Hülse und damit versehenes Bauteil Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hülse zum Einbringen in eine zwei Seiten eines Bauteils verbindende Öffnung, die mindestens einen eine Längsachse aufweisenden Hohlkörper mit einer Außenseite aufweist, wobei der Hohlkörper zumindest mit einem Teil der Außenseite zumindest in radialer Richtung zur Längsachse an das Bauteil anlegbar ist und auf ein mit einer derartigen Hülse versehenes Bauteil.

Stand der Technik

Es ist bereits eine Hülse allgemein bekannt, die bevorzugt in eine zwei Seiten eines als Hohlprofil ausgebildeten Bauteils verbindende Öffnung bzw. Bohrung eingebracht wird. Ebenso wie die erfindungsgemäße Hülse dient auch diese Hülse dazu, das Hohlprofil beim Anschrauben weiterer Bauteile gegen Beschädigungen der Lochleibung und gegen Zusammendrücken des Hohlprofils zu schützen. Die Hülse nimmt die über eine innerhalb der Hülse angeordnete Verschraubung einge- brachte Montagekraft auf. Durch die Hülse wird der Lochleibungsdruck eines Schraubbolzens mit einem kleinen Durchmesser auf eine größere Fläche verteilt. Gleichzeitig dient die Hülse als Distanzstück für die Verschraubung, damit gerade beim Einsatz von Hohlprofilen diese nicht zusammenge- drückt werden.

Die bekannte Hülse weist gegenüber dem Hohlprofil einen Ü- berstand auf, d. h. sie ist breiter als das Hohlprofil. Nach dem Einführen in das Hohlprofil wird die Presshülse stirnseitig umgebördelt, sodass ein Bund entsteht, der die Presshülse in axialer Richtung am Hohlprofil fixiert. In umgebördeltem Zustand ist die Hülse immer noch breiter als

das Bauteil, d. h. der Bund steht über. Das Umbördeln erfolgt mit einer Taumelnietmaschine, die im Allgemeinen aufgrund ihrer Größe stationär betrieben wird. In radialer Richtung liegt die Presshülse spielfrei an der Bohrung an. Dies wird bevorzugt über eine gerändelte Fläche an der Hülse bewirkt, die gleichzeitig ein Verdrehen der Hülse verhindert .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hülse dieser gattungsgemäßen Art derart auszubilden und anzuordnen, dass sie einfacher und schneller montiert und präziser an Bautoleranzen angepasst werden kann.

Darstellung der Erfindung

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Hülse durch mindestens zwei in Richtung der Längsachse nacheinander angeordnete Hülsenkörper gebildet ist, wobei der erste Hülsenkörper und der zweite Hülsenkörper in axialer und in radialer Richtung zur Längsachse über zumindest ein Verbindungselement miteinander verbindbar sind.

Hierdurch wird erreicht, dass jeweils ein Teil der Hülse von jeweils gegenüberliegenden Seiten in die Öffnung eingesteckt werden kann und somit der für die Funktion der Hülse notwendige Bund schon vor der Montage an die Hülse, z. B. durch Drehen, angeformt werden kann. Dies hat in der Folge den Vorteil, dass das aufwendige Bördelverfahren zum Erzeu- gen des Bundes und zur Montage der Hülse nicht notwendig ist und die Hülse vor Ort montiert werden kann. Zudem können Hülsen mit großen Wandstärken und aus einem Material mit hoher Festigkeit eingesetzt werden, da der Bund nicht durch Bördeln angeformt werden muss.

Die Verbindung kann form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig sein, z. B eine Rastverbindung, eine Schraubverbindung, eine Preßsitzverbindung oder eine Klebeverbindung. Darüber hinaus kann auch eine Verbindung, die etwa durch Reibschweißen hergestellt wird, zum Einsatz gelangen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Verbindungselement als Rastelement, als Gewinde oder als Pressverbindung ausgebildet ist. Dadurch wird eine schnelle und gegenüber dem bekannten Verfahren manuelle Montage ermöglicht. Rastelemente lassen sich ggf. mit Hilfe einer Zange ebenso wie Gewinde mit Hilfe eines Schraubenschlüssels ohne stationäres Werkzeug einfach verbinden. Die Rastverbindung hat gegenüber einem Gewinde den Vorteil, dass die beiden Hülsenkörper gleichzeitig beim Festziehen der Verschraubung des Bauteils verpresst werden können. Große Hülsen können auch mit einer hydraulischen Presse oder mit einem separaten Gewindebolzen mit Mutter verpresst werden.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der erste Hülsenkörper zumindest teilweise in den zweiten Hülsenkörper einführbar ist. Eine solche Steckverbindung gewährleistet einen definierten Stoßpunkt und gleichzeitig einen konstanten Außendurchmesser. Der Außendurchmesser der Hülse darf nämlich zumindest in dem Bereich, in dem die Hülse in die Öffnung eingeführt werden muss, ein gewisses Maß nicht überschrei- ten. Ausgehend vom Stoßpunkt können die Hülsenkörper miteinander verpresst oder verschraubt werden.

Vorteilhaft ist es auch, wenn beide Hülsenkörper in Richtung der Längsachse auf einer Seite das Verbindungselement und auf der dem Verbindungselement gegenüberliegenden Seite eine Anformung zum Befestigen des Hülsenkörpers an dem Bauteil aufweisen. Eine solche Anordnung ermöglicht es, die

Verbindungsstelle innerhalb des Bauteils bzw. des Hohlprofils anzuordnen und die Hülse von beiden Seiten in die Öffnung des Bauteils bzw. Hohlprofils einzuführen.

Dabei ist es vorteilhafterweise vorgesehen, wenn zumindest ein Teil der Anformung durch eine auf der Außenseite des Hülsenkörpers umlaufende Rändelung gebildet ist, die derart dimensioniert ist, dass sie zumindest über einen Teil des Umfangs des Hülsenkörpers formschlüssig in das Bauteil eingreifen kann. Je nach Ausbildung des Verbindungselements zwischen den beiden Hülsenkörpern ist es von Vorteil, beide Hülsenkörper mit Hilfe der Rändelung gegen Verdrehen im Bauteil zu sichern. Die Rändelung dringt bei der Montage in die Lochleibung ein.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, wenn zumindest ein Teil der Anformung durch einen auf der Außenseite des Hülsenkörpers umlaufenden Bund gebildet ist und der Hülsenkörper über den Bund in Richtung der Längsachse gegen das Bauteil anlegbar ist. Die Anformung ersetzt den im Stand der Technik bekannten umgebördelten Rand, der die Hülse in axialer Richtung gegenüber dem Bauteil fixiert. Der Bund wird durch Drehen und die Rändelung durch ein Rändelwerkzeug vor der Montage der Hülse an der Hülse angebracht .

Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Bund eine Stirnseite des Hülsenkörpers bildet. In den meisten Fällen ist es notwendig, dass die Stirnseite der Hülse bündig mit der Seitenfläche des Bauteils abschließt. Der Bund, der gleichzeitig die Stirnfläche der Hülse bildet, kann bspw. in der Form eines Senkkopfes derart geformt sein, dass die Stirn- seite und die Seitenfläche des Bauteils bündig abschließen.

Der Bund wird mit Hilfe einer entsprechenden Fase an der Öffnung des Bauteils in dieser versenkt.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Hülsenkörper zumindest eine optisch erkennbare Markierung über eine oder meh- rere Eigenschaften des Hülsenkörpers auf der Außenseite und/oder auf der Stirnseite aufweist. Durch die Markierung kann auf einfache Weise bspw. die Abmessung und die Art des Werkstoffs des jeweiligen Hülsenkörpers angezeigt werden. Gerade bei Bausätzen, bei denen verschieden lange Hülsen zum Einsatz kommen, ist die Länge der Hülsenkörper von großer Bedeutung. Die Hülse kann aus Metalllegierungen oder auch aus Kunststoff sowie aus einer Kombination von Metall und Kunststoff hergestellt werden. Als Kunststoffe kommen zähe Materialien mit einem hohen Elastizitätsmodul wie bspw. Polyvinylchlorid (PVC) , Polyamid (PA) , Polyoximethy- len (POM) und verschiedene andere Polymere wie auch Polyester in Betracht. Die Kunststoffe können auch faserverstärkt sein.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Hohlkörper einen kreis- runden, ovalen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Die erfindungsgemäße Hülse kann bspw. bei Leitersystemen als Alternative für die gewöhnlich rechteckförmigen, umgebördelten Sprossen eingesetzt werden.

Hinsichtlich der Montage ist es von Vorteil, wenn in die beiden Hülsenkörper ein Zentrierstab einführbar ist, mit

Hilfe dessen die beiden Hülsenkörper zueinander zentrierbar sind. Dies ermöglicht es gerade bei sehr langen Hülsen, die beiden Hülsenkörper schnell zusammenzuführen und einen richtigen Sitz ohne Verkanten am Stoßpunkt zu gewährleis- ten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Hohlraum des

Bauteils in der Regel nicht einsehbar ist.

Ferner ist es für die Montage von Vorteil, wenn die beiden Hülsenkörper manuell und/oder mit einem manuell oder pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Werkzeug verbindbar sind. Der Einsatz einer teueren und aufwendigen Taumelniet- maschine ist nicht notwendig.

Für eine einfache manuelle Verbindung ist es vorteilhaft, wenn der Hülsenkörper im Bereich des Verbindungselements in Richtung der Längsachse verlaufende Schlitze aufweist. Die Schlitze trennen das jeweilige Verbindungselement in Um- fangsrichtung. Dadurch wird erreicht, dass die beiden als Rastelement ausgebildeten Verbindungselemente ohne großen Kraftaufwand verbunden werden können, da sich die Hülsenkörper im Bereich der Schlitze leichter spreizen lassen.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, wenn das als Rastelement ausgebildete Verbindungselement des ersten Hülsenkörpers aus zumindest einer in Umfangs- richtung umlaufenden Hinterschneidung und das als Rastelement ausgebildete Verbindungselement des zweiten Hülsenkörpers aus einer in Umfangsrichtung umlaufenden Rastnase ge- bildet ist, die in die Hinterschneidung eingreift. Eine solche Verbindung ist bevorzugt nicht mehr lösbar.

Letztlich ist es von Vorteil, wenn mindestens ein dritter Hülsenkörper mit zwei Verbindungselementen vorgesehen ist, der als Verlängerung zwischen den ersten Hülsenkörper und den zweiten Hülsenkörper einsetzbar ist. Dadurch wird erreicht, dass die Länge der Hülse mit einfachen und billigeren Bauteilen variiert werden kann, ohne erneut eine Rände- lung und einen Bund anfertigen zu müssen. Dies ist auch hinsichtlich der Stabilität der Hülse nicht von Nachteil, da diese in Richtung der Längsachse ohnehin nur druckbelastet ist. In einem weiteren Schritt ist vorgesehen, zumin-

dest die Verlängerungsteile aus den vorstehend genannten Kunststoffen und die beiden unmittelbar mit dem Bauteil verbundenen Hülsenkörper aus Metall zu fertigen. Das Verlängerungsstück ist keinem Verschleiß ausgesetzt und kann bei Verwendung eines druckfesten Kunststoffes durchaus formstabil die notwendigen Kräfte dauerhaft übertragen.

Ein Bauteil mit einer Hülse in einer zwei Seiten des Bauteil verbindenden Öffnung, insbesondere ein Hohlprofil, weist erfindungsgemäß eine vorbeschriebene Hülse auf.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

Figur Ia zwei Hülsenkörper vor dem Einführen in eine Öff- nung eines Bauteils in perspektivischer Ansicht,

Figur Ib zwei Hülsenkörper gemäß Fig. Ia vor dem Einführen eines Zentrierstabs,

Figur Ic zwei Hülsenkörper gemäß Fig. Ib mit eingeführtem Zentrierstab,

Figur Id zwei miteinander verrastete Hülsenkörper gemäß Fig. Ic,

Figur 2a einen Hohlkörper bestehend aus zwei miteinander über eine Rastverbindung verbundenen Hülsenkörpern in einer Seitenansicht mit einer Aufbrechung,

Figur 2b den Hohlkörper aus Fig. 2a mit zwei miteinander über eine Schraubverbindung verbundenen Hülsenkörpern,

Figur 2c den Hohlkörper aus Fig. 2a mit zwei miteinander über eine Klebeverbindung verbundenen Hülsenkörpern,

Figur 3a einen Hohlkörper bestehend aus zwei nicht mitein- ander verbundenen Hülsenkörpern mit jeweils einer ersten Markierung in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 3b einen Hohlkörper gemäß Fig. 3a mit einer zweiten Markierung,

Figur 3c einen Hülsenkörper mit einer dritten Markierung und in axialer Richtung verlaufenden Schlitzen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

In den Fig. Ia bis Id ist der Montageablauf einer Hülse bestehend aus einem Hohlkörper 1 mit einem ersten Hülsenkör- per 1.1 und einem zweiten Hülsenkörper 1.2 dargestellt. Der erste Hülsenkörper 1.1 wird gemäß Fig. Ia von einer ersten Seite 3.1 eines als Hohlprofil ausgebildeten Bauteils 3 in eine Öffnung 3.3 eingeführt. Die Öffnung 3.3 verbindet die erste Seite 3.1 mit einer der ersten Seite 3.1 gegenüber- liegenden zweiten Seite 3.2 des Bauteils 3. Der zweite Hülsenkörper 1.2 wird von der zweiten Seite 3.2 aus in die Öffnung 3.3 eingeführt.

Wie in Fig. Ib dargestellt, werden die beiden Hülsenkörper 1.1, 1.2 ohne zu verkanten mit Hilfe eines Zentrier- Stabs 7 am Stoßpunkt zusammengeführt. Der Zentrierstab 7 ist bevorzugt breiter als das Bauteil 3, damit die beiden Hülsenkörper 1.1, 1.2 gerade bei langen Hülsen oder bei schwer zugänglichen Montagestellen einfach eingefädelt werden können.

Die beiden Hülsenkörper 1.1, 1.2 werden über jeweils ein am Ende eines jeden Hülsenkörpers 1.1, 1.2 vorgesehenes Verbindungselement 4.1, 4.2 miteinander verbunden.

Wenn die beiden Hülsenkörper 1.1, 1.2 gemäß Fig. Ic einge- fädelt sind, werden die in Fig. 2a näher beschriebenen und als Rastelemente ausgebildeten Verbindungselemente 4.1, 4.2, wie in Fig. Id dargestellt, verpresst bzw. geschlossen. Die Verbindungselemente 4.1, 4.2 liegen dabei zwischen den beiden Seiten 3.1, 3.2 im Innern des Bauteils 3.

Eine in Fig. 3b beschriebene Stirnseite 2.1 schließt bei verrasteter Hülse bündig mit der jeweiligen Oberfläche der beiden Seiten 3.1, 3.2 des Hohlprofils 3 ab. Hierzu weist ein in Fig. 2 näher beschriebener Bund 5.2 eine Fase auf. Dieser bauphysikalische Vorteil kann mit der bekannten Presshülse nicht erreicht werden, da hier der umgebördelte Bund immer aufträgt.

Das zu Bauteil 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Hohlprofil, das für den Bau von Gerüsten wie bspw. von Zeltgerüsten im Messebau eingesetzt wird. Solche Bauteile werden miteinander verschraubt (nicht dargestellt) oder an diesem Bauteil wird etwas befestigt, etwa Querverstrebungen.

Die Bolzen für die Verschraubung werden durch die Öff- nung 3.3 geführt. Es ist unbedingt zu vermeiden, dass das Bauteil 3 beim Befestigen zusammengedrückt wird. Ferner ist zu vermeiden, dass die Lochleibungen der Öffnung 3.3 mit der Zeit ausgeschlagen werden. Gerade beim Einsatz von Profilen aus Aluminium und dünnen Verschraubungsbolzen ist dies sehr häufig der Fall.

Beim Anziehen dieser Schraubverbindung wird die Hülse auf Druck beansprucht, nicht jedoch das Bauteil 3. Die Hülse bewirkt also, dass die Kraft der Verschraubung in Richtung einer Längsachse x nicht unmittelbar auf das Bauteil 3 ü- bertragen wird und somit das Bauteil 3 nicht zusammengedrückt wird. Ferner bewirkt die Hülse, dass die Zugkraft in radialer Richtung zur Längsachse x über die spielfreie Verbindung zwischen dem Bauteil 3 und den Hülsenkörpern 1.1, 1.2 von dem Verschraubungsbolzen auf die Lochlei- bung übertragen wird.

Fig. 2a zeigt den aus den beiden Hülsenkörpern 1.1, 1.2 zusammengesetzten Hohlkörper 1 der Hülse. Der erste Hülsenkörper 1.1 weist eine umlaufende Rastnase als Verbindungselement 4.1 auf. Die Rastnase 4.1 greift in das als umlau- fende Hinterschneidung ausgebildete Verbindungselement 4.2 des zweiten Hülsenkörpers 1.2 ein. Die Verbindungselemente 4.1, 4.2 verrasten, wenn sie in Richtung der Längsachse x über eine Schrägfläche 4.3 zusammengedrückt bzw. ver- presst werden. Dabei kommen die Hülsenkörpern 1.1, 1.2 an einer Anschlagfläche 4.4 zur Anlage und stützen sich aneinander ab, wodurch auf die Hülse einwirkende Druckkräfte bei einer Befestigung eines weiteren Bauteils mittels einer durch die Hülse geführten Schraubverbindung von der Hülse selbst aufgenommen werden.

Anstelle einer Verrastung kann auch eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt werden, etwa durch eine geeignete Wahl von Presspassungen an den Hülsenkörpern 1.1, 1.2. Auch hier können kommen die Hülsenkörpern 1.1, 1.2 an einer Anschlagfläche 4.4 zur Anlage kommen.

In Figur 2b ist der Hohlkörper aus Fig. 2a mit zwei miteinander über eine Schraubverbindung mit Innengewinde am Ver-

bindungselement 4.1 und mit einem Außengewinde am Verbindungselement 4.2 verbundenen Hülsenkörpern 1.1, 1.2 dargestellt. Auch hier können kommen die Hülsenkörpern 1.1, 1.2 an einer Anschlagfläche 4.4 zur Anlage kommen.

In Figur 2c ist der Hohlkörper aus Fig. 2a mit zwei miteinander über eine KlebstoffSchicht 4.5 mit einer Klebeinnenfläche am Verbindungselement 4.1 und mit einer Klebeaußenfläche am Verbindungselement 4.2 verbundenen Hülsenkörpern 1.1, 1.2 dargestellt. Auch hier können kommen die Hül- senkörpern 1.1, 1.2 an einer Anschlagfläche 4.4 zur Anlage kommen .

Die Verbindungselemente 4.1, 4.2 sind jeweils an einem Ende der Hülsenkörper 1.1, 1.2 vorgesehen. Am jeweils den Verbindungselementen 4.1, 4.2 gegenüberliegenden Ende der Hül- senkörper 1.1, 1.2 ist eine Anformung 5 vorgesehen. Die Anformung 5 besteht aus einer Rändelung 5.1 und dem Bund 5.2. Die Rändelung 5.1 dient dazu, den Hülsenkörper 1.1, 1.2 in radialer Richtung im Bauteil 3 zu fixieren. Durch die Rändelung 5.1 wird eine herstellungstechnisch sehr aufwendige Spielpassung zwischen dem Hülsenkörper 1.1, 1.2 und der Öffnung 3.3 vermieden.

Der Bund 5.2 bewirkt, dass der Hohlkörper 1 in Richtung der Längsachse x an den in Fig. Ia bis Id dargestellten Seiten 3.1, 3.2 des Bauteils 3 anschlägt. Der Hohlkörper 1 hat somit in axialer Richtung kein Spiel und überträgt alle in dieser Richtung eingeleiteten Kräfte.

Eine Länge L des verpressten Hohlkörpers 1 entspricht bevorzugt einem Abstand A der beiden Seiten 3.1, 3.2 des Bauteils 3 gemäß Fig. Ia.

In den Fig. 3a und 3b sind zwei unterschiedlich lange Hohlkörper 1 bestehend aus jeweils zwei Hülsenkörpern 1.1, 1.2 dargestellt. Die beiden Hohlkörper 1 sind durch eine Markierung 6 gekennzeichnet, die Aufschluss über die Abmessun- gen und ggf. über das verwendete Material gibt. Die Markierung 6 ist auf einer Außenseite 2 und auf der Stirnseite 2.1 der Hülsenkörper 1.1, 1.2 aufgebracht. Die Markierung 6 auf der Außenseite 2 erleichtert die Suche eines bestimmten Hülsenkörpers 1.1, 1.2 in einem Bausatz. Die Mar- kierung 6 auf der Stirnseite 2.1 ermöglicht eine Identifizierung eines schon eingebauten Hülsenkörpers 1.1, 1.2, dessen Außenseite 2 nicht mehr frei liegt.

In Fig. 3c ist der Hülsenkörper 1.2 mit mehreren Schlitzen 8 dargestellt. Die Schlitze 8 trennen die umlaufende Rastnase und verlaufen hierzu in Richtung der Längsachse x. Dadurch wird das Zusammenstecken bzw. Verpressen von zwei Hülsenkörpern 1.1, 1.2 vereinfacht.

Bezugszeichenliste

1 Hohlkörper

1.1 erster Hülsenkörper

1.2 zweiter Hülsenkörper 2 Außenseite

2.1 Stirnseite 3 Bauteil, Hohlprofil 3.1 erste Seite 3.2 zweite Seite 3.3 Öffnung

4.1 Verbindungselement, Rastelement, Hinterschneidung

4.2 Verbindungselement, Rastelement, Rastnase

4.3 Schrägfläche

4.4 Anschlagfläche 4.5 KlebstoffSchicht

5 Anformung

5.1 Rändelung

5.2 Bund

6 Markierung 7 Zentrierstab

8 Schlitze

A Abstand x Längsachse

L Länge