DE4106507C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zum Einleiten von Kräften in einen Körper.

Eine derartige Einrichtung ist bereits aus der DE-OS 17 50 162 bekannt. Es handelt sich hier um einen hülsenförmigen Spreizdübel mit einem mit einem Anschlag versehenen, hohlzylindrischen Einsatzelement mit spreizbaren Seitenwänden und einem sich entgegen einer Einsetzrichtung des Einsatzelements konisch verjüngenden Innenraum, mit einem entsprechend konisch ausgebildeten Spreizteil und mit einem in Einsetzrichtung in das Einsatzelement hineinragenden Einziehteil zum Hineinziehen des Spreizteils in das Einsatzelement in der zur Einsetzrichtung entgegengesetzten Richtung, wobei sich das Einziehteil am Einsatzelement abstützt und wobei ferner der Körper eine zylindrische Ausnehmung aufweist, die das Einsatzelement bis zum Anschlag aufnimmt.

Die spreizbaren Seitenwände des Spreizdübels sind elastisch verbiegbar, wobei der Durchmesser der zylindrischen Ausnehmung auch ein bißchen größer als der sein kann, für den der Spreizdübel eigentlich bestimmt ist.

Aus der DE-OS 14 50 992 ist ferner ein aus Metall bestehender Dübelkörper bekannt, jedoch wird hier der Dübelkörper mit äußeren Schneiden in den Baustoff hineingedrückt, so daß der Dübelkörper nach erfolgter Spreizung im Bohrloch fest verankert ist. Die spreizbaren Seitenwände des Dübelkörpers werden dabei plastisch verbogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich zur Einleitung hoher Kräfte in eine Kraftfahrzeugkarosserie eignet, und deren Einsatzelement sich nach Gebrauch problemlos wieder entfernen läßt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine Einrichtung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß

• - das Einsatzelement aus Stahl besteht.
• - der Innendurchmesser der Ausnehmung so auf den Außendurchmesser des Einsatzelements abgestimmt ist, daß beim Einziehen des Spreizteils in den Innenraum die stählernen Seitenwände nur soweit verbogen werden, daß sie sich durch Eigenelastizität wieder in ihre Ursprungslage zurückbewegen können, und
• - die Ausnehmung in einem an einer Karosserie breitflächig abgestützen Gegenlager ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann dazu verwendet werden, ein Kraftfahrzeug festzuzurren, wenn es per Lkw, Bahn oder Schiff transportiert wird, oder aber auch dazu, Richtbankkräfte auf die Kraftfahrzeugkarosserie zu übertragen, wenn diese auf einer Richtbank gezogen werden soll.

Vor dem Einführen des Einsatzelements in die Ausnehmung können Einsatzelement, Spreizteil und Einziehteil, die gemeinsam eine Gehängeaufnahme bilden, zusammengesetzt werden. Sie werden jedoch noch nicht verklemmt. Das Spreizteil kommt dabei im Inneren des Einsatzelements zu liegen, wobei das Einziehteil mit dem Spreizteil in Eingriff steht. Danach wird das Einsatzelement so weit in die Ausnehmung hineingeschoben, bis der Anschlag gegen die Wand der Karosserie bzw. des Gegenlagers schlägt, in welchem sich die Ausnehmung befindet. Wird dann das Einziehteil betätigt, so bewegt sich das Spreizteil entgegen der Einsetzrichtung weiter ins Innere des Einsatzelements hinein und drückt dabei die Seitenwände des Einsatzelements nach außen gegen die Innenwand der Ausnehmung.

Die aus Einsatzelement, Spreizteil und Einziehteil bestehende Gehängeaufnahme wird auf diese Weise mit der Karosserie praktisch verklemmt, und zwar so stark, daß sie in diesem Zustand aus der Karosserie nicht mehr herausgezogen werden kann.

Soll die Gehängeaufnahme von der Karosserie wieder abgenommen wer­ den, so wird als erstes die Verbindung zwischen Einziehteil und Spreizteil gelöst. Dabei kommt das Einziehteil jedoch nicht vollständig mit dem Spreizteils außer Eingriff. Durch einen leichten Schlag auf das Einziehteil läßt sich dann das Spreizteil aus dem Einsatzelement heraustreiben, so daß die Verklemmung zwischen Spreizteil und Einsatzelement aufgeho­ ben wird. Die Seitenwände des Einsatzelements werden dadurch nicht mehr gegen die Wand der Ausnehmung gedrückt, so daß sich das Einsatzelement mit Hilfe des Einziehteils und über das Spreizteil aus der Ausnehmung herausziehen läßt.

Das Spreizen der Seitenwände des Einsatzelements mit Hilfe des Spreizteils bei Betätigung des Einziehteils erfolgt nur so weit, daß sich die Seitenwände durch Eigenelastizität wieder in ihre Ursprungslage zürückbewegen können, nachdem das Spreizteil aus dem Einsatzelement herausgetrieben worden ist. Die Kraft zur Herausnahme der Gehängeaufnahme aus der Karosserie ist daher relativ gering. Zwar bewegt sich auch jetzt das Spreizteil wieder ins Innere des Einsatzelements, jedoch werden dabei die Seitenwände nicht erneut gespreizt.

Wie bereits erwähnt, ist das Einsatzelement hohlzylindrisch bzw. rohrförmig ausgebildet, wobei es zur Bildung der spreizbaren Seitenwände ausgehend von seiner dem Anschlag abgewandten Stirnseite in Zylinder- bzw. Rohrlängsrichtung verlaufende Rohrwand-Durchgangschlitze aufweist.

Das hohlzylinderförmige Einsatzelement ermöglicht eine sehr genaue Ausbildung der Ausnehmung innerhalb des Gegenlagers, und zwar im Hinblick auf die Bewegung der Seitenwände des Einsatzelements innerhalb ihres elastischen Bereichs.

Die Größe der Ausnehmung muß relativ exakt auf die Größe des Einsatzelements abgestimmt sein, was bei einem hohlzylinder­ förmig ausgebildeten Einsatzelement möglich ist, da die Aus­ nehmung dann eine Bohrung sein kann, deren Innendurchmesser passend zum Außendurchmesser des Einsatzelements gewählt werden kann.

Infolge der in Rohrlängsrichtung verlaufenen Rohrwand-Durch­ gangschlitze werden darüber hinaus Einsatzelement-Seitenwän­ de erhalten, die relativ elastisch sind. Sind beispielsweise vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Rohrwand-Durch­ gangsschlitze vorhanden, so werden Seitenwände erhalten, die sich knapp über ein Viertel des Umfangsbereichs des Einsatz­ elements erstrecken. Derartige Seitenwände lassen sich beim Anziehen des Einziehteils radial nach außen und beim Lösen des Einziehteils sowie nach ausgetriebenem Spreizteil infolge ihrer Eigenelastizität wieder nach innen bewegen, so daß ein besonders einfaches Verklemmen bzw. Lösen der Gehän­ geaufnahme möglich ist.

Durch die konische Ausbildung des Innenraums des Einsatzele­ ments und des Spreizteils läßt sich erreichen, daß sich die Spreizkraft vom Spreizteil möglichst gleichmäßig auf die Seitenwände des Einsatzelementes verteilt, so daß sich einer­ seits der Spreizvorgang durch Anzug des Einziehteils leicht steuern läßt und andererseits eine Beschädigung der aufeinanderliegenden Flächen vermieden wird.

Das Einziehteil kann z. B. als Schraubbolzen ausgebildet sein, der in eine zentrale Gewindebohrung des Spreizteils einschraubbar ist und sich mit seinem Kopf am Einsatzelement abstützt. Einziehteil und Spreizteil können aber auch über eine bajonettartige oder exzentrische Verbindung miteinander gekoppelt sein, derart, daß beim Drehen des Einziehteils das Spreizteil in das Einsatzelement gezogen wird. Es ist ferner möglich, Einziehteil und Spreizteil als eine Einheit auszu­ bilden, z. B. einstückig oder fest miteinander gekoppelt. Dabei kann z. B. ein Kopf des Einziehteils mit einer Schräge auf eine entsprechende Auflaufschräge am Einsatzelement hin­ auflaufen, wenn das Einziehteil gedreht wird, um so das Spreizteil in das Einsatzelement zu ziehen.

Der Anschlag ist durch eine Bundscheibe gebildet, die eine zentrale Durchgangsöffnung für das Einziehteil aufweist, das sich an der Bundscheibe abstützt.

Das Einsatzelement wird soweit in die vorhandene Ausnehmung eingesetzt, bis die Bundscheibe gegen die Karosserie schlägt. Die Bundscheibe sorgt somit für eine stabile Positionierung des Einsatzelements, insbesondere auch dann, wenn nach Lösen des Einziehteils ein leichter Schlag auf den Kopf des Einziehteils gegeben wird, um dadurch das Spreizteil aus dem Inneren des Einsatzelements herauszutreiben.

Besteht der Anschlag aus einer Bundscheibe, so läßt er sich in besonders einfacher Weise mit dem Einsatzelement ein­ stückig herstellen. Bundscheibe und Einsatzelement können beispielsweise aüs einem einzigen Drehteil bestehen und so­ mit kostengünstig gefertigt werden.

Als sehr vorteilhaft hat sich herausgestellt, in Einsetzrichtung unmittelbar hinter der Bundscheibe eine außenliegende Umfangsnut am Einsatzelement vorzusehen, bis zu der sich die Rohrwand-Durchgangsschlitze erstrecken. Die Umfangsnut kommt also an der Seite der Bundscheibe zu liegen, die später auf der Karosserie aufliegt. Die Umfangsnut sorgt einerseits dafür, daß die Bundscheibe auch wirklich ganz auf der sie aufnehmenden Oberfläche zu liegen kommt, da kein Material mehr im Eckbereich zwischen Bundscheibe und äußerer Oberfläche des Einsatzelements verbleibt. Andererseits läßt sich durch die Umfangsnut die Elastizität der Seitenwände noch weiter verbessern, so daß sich insbesondere die Seitenwände leichter nach außen biegen lassen und somit weniger Kraft­ aufwand beim Befestigen der Gehängeaufnahme erfor­ derlich ist.

Das Einsatzelement besteht aus Stahl. Dieses Material ist einerseits kostengünstig und erfüllt ande­ rerseits die an die Elastizität der Seitenwände gestellten Anforderungen in zufriedenstellender Weise.

Damit Zugkräfte an der Gehängeaufnahme angreifen können, weist das Einziehteil an seinem dem Spreizteil abgewandten Ende eine radiale Durchgangsöffnung auf. Durch diese radiale Durchgangsöffnung können Zugelemente hindurchgeführt werden, um Zugkräfte über die Gehängeaufnahme auf die Karosserie über­ tragen zu können. Selbstverständlich können zu diesem Zweck aber auch Schraub-, Bajonett-, Klemm- oder andere Verbindun­ gen am freien Ende des Einziehteils zum Einsatz kommen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1(a) bis (c) jeweils Seitenansichten von schraubbolzen­ förmigem Einziehteil, Einsatzelement und Spreiz­ teil,

Fig. 2(a) bis (c) jeweils Stirnansichten von schraubbolzen­ förmigem Einziehteil, Einsatzelement und Spreiz­ teil,

Fig. 3 eine Seitenansicht der zusammengeschraubten Gehän­ geaufnahme und

Fig. 4 eine für den Einsatz der Gehängeaufnahme vorberei;­ teten Kraftfahrzeugkarosserie.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 bis 3 der Aufbau einer Gehängeaufnahme nach der Erfindung im einzelnen beschrieben. Sämtliche Komponenten der Gehängeaufnahme sind als Drehteile hergestellt.

Gemäß Fig. 1(a) besteht ein als Einziehteil dienender Schraubbolzen 1 der Gehängeaufnahme aus einem Gewindeab­ schnitt 2 und einem Schraubbolzenkopf 3, der mit einer radi­ alen Durchgangsbohrung 4 versehen ist. Die radiale Durch­ gangsbohrung 4 verläuft zwischen parallelen Seitenwänden 5 und 6, die durch Abfräsen des Schraubbolzenkopfs 3 erhalten worden sind. Die Durchgangsbohrung 4 und die parallelen Sei­ tenwände 5 und 6 dienen zum Beispiel zur Aufnahme bzw. zur Führung eines Zugelements, das sich um eine in der Durch­ gangsbohrung 4 verlaufende Achse drehen kann und sich an den Seitenwänden 5 und 6 abstützt.

Die Fig. 2(a) zeigt eine stirnseitige Ansicht des Schraub­ bolzens 1. Wie zu erkennen ist, liegen die Seitenflächen 5 und 6 in Ebenen parallel zur Zentralachse des Gewindeab­ schnitts 2, während die radiale Durchgangsbohrung 4 senk­ recht zu dieser Zentralachse bzw. zu den Seitenwänden 5 und 6 verläuft.

Die Fig. 1(b) und 2(b) zeigen den genaueren Aufbau eines Einsatzelements 7. Das Einsatzelement 7 ist hohlzylinderför­ mig ausgebildet und an seiner einen Stirnseite mit einer ko­ axial dazu angeordneten Bundscheibe 8 verbunden. Das Ein­ satzelement 7 und die Bundscheibe 8 sind einstückig und als Drehteil hergestellt. Die Bundscheibe 8 weist eine zentrale Durchgangsbohrung 9 auf, deren Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Gewindeabschnitts 2 des Schraubbolzen 1, so daß der Gewindeabschnitt 2 durch die Durchgangsbohrung 9 hindurch in das Innere des Einsatzele­ ments 7 hineingeführt werden kann, also von der Seite der Bundscheibe 8 aus, die dem Einsatzelement 7 abgewandt ist. Der Kopf 3 des Schraubbolzens 1 kommt dabei auf der genann­ ten Außenseite der Bundscheibe 8 zu liegen.

Das Innere des hohlzylinderförmigen Einsatzelements 7 ist konisch aüsgebildet. Das Einsatzelement 7 weist dabei im Be­ reich der Bundscheibe 8 einen kleineren Innendurchmesser auf als an seiner freien Stirnseite, die von der Bundscheibe 8 weg weist. Der Außendurchmesser des Einsatzelements 7 ist über die axiale Länge des Einsatzelements 7 konstant.

Zur Bildung elastisch verbiegbarer Seitenwände 10 sind in der Wandung des Einsatzelements 7 Zylinderwand-Durchgangs­ schlitze 11 vorhanden, die in Axialrichtung des Einsatzele­ ments 7 verlaufen und sich praktisch über dessen gesamte Länge erstrecken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Zylinderwand-Durchgangsschlitze 11 gleichmäßig über den Umfang des Einsatzelements 7 verteilt angeordnet, wobei die verbleibenden Seitenwände 10 praktisch über nur noch knapp ein Viertel des Umfangsbereichs des Einsatzelements 7 mit der Bundscheibe 8 verbunden sind. An der der Bundscheibe 8 abgewandten Stirnseite des Einsatzelements 7 sind die Sei­ tenwände 10 nicht mehr miteinander verbunden. Sie bilden so­ zusagen Fahnen, die von der Bundscheibe 8 in Axialrichtung abstehen.

Im Eckbereich zwischen der äußeren Oberfläche des Einsatz­ elements 7 und der Bundscheibe 8 weist das Einsatzelement 7 eine Umfangsnut 12 auf, in die die axialen Zylinderwand- Durchgangsschlitze 11 hineinlaufen. Die Umfangsnut 12 ist in Fig. 3 zu erkennen. Diese Umfangsnut 12 dient einerseits da­ zu, Material im genannten Eckbereich auszunehmen, um dafür Oberfläche einer Karosserie legen kann, in die das Einsatzele­ ment hineingeführt wird. Andererseits dient die Umfangsnut 12 zur Verbesserung der elastischen Verbiegbarkeit der Sei­ tenwände 10, da durch sie die radiale Dicke der Seitenwände 10 verringert wird.

Eine weitere und nicht dargestellte Umfangsnut kann sich auch am Innenumfang des Einsatzelements 7 befinden, und zwar im Eckbereich zwischen der Innenseite des Einsatzelements 7 und der Bundscheibe 8. Auch durch diese innenliegende Um­ fangsnut läßt sich die elastische Verbiegbarkeit der Seiten­ wände 10 verbessern.

In den Fig. 1(c) und 2(c) ist ein Spreizteil 13 gezeigt. Dieses Spreizteil 13 weist eine konisch verlaufende äußere Oberfläche 14 auf, derart, daß es passend in den Innenkonus des Einsatzelements 7 einsetzbar ist. Ferner befindet sich im Spreizteil 13 eine axial verlaufende Gewindebohrung 15, in die der Gewindeabschnitt 2 des Schraubbolzens 1 ein­ schraubbar ist. Die Gewindebohrung 15 kann beispielsweise eine Durchgangsgewindebohrung sein.

Ein zusammengeschraubter Zustand der Teile 1, 7 und 13 ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist die Einsetzrichtung der Ge­ hängeaufnahme in Fig. 3 mit dem Pfeil A markiert.

In dem in Fig. 3 gezeigten Zustand durchragt der Gewindeab­ schnitt 2 des Schraubbolzens 1 die zentrale Durchgangsboh­ rung 9 in der Bundscheibe 8 und greift ins Innere des Ein­ satzelements 7. Der Gewindeabschnitt 2 ist darüber hinaus in die Gewindebohrung 15 des Spreizteils 13 hineingeschraubt, wobei das Spreizteil 13 wenigstens teilweise im Inneren des Einsatzelements 7 zu liegen kommt.

Soll die Gehängeaufnahme mit einer Karosserie verbunden werden, so wird sie in zusammengeschraubtem aber noch nicht festangezogenem Zustand, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, mit dem Einsatzelement 7 in eine entsprechende Ausnehmung innerhalb der Karosserie bzw. eines Gegenlagers passend eingesetzt. Die genannte Ausnehmung ist hohlzylinderförmig und weist einen Durchmesser auf, der nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Einsatzelements.

Nach dem Einsetzen des Einsatzelements 7 in die Ausnehmung wird der Schraubbolzen 1 so gedreht, daß er das Spreizteil 13 ins Innere des Einsatzelements 7 zieht. Dabei muß nur an­ fangs dafür gesorgt werden, daß das Einsatzelement 7 an die­ ser Drehung nicht teilnimmt. Hierzu kann die Bundscheibe 8 festgehalten werden, die zu diesem Zweck mit tangentialen Abflachungen (nicht dargestellt) versehen sein kann, über die sie drehblockiert wird. Wird der Schraubbolzen 1 fest­ gezogen, so werden infolge der Bewegung des Spreizteils 13 die Seitenwände 10 des Einsatzelements 7 radial nach außen weggedrückt, so daß das Einsatzelement 7 in der Ausnehmung festgeklemmt wird. Der Außendurchmesser des Einsatzelements 7 und der Innendurchmesser der Ausnehmung bzw. Körperbohrung sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß noch eine elasti­ sche Verbiegung der Seitenwände 10 erfolgt.

Bei festgeklemmter Gehängeaufnahme läßt sich dann mit dem Schraubbolzenkopf 3 ein Zugelement verbinden, um Zugkräfte über die Gehängeaufnahme auf die Karosserie übertragen zu kön­ nen.

Soll die Gehängeaufnahme von der Karosserie wieder abgenommen werden, so wird zunächst der Schraubbolzen 1 bzw. die Schraubverbindung zwischen ihm und dem Spreizteil gelöst. Dabei wird der Gewindeabschnitt 2 des Schraubbolzens 1 jedoch nicht vollständig aus dem Spreizteil 13 herausgeschraubt. Sodann wird auf den Schraubkopf 3 ein Schlag ausgeübt, um das Spreizteil 13 aus dem Innenkonus des Einsatzelements 7 wieder herauszutreiben. Aufgrund der Eigenelastizität der Seitenwände 10 gehen diese in ihre Ursprungsstellung zurück und heben somit die klemmende Verbindung zwischen Einsatzelement 7 und Karosserie bzw. Gegenlager auf. Die Gehängeaufnahme kann jetzt aus der Karosserie herausgezogen werden.

Die Fig. 4 zeigt beispielsweise ein Gußteil 16, das Teil ei­ ner Kraftfahrzeugkarosserie ist. Das Gußteil 16 ist mit ei­ nem zylindrischen Ring 15 verbunden, der als Gegenlager zur Aufnahme des Einsatzelements 7 dient. Der zylindrische Ring 17 ist über Versteifungen 18 am Gußteil 16 gehalten, um eine gute Kraft­ einleitung in das Gußteil 16 zu gewährleisten. Das Einsatz­ element 7 wird beispielsweise in Fig. 4 von unten durch das Gußteil 16 hindurch in den zylindrischen Ring 17 eingeführt.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Einleiten von Kräften in einen Körper, mit

• - einem mit einem Anschlag (8) versehenen, hohlzylindrischen Einsatzelement (7) mit spreizbaren Seitenwänden (10) und einem sich entgegen der Einsetzrichtung des Einsatzelements (7) konisch verjüngenden Innenraum,
• - einem entsprechend konisch ausgebildeten Spreizteil (13) und
• - einem in Einsetzrichtung in das Einsatzelement (7) hineinragenden Einziehteil (1) zum Hineinziehen des Spreizteils (13) in das Einsatzelement (7) in der zur Einsetzrichtung entgegengesetzten Richtung, wobei sich das Einziehteil (1) am Einsatzelement (7) abstützt, und wobei der Körper eine zylindrische Ausnehmung aufweist, die das Einsatzelement (7) bis zum Anschlag (8) aufnimmt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Einrichtung zur Verwendung in der Karosserie eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist,
• - daß das Einsatzelement (7) aus Stahl besteht,
• - daß die Ausnehmung in einem an der Karosserie breitflächig abgestützten Gegenlager ausgebildet ist und mit ihrem Innendurchmesser so auf den Außendurchmesser des Einsatzelements (7) abgestimmt ist, daß beim Einziehen des Spreizteils (13) in den Innenraum die stählernen Seitenwände (10) nur so weit verbogen werden, daß sie sich durch Eigenelastizität wieder in ihre Ursprungslage zurückbewegen können.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizteil (13) mit Hilfe des Einziehteils (1) über eine bajonett- oder exzenterartige Verbindung in das Einsatzelement (7) hineinziehbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einziehteil (1) und Spreizteil (13) als eine Einheit ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (7) in Einsetzrichtung unmittelbar hinter dem als Bundscheibe ausgebildeten Anschlag (8) eine außenliegende Umfangsnut (12) aufweist, bis zu der sich Rohrwand-Durchgangsschlitze (11) erstrecken.

5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einziehteil (1) an seinem dem Spreizteil (13) abgewandten Ende eine radiale Durchgangsöffnung (4) aufweist.