. An einem der

Spreizschraube 3 fernen Ende weist die Hülse 2 einen radial überstehenden Bund 6 auf, in dessen Umfang drei Längsnuten 7 angebracht sind. Die Längsnuten 7 bilden eine Werkzeugaufnahme zum drehfesten und formschlüssigen Ansetzen eines noch zu erläuternden Haltewerkzeugs. Selbstverständlich sind auch andere Werkzeugaufnahmen wie beispielsweise ein Mehrkant- oder Vielzahnbund oder zwei zueinander parallele Flächen einander gegenüberliegend am Umfang des Bundes 6

möglich (nicht dargestellt). Um sie leichter spreizen zu können weist die Hülse 2 Schlitze 30 an ihrem dem Bund 6 fernen Ende auf.

An einem der Hülse 2 abgewandten Ende weist die Spreizschraube 3 einen Spreizkopf 8 auf, der ähnlich einem Senk-Schraubenkopf als konische Aufweitung ausgebildet ist. Ein

Konuswinkel des Spreizkopfs 8 ist spitzer als bei einem Senkkopf und beträgt beispielsweise 60°. Die Spreizschraube 3 mit ihrem Spreizkopf 8 kann insgesamt als Spreizkörper aufgefasst bzw. bezeichnet werden. Ein Durchmesser des Spreizkopfs 8 ist nicht größer als ein Außendurchmesser der Hülse 2.

An ihrem der Hülse 2 zugewandten Ende weist die Spreizschraube 3 eine Werkzeugaufnahme 9 zum drehfesten und formschlüssigen Ansetzen eines Schraubendrehers auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugaufnahme 9 der Spreizschraube 3 als Torx oder Innenstern ausgeführt. Auch hier sind andere Werkzeugaufnahmen, beispielsweise ein Innensechskant, möglich. Die

Werkzeugaufnahme 9 ermöglicht einen Drehantrieb der Spreizschraube 3 durch die Hülse 2 hindurch.

Das Befestigungselement 1 ist zur Befestigung in einem Durchgangsloch in einer nicht dargestellten Platte, beispielsweise einem Blech, bei einseitiger Zugänglichkeit vorgesehen. Mit dem Befestigungselement 1 lassen sich zwei oder mehr Platten wie mit einer Blindniete verbinden. Außerdem kann das Befestigungselement 1 als Befestigungspunkt verwendet werden. Dazu wird es wie nachfolgend beschrieben in einer oder mehreren Platten befestigt und das Innengewinde 5 der Hülse 2 kann zum Anschrauben eines zu befestigenden Gegenstands verwendet werden (nicht dargestellt). Beispielhaft soll das Verbinden zweier Bleche beschrieben werden. Die Befestigung des Befestigungselements 1 in einer oder in mehr als zwei Platten erfolgt in gleicher Weise.

Die zu verbindenden, nicht dargestellten Bleche werden aufeinander gelegt und deckungsgleich mit einem Loch versehen, dessen Innendurchmesser einem Außendurchmesser der Hülse 2 entspricht.

Die Spreizschraube 3 ist oder wird zu Beginn der Befestigung in die Hülse 2 eingeschraubt, so dass sie in der Hülse 2 gehalten ist. Der Spreizkopf 8 befindet sich auf einer gegenüberliegenden Seite zum Bund 6. Das Befestigungselement 1 wird von einer

zugänglichen Seite aus mit dem Spreizkopf 8 voraus in das Durchgangsloch der beiden Bleche gesteckt bis der Bund 6 an einem der beiden Bleche anliegt. Der Spreizkopf 8 tritt auf der gegenüberliegenden Seite aus den Blechen heraus, die Hülse 2 steht ebenfalls auf der gegenüberliegenden nicht zugänglichen Seite aus den Blechen vor. Durch die Hülse 2 hindurch wird ein Schraubendreher in der Werkzeugaufnahme 9 der

Spreizschraube 3 angesetzt und die Spreizschraube 3 wird in die Hülse 2 eingeschraubt. Aufgrund der Linksgewinde 4, 5 erfolgt das Einschrauben durch Rechtsdrehung. Der Spreizkopf 8 staucht und weitet die Hülse 2 an ihrem dem Bund 6 abgewandten Ende auf. Die zu verbindenden Bleche werden von der aufgeweiteten Hülse 2 formschlüssig hintergriffen, sie werden vom Bund 6 auf der zugänglichen Seite und von der durch

Einschrauben der Spreizschraube 3 bewirkten Aufweitung der Hülse 2 auf der anderen Seite, die nicht zugänglich sein muss, gegeneinander gespannt und sind miteinander verbunden. Die Verbindung der beiden nicht dargestellten Bleche mit der Hülse 2 des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1 ist vergleichbar der Verbindung mit einer Blindniete.

Zum Befestigen in der vorstehend beschriebenen Weise ist das in Figur 2 dargestellte, erfindungsgemäße Setzwerkzeug 10 vorgesehen. Das Setzwerkzeug 10 weist ein Haltewerkzeug 11 mit einem axial durchgehenden Loch auf, in dem ein Schraubendreher 12 drehbar und axial verschieblich aufgenommen ist. Der

Schraubendreher 12 weist eine zur Werkzeugaufnahme 9 der Spreizschraube 3 komplementäre Torx- oder Außenstem-„Klinge" auf, er ist durch Formschluss drehfest am Werkzeugsitz 9 der Spreizschraube 3 ansetzbar. Im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Schraubendreher 12 als sog. Bit ausgebildet, sein dem Außenstern 13 fernes, aus dem Haltewerkzeug 11 vorstehendes Ende ist als Sechskant 14 zum Einsetzen in eine komplementäre Bitaufnahme beispielsweise eines nicht dargestellten Akkuschraubers ausgebildet.

Das Haltewerkzeug 11 weist einen Gummiwulst 15 zum Festhalten von Hand auf. Auf der Seite des Außensterns 13 weist das Haltewerkzeug 11 einen rohrförmigen Ansatz

16 mit drei Längsrippen 17 an seinem Innenumfang auf. Der rohrförmige Ansatz 16 passt auf den Bund 6 der Hülse 2, die Längsrippen 17 passen in die Nuten 7 des

Bundes 6. Der rohrförmige Ansatz 16 des Haltewerkzeugs 1 1 bildet dadurch ein

Werkzeug nach Art eines sog. Rohrschlüssels, er ist axial auf den Bund 6 der Hülse 2 aufsetzbar, wobei seine Längsrippen 17 in Eingriff mit den Nuten 7 des Bundes 6 gelangen. Das Haltewerkzeug 11 lässt sich auf diese Weise durch Formschluss drehfest

am Bund 6 der Hülse 2 ansetzen, dessen Nuten 7 die Werkzeugaufnahme bilden. Die Hülse 2 lässt sich dadurch beim Einschrauben der Spreizschraube 3 drehfest halten. Das Einschrauben der Spreizschraube 3 erfolgt wie bereits beschrieben mit dem Drehwerkzeug 12, das das Haltewerkzeug 11 durchgreift und durch die Hülse 2 hindurch durch Formschluss drehfest an der Werkzeugaufnahme 9 der Spreizschraube 3 ansetzbar ist.

Zum Lösen des Befestigungselements 1 ist das in Figur 3 dargestellte, erfindungsgemäße Demontagewerkzeug 18 vorgesehen. Das Demontagewerkzeug 18 weist ein rohrförmiges Abstützelement 19 mit Längsrippen 26 an seinem Innenumfang auf. Das rohrförmige Abstützelement 19 passt wie der rohrförmige Ansatz 16 des Haltewerkzeugs 11 des Setzwerkzeugs 10 auf den Bund 6 der Hülse 2. Dabei kommen die Längsrippen 26 in Eingriff mit den Nuten 7 des Bundes 6 der Hülse 2. Die Hülse 2 lässt sich dadurch mit dem Abstützelement drehfest halten.

Im Abstützelement 19 ist ein Schraubendreher 21 drehbar und axial fest gelagert. Der Schraubendreher 20 ist wiederum als Bit ausgebildet, er weist einen Sechskant 22 zum Einsetzen in eine Bitaufnahme beispielsweise eines nicht dargestellten Elektroschraubers an einem dem Abstützelement 19 fernen Ende auf. Innerhalb des Abstützelements 19 weist der Schraubendreher 22 ein zum Innengewinde 5 der Hülse 2 des Befestigungselements 1 komplementäres Schraubengewinde 23 auf. Eine „Klinge" des Schraubendrehers 22, die sich an einem dem Sechskant 22 fernen Ende befindet und die aus dem Abstützelement 19 vorsteht, ist komplementär zur Werkzeugaufnahme 9 der Spreizschraube 3 des Befestigungselements 1 ausgebildet. Im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Schraubendreher 22 des

Demontagewerkzeugs 18 also eine Torx- oder Außenstem-„Klinge" 24 auf. Die „Klinge" wird nachfolgend ebenfalls kurz als Außenstern 24 bezeichnet werden.

Zum Lösen des Befestigungselements 1 wird das Demontagewerkzeug 18 so am Befestigungselement 1 angesetzt, dass der Außenstern 24 durch die Hülse 2 hindurch formschlüssig mit der Werkzeugaufnahme 9 der Spreizschraube 3 in Eingriff gelangt.

Der Schraubendreher 22 wird drehend angetrieben, wobei aufgrund der Linksgewinde 4,

5, 23 durch eine Linksdrehung die Spreizschraube 3 aus der Hülse 2 ausgeschraubt und zugleich der Schraubendreher 22 in die Hülse 2 eingeschraubt wird. Beim Einschrauben des Schraubendrehers 22 des Demontagewerkzeugs 18 in die Hülse 2 des

Befestigungselements 1 kommt das Abstützelement 19 des Demontagewerkzeugs 18 in

Anlage an dem Blech, in dem das Befestigungselement 1 befestigt ist. Das Abstützelement 19 stützt den Schraubendreher 22 axial am Blech ab, so dass durch Einschrauben des Schraubendrehers 22 in die Hülse 2 die Hülse 2 aus dem Blech herausgezogen wird. Da zuvor beim Einschrauben des Schraubendrehers 22 in die Hülse 2 die Spreizschraube 3 so weit aus der Hülse 2 herausgedreht worden ist, dass der Spreizkopf 8 der Spreizschraube 3 die Hülse 2 nicht mehr aufgespreizt hält, lässt sich die Hülse 2 aus dem Blech herausziehen. Ihre beim Befestigen vom Spreizkopf 8 bewirkte Aufweitung wird dabei rückgängig gemacht.

Die Längen des Außensterns 24 und des Außengewindes 23 des Schraubendrehers 22 und eine Länge des Abstützelements 19 des Demontagewerkzeugs 18 sind so auf das Befestigungselement 1 abgestimmt, dass beim Lösen des Befestigungselements 1 die Spreizschraube 3 nicht vollständig aus der Hülse 2 herausgeschraubt wird sondern in deren Innengewinde 5 gehalten bleibt. Dadurch wird vermieden, dass die Spreizschraube 3 aus der Hülse 2 heraus- und herunterfällt. Die Spreizschraube 3 wird zusammen mit der Hülse 5 aus dem Blech herausgezogen, in dem das Befestigungselement 1 befestigt war. Auch zum Lösen des Befestigungselements 1 genügt eine einseitige Zugänglichkeit.