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Dokumentenidentifikation DE10159380B4 29.09.2005
Titel Verbindungsmutter zum Anschrauben von Konstruktionselementen an einem plattenartigen Bauteil
Anmelder EJOT GmbH & Co. KG, 57334 Bad Laasphe, DE
Erfinder König, Gottfried, Dr., 57334 Bad Laasphe, DE;
Weitzel, Stephan, Dipl.-Ing., 57334 Bad Laasphe, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, 81679 München
DE-Anmeldedatum 04.12.2001
DE-Aktenzeichen 10159380
Offenlegungstag 18.06.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.09.2005
IPC-Hauptklasse F16B 37/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsmutter zum Anschrauben von Konstruktionselementen an einem plattenartigen Bauteil, die zur Anbringung an dem Bauteil ein Halteelement aufweist, das an einem ein Schraubenloch für eine Mehrzahl von Gewindegängen enthaltendes Mutterteil ansetzt, und die in zweiteiliger Ausbildung das Mutterteil mit Halteelement und ein Befestigungsteil mit Schnapphaken enthält, wobei das Mutterteil und das Befestigungsteil das Bauteil zwischen sich einschließen und das Befestigungsteil mit jeweils einem Schnapphaken ein Durchgangsloch in dem Bauteil durchsetzt und mit dem Mutterteil dadurch verbindbar ist, dass das Halteelement den Schnapphaken aufnimmt, der am Halteelement einrastet, wobei das Halteelement als mit dem Mutterteil einstückig verbundene Hülse solcher Länge ausgebildet ist, dass der Schnapphaken im wesentlich von der Hülse aufgenommen ist.

Eine derartige Verbindungsmutter ist in der japanischen Patentanmeldung 57-200080 offenbart. Die bekannte Verbindungsmutter ist zweiteilig ausgebildet mit einem Mutterteil, das zur Aufnahme einer Schraube als Hohlzylinder ausgebildet ist, an dem etwa in seinem mittleren Bereich eine rechteckige Scheibe ansetzt, wobei das Mutterteil mit seinem Loch die Aufnahmebohrung für eine Schraube und die Scheibe zwei sich über ihren mittleren Bereich erstreckende Schlitze neben der Aufnahmebohrung aufweist, in die von einem Befestigungsteil jeweils ein Schnapphaken hineinreicht und darin einrastet. Aufgrund der Gestaltung des als rechteckige Scheibe ausgebildeten Halteelementes ist dieses nicht dazu geeignet, größere Kräfte zu übertragen, was im Übrigen auch die Schnapphaken überlasten würde, die mit nur kurzer Länge das Bauteil durchsetzen und sich nach Durchdringen des Bauteils an dem Halteelement einklinken. Die Schnapphaken, die einseitig sägezahnartig ausgebildet sind, können dabei wegen ihrer offensichtlich geringen Stabilität nur kleinen Kräften widerstehen, die beim Andrücken der einzudrehenden Schraube das Haltelement vom Befestigungsteil wegzudrücken trachten.

Es ist weiterhin eine Verbindungsmutter in der EP 08 61 380 B1 offenbart, die sich an einem plattenartigen Bauteil befestigen lässt, um irgendwelche Konstruktionselemente mittels einer Schraube an dem Bauteil anzuschrauben. Die Schraube wird von dem Mutterteil aufgenommen, das über an diesem ansetzende Halteelemente mit dem Bauteil verbunden ist. Diese Halteelemente bestehen aus Schnapphaken, die durch ein Durchgangsloch in dem Bauteil hindurch greifen und an diesem einrasten, womit die Kunststoffmutter an dem Bauteil angebracht ist.

Eine ebenfalls ein Mutterteil und an diesem ansetzende Halteelemente aufweisende Verbindungsmutter zur Anbringung an einem plattenartigen Bauteil ist in der DE 44 12 431 C1 beschrieben. Das Mutterteil dieser Verbindungsmutter dient zur Aufnahme einer mit einem Außengewinde versehenen Stellmutter zur Einstellung eines gewünschten Abstandes von dem Bauteil, wobei die Stellmutter mit ihrem Außengewinde in das Mutterteil je nach Länge des gewünschten Abstandes eingeschraubt wird. Das Mutterteil besitzt zwei Schnapphaken, die durch Einrasten an dem Bauteil das Mutterteil mit dem Bauteil verbinden.

Die letzteren beiden vorstehend angegebenen Verbindungsmuttern sind zusammen mit ihren Halteelementen einstückig aufgebaut, wobei für ihre sichere Verbindung mit dem plattenartigen Bauteil die als Schnapphaken ausgebildeten Halteelemente zur Verfügung stehen. Aufgrund deren notwendiger Federungseigenschaften weisen die betreffenden Kunststoffmuttern eine gewisse Flexibilität in Bezug auf das Bauteil auf, was nicht immer erwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Verbindungsmutter so zu gestalten, dass sie bei hoher Stabilität erhebliche Haltekräfte aufbringen kann und dennoch mit einer gewissen Flexibilität ausgestattet ist. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, dass das Halteelement als mit dem Mutterteil einstückig verbundene Hülse solcher Länge ausgebildet ist, dass der Schnapphaken im wesentlich von der Hülse aufgenommen ist.

Durch das an dem Mutterteil ansetzende und mit diesem einstückig verbundene Haltelement in Form der Hülse für die Aufnahme des Schnapphakens wird dieser wegen der an die Länge des Schnapphakens angepassten Hülsenlänge in stabiler Lage gehalten. Dabei handelt es sich um ein kompaktes Bauteil, für dessen Herstellung vor allem Kunststoff in Frage kommt.

Das Mutterteil kann mit einem einzigen ansetzenden Halteelement und dementsprechend das Befestigungsteil mit einem einzigen Schnapphaken versehen sein. Es ist aber auch möglich und vorteilhaft, das Mutterteil mit zwei gegenüberliegenden Halteelementen und das Befestigungsteil mit zwei Schnapphaken zu versehen, die entsprechend der Lage der Haltelemente am Befestigungsteil angeordnet sind. In diesem Fall ergibt sich hinsichtlich der Halterung des Mutterteils gegenüber dem Bauteil eine symmetrische Gestaltung, aufgrund deren das Mutterteil gleichmäßig in Bezug auf das Bauteil gehalten wird.

Das Befestigungsteil wird zweckmäßig als Flansch ausgebildet, der sich über dem Bereich des Halteelementes und des Mutterteils erstreckt und mit einem mit dem Schraubenloch im Mutterteil fluchtenden Durchgangsloch versehen ist. Zum Anschrauben eines Konstruktionselementes wird dann eine mit ihrem Schraubenkopf das Konstruktionselement erfassende Schraube von der Seite des Befestigungsteils in dessen Durchgangsloch eingeführt und in das Mutterteil eingeschraubt, bis mit Anziehen der Schraube das Mutterteil gegen das Bauteil und damit auch das Konstruktionselement gegen das Bauteil gedrückt wird, womit das Konstruktionselement an dem Bauteil angeschraubt ist.

Um der Kunststoffmutter insbesondere nach deren Vormontierung einen rüttelfreien Sitz zu geben, versieht man den Flansch zweckmäßig mit Federelementen, die den Flansch gegen das Bauteil drücken. In entsprechender Weise kann man auch das Mutterteil mit den Halteelementen mit Federelementen versehen, die das Mutterteil mit dem Halteelement gegen das Bauteil drücken. Eine weitere Möglichkeit der rüttelfreien Anbringung besteht darin, den Flansch zur Vorspannung des Schnapphakens in dessen Längsrichtung mit einer schwachen Wölbung zu versehen.

Für die Anbringung der Kunststoffmutter an dem Bauteil ist es häufig erwünscht, zwecks Toleranzausgleich der Kunststoffmutter einen Bereich der Anbringung an dem Bauteil zu geben, in dem die Kunststoffmutter festgehalten wird. Dies geschieht zweckmäßig dadurch, dass dem Querschnitt des Schnapphakens gegenüber dem von Schnapphaken durchsetzten Durchgangsloch ein erhebliches Untermaß gegeben wird, so dass der Schnapphaken gegenüber dem Bauteil verschoben werden kann, was bedeutet, dass dementsprechend auch das Mutterteil gegenüber dem Bauteil einen beschränkten Bereich seiner Anbringung erhält. Hierdurch kann Rücksicht auf irgendwelche Konstruktionsungenauigkeiten bzw. Toleranzen weiterer Bauelemente genommen werden. Das Untermaß des Schnapphakens in Bezug auf das Durchgangsloch kann so gestaltet sein, dass es sich diesem um ein Langloch handelt, womit ein Untermaß des Schnapphakens nur in einer Richtung (x-Richtung) besteht, in der dann die Kunststoffmutter eine entsprechende toleranzausgleichende Anbringung ermöglicht. Man kann aber das Untermaß auch rein radial um den Schnapphaken erstrecken, so dass das Untermaß einem runden Durchgangsloch entspricht, womit sich die toleranzausgleichende Anbringung der Kunststoffmutter in einer Ebene in allen Richtungen erstreckt (x-y-Richtung).

Um bei der Anbringung eines Konstruktionselementes an dem plattenartigen Bauteil auch die Möglichkeit zu schaffen, diese Anbringung mit einem gewünschten bestimmten Abstand von dem Bauteil vorzunehmen, gestaltet man die Kunststoffmutter zweckmäßig so, dass das Befestigungsteil axial zu dem Schraubenloch des Mutterteils eine Hülse aufweist, die von dem Flansch wegragt und ein Außengewinde besitzt, auf das zur Abstützung eines mittels der Kunststoffmutter zu befestigenden Konstruktionselements eine Stützmutter aufschraubbar ist, die durch Verdrehen einen Abstand zu dem Bauteil wahlweise einstellt. In diesem Falle kann eine das Mutterteil durchsetzende Schraube das Konstruktionselement nur soweit an das Bauteil heranziehen, wie die Stützmutter dies erlaubt, da die Stützmutter auf die Hülse mehr oder minder weit aufschraubbar ist, womit die Stützmutter schließlich das Widerlager beim Anschrauben des Konstruktionselementes bildet.

Eine Variante zu der Anordnung einer Stützmutter besteht darin, an dem Befestigungsteil axial zu dem Schraubenloch des Mutterteils eine Hülse anzuordnen, die von dem Flansch wegragt und ein aufweitbares Rohrstück enthält, das zur Abstützung eines mittels des Mutterteils zu befestigenden Konstruktionselementes aus der Hülse herausragend einen Abstand zu dem Bauteil 1 stellt, der durch Eindrehen einer Schraube in das Mutterteil und dadurch erfolgendem Aufweiten des Rohrstücks gegenüber der Hülse und dem Reibschluss festlegbar ist. Mit diesem Prinzip lässt sich ähnlich wie mit der vorstehend erwähnten Stützmutter eine Stützfläche ausbilden, mit der kontinuierlich ein bestimmter Abstand für die Anbringung eines Konstruktionselementes erzielt werden kann.

Um die an dem Bauteil angebrachte Kunststoffmutter auf einfache Weise von dem Bauteil wieder abnehmen zu können, wird das Befestigungsteil im Bereich des Schnapphakens mit einem Entriegelungsloch versehen, durch das ein Entriegelungsstift derart in die Aufnahmebohrung einfügbar ist, dass ein von der Aufnahmebohrung aufgenommener Schnapphaken entriegelt wird. Durch den Entriegelungsstift wird dann der Schnapphaken so weit zurückgeführt, dass er das Befestigungsteil frei gibt, womit sich dieses von dem Bauteil und damit auch von den Halteelementen wegziehen lässt, so dass das Mutterteil frei gegeben wird.

Beim Einrasten der Schnapphaken an den Halteelementen kann sich ein Spiel der Schnapphaken gegenüber den Halteelementen ergeben, was dann zu einer entsprechend losen Verbindung zwischen Mutterteil mit Halteelement und dem Befestigungsteil führt. Dies kann im Einzelfall erwünscht sein, insbesondere dann, wenn auch weiterhin zu Zwecken eines Toleranzausgleiches die Verbindungsmutter gegenüber dem Bauteil vor dem endgültigen Anschrauben eines Konstruktionselementes hin- und hergeschoben werden muss (siehe weiter unten). Es kann also die zweigeteilte Ausführung der Verbindungsmutter bewusst so gestaltet sein, dass sich für die Schnapphaken in ihrer Längsrichtung ein Spiel gegenüber den Halteelementen ergibt. Hierdurch kann auch eine Dickentoleranz des plattenartigen Bauteils im Bereich dieses Spiels ausgeglichen werden.

Mit der erfindungsgemäßen Kunststoffmutter kann zusätzlich eine Abdichtung der mit der Kunststoffmutter in Verbindung stehenden Durchgangslöcher in dem plattenartigen Bauteil erzielt werden, und zwar dadurch, dass das Mutterteil mit dem Halteelement mit mindestens einer umlaufenden Dichtlippe versehen ist. Dementsprechend kann man auch das Befestigungsteil mit mindestens einer umlaufenden Dichtlippe versehen. Hierdurch wird dann dafür gesorgt, dass Wasser an der Stelle der angebrachten Kunststoffmutter durch das Bauteil nicht hindurchdringen kann, was insbesondere im Automobilbau von besonderer Bedeutung ist.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Sie zeigen:

1a–c Die Verbindungsmutter mit ihrem auseinandergezogen gezeichneten beiden Einzelteilen, nämlich das Befestigungsteil (1a) und das Mutterteil (1c), wobei das plattenartige Bauteil (1b) dazwischen liegend eingezeichnet ist;

2 die zusammengesetzte Verbindungsmutter, angebracht an den plattenartigen Bauteil mit einer eingedrehten Schraube;

3a–c die gleiche Verbindungsmutter mit am Befestigungsteil und am Mutterteil angebrachten Federelementen zur rüttelsicheren Vormontage;

4 ein gebogen ausgebildetes Halteelement ebenfalls zur rüttelsicheren Vormontage;

5 ein Bauteil mit 3 kreisrunden Durchbrüchen, in die die Schnapphaken gerade hinein passen;

6 ein Bauteil mit 3 Langlöchern, die den eingesteckten Schnapphaken ein Spiel des Befestigungsteils in der Längsrichtung der Langlöcher erlaubt;

7 ein Bauteil mit 3 kreisrunden Durchbrüchen, die den Schnapphaken ein Spiel in jeder Richtung erlauben;

8 die Ausgestaltung des Befestigungsteils mit einer Hülse zur Sicherung des Abstandes von Konstruktionselement und Bauteil;

9 eine andere Gestaltung einer Hülse zur Abstandssicherung;

10 die Gestaltung der Verbindungsmutter in der Weise, dass sich ein Entriegeln der Schnapphaken gegenüber dem Mutterteil ermöglichen lässt;

11a u. b eine Gestaltung des Mutterteils mit einer Dichtlippe in einer Seitensicht (11a) und in der zugehörigen Draufsicht (11b);

12a–c die Ausführungsform des Befestigungsteils mit einer umlaufenden Dichtlippe (12a Draufsicht, 12b Seitensicht, 12c um 90° gedrehte Seitensicht);

13 die Gestaltung einer Verbindungsmutter mit nur einem Schnapphaken in einer Darstellung, die prinzipiell derjenigen der 1 entspricht,

14 eine Verbindungsmutter mit an Federarmen angebrachten Haken in Seitensicht (14a) und in Draufsicht (14b),

15 eine an das Bauteil angedrückte Verbindungsmutter in zwei Phasen des Andrückens,

16 die Verbindungsmutter mit an dem Bauteil eingerasteten Haken,

17 die eingerastete Verbindungsmutter mit einer ein Konstruktionselement an dem Bauteil festschraubenden Schraube.

In den 1a, 1b, 1c ist die Verbindungsmutter mit ihren getrennt gezeichneten Bestandteilen, nämlich dem Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 sowie dem Befestigungsteil 4, dargestellt, wobei zwischen Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 und dem Befestigungsteil 4 das plattenartige Bauteil 5 eingezeichnet ist, an dem die aus ihren beiden vorstehend genannten Bestandteilen zusammengesetzte Verbindungsmutter anzubringen ist. Das Befestigungsteil 4 (Draufsicht siehe 12a) weist den Flansch 6 und die beiden von diesem wegragenden Schnapphaken 7 und 8 auf, welch letztere je mit der Schulter 9 bzw. 10 versehen sind, die beim Zusammensetzen von Befestigungsteil 4 und den Halteelementen 2 und 3 gegenüber diesen einrasten. Das Zusammenfügen der beiden Bestandteile erfolgt dadurch, dass das Befestigungsteil 4 mit seinen beiden Schnapphaken 7 und 8 in die Aufnahmebohrungen 11 und 12 in den Halteelementen 2 und 3 eingeführt werden, wobei diese eine Lage einnehmen, wie sie weiter unten anhand der 2 beschrieben wird. Bei diesem Zusammenfügen wird das Bauteil 5 an das Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 angedrückt, womit die aus den beiden vorstehend erwähnten Bestandteilen zusammengefügte Verbindungsmutter mit dem plattenartigen Bauteil 5 verbunden ist. Das Bauteil 5 besitzt zur Ermöglichung dieser Zusammenfügung die beiden Durchbrüche 13 und 14, die bei dem Zusammenfügen von den beiden Schnapphaken 7 und 8 durchsetzt werden. Das Bauteil 5 besitzt weiterhin das Durchgangsloch 15, auf das weiter unten näher eingegangen wird.

In der 2 ist die zusammengefügte und an dem Bauteil 5 angebrachte Verbindungsmutter dargestellt. Die Fig. zeigt die beiden Schnapphaken 7 und 8, die mit ihren Schultern 9 und 10 die Aufnahmebohrungen 11 und 12 vollständig durchsetzen und sich mit ihren Schultern 9 und 10 hinter den Rand der Aufnahmebohrungen 11 und 12 setzen, womit das Befestigungsteil, bestehend aus dem Flansch 6 und den beiden Schnapphaken 7 und 8, an dem Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 verrastet ist. Dabei wird das Bauteil 5 zwischen dem Flansch 6 und der Oberfläche 16 vom Mutterteil 1 und den beiden Halteelementen 2 und 3 (siehe 1c) gehalten.

In das Mutterteil 1 der Verbindungsmutter ist die Schraube 17 eingedreht, die mit ihrem Kopf 18 ein Konstruktionselement 19 an den Flansch 6 andrückt, womit das Konstruktionselement 19 an das Bauteil 5 angeschraubt ist.

Für diese Art des Anschraubens des Konstruktionselements 19 an der Verbindungsmutter 1, 2, 3, 6, 7, 8 ist es nicht erforderlich, dass beim Einrasten der Schultern 9 und 10 gegenüber den Halteelementen 2 und 3 die beiden Halteelemente 2 und 3 spielfrei erfassen, d.h., es kann bei dem Zusammenfügen von Befestigungsteil 4 und den Halteelementen 2 und 3 durchaus zunächst ein gewisses Spiel im Bereich der Schultern 9 und 10 verbleiben. Trotz dieses Spiels ist die Verbindungsmutter an dem Bauteil 5 unverlierbar angebracht. Wenn dann die Schraube 17, wie vorstehend beschrieben, in das Mutterteil 1 eingedreht wird, zieht der Schraubenkopf 18 das Konstruktionselement 19 und das Mutterteil 1 fest zusammen, so dass also das vorher bestehende Spiel im Bereich der Schultern 9 und 10 keine Rolle spielt.

Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Befestigungsteil 4 und ein Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3, die aus Kunststoff bestehen und vorzugsweise als Spritzteile gefertigt sind. Aufgrund des verwendeten Materials ergibt sich für die beiden Schnapphaken 7 und 8 gegenüber dem Flansch 6 eine gewisse Biegeelastizität, so dass beim Einführen der Schnapphaken 7 und 8 in die Aufnahmebohrungen 11 und 12 die Schnapphaken 7 und 8 gegen eine Vorspannung leicht zurückfedern können, bis sie dann, wie vorstehend beschrieben, mit ihren Schultern 9 und 10 am Rand der Aufnahmebohrungen 11 und 12 einrasten. Wegen der Verwendung von Kunststoff für das Mutterteil 1 ist es ohne Weiteres möglich, die Schraube 17 als selbstfurchende Schraube auszubilden, d.h. in dem Mutterteil 1 erhält deren Bohrung 20 (1c) beim Eindrehen der Schraube 17 ein eingefurchtes Gewinde. Die Schraube 17 durchdringt dabei das oben bereits erwähnte Durchgangsloch 15 (siehe 1b).

In den 3a, b, c ist eine Gestaltung der Verbindungsmutter mit den beiden Bestandteilen Befestigungsteil 4 und Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 dargestellt, die, abgesehen von weiter unten beschriebenen Toleranzausgleichselementen, mit den in den 1a und c dargestellten gleichen Bestandteilen übereinstimmen.

Im Zusammenhang mit der 2 wird darauf hingewiesen, dass die beiden Bestandteile Befestigungsteil 4 und Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 mit Spiel zusammengefügt werden können, was insbesondere dann erwünscht ist, wenn es sich darum handelt, die Verbindungsmutter an Bauteilen 5 unterschiedlicher Dicke anzubringen. Um dabei eine nur lose Verbindung zu vermeiden, sind gemäss 3a und c an dem Flansch 6 und den Halteelementen 2 und 3 Federelemente 21, 22 und 23, 24 angebracht, die so gestaltet sind, dass sie bei zusammengefügten Bestandteilen der Verbindungsmutter unter Vorspannung gegen das Bauteil 5 anliegen. Im Bereich der Nachgiebigkeit der Federelemente 21 bis 24 besteht dann eine rüttelfreie Verbindung zwischen denen in den 3a–c dargestellten Bestandteilen der Verbindungsmutter mit dem Bauteil 5.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass es natürlich auch möglich ist, entweder nur die Federelemente 21 und 22 oder die Federelemente 23 und 24 vorzusehen, wenn es sich nur um den Ausgleich eines relativ kleinen Spielraums handelt.

In der 4 ist eine andere Art des Toleranzausgleichs dargestellt, der hier dadurch erzielt wird, dass der Flansch 25 des Befestigungsteils 4 in seiner Längsrichtung eine aus der 4 deutlich sichtbare schwache Wölbung aufweist, durch die die Schnapphaken 26 und 27 in der entspannten Lage des Befestigungsteils 4 leicht schräg von dem Flansch 25 wegstehen. Wenn dann nach dem Zusammenfügen der beiden Bestandteile der Verbindungsmutter eine Schraube gemäß der Darstellung in 2 in das Mutterteil eingedreht wird, dann wird unter der Wirkung eines Konstruktionselementes (Konstruktionselement 19 in 2) der Flansch 25 gerade ausgerichtet, womit die beiden Schultern 9 und 10 aufeinander zu gedrückt werden und sich damit sicher hinter den Rand der beiden Aufnahmebohrungen (Aufnahmebohrungen 11 und 12 in 1 und 2) setzen.

Wie sich aus 2 deutlich ergibt, weist das Bauteil 5 drei Durchbrüche auf, nämlich die beiden Durchbrüche 13 und 14 für die Aufnahme der Schnapphaken 7 und 8 und das Durchgangsloch 15. Wenn diese Durchbrüche eine solche Größe besitzen, dass die jeweils hindurchgeführten Teile, nämlich Schnapphaken 7 und 8 und die Schraube 17 gerade hineinpassen, wie dies die 5 zeigt, dann ergibt sich beim Zusammenfügen von Befestigungsteil 4, Bauteil 5 und Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 ein in der Ebene des Bauteils 5 spielfreie Lage der Verbindungsmutter gegenüber dem Bauteil 5. Wenn es jedoch erwünscht ist, der Verbindungsmutter ein Spiel gegenüber dem Bauteil 5 zu geben, so lässt sich das Bauteil 5 so gestalten, wie dies in 6 dargestellt ist, nämlich mit nach Art von Langlöchern ausgebildeten Durchbrüchen 28, 29 und 30. Aufgrund dieser Gestaltung ergibt sich ein Spiel in Längsrichtung des Bauteils 5 (y-Richtung). Wenn man dagegen die Durchbrüche 31, 32 und 33 als relativ große runde Löcher, wie in 7 dargestellt, ausbildet, dann ergibt sich in der Ebene in allen Richtungen ein Spiel (x-y-Richtung). Es liegt bei den Ausführungsbeispielen gemäß 6 und 7 also ein Untermaß der Schnapphaken gegenüber den betreffenden Durchbrüchen vor.

In der 8 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das es ermöglicht, ein Konstruktionselement 19 in einem gewünschten bestimmten Abstand von dem Bauteil 5 anzubringen. Hierzu weist der Flansch 34 des Befestigungsteils mit den beiden Schnapphaken 7 und 8 die Hülse 35 auf, die von dem Flansch 34 wegragt, und zwar axial zu der Bohrung 20, die das Schraubenloch in dem Mutterteil 1 bildet. Die Hülse 35 ist mit einem Außengewinde versehen, auf das die Stützmutter 36 aufgeschraubt ist, die zu diesem Zweck mit dem Innengewinde 37 versehen ist. Je nachdem wie weit die Stützmutter 36 auf die Hülse 35 aufgeschraubt ist, ergibt sich zwischen der dem Schraubenkopf 18 zugewandten Stirnseite der Stützmutter 36 und der dem Schraubenkopf 18 zugewandten Seite des Bauteils 5 ein definierter Abstand, der durch Verdrehen der Stützmutter 36 über den Bereich des Außengewindes der Hülse 35 beliebig eingestellt werden kann. Bezüglich der weiteren Einzelteile der Verbindungsmutter gemäß 8 sei auf die Erläuterungen zu den 1 und 2 verwiesen.

Eine andere An der Einstellung eines bestimmten Abstandes zwischen dem Konstruktionselement 19 und dem Bauteil 5 ist in der 9 dargestellt. Der Flansch 38 des Befestigungsteils besitzt wieder eine Hülse 39, die axial von dem Flansch 38 wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 8 wegragt, jedoch das Rohrstück 40 aufweist, das in die Hülse 39 satt hineinpasst. In der 9 ist diese Einpassung als eine Art Aufrauung der betreffenden Oberflächen dargestellt, um den beiden Bauteilen, nämlich der Hülse 39 und dem Rohrstück 40 gegenseitig eine gewisse Halterung im Sinne eines Reibschlusses zu geben. Das Rohrstück 40 besitzt axial mehrere Längsschlitze 42, die dem Rohrstück 40 die Möglichkeit geben, sich aufzuweiten. Um den vorstehend erwähnten bestimmten Abstand zwischen dem Konstruktionselement 19 und dem Bauteil 5 herzustellen, wird das Rohrstück 40 in die Hülse 39 eingeschoben, bis die dem Schraubenkopf 18 zugewandte Stirnseite des Rohrstücks 40 die gewünschte Lage erreicht hat. Dann wird die Schraube 17 in das Mutterteil 1 eingedreht, wobei sich ein zylindrischer Bereich 43 der Schraube 17 in das Rohrstück 40 hineinzwängt und dabei das Rohrstück 40 entsprechend aufweitet. Aufgrund dieser Aufweitung wird, ermöglicht durch die Schlitze 42, das Rohrstück gegen die Innenwand der Hülse 39 gepresst und somit im Reibschluss gegenüber der Hülse 39 festgehalten.

In der 10 ist eine Verbindungsmutter dargestellt, bei der sich ein Entriegeln der Schnapphaken 7 und 8 des Befestigungsteils erzielen lässt. Hierzu besitzt der Flansch 44 des Befestigungsteils Entriegelungslöcher, von denen nur das Entriegelungsloch 45 direkt sichtbar und bezeichnet ist. In einem weiteren Entriegelungsloch steckt der Entriegelungsstift 47, der zum Entriegeln des Schnapphakens 8 dient. Der Entriegelungsstift 48 ist für das Entriegeln des Schnapphakens 7 vorgesehen, aber in Abstand von dem Flansch 44 gezeichnet, damit durch diese Zeichnungsweise das Entriegelungsloch 45 sichtbar wird. Die Aufnahmebohrungen für die Schnapphaken 7 und 8 im Flansch 44 (siehe 1c) sind zur zusätzlichen Aufnahme der Entriegelungsstifte 47 und 48 entsprechend erweitert. Durch Einführen der Entriegelungsstifte 44 und 48 werden die beiden Schnapphaken 7 und 8 gegen ihre Vorspannung zurückgedrückt und geben daher mit ihren Schultern 9 und 10 (siehe 1) das Mutterteil 1 frei, wie dies der Schnapphaken 8 zeigt.

Mittels der vorstehend beschriebenen Verbindungsmutter lässt sich auch eine Abdichtung der Durchbrüche 13, 14 und 15 in dem Bauteil 5 erzielen. Dies geschieht dadurch, dass das Mutterteil 1 mit den Halteelementen 2 und 3 mit einer Dichtlippe versehen wird. Gemäß 11a (Seitenansicht) handelt es sich um die Dichtlippe 49, die den Rand von Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 umläuft und aus einem nachgiebigen federnden Kunststoff besteht. Mit der Dichtlippe 49 drückt sich dann das Mutterteil 1 mit den beiden Halteelementen 2 und 3 gegen ein Bauteil, das in der 11a nicht dargestellt ist, wobei es sich zum Beispiel um das Bauteil 5 gemäß den 1 und 2 handeln kann.

Gemäß den 12a, b und c ist auch das Befestigungsteil 4 mit einer solchen umlaufenden Dichtlippe versehen, und zwar auf beiden Seiten des Flansches 50. Dabei handelt es sich um die Dichtlippen 51 und 52, die sich beim Zusammenfügen der Bestandteile der Verbindungsmutter und deren Anbringen an einem Bauteil einerseits gegen ein anzubringendes Konstruktionselement (19 in 2) und andererseits ein Bauteil (5 in 2) andrücken, an dem die Verbindungsmutter angebracht ist. Aufgrund dieser Dichtlippen ist es auch möglich, die von dem anzubringenden Konstruktionselement getrennten Räume dichtend gegeneinander abzugrenzen. Es sei noch darauf hingewiesen, dass natürlich gegebenenfalls auch die Anbringung der Dichtlippe nur an einem der beiden Bestandteile der Verbindungsmutter ausreichend ist, wenn es sich nicht um eine besonders hochwertige Abdichtung handeln soll.

In der 13 ist in einer der 1 entsprechenden Weise eine Verbindungsmutter dargestellt, bei der das Befestigungsteil 53 mit nur einem Schnapphaken 54 versehen ist, der an dem Flansch 55 des Befestigungsteils 53 ansetzt.

Der Schnapphaken 54 durchsetzt beim Zusammenfügen von Befestigungsteil 53 und Halteelement 56 den Durchbruch 57 in dem Bauteil 58. Damit der Schnapphaken 54 in der Aufnahmebohrung 59 und deren Rand einen ausreichenden Halt findet, ist der Schnapphaken 54 mit zwei Zungen versehen, die sich mit Ihren Schultern 60 und 61 hinter den betreffenden Rand der Aufnahmebohrung 59 setzen. Auch mit einer derartigen Ausführung einer Verbindungsmutter ist es möglich, gemäß der anhand 1 und 2 dargestellten Befestigungsmethode ein Konstruktionselement an dem Bauteil 58 anzubringen, und zwar mit einer sowohl den Flansch 55 und das Bauteil 58 durchsetzenden Schraube, die in das Mutterteil 62 eindringt.

Nachstehend wird eine weitere Ausführungsform einer Verbindungsmutter erläutert, die von den Prinzipien Gebrauch macht, wie sie in der vorstehend erläuterten Verbindungsmutter verwendet werden. Bei dieser weiteren Ausführungsform handelt es sich um eine Verbindungsmutter zum Anschrauben von Konstruktionselementen an einem plattenartigen Bauteil mit einem Durchgangsloch für eine in ein Mutterteil der Verbindungsmutter einzuschraubende Schraube und zwei Aufnahmelöchern für an der Verbindungsmutter angebrachte Haken. Dieser Verbindungsmutter liegt die bereits oben erwähnte Aufgabe zugrunde, dass sie sich in einfacher Weise an einem plattenartigen Bauteil anbringen lässt und dabei hinsichtlich der Verbindung zwischen ihrem Mutterteil und dem Bauteil eine hohe Stabilität aufweist. Dies geschieht dadurch, dass die Haken über im Wesentlichen längs des Bauteils verlaufende Federarme mit dem Mutterteil derart verbunden sind, dass zur Vormontage der Verbindungsmutter an dem Bauteil das Mutterteil an das Bauteil gedrückt und damit durch Spreizung der Federarme diese in die Aufnahmelöcher gelenkt werden und sich in diesen nach innen verrasten.

Die vorstehend erwähnte weitere Ausführungsform ist in den 14 bis 17 dargestellt.

In den 14a und b ist die Verbindungsmutter 70 getrennt von dem plattenartigen Bauteil 71 dargestellt, und zwar in 14a in Seitensicht mit dem Bauteil 71 und in 14b allein in Draufsicht. Die Verbindungsmutter 70 weist das Mutterteil 72 auf, in dem für die Aufnahme der in 17 dargestellten Schraube 87 das Durchgangsloch 73 vorgesehen ist. An dem Mutterteil 72 sind die Federarme 74, 75 angebracht, die in Haken 76, 77 enden. Die Verbindungsmutter 70 besteht aus einem Kunststoff, der den Federarmen 74, 75 eine für den Vorgang des Anbringens der Verbindungsmutter 70 an dem Bauteil 71 die notwendige Elastizität gibt. Gemäß dem in den 14a und b dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Federarme 74 und 75 an die eine Seite des Mutterteils 72 angespritzt. Zur Erzielung einer günstigen Anlage des Mutterteils 72 an dem Bauteil 71 besitzt das Mutterteil 72 den Bund 78, der mit seiner dem Bauteil 71 zugewandten Stirnseite eine entsprechend große Anlagefläche gegenüber dem Bauteil 71 bietet. Zwecks Erleichterung der Einführung einer Schraube in das Durchgangsloch 73 weist dieses im Bereich des Bundes 78 die Erweiterung 79 auf. Die Federarme 74, 75 sind als dicht an dem Mutterteil 72 abgeknickte Kunststoffstreifen ausgebildet, die an ihren Enden 80, 81 in runde Verlängerungen 82, 83 übergehen, an denen die Haken 76, 77 ansetzen.

Das Bauteil 71 bildet hier eine Platte, die für die Aufnahme der Schraube 87 das Durchgangsloch 84 und für die Aufnahme der Haken 76, 77 die Durchgangslöcher 85, 86 aufweist.

In der 15 ist die Anbringung der Verbindungsmutter 70 an dem Bauteil 71 in zwei Phasen dargestellt, und zwar durch eine gezeichnete Teilung des Mutterteils 72, wobei der linke Teil die Lage des Federarmes 74 bei leichtem Andrücken an das Bauteil 71 und der rechte Teil den Andrückvorgang mit einer Lage des Federarms 75 zeigt, in der der Haken 77 in das Durchgangsloch 86 hineingelenkt ist.

Mit weiterem Andrücken des Mutterteils 72 an das Bauteil 71 gleiten schließlich die beiden Haken 76, 77 durch die Durchgangslöcher 85, 86 hindurch. In dieser Lage schnappen die Federarme 74, 75 zurück, wobei sich die Haken 76, 77 gegenüber dem Bauteil 71 verrasten, wie dies die 16 deutlich zeigt. Damit ist die Verbindungsmutter 70 an dem Bauteil 71 vormontiert. Dabei kann der Bund 78 das Bauteil 71 bereits berühren; er kann aber auch von dem Bauteil 71, wie in 16 eingezeichnet, einen geringen Abstand einhalten. In der in 16 gezeichneten Lage von Verbindungsmutter mit Mutterteil 72 und Bauteil 71 kann dann eine Schraube 87 in das Mutterieil 72 eingedreht werden.

In der 17 ist die Verbindungsmutter 70 mit eingedrehter Schraube 87 dargestellt, die mit ihrem Schraubenkopf 88 ein Konstruktionselement 89 an dem Bauteil 71 befestigt. Das die Schraube 87 aufnehmende Mutterteil 72 sorgt somit dafür, im Sinne der Funktion als Verbindungsmutter 70 das Konstruktionselement 89 mit dem Bauteil 71 fest zu verschrauben, wobei die vormontierte Verbindungsmutter 70 ein einfaches Anbringen des Konstruktionselements 89 an dem Bauteil 71 gewährleistet.


Anspruch[de]
  1. Verbindungsmutter zum Anschrauben von Konstruktionselementen an einem plattenartigen Bauteil (5, 58), die zur Anbringung an dem Bauteil ein Halteelement (2, 3; 56) aufweist, das an einem ein Schraubenloch (20) für eine Mehrzahl von Gewindegängen enthaltendes Mutterteil (1, 62) ansetzt, und die in zweiteiliger Ausbildung das Mutterteil (1, 62) mit Halteelement (2, 3; 56) und ein Befestigungsteil (4, 53) mit Schnapphaken (7, 8; 26, 27; 54) enthält, wobei das Mutterteil (1, 62) und das Befestigungsteil (4, 53) das Bauteil (5, 58) zwischen sich einschließen und das Befestigungsteil (4, 53) mit jeweils einem Schnapphaken (7, 8; 26, 27; 54) ein Durchgangsloch (13, 14; 28, 29; 31, 32; 57) in dem Bauteil (5, 58) durchsetzt und mit dem Mutterteil (1, 62) dadurch verbindbar ist, dass das Halteelement (2, 3; 56) den Schnapphaken (7, 8; 26, 27; 54) aufnimmt, der am Halteelement (2, 3; 56) einrastet, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2, 3; 56) als mit dem Mutterteil einstückig verbundene Hülse solcher Länge ausgebildet ist, dass der Schnapphaken (7, 8; 26, 27; 54) im wesentlich von der Hülse aufgenommen ist.
  2. Verbindungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit zwei in Bezug auf das Mutterteil (1) gegenüberliegenden Halteelementen (2, 3) und das Befestigungsteil (4) mit zwei Schnapphaken (7, 8) versehen ist, die entsprechend der Lage der Halteelemente (2, 3) am Befestigungsteil (4) angeordnet sind.
  3. Verbindungsmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4) als Flansch (6) ausgebildet ist, der sich über den Bereich des bzw. der Halteelemente (2, 3) und des Mutterteils (1) erstreckt und mit einem mit dem Schraubenloch (20) am Mutterteil (1) fluchtenden Durchgangsloch (15) versehen ist.
  4. Verbindungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Schnapphaken (7, 8; 26, 27; 54) mit in ihrer Längsrichtung bestehendem Spiel an dem bzw. den Halteelementen (2, 3; 56) einrasten.
  5. Verbindungsmutter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (6) mit Federelementen (21, 22) gegen das Bauteil (5) drückt.
  6. Verbindungsmutter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterteil (1) mit dem Halteelement (2, 3) mit Federelementen (23, 24) gegen das Bauteil drückt.
  7. Verbindungsmutter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (25) zur Vorspannung des Schnapphakens (26, 27) in dessen Längsrichtung mit einer schwachen Wölbung versehen ist.
  8. Verbindungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine toleranzausgleichende Anbringung an dem Bauteil (5) durch einen Querschnitt des Schnapphakens (7, 8) im Bereich des Bauteils (5), der gegenüber dem von ihm durchsetzten Durchgangsloch ein erhebliches Untermaß aufweist.
  9. Verbindungsmutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Untermaß in einer Richtung entsprechend einem Langloch (y-Richtung) (28, 29) im Bauteil (5) erstreckt.
  10. Verbindungsmutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Untermaß radial um den Schnapphaken entsprechend einem runden Durchgangsloch (x-y-Richtung) (31, 32) erstreckt.
  11. Verbindungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil axial zu dem Schraubenloch (20) des Mutterteils (1) eine Hülse (35) aufweist, die von dem Flansch (34) wegragt und ein Außengewinde besitzt, auf das zur Abstützung eines mittels der Verbindungsmutter zu befestigenden Konstruktionselements (19) eine Stützmutter (36) aufschraubbar ist, die durch Verdrehen einen Abstand zu dem Bauteil (5) wahlweise einstellt.
  12. Verbindungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil axial zu dem Schraubenloch (20) des Mutterteils (1) eine Hülse (39) aufweist, die von dem Flansch (38) wegragt und ein aufweitbares Rohrstück (40) enthält, das zur Abstützung eines mittels des Mutterteils (1) zu befestigenden Konstruktionselementes (19) aus der Hülse (39) herausragend einen Abstand zu dem Bauteil (5) einstellt, der durch Eindrehen einer Schraube (17) in das Mutterteil (1) und dadurch erfolgendem Aufweiten des Rohrstücks (40) gegenüber der Hülse (39) unter Reibschluss festlegbar ist.
  13. Verbindungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil im Bereich des Schnapphakens (7, 8) ein Entriegelungsloch (45) aufweist, durch das ein Entriegelungsstift (47, 48) derart in die Aufnahmebohrung (11, 12) einführbar ist, dass ein von der Aufnahmebohrung (11, 12) aufgenommener Schnapphaken (7, 8) entriegelt wird.
  14. Verbindungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterteil (1) mit dem Halteelement (2, 3) mit mindestens einer umlaufenden Dichtlippe (49) versehen ist.
  15. Verbindungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4) mit mindestens einer umlaufenden Dichtlippe (51, 52) versehen ist.
  16. Verbindungsmutter (70) zum Anschrauben von Konstruktionselementen an einem plattenartigen Bauteil (71) mit einem Durchgangsloch (84) für eine in ein Mutterteil (72) der Verbindungsmutter (70) einzuschraubende Schraube (87) und zwei Aufnahmelöchern (85, 86) für an der Verbindungsmutter (70) angebrachte Haken (76, 77), dadurch gekennzeichnet, dass die Haken (76, 77) über im Wesentlichen längs des Bauteils (71) verlaufende Federarme (74, 75) mit dem Mutterteil (72) derart verbunden sind, dass zur Vormontage der Verbindungsmutter (70) an dem Bauteil (71) das Mutterteil (72) an das Bauteil (71) gedrückt und damit durch Spreizung der Federarme (74, 75) diese in die Aufnahmelöcher (85, 86) gelenkt werden und sich in diesen nach innen verrasten.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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