DE602004001597T2

DE602004001597T2 - Halteöse für Schrauben

Info

Publication number: DE602004001597T2
Application number: DE602004001597T
Authority: DE
Inventors: Christian Bauer
Original assignee: ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: ITW Fastener Products GmbH
Priority date: 2003-02-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: EP1447575A1; JP4607475B2; DE602004001597D1; EP1447575B1; DE10306538B4; JP2004245419A; US7278810B2; ES2270183T3; DE10306538A1; US20040191025A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halteöse aus Kunststoffmaterial nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Spreizmuttern oder so genannte Halteösen aus Kunststoffmaterial sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt geworden. Wie durch die EP-A-0 441 691 A1 offenbart, werden sie einrastend mit Hilfe eines Schaftes in die Öffnung einer blechförmigen Stütze eingesetzt. Der Schaft weist Einrastmittel auf, um die Halteöse in der Öffnung zu halten. Die Halteöse weist außerdem einen flanschartigen Kopf auf, der sich dichtend gegen die zugekehrte Seite der Stütze anlegt, wenn der Schaft einrastend in der Öffnung einsitzt. Der Kopf weist häufig einen Flanschabschnitt aus einem anderen Kunststoffmaterial auf, das weicher ist als das des Schaftes und eine bessere Dichtwirkung aufweist. Der Schaft weist eine innere axiale Aufnahmebohrung auf, in der ein Glied mit Außengewinde eingeschraubt werden kann, um ein anderes Glied an der Stütze zu befestigen. Die DE 78 03 988 offenbart eine Halteöse, die der oben beschriebenen ähnelt. Zwischen den Schultern des Schafts und dem Kopfabschnitt weist der Schaft einen im Querschnitt gekrümmten Abschnitt auf, um einen progressiven Eingriff des Schafts mit der Öffnung im Blech zu gestatten. Diese bekannte Halteöse weist kein Einrastmittel auf.
Wie oben angedeutet, sind die Aufnahmelöcher in dem Stützglied häufig quadratisch. Dementsprechend ist bei den bekannten Halteösen der Schaft im Querschnitt ebenfalls quadratisch. Der Schaft und die Aufnahmeöffnung sind so konturiert und dimensioniert, dass der Schaft um einen gewissen Winkel gedreht werden kann. Dabei gelangt die Fläche der Schultern auf der dem Kopf gegenüber liegenden Seite unter das Stützglied, so dass es nicht mehr möglich ist, den Schaft aus der Öffnung herauszuziehen. Die Flächenabschnitte oberhalb der Schultern wirken dabei mit dem Rand der Öffnung zusammen, um die Halteöse in der verdrehten Position klemmend in der Aufnahmeöffnung zu halten.
Das Blech des Stützglieds ist naturgemäß mit Toleranzen behaftet. Darüber hinaus weisen die Stützglieder je nach Anwendung eine unterschiedliche Dicke auf. Es kann daher nicht vermieden werden, dass der Abstand zwischen Schulter und Unterseite des Kopfes größer ist als die Dicke des Stützglieds. Dadurch kann es zu einem Lösen der Halteöse vom Stützglied bei Belastung kommen. Außerdem ist die Wasserdichtheit, Funktionssicherheit und die Klapperfreiheit gefährdet, welche vor allem im Automobilbau gefordert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halteöse der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, unabhängig von der Dicke des Bleches des Stützglieds eine annähernd gleiche Distanz bzw. Vorspannung zwischen dem Kopf der Halteöse und dem Stützglied zu erzeugen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Halteöse ist der Außenflächenabschnitt in Richtung des Kopfes zur Längsachse hin derart neigt, dass beim Drehen in der Öffnung der Schaft zunehmend in die Öffnung hineingezogen wird.
Bei der erfindungsgemäßen Halteöse wird oberhalb der Schultern eine Rastfase vorgesehen, die mit dem Rand der Aufnahmeöffnung zusammenwirkt, wenn die Halteöse in der Öffnung verdreht wird. Bei der Erfindung ist diese Fase konisch, d.h. zum Kopf hin zur Achse geneigt. Auf diese Weise wird bei einer Drehung der Halteöse der Schaft mit einer Vorspannung in die Aufnahmeöffnung hinein beaufschlagt, sobald der Öffnungsrand mit der Rastfase in Eingriff tritt. Dadurch wird unabhängig von der Blechdicke gewährleistet, dass der Kopf mit der zugekehrten Seite des Stützglieds unter Vorspannung in Eingriff tritt und eine ausreichende Dichtwirkung erzeugt. Außerdem ist sichergestellt, dass es bei einer Zugbelastung nicht zum Lösen der Halteöse bei kleineren Blechdicken kommt. Bei der erfindungsgemäßen Halteöse ist unabhängig von der Blechdicke für eine ausreichende Dichtigkeit gesorgt, eine Sicherheit gegen unerwünschtes Klappern und Spielfreiheit.
Die Rastfasen oder die Außenflächenabschnitte können eine ballige oder eine sonstige Form aufweisen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind sie plan.
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei der Anwendung einer quadratischen Öffnung und einem Schaft der Halteöse mit annähernd quadratischem Querschnitt. Die Erfindung ist jedoch auf diese Kontur nicht beschränkt, sondern kann z.B. auch bei einer elliptischen oder ovalen Aufnahmeöffnung im Stützglied und einem im Querschnitt komplementären Schaft verwendet werden.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung beginnen die Schultern des Schaftes annähernd im Eckbereich des Schaftes und erstrecken sich in Richtung einer benachbarten Ecke, wobei sie sich jedoch kontinuierlich verschmälern, bis sie in die Außenfläche des Schaftes allmählich übergehen. Die Rastfase beginnt dabei vorzugsweise am Boden der Schulter und erstreckt sich in Richtung Kopf, wobei die Rastfase bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ebenfalls mit der zugehörigen Schulter endet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in Zeichnungen dargestellten Ausführungsform näher erläutert.
1 zeigt teilweise im Schnitt die Seitenansicht einer Halteöse nach der Erfindung,
2 zeigt die Halteöse nach 1 in einer Aufnahmeöffnung eines blechförmigen Stützglieds geringer Dicke,
3 zeigt die Halteöse nach 1 in einer Aufnahmeöffnung eines blechförmigen Stützglieds größerer Dicke,
4 zeigt vergrößert die Draufsicht auf die Halteöse nach 1,
5 zeigt die gleiche Darstellung der Halteöse nach 4, jedoch mit eingezeichneter Kontur einer Aufnahmeöffnung in einem blechförmigen Stützglied.
Eine Halteöse 10 nach den 1 bis 5 weist einen Schaft 12 auf, der ein konisches Einführende 14 für das Einbringen in eine Aufnahmeöffnung eines blechförmigen Stützglieds aufweist, worauf weiter unten noch eingegangen wird.
An dem dem Einführende 14 gegenüberliegenden Ende ist mit dem Schaft 12 ein Kopf 16 geformt. Der Kopf 16 besteht aus einem radial inneren Abschnitt 18, der aus dem gleichen Material besteht wie der Schaft 12, und einem radial äußeren Abschnitt 20, der aus einem weicheren, elastomeren Material geformt ist. Die Formung der Halteöse 10 erfolgt im an sich bekannten Zweikomponenten-Spritzverfahren.
Die Außenkontur des Schaftes 12 ist im Querschnitt quadratisch, wie sich aus den 4 und 5 ergibt. Der Schaft 12 hat im Inneren eine axiale Aufnahmebohrung 22, die auch durch den Abschnitt 18 des Kopfes 16 hindurchgeht. Im Bereich des Kopfabschnittes 18 ist ein konischer Einführabschnitt 24 geformt. Die Aufnahmebohrung 22 dient zur Aufnahme eines Bauteils mit einem Gewindeabschnitt, der in die Bohrung 22 eingeschraubt werden kann, um ein anderes Glied zu befestigen.
An zwei gegenüberliegenden Seiten des Schaftes 12 nahe dem Kopfabschnitt 16 sind Rastnasen 26 geformt. Im Bereich der Rastnasen 26 weist der Schaft durchgehende achsparallele Schlitze 28, 30 auf, wodurch die Rastnasen 26 an einem nachgiebigen Wandabschnitt geformt sind. Außerdem sind die Rastnasen 26, wie in den 1 bis 3 zu erkennen, durch einen U-förmigen Schlitz 30a frei gehalten. Sie können sich daher beim Einsetzen in eine Aufnahmeöffnung radial nach einwärts verformen und anschließend hinter dem Rand der Aufnahmeöffnung zurückschnappen, wenn die Halteöse 10 in die Aufnahmeöffnung eingesetzt wird, wie dies in den 2 und 3 zu erkennen ist.
Der Schaft 12 weist nahe dem Kopf 16 an allen vier Eckbereichen Schultern 32 auf, deren Flächen sich annähernd senkrecht zur Achse des Schaftes 12 erstrecken und die in der zugeordneten Ecke beginnen und sich jeweils zu einer benachbarten Ecke hin erstrecken, wie in den 4 und 5 zu erkennen. Ihre Breite verringert sich dabei zunehmend, so dass die Schulterflächen annähernd Dreieckform aufweisen.
Zwischen dem Kopfabschnitt 16 und den Schultern 32 ist jeweils ein Außenflächenabschnitt 34 geformt, der, wie insbesondere aus den 1 bis 3 hervorgeht, in Richtung Kopfabschnitt 16 zur Längsachse des Schaftes 12 geneigt ist. Jeder Flächenabschnitt 34 erstreckt sich jeweils von der Schulter 32 nach oben und hat annähernd die gleiche Breite wie diese, wie sich wiederum aus den 4 und 5 ergibt. Der Flächenabschnitt 34 ist nicht nur gegenüber der Längsachse des Schaftes 12 nach oben geneigt, sondern erstreckt sich auch im Winkel zu den Seitenkanten des Quadrats, welches durch den Querschnitt des Schaftes 12 gebildet wird. Auch dies ist gut aus den 4 und 5 erkennbar.
In den 2 und 3 ist ein Stützglied 36, 38 unterschiedlicher Dicke dargestellt, das eine Aufnahmeöffnung 40 bzw. 42, die die gleichen Abmessungen haben, aufweist. Man erkennt aus 3, dass das Stützglied 36 den Raum zwischen der Schulter 32 und der Unterseite des Kopfes 16 nahezu ausfüllt, während bei der Ausführungsform nach 2 relativ viel Platz frei bleibt.
In 5 ist zu erkennen, dass der Schaft 12 in die Aufnahmeöffnung 40 eingesetzt und zugleich um einen kleinen Winkel in Uhrzeigerrichtung gedreht worden ist. Dabei befinden sich die Schultern 32 an der Unterseite des Stützglieds 36, wie in 2 zu erkennen, und der Rand der Öffnung 40 steht in Eingriff mit den Flächenabschnitten 34. Wegen der Neigung bzw. Konizität der Flächenabschnitte 34 wird dabei der Schaft 12 zunehmend in die Öffnung 40 hineingezogen, so dass der Kopf 16 im Idealfall zur Anlage an das Stützglied 36 gelangt, obwohl das Stützglied 36 relativ dünn ist. Durch die erzeugte Vorspannung wird das im entspannten Zustand konische Außenteil 20 des Kopfes 16 in dichtender Anlage gegen die zugekehrte Fläche des Stützglieds 36 radial nach außen verformt.
Der gleiche Effekt wird auch bei einem dickeren Stützglied 38 nach 3 erhalten, wobei jedoch die Verdrehung des Schaftes 12 in der Öffnung 42 um einen deutlich kleineren Winkel erfolgt, bis wiederum die erhöhte Vorspannung zwischen Kopf 16 und Stützglied 38 erzielt worden ist.

Claims

Halteöse aus Kunststoffmaterial, die zum Einführen in eine Öffnung (40, 42) eines blechförmigen Stützglieds (36, 38) ausgeführt ist, wobei die Öffnung (40, 42) von einem Kreis abweicht, wobei die Halteöse (10) Folgendes umfasst: einen Schaft (12) mit einer inneren axialen Aufnahmebohrung (22) für ein Element mit einem Außengewinde und Einrastmitteln am Außenumfang, die mit einem Rand der Aufnahmeöffnung (40, 42) einrastend zusammenwirken, einen flanschförmigen Kopfabschnitt (16) an einem Ende des Schafts (12), der einen mit der Aufnahmeöffnung (22) verbundenen Durchgang aufweist, wobei der flanschförmige Kopfabschnitt (16) dazu ausgeführt ist, die zugekehrte Fläche des Stützglieds (36, 38) abdichtend in Eingriff zu nehmen, wenn der Schaft (12) einrastend in die Aufnahmeöffnung (40, 42) eingesetzt wird, wobei der Schaft (12) neben dem Kopfabschnitt (16) zumindest auf diametral gegenüberliegenden Seiten am Außenumfang eine annähernd radiale Schulter (32) aufweist, wobei die Kontur der Öffnung (40, 42) und der Querschnitt des Schafts (12) so ausgelegt sind, dass der Schaft in der Öffnung (40, 42) um einen begrenzten Winkel um seine Längsachse gedreht werden kann, wodurch die Schultern (32) den Rand der Aufnahmeöffnung (40, 42) des Stützglieds (36, 38) untergreifen, wobei der Rand der Öffnung (40, 42) mit Außenflächenabschnitten des Schafts (12) zwischen der Schulter (32) und dem Kopfabschnitt (16) klemmend zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenflächenabschnitte (34) in Richtung des Kopfabschnitts (16) zur Längsachse derart geneigt sind, dass der Schaft (12) bei Drehung zunehmend in die Öffnung (40, 42) hineingezogen wird.
Halteöse nach Anspruch 1, bei der die Außenflächenabschnitte (34) flach sind.
Halteöse nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Öffnung (40, 42) und der Schaft (42) in einem Querschnitt neben dem Kopf annähernd quadratisch sind.
Halteöse nach Anspruch 1, bei der die Schultern (32) in einem Eckabschnitt des Schafts (12) beginnen und ihre größte Breite aufweisen, während sie sich bei ihrer Erstreckung zum benachbarten Eckabschnitt in der Breite verkleinern und in die Außenseite des Schafts (12) übergehen.
Halteöse nach Anspruch 3 oder 4, bei der in jedem Eckabschnitt eine Schulter (32) und ein geneigter Außenflächenabschnitt (34) vorgesehen sind.