BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Befestigen eines Befestigungselementes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12.

Befestigungselemente dienen zum Befestigen von Fixierungsteilen an einem Befestigungsgegenstand. Die Befestigungselemente sind stabförmig ausgebildet und weisen einen Einführabschnitt zum Einführen bzw. zum Befestigen an dem Befestigungsgegenstand auf und einen Befestigungsabschnitt, welcher außerhalb des Befestigungsgegenstandes verbleibt nach dem Einführen in den Befestigungsgegenstand. Dadurch kann nach dem Befestigen des Befestigungselementes an dem Befestigungsgegenstand ein Fixierungsteil, z. B. ein elektrisches Instrument, eine Stahlplatte, eine modulare Stahlstruktur, eine Lampe, eine Bedieneinheit, ein Gitterrost oder auch eine Tür oder ein Fenster, an dem Befestigungselement, d. h. an dem Befestigungsabschnitt des Befestigungselementes, befestigt werden.

Zum Befestigen des Befestigungselementes an dem Befestigungsgegenstand ist es bereits bekannt, diesen mittels Schweißen an dem Befestigungsgegenstand zu befestigen. Das Befestigungselement und der Befestigungsgegenstand sind somit aus einem verschweißbaren Metall, z. B. Aluminium oder Stahl, ausgebildet. Dabei ist an dem Befestigungsgegenstand im Allgemeinen eine Beschichtung als Korrosionsbeschichtung vorhanden, so dass in aufwendiger Weise vor dem Verschweißen die Beschichtung entfernt werden muss, anschließend das Befestigungselement mit dem Befestigungsgegenstand verschweißt werden kann und darüber hinaus darauffolgend wieder die Korrosionsbeschichtung auf den Befestigungsgegenstand in aufwendiger Weise aufzubringen ist. Das Befestigen des Befestigungselementes ist somit sehr aufwendig, kostspielig und langwierig.

Außerdem ist es bekannt, zum Befestigen des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand eine Bohrung in den Befestigungsgegenstand einzuarbeiten, dessen Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Einführabschnitts des Befestigungselementes. Nach dem Einarbeiten der Bohrung kann das Befestigungselement unter einem entsprechenden Kraftaufwand, z. B. mittels Einschlagen, in die Bohrung eingebracht werden, so dass aufgrund des größeren Durchmessers des Einführabschnittes des Befestigungselementes es zu einer Vorspannung zwischen dem Befestigungselement und dem Befestigungsgegenstand kommt. Auch dieses Verfahren zum Befestigen des Befestigungselementes ist sehr aufwendig, da zuerst die Bohrung in den Befestigungsgegenstand einzuarbeiten ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Befestigungselement und ein Verfahren zum Befestigen eines Befestigungselementes zur Verfügung zu stellen, bei dem das Befestigungselement einfach mit einem geringen technischen Aufwand und zuverlässig an einem Befestigungsgegenstand befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Befestigungselement, umfassend einen an einem ersten Ende des Befestigungselementes beginnenden Einführabschnitt zum Einführen in einen Befestigungsgegenstand, einen Befestigungsabschnitt zur Anordnung außerhalb des Befestigungsgegenstandes, wobei das Befestigungselement beginnend an dem ersten Ende mit einer Hohlbohrung ausgebildet ist. Das Befestigungselement als Setzbolzen wird beginnend mit dem ersten Ende in den Befestigungsgegenstand eingeführt bzw. eingetrieben. Dies wird beispielsweise durch das Aufbringen einer großen Druckkraft an dem zweiten Ende des Befestigungselementes durch Einschlagen ausgeführt. Aufgrund der auftretenden großen Kräfte kann dadurch das Material des Befestigungsgegenstands umgeformt werden und aufgrund der vorhandenen Hohlbohrung an dem Befestigungselementes wird das Material des Befestigungsgegenstands dahingehend um- bzw. eingeformt, so dass in die Hohlbohrung das Material des Befestigungsgegenstandes eingeformt wird. Es kommt somit zu einem Fließen des Materiales, vorzugsweise Metall, des Befestigungsgegenstandes, so dass dadurch einerseits eine zuverlässige Befestigung des Befestigungselementes an dem Befestigungsgegenstand gewährleistet ist und andererseits dies mit einem sehr geringen Aufwand ausgeführt werden kann, da lediglich das Befestigungselement in dem Befestigungsgegenstand unter Aufwendung großer Kräfte, insbesondere Schlagkräfte, in den Befestigungsgegensand einzuführen bzw. einzutreiben ist.

Insbesondere ist die Hohlbohrung in einem Querschnitt kreisförmig, vieleckig, insbesondere quadratisch oder dreiecksförmig, ausgebildet und/oder ein zweites Ende des Befestigungselementes ist zur Anordnung außerhalb des Befestigungsgegenstandes ausgebildet. Das zweite Ende des Befestigungselementes, welches gegenüberliegend dem ersten Ende des Befestigungselementes bzw. Setzbolzens ausgebildet ist, verbleit außerhalb des Befestigungsgegenstandes und dient im Allgemeinen zur Aufbringung von Druckkräften insbesondere Schlagkräften, während des Einführens des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Hohlbohrung koaxial und/oder konzentrisch an dem Befestigungselement ausgebildet.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Hohlbohrung als ein Sackloch ausgebildet. Die Hohlbohrung als Sackloch beginnt somit an dem ersten Ende und endet dabei noch vor dem zweiten Ende des Befestigungselementes, so dass in axialer Richtung des Befestigungselementes die Hohlbohrung als Sackloch beginnend mit dem ersten Ende nur teilweise ausgebildet ist. Im Bereich des zweiten Endes des Befestigungselementes ist das Befestigungselement im Allgemeinen als ein Vollprofil ohne Hohlbohrung ausgebildet.

Vorzugsweise ist an dem Befestigungselement ein Anschlag ausgebildet zur Begrenzung des Einführens des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand. In einer Variante weist das Befestigungselement von dem Anschlag zu dem ersten Ende einen größeren Durchmesser auf als von dem Anschlag zu dem zweiten Ende, so dass der Anschlag als ein Absatz, insbesondere ein ringförmiger Absatz, ausgebildet ist. Zweckmäßig ist der Absatz einteilig an dem übrigen Befestigungselement ausgebildet oder der Absatz ist mit einem gesonderten Absatzbauteil an dem übrigen Befestigungselement ausgebildet und das Absatzbauteil ist mit dem übrigen Befestigungselement form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Absatzbauteil als ein Metallring, vorzugsweise mit einem Dichtungsring an dem Metallring, ausgebildet. Mit dem Dichtungsring kann nach dem Befestigen des Befestigungselementes an dem Befestigungsgegenstand die mit dem Einführabschnitt in den Befestigungsgegenstand hergestellte Aussparung bezüglich der Umgebung abgedichtet werden. Bei einem nicht korrosionsbeständigen Befestigungsgegenstand mit einer Beschichtung als Korrosionsbeschichtung kann somit nach dem Befestigen des Befestigungselementes an dem Befestigungsgegenstand eine zuverlässige Abdichtung und damit auch ein Korrosionsschutz für den Befestigungsgegenstand weiterhin gewährleistet werden.

Insbesondere ist die axiale Ausdehnung der Hohlbohrung als Sackloch beginnend von dem ersten Ende des Befestigungselementes größer, ist insbesondere um wenigstens 5%, 10%, 20% oder 40% größer, als die axiale Ausdehnung des Befestigungselementes beginnend von dem ersten Ende des Befestigungselementes zu dem Anschlag. In einer weiteren Ausgestaltung ist an dem Befestigungsabschnitt, insbesondere außenseitig, eine Fixierungseinrichtung, vorzugsweise ein Gewinde, eine Clipselement, ein Rastring oder ein Klettelement für eine Klettverbindung, ausgebildet zur Fixierung eines Fixierungsteiles. Mit der Fixierungseinrichtung können Fixierungsteile an dem Befestigungsabschnitt nach dem Befestigen des Befestigungselementes an dem Befestigungsgegenstand befestigt werden.

In einer ergänzenden Variante ist das Befestigungselement einteilig und/oder aus Metall, insbesondere Stahl, und/oder aus Keramik ausgebildet und/oder das Befestigungselement ist in einem Querschnitt an der Hohlbohrung ringförmig ausgebildet und/oder das Befestigungselement ist m Wesentlichen stabförmig ausgebildet und/oder die axiale Ausdehnung des Befestigungselementes ist in Richtung einer Längsachse des Befestigungselementes wesentlich größer, ist insbesondere um wenigstens 50%, 100% oder 200% größer, als die Ausdehnung senkrecht zu der Längsachse und die Längsachse entspricht einer Einführ- oder Eintreibrichtung des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand und/oder die axiale Ausdehnung der Hohlbohrung ist als Sackloch in Richtung einer Längsachse des Befestigungselementes größer, insbesondere um wenigstens 50%, 100% oder 200% größer, als senkrecht zu der Längsachse und die Längsachse entspricht einer Einführ- oder Eintreibrichtung des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand. Die Ausdehnung senkrecht zu der Längsachse entspricht dabei dem Durchmesser.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Befestigen eines Befestigungselementes, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Befestigungselementes, an einem Befestigungsgegenstand mit den Schritten: Eintreiben bzw. Einführen eines Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand, so dass ein Einführabschnitt des Befestigungselementes innerhalb des Befestigungsgegenstandes angeordnet wird und ein Befestigungsabschnitt des Befestigungselementes außerhalb des Befestigungsgegenstandes angeordnet wird, wobei während des Eintreiben bzw. Einführens des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand der Befestigungsgegenstand mit den von den Befestigungselement auf den Befestigungsgegenstand aufgebrachten Kräften umgeformt und in eine Hohlbohrung an dem Befestigungsgegenstand eingeformt wird.

In einer weiteren Variante wird vor dem Eintreiben des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand keine Bohrung in den Befestigungsgegenstand eingearbeitet und/oder das Befestigungselement wird in einen Befestigungsgegenstand aus Metall, z. B. Stahl, Aluminium oder Messing, eingetrieben und/oder das Befestigungselement wird mit einem Setzgerät eingetrieben und das Setzgerät wird mit einer pyrotechnischen Treibladung, Druckluft oder elektrischen Strom betrieben zum Eintreiben des Befestigungselementes und/oder das Befestigungselement wird ausschließlich mit Umformen des Befestigungsgegenstandes in den Befestigungsgegenstand eingetrieben bzw. eingeführt, so dass eine in dem Befestigungsgegenstand erforderlich Aussparung zur Aufnahme des Einführabschnittes des Befestigungselementes ausschließlich mit dem Umformen des Befestigungsgegenstandes ausgebildet wird.

In einer weiteren Ausgestaltung wird das Befestigungselement während des Eintreibens bzw. Einführens in den Befestigungsgegenstand am Einführabschnitt mit der Hohlbohrung radial nach außen verformt, so dass der Durchmesser des Einführabschnittes vergrößert wird und dadurch das Befestigungselement mit einem Hinterschnitt an dem Befestigungsgegenstand formschlüssig befestigt wird und vorzugsweise wird das Befestigungselement radial nach außen umso größer verformt, je näher das radiale Verformen nach außen an einem ersten Ende des Befestigungselementes ausgeführt wird und/oder das Befestigungselement wird während des Eintreibens bzw. Einführens in den Befestigungsgegenstand mit einer Mikroverschweißung stoffschlüssig an dem Befestigungsgegenstand befestigt. Insbesondere wird nach dem Eintreiben bzw. Einführen und Befestigen des Befestigungselementes an dem Befestigungsabschnitt, insbesondere mit einer Fixierungseinrichtung, ein Fixierungsteil fixiert und vorzugsweise ist das Fixierungsteil ein elektrisches Instrument, eine Stahlplatte, eine modulare Stahlstruktur, eine Lampe, eine Bedieneinheit, ein Gitterrost oder auch eine Tür oder ein Fenster.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Fixierungsteil mittelbar oder unmittelbar form- und/oder kraftschlüssig mit der Fixierungseinrichtung an dem Befestigungselement befestigt. Bei einer mittelbaren Fixierung eines Fixierungsteiles ist ein Zwischenteil an dem Befestigungsabschnitt und dem Fixierungsteil befestigt, d. h. das Zwischenteil ist zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Fixierungsteil angeordnet.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Seitenansicht eines Befestigungselementes ohne einem

Absatzbauteil in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Befestigungselementes gemäß Fig. 1 mit dem Absatzbauteil und eines Befestigungsgegenstandes vor dem Einführen des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand,

Fig. 3 einen Längsschnitt des Befestigungselementes gemäß Fig. 1 mit dem Absatzbauteil und des Befestigungsgegenstandes nach dem Einführen des Befestigungselementes in den Befestigungsgegenstand und

Fig. 4 einen Seitenansicht des Befestigungselementes in einem zweiten

Ausführungsbeispiel. In den Fig. 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes 1 bzw. eines Setzbolzens 1 dargestellt. Das Befestigungselement 1 ist im Wesentlichen stabförmig ausgebildet und die Ausdehnung des Befestigungselementes 1 in Richtung einer Längsachse 10 des Befestigungselementes 1 ist wesentlich größer als senkrecht zu der Längsachse 10, wobei die Ausdehnung senkrecht zu der Längsachse 10 dem Durchmesser entspricht. Das einteilig aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellte übrige Befestigungselement 1 ohne einem Absatzbauteil 12 ist in einen Einführabschnitt 2 und einen Befestigungsabschnitt 3 unterteilt. Der Einführabschnitt 2 beginnt dabei an einem ersten Ende 6 des Befestigungselementes 1 und der Befestigungsabschnitt 3 endet an einem zweiten Ende 7 des Befestigungselementes 1 . An dem Befestigungsabschnitt 3 ist außenseitig eine Fixierungseinrichtung 4 als ein Gewinde 5, nämlich ein Außengewinde 5, ausgebildet. Mittels der Fixierungseinrichtung 4 kann ein Fixierungsteil, z. B. ein elektrisches Instrument, eine Stahlplatte, eine modulare Stahlstruktur, eine Lampe, eine Bedieneinheit, ein Gitterrost oder auch eine Tür oder ein Fenster, an dem Befestigungselement 1 befestigt werden nach dem Befestigen des Befestigungselementes 1 an einem Befestigungsgegenstand 21.

Das Befestigungselement 1 ist zweiteilig ausgebildet und weist neben dem einteiligen Bauteil gemäß Fig. 1 ohne dem Absatzbauteil 12 das Absatzbauteil 12 auf, welches einen Metallring 13 und einen Dichtungsring 14 aufweist. Das Absatzbauteil 12 kann dabei auf das übrige Befestigungselement 1 gemäß Fig. 1 an einer Öffnung oder Bohrung des Absatzbauteiles 12 aufgeschoben werden, so dass dadurch das Absatzbauteil 12 aufgrund eines Absatzbauteilanschlages auf dem übrigen Befestigungselement 1 aufliegt gemäß der Darstellung in Fig. 2. Dabei bildet die Unterseite des Dichtungsringes 14 einen Anschlag 1 1 des Befestigungselementes 1 , welcher das Einführen des Befestigungselementes 1 in den Befestigungsgegenstand 21 begrenzt. Beginnend mit dem ersten Ende 6 des Befestigungselementes 1 weist dieses eine als Sackloch 9 ausgebildete Hohlbohrung 8 auf. Die axiale Ausdehnung 15 des Sackloches 9 ist dabei größer als die axiale Ausdehnung 16 von dem ersten Ende 6 bis zu dem Anschlag 1 1 , d. h. bis zur Unterseite des Dichtungsringes 14 gemäß der Darstellung in Fig. 2. Die Ausdehnung 17 des Sackloches 9 senkrecht zu der Längsachse 10 bzw. der Durchmesser 17 des Sackloches 9 kleiner als die axiale Ausdehnung 15 des Sackloches 9. Das Befestigungselement 1 weist an dem Einführabschnitt 2, d. h. an dem ersten Ende 6 des Einführabschnittes 2 vor dem Einführen bzw. Eintreiben in den Befestigungsgegenstand 21 , einen Durchmesser 18 auf gemäß der Darstellung in Fig. 2 . Das Befestigungselement 1 weist beginnend von dem Anschlag 1 1 in Richtung zu dem ersten Ende 6 einen kleineren Durchmesser auf als beginnend von dem Anschlag 1 1 in Richtung zu dem zweiten Ende 7, so dass der Anschlag 1 1 als ein ringförmiger Absatz 20 an dem Befestigungselement 1 ausgebildet ist und dieser Absatz 20 in dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen von dem Dichtungsring 14, welcher ringförmig ausgebildet ist, ausgebildet ist.

Der Befestigungsgegenstand 21 besteht aus einem nicht korrosionsbeständigen Material, z. B. Aluminium oder Eisen. Aus diesem Grund ist auf dem Befestigungsgegenstand 21 eine Beschichtung 23 als Korrosionsbeschichtung 23 aufgebracht und oberseitig an der Beschichtung 23 weist der Befestigungsgegenstand 21 eine Oberfläche 22 auf. Zum Befestigen des Befestigungselementes 1 an dem Befestigungsgegenstand 21 wird das erste Ende 6 des Befestigungselementes 1 auf die Oberfläche 22 aufgelegt und anschließend mit einem nicht dargestellten Setzgerät auf das zweite Ende 7 des Befestigungselementes 1 eine große Kraft, insbesondere eine Schlagkraft, in Richtung zu dem ersten Ende 6 aufgebracht, so dass dadurch das erste Ende 6 des Befestigungselementes 1 die Beschichtung 23 durchstößt und anschließend der Einführabschnitt 2 in den Befestigungsgegenstand 21 eingeführt bzw. eingetrieben wird. Dabei tritt eine Umformung des Befestigungsgegenstands 21 auf, so dass ein Fließen des Metalles des Befestigungsgegenstandes 21 auftritt und der Befestigungsgegenstand 21 bzw. das Material des Befestigungsgegenstandes 21 in das Sackloch 9 eingeformt wird. Dabei wird das Sackloch 9 wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, gemäß der Darstellung in Fig. 3 mit dem Material des Befestigungsgegenstandes 21 ausgefüllt. Während des Einführens des Befestigungselementes 1 in dem Befestigungsgegenstand 21 wird somit das Material des Befestigungsgegenstandes 21 umgeformt und eine Aussparung an dem Befestigungsgegenstand 21 ausgebildet, welche komplementär zur Geometrie des in Fig. 3 dargestellten Einführabschnittes 2 ist.

Der Einführabschnitt 2 wird während des Einführens in den Befestigungsgegenstand 21 aufgrund der sich in das Sackloch 9 einformenden Materiales des Befestigungsgegenstands 21 radial nach außen verformt, so dass dadurch der Durchmesser 19 an dem ersten Ende 6 nach dem Einführen in den Befestigungsgegenstand 21 größer als ist als vor dem Einführen in den Befestigungsgegenstand 21 gemäß der Darstellung in Fig. 2 mit dem Durchmesser 18 an dem ersten Ende 6 vor dem Einführen in den Befestigungsgegenstand 21 . Dadurch tritt ein Hinterschnitt des Einführabschnittes 2 an dem Befestigungsgegenstand 21 auf, so dass dadurch in vorteilhafter Weise der Einführabschnitt 2 formschlüssig an dem Befestigungsgegenstand 21 befestigt ist. Aufgrund der auftretenden großen Druck- bzw. Reibkräfte zwischen dem Einführabschnitt 2 und dem Befestigungsgegenstand 21 treten hohe Temperaturen zwischen dem Einführabschnitt 2 und dem Befestigungsgegenstand 21 auf, so dass es zusätzlich zu einer Mikroverschweißung zwischen dem Einführabschnitt 2 und dem Befestigungsgegenstand 21 kommt. Somit wird das Befestigungselement 1 zusätzlich stoffschlüssig an den Befestigungsgegenstand 21 befestigt. Nach dem Einführen und Befestigen des Befestigungselementes 1 an dem Befestigungsgegenstand 21 liegt der Dichtring 14 aus einem elastischen Material, z. B. Gummi oder Kunststoff, auf der Beschichtung 23 des Befestigungsgegenstands 21 auf, so dass dadurch die von dem Einführabschnitt 2 in den Befestigungsgegenstand 21 eingeformte Aussparung bezüglich der Umgebung fluiddicht abgedichtet ist. Dadurch ist in vorteilhafter Weise auch nach dem Befestigen des Befestigungselementes 1 an dem Befestigungsgegenstand 21 der Korrosionsschutz für den Befestigungsgegenstand 21 gewährleistet und eine aufwendige Aufbringung einer Beschichtung 23 nach dem Befestigen nicht erforderlich.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Befestigungselementes 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel des Befestigungselementes 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 beschrieben. Die Hohlbohrung 8 ist als vollständig durchgehende Hohlbohrung 8 ausgebildet, so dass es sich hier nicht um ein Sackloch 9 handelt und die Hohlbohrung 8 sowohl an dem ersten Ende 6 als auch an dem zweiten Ende 7 vollständig durchgehend an dem Befestigungselement 1 vorhanden ist. Der als Absatz 20 ausgebildete Anschlag 1 1 ist nicht von einem gesonderten Absatzbauteil 12 ausgebildet, sondern einteilig aus Stahl an dem in Fig. 4 dargestellten Befestigungselement 1 ausgebildet. Hierzu weist das Befestigungselement 1 den Absatz 20 auf. Das Befestigen des in Fig. 4 dargestellten Befestigungselementes 1 erfolgt in analoger Weise wie in den im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahren.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Befestigen des Befestigungselementes 1 wesentliche Vorteile verbunden. Das Befestigungselement 1 kann einfach mit einem Setzgerät an dem Befestigungsgegenstand 21 befestigt werden ohne dass eine Verschweißung oder eine vorhergehende Einarbeitung einer Bohrung in den Befestigungsgegenstand 21 erforderlich ist. Lediglich durch Einschlagen des Befestigungselementes 1 beginnend mit dem ersten Ende 6 und einer Einschlag- bzw. Einführrichtung in Richtung der Längsachse 10 wird das Material des Befestigungsgegenstandes 21 in die Hohlbohrung 8 um- und eingeformt, so dass dadurch eine form-, kraft- und stoffschlüssige Befestigung des Einführabschnittes 2 an dem Befestigungsgegenstand 21 in einfacher Art und Weise zuverlässig ausgeführt werden kann.