DE3905688C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungselement zur kraftschlüssigen Verbindung von flachen, aufeinanderliegen­ den Materiallagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Verbindungselemente werden bevorzugt zur Verbin­ dung mehrerer dünnwandiger Materiallagen, insbesondere Blechlagen, eingesetzt. Bei solchen Verbindungen kommt es naturgemäß darauf an, daß die zur kraftschlüssigen Verbin­ dung notwendigen Klemmkräfte möglichst schonend in die dünnwandige Struktur eingeleitet werden. Darüber hinaus ist es wesentlich, das Verbindungselement so zu gestalten, daß durch die kraftschlüssige Verbindung geleitete Betriebskräf­ te nicht zu einer unnötigen Beanspruchung der Verbindung führen.

Aus der FR 24 56 242 ist eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei flachen, aufeinanderliegenden Materiallagen be­ kannt, die an der Verbindungsstelle miteinander fluchtende Bohrungen aufweisen. Die eine der beiden Materiallagen weist an der Verbindungsstelle einen zylindermantelartig aufgeworfenen, tiefgezogenen oder gepreßten Lochrand auf, der durch die Bohrung der anderen Materiallagen gesteckt ist. Der zylindermantelartig aufgeworfene Lochrand bildet gleichzeitig einen Flanschring für einen Bolzen, der durch den aufgeworfenen Lochrand gesteckt und zur kraftschlüssi­ gen Verbindung der beiden Materiallagen mit einer Bolzenmut­ ter verschraubbar ist.

Die Bolzenmutter weist eine bügelartige Klemmschulter auf, die im montierten Zustand an der Außenfläche der anderen, nur mit einer Bohrung versehenen Materiallage anliegt, so daß zwischen der bügelartigen Klemmschulter der Bolzenmut­ ter und dem Bolzenschaft eine Kehle ausgebildet wird, in die der zylindermantelartig aufgeworfene Lochrand der anderen Materiallage hineinragt. Bei der bekannten Verbin­ dungsvorrichtung bildet daher die eine Materiallage mit dem zylindermantelartig aufgeworfenen Lochrand ein Zentrie­ rungselement für die andere Materiallage und für die Anbrin­ gung des Bolzens, wobei zur Berücksichtigung von Ferti­ gungstoleranzen die Bolzenmutter mit einer bügelartigen Klemmschulter versehen werden muß, um in der zwischen dem Bolzenschaft und der Klemmschulter ausgebildeten Kehle den durch die Bohrung der anderen Materiallagen gesteckten zy­ lindermantelartig aufgeworfenen Lochrand aufzunehmen.

Wegen der Krümmung des zylindermantelartig aufgeworfenen Lochrandes der einen Materiallage ist jedoch eine Zentrie­ rung der anderen Materiallage und damit entsprechende Ausrichtung der Bohrungen der beiden Materiallagen nur sehr schwer möglich und bei einem Nachlassen der kraftschlüssi­ gen Verbindung oder bei Herstellung einer unzureichenden kraftschlüssigen Verbindung ein radiales Spiel an der Verbindungsstelle unvermeidbar. Zu diesem Zweck weist die bekannte Verbindungsvorrichtung zusätzlich einen radialen Falz auf, mit dessen Hilfe eine gewisse Zentrierung durch die Außenfläche der Bolzenmutter möglich ist.

Aus der DE 32 41 389 A1 ist eine Montageanordnung aus Schraube und dazugehöriger Mutter bekannt, bei der die Schraube einen Schraubenkopf, einen gewindelosen Schrauben­ schaft, einen Gewindeauslauf und einen Gewindeabschnitt sowie einen Schlüsselzapfen am Schraubenende aufweist. Die Mutter besteht aus einer selbsthemmenden Stahlkonstruktions­ mutter mit Einschnürungen und einem umlaufenden Flansch, der den zwischen Schraube und Mutter angeordneten Werkstüc­ ken zugewandt ist und mit seinem äußeren Rand an der Ober­ fläche eines der Werkstücke anliegt. Dadurch wird zwischen der Innenwand des Flansches und dem Schraubenschaft ein Raum ausgebildet, in den der Gewindeauslauf der Schraube aufgenommen wird.

Bei dieser bekannten Montageanordnung wird die Zentrierung der Werkstücke ausschließlich durch den gewindelosen Schrau­ benschaft hergestellt und der Flansch der Mutter dient dem Zweck, eine definierte Anlage an der Außenfläche eines der Werkstücke zu bilden und gleichzeitig einen hinreichenden Raum zur Verfügung zu stellen, in den der Gewindeauslauf aufgenommen wird, so daß bei unterschiedlich dicken Werk­ stücken eine kraftschlüssige Verbindung dieser Werkstücke gewährleistet ist. Dabei hat der Flansch jedoch keine Zen­ trierungsfunktionen und es sind keine zusätzlichen Maßnah­ men zur Sicherung der Verbindung der beiden Werkstücke vorgesehen.

Aus der US 38 23 526 ist eine Befestigungsvorrichtung für zwei Materiallagen bekannt, die aus einer Schrauben-Mut­ ter-Verbindung besteht, bei der die Mutter einen an den miteinander zu verbindenden Materiallagen anliegenden Flügelrand aufweist, der sich an mehreren Punkten auf der einen Materiallage abstützt. Zusätzlich ist eine Zwischen­ schraube vorgesehen, die ein Innengewinde zur Aufnahme der einen Schraube und ein Außengewinde zur Verschraubung mit der Mutter aufweist, wobei die Zwischenschraube in entspre­ chende gebogene Lochränder einer der beiden Materiallagen einsetzbar ist.

Mit dieser bekannten Befestigungsvorrichtung ist eine Zen­ trierung der beiden miteinander zu verbindenden Materialla­ gen durch Einbeziehen einer Zwischenschraube möglich, d. h. konstruktiv aufwendig und auch nicht ohne weiteres geeig­ net, mehr als zwei Materiallagen miteinander zu verbinden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungs­ element zu schaffen, das eine dauerhafte, kraftschlüssige Verbindung von mindestens drei Materiallagen zueinander ermöglicht, eine exakte Ausrichtung mit Zentrierung und kraftschlüssiger Verbindung der mehreren Materiallagen zueinander auch bei unzureichendem Kraftschluß gewährlei­ stet und ein problemloses Einhalten von Fertigungstoleran­ zen sichergestellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine dauerhafte kraftschlüssige Verbindung von mindestens drei Materialla­ gen zueinander und gewährleistet infolge des in die Bohrun­ gen bzw. in den zylindermantelartig aufgeworfenen Lochrand der Materiallagen hineinragenden Mittelteils des Bolzens eine exakte Ausrichtung mit Zentrierung unabhängig von der Gestaltung des zylindermantelartig aufgeworfenen Lochran­ des. Gleichzeitig bildet der Bolzenschaft eine weitere Zentrierung einer äußeren Materiallage, wobei der Durchmes­ ser des Bolzenschaftes auf die Bohrung dieser äußeren Materiallage abgestimmt ist, so daß sichergestellt wird, daß alle Materiallagen miteinander fluchten und die zueinan­ der fluchtende Ausrichtung der Materiallagen auch bei einem unzureichenden Kraftschluß gewährleistet ist, da in axialer Richtung hinreichende Toleranzen vorliegen, die die Zentrie­ rung der Materiallagen gewährleisten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Merkma­ len der Unteransprüche zu entnehmen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels sollte der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein mit einem Nietkopf ausgeführtes Verbindungse­ lement und

Fig. 2 ein mit einem Schraubkopf ausgeführtes Verbin­ dungselement.

Fig. 1 zeigt eine mit einem Verbindungselement 1 herge­ stellte Verbindung von drei Materiallagen, die aus einer Grundplatte 2, einem Segment 3 und einem Antriebshebel 4 bestehen.

Der Kraftschluß zwischen dem Verbindungselement 1 und der zu einer Seite des Segments 3 angeordneten Grundplatte 2 und dem zur anderen Seite angeordneten Antriebshebel 4 erfolgt über Klemmschultern 5 und 6.

Die Klemmschulter 5 weist einen ringförmigen Bügelrand 7 auf, der mit seiner Gegenfläche 8 an der Grundplatte 2 an­ liegt. Der Bügelrand 7 ist im Bereich eines Mittelteils 9 des Verbindungselementes 1 angeordnet und bildet infolge seiner glockenartigen Form zwischen sich und dem Mittel­ teil 9 einen ringförmigen, einseitig offenen Zwischenraum 10, in den ein zylindermantelartig aufgeworfener Lochrand 11 der Grundplatte 2 eingeführt werden kann, so daß der Bügelrand 7 mit seiner Gegenfläche 8 an der Grundplatte 2 anliegt.

Die andere Klemmschulter 6 wird durch einen als Nietkopf 12 aus­ geführten Bolzenkopf 14 gebildet, der einen gegenüber dem Mittelteil 9 im Querschnitt verringerten Nietschaft 13 aufweist.

Zur kraftschlüssigen Verbindung von Grundplatte 2, Segment 3 und Antriebshebel 4 werden diese aufeinanderfolgend auf das Verbindungselement 1, nämlich auf den Mittelteil 9 und den Nietschaft 13, aufgeschoben, wobei der Lochrand 11 der Grundplatte 2 in den Zwischenraum 10 eingreift. Anschlie­ ßend erfolgt die Vernietung des Nietschaftes 13 unter Bil­ dung des Nietkopfs 12, der mit seiner Klemmschulter 6 flä­ chig am Antriebshebel 4 anliegt.

Durch die glockenartige Abstützung des Bügelrands 7 der Klemmschulter 5 an der Grundplatte 2 ist eine breite Basis geschaffen, die es ermöglicht, auch an sich ungünstige Be­ lastungen für die kraftschlüssige Verbindung, etwa ein durch eine im Antriebshebel 4 wirkende Kraft 15 und ein durch den axialen Abstand zwischen der Gegenfläche 8 des Bügelrands 7 und der Klemmschulter 6 gebildeten Hebelarm h erzeugtes Kippmoment sicher aufzunehmen.

Fig. 2 zeigt ein Verbindungselement 18, bei dem die dem Bügelrand 7 gegenüberliegende Klemmschulter 6 durch einen als Schraubkopf 16 ausgeführten Bolzenkopf 14 gebildet ist, der einen Gewindeschaft 17 zum Eindrehen in eine Ge­ windebohrung 20 eines Mittelteils 19 aufweist.

Bei ansonsten gleicher Ausführung gegenüber dem Verbin­ dungselement 1 ist die mit dem Verbindungselement 18 her­ gestellte kraftschlüssige Verbindung lösbar.

Claims (5)

1. Verbindungselement zur kraftschlüssigen Verbindung von flachen, aufeinanderliegenden Materiallagen, die an der Verbindungsstelle miteinander fluchtende Bohrungen aufweisen und von denen eine außen angeordnete Materialla­ ge an der Verbindungsstelle einen zylindermantelartig auf­ geworfenen Lochrand aufweist, wobei das Verbindungselement aus einem Bolzen mit einer bügelartigen Klemmschulter und aus einem Bolzenkopf besteht, zwischen dem und der bügel­ artigen Klemmschulter die Materiallagen kraftschlüssig miteinander verbunden sind, und wobei der zylindermantel­ artig aufgeworfene Lochrand der außen angeordneten Mate­ riallage von der bügelartigen Klemmschulter des Bolzens umfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (1) ein durch die Bohrungen von mindestens zwei Materiallagen (2, 3) gestecktes und mit seinem Außen­ durchmesser diesen Bohrungen angepaßtes Mittelteil (9, 19) aufweist, zwischen dem und der bügelartigen Klemmschulter (5, 7) ein ringförmiger Zwischenraum (10) ausgebildet ist, in den der nach außen gerichtete zylindermantelartig auf­ geworfene Lochrand (11) der einen außen angeordneten Mate­ riallage (2) ragt, und daß der dem Durchmesser einer ande­ ren außen angeordneten Materiallage (4) angepaßte Schaft (13, 17) des Bolzenkopfes (14) durch die Bohrung der ande­ ren außen angeordneten Materiallage (4) gesteckt und mit dem Mittelteil (9, 19) des Bolzens (1) verbunden ist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (9) und die Bohrungen der einen äußeren, an der Verbindungsstelle einen zylindermantelartig aufgeworfenen Lochrand (11) auf­ weisenden Materiallage (2) und der mittleren Materiallage (3) einen größeren Durchmesser aufweisen als die andere äußere Materiallage (4) und der Schaft (13, 17) des Bol­ zenkopfes (14).

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bolzen­ kopf (14) aus einem Nietkopf (12) und der Schaft aus einem Nietschaft (13) besteht, der zur kraftschlüssigen Verbin­ dung der Materiallagen (2, 3, 4) in eine zentrale Bohrung des Mittelteils (9) des Bolzens (1) eingesetzt ist.

4. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bolzen­ kopf (14) aus einem Schraubkopf (16) und der Schaft aus einem Gewindeschaft (17) besteht, der zur kraftschlüssigen Verbindung der Materiallagen (2, 3, 4) in eine zentrale Gewindebohrung (20) des Mittelteils (9) des Bolzens (1) eingeschraubt ist.

5. Verwendung des Verbindungselements nach einem der vorangehenden Ansprüche zur kraftschlüssigen Verbindung einer Grundplatte (2), eines Segments (3) und eines An­ triebshebels (4) einer Fensterhebevorrichtung.