(57)【要約】【課題】粗位置決めおよび精密位置決めを可能にすると同時に、安定したねじ頭の受けを保証する。【解決手段】構成部分２，３を機械的に結合するための結合エレメント１が、互いに係合可能な２つのカップリング半部４，５から成っており、両カップリング半部がねじ６によって構成部分２，３に固定可能であり、両カップリング半部がねじのためのねじ収容部７を有しており、該ねじ収容部がねじ頭受け８を有しており、該ねじ頭受けの形状が全周にわたってねじ頭１０のジオメトリと合致しており、ねじ頭受け８に、構成部分２，３へ向かう方向で支持スリーブ９が続いており、該支持スリーブの内側横断面が、構成部分２，３へ向かう方向で拡張しており、該支持スリーブの端面１１が、結合させたい構成部分２，３に載着されている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成部分（２，３）またはこれに類するものを機械的に結合するための結合エレメント（１）であって、当該結合エレメント（１）が、互いに係合可能な２つのカップリング半部（４，５）から成っており、両カップリング半部（４，５）がそれぞれねじ（６）またはこれに類するものによって、結合させたい構成部分（２，３）に固定可能であり、両カップリング半部（４，５）が前記ねじ（６）のためのねじ収容部（７）を有している形式ものにおいて、ねじ収容部（７）がそれぞれ１つのねじ頭受け（８）を有しており、該ねじ頭受け（８）の形状が全周にわたってねじ頭（１０）のジオメトリと合致しており、前記ねじ頭受け（８）に、それぞれ対応する構成部分（２，３）へ向かう方向で支持スリーブ（９）が続いており、該支持スリーブ（９）の内側横断面が、それぞれ対応する構成部分（２，３）へ向かう方向で拡張しており、該支持スリーブ（９）の端面（１１）が、結合させたい構成部分（２，３）に載着されていることを特徴とする結合エレメント。
【請求項２】
ねじ頭受け（８）の形状が、皿頭ねじ（６）のジオメトリと合致している、請求項１記載の結合エレメント。
【請求項３】
支持スリーブ（９）の内側横断面が円錐状に形成されている、請求項１記載の結合エレメント。
【請求項４】
支持スリーブ（９）の端面（１１）が、カップリング半部（５）の当付け平面（１２）を超えて突出している、請求項１記載の結合エレメント。
【請求項５】
支持スリーブ（９）の端面（１１）が突起（１５）を有している、請求項１記載の結合エレメント。
【請求項６】
支持スリーブ（９）が補剛リブ（１６）を有している、請求項１記載の結合エレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の構成部分またはこれに類するものを機械的に結合するための結合エレメントであって、当該結合エレメントが、互いに係合可能な２つのカップリング半部から成っており、両カップリング半部がそれぞれねじまたはこれに類するものによって、結合させたい構成部分に固定可能であり、両カップリング半部が前記ねじのためのねじ収容部を有している形式ものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式の結合エレメントは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２６７６９号明細書に基づき公知である。この場合、前組付けの段階で、結合させたい２つの構成部分またはこれに類するもののそれぞれに、各１つのカップリング半部がねじによって固定される。両構成部分を結合するためには、カップリング半部が互いに係合させられる。前組付けの際に、この結合エレメントはまず各構成部分に当付け保持され、そしてこのときに大ざっぱに位置決めされる（粗位置決め）。次いで、対応するねじ収容部を通じてねじが差し通されて、構成部分内へ十分にねじ込まれる。この場合、自己ねじ立て式のねじ、つまりタッピンねじが使用されるか、または準備されたねじ山付孔と相まってメートルねじ山が使用される。次のステップでカップリング半部が正確に位置決めされ、ねじが固く締め付けられる。大ざっぱに位置決めされた粗位置に対して精密位置決めのための移動可能性を保証するために、公知のカップリング半部は長孔を有している。長孔の縁部は、相応して長く引き延ばされた支持スリーブによって構成部分に対して支持される。
【０００３】
公知の結合エレメントは次のような問題を有している。すなわち、電動ドライバを用いたねじのねじ込み時に、ねじ頭を支持するための受けの支持面が小さいことに基づき、しばしばねじ収容部を貫通破壊してしまう。これによって、プロセス安全な固定が不可能となる。さらに、精密位置決めのための移動可能性は単一の方向でしか、つまり長孔の長手方向でしか得られない。
【０００４】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２６７６９号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の結合エレメントを改良して、結合エレメントのための前記カップリング半部の固定に関して、粗位置決めおよび精密位置決めを可能にすると同時に、安定したねじ頭の受けを保証するような結合エレメントを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、ねじ収容部がそれぞれ１つのねじ頭受けを有しており、該ねじ頭受けの形状が全周にわたってねじ頭のジオメトリと合致しており、前記ねじ頭受けに、それぞれ対応する構成部分へ向かう方向で支持スリーブが続いており、該支持スリーブの内側横断面が、それぞれ対応する構成部分へ向かう方向で拡張しており、該支持スリーブの端面が、結合させたい構成部分に載着されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、結合エレメントのカップリング半部がねじ収容部を有しており、このねじ収容部のねじ頭受けがねじをその全周にわたって確実に支持する。すなわち、ねじ頭受けはねじ頭のジオメトリ、つまり幾何学的形状に適合されており、たとえばねじ頭受けは皿頭ねじのための円錐状の形状を有している。これによって、本発明の構成では、長孔ではなく回転対称的な孔が回転対称的なねじ頭受けと相まって使用される。ねじ頭受けに作用する力は、構成部分に載着された支持スリーブにより構成部分に導出される。ねじ頭受けに直接に続くように支持スリーブを配置することにより、ねじ頭受けの周辺領域における剪断力および曲げモーメントは十分に回避され、これによってねじの極めて高い負荷が可能となる。粗位置決めおよび精密位置決めを保証できるようにするためには、支持スリーブの内側横断面が、それぞれ対応する構成部分に向かう方向で、有利には円錐状の形に拡張しているので、カップリング半部の移動は、ねじが既に部分的にねじ込まれた状態でも任意の方向で可能となる。
【０００８】
支持スリーブの他に、カップリング半部は別の面、たとえば縁部および／または補剛リブで、それぞれ対応する構成部分に当て付けられる。支持スリーブを介してねじ込み力が導出されることにより、支持スリーブの端面には最大の面力（単位面積当たりに加えられる力）が生ぜしめられる。したがって、構成部分が軟質の材料、たとえば木材である場合には、構成部分が支持スリーブの範囲で圧入される恐れが生じる。これにより、カップリング半部の内部で撓みが生じ、ひいては亀裂が生じる危険がある。このことを回避するために本発明の有利な構成では、支持スリーブの端面がカップリング半部の当付け平面を超えて過剰に突出している。これによって、支持スリーブはカップリング半部のその他の当付け面よりも先に構成部分と接触することになり、その結果、支持スリーブは材料内に没入して、この材料を締め固めるか、もしくは強固にする。既に高い締付け力が発生していた場合に、はじめてカップリング半部のその他の範囲が当て付けられる。これによって、一方では撓みが回避され、他方では構成部分内への侵入に基づき、形状接続的な結合、つまり係合に基づいた嵌合による結合が提供され、このような結合は、カップリング半部の純然たる摩擦接続的な載着により可能となるよりも著しく高い力を受け止めることができる。
【０００９】
この効果は、支持スリーブの端面に突起を配置することによって増幅させることができる。このような突起、たとえば歯冠または環状のカッティングエッジは、比較的硬い材料の場合でも構成部分内への侵入を実現するために特に適している。しかし材料が硬質の材料、たとえば鋼である場合には、支持スリーブの端面はカップリング半部の当付け面と同一平面に位置する。
【００１０】
カップリング半部内部での力伝達を最適化するために、本発明のさらに別の有利な構成では、支持スリーブが複数の補剛リブを有しており、これらの補剛リブが支持スリーブを、たとえば半径方向でカップリング半部の縁部または別の支持スリーブに結合させている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１に示した、両構成部分２，３を結合するための結合エレメント１は両カップリング半部４，５を有している。両カップリング半部４，５は図示の組み込まれた状態では互いに内外に係合していて、それぞれ皿頭ねじ６によって構成部分２，３に固定されている。このためには、カップリング半部４，５がそれぞれ複数のねじ収容部７を有している。これらのねじ収容部７は一方ではねじ頭受け８を有していて、他方では各構成部分２，３に載着された支持スリーブ９を有している。ねじ頭受け８は円錐状の形状を有しており、これにより皿頭ねじ６のねじ頭１０はねじ頭受け８に面状に載置される。支持スリーブ９の内側横断面は、それぞれ構成部分２，３の方向へ円錐状に拡張している。
【００１３】
両カップリング半部４，５を構成部分２，３に前組付けする際に、両カップリング半部４，５はまず大ざっぱに位置決めされ（粗位置決め）、そしてたとえば電動ドライバを用いて皿頭ねじ６がその最終的なねじ込み深さの半分に到達するまでねじ込まれる。これにより、皿頭ねじ６は既にカップリング半部４，５の自重（固有重量）を支持することができる。引き続き、両カップリング半部４，５は精密に位置決めされる。皿頭ねじ６の弾性率および／または構成部分２，３の材料の弾性率に基づき、ならびに特に支持スリーブ９の円錐状の内側横断面に基づき、明瞭な移動を行うことができる。長孔状のねじ収容部とは異なり、このような移動は任意の方向へ向かって行うことができる。正確な位置が達成されると、皿頭ねじ６は、ねじ頭１０がねじ頭受け８に載置されるまで引き続き締め付けられる。面状の載置に基づき、ねじ頭受け８が貫通破損される恐れはない。実験の結果、相応して高い締付けモーメントが加えられると、皿頭ねじ６または構成部分２の方が先に破損することが判った。組付けの完了した状態では、ねじ頭１０がねじ頭受け８に作用しており、ねじ頭受け８は相応する力を主として支持スリーブ９を介して直接に構成部分２；３へ伝達する。
【００１４】
図示の実施例では、構成部分２が硬質の材料、たとえば鋼であり、それに対して構成部分３は軟質の材料、たとえば木材から成っている。したがって、構成部分３に対応するカップリング半部５では、特別の構成が採用されており、この場合、支持スリーブ９の端面１１がカップリング半部５の実際の当付け平面１２を超えて過剰に突出している。このような構成が採用されていないと、支持スリーブ９は力分配に基づいて構成部分３の材料内へ侵入し、このときに支持スリーブ９の縁部１３がカップリング半部５の残りの部分に対して撓んでしまう恐れがある。このことは材料内での応力過剰増大を招き、ひいては亀裂形成の危険を招いてしまう。それに対して、選択されたジオメトリが設けられていると、このジオメトリに基づき、その他の当付け面１４が当て付けられる前に支持スリーブ９の端面１１の範囲で構成部分３の材料が締め固められ、これによって強固にされる。支持スリーブ９の、当付け平面１２に対して過剰に突出した部分の突出量は、皿頭ねじ６の通常の締付けモーメントにおいて支持スリーブ９およびその他の当付け面１４の当付けが行われると共に、支持スリーブ９の縁部１３の撓みが回避されるように設定されている。支持スリーブ９が構成部分３の材料内に侵入することには次のような利点がある。すなわち、摩擦接続に対して付加的にカップリング半部５と構成部分３との間の形状接続が生じる。このことは、伝達可能となる力を著しく増大させる。したがって、付加的に支持スリーブ９の端面１１には突起１５が設けられている。図示の実施例では、突起１５として環状のエッジが配置されているが、突起１５は歯冠（Ｚａｈｎｋｒａｎｚ）等の形に加工成形されていてもよい。
【００１５】
力分配を一層助成するためには、当該実施例がさらに補剛リブ１６を有している。これらの補剛リブ１６は支持スリーブ９を別の当付け面１４に結合させる。
【００１６】
硬質の材料から成る構成部分２では、支持スリーブ９の撓みの効果は生じない。なぜならば、構成部分２はほとんど可縮性ではないからである。したがって、支持スリーブ９の過剰突出は行われていない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　結合エレメント、　２，３　構成部分、　４，５　カップリング半部、　６　皿頭ねじ、　７　ねじ収容部、　８　ねじ頭受け、　９　支持スリーブ、　１０　ねじ頭、　１１　端面、　１２　当付け平面、　１３　縁部、　１４　当付け面、　１５　突起、　１６　補剛リブ
【図１】
2004060888.tif 000003