FIXFIX – Verbindersystem
FIXFIX
Das Bild verdeutlicht, wie Verbinderzapfen und Hülse zusammenwirken, um eine Zugkraft entstehen zu lassen und Bauteile optimal gegen einander zu fixieren.
Das Material
Der Zapfen besteht aus Aluminium und kann so höchste Belastungen aufnehmen. Das betrifft sowohl Zug- als auch Scherkräfte.
Die Hülse besteht aus hochwertigem Kunststoff (POM). Dadurch ist sie kurzfristig verformbar, tendiert aber aufgrund der speziellen Fließeigenschaften des Materials immer in die Ursprungsform zurück.
Die Geometrie
In dem Bereich, wo Zapfen und Hülse in das Werkstück eingeleimt sind, sorgt das scharkantige Profil für eine feste Verankerung.
Der vordere Bereich des Zapfens besteht aus kugelförmigen Elementen, die zur Spitze hin immer kleiner werden. Zwischen den Kugelelementen gibt es Einbuchtungen (Einschnürungen), in die hinein die Rippen auf der Innenseite der Hülse exakt hineinpassen.
Der Hohlraum in der Hülse ist so geformt, dass er den Zapfen ohne Spiel aufnehmen kann. Die ist die Negativform (genaues Gegenstück) des vorderen Bereichs des Zapfens.
Die Rippen in der Hülse sorgen dafür, dass der Zapfen in der Hülse fixiert bleibt. Die Rippen passen fast genau in die Einbuchtungen (Einschnürungen) des Zapfens. Je genauer die Rippen in die Hülse passen, desto fester sitzt der Zapfen in der Hülse. Es gibt verschiedene Hülsen mit unterschiedlich “scharfen” Rippen. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Auszugswerte.
Wenn der Zapfen in die Hülse geschoben wird, gleiten die Rippen der Hülse über die glatte Oberfläche des Zapfens und werden dabei kurzfristig “verdrängt” bzw. verformt. Da die Hülse leicht elastisch ist und die Rippen nachgeben, könnte der Zapfen vollständig eingebracht werden. Das wäre zwar ein perfekter Formschluss, aber es bliebe keine Restkraft bestehen.
Die Entstehung
Wäre Zapfen und Hülse flächenbündig, dann würde das System zwar einen guten Halt gewährleisten, es würde aber keine Zugkraft bestehen bleiben. Einer der beiden Teile muss etwas tiefer ins Werkstück eingelassen werden, damit ein voller Formschluss verhindert wird.
Die Lösung
Damit verhindert wird, dass Hülse und Zapfen voll formschlüssig ineinander gleiten, wird die Hülse 4 Zehntel Millimeter tiefer in das Werkstück eingelassen. Der Zapfen schließt mit der Oberfläche flächenbündig ab.
Das Zugkraft-Patent
Der Zapfen gleitet in die Hülse. Dabei werden die Rippen der Hülse kurzfristig verformt und verdrängt. Sobald eine Rippe aber „über den Berg ist“, versucht sie, in ihre Ursprungsform zurückzukehren. Dabei gleitet sie in die Einbuchtungen des Zapfens und drückt diesen dadurch weiter in die Hülse hinein. Solange die Rippe nicht zur Gänze in die Einbuchtung geglitten ist, haben die drei Rippen der Hülse des Bestreben, den Zapfen weiter in die Hülse zu ziehen/ drücken.
Endstation: Zugkraft
Da die Hülse nicht flächenbündig eingelassen ist, wird ein perfekter Formschluss verhindert. Es ist den Rippen der Hülse nicht möglich, ganz in die Rille des Zapfens gleiten. Die Rippen über in dieser Endposition einen Druck auf den Zapfen aus, und sind bestrebt, ihn weiter in die Hülse zu treiben. Die Bauteile werden dadurch gegeneinander gedrückt. Die Zugkraft bleibt dauerhaft bestehen. Mit der Anzahl der verwendeten Verbinder im Werkstück addieren sich deren Zugkräfte.
