DE3310391A1

DE3310391A1 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE3310391A1
Application number: DE19833310391
Authority: DE
Inventors: Jorge W. 90503 Torrance Calif. Molina
Original assignee: Deutsch Fastener Corp
Current assignee: Deutsch Fastener Corp
Priority date: 1981-02-23
Filing date: 1983-03-22
Publication date: 1984-09-27
Also published as: US4432680A; FR2500544A1; NL8201034A; NL187423B; GB2136076A; FR2500544B1; GB2136076B; GB8306313D0; NL187423C

Description

Beschreibung

Insbesondere in der Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie besteht ein Bedarf für Befestigungselemente mit bestimmten Eigenschaften, die sie für die Befestigung abnehmbarer. Platten geeignet machen. Die Platten werden an einer Stützkonstruktion durch eine Anzahl von Befestigungselementen befestigt, die oft die Fähigkeit haben müssen, Scherbelastungen zu widerstehen. Dies wird durch einen Bolzenschaft erreicht, der sich durch eine Öffnung in der Stützkonstruktion erstreckt und in eine Mutter eingreift, die an der gegenüberliegenden Seite gehalten ist. Wegen der Belastung wurde der Schaft des Bolzenteils des Befestigungselements in seinem Durchmesser verhältnismäßig groß gemacht, um eine Querschnittsfläche zu haben, die es dem Befestigungselement ermöglicht, den Scherkräften zu widerstehen.

Wenn jedoch der große mit Gewinde versehene Schaft durch eine im allgemeinen komplementär dazu ausgebildete Öffnung in der Stützkonstruktion hindurchgedrückt oder hindurchgezogen wird, wenn die Platte installiert oder entfernt wird, hat der Schaft die Tendenz, die Öffnung aufzureiben, insbesondere wenn die Stützkonstruktion aus einem verhältnismäßig weichen Material, wie Aluminium, besteht. Dies ist natürlich unerwünscht und verursacht dauerhafte Schäden. Zusätzlich kann der große Schaft an der Wand der Öffnung hängenbleiben, wenn die Platte entfernt wird, wodurch es erschwert wird, die Platte von der Stützkonstruktion zu entfernen. Da der Schaft des Bolzens in seinem Durchmesser etwa so groß ist wie die Öffnung, durch die er sich erstreckt, wenn die Platte befestigt ist, ist eine genaue

Ausrichtung mit der Öffnung für die Befestigung der Platte notwendig. Hierdurch werden der Zeitbedarf und die Schwierigkeiten bei der Befestigung der Platte vergrößert.

Eine Form eines umfangreich verwendeten Platten-Befestigungselements weist einen Haltering auf, der längs des Boizenschafts gleitet und dazu dient, den Bolzen an der Platte zu halten. Dieser Haltering liegt frei, wenn das Befestigungselement gelöst ist, wodurch der Haltering gegen Beschädigungen empfindlich ist oder der Gefahr unterliegt, von dem Schaft getrennt zu werden. Dieses Befestigungselement erfordert auch die Ausbildung von Nuten mit engen Toleranzen in dem Schaft,.die durch teure maschinelle, Bearbeitung hergestellt werden müssen. Hierdurch erhöhen sich wesentlich die Kosten des vollständigen Befestigungselements.

Die Erfindung schafft ein Platten-Befestigungselement, das zur Verwendung in der Luftfahrt- oder Raumfahrtindustrie geeignet ist, das eine hohe Scherwiderstandsfähigkeit aufweist, wenn es sich in der Befestigungsstellung befindet, und das die oben beschriebenen Probleme beseitigt. Das Befestigungselement kann leicht zum Eingriff gebracht und festgezogen werden, selbst wenn die Platte beträchtlich gegenüber der Öffnung in der Stützkonstruktion verschoben, also schlecht ausgerichtet ist. Der Schaft des Befestigungselements kann vollständig zurückgezogen werden, wenn das Befestigungselement gelöst wird, und er wird in seiner zurückgezogenen Stellung gehalten, so daß sein Ende geschützt ist, und er beeinträchtigt nicht die Bewegung der Platte weg von der Stützkonstruktion. Das Befestigungselement erreicht diese Vorteile, obwohl es auch verhältnismäßig einfach gestaltet und leicht und wirtschaftlich herzustellen ist. Es sind keine ungewöhnlichen oder teuren Herstellungsverfahren notwendig.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Befestigungselements.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des an einer Platte angeordneten Befestigungselements in zurückgezogener Stellung.

Fig. 3 ist ein Querschnitt.des Befestigungselements, teilweise im Eingriff mit einer Mutter, um die Platte an einer Stützkonstruktion zu halten.

Fig. 4 ist ein Querschnitt ähnlich Fig. 3_S wobei aber das Befestigungselement vollständig in der Befestigungsstellung aufgenommen ist.

Fig. 5 ist ein Querschnitt einer abgewandelten Form des Befestigungselements in der Befestigungsstellung.

Fig. 6 ist ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels von Fig. 5 in der zurückgezogenen Stellung.

Fig. 7 ist ein Querschnitt des Befestigungselements gemäß Fig. 5 in einer Stellung, in der das Einfügen des Befestigungselements gerade beginnt, und

Fig. 8 ist eine bruchstücksweise perspektivische Ansicht der Hülse der Befestigungsanordnung.

Das in den Figuren 1-4 veranschaulichte Befestigungselement weist einen Bolzen 10, eine Hülse 11, einen Ring 12 und einen Haltering 13 auf. An einem Ende des Bolzens 10 befindet sich ein Kopf 14 mit einer kegelstumpfförmigen unteren Oberfläche Eine Werkzeugeingriffsvertiefung 16 erstreckt sich von der

äußeren radialen Oberfläche 17 des Kopfs nach innen. Der Schaft der Schraube ragt von dem Kopf 14 vor und weist unmittelbar benachbart dem Kopf einen zylindrischen Abschnitt 18 auf, der verhältnismäßig kurz ist und einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat. Eine konvex gerundete Schulter 19 verbindet den Schaftabschnitt 18 mit einem längeren Schaftabschnitt 20. Derjenige Teil des Schaftabschnitts 20, der benachbart der Schulter 19 liegt, hat eine zylindrische Oberfläche, und über den größten Teil des restlichen Schaftabschnitts ist ein Gewinde 21 ausgebildet. Im Vergleich zu einem Standardgewinde ist das Gewinde 21 abgeflacht, indem es in der Höhe vermindert ist, so daß es einen geringfügig kleineren als den normalen größten Außendurchmesser hat. Am äußeren Teil des Schafts, benachbart seinem Ende 22, ist ein Gewinde 23 mit normalem Durchmesser und somit mit größerem äußeren Durchmesser als das Gewinde 21 vorgesehen. Das Gewinde 23 bildet eine Portsetzung des Gewindes 21 und ist kurz; es erstreckt sich nur über eine oder zwei Umdrehungen.

Die Hülse 11 paßt auf den längeren Schaftabschnitt 20 zwischen dem Endgewinde 23 und der Schulter 19. Die innere zylindrische Oberfläche 24 der Hülse 21 hat einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der größte Durchmesser des Gewindes 21, aber kleiner als der größte Durchmesser des Gewindes 23. Infolgedessen ist die Hülse 11 auf dem Schaft gehalten, aber sie ist axial in bezug auf den Schaft zwischen der Schulter 19 und dem Endgewinde 23 beweglich. Das Gewinde kann ausgebildet werden, nachdem die Hülse 11 auf den Schaftabschnitt 20 aufgebracht ist, wobei das Gewinde gerollt werden kann, so daß das Endgewinde 23 größer gemacht werden kann als der Innendurchmesser der Hülse.

Die vordere Kante 25 der Hülse 11 ist konvex' gerundet. Dahinter befindet sich eine äußere ringförmige Nut 26, jenseits welcher sich eine zylindrische äußere Oberfläche 27 befindet. Diese letztere Oberfläche hat den gleichen Durchmesser wie der Schaftabschnitt 18. Die ringförmige Nut 26 weist eine radiale vordere

Endwand 28, eine zylindrische Bodenwand 29 und eine schräge rückwärtige Endwand 30 auf, die von der Bodenwand 29 zu der zylindrischen Oberfläche 27 hin sich nach außen erweitert. Benachbart dem rückwärtigen Ende 31 hat die Hülse 11 eine nach hinten abgeschrägte äußere Oberfläche 32.

An der Innenseite weist die Hülse 11 eine ringförmige Nut 33 auf, die gegenüber dem vorderen Ende der Hülse um eine kurze Entfernung nach innen versetzt ist. Die Nut 33 endet hinten mit einer abgeschrägten Oberfläche 34 an der gleichen Stelle wie die äußere Nut. Die innere Nut 33 ist in axialer Richtung der Hülse langer als die äußere Nut 26, so daß ihr vorderes Ende an einer radialen Wand 35 sich vor demjenigen der äußeren Nut befindet. Die Bodenwand 36 der Nut 33 ist zylindrisch.

Vier mit gleichmäßigen Abständen angeordnete Schlitze 37 erstrecken sich in axialer Richtung der Hülse von der vorderen Kante 25 her nach innen. Die inneren Enden der Schlitze 37 befinden sich an derselben Stelle wie die inneren Enden der ringförmigen Vertiefungen oder Nuten 26 und 33. Diese Konstruktion schafft an dem vorderen Ende der Hülse 11 eine Flexibilität infolge des Vorhandenseins der axialen Schlitze 37 und der verminderten Wandstärke im Bereich der ringförmigen Nuten 26 und 33·

Der Ring 12 weist einen äußeren Radialflansch 38 an einem Ende 39 auf, und der Rest 40 der Länge des Rings ist anfänglich von zylindrischer Gestalt. Der Innendurchmesser des Rings 12 ist größer als der Außendurchmesser sowohl der Hülse 11 als auch des Schaftabschnitts 18. Innen an der Stelle des Radialflansches 38 hat der Ring eine ringförmige Nut 41. Diese ist so ausgebildet, daß sie die äußeren Teile des Halterings 13 aufnehmen kann, und sie ist tief genug, um zu gestatten, daß der größte Teil des Halterings in die Nut hinein aufgeweitet werden kann.

Der Haltering 13 ist geteilt und hat vier flache Kerben 42 an seiner äußeren Umfangsoberflache. In der inneren Umfangsoberflache sind vier ähnliche flache Kerben 43 ausgebildet, die in ihrer Stellung relativ zu den Kerben 42 versetzt sind. Der freie Durchmesser des Halterings 13 ist kleiner als derjenige der inneren Oberfläche 29 der ringförmigen Nut oder Ausnehmung 26 der Hülse 11.

Bei der Verwendung des Befestigungselements hält der Ring 12 die Anordnung an einem Werkstück fest, beispielsweise an einer Platte 44. Der zylindrische Teil 40 des Rings paßt durch eine zylindrische öffnung 45 in der Platte 44. Wenn der Ring so in die Platte eingesetzt ist, wird das äußere Ende des zylindrischen Abschnitts 40 des Rings 12 nach außen aufgeweitet, um einen Plansch 46 zu bilden, der auf der Oberfläche 47 einer Gegenbohrung oder Vertiefung 47 in der Platte 44 anliegt, die eine Portsetzung der öffnung 45 bildet.

Durch diese Ausbildung wird der Bolzen 10 an der Platte 44 mit einer Freiheit für eine begrenzte Axialbewegung gehalten. Wie das Befestigungselement in Fig. 2 gezeigt ist, wobei der Haltering 13 sich in der ringförmigen Nut 26 der Hülse 11 befindet, ist die Schraube 10 am linken Ende ihres zulässigen axialen Verschiebeweges. Dies ist deswegen der Fall, weil das Endgewinde 23 mit voller Gewindegröße benachbart der Schulter 34 am inneren Ende der inneren Nut 33 der Hülse 11 ist. Da der größte Durchmesser des Endgewindes 23 größer ist als der Innendurchmesser der Hülse 11 an der inneren Oberfläche 24, kann der Schaft der Schraube nicht aus der Hülse nach links herausgezogen werden. Die Hülse 11 ihrerseits kann sich nicht axial nach links bewegen, weil der Haltering 13 sowohl in die äußere Nut an der Hülse 11 als auch in die ringförmige Nut 4l des Rings eingreift.

Der Bolzen IQ kann sich axial in der anderen Richtung, in der Darstellung also nach rechts, bewegen, da die Hülse 11 über das Gewinde 21 und den nicht mit Gewinde versehenen Abschnitt des Schafts 20 gleitet. Bei Beginn dieser Bewegung greift das Endgewinde 23 an der vorderen Schulter 35 der inneren Nut 33 der Hülse 11 an und verformt das gespaltene vordere Ende der Hülse nach außen, so daß diese über das Endgewinde 23 hinweggehen kann. Eine fortgesetzte Bewegung der Schraube relativ zu den anderen Komponenten der Befestigungsanordnung veranlaßt das rückwärtige Ende 31 der Hülse 11, an der Schulter 19 des Bolzens 10 anzuschlagen. Eine weitere Bewegung des Bolzens 10 nach rechts veranlaßt dann den Haltering 13> durch die geneigte innere Oberfläche 30 der äußeren ringförmigen Nut 26 der Hülse 11 nach Art eines Nockens nach außen bewegt zu werden, so daß der Haltering über die äußere Oberfläche 27 der Hülse und auf den mit größerem Durchmesser versehenen Abschnitt 18 des Schafts gleitet. Die schräge Schulter 19 des Schafts und die geneigte rückwärtige äußere Oberfläche 32 der Hülse 11 stellen sicher, daß der Haltering 13 frei zwischen der Hülse und dem dickeren Abschnitt 18 des Schafts gleiten kann. Die Relativbewegung des Rings 12 und des Bolzens 10 wird dann beendet durch Anlage des äußeren aufgeweiteten Flansches 46 des Ringes an der unteren Oberfläche des Kopfes 14 des Bolzens.

Das Befestigungselement wird typischerweise verwendet bei der Befestigung der Platte 44 an einem stützenden Konstruktionsglied 49, an dessen einer Seite 50 eine Mutteranordnung 51 vorgesehen ist, wie es die Fig. 3 und 4 zeigen. Die Mutteranordnung kann von der Art sein, wie sie in US-PS 2 243 923 gezeigt ist, und weist eine Mutter 52 auf, die in einem Käfig 53 gehalten ist, der an dem Glied 49 mittels nicht dargestellter Niete oder Schrauben befestigt ist. Der Käfig 53 weist nach oben gebogene Flansche 54 an gegenüberliegenden Seiten auf. Die Flansche haben Schlitze 55_s die Lappen 56 aufnehmen, die von der Anlageseite der Mutter 52 vorragen. Zwischen den Wänden der Schlitze 55 und

den Lappen 56 besteht ein Spiel, so daß die Mutter 52 sich begrenzt seitlich in bezug auf den Käfig 53 bewegen kann. Eine zentrale öffnung 57 in dem Käfig 53 schafft einen Zugang zu der Gewindebohrung 58 der Mutter 52. Eine größere öffnung 59 erstreckt sich durch das Konstruktionsglied 49.

Wenn die Verbindung hergestellt wird, wird der Bolzen 10 axial vorwärtsgeschoben, um sich durch die öffnung 59 zu erstrecken und in die Gewindebohrung 58 der Mutter 52 einzutreten. Danach führt eine Verdrehung der Schraube den Schaft in der Mutter vorwärts. Anfänglich bleibt die Hülse 11 ausserhalb der öffnung 593 da sie von dem Haltering 13 gehalten wird. Schließlich kommt die Schulter 19 der Schraube am Ende des Schaftteils 18 mit größerem Durchmesser zum Eingriff mit dem Ende 31 der Hülse 11, wodurch die Hülse 11 veranlaßt wird, sich mit dem Bolzen 10 zu bewegen. Danach wird der Haltering 13 nach Art eines Nockens aus der äußeren ringförmigen Nut oder Vertiefung 26 herausgehoben und gleitet längs der äußeren Oberfläche 27 der Hülse 11, während die Hülse in die öffnung 59 durch die Schulter 19 hineingedrückt wird. Der Schaftabschnitt l8 mit größerem Durchmesser tritt dann in die öffnung 59 ein, und der Haltering 13 bewegt sich längs der Oberfläche des Schaftabschnitts l8, bis die untere Oberfläche 15 des Kopfes 14 gegen den Plansch 46 des Rings 12 anliegt. Dies ist die in Fig. 4 gezeigte Stellung der vollständigen Befestigung.

Anschließend kann nach Lösen des Befestigungselements dieses in eine vollständig zurückgezogene Stellung in bezug auf die Platte 44 gebracht werden, wenn die Platte von dem Stützglied 49 getrennt ist, wie es Fig. 2 zeigt. Wenn der Bolzen 10 nach außen gesogen wird (in der Darstellung nach links), wird das Endgewinde 23 des Bolzens in Eingriff mit dem vorderen Ende der Hülse 11 gebracht. Die geneigte Flanke des Gewindes 23 bewirkt eine auswärtsgerichtete Kraft, die das geschlitzte vordere Ende der Hülse nach außen aufweitet, so daß das Endgewinde 23 in die innere

Nut 33 eintreten kann. Der größte Durchmesser des Gewindes 23 ist kleiner als der Innendurchmesser der Nut 33 an deren Oberfläche 36j so daß das geschlitzte vordere Ende der Hülse dann in seine normale Stellung zurückschnappt, wie sie in Pig. 2 gezeigt ist. Die Hülse 11 hält dann den Bolzen 10 in der vollständig zurückgezogenen Stellung, in der das Schaftende nicht über das vordere Ende der Hülse hinaus vorragt. Dies bedeutet, daß der Schaft des Bolzens geschützt ist und daß er nicht mit der Bewegung der Platte 44 weg von dem Stützglied 49 kollidiert, was eine seitliche Bewegung der Platte-einschließt. Diese Anordnung des Bolzens 10 hält ihn auch in Bereitschaft für eine spätere Befestigung an der Mutter 52 und erleichtert den Eintritt des Schaftabschnitts 20 in die Öffnung 59 in dem Stützglied 49.

Wenn das Befestigungselement sich in der Befestigungsstellung gemäß Fig. 4 befindet, tritt der mit größerem Durchmesser versehene Abschnitt 18 des Schafts des Bolzens 10 in die Öffnung 59 in dem Stützglied 49 ein. Die abgerundete Ecke an der Schulter 19 erleichtert den Eintritt des Schaftabschnitts l8 in die Öffnung 59· Zwischen dem Schaftabschnitt l8 und der Wand der Öffnung 59 besteht eine relativ enge Passung, so daß Scherkräfte durch den Schaftabschnitt l8 mit größerem Durchmesser abgeleitet werden, der eine maximale Scherwiderstandsfähigkeit hat.

Nichtsdestoweniger kann das Befestigungselement in solchen Fällen verwendet werden, in denen eine wesentliche Fehlausrichtung zwischen der Platte 44 und dem Stützglied 49 vorliegt. Diesist deswegen möglich, weil der längere Abschnitt 20 des Schafts des Bolzens 10 einen relativ kleinen Durchmesser hat, so daß er in der Lage ist, in die Öffnung 59 einzutreten, selbst wenn er nicht mit der Achse der Öffnung 59 ausgerichtet ist. Die Schraube kann sogar in bezug auf den Ring 12 geneigt oder gekippt sein, und somit auch gegenüber der Platte 44, und zwar aufgrund des Spiels zwischen der Hülse 11 und der Innenseite

des Rings. Es ist möglich, daß der Schaft die Gewindegänge der Mutter 52 in nicht.ausgerichteter Stellung ergreift, weil die Mutter schwimmend angeordnet ist und deswegen in jede Stellung verschoben werden kann, die zur Aufnahme des Schafts erforderlich ist.

Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5-8 ist einfacher und wirtschaftlicher herzustellen als dasjenige nach den Figuren 1-4. Der Schaft des Bolzens öl dieser Version des Befestigungselements hat einen konstanten Durchmesser von seinem Kopf 62 her längs des nicht mit Gewinde versehenen Abschnitts 63, der der gleiche Durchmesser ist, wie der größte Durchmesser über die Länge des abgeflachten Gewindes 64. Die äußersten ein oder zwei Gewindegänge 65 haben die volle Größe und daher einen größeren äußeren Durchmesser als der abgeflachte Teil 64 des Gewindes.

Um den Bolzenschaft herum befindet sich eine Hülse 66. Der größte Teil der Länge der Hülse ist durch eine zylindrische Oberfläche 67 gebildet. An ihrem rückwärtigen Ende befindet sich jedoch ein nach außen aufgeweiteter Flansch oder Kopf 68, der komplementär zu der unteren Oberfläche des Kopfs 62 des Bolzens öl ausgebildet sein und an dieser anliegen kann. Am vorderen Ende ist ein kurzes flaches Gewinde 69 an der inneren Oberfläche der Hülse 66 ausgebildet. An der Außenseite ist das vordere Ende der Hülse längs der Oberfläche 71 nach innen auf die Achse zu abgeschrägt. Unmittelbar hinter dieser Oberfläche befindet sich eine äußere ringförmige Nut 72. Die rückwärtige Oberfläche 73 dieser Nut ist flacher geneigt als ihre vordere Oberfläche 74. Die innere Oberfläche der Hülse 66 ist im wesentlichen komplementär zu dem Schaft des Bolzens 61, längs dessen die Hülse gleiten kann. Der Innendurchmesser der Hülse ist groß genug, um ein solches Gleiten zu gestatten. Aber er ist kleiner als der größte Durchmesser des Endgewindes 65.

-Der Ring 76 ist ähnlich dem Ring 12, aber er kann längs seines Endes dünner gehalten werden, wo der Plansch 77 sich nach aussen aufweitet. Dies ist deswegen der Fall, weil der Plansch 77 zur Anlage an dem nach außen aufgeweiteten Ende 68 der Hülse kommt, was zu der Materialdicke des Befestigungselements innerhalb der Gegenbohrung 78 in der Platte 79 beiträgt, an der die Befestigungsanordnung angebracht ist. Eine innere Nut 8O in dem Ring 76 nimmt den Haltering 13 auf.

In der zusammengefügten Stellung gemäß Fig. 5 ist das mit Gewinde versehene Ende 64 des Schafts in einer Mutter 81 aufgenommen, die durch einen Korb 82 gehalten ist, der an einem Stützglied 83 befestigt ist. Der Kopf 62 des Bolzens liegt gegen das nach außen aufgeweitete Ende 68 der Hülse 66 an, das seinerseits an dem Flansch 77 des Rings 76 anliegt. Der zylindrische Teil 67 der Hülse 66 erstreckt sich durch den Ring 76 und paß't in die Öffnung 84 in dem Stützglied 83.

Wenn das Befestigungselement gelöst wird, kommt das mit Gewinde versehene Ende des Bolzenschaftes außer Eingriff mit der Mutter 8l, und der Abschnitt des Schafts mit dem abgeflachten Gewinde 64 gleitet durch das Innere der Hülse 66. Wenn der Bolzen von der Mutter freigekommen ist, kann er axial verschoben werden, um das volle Gewinde 65 in Eingriff mit dem Ende der Hülse 66 zu bringen. Dieser Teil des Gewindes kann nicht durch die Hülse gleiten, weil sein größter Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Hülse. Daher wirkt das Gewinde 65 als ein Anschlag, und der Axialzug auf den Bolzen 6l veranlaßt die Hülse, .sich mit dem Bolzen zu bewegen, so daß der Kopf 68 der Hülse einen Abstand von der Platte 79 erhält. Dies bringt die Nut 72 an die Stelle des Halterings 13 ₃ der dann in die Nut eintritt, um die Hülse 66 in ihrer zurückgezogenen Stellung zu halten. Zu dieser Zeit kann die Hülse von Hand gehalten werden, und der Bolzen 6l kann etwas verdreht werden, um das Endgewinde 65 voller Gewindegröße zum Eingriff mit dem Innengewinde 69 der

Hülse zu bringen. Hierdurch wird der Bolzen 6l in einer vollständig zurückgezogenen Stellung gehalten.

Wenn das Befestigungselement in die zusammengefügte Stellung zurückgebracht werden soll, kann die Hülse 66 festgehalten werden, während der Bolzen 61 verdreht wird, wodurch das Bolzengewinde 65 ausser Eingriff mit dem Hülsengewinde 69 kommt. Der Bolzen 6l wird dann nach innen gedrückt, so daß sein Schaft durch die Öffnung 84 in dem Stützglied 83 hindurchgeht und die Mutter 81 erreicht. Dies ermöglicht es dem Schaft, mit der Mutter in Eingriff zu kommen, während die Platte 79 noch einen Abstand von dem Stützglied 83 aufweist, und die Hülse 66 hat noch nicht versucht, in die Öffnung 84 einzutreten. Infolgedessen hat der Bolzenschaft ein beträchtliches Spiel um sich herum, wenn er durch die Öffnung 84 wandert und kann mit der Mutter 81 in Eingriff kommen, selbst wenn die Teile nicht zueinander ausgerichtet sein können. Später erreicht der Bolzenkopf 62 den Hülsenkopf 68 und schafft einen Anschlag, der die Hülse veranlaßt, sich axial mit dem Bolzen zu bewegen. Wenn sich die Hülse 66 in die Öffnung 84 hineinbewegt, wirkt sie wie ein Keil oder wie ein Dübel, der die Teile in eine exakte Ausrichtung bringt. Die abgerundete und abgeschrägte vordere Endoberfläche 71 der Hülse erleichtert deren Eintritt in die Öffnung 84, wenn anfänglich eine Fehlausrichtung vorliegt.

Der zylindrische Teil 67 der Hülse 66 paßt dicht in die Öffnung 84, wodurch die Scherstärke des Bolzenschafts vergrößert wird. Auch hier kann daher wieder der Bolzen trotz einer Fehlausrichtung mit der Mutter in Eingriff kommen und beschädigt nicht denjenigen Teil, durch den er sich hindurcherstreckt, und dennoch bietet das zusammengefügte Befestigungselement eine hohe Scherwiderstandsfähigkeit.

Zwei diametral einander gegenüberliegende Schlitze 85 erstrekken sich nach innen von dem vorderen Ende der Hülse 66 und schneiden die äußere ringförmige Nut 72. Dies dient dazu, eine

Entfernung der Hülse 66 und des Bolzens 61 von dem Ring 76 zu ermöglichenj was notwendig sein kann, z. B. wenn die Bolzengewindegänge beschädigt worden sind oder wenn der Bolzen nicht die richtige Länge hat. Das Entfernen des Bolzens wird erreicht durch Einsetzen eines kleinen Werkzeugs, beispielsweise auch eines Drahtstückes, in die Schlitze 85» um den Haltering 13 aus der Nut 72 in der Hülse 66 herauszudrücken und ihn tiefer in die Nut 80 in dem Ring 76 hineinzudrücken. Die Hülse 66 und mit ihr der Bolzen 61 können dann frei aus dem Ring 76 herausgezogen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1-4 können die Schlitze 37 in der gleichen Weise verwendet werden, wie die Schlitze 85, um die Hülse und den Bolzen zu entfernen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5-8 hat die Mutter' 8l eine vergrößerte Gegenbohrung 86 in demjenigen Ende, in "das der Bolzen eintritt. Diese Gegenbohrung 86 kann das Ende der Hülse 67 in dem Fall aufnehmen, daß die Platte an einer Stützkonstruktion befestigt werden soll, die etwas dünner ist als das Stützglied 83.

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Claims

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HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN ° ° ι υ ο ο ι

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN P AT E N T ATT O R N E Y S

Deutsch Fastener Corporation ca-df-19

L/Be 22. März I983

Befestigungselement

Patentansprüche

Befestigungselement gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

-ein Bolzen mit einem Kopf an einem Ende und einem von'dem Kopf vorragenden Schaft, der ein Gewinde trägt, wobei das Gewinde benachbart dem äußeren Ende des Schafts einen ersten größten Durchmesser hat und hinter dem äußeren Ende des Schafts einen zweiten größten Durchmesser hat, der kleiner als der erste größte Durchmesser ist,

- eine Hülse, die einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der zweite größte Durchmesser und kleiner als der erste größte Durchmesser, und die ein erstes Ende hat, das dem Kopf des Bolzens zugekehrt ist, und die ein zweites Ende hat, das dem Kopf des Bolzens abgekehrt ist, wobei der Schaft in der Hülse aufgenommen ist und der Schaft und die Hülse axial relativ zueinander beweglich sind zwischen einer ersten Stellung, in der der Kopf des Bolzens dem ersten Ende der Hülse relativ eng benachbart ist, und einer zweiten Stellung, in der der Kopf des Bolzens von dem ersten Ende der Hülse verhältnismäßig weit entfernt ist,

D-7O7O SCHWÄBISCH GMÜND KONTEN: D-8000 MÜNCHEN 70

H. SCHROETER Telefon: (07171) 5690 Deutsche Bank AG München 70/37369 (BLZ 700 700 10) K. LEHMANN Telefon: (089) 7252071

Bocksgasse 49 Telex: 7248 868 pagdd Postscheckkonto München 1679 41-804 (BLZ 700 100 80) Lipowskystraße 10 Telex: 5212248 pawed

- eine lösbare Einrichtung zum Halten der Hülse und des Schafts in deren zweiter Stellung,

- ein Ring, der den Schaft umgibt und der eine Einrichtung zur Befestigung an einem Werkstück aufweist, wobei der Ring einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der Außendurchmesser der Hülse, wodurch die Hülse innerhalb des Rings aufgenommen werden kann, wobei die Hülse und der Schaft sich axial relativ gegenüber dem Ring bewegen können, und wobei die Hülse in bezug auf den Ring beweglich ist zwischen einer ersten Stellung, in der das zweite Ende der Hülse dem Ring relativ eng benachbart ist, und einer zweiten Stellung, in der das zweite Ende der Hülse von dem Ring verhältnismäßig weit entfernt ist, und

- eine lösbare Einrichtung zum Halten der Hülse in deren erster Stellung in bezug auf den Ring.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der Hülse zum äußeren Ende des Schafts hin abgeschrägt ist, um fen Eintritt der Hülse in eine öffnung in einem Werkstück zu erleichtern.
3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Halten der Hülse und des Schafts in deren zweiter Stellung vorgesehen ist, daß die Hülse eine Ausnehmung hat, die zur Aufnahme desjenigen Teils des Gewindes bestimmt ist, der dem äußeren Ende des Schafts benachbart ist, und daß die Hülse einen aufweitbaren Abschnitt aufweist, um es demjenigen Teil des Gewindes, das dem äußeren Ende des Schaftes benachbart ist, zu gestatten, in die Ausnehmung einzutreten.
4. Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gewinde von einer Stelle des Schafts her, die mit Abstand von dem Kopf angeordnet ist, zu dem äußeren Ende des Schafts hin erstreckt, daß der

. Schaft zwischen dem Kopf und dem Gewinde einen ersten Durchmesser benachbart dem Gewinde hat, der im wesentlichen gleich dem zweiten größten Durchmesser ist, und daß der Schaft einen zweiten Durchmesser hat, der größer ist als der erste Durchmesser und der benachbart dem Kopf angeordnet ist, wodurch eine Schulter zwischen dem ersten und dem zweiten Durchmesser des Schafts gebildet ist, und daß der Innendurchmesser der Hülse kleiner ist als der zweite Durchmesser des Schafts, so daß die Schulter mit dem ersten Ende der Hülse in Eingriff bringbar ist, um die Hülse mit dem Bolzen zu bewegen.
5. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Halten der Hülse und des Schafts in der zweiten Stellung ein Innengewinde innerhalb der Hülse aufweist, das mit dem benachbart dem äußeren Ende des Schaftes angeordneten Gewinde in Eingriff zu bringen ist, das jedoch nicht mit dem Gewinde in Eingriff zu bringen ist, das innerhalb oder hinter dem äußeren Ende des Schafts angeordnet ist.
6. Befestigungselement nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde sich über weniger als die volle Länge der Hülse erstreckt und dem zweiten Ende der Hülse benachbart angeordnet ist.
7. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gewinde von einer Stelle her, die mit Abstand von dem Kopf angeordnet ist, zu dem äußeren Ende des Schaftes hin erstreckt, und daß der Schaft zwischen dem Gewinde und dem Kopf einen konstanten Durchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem zweiten größten Durchmesser ist
8. Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch g .e k e η η zeichnet, daß die Hülse an ihrem ersten Ende einen Kopf hat, der mit dem Kopf des Bolzens in Eingriff zu bringen ist, um die Hülse gemeinsam mit dem Bolzen zu bewegen.
9. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde hinter dem äußeren Ende des Schafts größer bzw. länger ist als das dem äußeren Ende des Schafts benachbarte Gewinde.
10. Befestigungselement nach Anspruchjl, dadurch gekennzeichnet, daß das dem äußeren Ende des Schafts benachbarte Gewinde sich über nicht mehr als zwei Umdrehungen oder Gewindegänge erstreckt.
11. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Einrichtung zum Halten der Hülse in deren erster Stellung in bezug auf den Ring ein nachgiebiges Element aufweist, daß der Ring eine innere ringförmige Nut aufweist, die Teile des nachgiebigen Elements aufnimmt, und daß die Hülse eine äußere ringförmige Nut aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie andere Teile des nachgiebigen Elements aufnimmt.
12. Befestigungselement nach Anspruch 11, dadurch g e k.e η η zeichnet, daß die Hülse Schlitze aufweist, die sich von deren zweitem Ende her nach innen erstrecken und die die äußere ringförmige Nut schneiden, um es einem Werkzeug zu gestatten, in die Schlitze einzudringen und das nachgiebige Element aus der äußeren ringförmigen Nut heraus und tiefer in die innere ringförmige Nut des Ringes hineinzudrücken, so daß die Hülse von dem Ring getrennt werden kann.
13. Befestigungselement zur Verbindung eines ersten und eines zweiten Bauteils, wobei das erste Bauteil eine Durchgangs-

öffnung aufweist und eine Mutter an einem Ende der öffnung angeordnet ist, wobei Einrichtungen zum Halten der Mutter an dem ersten Bauteil mit Freiheit für eine begrenzte seitliche Schwimmbewegung der Mutter in bezug auf das Bauteil vorgesehen sind, und wobei das zweite Bauteil für seine Befestigung an dem ersten Bauteil eine Durchgangsöffnung aufweist, wobei das Befestigungselement folgende Bestandteile aufweist:

- ein Bolzen mit einem Schaft und einem Gewinde auf dem Schaft, wobei der Schaft ein erstes und ein zweites Ende hat und das Gewinde an dem zweiten Ende des Schafts zum Eingriff mit dem Gewinde der Mutter bringbar ist, wobei der Bolzen einen ersten Anschlag benachbart dem ersten Ende des Schafts und einen zweiten Anschlag benachbart dem zweiten Ende des Schafts aufweist,

- eine Hülse, die den Schaft umgibt und axial in bezug auf den Schaft zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag beweglich ist, wobei die Hülse durch den ersten Anschlag auf die Mutter zu und in die öffnung in dem ersten Bauteil hinein bewegbar ist, sobald der erste Anschlag mit der Hülse in Eingriff kommt und der Schaft in bezug auf die Mutter vorwärtsbewegt wird,

- eine lösbare Einrichtung zum Halten der Hülse benachbart dem zweiten Anschlag,

- ein Ring in der öffnung in dem zweiten Bauteil, der einen größeren Innendurchmesser hat als der Außendurchmesser der Hülse und als der Außendurchmesser des Schafts zwischen dessen erstem und zweitem Anschlag, wodurch der Ring sich in bezug auf die Hülse und den Schaft bewegen kann, und

- eine Halteeinrichtung zur Begrenzung der Relativbewegung derart, daß sich der Ring nicht von der Hülse herunter in der Richtung des zweiten Endes des Schaftes und nicht von dem Schaft herunter in der Richtung des ersten Endes des Schaftes bewegen kann, wobei der Durchmesser des Schafts benachbart dessen zweitem Ende wesentlich kleiner

ist als der Durchmesser der öffnung in dem ersten Bauteil, um dadurch ein Eintreten des Schafts in die öffnung in dem ersten Bauteil zum Eingriff des Schaftgewindes mit dem Muttergewinde zu erleichtern, wobei der Schaft eine Länge hat, die in bezug auf die Länge der öffnungen in dem ersten und dem zweiten Bauteil so bemessen ist, daß das Gewinde auf dem Schaft mit dem Muttergewinde in Eingriff kommen kann, bevor die Hülse in die öffnung in dem ersten Bauteil eintritt.