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Dokumentenidentifikation DE10162072B4 10.11.2005
Titel Befestigungsanordnung mit einem Befestigungselement
Anmelder Webasto AG, 82131 Gauting, DE
Erfinder Baur, Roland, 80636 München, DE
Vertreter Patentanwälte Wiese & Konnerth, 82152 Planegg
DE-Anmeldedatum 17.12.2001
DE-Aktenzeichen 10162072
Offenlegungstag 03.07.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.2005
IPC-Hauptklasse F16B 21/07
IPC-Nebenklasse F16B 17/00   F16B 19/02   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung eines in eine Bohrung eines Kunststoffteils eingepressten Befestigungselements mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Die DE 100 37 587 A1, die WO 99/61740 A1 und die EP 1 103 689 A1 offenbaren jeweils ein Befestigungselement mit einem Schaft und einem Kopf, wobei der Schaft mehrere umlaufende Rillen aufweist. Wenn man beabsichtigt, ein solches Befestigungselement zur Befestigung von Bauteilen in einem Kunststoffbauteil zu verwenden, indem man das Befestigungselement in das Kunststoffbauteil einpresst, so werden zum einen relativ hohe Einpresskräfte benötigt und zum anderen besteht die Gefahr, dass das Loch, das das Befestigungselement aufnimmt, plastisch aufgeweitet wird und deshalb nach dem Einpressvorgang nicht mehr auf die Hinterschnitte am Befestigungselement zusammenschrumpfen kann. Somit wird das Befestigungselement von dem Kunststoffbauteil nur schlecht festgehalten, so dass die Gefahr besteht, dass das Befestigungselement unbeabsichtigterweise leicht aus dem Kunststoffbauteil herausgelöst werden kann.

In der US 3,702,088 wird ein ebenfalls mit umlaufenden Rillen versehener Befestigungsbolzen offenbart, dessen Bolzenschaft sich jedoch zu seinem freien Ende hin konisch verjüngt. Durch diese Konizität des Bolzenschaftes wird zwar die Einpresskraft des Befestigungsbolzens in ein Kunststoffbauteil reduziert, jedoch reduzieren sich dadurch auch gleichzeitig erheblich die Demontagekräfte, die erforderlich sind, um den Befestigungsbolzen aus dem Kunststoffbauteil zu entfernen.

Die FR 2 702 720 beschreibt ein Clipselement, an das ein Schaft angeordnet ist, der biegbare Lamellen aufweist. Aufgrund ihrer Verformbarkeit sind diese Lamellen jedoch nicht dazu geeignet, sich beim Einpressen in ein Loch eines Kunststoffbauteiles in den Kunststoff einzugraben. Somit existieren auch bei diesem Gegenstand nur geringe Demontagekräfte.

Die FR-PS 12 12 822 offenbart eine gattungsgemäße Befestigungsanordnung mit einem Befestigungselement, dessen Schaftdurchmesser über die gesamte Schaftlänge konstant und dessen Schaftquerschnitt über die gesamte Schaftlänge rund ist. Des weiteren enthält der Schaft in Längsrichtung Hinterschnitte, die als hintereinander angeordnete, sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngende Abschnitte gebildet sind, eine Längsbohrung im Bereich seines freien vorderen Endes und drei gleichmäßig verteilte Schlitze. In Einbaulage sind die Schlitze ohne Kontakt zu einem anderen Befestigungsbauteil.

Das aus der FR 2 334 869 A1 bekannte Befestigungselement enthält an seiner Schaftspitze vier Rippen, die in Einbaulage ohne Kontakt zu einem Kunststoffbauteil oder einem weiteren Befestigungsteil sind, wenn das Befestigungselement in eine in diesem Kunststoffbauteil vorgesehene Bohrung eingeschoben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass das Befestigungselement in seiner Einbaulage sicher gehalten ist.

Die Erfindung löst die Aufgabe bei einer eingangs genannten Befestigungsanordnung dadurch, dass bei eingepresstem Befestigungselement Material des Kunststoffbauteils als Verdrehsicherung in den Schlitz gedrückt ist.

Wird ein erfindungsgemäßes Befestigungselement in eine entsprechend ausgelegte Bohrung eines Kunststoffteiles eingepresst, so wird beim Einpressen eine formschlüssige Verbindung erzeugt, indem die Bohrung im Kunststoffteil durch den Schaft des Befestigungselementes elastisch aufgeweitet wird und anschließend auf die Hinterschnitte des Schaftes zusammenschrumpft. Somit kann bei der Montage ein Formschluss erzeugt werden, ohne dass fertigungstechnisch sehr aufwendige formschlüssige Verbindungen am Kunststoffteil oder Spritzgusswerkzeug hergestellt werden müssen. Stattdessen genügt ein einfach herzustellendes Sack- oder Durchgangsloch im Kunststoffteil. Wenn es sich bei dem Kunststoffteil um ein Spritzgussteil handelt, können diese Aufnahmelöcher auch durch ein entsprechendes Spritzgusswerkzeug bei der Herstellung des Kunststoffteiles mit hergestellt werden. Wenn die Hinterschnitte am Schaft als hintereinander angeordnete, sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngende Abschnitte ausgebildete sind, kann das Befestigungselement mit einer relativ geringen Montagekraft in das Kunststoffteil eingepresst werden, wobei die Demontagekraft dann erheblich über der Montagekraft liegt. Je nachdem, welche Konizität für die hintereinander angeordneten sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngenden Abschnitte gewählt wird, können die gewünschten Montage- und Demontagekräfte je nach Wunsch eingestellt werden. Somit können trotz geringer Montagekräfte hohe Kräfte zwischen den zu verbindenden Bauteilen übertragen werden.

Um das Befestigungselement vor einem unerwünschten Drehen zu sichern, weist der Schaft an seinem freien Ende einen Schlitz auf, oder der Schaft kann in Schaftlängsrichtung eine Materialausnehmung besitzen, in der eine in Schaftlängsrichtung verlaufende Rippe angeordnet sein kann. Der Schlitz bzw. die Rippe des Befestigungselements wird beim Einpressen in die Bohrung im Kunststoffteil am Kunststoffmaterial verankert.

Damit die Demontagekräfte möglichst hoch liegen, ist es vorteilhaft, wenn die Hinterschnitte starr sind.

Um zu verhindern, dass die Hinterschnitte beim Angreifen von Montage- oder Demontagekräften abscheren können, kann das Befestigungselement aus Metall gefertigt sein.

Wenn das Befestigungselement innen hohl ist, kann es gleichzeitig zur Aufnahme weiterer Bauteile, wie beispielsweise Clipse, dienen.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 in einer Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements;

2 in einer Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements;

3 in einer Schnittansicht ein drittes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements; und

4 in einer Schnittansicht ein viertes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements.

1 zeigt ein Befestigungselement 10 oder Bolzen mit einem Kopf 11 und einem Schaft 12. Der Schaft 12 ist in ein Kunststoffbauteil 13 eingepresst, so dass mittels des Befestigungselementes 10 das Kunststoffbauteil 13 mit einem Bauteil 14 verbunden ist, wobei der Schaft 12 durch eine Bohrung im Bauteil 14 gesteckt ist und der Kopf 11 des Befestigungslements 10 das Bauteil 14 an dem Kunststoffbauteil 13 hält. Der Schaft 12 weist mehrere hintereinander angeordnete, sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngende Abschnitte 15 auf, die Hinterschnitte 16 bilden. Somit wird durch das insbesondere aus Metall hergestellte Befestigungselement 10 ein Formschluss erzeugt, ohne dass Hinterschnitte am Kunststoffteil 13 oder an dessen Spritzgusswerkzeug aufwendig hergestellt werden müssen. Für die formschlüssige Verbindung ist lediglich eine einfache Bohrung nötig, in die der Schaft 12 eingepresst wird. Die Bohrung im Kunststoffteil 13 wird beim Einpressen durch den Schaft 12 elastisch aufgeweitet und schrumpft anschließend auf die Hinterschnitte 16 zusammen. Dadurch können sich die Hinterschnitte 16 in das Kunststoffteil 13 eingraben, wodurch das Befestigungselement 10 sicher im Kunststoffbauteil 13 gehalten wird. Durch die Konizität der Abschnitte 15 kann das Befestigungselement 10 mit einer relativ geringen Einpresskraft in die Bohrung eingepresst werden, wohingegen die Demontagekräfte wesentlich höher sind als die Montagekräfte.

2 zeigt ein Befestigungselement 20, das am freien Ende seines Schaftes 21 einen Schlitz 22 besitzt. Beim Einpressen des Befestigungselements 20 in die Bohrung kann Material des Kunststoffbauteils 13 in den Schlitz 22 gedrückt werden, so daß dieser Schlitz 22 als Verdrehsicherung dient, um ein unbeabsichtigtes Drehen des Befestigungselements 20 zu verhindern. Alternativ dazu ist es auch möglich, ein Befestigungselement 30 (3) in Längsrichtung seines Schaftes 31 mit einer in Schaftlängsrichtung verlaufenden Rippe 32 zu versehen, die ebenfalls verhindert, daß das Befestigungselement 30 unbeabsichtigt verdreht werden kann, indem auch hier Material des Kunststoffteils 13 an der Rippe 32 beidseits anliegen kann.

4 zeigt ein Befestigungselement 40, das einen Hohlraum 41 besitzt. Mittels dieses Hohlraumes 41 kann ein weiteres Bauteil, beispielsweise ein Clips, befestigt werden, wobei in Demontagerichtung des Befestigungselements 40 dann relativ hohe Kräfte vom Befestigungselement 40 aufgenommen werden können.


Anspruch[de]
  1. Befestigungsanordnung eines in eine Bohrung eines Kunststoffteils eingepressten Befestigungselements, das einen Schaft und einen Kopf zur Befestigung von Bauteilen mit dem Kunststoffbauteil aufweist,

    wobei der Schaftdurchmesser über die gesamte Schaftlänge konstant und der Schaftquerschnitt über die gesamte Schaftlänge rund ist und der Schaft in Längsrichtung Hinterschnitte, die als hintereinander angeordnete, sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngende Abschnitte und/oder als Rändelungen ausgebildet sind, und an seinem freien Ende einen Schlitz aufweist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass bei eingepresstem Befestigungselement (20) Material des Kunststoffbauteils (13) als Verdrehsicherung in den Schlitz (22) gedrückt ist.
  2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (31) des Befestigungselements (20) an seinem Aussenumfang in Schaftlängsrichtung eine Materialausnehmung aufweist, in der eine in Schaftlängsrichtung verlaufende Rippe (32) angeordnet ist.
  3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (20) aus Metall gefertigt ist.
  4. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschnitte (16) starr sind.
  5. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (20) innen hohl ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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