DE102015121479A1

DE102015121479A1 - Verbindungselement

Info

Publication number: DE102015121479A1
Application number: DE102015121479.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Asen; Igor Nesmjanowitsch
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Ein Verbindungselement mit einer Schraube (1) mit Hülse (2), wobei die Schraube (1) einen Kopf (3), einen Schaft (4) und ein Gewinde (13) aufweist, wobei der Schaft (4) einen Schaftabschnitt (7) und einen Gewindeabschnitt (6) mit einem größeren Durchmesser als der Schaftabschnitt (7) aufweist, wobei ein Innendurchmesser (11) der Hülse (2) in einer Engstelle reduziert wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Hülse (2) zur Realisierung der Engstelle wenigstens ein oder mehrere Geometrieelement(e) (8, 17) nach Art einer Sperrklinke aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement mit einer Schraube mit Hülse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Verbindungselemente sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Verbindungselement der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 102 15 883 B4 bekannt. Das Verbindungselement weist hier eine Schraube mit einem Kopf, einem Schaft und einem Gewinde auf, sowie ein unverlierbar angebrachtes Stützelement, das als Hülse ausgebildet ist. Der Durchmesser des Gewindeabschnittes ist größer als der des Schaftabschnittes. Die Hülse kann auf die Schraube aufgeschoben und anschließend mit mehreren Einprägungen fixiert werden. Problematisch ist, dass die Einprägungen erst nach dem Aufschieben der Hülse angebracht werden können, da andernfalls die Hülse nicht über das Gewinde geschoben werden kann.
Die Erfindung hat die Aufgabe dieses Problem zu mindern.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Demnach ist erfinderisch vorgesehen, dass die Hülse zur Realisierung der Engstelle wenigstens ein oder mehrere Geometrieelement(e) nach Art einer Sperrklinke aufweist.
Vorteilhaft ist, dass die Geometrieelemente, die die Hülse auf dem Schaft der Schraube fixieren, vor dem Aufstecken der Hülse auf die Schraube angebracht werden können. Dadurch kann in einfacher und damit vorteilhafter Weise das Verbindungselement vollständig vor der Montage für die Montage vorbereitet werden, so dass ein zusätzlicher Arbeitsgang während der Montage an dann schwer zugänglichen Stellen entfällt. Die Hülse kann somit vorteilhaft problemlos auf den Schaft der Schraube aufgeschoben, aber auf Grund der dann eintretenden Sperrwirkung des jeweiligen Geometrieelements nicht vom Schaft der Schraube abgezogen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das eine oder sind die mehreren Geometrieelement(e) eine oder mehrere jeweils an einer Verbindung nach innen gebogene Lasche(n), wobei die eine oder mehrere Lasche(n) jeweils aus der Hülse durch einen Trennprozess freigestellt ist/sind und in einen Innenraum der Hülse nach innen gebogen ist/sind. Dadurch kann das Geometrieelement einfach, ohne ein zusätzliches Bauteil kostengünstig und damit vorteilhaft realisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Lasche jeweils in einem mittleren Bereich der Hülse ausgebildet. Dadurch kann die Hülse auch im Zusammenspiel mit einem kürzeren Schaft der Schraube zu einem Verbindungselement montiert werden und ist dadurch vorteilhaft universell einsetzbar.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das eine oder sind die mehreren Geometrieelement(e) ein oder mehrere jeweils in einem einstückigen Einsatz angeordnete(s) keilförmige Segment(e), wobei der Einsatz aus einem Elastomer oder einem elastischen Kunststoffwerkstoff hergestellt ist. Dadurch wird ein Gewinde der Gewindeschafts der Schraube bei der Montage der Hülse vorteilhaft vor Beschädigung der Gewindegänge geschützt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das eine oder die mehreren Segment(e) jeweils zwei Keilflanken auf, wobei die eine Keilflanke, die in Aufschieberichtung der Hülse wirksam ist, einen Winkel α zum Schaft der Schraube einschließt, wobei der Winkel α vorzugsweise zwischen 5° und 15° beträgt und wobei die andere Keilflanke, die in Abziehrichtung der Hülse wirksam ist, einen Winkel β zum Schaft der Schraube einschließt, wobei der Winkel β vorzugsweise zwischen 75° und 90° beträgt. Durch die entsprechende Gestaltung der Winkel α und β wird auf einfache Art und Weise und damit vorteilhaft die gewünschte Sperrklinkenwirkung erzeugt.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
1a): eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes;
1b): eine Draufsicht auf das Verbindungselement aus 1a);
1c): eine Vorderansicht im Schnitt des Verbindungselementes aus 1a);
2a): eine Vorderansicht im Schnitt einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes;
2b): eine räumliche Ausschnittvergrößerung im Schnitt einer Hülse des Verbindungselementes nach 2a);
2c): eine räumliche Ausschnittvergrößerung im Schnitt eines Geometrieelementes der Hülse nach 2b);
2d): eine Draufsicht auf das Verbindungselementes nach 2a).
In 1a) ist ein erfindungsgemäßes Verbindungselement dargestellt. Das Verbindungselement weist eine Schraube 1 und eine Hülse 2a auf.
Die Schraube 1 ist hier als Bundschraube mit einem Kopf 3 und einem Schaft 4 ausgebildet. Der Kopf 3 weist eine Drehmomentübertragungskontur 5 auf, die zur Übertragung eines Drehmomentes mit einem hier nicht dargestellten Werkzeug dient. Die Drehmomentübertragungskontur 5 ist – wie in 1c) gut erkennbar dargestellt – hier beispielhaft als Innensechskant ausgeführt. Alternativ ist auch eine andere Drehmomentübertragungskontur 5, wie z. B. ein Innensechsrund („Torx”) möglich, siehe dazu 2a).
Der Schaft 4 erstreckt sich bis zum freien Ende der Schraube 1. Er weist einen Gewindeabschnitt 6 auf und einen zwischen dem Gewindeabschnitt 6 und dem Kopf 3 ausgebildeten, gewindefreien Schaftabschnitt 7. Der Gewindeabschnitt 6 hat einen größeren Durchmesser 10 als der Schaftabschnitt 7. Auf den Schaftabschnitt 7 ist die Hülse 2a aufgesetzt. Diese Hülse 2a ist kürzer als der Gewindeabschnitt 6, sie reicht hier vom Übergang des Kopfes 3 der Schraube 1 in den Schaft 4 der Schraube 1 bis kurz vor den Gewindeabschnitt 6 des Schaftes 4.
Die Hülse 2a weist eine Engstelle auf. Zur Realisierung der Engstelle weist die Hülse 2a wenigstens ein oder mehrere Geometrieelement(e) nach Art einer Sperrklinke auf. Die bzw. das Geometrieelement(e) ist/sind in 1a), bis 1c) als wenigstens eine oder mehrere Laschen 8 ausgeführt, die an drei Seiten aus der Hülse 2a durch einen Trennvorgang, der z. B. durch Stanzen erfolgen kann, freigestellt sind und die an einer Verbindung 12 zur übrigen Hülse 2a radial nach innen hin gebogen sind und derart über den inneren Umfang der Hülse 2a radial nach innen vorstehen.
Am radial inneren freien Ende der Laschen 8 ist der Abstand zwischen den Laschen 8 und dem Innendurchmesser 11 der Hülse 2 geringer als der Außendurchmesser 10 des Gewindeabschnitts 6. Der Innendurchmesser 11 der Hülse 2a ist allerdings größer als der Außendurchmesser 10 des Gewindeabschnitts 6 und der Außendurchmesser 9 des Schaftabschnitts 7. Die Laschen sind in axialer Richtung in etwa mittig an der Hülse 2a ausgebildet. Die Verbindung 12 der Laschen 8 liegt zu dem Kopf 3 der Schraube hin und das freie Ende der Laschen 8 liegt zum Gewindeabschnitt 6 hin orientiert. Derart kann die Hülse 2a problemlos auf den Schaft 4 aufgeschoben, aber auf Grund der dann eintretenden Sperrwirkung des jeweils freien Ende der Laschen 8 nicht vom Schaft 4 abgezogen werden.
In 2a) ist eine alternative Ausführungsform des Verbindungselements dargestellt. Auch dieses Verbindungselement weist eine Schraube 1 und eine Hülse 2b auf.
Die Hülse 2b weist ebenfalls eine Engstelle auf. Zur Realisierung der Engstelle weist die Hülse 2b an ihrem Innenumfang einen hülsenartigen, einstückigen Einsatz 14 auf. Der Einsatz 14 ist in einer Nut 15 der Hülse 2b gehalten, dazu weist der Einsatz 14 einen zu der Nut 15 korrespondierenden Wulst 16 auf. Der Einsatz 14 ist aus einem Elastomer oder einem anderen elastischen Kunststoff hergestellt und weist deshalb eine Federwirkung auf.
Der Einsatz 14 weist wenigstens ein oder mehrere Geometrieelement(e) nach Art einer Sperrklinke auf. Die bzw. das Geometrieelement(e) ist/sind als wenigstens eine oder mehrere keilförmige Segmente 17 des Einsatzes 14 ausgeführt, die hier an drei Seiten in den Innendurchmesser der Hülse 2b radial nach innen hineinragen und derart über den inneren Umfang der Hülse 2b radial nach innen vorstehen.
Am radial inneren freien Ende der Segmente 17 ist der Abstand zwischen den Laschen 8 und dem Innendurchmesser 11 der Hülse 2 geringer als der Außendurchmesser 10 des Gewindeabschnitts 6. Der Innendurchmesser 11 der Hülse 2b ist allerdings größer als der Außendurchmesser 10 des Gewindeabschnitts 6 und der Außendurchmesser 9 des Schaftabschnitts 7.
Die Segmente 17 sind in axialer Richtung an einem dem Kopf 3 der Schraube 1 zugewandten Ende an der Hülse 2b ausgebildet. Auf Grund der jeweils keilförmigen Geometrie der Segmente 17 ergibt sich ein Winkel α zwischen dem Schaft 4 der Schraube 1 und einer dann wirksamen Keilflanke 18 des jeweiligen Segments 17 in Aufschieberichtung der Hülse 2 in Richtung des Kopfes 3 der Schraube 1.
Dementsprechend wird bei einem Aufschiebevorgang in Richtung des Kopfes 3 der Schraube 1 der Werkstoff des jeweiligen Segments 17 nur allmählich elastisch verdrängt, was auf Grund der Federwirkung des elastischen Werkstoffs problemlos möglich ist.
In einer Abzugsrichtung der Hülse – also in Richtung des Gewindeabschnitts 6 der Schraube 1 – schließt eine dann wirksame Keilflanke 19 des jeweiligen Segments 17 mit dem Schaft 4 der Schraube 1 Winkel β ein, wobei der Winkel α kleiner ist als der Winkel β. Vorzugsweise beträgt der Winkel α zwischen 5° und 15° und der Winkel β zwischen 75° und 90°.
Durch den im Vergleich zu dem Winkel α deutlich größeren Winkel β muss zum Überwinden der Engstelle schlagartig eine vergleichsweise große Menge Werkstoff verdrängt werden, was jedoch auf Grund der begrenzten Federwirkung des elastischen Werkstoffs des jeweiligen Segments 17 durch entsprechende geometrische Gestaltung sowie einer entsprechenden Werkstoffauswahl der Segmente 17 nicht möglich ist.
Derart kann die Hülse 2b problemlos auf den Schaft 4 aufgeschoben, aber auf Grund der dann eintretenden Sperrwirkung des jeweiligen Segment 17 nicht vom Schaft 4 abgezogen werden.
Bezugszeichenliste

1: Schraube
2: Hülse
3: Schraubenkopf
4: Schaft
5: Drehmomentübertragungskontur
6: Gewindeabschnitt
7: Schaftabschnitt
8: Lasche
9: Schaftdurchmesser
10: Gewindedurchmesser
11: Innendurchmesser
12: Verbindung
13: Gewinde
14: Einsatz
15: Nut
16: Wulst
17: Segment
18: Keilflanke
19: Keilflanke
α: Winkel
β: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10215883 B4 [0002]

Claims

Verbindungselement mit einer Schraube (1) mit Hülse (2), wobei die Schraube (1) einen Kopf (3), einen Schaft (4) und ein Gewinde (13) aufweist, wobei der Schaft (4) einen Schaftabschnitt (7) und einen Gewindeabschnitt (6) mit einem größeren Durchmesser als der Schaftabschnitt (7) aufweist, wobei ein Innendurchmesser (11) der Hülse (2) in einer Engstelle reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) zur Realisierung der Engstelle wenigstens ein oder mehrere Geometrieelement(e) (8, 17) nach Art einer Sperrklinke aufweist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Geometrieelement(e) eine oder mehrere jeweils an einer Verbindung (12) nach innen gebogene Lasche(n) (8) ist/sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehrere Lasche(n) (8) jeweils aus der Hülse (2) durch einen Trennprozess freigestellt ist/sind und in einen Innenraum der Hülse (2) nach innen gebogen ist/sind.
Verbindungselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (8) jeweils über die Verbindung (12) mit der Hülse (2) verbunden ist.
Verbindungselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (8) jeweils in einem mittleren Bereich der Hülse (2) ausgebildet ist.
Verbindungselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Verbindung (12) der Lasche (8) an der Hülse (2) zum Kopf (3) der Schraube (1) orientiert ist und das freie Ende der Lasche (8) zu der vom Kopf (3) der Schraube (1) abgewandten Ende in der Hülse (2) ausgebildet ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Geometrieelement(e) ein oder mehrere jeweils in einem einstückigen Einsatz (14) angeordnete(s) keilförmige Segment(e) (17) ist/sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (14) durch eine Nut (15) in der Hülse (2) gehalten ist und dazu einen zu der Nut korrespondierenden Wulst (16) aufweist.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (14) aus einem Elastomer oder einem elastischen Kunststoffwerkstoff hergestellt ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Segment(e) (17) jeweils zwei Keilflanken (18, 19) aufweist/aufweisen.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Segment(e) 17 in axialer Richtung an einem dem Kopf (3) der Schraube (1) zugewandten Ende an der Hülse (2b) ausgebildet sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Keilflanke (18), die in Aufschieberichtung der Hülse (2) wirksam ist, einen Winkel α zum Schaft (4) der Schraube (1) einschließt, wobei der Winkel α vorzugsweise zwischen 5° und 15° beträgt.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Keilflanke (19), die in Abziehrichtung der Hülse (2) wirksam ist, einen Winkel β zum Schaft (4) der Schraube (1) einschließt, wobei der Winkel β vorzugsweise zwischen 75° und 90° beträgt.