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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Bolzen-Scheiben-Anordnung, umfassend ein Bolzenelement mit
einem Schaft und umfassend mindestens eine auf den Schaft aufschiebbare
Scheibe, wobei der Schaft und die Scheibe eine solche Kodierung aufweisen,
daß die
Scheibe ausschließlich
in einer vorbestimmten Lage aufschiebbar ist.
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Eine solche Anordnung kann insbesondere Bestandteil
einer Verbindunganordnung sein, umfassend das Bolzenelement mit
einem Kopf und mit dem sich an den Kopf anschließenden Schaft, wobei der Kopf
aus einem konzentrisch zu einer Bolzenlängsachse angeordneten Angriff
für ein
Werkzeug und einer exzentrisch zu der Bolzenlängsachse angeordneten ersten
Exzenterscheibe gebildet ist, und umfassend mindestens eine, einseitig
einen Umfangs-Stanzgrat aufweisende, zweite Exzenterscheibe, die
mit einer exzentrisch angeordneten Aufschiebeöffnung auf den Schaft aufschiebbar
ist, wobei der Schaft und die zweite Exzenterscheibe eine derartige Kodierung
aufweisen, daß die
zweite Exzenterscheibe ausschließlich derart lagerichtig auf
den Schaft aufschiebbar ist, daß der
Umfangs-Stanzgrat von dem Kopf weg weist.
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Des weiteren umfaßt die Erfindung auch die Elemente
der jeweiligen Anordnung als einzelne Teile.
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Ähnliche
Verbindungsanordnungen dienen zum Verbinden und relativen Ausrichten
von beispielsweise zwei Bauteilen zueinander. Sie weisen zumeist
auf dem Schaft einen Gewindeabschnitt auf, auf den eine Schraubenmutter
aufschraubbar ist. Die beiden Exzenterscheiben passen in Ausnehmungen der
beiden Bauteile, wobei die Verbindung über die aufschraubbare Mutter
fixierbar ist. Ein Verdrehen des Kopfes führt dann über die Exzenterscheiben zu einer
Lageveränderung
der Bauteile.
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Bei der auf den Schaft aufschiebbaren
Exzenterscheibe handelt es sich meist um ein Stanzelement. Beim
Stanzvorgang entsteht eine Kante, die an einer Seite eine abgerundete
Form und an ihrer anderen Seite einen in Stanzrichtung überstehenden Stanzgrat
aufweist. Dieser Stanzgrat kann bei Anlage in der Ausnehmung zu
Beschädigungen
des Bauteils führen.
Um derartige Beschädigungen
bei der Montage zu verhindern, war es daher üblich, die Exzenterscheibe
vor der Montage zu entgraten, was mit Aufwand und entsprechenden
Kosten verbunden ist. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 200 12 108 U1 ist
eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei
der das Entgraten entfallen kann, die aber trotzdem eine leichte
und schnelle Montage erlaubt, wobei der vorhandene Stanzgrat nicht
stört,
weil der Schaft und die zweite Exzenterscheibe eine Kodierung aufweisen,
wodurch die zweite Exzenterscheibe ausschließlich so auf den Schaft aufschiebbar
ist, daß ihr
Umfangs-Stanzgrat von dem Kopf weg weist. Durch die Kodierung wird dabei
auch erreicht, daß eine
notwendigen Lageausrichtung der beiden Exzenterscheiben zueinander während der
Montage in sehr kurzer Zeit realisiert werden kann. Als eine vorteilhafte
Kodierung wird dabei die Anordnung zweier Führungsnuten mit in Richtung
der Bolzenlängsachse
verlaufender Längsachse
und unterschiedlichen Querschnitten beschrieben, wobei die Führungsnuten
mit sich ins Innere der exzentrisch angeordneten Aufschiebeöffnung der zweiten
Exzenterscheibe erstreckenden Nasen zusammenwirken. In weiteren
Ausführungsformen
erfolgt die Kodierung jeweils über
nur eine, im Querschnitt unsymmetrische Führungsnut, in der eine entsprechend
ausgeführte
Nase führbar
ist. Die bekannte Verbindungsanordnung hat sich in der Praxis bewährt, wobei
allerdings eine hohe Funktionalität der Anordnung die Einhaltung
sehr enger Toleranzgrenzen für
die Führungsnuten
und Nasen bei der Fertigung erfordert, der im Sinne einer ökonomischeren Fertigung
die Forderung zur Senkung des Herstellungsaufwandes entgegensteht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung zu schaffen, mit
der bei zumindest gleichbleibend hoher Funktionalität eine Senkung
des technologischen Herstellungsaufwands erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Kodierung aus mindestens einem sich über mindestens einen Teilbereich
der Länge
des Schaftes erstreckenden, hinsichtlich aller durch eine zentrale
Querschnittslängsachse verlaufenden
radialen Achsen unsymmetrischen, konvex ausgebildeten Querschnitt
und aus einer zu diesem Querschnitt formschlüssigen Aufschiebeöffnung der Scheibe
besteht. Im Falle der Verbindungsanordnung mit Exzenterscheibe kann
es sich dabei insbesondere um die erfindungsgemäß gestaltete Scheibe handeln.
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Die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen Anordnung,
insbesondere das Bolzenelement und die (zweite Exzenter-)Scheibe,
sind mit geringerem technologischen Aufwand, d. h.
einfacher, zu fertigen, da die Kodierung des Schaftes beispielsweise
durch Anreduzieren bestimmter Umfangsbereiche bei einer formgebenden
Umformung hergestellt werden kann. Falls der Schaft einen einendigen Gewindeabschnitt
aufweist, auf den eine Schraubenmutter aufschraubbar ist, kann sich
die Kodierung mit Vorteil dabei außerhalb des Gewindebereiches
befinden, d. h. insbesondere in einem
Mittelabschnitt des Schaftes, der zwischen dem Gewindeabschnitt
und dem Kopf angeordnet ist. Dies bewirkt zusätzliche Vorteile – einerseits
bei der Herstellung, andererseits beim Gebrauch, da der gesamte
erfindungsgemäß ausgebildete
Querschnitt des Schaftes zur Drehmomentenübertragung beiträgt.
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Die (zweite Exzenter-)Scheibe kann
als einfaches Stanzteil hergestellt werden, wobei in der Aufschiebeöffnung vorteilhafterweise
keine Nasen oder ähnliche
Vorsprünge
vorgesehen werden müssen.
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Für
die erfindungsgemäße Kodierung
sind verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen möglich. So
können
der unsymmetrische, konvex ausgebildete Querschnitt des Schaftes
und die zu diesem Querschnitt formschlüssige Aufschiebeöffnung in
der Grundgestalt die Form eines unregelmäßigen konvexen Polygons aufweisen.
Die Seiten des konvexen unregelmäßigen Polygons
können
zur Vermeidung der Ausbildung scharfer Kanten wiederum konvexe, insbesondere
kreisbogenförmige,
Verrundungen aufweisen.
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Der Querschnitt des Schaftes und
die Aufschiebeöffnung
können
mindestens zwei, vorzugsweise drei bis vier, hinsichtlich aller
durch die zentrale Querschnittslängsachse
verlaufenden radialen Achsen unsymmetrisch ausgebildete und/oder
angeordnete gerade Seiten umfassen, die dann aneinander und/oder
an Bogenabschnitte angrenzen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich
durch eine hohe Funktionalität
aus. So ist (wie auch bei der eingangs genannten bekannten Anordnung)
durch die erfindungsgemäße Kodierung
nicht nur die korrekte Lage der zweiten Exzenterscheibe hinsichtlich
des vorhandenen Grates, sondern auch relativ zu der am Kopf angeordneten
ersten Exzenterscheibe einstellbar. Beispielsweise kann es notwendig
sein, beide Exzenterscheiben deckungsgleich in Bezug auf die Bolzenlängsachse
anzuordnen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
und in der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand des in der
beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Bolzenelement
einer erfindungsgemäßen Anordnung
in Seitenansicht,
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2 das
erfindungsgemäße Bolzenelement
in einer vergrößerten Schnittdarstellung
gemäß der Linie
A-A in 1 (ohne Darstellung
der hinter der Schnittebene liegenden Teile),
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3 eine
vergrößerte Einzelheit
des Bolzenelementes in dem in 1 mit
B bezeichneten Bereich,
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4 eine
erfindungsgemäße, als
Exzenterscheibe ausgeführte
Scheibe der erfindungsgemäßen Anordnung
in perspektivischer Ansicht,
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5 und 6 in 2 entsprechenden, jedoch noch stärker vergrößerten Schnittdarstellungen zwei
weitere Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Bolzenelementes
der erfindungsgemäßen Anordnung.
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In den verschiedenen Figuren der
Zeichnungen sind gleiche Teile stets mit den selben Bezugszeichen
versehen, so daß sie
nachfolgend in der Regel auch nur einmal beschrieben werden Wie
aus 1 zu erkennen ist,
umfaßt
eine erfindungsgemäße Bolzen-Scheibeanordnung,
insbesondere eine Verbindungsanordnung, ein erfindungsgemäßes Bolzenelement 1,
insbesondere eine Schraube, die einen Kopf 2 und einen
im wesentlichen zylindrischen Schaft 4 mit einer Bolzenlängsachse
X-X aufweist. Der Kopf 2 besteht aus einem Angriff 6 für ein Werkzeug
und einer exzentrisch zu der Längsachse
X-X angeordneten ersten Exzenterscheibe 8. Die Ausrichtung
der ersten Exzenterscheibe 8 im Verhältnis zum Angriff 6 ist
dabei frei wählbar.
Der Schaft 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in drei Abschnitte 10, 12, 14 unterteilt.
Er beginnt im Anschluß an
die erste Exzenterscheibe 8 mit einem Führungsabschnitt 10,
an den sich im mittleren Bereich des Schaftes 4 ein Übergangsabschnitt
anschließt,
der einen geringeren Außendurchmesser
als der Führungsabschnitt 10 aufweist.
An den Übergangsabschnitt 12 schließt sich
ein Gewindeabschnitt 14 an, auf den eine Schraubenmutter
aufschraubbar ist.
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Dem erfindungsgemäßen Bolzenelement 1 ist
eine erfindungsgemäße als zweite
Exzenterscheibe 22 ausgeführte Scheibe 22 zugeordnet,
die als Einzelteil in 4 dargestellt
ist und die eine exzentrisch angeordnete Aufschiebeöffnung 24 aufweist. Die
Aufschiebeöffnung 24 ist
derart dimensioniert, daß sie
auf den Schaft 2 der Schraube 1 aufschiebbar ist.
Die Exzenterscheibe 22 weist einseitig einen bei der Herstellung
entstandene Stanzgrat auf, der nicht dargestellt ist. Der Schaft 4 und
die zweite Exzenterscheibe 22 weisen eine solche Kodienrung auf,
daß die
zweite Exzenterscheibe 22 ausschließlich derart auf den Schaft 4 aufschiebbar
ist, daß der Umfangs-Stanzgrat
von dem Kopf 2 weg weist.
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Die Kodierung besteht aus einem konvex ausgebildeten
Querschnitt Q (2), der
sich über mindestens
einen Teilbereich K (3)
der Länge des
Schaftes 4 erstreckt und der hinsichtlich aller durch eine
zentrale Querschnittslängsachse
X1 (die mit der Bolzenlängsachse
X-X zusammenfallen kann, aber nicht muß) verlaufenden radialen Achsen (beispielsweise
der in 2 dargestellten
Querachsen C-C, D-D oder der in 5 und 6 dargestellten Achsen M-O
und P-N) unsymmetrisch ist, und aus der zu diesem Querschnitt Q
formschlüssigen
Aufschiebeöffnung 24 der
zweiten Exzenterscheibe 22 (4).
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Der Teilbereich K (3) der Länge des Schaftes 4, über die
sich der erfindungsgemäß ausgebildete
Querschnitt Q erstreckt, kann sich insbesondere in einem gewindefreien
Abschnitt des Schaftes 4 – bevorzugt, wie 1 zeigt, in dem sich an
den Kopf 2 anschließenden
Führungsabschnitt 10 befinden.
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Wie 2, 4 und insbesondere 5 und 6 zeigen, kann der unsymmetrische, konvex
ausgebildete Querschnitt Q des Schaftes 4 und die zu diesem Querschnitt
Q formschlüssige
Aufschiebeöffnung 24 in
der Grundgestalt (Kern) bevorzugt die Form eines unregelmäßigen konvexen
Polygons aufweisen. Bei den Ausführungen
gemäß 5 und 6 handelt es sich dabei jeweils um Vierecke,
deren Eckpunkte mit M, N, O, P bezeichnet sind. Unter einem konvexen Polygon
wird dabei, wie dies in der Planimetrie üblich ist, ein Vieleck verstanden,
bei dem jede Verbindungsstrecke zweier beliebiger Eckpunkte durch
sein Inneres verläuft.
Ein konvexes Polygon hat daher keinen Eckwinkel, der 180° übersteigt.
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Zusätzlich können die Seiten des konvexen unregelmäßigen Polygons
konvexe, insbesondere kreisbogenförmige, Verrundungen R1, R2,
R3 (2), RA, RB, RC,
RD (5), RF, RG (6) aufweisen. Die Verrundungen
können
dabei entweder durch Bogenbereiche insbesondere eines ursprünglich im
wesentlichen kreisrunden oder elliptischen Querschnitts des Schaftes 4 gebildet
sein (z. B. R1, R2, R3 in 2; RC in 5; RG in 6) oder
durch von der ursprünglichen
Querschnittsform abweichende, insbesondere abgeflachte Bereiche (wie
RA, RB, RD in 5 und
RF in 6).
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Der Querschnitt Q des Schaftes 4 und
die Aufschiebeöffnung 24 können dabei
mindestens zwei, vorzugsweise drei bis vier, hinsichtlich aller durch
die zentrale Querschnittslängsachse
X1 verlaufenden radialen Achsen C-C, D-D, M-O, P-N unsymmetrisch
ausgebildete und/oder angeordnete gerade Seiten umfassen. In der
ersten Ausführung
der Erfindung sind dies die in 2 mit
S1, S2 und S3 bezeichneten Seiten, in der dritten Ausführung die mit
SA und SB bezeichneten Seiten der 6.
Hierbei ist es wichtig das jegliche Axialsymmetrie hinsichtlich
aller möglichen
in der Querschnittsfläche
liegenden Achsen vermieden wird, d. h.
die parallel angeordneten Seiten S1 und S2 sollten eine zumindest geringfügige unterschiedliche
Länge haben
und/oder die Seite S3 sollte zumindest geringfügig unsymmetrisch zur Achse
D-D angeordnet sein. Auch wäre
es beispielsweise möglich,
daß nur
eine der beiden Seiten S1, S2 parallel zur Achse D-D verläuft, während die
jeweils andere schräg
zu dieser Achse angeordnet ist. In Analogie gilt das Gleiche für die Seiten
der Aufschiebeöffnung 24 im
Hinblick auf alle Achsen, die zu der in 4 dargestellten Zentralachse Y1-Y1 der
Aufschiebeöffnung 24 radial
verlaufen.
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Im Detail wird der Querschnitt Q
in der Ausführung
gemäß 2 durch die beiden parallel
zueinander verlaufenden geraden Seiten S1 und S2 und die etwa rechtwinklig
zu diesen Seiten S1, S2 verlaufende gerade Seite S3 gebildet, wobei
diese geraden Seiten S1, S2, S3 jeweils durch die Verrundungen R1,
R2, R3, die insbesondere Kreisbogenabschnitte sind, miteinander
verbunden sind. Die Verrundung R1 wird dabei durch einen längeren Bogenabschnitt
gebildet und verbindet die Seiten S1 und S2. Die Verrundungen R2
und R3 werden jeweils durch kürzere
Bogenabschnitte gebildet, wobei die eine Verrundung R2 die Seiten
S1 und S2 und die andere Verrundung R3 die Seiten S1 und S3 verbindet. Die
erfindungsgemäße Asymmetrie
wird dabei bezüglich
der Achse C-C durch die der Verrundung R1 gegenüberliegende gerade Seite S3
und bezüglich der
Achse D-D insbesondere dadurch erzielt, daß die Seite S2 kürzer als
die Seite S1 ist und daß der
in 2 rechts neben der
Achse D-D liegende Abschnitt der Seite S3 länger ist als der links neben
der Achse D-D liegende Abschnitt dieser Seite S3. Es läßt sich
zeigen, daß es
aufgrund dieser Ausführung keine
Achse durch den Querschnitt Q gibt, hinsichtlich derer eine Symmetrie
besteht.
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Der Querschnitt gemäß der Ausführung in 5 wird durch die vier in
der angegebenen Reihenfolge hintereinander angeordneten Bogenabschnitte
RA, RB, RC und RD begrenzt, die jeweils mit unterschiedlicher (konvexer)
Krümmung
und unterschiedlicher Länge
ausgeführt
sind und die die Eckpunkte M, N, O, P eines ungleichseitigen Kern-Vierecks MNOP (mit
Strichlinien gezeichnet) verbinden. Weder gegenüber der Achse M-Q, noch gegenüber der
Achse N-P, noch gegenüber
irgendeiner anderen durch den Querschnitt Q verlaufenden Achse besteht eine
Symmetrie.
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Der Querschnitt gemäß der Ausführung in 6 wird durch die beiden
Bogenabschnitte RF und RG und durch die geraden Seiten SA und SB
gebildet, wobei die Bogenabschnitte RF, RG eine jeweils unterschiedliche
(konvexe) Krümmung
und Länge und
die geraden Seiten SA, SB jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen.
Die Bogenabschnitte RF, RG und die geraden Seiten SA, SB sind alternierend
hintereinander angeordnet und verbinden wiederum die Eckpunkte M,
N, O, P eines ungleichseitigen Kern-Vierecks MNOP (mit Strichlinien
gezeichnet). Weder gegenüber
der Achse M-Q, noch gegenüber
der Achse N-P, noch gegenüber
irgendeiner anderen durch den Querschnitt Q verlaufenden Achse besteht
eine Symmetrie.
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Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt eine hohe
Funktionalität,
die sich unter anderem darin äußert, daß die ebenen
oder gekrümmten
Seiten des Querschnitts Q neben ihrer Funktion als Kodierungselemente
auch ein auf das Bolzenelement 1 wirkendes Drehmoment auf
die zweite Exzenterscheibe 22 übertragen. Im montierten Zustand
kann die (zweite Exzenter-)Scheibe 22 durch die bereits erwähnte, hier
nicht dargestellte, auf den Gewindeabschnitt 14 aufschraubbare
Mutter gesichert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern umfaßt auch
alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen, beispielsweise Querschnittsformen, bei
denen das erwähnte
konvexe Polygon ein Dreieck oder ein Fünfeck ist und insbesondere
eine Bolzen-Scheiben-Anordnung, gemäß dem Anspruch 1, die nicht
alle Merkmale der Ausführungsbeispiele aufweist.
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Die Exzenterscheibe 22 mit
Stanzgrat steht, wie bereits erwähnt,
für eine
Scheibe 22 allgemein, die in einer vorbestimmten Lage auf
den Schaft 4 eines Bolzenelementes 1 geschoben
werden kann, wobei das Ende des Schaftes 4 verschiedenartig
gestaltet sein kann. Der beschriebene Kopf 2 stellt nur eine
Ausführungsmöglichkeit
dar. Eine andere wäre beispielsweise,
daß sich
am Ende des Schaftes 4 ein Gehäuse oder dergleichen befindet.
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Ferner ist die Erfindung bislang
auch noch nicht auf die in den Ansprüchen 1, 8 und 11 definierten
Merkmalskombinationen beschränkt,
sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten
Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein.
Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch
jedes Einzelmerkmal der genannten Ansprüche weggelassen bzw. durch
mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal
ersetzt werden kann. Insofern sind diese Ansprüche lediglich als ein erster
Formulierungsversuch für
eine Erfindung zu verstehen.
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- 1
- Bolzenelement
- 2
- Kopf
von 1
- 4
- Schaft
von 1
- 6
- Werkzeugangriff
von 2
- 8
- (erste)
Exzenterscheibe von 2
- 10
- Führungsabschnitt
von 4
- 12
- Übergangsabschnitt
von 4 zwischen 10 und 14
- 14
- Gewindeabschnitt
von 4
- 22
- (zweite
Exzenter-)Scheibe
- 24
- Aufschiebeöffnung von 22
- C-C
- Querachse
zu X1 (erste Ausführung)
- D-D
- Querachse
zu X1 (erste Ausführung)
- K
- Teilbereich
der Länge
von 4
- MNOP
- Polygon,
Kern von Q
- M,
N, O, P
- Polygon-Eckpunkte
- M-O
- Querachse
zu X1 (zweite und dritte Ausführung)
- N-P
- Querachse
zu X1 (zweite und dritte Ausführung)
- Q
- Querschnitt
von 4
- R1,
R2, R3
- Verrundungen
(erste Ausführung)
- RA,
RB, RC, RD
- Verrundungen
(zweite Ausführung)
- RF,
RG
- Verrundungen
(dritte Ausführung)
- X-X
- Längsachse
von 1
- X1
- zentrale
Querschnittsachse durch Q