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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungselement zum Verbinden
von Konstruktionsteilen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Zum
Verbinden von Konstruktionsteilen werden häufig Verbindungselemente verwendet,
welche ein Kopfteil und einen daran angeordneten Schaftteil, beispielsweise
Bolzen, Schrauben oder dergleichen aufweisen. Die Verbindungselemente
werden dabei durch entsprechende Aussparungen, Bohrungen oder Ausnehmungen
der Konstruktionsteile gesteckt und mit einem Sicherungselement,
beispielsweise einem Splint, einer Schraubenmutter oder dergleichen, gesichert,
so dass die Konstruktionsteile zwischen dem Kopfteil des Verbindungselements
und dem Sicherungselement gehalten sind. Derartige Verbindungselemente
dienen bspw. auch zum Verbinden von Masten, Mastteilen und Mastelementen
im Bootsbereich.
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Nachteilig
hierbei ist, dass zum Aufbringen des Sicherungselementes häufig nicht
genügend Platz
zur Verfügung
steht, so dass sich die Montage schwierig und zeitaufwendig gestaltet.
Unter Umständen
kann daher während
des Montagevorganges ein Sicherungselement verloren gehen, so dass ein
neues Sicherungselement erforderlich ist. Außerdem entstehen durch die
Verwendung von Splinten Verletzungsgefahren und, bspw. im Bereich
der Bootstechnik, die Gefahr der Beschädigung von Segeln und Tauwerk
durch hervorstehende und scharfkantige Teile.
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Aus
der
DD 108 575 ist eine
Vorrichtung zur Schnellverbindung von Bauteilen bekannt, die aus
einer Hülse
mit einer exzentrischen Bohrung und einem Verschlusselement, bestehend
aus einem Bolzen mit Kopf gleicher Exzentrität und einem Drehelement, besteht
und dabei fest und drehbar miteinander verbunden ist.
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Weiterhin
ist aus der
GB 567,474 eine
Befestigungsvorrichtung bekannt, die aus einem Zapfen und einem
beweglichen Bauteil besteht, das exzentrisch an einem Zapfen angebracht
ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement
der eingangs genannten Art anzugeben, das sich zusammen mit dem Sicherungselement
in einfacher Weise auch bei beengten Platzverhältnissen montieren lässt und
das zur Vermeidung von Verletzungen und Beschädigungen am Material keine
scharfkantigen hervorstehenden Teile aufweist.
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Diese
Aufgabe wird i. w. durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Verbindungselement mit
Sicherungselement lässt
sich in einfacher Weise montieren. Hierbei erstreckt es sich durch
entsprechende Ausnehmungen oder Bohrungen der zu verbindenden Konstruktionsteile,
wobei ein Sicherungselement vorgesehen ist, das beweglich an dem
Verbindungselement gehalten ist. Danach wird das Sicherungselement
in seine Sicherungsstellung gebracht, indem es seitlich gegenüber dem
Verbindungselement nach außen
vorsteht. In einer entsicherten Stellung kommt das Sicherungselement
innerhalb der Querschnittsfläche
des Verbindungselementes zum Liegen. Das Verbindungselement erstreckt
sich lediglich mit einem Schaftteile durch die Bohrungen der Ausnehmungen
der Konstruktionsteile. Das Sicherungselement ist an einem freien
Ende des Schaftteils gehalten. Dadurch ist eine einfache Montage
mit Ein- oder Hindurchschieben des Verbindungselementes mit dem
Sicherungselement voran durch die Aussparungen oder Aufnehmungen
der zu verbindenden Konstruktionsteile gewährleistet.
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Die
Konstruktionsteile sind damit sicher zwischen Kopfteil einerseits
und dem Sicherungselement andererseits eingespannt, so dass eine
sichere Verbindung der Konstruktionsteile gewährleistet ist. Da das Sicherungselement
an dem Verbindungselement gehalten ist, ist ein Verlieren des Sicherungselementes
bei der Montage ausgeschlossen.
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Die
erfindungsgemäße Verbindung
lässt sich ohne
scharfkantige hervorstehende Teile herstellen, so dass Verletzungen
des Monteurs oder Beschädigungen
an den Konstruktionsteilen selbst oder angrenzenden Teilen oder
Materialen vermieden sind.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass zum Verbinden der Konstruktionsteile
und zu deren Lösen
auf zusätzliches
Werkzeug verzichtet werden kann.
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Vorzugsweise
ist dabei das wenigstens eine Sicherungselement unverlierbar an
dem freien Ende des Schaftteils gehalten.
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Durch
diese Maßnahme
ist ein unbeabsichtigtes Trennen von Verbindungselement und Sicherungselement
ausgeschlossen, sowohl beim Sichern selbst als auch beim Entsichern.
Zudem bilden Verbindungselement und Sicherungselement zu jeder Zeit
eine Einheit, auch wenn sie bspw. nur gelagert oder transportiert
werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist das wenigstens eine Sicherungselement scheibenförmig ausgebildet,
vorzugsweise bspw. dem im Querschnitt kreisförmigen Schaftteil des Verbindungselementes
angepasst.
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Nach
einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das wenigstens eine
Sicherungselement exzentrisch an dem freien Ende des Schaftteils
gelagert, so dass die Verbindung der Konstruktionsteile durch einfaches
Verschwenken des Sicherungselementes gegenüber dem Schaftteil ge- und
entsichert werden kann.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist das wenigstens eine Sicherungselement vermittels
einer Langloch/Bolzen-Verbindung in radialer Richtung zum Schaftteil
verschiebbar. Das Sicherungselement wird hierbei aus der entsicherten Stellung,
in welcher es sich innerhalb der Querschnittsfläche des Schaftteils befindet,
in die Sicherungsstellung entlang der Langloch/Bolzen-Verbindung
radial nach außen
verschoben.
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Nach
dem gleichen Prinzip funktioniert eine Ausgestaltung der Erfindung,
bei der das wenigstens eine Sicherungselement vermittels eines Schienenführungssystems
in radialer Richtung zum Schaftteil verschiebbar ist. Dabei kann
bspw. an dem freien Ende des Schaftteils eine Schiene angeordnet
sein, in der das Sicherungselement verschiebbar geführt ist.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Sicherungselement
mittels einer Rastverbindung in Sicherungsstellung an dem Schaftteil gehalten.
Durch die erfindungsgemäßen Rastverbindungen
ist ein sicheres Verbinden der Konstruktionsteile gewährleistet,
da ein unbeabsichtigtes Überführen des
Sicherungselementes von der Sicherungsstellung in die entsicherte
Stellung nicht ausgeschlossen ist. Ebenso ist ein unbeabsichtigtes Überführen des
Sicherungselementes in die Sicherungsstellung vermieden, etwa beim
Hindurchschieben durch die Ausnehmung oder Bohrung der zu verbindenden
Konstruktionsteile, was ansonsten ein Verklemmen des Verbindungselementes
zur Folge hätte.
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Die
Rastverbindung weist vorteilhafterweise einen an dem freien Ende
des Schaftteils angeordneten druckbelasteten Raststift auf, der
in eine mit dem Querschnitt des Raststiftes korrespondierende Ausnehmung
in dem Sicherungselement eingreift. Solche Rastverbindungen mit
Raststift und Ausnehmung sind in konstruktiv einfacher Weise herstellbar.
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Darüber hinaus
ist auch ein gezieltes schnelles Lösen der Verbindung, das heißt ein Überführen des
Sicherungselementes von der Sicherungsstellung in eine entsicherte
Stellung, schnell durchführbar.
Hierfür
ist es nur erforderlich, den Raststift gegen die aus der Druckbelastung
resultierende Federkraft außer
Eingriff mit der Ausnehmung zu bringen und das Sicherungselement
durch Schieben oder Verschwenken, je nach Ausführungsform, in die entsicherte
Stellung zu bringen. Danach können
die Konstruktionsteile wieder voneinander gelöst werden.
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Die
Druckbelastung des Raststiftes wird vorteilhafterweise durch eine
mechanische Feder erzeugt, die innerhalb des Schaftteils angeordnet
ist und sich mit einem Ende am Schaftteil abstützt, während das andere Ende die Federkraft
auf den Raststift überträgt.
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In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Schaftteil eine
gasgefüllte
Druckkammer auf, in welcher der Raststift gelagert ist. Hierdurch
ist ebenfalls eine zuverlässige
Druckbeaufschlagung des Raststiftes gewährleistet.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Ausnehmung für
den Raststift beispielsweise innerhalb des Sicherungselementes oder
an seinem radial äußeren Rand
gebildet. Im Falle der Anordnung der Ausnehmung am radial äußeren Rand
des Sicherungselementes ergibt sich eine besonders günstige Handhabung
für das
Sichern und Entsichern.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist das Sicherungselement bei einem
im Querschnitt nicht rotationssymmetrischen Schaftteil, beispielsweise
einem im Querschnitt elliptischen oder mehreckigen Schaftteil, konzentrisch
an dem freien Ende des Schaftteils gelagert. Bei derartigen Schaftteilen ist
die konzentrische Lagerung zur Sicherung des Verbindungselementes
ausreichend.
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Erfindungsgemäß kann sich
auf dem dem Sicherungselement gegenüberliegenden Ende des Schaftteiles
ein Kopfteil befinden, welches sich radial nach außen über den
Umfang des Schaftteiles erstreckt.
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Alternativ
ist es aber auch möglich,
dass auf beiden Seiten des Schaftteiles jeweils ein Sicherungselement
vorgesehen ist.
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Weitere
Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder
bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller
Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es
zeigen:
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1 eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes
während
des Verbindens zweier Konstruktionsteile in einer Schnittdarstellung,
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2 das
Verbindungselement gemäß 1 in
Sicherungsstellung,
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3 eine
Draufsicht auf ein Sicherungselement mit einer kreisförmigen Ausnehmung
für einen Sicherungsstift,
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4 eine
Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
eines Sicherungselements mit einer kreissegmentförmigen Ausnehmung für den Sicherungsstift
am radial äußeren Rand
und
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5 eine
Draufsicht auf eine wiederum andere Ausführungsform eines Sicherungselementes mit
einem Langloch zum Verschieben des Sicherungselementes von der entsicherten
Stellung in die Sicherungsstellung und einer kreissegmentförmigen Ausnehmung
am radial äußeren Rand
zum Eingreifen eines Raststiftes.
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In 1 ist
ein Verbindungselement 1 zum Verbinden von Konstruktionsteilen 2,
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
zwei Schenkel eines U-förmigen
Bügelteils,
dargestellt. Das Verbindungselement 1 weist ein Kopfteil 3 mit
sich daran anschließenden Schaftteil 4 auf,
an dessen freien Ende ein Sicherungselement 5 angeordnet
ist.
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Bei
dem hier gewählten
Ausführungsbeispiel weisen
Kopf- und Schaftteil 3, 4 jeweils kreisförmige Querschnitte
auf. Das Sicherungselement 5 ist als Scheibe ausgeführt mit
einem an das Schaftteil 4 angepaßten Querschnitt.
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Zum
Herstellen der Verbindung wird das Verbindungselement 1 mit
seinem Schaftteil 3 durch entsprechende Bohrungen 13 der
zu verbindenden Schenkel 2 hindurchgeführt, bis es sich mit seinem Kopfteil 3 an
einem der Schenkel abstützt.
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Beim
Hindurchschieben des Schaftteiles 4 durch die Bohrungen 13 der
beiden Schenkel 2 befindet sich das Sicherungselement 5 in
seiner entriegelten Stellung, wie diese in 1 dargestellt
ist, indem es, ohne gegenüber
dem Schaftteil radial nach außen überzustehen,
sich innerhalb der Querschnittsfläche des Schaftteils 4 befindet.
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Um
die Verbindung der Konstruktionsteile zu sichern, wird das Sicherungselement 5 aus
der entriegelten Stellung in eine Sicherungsstellung gemäß 2 gebracht.
In dieser Sicherungsstellung steht das Sicherungselement 5 gegenüber dem
Schaftteil 4 des Verbindungselementes 1 radial
nach außen vor.
Ein Lösen
der zu verbindenden Konstruktionsteile 2 ist dann nicht
mehr möglich.
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Um
zu verhindern, dass sich das Sicherungselement 5 unbeabsichtigt
aus der Sicherungsstellung in die entsicherte Stellung zurückbewegt, weist
das Verbindungselement eine Rastverbindung auf. Diese Rastverbindung
ist bei den hier gewählten Ausführungsbeispielen
durch einen federbelasteten Raststift 6 realisiert, der
in Sicherungsstellung in eine Ausnehmung 8 des Sicherungselementes 5 eingreift. Die
Federvorspannung wird vorliegend durch eine Druckfeder 7 erzeugt.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 3 und 4 ist
das Sicherungselement 5 drehbar um einen Stift 9 gelagert.
Das Überführen des
Sicherungselementes 5 aus der entsicherten Stellung in
die Sicherungsstellung erfolgt dabei durch Verschwenken, bis die
Ausnehmung 8 über
den Raststift 6 zu liegen kommt. Dabei greift der Raststift 6 infolge
seiner Federvorspannung in die Ausnehmung 8 an dem scheibenförmigen Sicherungselement 5 ein.
Ersichtlich befindet sich der Raststift 6 beim Verschwenken
des Sicherungselementes 5 in seiner zurückgezogenen Position innerhalb
des Schaftteiles 4, wobei die dem Schaftteil 4 zugewandte
Unterseite des scheibenförmigen
Sicherungselementes 5 über
die Stirnseite des Raststiftes 6 gleitet.
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In 3 ist
die Ausnehmung 8 für
den Raststift 6 als Bohrung innerhalb des scheibenförmigen Sicherungselementes 5 ausgebildet.
Eine weitere Bohrung 10 dient als Lagerauge für den Lagerstift 9 zum
Verschwenken des Sicherungselementes 5
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4 zeigt
ein vom Wirkprinzip her gleich gestaltetes Sicherungselement 5,
wobei jedoch die Ausnehmung 8 kreissegmentförmig am
radialen Rand des scheibenförmigen
Sicherungselementes 5 ausgebildet ist.
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In 5 ist
hingegen eine nach einem anderen Wirkprinzip funktionierende Ausbildung
des Sicherungselementes 5 dargestellt. Im Gegensatz zu den
Ausführungsformen
gemäß den 3 und 4 ist
das Sicherungselement nicht drehbar an dem freien Ende des Schaftteils 4 angeordnet,
sondern in radialer Richtung verschiebbar. Die Verschiebung wird
durch eine Langloch/Bolzen-Verbindung ermöglicht. Dabei greift ein Bolzen 12 durch
ein Langloch 11 des scheibenförmigen Sicherungselementes 5 hindurch
und ist in dem freien Ende des Schaftteiles 4 fixiert.
Hierdurch ist das Sicherungselement 5 längs dem Langloch an dem freien
Ende des Schaftteils 4 aus der entsicherten Stellung, in welcher
dieses scheibenförmige
Sicherungselement 5 i. w. mit dem Schaftteil 4 fluchtet,
in einer Sicherungsstellung verschiebbar, in welcher der Raststift 6 in
die Ausnehmung 8 des Sicherungselementes 5 einrastet.
In dieser Sicherungsstellung steht das Sicherungselement 5 radial
nach außen
gegenüber dem
Schaftteil 4 vor.
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Durch
erfindungsgemäße Verbindungselemente
ist nicht nur ein sicheres, einfaches und schnelles Verbinden von
Konstruktionsteilen ermöglicht,
vielmehr ist auch das Lösen
in entsprechender Weise schnell und einfach durchzuführen. Hierzu
ist nur notwendig, den Raststift 6 entgegen die Kraft der Druckfeder 7,
aus der Ausnehmung 8 heraus in den Schaftteil 4 einzudrücken. Das
Sicherungselement 5 läßt sich
dann wieder aus der Sicherungsstellung in die nicht entsicherte
Stellung überführen, indem
es entweder zurückgeschwenkt
oder zurückgeschoben wird.
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- 1
- Verbindungselement
- 2
- Konstruktionsteil
- 3
- Kopfteil
- 4
- Schaftteil
- 5
- Sicherungselement
- 6
- Raststift
- 7
- Druckfeder
- 8
- Bohrung
- 9
- Lagerstift
- 10
- Bohrung
- 11
- Langloch
- 12
- Bolzen
- 13
- Bohrung