DE2925526A1 - Befestigungselement und zugehoeriges werkzeug - Google Patents

Description

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ILLINOIS TOOL WORKS INC.

Befestigungselement und zugehöriges Werkzeug

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem ersten und einem zweiten Bolzenabschnitt und einem zwischen den Bolzenabschnitten koaxial zu diesen angeordneten und einstückig mit ihnen ausgebildeten, sich radial erstreckenden Flansch, wobei der erste Bolzenabschnitt ein Schraubengewinde und eine Einrichtung zum Schaffen eines Innengewindes in einer Bohrung eines Werkstückes aufweist, der Flansch eine untere, in Richtung des ersten Bolzenabschnittes weisende Fläche und eine obere, in Richtung des zweiten Bolzenabschnittes weisende Fläche besitzt und auf dieser

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oberen Fläche ein hochstehender Vorsprung vorgesehen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein zugehöriges Werkzeug zum Eindrehen eines Befestigungselementes, das einen sich radial zwischen einem ersten Schraubenbolzenabschnitt und einem koaxial angeordneten zweiten Bolzenabschnitt erstreckenden Plansch aufweist, durch Aufbringen eines Drehmomentes auf die von der oberen Fläche des Flansches hochstehenden Rippen.

Als Doppelbolzen ausgebildete Befestigungselemente besitzen auf ihrer einen Seite ein Maschinenschraubengewinde, in der Mitte einen scheibenförmigen Flansch oder Kopf und eine spezielle Schneidschraube am anderen Ende und werden üblicherweise dort verwendet, wo die Aufnahmefläche aus Kunststoffmaterial besteht und eine Blindbefestigung durchgeführt werden soll.

Ein typisches Anwendungsgebiet für solche Befestigungselemente ist die Kraftfahrzeugtechnik, wo Kunststoffkomponenten vorgesehen sind, die naben- oder kopfartige Vorsprünge mit darin vorgesehenen Bohrungen zur Aufnahme der Schneidschraube aufweisen. Die Bolzen werden dabei üblicherweise zuerst mittels eines Schlüssels in die Kunststoff vorsprünge derart hineingetrieben, daß das Ende mit dem Maschinenschraubengewinde später in öffnungen eines Blech-Werkstückes eingeführt werden kann. Dann werden Schraubenmuttern zum Festklemmen des Bleches an dem scheiben förmigen Flansch oder Kopf des Doppelbolzens verwendet, wodurch alle Belastungen auf das Ende mit dem Maschinenschraubengewinde verlagert werden und alle zusätzliche Beanspruchung des Kunststoffes während der Installation vermieden wird.

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Eine typische Art, solche Doppelbolzen einzudrehen, besteht darin, den hochstehenden Gewindebolzen in seinem Gewindeteil mittels einer Spannvorrichtung zu ergreifen und dadurch ein Drehmoment auf das Befestigungselement auszuüben. Ein anderes Verfahren benutzt hierzu den Außenumfang des Flansches. Entsprechende Werkzeuge hierfür besitzen üblicherweise einen größeren Durchmesser, als dem Durchmesser des Flansches und/oder des Vorsprunges, mit dem das Befestigungselement verbunden werden soll, entspricht. Bei vielen Anwendungsmöglichkeiten befinden sich diese Vorsprünge jedoch in begrenzten Gebieten, und die Größe des Werkzeuges ist ein bestimmender Faktor für das wirkungsvolle Eindrehen solcher Befestigungselemente.

Zusätzlich zu den Anwendungs- und Eindrehproblemen bei den bekannten Befestigungselementen besteht dort auch ein weiteres wesentliches Problem darin, daß die Befestigungselemente gegen Wiederlösen bzw. Wiederherausdrehen nach ihrer Installation gesichert werden müssen. Aus einer Vielzahl von Gründen kann es notwendig sein, daß die Schraubenmuttern wieder entfernt werden müssen und/oder daß das befestigte Blech wieder entfernt werden muß. Wenn dabei ein Drehmoment auf die Schraubenmutter aufgebracht wird, wirkt dieses Drehmoment auch auf den Bolzen, so daß dieser sich aus dem Kunststoffmaterial lösen kann. Es ist bereits eine Vielzahl von Techniken vorgeschlagen worden, um diese Neigung des Sichwiederlösens des Bolzens beim Losdrehen der Schraubenmutter zu eliminieren. So sind zu diesem Zweck Klebstoffe, spezielle Schraubenformen, Verriegelungsmittel unterhalb des scheibenförmigen Flansches oder Kopfes oder eine Kombination von speziellen Ausbildungen der VorSprünge und der scheibenförmigen Flansche oder Köpfe vorgeschlagen worden. Alle diese bekannten Vorschläge sind jedoch entweder

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sehr kostspielig, beschwerlich handbar oder sie tragen zur weiteren Verschlechterung und Beanspruchung des Kunststoffmaterials während der Installation bei.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Befestigungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem einerseits ein ungewolltes Entfernen beim Loslösen einer zugehörigen Schraubenmutter vermieden wird und andererseits beim Eindrehen kein Werkzeug benötigt wird, das einen größeren Durchmesser als der Flansch besitzt. Außerdem soll ein verbesserter Eingriff zwischen dem Werkzeug und dem Flansch geschaffen werden.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement kennzeichnet sich dadurch, daß der Vorsprung dergestalt radial verlaufende Rippen umfaßt, deren jede eine erste, rechtwinklig von der oberen Fläche des Flansches nach oben verlaufende, zur Aufnahme eines Drehmomentes geeignete Fläche und eine zweite, sich von der oberen Fläche des Flansches nach oben zu der ersten Fläche hin verlaufende Fläche aufweist, daß sie in einer Richtung von einem Werkzeug ergriffen und damit das Befestigungselement um seine Längsachse in eine Bohrung eines Werkstückes hineingedreht werden kann.

Bei dieser Ausbildung haben die Rippen auf dem scheibenförmigen Flansch eine zweifache Funktion. Einmal dienen sie zum Angreifen eines geeigneten Werkzeuges beim Hereindrehen des Befestigungselementes und andererseits dringen ihre scharfen Kanten in die untere Fläche einer Werkstückplatte ein, die über den zweiten, oberen Bolzenabschnitt gesetzt und dort festgeklemmt wird, so daß das Befestigungselement gegen Wiederherausdrehen gesichert ist. Beim Hereindrehen des Befestxgungselementes wird dabei im Gegensatz zu den

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bekannten Befestigungselementen das Drehmoment nicht auf den geringen Durchmesser des oberen, zweiten Bolzenabschnittes aufgebracht, sondern auf den ganzen Radius des Flansches. So kann ein größeres und besser dosiertes Drehmoment aufgebracht werden, wobei außerdem durch das Werkzeug auch ein axialer Druck aufgebracht werden kann, der genau steuerbar und begrenzbar ist, während dabei gleichzeitig das Befestigungselement innerhalb eines zugehörigen Werkzeuges genau geführt und zentriert werden kann.

Obgleich der zweite, obere Bolzenabschnitt beispielsweise auch glatte Flächen aufweisen könnte - in die sich zum Beispiel auch eine entsprechende Schraubenmutter eingraben könnte - ist in zweckmäßiger Weise vorgesehen, daß der zweite Bolzenabschnitt ein Schraubengewinde aufweist, das die gleiche Drehrichtung wie das Schraubengewinde am ersten Bolzenabschnitt besitzt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, daß die zweite Fläche der Rippen jeweils eine schiefe Ebene darstellt, die in einem spitzen Winkel zu der oberen Fläche des Flansches verläuft und die erste Fläche mit einer Spitze schneidet, die geeignet ist, in die Unterseite eines Werkstückes, das über die obere Fläche des Flansches geklemmt ist, verriegelnd einzudringen. Eine so ausgebildete zweite Fläche der Rippen gestattet beispielsweise, daß ein entsprechendes Werkzeug beim Drehen in zu der Eindrehrichtung entgegengesetzter Richtung auf diesen zweiten Flächen entlanggleiten kann, bis es wieder hinter die ersten Flächen der Rippen greift.

Dabei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß dem zweiten Bolzenabschnitt eine Schraubenmutter zugeordnet ist, deren

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Schraubengewinde dergestalt die gleiche Drehrichtung besitzt wie das Schraubengewinde am ersten Bolzenabschnitt, daß die Rippen sich in die untere Fläche eines aufgesetzten Werkstückes einbetten und die Drehung des Befestigungselementes beim Drehen der Schraubenmutter verhindern können.

Eine weitere Ausbildung sieht vor, daß der erste Bolzenabschnitt getrennte Gewindegänge mit scharfen Gewindespitzen und eine Gewindeschneidnut aufweist und der zweite Bolzenabschnitt ein Maschinenschraubengewinde von gleicher Drehrichtung wie die Gewindegänge des ersten Bolzenabschnittes besitzt.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist so gestaltet, daß der Verschleiß des zugehörigen Werkzeuges vermindert und ein Durchdringen einer aufgesetzten Platte durch die Rippen verhindert wird und kennzeichnet sich dadurch, daß die zweite Fläche der Rippen als schiefe Ebene ausgebildet ist, die in einem spitzen Winkel zu der oberen Fläche des Flansches verläuft und eine ebene obere Fläche der Rippen schneidet, wobei die ebene obere Fläche die erste, ein Drehmoment aufnehmende Fläche schneidet und sich im wesentlichen senkrecht dazu erstreckt und wobei die Schnittlinie zwischen der ebenen oberen Fläche und der zweiten, eine schiefe Ebene bildenden Fläche im wesentlichen tangential zu dem zweiten Bolzenabschnitt verläuft in Richtung auf die erste, ein Drehmoment aufnehmende Fläche und somit unter einem spitzen Winkel zu der Schnittlinie zwischen der ebenen oberen Fläche und der ein Drehmoment aufnehmenden Fläche angeordnet ist.

In vorteilhafter Weise erstreckt sich dabei die erste, ein Drehmoment aufnehmende Fläche radial zu der Achse des Bolzen-

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abschnittes.

Eine weitere zur Schonung des Werkzeuges und einer zu befestigenden Platte dienende Anordnung sieht vor, daß die zweite Fläche zwei flache Flächen umfaßt, die sich in einer Verbindungslinie schneiden, die sich von dem Bereich des Schnittpunktes der zweiten Fläche mit der oberen Fläche des Flansches an dessen äußerem Umfang aus erstreckt, und daß eine der flachen Flächen die ebene obere Fläche der Rippen schneidet und unter einem kleineren spitzen Winkel zu der oberen Fläche des Flansches verläuft als die andere der flachen Flächen.

In Weiterbildung der Erfindung ist zum Eindrehen der erfindungsgemäßen Befestigungselemente durch Aufbringung eines Drehmomentes über die von der oberen Fläche des Flansches hochstehenden Rippen ein dem Befestigungselement angepaßtes Werkzeug vorgesehen, daß sich dadurch kennzeichnet, daß ein zylindrischer Körper mit einem im wesentlichen dem Durchmesser des Flansches gleichen Außendurchmesser und einer axialen, von der vorderen, am Flansch angreifenden Endfläche des Werkzeuges ausgehenden Bohrung vorgesehen ist, wobei diese Bohrung einen Innendurchmesser und eine Tiefe besitzt, die größer sind als Außendurchmesser und Höhe des zweiten Bolzenabschnittes, am der Endfläche entgegengesetzten Seite des Körpers Einrichtungen zum Aufbringen eines Drehmomentes auf das Werkzeug vorgesehen sind und die Endfläche eine Mehrzahl von Stoßflächen zum Übertragen eines Drehmomentes auf die zugeordneten Rippen des Flansches des Befestigungselementes aufweist. Ein so gestaltetes Werkzeug gestattet ein problemloses Eintreiben des Befestigungselementes, wobei dieses dabei mit einem genau dosierten Druck und einem über die Rippen verteilt

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aufgebrachten Drehmoment belastet wird, ohne daß dabei ein größerer seitlicher Platz vorhanden sein muß, als dem Durchmesser des Flansches entspricht. Durch ein solches Werkzeug wird dabei das Befestigungselement außerdem in sicherer Weise zentriert und geführt.

Zweckmäßigerweise ist das Werkzeug dabei so ausgebildet, daß die Endfläche des Werkzeuges im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse des zylindrischen Körpers ausgerichtet ist und eine Mehrzahl von Aussparungen aufweist, die jeweils eine sich radial zu der Achse und rechtwinklig zu der Endfläche verlaufende Stoßfläche besitzen und dergestalt ausgebildet sind, daß sie die zugeordneten Rippen auf dem Flansch in der Weise aufnehmen können, daß die Stoßflächen in Drehrichtungskontakt mit den zugeordneten ersten Flächen der Rippen kommen und der Rest der Endfläche in Stützkontakt mit dem Rest der oberen Fläche des Flansches kommt. Dabei ist die axiale Bohrung vorzugsweise zylindrisch ausgebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes, das als Doppelbolzen ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Befestigungselement entsprechend der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht des Befestigungselementes gem. Fig. 1, das mittels eines Werkzeuges in einen Vorsprung eingesetzt ist,

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Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht einer Anordnung, bei der das Befestigungselement gem. Fig. 1 in ein Werkstück eingesetzt ist und mittels einer Schraubenmutter eine Platte festhält,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die untere Endfläche des Werkzeuges,

Fig. 6 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer anderen Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes mit einem zugeordneten Werkzeug,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Befestigungselement gem. Fig. 6,

Fig. 8 eine teilweise Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, als Doppelbolzen ausgebildeten Befestigungselementes,

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Befestigungselement in Richtung der Linien 9-9 in Fig. 8,

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie 10-10 in Fig. 9, aus dem die Rippenausbildung erkenntlich ist,

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Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 9, der ebenfalls die Rippenausbildung zeigt, und

Fig. 12 eine ähnliche Draufsicht wie in Fig. 9, wobei in gestrichelten Linien die verschiedenen Lagen von Ausnehmungen eines Werkzeuges relativ zu den Rippenflächen erkenntlich ist.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte, als Doppelbolzen ausgebildete Befestigungselement 10 umfaßt einen unteren, ersten Bolzenabschnitt 12, der koaxial zu einem oberen, zweiten Bolzenabschnitt 30 verläuft, wobei einstückig mit den beiden Bolzenabschnitten in der Mitte zwischen ihnen ein scheibenförmiger Flansch 18 vorgesehen ist. Der erste Bolzenabschnitt 12 ist so ausgebildet, daß er mit einer Blindbohrung in einem Werkstück, wie einem Kunststoffvorsprung, verbunden werden kann. Deshalb ist dort vorzugsweise ein Schraubengewinde 14 mit relativ scharfkantigen Gewindegängen vorgesehen. Am unteren Ende des ersten Bolzenabschnittes 12 befindet sich eine Gewindeschneidenut 16, um das Verankern dieses Bolzenabschnittes innerhalb der Bohrung des Werkstückes zu erleichtern. Es sei jedoch bemerkt, daß, obgleich hier eine Gewindeschneidenut dargestellt ist, auch eine Anzahl anderer Ausbildungen verwendet werden kann, um einen entsprechenden inneren Gewindegang in dem Werkstück sauber auszubilden oder zu erzeugen.

Der sich radial erstreckende Flansch 18 besitzt eine auf den ersten Bolzenabschnitt 12 zuweisende glatte untere Fläche 22 und. eine auf den zweiten Bolzenabschnitt 30 zuweisende obere Fläche 20. Die obere Fläche 20 enthält eine Mehrzahl von im

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wesentlichen radial verlaufenden Vorsprüngen, die sich auf der sonst glatt ausgebildeten oberen Fläche erstrecken. Diese Vorsprünge stellen ein wesentliches Merkmal der Erfindung dar, und ihr zweifacher Zweck wird im Detail nachfolgend beschrieben.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt als Vorsprünge drei Rippen 24, die sich im wesentlichen radial zur Achse des Befestigungselementes erstrecken. Die Rippen 24 umfassen jeweils eine erste, ein Drehmoment aufnehmende Fläche 26, die sich im wesentlichen rechtwinklig zu der verbleibenden flachen Oberfläche der oberen Fläche 20 des Flansches erstreckt. Die Fläche 26 erstreckt sich außerdem radial zu der Achse des Befestigungselementes, um so in günstiger Weise das auf das Befestigungselement zu übertragende Drehmoment aufzunehmen. Eine zweite Fläche 28 in Form einer schiefen Ebene erstreckt sich unter Bildung eines spitzen Winkels zu der Ebene der oberen Fläche 20 und zu der Ebene der rechtwinklig verlaufenden Fläche 26. Diese Fläche 28 gestattet es, daß ein zugeordnetes Werkzeug, wie das Werkzeug 46, mit gradueller und "weicher" Einwirkung auf die obere Fläche 20 in Arbeitsposition gebracht werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die als schiefe Ebenen ausgebildeten Flächen 28 sich mit den senkrecht verlaufenden Flächen 26 schneiden. Es versteht sich jedoch, daß dazwischen auch Zwischenflächen irgendwelcher Konfiguration, wie sie beispielsweise in den Fig. 8-12 gezeigt sind, vorgesehen sein können.

Während gemäß der Erfindung auf der oberen Fläche des Flansches Antriebsmittel vorgesehen sind, versteht sich, daß die Gesamthöhe des Flansches und der Vorsprünge darauf möglichst klein gehalten werden sollte, um so den Zwischenraum

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zwischen einer zu befestigenden Platte und der Grundstruktur ebenfalls möglichst klein zu halten. Ein solch niedriges Profil der Antriebsmittel wird teilweise dadurch erhalten, daß ein relativ großes Flächengebiet auf der oberen Seite des Flansches vorhanden ist, das mit der Endfläche eines zugehörigen Werkzeuges so zusammenarbeitet, daß dieses in bezug auf das Befestigungselement ausgerichtet und stabilisiert wird.

Aus den Fig. 3 und 5 ist auch ein Werkzeug zum Eindrehen des Befestigungselementes und ein typisches Anwendungsbeispiel für ein solches Befestigungselement zu ersehen. Eine typische Anwendung des als Doppelbolzen ausgebildeten Befestigungselementes besteht darin, ein zweites Werkstück oder eine plattenartige Ausbildung mit einer geformten Kunststoffstruktur zu verbinden. Bei gebräuchlichen Anwendungen solcher als Doppelbolzen ausgebildeter Befestigungselemente ist dabei ein das Befestigungselement aufnehmender Vorsprung, wie der Vorsprung 34, vorgesehen, der sich an einer ansonsten flachen Kunststoffstruktur befindet. Solche Vorsprünge umfassen eine Bohrung 38 von vorbestimmtem Durchmesser» Zum Einsetzen ist dabei dem Befestigungselement 10 ein Werkzeug 46 zugeordnet, das den zweiten Bolzenabschnitt 30 in einer Bohrung 54 des Werkzeugkörpers 48 aufnimmt. Das Befestigungselement 10 kann dabei vor dem Einsetzen in dem Werkzeug mittels Magneten oder dergleichen (nicht dargestellt) festgehalten werden. Dabei können zur Übertragung von Drehmomenten geeignete Flächen, wie beispielsweise eine Steckhülse 56, an dem Ende des Werkzeuges vorgesehen sein, das zu dem an dem Befestigungselement angreifenden Ende entgegengesetzt liegt, um so ein Drehmoment von einem zweiten, eine entsprechende Kraft ausübenden Werkzeug auf das Werkzeug 46 zu übertragen. Es sei bemerkt, daß der Durchmesser des

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Körpers 48 im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Flansches 18 und dem Durchmesser der oberen Fläche 36 des Vorsprunges ist. Diese dimensionsmäßige Relation ist aufgrund der neuen Ausbildung des hier beschriebenen Werkzeuges möglich und ist immer dann wichtig, wenn Befestigungselemente in begrenzten Gebieten oder in einem Gebiet, in dem der Abstand von Mittellinie zu Mittellinie zwischen benachbarten Befestigungselementen sehr gering ist, eingedreht werden sollen.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, besitzt die dem Flansch zugewandte Endfläche 50 des Werkzeuges 46 eine Mehrzahl von Aussparungen 51, deren Anzahl der Anzahl der Rippen 24 an dem Befestigungselement entspricht. Diese Aussparungen übergreifen auf einfache Weise aufgrund der als schiefe Ebenen ausgebildeten Flächen 28 der Rippen diese Rippen in der für ihr Zusammenarbeiten richtigen Weise.

Obgleich die Aussparungen 51 die unterschiedlichsten Formen besitzen können, besitzen alle solche Formen vorzugsweise eine im wesentlichen rechtwinklig verlaufende Stoßfläche 52, die mit der ersten, rechtwinkligen Fläche 26 des Befestigungselementes zusammenarbeiten kann. Die Höhe dieser Stoßflächen 52 sollte dabei vorzugsweise zumindest so groß sein wie die Höhe der ersten rechtwinkligen Fläche 26, so daß die Endfläche 50 in Eingriff mit der oberen Fläche 20 des Flansches kommt. Dieses Ineingriffkommen der Endfläche 50 mit der oberen Fläche 20 des Flansches bewirkt eine Ausrichtung und Stabilisierung des Befestigungselementes während seines Eindrehens. Eine weitere Ausrichtung und Stabilisierung wird aufgrund des teleskopartigen Zusammenwirkens des oberen, zweiten Bolzenabschnittes 30 mit der Bohrung erreicht, die so dimensioniert ist, daß sowohl die Länge des

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Bolzenabschnittes als auch dessen Durchmesser von der
Bohrung ohne Anstoßen aufgenommen wird.

Fig. 4 verdeutlicht eine sehr wichtige Funktion der Rippen 24 des Befestigungselementes. Wenn das Befestigungselement 10 in richtiger Weise auf der oberen Fläche 36 des Vorsprunges 34 aufsitzt, wird die Platte 40, vorzugsweise
indem sie mit einer Ausnehmung über den Bolzenabschnitt 30 geschoben wird, in ihre dargestellte Lage gebracht. Die
Platte 40 wird dann in der in Fig. 4 dargestellten Weise
an der oberen Fläche 20 des Flansches festgeklemmt. Dieses Festklemmen geschieht mittels einer Schraubenmutter 44. Die Schraubenmutter 44 besitzt in typischer Weise ein Innengewinde mit gleicher Drehrichtung wie das Schraubengewinde 14 auf dem ersten Bolzenabschnitt, der in den Vorsprung 34 hineingedreht ist. Dabei sei bemerkt, daß, obgleich in Fig. der zweite Bolzenabschnitt 30 ein Maschinenschraubengewinde 32 aufweist, dieser zweite Bolzenabschnitt 30 auch frei von irgendwelchen Gewinden sein kann und daß dann entsprechend die Schraubenmutter 44 als Gewindeschneidschraube ausgebildet ist. In jedem Fall sind die durch die Erfindung gelösten Probleme die gleichen, die darin bestehen, daß das
Befestigungselement 10 vor einer Rückwärtsbewegung geschützt werden soll, wenn die Schraubenmutter 44 mit einem solchen Drehmoment beaufschlagt wird, das die Klemmverbindung
zwischen der Schraubenmutter und der Platte 40 lösen soll. Dabei ist zu beachten, daß beim festen Anziehen der Schraubenmutter 44 gegen die Platte 40 die scharfen Spitzen der
Rippen 24 sich in die Unterseite der Platte in den Bereichen 42 eindrücken. Aufgrund der rechtwinkligen Ausrichtung der Fläche 26 werden auf das Befestigungselement beim Lösen
der Schraubenmutter ausgeübte Drehmomente durch das Eindringen der Rippen 24 in die Platte 40 ausgeglichen.

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Während das erfindungsgemäße Werkzeug im Zusammenhang mit einem als Doppelbolzen ausgebildeten Befestigungselement beschrieben worden ist, zeigen die Fig. 6 und 7 die Vorteile eines solchen Werkzeuges auch in bezug auf eine modifizierte Form des Befestigungselementes. Dabei sind wesentliche Merkmale des als Doppelbolzen ausgebildeten Befestigungselementes auch bei einer Ausbildung des Befestigungselementes vorhanden, das einen nicht entfernbaren, als schlagfesten Kopf ausgebildeten Flansch besitzt. So ist beispielsweise das Befestigungselement 10a so ausgebildet, daß es einen flachen, einen scheibenförmigen Flansch 18a umfassenden Kopf und einen ersten Bolzenabschnitt mit einem Schraubengewinde 14a besitzt. Die obere Fläche des Flansches besitzt ebenfalls radial verlaufende Rippen 24, die eine rechtwinklig dazu verlaufende Fläche 26a und eine Fläche 28a in Form einer schiefen Ebene besitzen und so eine Drehung in nur einer Richtung erlauben. Ein zylindrischer, oberer, zweiter Bolzenabschnitt in Form eines Achsstummels ist axial zu dem Flansch ausgerichtet und besitzt Seitenflächen 32a, die sich bis zu einer Höhe erstrecken, die die Höhe der rechtwinklig verlaufenden Flächen 26a nicht wesentlich überschreitet.

Das in Fig. 6 dargestellte Werkzeug kann bei dem schlagfesten Befestigungselement 1Oa in identischer Weise benutzt werden, wie es in bezug auf das als Doppelbolzen ausgebildete Befestigungselement 10 beschrieben worden ist. Das in Fig. 6 dargestellte Werkzeug ist mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden wie das Werkzeug 46, wobei lediglich ein a an die entsprechenden Bezugsziffern angehängt worden ist. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die Bohrung 54a einen solchen Durchmesser besitzt, daß der obere Bolzenabschnitt 30a und die Seitenflächen 32a von ihr auf-

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genommen werden können, um so das Befestigungselement 10a während seines Eintreibens zu zentrieren und zu stabilisieren. Der obere Bolzenabschnitt 30a besitzt dabei eine Höhe, die groß genug ist, um dieses Zusammenwirken mit dem Werkzeug 46a zu ermöglichen, aber nicht so groß ist, daß das Befestigungselement durch Ergreifen des Bolzenabschnittes mittels eines Werkzeuges wieder entfernt werden kann.

Eine weitere Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselementes ist in den Fig. 8-12 gezeigt, wobei diese Ausbildung dabei so ausgelegt ist, daß die Abnutzung des Antriebswerkzeuges auf ein Minimum gebracht wird. Das Befestigungselement 10b umfaßt einen oberen Bolzenabschnitt 30b, einen unteren Bolzenabschnitt 12b und einen dazwischenliegenden Flansch 18b. Die Rippen 24b umfassen eine erste Fläche 26b zur Aufnahme eines Drehmomentes und eine zweite nockenartige Fläche 28b. Eine ebene Fläche 25 schneidet die erste Fläche 26b entlang einer radialen Linie 35 und eine obere Fläche 39 der zweiten Fläche 28b entlang einer Linie 33, die sich im wesentlichen tangential zu dem oberen Bolzenabschnitt 30b erstreckt. Die Verbindung der zweiten Fläche 28b und der ebenen Fläche 25 erstreckt sich somit unter einem spitzen Winkel zu der Schnittlinie zwischen der Fläche 25 und der Fläche 26b. ;

Die Kombination der ebenen Fläche 25 und der zweiten Fläche 28b, die die Fläche 25 in der gezeigten Weise schneidet, trägt in großem Ausmaße dazu bei, daß das Werkzeug 46 weniger abgenutzt wird. Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, ist die Führungskante 53 der Aussparung 51 in dem Werkzeug - beispielsweise dem in Fig. 5 gezeigten - grundsätzlich mit der Verbindungslinie 33 ausgerichtet, so daß ein graduell

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gesteuertes Absenken der Endfläche 50 auf die obere Fläche 20b des Flansches geschaffen wird. Die Lage der Führungskante 53' in Fig. 12 zeigt, daß eine fortgesetzte Umdrehung der Endfläche des Werkzeuges im Uhrzeigersinn es erlaubt, daß die Kante 53' in Linienkontakt mit der Fläche 39 ist. Dieser "weiche" Eingriff, der durch das gesteuerte Sichsenken über den Flächenbereich entsteht, der durch den geringen spitzen Winkel erzeugt ist, der zwischen der Fläche 39 und der Ebene der oberen Fläche 20b und der ebenen Fläche 25 gebildet ist, verringert die Abnutzung an allen Kontaktkanten des Werkzeuges. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist die Fläche 39 nach unten und außen in Richtung auf den Umfang des Flansches geneigt. Eine solche Ausbildung erhöht das sanfte gesteuerte Sichsenken des Werkzeuges. Eine Abnutzung des Werkzeuges, wie eine Abrundung der Kanten und dergleichen wirkt sich kritisch auf das ordentliche Funktionieren der erfindungsgemäßen Ausbildung aus, da dabei der Wunsch besteht, einen Flansch von niedrigem Profil zu erhalten. Ein verläßlicher zwangsläufiger Stoßkontakt zwischen der Fläche 26b und der ein Drehmoment erteilenden Stoßfläche 52 des Werkzeuges würde nachteilig eine solche Ausrichtung beeinflussen.

Die ebene Fläche beseitigt den sehr scharfen Kantenkontakt mit der Unterfläche einer sehr dünnen Platte 40, die sonst total durchdrungen werden könnte. Die unter einem rechten Winkel verlaufende radiale Linie 35 und die begrenzten Gebiete der ebenen Fläche 25 in der Nähe des Außenumfanges des Flansches 18b erlauben jedoch noch ein teilweises Eindringen und Blockieren, wie es in Fig. 4 allgemein gezeigt ist.

Die zweite Fläche 28b kann zwei sich schneidende,nockenartige

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Flächen umfassen, die sich unter unterschiedlichen spitzen Winkeln zu der oberen Fläche 20b des Flansches erstrecken. Dabei kann die Fläche 37 so ausgebildet sein, daß sie die Fläche 39 schneidet, wobei wiederum die Fläche 39 die ebene Fläche 25 entlang der Linie 33 schneidet und wobei die untere Fläche 37 die obere Fläche 20b des Flansches schneidet. Die Fläche 37 verläuft dabei unter einem größeren spitzen Winkel in bezug auf die obere Fläche 20b als die Fläche 39, so daß das Werkzeug allmählich sich nach unten absenken kann. Die Fläche 37 trägt zur Festigkeit der Rippen und deren wirksamer Herstellung bei.

Aus der Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielei ist ersichtlich, daß ein Befestigungselement geschaffen wurde, das neuartige Flächen zu seinem Eindrehen besitzt, die gleichzeitig als Mittel zum Verriegeln des Befestxgungselementes gegen Wiederherausdrehen beim Lösen einer Schraubenmutter dienen. Zusätzlich ist ein besonders ausgebildetes Werkzeug geschaffen worden, das ein günstiges Eindrehen des Befestxgungselementes in ein Werkstück gestattet.

Während besondere Ausgestaltungen der Erfindung in den Zeichnungen gezeigt und in der Beschreibung beschrieben worden sind, versteht sich, daß für jeden Fachmann viele Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne daß dadurch der allgemeine Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims (11)

1. 292b526

   Patentansprüche

   Befestxgungselement mit einem ersten und einem zweiten Bolzenabschnitt und einem zwischen den Bolzenabschnitten koaxial zu diesen angeordneten und einstückig mit ihnen ausgebildeten, sich radial erstreckenden dünnen Flansch, wobei der erste Bolzenabschnitt ein Schraubengewinde und eine Einrichtung zum Schaffen eines Innengewindes in einer Bohrung eines Werkstückes aufweist, der Flansch eine untere, in Richtung des ersten Bolzenabschnittes weisende Fläche und eine obere, in Richtung des zweiten Bolzenabschnittes weisende Fläche besitzt und auf dieser oberen Fläche ein hochstehender Vorsprung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung dergestalt radial verlaufende Rippen (24,24a,24b) umfaßt, deren jede eine erste, rechtwinklig von der oberen Fläche (20,20a,20b) des Flansches (18,18a,18b) nach oben verlaufende, zur Aufnahme eines Drehmomentes geeignete Fläche (26,26a26b) und eine zweite, sich von der oberen Fläche (20,20a,20b) des Flansches (18,18a,18b) nach oben zu der ersten Fläche (26,26a26b) hin verlaufende Fläche (28,28a,28b) aufweist, daß sie in einer Richtung von einem Werkzeug ergriffen und damit das Befestigungselement (10,10a,10b) um seine Längsachse in eine Bohrung (38) eines Werkstücks hineingedreht werden kann.
2. 2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bolzenabschnitt (30,30b) ein Schraubengewinde (32) aufweist, das die gleiche Drehrichtung wie das Schraubengewinde (14) am ersten Bolzenabschnitt (12,12b) besitzt.

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3. 3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (28,28a,28b) der Rippen (24,24a,24b) jeweils eine schiefe Ebene darstellt, die in einem spitzen Winkel zu der oberen Fläche (20,20a,20b) des Flansches (18,18a/l8b) verläuft und die erste Fläche (26,26a,26b) mit einer Spitze schneidet, die geeignet ist, in die Unterseite eines Werkstückes (40), das über die obere Fläche des Flansches (18,18a,18b) geklemmt ist, verriegelnd einzudringen.
4. 4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Bolzenabschnitt (30a,30b) eine Schraubenmutter (44) zugeordnet ist, deren Schraubengewinde dergestalt die gleiche Drehrichtung besitzt wie das Schraubengewinde (14) am ersten Bolzenabschnitt (12,12b), daß die Rippen (24,24b) sich in die untere Fläche eines aufgesetzten Werkstückes (40) einbetten und die Drehung des Befestigungselementes (10,10b) beim Drehen der Schraubenmutter (44) verhindern können.
5. 5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bolzenabschnitt (12,12b) getrennte Gewindegänge (14,14a) mit scharfen Gewindespitzen und eine Gewindeschneidenut (16) aufweist und der zweite Bolzenabschnitt (30,30b) ein Maschinenschraubengewinde (32) von gleicher Drehrichtung wie die Gewindegänge (14,14a) des ersten Bolzenabschnittes (12,12b) besitzt.
6. 6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (28b) der

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   Rippen (24b) als schiefe Ebene ausgebildet ist, die in einem spitzen Winkel zu der oberen Fläche (20b) des Flansches (18b) verläuft und eine ebene obere Fläche (25) der Rippen (24b) schneidet, wobei die ebene obere Fläche (25) die erste, ein Drehmoment aufnehmende Fläche (26b) schneidet und sich im wesentlichen senkrecht dazu erstreckt und wobei die Schnittlinie (33) zwischen der ebenen oberen Fläche (25) und der zweiten, eine schiefe Ebene bildenden Fläche (28b) im wesentlichen tangential zu dem zweiten Bolzenabschnitt (30b) verläuft in Richtung auf die erste, ein Drehmoment aufnehmende Fläche (26b) und somit unter einem spitzen Winkel zu der Schnittlinie (35) zwischen der ebenen oberen Fläche (25) und der ein Drehmoment aufnehmenden Fläche (26b) angeordnet ist.
7. 7. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, ein Drehmoment aufnehmende Fläche (26,26a,26b) sich radial zu der Achse des Bolzenabschnittes erstreckt.
8. 8. Befestigungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (28b) zwei flache Flächen (37,39) umfaßt, die sich in einer Verbindungslinie (33) schneiden, die sich von dem Bereich des Schnittpunktes der zweiten Fläche (28b) mit der oberen Fläche (20b) des Flansches (18b) an dessen äußerem Umfang aus erstreckt, und daß eine der flachen Flächen (39) die ebene obere Fläche (25) der Rippen (24b) schneidet und unter einem kleineren spitzen Winkel zu der oberen Fläche (20b) des Flansches (18b) verläuft als die andere der flachen Flächen (37).

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9. 9. Werkzeug zum Eindrehen eines Befestigungselementes, das einen sich radial zwischen einem ersten Schraubenbolzenabschnitt und einem koaxial angeordneten zweiten Bolzenabschnitt erstreckenden Flansch aufweist, durch Aufbringen eines Drehmomentes über die von der oberen Fläche des Flansches hochstehenden Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Körper (48) mit einem im wesentlichen dem Durchmesser des Flansches (18,18a, 18b) gleichen Auj3endurchmesser und einer axialen, von der vorderen, am Flansch (18,18a,18b) angreifenden Endfläche (50,50a) des Werkzeuges (46) ausgehenden Bohrung (54,54a) vorgesehen ist, wobei diese Bohrung (54,54a) einen Innendurchmesser und eine Tiefe besitzt, die größer sind als Außendurchmesser und Höhe des zweiten Bolzenabschnittes (30,30a,30b), an der Endfläche (50,50a) entgegengesetzten Seite des Körpers (48) Einrichtungen zum Aufbringen eines Drehmomentes auf das Werkzeug vorgesehen sind und die Endflächen (50,50a) eine Mehrzahl von Stoßflächen (52) zum übertragen eines Drehmomentes auf die zugeordneten Rippen des Flansches (18,18a,18b) des Befestigungselementes aufweist.
10. 10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche (50,50a) des Werkzeuges im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse des zylindrischen Körpers (48) ausgerichtet ist und eine Mehrzahl von Aussparungen (51,51a) aufweist, die jeweils eine sich radial zu der Achse und rechtwinklig zu der Endfläche (50,50a) verlaufende Stoßfläche (52) besitzen und dergestalt ausgebildet sind, daß sie die zugeordneten Rippen (24,24a24b) auf dem Flansch (18,18a,18b) in der Weise aufnehmen können, daß die Stoßflächen (52) in Drehrichtungskontakt mit den zugeordneten ersten Flächen

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    der Rippen (24,24a,24b) kommen und der Rest der Endfläche (50,50a) in Stützkontakt mit dem Rest der oberen Fläche (20,20a,20b) des Flansches
    (18,18a,18b) kommt.
11. 11. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (54,54a) zylindrisch ausgebildet ist.

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