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Befestigungsvorrichtung aus Kunststoff
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung aus Kunststoff
mit einem Kopf zur Befestigung an einem Werkstück und einem durch ein Loch einer
Werkstückträgerplatte hindurchsteckbaren Schaft, an dessen vom Kopf abgewandten
Ende mindestens ein elastisch verformbarer, in Richtung Kopf weisender Federschenkel
angeformt ist, der mit der dem Kopf abgewandten Seite der Trflgerplatte sder dem
Lochrand in Eingriff bringbar ist.
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Derartige Befestigungsvorrichtungen sind vielfach bek a .t. Sie dienen
beispielsweise zur Befestigung von Zierleisten, Verkleidungsplatten oder ähnlichen
Werkstücken an Kar-.sserieteilon von Automobilen. Sie sind einstückig aus Kunststoff
geformt und werden in das Loch einer Werkstückträgerplatte hineingedrückt,
wobei
die Sedersche£el durch Anlage an den Lochrand odor die entgegengesetzte Trägerpiattenseite
schnappend in Eingriff gelangen um die Befestigungsvorrichtung zu verriegeln. Der
Kopf der Befestigungsvorrichtung kann ia beliebig geformt sein je nach Art und Ausbildung
des zu befestigenden Werkstücks.
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Die Abmessungen derartiger Befestigungsvorrichtungen aus Içunst stoff
bewegen sich normalerweise innerhalb enger Toleranzgrenzen. Dies trifft hingegen
nicht zu auf die Befeatigungslöcher in den Werkstückträgerplatten. Daher ist es
erwünscht, daß derartige Befestigungsvorrichtungen eine verhältnismäßig große Toleranzaufnahme
aufweisen sollen. Dies ist bei den bekannten Befestigungsvorrichtungen nicht vollauf
zufriedenstellend gewährleistet, so daß entweder Gefahr besteht, daß bei zu klein
dimensionierten Löchern die Eindrückkräfte zu stark sind und sogar zu einer Beschädigung
der Befestigungsvorrichtung führen, oder die Befestigungsvorrichtung nicht ausreichend
sicher verankert ist.
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Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung
aus Kunststoff zu schaffen, die eine leichte Montage ermöglicht und/oder welche
eine hohe Toleranzaufnahme sicherstellt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaft
elastisch zusammendrückbar ist.
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Wie erwähnt, sind Befestigungsvorrichtungen der eingangs
genannten
Art mit mindestens einem elastisch verformbaren Federschenkel versehen, der beim
Einführen des Schaftes in das Befestigungsloch in Richtung Schaft deformiert wird
und in die Ausgangslage zurückschnappt, sobald das freie obere Ende des Federschenkels
den unteren Lochrand passiert hat. Quer zur Anslenkungsebene des Federschenkels
ist bei der bekannten Eefesti gungsvorrichtung der Schaft relativ starr rund kann
sich somit nicht unterschiedlichen Lochabmessungen anpassen. Eine derartige Anpassung
wird Jedoch durch die erfindungsgemäße Befestigungsz.B.
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vorrichtung gewährleistet, indem der Schaft/in einer quer zur vom
Pederschenkel aufgespannten Ebene elastisch zusammendrückbar ist.
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Es gibt verschiedene Wege, die erfindungsgemäße Anpassungsfähigkeit
einer I3efestigungsvorrichtung an unterschiedliche Lochabmessungen zu erreichen.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Schaft
in zwei parallel beabstandete Unterabschnitte unterteilt ist und an Jedem Unterabschnitt
mindestens ein Federschenkel angeformt ist. Dadurch besteht der Schaft selbst aus
Federbeinen oder Federschenkeln, die beim Einführen in ein Befestigungsloch in Richtung
aufeinander zu elastisch verformt werden können und nach dem Einsetzen in das Befestigungsloch
in die Ursprungslage mehr oder weniger zurückverstellt werden. Nicht nur die Federschenkel,
sondern auch die Schaftunterabsohnitte sorgen somit für eine gesteigerte Toleranzautnahme.
Selbstverständlich kann der Schaft durch Schlitze oder Ausnehmungen in mehr als
zwei Unterabschnitte unterteilt werden1 um gemäß dem Grundgedanken
der
Erfindung die erstrebte Toleranzaufnaime zu erreichen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der L?rfindU1'g sieht vor, daß
die Unterabschnitte des Schaftes eine erste Ebene aufspannen und am unteren Ende
jedes Unterabschnitts zwei Federschenkel angeformt sind, die sich in Richtung Kopf
V-förmig spreizen, wobei die Federschenkel in einer zweiten bzw. dritten Ebene liegen,
welche zur ersten etwa senkrecht verlaufen, Eine derartige Befestigungsvorrichtung
gleicht einer an sich bekannten Befestigungsvorrichtung, welche einen plattenförmigen
Schaft und in V-Form angeordnete Federsche>iel besitzt, mit der Ausnahme, daß
bei der Erfindung Schaft und Federschenkel durch einen Schlitz paarweise anfgeteilt
sind.
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Der Schaft ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung U-förmig
ausgebildet und der Kopf an der Oberseite des Quersteges angeformt; Um ein leichteren
Einführen in das Befestigungsloch zu gewährleisten, sieht eine andere Ausgestaltung
der Erfindung vor, daß die parallel zur Ebene der Federschenkel liegenden ÄÜ3enseiten
der Unterabschnitte vom Kopf aus gesehen konvergieren. Die konvergierenden Schrägflächen
sind vorzugsweise nur in der unteren Hälfte der Schaftunterabschnitte, während die
Außenseiten der oberen Hälfte von ebenen Flächen gebildet sind, welche sich gegen
die Lochwandung anlegen.
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Alternativ zu den obigen Ausgestaltungen sieht ene andere vorteilhafte
Ausgestaltung der Erfindung vor, daß am vom Kopf abgewandten Ende der Unterabschnitte
nur ein Federschenkel angeformt ist und die beiden Federschonkel sich zu entgegengesetzten
Seiten vom Unterabsohnitt forterstrecken. Hierdurch können die Schaftunterabschnitte
nicht nur aufeinander zu oder voneinander fort verformt werden, sondern sich scherenartig
relatlv zueinander bewegen.
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Bei der zuletzt beschriebenen Ausgestaltung sind die Unterabschnitte
entweder unmittelbar oder über einen Verbindungssteg an die Unterseite des Kopfes
angeformt.
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Sind die Schaftunterabschnitte durch einen Schlitz voneinander getrennt,
bedeutet das für die Herstellung, daß ein Schieberwerkzeug als Formkern verwendet
werden muß, falls nicht eine besondere Ausbildung und Anordnung der Unterabschnitte
vorgesehen wird. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu vor, daß die Schaftunterabschnitte
mit den zugehörenden Federschenkeln zwei annähernd parallele, mindestens um die
Breite der Unterabschnitte beabstandete Ebenen aufspannen, wobei die Schaftunterabschnitte
in senkrechter Richtung zu den Ebenen nicht ütqsr1appon. Bei einer derartigen Konstruktion
ist die Verwendung kostengünstiger Plattenwerkzeuge möglich.
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Die Aufg.XQ der Erfindung wird Jedoch auch gelöst, wenn der Schaft
selbst nicht radial deformierbar gemacht wird, sondern
gemäß einer
weiteren Ausgestaltung vorgesehen wird, daß zwei Federschenkol vorgesehen sind,
die sich an gegenüberliegenden Seiten vom Schaft {orterstrecken, Jedoch versetzt
zueinander angeordnet sind, und der Schaft zwei sich parallel zur Achse erstreckende
Ausnehmungen aufweist, in die bei einer Verformung die Federschenkel hinein bewegbar
sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen
näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Befestigungsvorrichtung nach der
Erfindung, bei der der Kopf fortgelassen ist.
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Fig. 2 zeigt die Einzelheit X der Darstellung nach Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt die Befestigungsvorrichtung nach der Erfindung mit einer
erste Topfform.
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Fig. 4 zeigt perspektivisch eine Befestigungsvorrichtung nach der
Erfindung mit einer zweiten Kopfform.
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Fig. 5 zeigt perspektivisch eine andere Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung
nach der Erfindung.
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Fig. 6 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 5 im Einbauzustand.
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Fig. 7 zeigt perspektivisch eine weitere Ausführungsform nach der
Erfindung.
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Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung.
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Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher
eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der gezeigten Merkmale für sich oder
in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.
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In Fig. 1 ist ein U-förmiger Schaft eines Befestigungsmittels aus
Kunststoff allgemein mit 10 bezeichnet. Er weist zwei Schaftunterabschnitte 71 und
12 auf, die durch einen oberen Steg 13 miteinander verbunden sind. Die Unterabschnitte
11, 12 und auch der Quersteg 13 sind im Querschnitt rechteckförmig.
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An den freien Enden sind die Unterabschnitte 11, 12 abgerundet, wie
bei 14 bzw. 15 dargestellt. An den freien Enden der Abschnitte 11, 12 sind schräg
nach oben weisende Federschenkel 16, 17 bzw. 18; 19 angeformt. Die Federschenkel
16-19 haben ebenfalls rechteckförmigen Querschnitt und spannen Jeweils eine Ebene
auf, welche zu der durch die Abschnitte 11, 12 aufgespannten Ebene senkrecht liegt,
jedoch in schräger Lage derart, daß die Ebenen nach oben divergieren. Die Federschenkel
16-19 spreizen sich nach oben V-förmig auseinander und gehen im unteren Bereich
stetig gerundet in die Abrundung 14, 15 über, wie für die Scilenkel 16 und 18 bei
20 bzw. 21 dargestellt.
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Die Außenseiten des Schaftes 10, welche annähernd parallel zu den
von den Federschenkeln 16-19 aufgespannten Ebenen verlaufen, sind im Bereich der
unteren Hälfte der Abschnitte 11 12
leicht angeschrägt, wie bei
22 dargestellt, so daß beide angeschrägten Außenflächen nach unten konvergieren.
Die Breite der Federschenlcel 16-19 ist so gewählt, daß sie der Breite der Unterabschnitte
11, 12 am Ende entspricht. Die einander zugekehrten Seiten der Schenkel 16-19, von
denen die zum Schenkel 16 gehörende mit 24 bezeichnet ist, liegen in einer Ebene
mit den einander zugekehrten Seiten der Unterabschnite 11, 12, von denen die des
Unterabschnitts 11 mit 25 bezeichnet ist, bzw. sind gegenüber der Seite 25 nach
außen abgestellt.
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Die freien Enden der Schenkel 16-19 können gemäß Fig. 2 gestaltet
sein, d.h. anstatt der Außenlcante einen abgerundeten Absatz 26 aufweisen, der mit
dem Rand eines Befestigiuigsloches in Eingriff treten kann.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsformen für einen Kopf.
der gezeigten Befestigungsvorrichtung, wobei die übrigen Teile entsprechend zu den
nach den Figuren 1 und 2 ausgebildet sind, so daß keine Bezugszeichen verwendet
werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 weist der Kopf einen kegelringförmigen
Flansch 30 auf, der eine kreisförmige ebene Scheibe 31 umgibt, welche, wie nicht
zu sehen, mit dem Quersteg 13 verbund ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ebenfalls ein kegelringförmiger
Flansch 40 vorgesehen mit einer konzentrisch darin angeordneten Scheibe 41. Über
einen mit der Scheibe 41 verbundenen
Verbindungsabschilitt 42
ist eine Scheibe 43 parallel und konzentrisch zur Scheibe 41 angeordnet. Sie besitzt
einen Sektorausschnitt 44 von etwa 90 °. Mit Hilfe des Sektorausschnitts 44 kann
der Kopf des Befestigungsmittels nach Fig. 4 in ein Befestigungsloch eingedreht
werden derart, daß die Trägerplatte zwischen der Scheibe 43 und dem Flansch 40 zuliegen
kommt.
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Der Schaft 50 ae s des Befestigungselements nach Fig. 5 ist ähnlich
demjenigen nach den Fig. 1, 3 und 4 aufgebaut und besitzt zwei im Querschnitt rechteckige
Abschnitte 51, 52, welche durch einen Quersteg 53 miteinander verbunden sind, der
an die Unterseite eines Kopfes 54 angeformt ist, der entsprechend Fig. 3 ausgebildet
sein kann. Über eine abgerundete Spitze 55 bzw. 56 ist an die unteren Enden der
Abschnitte 51, 52 ein Federschenkel 57 bzw. 58 angebunden.
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Die Federschenkel 57, 58 erstrecken sich in einem Winkel von etwa
30 ° gegenüber den Abschnitten 51, 52 in Richtung des Kopfes 54. Die Federschenkel
57, 58, wie aus Fig. 5 deutlich zu erkennen, erstrecken sich zu entgegengesetzten
Seiten von den Unterabschnitten 51, 52 fort. Sie haben außerdem an den freien Enden
einen nach unten weisenden Abschnitt 59, 60, der eine schräg nach oben weisende
Ausnehmung 61, 62 besitzt, welche zum Eingriff mit einem Lochrand bestimmt ist.
rn der Darstellung rechts oben von Fig. 5 wird die Lage der Unterabschnitte 51,
52 und Federschenkel 5 , 58 relativ zueinander durch ein Schnittbild
wiedergegeben.
Man erkennt, daß der Fuß des Befestigung3-elements nach Fig. 5 außerordentlich flexibel
ist und somit eine hohe Toleranzaufnahme gewährleistet und eine leichte Montage
ermöglicht, da die inführkräfte zwecks Befestigung des Fusses in einem Werkstückloch
außerordentlich niedrig sind.
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In Fig. 6 ist die Ausführungsform nach Fig. 5 mit einer Werkstückplatte
63 verbunden, indem der Fuß durch ein Werkstückloch 64 hindurchgesteckt ist und
die Ausnehmungen 61 und 62 mit der Lochwandung bzw. dem Lochrand in Eingriff stehen.
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Die Verformung des Schaft es 50 ist dabei gut erkennbar.
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be-Sie/steht nicht nur in einer Verformung der Abschnitte 51, 52
aufeinander zu (die in erster Linie beim Einführen des Fusses stattfindet), sondern
auch in einer scherenartigen Relativbewegung zueinander.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind im Querschnitt rechteckförmige
Schaftunterabschnitte 70, 71 unmittelbar an die Unterseite eines Kopfes 72 angeformt,
wobei sie sich senkrecht von diesem fort erstrecken. Der Fuß des Befestigungselements
nach Fig. 7 ist im übrigen gleich dom nach Fig. 5 ausgebildet und besitzt Federschenkel
73, 74, die schräg vom unteren Ende (in Fig. 7 oben) sich in Richtung Kopf 72 F,strecken.
Auf die weiteren Einzelheiten soll wegen der Entspoechung zu Fig. 5 nicht eingegangen
werden. Der Unterschied zu der 1nstruktion nach Fig. 5 ergibt sich aus den beiden
Darstellungen auf der rechten Seite von Fig. 7. Man
erkennt, daß
jeweils ein Unterabsehnitt mit dem zugehörigen Federschenkel eie Ebene aufspannt,
wobei die parallelen Ebenen zueinander versetzt liegen. Bei der oberen Alternative
sind die Unterabschnitt, 70, 71 versetzt in einem Abstand zueinander, der fast der
Breite des Unterabschnitts 70, 71 entspricht.
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Dabei liegt die rechte Seite des Unterabschnitts 70 annähernd die
der auf der gleichen Ebene wie/ linken Seite des Unterabschnitts 71. Bei der unteren
Alternative liegt die in Fig. 7 untere Seite des Abschnitts 70 in der gleichen Ebene
mit der oberen Seite des Unterabschnitts 71, während dio einander zugekehrten Seiten
der Unterabschnitte 70, 71 einen Abstand zueinander haben. Wie man ohne weiteres
erkennt, stellt die Formung von Unterabsohnitten und Federschenkeln sicher, daß
mit einfachen Plattenwerkzeugen eine Fertigung möglich ist, im Gegensatz zur Ausführungsform
nach Fig. 5.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist wieder ein einteiliger Schaft
80 vorgesehen, der unmittelbar an die Unterseite eines Kopfes 81 angeformt ist.
Der Quersciuiitt des Schaftes 80 ergibt sich aus der linlcen Darstellung von Fig.
8, der, wie zu erkennen, annähernd Z-förmig ist in der Weise, daß aus einem rechteckigen
Querschnitt von den Ecken her im Querschnitt rechteckige Ausnehmungen 82, 83 geformt
sind, die parallel zur Längsachse des Schaft es 80 verlaufen. Federschenkel 84,
85 sind in ähnlicher Form r;e bei der Ausführungsforin nach Fig. 5 angebunden, wobei
die Ausfühiungsform nach Fig. 8 aus der nach Fig1 5 auch dadurch entwickelt werden
könnte, daß die Untetabschnitte 51, 52 nach Fig. 5 miteinander verbunden werden,
indem
der Schlitz zwischen diesen verschwindet und indem die Unterabschnitte außerdem
noch versetzt zueinander liegen.
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Im übrigen sind die Federschenkel 84, 85 genau so wie bei den Ausführungsformen
nach Fig. 5 und 7 gebildet, allerdings mit dem Unterschied, daß sie nicht in der
Ebene des zugehörigen Schaftabschnittes liegen, sondern etwas abgebogen sind derart.,
daß sis bei einer radialen Veformung aufeinander zn in die Ausnehmungen 83 bzw.
82 eingedrückt werden können0 Dadurch ist der Verformungsweg für die Federschenkel
84, 85 größer als bei üblichen Füssen vergleichbarer Befestigungselemente, wodurch
die Toleranzaufnahme erhöh-t wird.
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Mit einer Befestigungsvorrichtung nach der Erfindung sind Toleranzaufnahmen
bis - 2 mm zu erzielon.
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