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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungshülse gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus
der
WO 2006/106131
A1 ist eine Befestigungshülse für Sandwichplatten
bekannt, die zur stoffschlüssigen Verankerung von Verbindungselementen,
insbesondere von Schrauben, dient. Sandwichplatten weisen zwei Deckschichten
auf, zwischen denen ein Kern mit geringer mechanischer Festigkeit
angeordnet ist. Der Kern kann beispielsweise aus einem Schaum oder
aus Waben bestehen. Die mechanische Festigkeit des Kerns reicht
nicht für eine stabile Verankerung der Verbindungselemente aus.
Daher ist die Befestigungshülse erforderlich. Die Befestigungshülse
weist einen Hohlbolzen mit einem Kopf und eine um den Hohlbolzen
angeordnete Hülse auf. Ein Innendurchmesser der Hülse
ist größer als ein Außendurchmesser des
Hohlbolzens, so dass ein Ringspalt zwischen Hülse und Hohlbolzen
ausgebildet ist. Die Befestigungshülse wird in ein Loch
in der Sandwichplatte eingesetzt, bis sich der Kopf in der Deckschicht
befindet und bündig mit ihr abschließt. Anschließend
wird Klebstoff oder ein Bindemittel in den Hohlbolzen eingebracht,
der bzw. das durch radiale Öffnungen aus dem Hohlbolzen
austritt und in den Ringspalt zwischen der Hülse und dem Hohlbolzen
eintritt. Wenn der Einfachheit halber im Folgenden „Klebstoff"q
geschrieben wird, so ist immer Klebstoff oder ein Bindemittel oder
dgl. gemeint. Der Klebstoff verteilt sich im Ringspalt und tritt
an beiden Enden der Hülse aus und verbindet die Befestigungshülse
an den Innenseiten der Deckschichten. Auch im Kopf weist der Hohlbolzen
Austrittsöffnungen auf, aus denen Klebstoff austritt und
den Kopf mit der hinteren Deckschicht verklebt.
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Ein
Nachteil der bekannten Befestigungshülse liegt darin, dass
ein langer Zeitraum benötigt wird, bis der Klebstoff aushärtet.
Vor dem Aushärten ist die Befestigungshülse jedoch
nicht belastbar. Dies stellt insbesondere beim industriellen Zusammenbau
von Möbeln in Montagelinien ein Problem dar, da das Aushärten
des Klebstoffs zu Verzögerungen zwischen Stationen der
Montagelinie führt und daher zusätzliche Kosten verursacht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungshülse
zur stoffschlüssigen Anbringung eines Verbindungselements
in einer Sandwichplatte zu schaffen, wobei das Verbindungselement unmittelbar
nach dem Einsetzen vorfixiert ist und zumindest leicht belastet
werden kann, ohne dass auf das Aushärten des Klebstoffes
gewartet werden muss.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Befestigungshülse
mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungshülse mit einer Aufnahmeaussparung
für ein Verbindungselement und einer Klebstoffaustrittsöffnung,
wobei an der Befestigungshülse mindestens ein Spreizelement
vorgesehen ist, um eine in Einbringrichtung hintere Deckschicht
der Sandwichplatte zu hintergreifen. Die Aufnahmeaussparung verläuft
axial durch die Befestigungshülse und kann am vorderen
Ende geschlossen sein. Das Spreizelement wird mit einem vorderen
Ende voraus in ein gebohrtes Loch in der Sandwichplatte eingesetzt.
Hierbei wird das Spreizelement von der Wand des Lochs an die Befestigungshülse
gedrückt. Nach dem Einsetzen spreizt sich das Spreizelement
aufgrund einer elastischen Vorspannung auf und hintergreift die
Innenseite der hinteren Deckschicht der Sandwichplatte. Nun wird
Klebstoff in die Aufnahmeaussparung gespritzt und ein Verbindungselement,
beispielsweise eine Schraube, vor, während oder nach dem
Aushärten in die Aufnahmeaussparung eingeführt.
Durch das Spreizelement wird die Befestigungshülse sofort
in der Sandwichplatte gehalten, ohne dass der Klebstoff ausgehärtet ist.
Die Sandwichplatte kann nun weiter verarbeitet werden. Das Spreizelement
kann alternativ so vorgespannt sein, dass es ohne eine äußere
Krafteinwirkung an der Befestigungshülse anliegt bzw. in
ihr aufgenommen ist. Die Spreizung erfolgt dann dadurch, dass die
in die Aufnahmeaussparung eingeführte Schraube oder der
austretende Klebstoff das Spreizelement nach außen drückt.
Die beiden Alternativen zur Ausspreizung des Spreizelements können
auch miteinander kombiniert werden. Ein weiterer Vorteil des Spreizelements
ist, dass es ggf. den in die Aufnahmeaussparung eingespritzten und
aus Klebstoffaustrittsöffnungen austretenden Klebstoff
zurückhält. Dieser verläuft dadurch nicht
und bleibt besser an der hinteren Deckschicht haften, wodurch die
Befestigungshülse sicherer in der Sandwichplatte verankert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Spreizelement
an einer Wand der Befestigungshülse gelenkig angeformt,
vorzugsweise mittels eines Filmscharniers. Durch die Anformung an
die Wand ist eine kostengünstige Herstellung möglich. Das
Filmscharnier kann elastisch so vorgespannt sein, dass das Spreizelement
ohne äußere Krafteinwirkung an der Wand der Befestigungshülse
anliegt und sich dann nach dem Einsetzen der Befestigungshülse
in eine Öffnung in der Sandwichplatte aufgrund einer auf
das Spreizelement ausgeübten Kraft aufspreizt. Es ist auch
möglich, dass das Spreizelement ohne äußere
Krafteinwirkung aufgespreizt ist, also von der Wand der Befestigungshülse
absteht, dann während des Einsetzens an die Wand des Lochs
gedrückt wird und sich danach durch seine elastische Vorspannung
wieder aufspreizt und so die Deckschicht der Sandwichplatte hintergreift.
Die Rückstellkraft des Spreizelements kann durch unterschiedliche
Wandstärken oder unterschiedliche Stärken des
Filmscharniers eingestellt werden.
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In
einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist
die Klebstoffaustrittsöffnung in Einbringrichtung hinter
dem Spreizelement vorgesehen. Durch den aus der Klebstoffaustrittsöffnung
austretenden Klebstoff wird zum einen die Befestigungshülse
mit der hinteren, durchbohrten Deckschicht der Sandwichplatte verklebt.
Zum anderen kann das Spreizelement von dem austretenden Klebstoff
nach außen gedrückt werden. Ein weiterer Vorteil
ist, dass der Klebstoff ggf. von dem Spreizelement zurückgehalten
wird, so dass er die hintere Deckschicht besser verklebt.
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In
noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform
ist die Befestigungshülse, insbesondere die Klebstoffaustrittsöffnung
so vorgesehen, dass das mindestens eine Spreizelement in ihr aufnehmbar
ist. Dadurch kann das Spreizelement leicht in das Loch in der hinteren
Deckschicht eingeführt werden.
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In
noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform
ist eine vordere Klebstoffaustrittsöffnung vorgesehen.
Hierdurch wird die Befestigungshülse mit der vorderen Deckschicht
verklebt. Dies kann alternativ oder zusätzlich zu einer
Verklebung an der hinteren Deckschicht erfolgen, d. h. es kann zusätzlich
eine Klebstoffaustrittsöffnung hinter dem Spreizelement
vorgesehen sein.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform ist das Spreizelement
im aufgespreizten Zustand schirmförmig ausgebildet. Beim
Einsetzen in das Loch der Sandwichplatte faltet sich der Schirm
zusammen. Ist die Befestigungshülse in das Loch eingesetzt,
dann spreizt sich der Schirm auf, das heißt, er entfaltet
sich wieder. Im aufgespreizten Zustand hält das schirmförmig
ausgebildete Spreizelement den aus einer Klebstofföffnung
hinter dem Spreizelement austretenden Klebstoff besser zurück.
Dieser verläuft dadurch nicht und bleibt besser an der
in Einbringrichtung hinteren Deckschicht haften, wodurch die Befestigungshülse
sicherer in der Sandwichplatte verankert wird.
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In
einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsformen ist
eine Durchflussdrossel hinter der vorderen Klebstoffaustrittsöffnung
vorgesehen. Die Durchflussdrossel kann insbesondere als eine Lochblende
ausgebildet sein. Die Durchflussdrossel bewirkt eine Stauung des
eingefüllten Klebstoffs, damit auch eine ausreichende Klebstoffmenge
aus denjenigen Klebstoffaustrittsöffnungen austritt, die
hinter der Durchflussdrossel angeordnet sind.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform ist hinten an der
Befestigungshülse ein Gewinde oder eine Riffelung vorgesehen.
Das Gewinde oder die Riffelung dient als Führung für
den aus der Klebstoffaustrittsöffnung austretenden Klebstoff
und hält das Gewinde in der Sandwichplatte. Der Klebstoff
läuft entlang des Gewindes oder der Riffelung und verteilt sich
dadurch besser in dem Loch in der Sandwichplatte. Der auf der Innenseite
der hinteren Deckschicht austretende Klebstoff verklebt die Befestigungshülse
dort mit der Sandwichplatte, wodurch die Festigkeit der Verklebung
weiter gesteigert wird. Das Gewinde kann auch so ausgebildet sein,
dass es sich beim Eindrehen selbst ein Gewinde in die Deckschicht
schneidet. Hierdurch wird die Befestigungshülse zusätzlich
in der Sandwichplatte gehalten und verankert.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform weist die Befestigungshülse
eine Längenanpassungseinrichtung auf. Hierdurch kann die
Befestigungshülse in unterschiedlich starke Sandwichplatten
eingesetzt werden, ohne dass der Klebstoff vollkommen ungeleitet
aus der vorderen Klebstoffaustrittsöffnung austritt.
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In
einer Weiterbildung der letztgenannten bevorzugten Ausführungsform
besteht die Längenanpassungseinrichtung aus sich radial
erstreckenden Falten, welche elastisch oder plastisch, beispielsweise
balgartig, verformbar sind. Eine derartige Längenanpassungseinrichtung
kann den Klebstoff besonders gut zurückhalten.
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In
einer alternativen Weiterbildung der letztgenannten bevorzugten
Ausführungsform weist die Längenanpassungseinrichtung
ein oder insbesondere mehrere Biegeelemente auf. Die Biegeelemente sind
vorne an der Befestigungshülse ausgebildet und nach innen
und/oder außen biegbar. Wenn die Befestigungshülse
mit den Biegeelementen gegen die Innenseite der vorderen Deckschicht
stößt, biegen sich die Biegeelemente nach außen
oder nach innen und passen die Befestigungshülse so der
Stärke der Sandwichplatte an. Der Klebstoff tritt aus den
Freiräumen aus, die zwischen den benachbarten Biegeelementen
ausgebildet sind. Es wird eine besonders gute Verklebung an der
vorderen Deckschicht erreicht.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele
näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1A eine
perspektivische Ansicht einer Befestigungshülse gemäß einer
ersten Ausführungsform in einem aufgespreizten Zustand;
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1B eine
Schnittansicht einer Befestigungshülse gemäß der
ersten Ausführungsform während des Einsetzens
in ein Loch in einer Sandwichplatte;
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1C eine
Schnittansicht einer Befestigungshülse gemäß der
ersten Ausführungsform, die in das Loch in der Sandwichplatte
eingesetzt ist; und
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2 eine
Schnittansicht einer Befestigungshülse gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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1A zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Befestigungshülse 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform in einem aufgespreizten Zustand.
Die Befestigungshülse 1 dient dazu, Schrauben
oder dergleichen in einer Sandwichplatte zu befestigen, wie sie
für Möbel verwendet wird. Die Befestigungshülse 1 besteht
aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper.
Der zylinderförmige Grundkörper weist eine Aufnahmeaussparung 2,
die sich durchgehend von seiner Hinterseite bis zu seiner Vorderseite in
axialer Richtung erstreckt, mehrere Klebstoffaustrittöffnungen 3, 8,
zwei oder auch mehrere Spreizelemente 4 und in Einbringrichtung
mehrere Biegeelemente 11 auf. Die Spreizelemente 4 haben
eine flügelartige, etwa dreieckige Form. Jedes Spreizelement 4 ist
an einer Wand 5 der Befestigungshülse 1 über
ein Filmscharnier 6 befestigt. Die Biegeelemente 11 sind
an der Wand 5 als kurze, etwas nach außen weisende
Fortsätze 11 angeformt. Die Fortsätze 11 verjüngen
sich nach vorne, so dass zwischen ihnen Spalten ausgebildet sind.
Am in Einbringrichtung hinteren Ende der Befestigungshülse 1 ist
an dem Umfang der Wand 5 eine Riffelung 20 vorgesehen. Die
gesamte Befestigungshülse 1 ist einteilig im Spritzgussverfahren
hergestellt.
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1B zeigt
eine Schnittansicht der Befestigungshülse 1 gemäß der
ersten Ausführungsform während des Einsetzens
in ein Loch 34 in einer Sandwichplatte 30. Die
Sandwichplatte 30 besteht aus einer hinteren Deckschicht 31,
einer vorderen Deckschicht 32 und einer Zwischenschicht 33,
wobei sich die Begriffe „vorne" und „hinten" wiederum
auf die Einbringrichtung der Befestigungshülse 1 beziehen.
Die beiden Deckschichten 31, 32 bestehen aus Holz.
Die Zwischenschicht 33 besteht aus einem Material geringer
Dichte und Festigkeit, wie beispielsweise einer Wabenstruktur. Das
Loch 34 ist ein Sackloch, welches die hintere Deckschicht 31 und
die Zwischenschicht 33 durchdringt. Die vordere Deckschicht 32 ist
nicht durchbohrt, sie könnte aber angebohrt sein. Die Aufnahmeaussparung 2 verläuft
axial von der Hinterseite zu der Vorderseite der Befestigungshülse 1 und
mündet vorne in eine stirnseitige, vordere Klebstoffaustrittsöffnung 8.
Die vordere Klebstoffaustrittsöffnung 8 kann auch
als Teil der durchgehenden Aufnahmeaussparung 2 aufgefasst
werden. In der Aufnahmeaussparung 2 ist zwischen der vorderen
Klebstoffaustrittsöffnung 8 und Klebstoffaustrittsöffnungen 3,
die hinter den Spreizelementen 4 angeordnet sind, eine
Durchflussdrossel 9 angeordnet. Die Durchflussdrossel 9 ist
als eine Lochblende ausgebildet. Die Filmscharniere 6 sind
elastisch vorgespannt, so dass die Spreizelemente 4 ohne äußere Krafteinwirkung
aufgespreizt sind, die Spreizelemente 4 können
auch als Federrasten aufgefasst werden. Die Rückstellkraft
des Filmscharniers 6 kann durch dessen unterschiedliche
Stärken eingestellt werden. Die Spreizelemente 4 stoßen
gegen die Wand des Lochs in der Sandwichplatte 30 und werden
um die Filmscharniere 6 in Öffnungen 7 geklappt,
die oberhalb der Filmscharniere 6 an der Wand 5 der
Befestigungshülse 1 ausgebildet sind. Die Öffnungen 7 dienen
ebenfalls als Klebstoffaustrittsöffnungen.
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1C zeigt
eine Schnittansicht der Befestigungshülse 1 gemäß der
ersten Ausführungsform, die in das Loch 34 in
der Sandwichplatte 30 eingesetzt ist. Die Spreizelemente 4 haben
sich aufgrund einer elastischen Vorspannung der Filmscharniere 6 wieder
aufgespreizt und hintergreifen die hintere Deckschicht 31 der
Sandwichplatte 30. Dadurch ist die Befestigungshülse 1 bereits
ohne Klebstoff fest in der Sandwichplatte 30 verankert.
In die Befestigungshülse 1 kann bereits eine Schraube
eingeschraubt werden, um an der Sandwichplatte 30 weitere
Bauteile anzumontieren. Eine zusätzliche Befestigung kann
sich durch eine Riffelung 20 ergeben, durch welche die
Befestigungshülse 1 in der Deckschicht 31 der
Sandwichplatte 30 bei einem engeren Bohrloch gehalten wird.
Klebstoff, der von hinten in die Aufnahmeaussparung 2 eingespritzt
wird, tritt aus den hinteren Klebstoffaustrittsöffnungen 3 und
aus der vorderen Klebstoffaustrittsöffnung 8 wieder
aus, in der die Aufnahmeaussparung 2 mündet. Die
Klebstoffaustrittsöffnungen 3, 8 sind
wie oben beschrieben in verschiedenen Bereichen der Befestigungshülse 1 vorgesehen
und haben dementsprechend unterschiedliche Funktionen. So verklebt
Klebstoff, der aus den Klebstoffaustrittsöffnungen 3 austritt,
die Befestigungshülse 1 mit der hinteren Deckschicht 31. Klebstoff,
der aus der vorderen stirnseitigen Klebstoffaustrittsöffnung 8 austritt,
verklebt die Befestigungshülse 1 zusätzlich
auch mit der vorderen Deckschicht 32. Auch im mittleren
Bereich der Befestigungshülse 1 kann eine weitere
Klebstoffaustrittsöffnung vorgesehen sein, die als Überlauf
für überschüssigen Klebstoff dient. Die
Durchflussdrossel 9 bewirkt eine Stauung des eingefüllten
Klebstoffs und sorgt dafür, dass der Klebstoff gleichmäßig
aus allen Öffnungen 3, 7, 8 austritt.
Die Biegeelemente 11 sind mit ihren Enden gegen die Innenseite
der vorderen Deckschicht 32 gestoßen. Hierdurch
werden sie weiter nach außen gebogen. Die Länge
der Befestigungshülse 1 ist an die Stärke
der Sandwichplatte 30 angepasst. Ein Auslaufen des Klebstoffs
aus der vorderen Klebstoffaustrittsöffnung 8 wird
durch die Biegeelemente 11 begrenzt. Die Riffelung 20 am
hinteren Ende der Befestigungshülse 1 dient einerseits der
besseren Klebstoffverteilung. Andererseits greifen die Erhebungen
der Riffelung 20 im Falle einer engeren Bohrung in das
Material der Deckschicht 31 ein und halten die Befestigungshülse 1 zusätzlich
in der Sandwichplatte 30 fest. Statt der Riffelung 20 kann
auch ein Gewinde vorgesehen sein, so dass sich die Befestigungshülse 1 beim
Eindrehen in die Deckschicht 31 einschneidet. Befestigungshülse 1, Klebstoff
und Sandwichplatte 30 bilden gemeinsam eine Befestigungsanordnung.
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2 zeigt
eine Schnittansicht einer Befestigungshülse gemäß einer
zweiten Ausführungsform. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform
ist das Spreizelement 4 im aufgespreizten Zustand schirmförmig
ausgebildet. Das Spreizelement 4 ist rotationssymmetrisch
ausgebildet und umgibt den gesamten Umfang der im Wesentlichen zylindrischen
Befestigungshülse 1. Beim Einsetzen in ein Loch
in einer Sandwichplatte faltet sich das Spreizelement 4 zusammen.
Ist die Befestigungshülse in das Loch 34 eingesetzt,
dann spreizt sich das Spreizelement 4 auf, das heißt,
er entfaltet sich wieder. Im aufgespreizten Zustand wirkt das schirmförmig
ausgebildete Spreizelement 4 wie eine Auffangschüssel
und hält aus den Klebstoffaustrittsöffnungen 3 austretenden
Klebstoff zurück. Wie bei der ersten Ausführungsform
hintergreift das Spreizelement 4 außerdem die
hintere Deckschicht. Zur Längenanpassung ist im mittleren
Bereich der Befestigungshülse 1 eine Faltenstruktur
vorgesehen, welche mehrere um den gesamten Umfang der Befestigungshülse 1 verlaufende
Falten 10 aufweist, die axial zusammenfaltbar sind. Vor
der Faltenstruktur sind Klebstoffaustrittsöffnungen 12 vorgesehen,
die als Überlauf dienen, falls die vordere Klebstoffaustrittsöffnung 8 verstopft
ist. Wie bei der ersten Ausführungsform sind auch im vorderen
Bereich, also oberhalb des Spreizelements 4 Klebstoffaustrittsöffnungen 3 vorgesehen.
In diesem Bereich ist auf der Außenfläche der
Wand 5 ein Gewinde 21 ausgebildet. Das Gewinde 21 schneidet sich
beim Eindrehen selbst in die hintere Deckschicht. Hierdurch wird
die Befestigungshülse 1 zusätzlich in
der Sandwichplatte 30 gehalten und verankert. Außerdem
fließt aus den Klebstoffaustrittsöffnungen 3 austretender
Klebstoff entlang des Gewindes 21 und verteilt sich dadurch
besser.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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