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Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem in eine Montagebohrung einsetzbaren Ringfutter und einem in eine Bohrung des Ringfutters einschiebbaren Stecker, der anfänglich mit dem Ringfutter über eine zerreißbare Anbindung einstückig verbunden ist und einen in die Bohrung des Ringfutters hineinragenden Vorsprung aufweist, welcher als Stützkörper ausgebildet und bei einer seitlichen Auslenkung des Steckers an die Innenwandung der Bohrung des Ringfutters anlegbar ist.
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Stand der Technik
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Ein gattungsgemäßes Befestigungselement wird in der Druckschrift
FR 2 745 342 offenbart. Das dort beschriebene Befestigungselement besteht aus einem Stecker und einem Ringfutter, in welches der auskragende Stecker bei der Montage eingeschoben wird und das Ringfutter dabei aufspreizt. Der Stecker ist mit einem in das Ringfutter hineinragenden Stützkörper versehen und einstückig an das Ringfutter angeformt, aber zugunsten einer verringerten Fügekraft nur über zwei Brücken an dieses angebunden. Durch die Ausbildung des Stützkörpers wird zwar die Schrägstellung des Steckers gegenüber dem Ringfutter bei seitlicher Belastung begrenzt, die Festigkeit gegenüber axialen Belastungen ist jedoch unzureichend. Insofern wird bei dieser Ausbildung ein nicht unerheblicher Teil der in einem größeren Behältnis in Menge transportierten und gelagerten Befestigungselemente durch Abtrennen des Steckers Schaden erleiden und muss vor der Montage händisch aussortiert werden.
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Gleiches gilt für das in der Druckschrift
FR 1 370 201 beschriebene Befestigungselement.
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Ein weiteres lösbares Befestigungselement ist aus der Offenlegungsschrift
DE 36 41 858 A1 bekannt, das zur lösbaren Anbringung einer Kunststoff-Verkleidungsplatte an einer metallischen Tragplatte dient. Das Befestigungselement umfasst ein Ringfutter und einen anfänglich mit diesem über einen zerreißbaren Steg verbundenen Stecker, dessen partiell geriffelter Schaft mit der Bohrung des Ringfutters fluchtet. Der Kopf des Steckers ist in ein Halteloch der Verkleidungsplatte einsetzbar. Nachfolgend wird das mit Haltevorsprüngen versehene Ringfutter in eine Montagebohrung der Tragplatte eingeführt, wobei sich die Bohrung des Ringfutters örtlich verformt. Ein Schlag auf den Kopf des Steckers treibt diesen in die Bohrung des Ringfutters und fixiert dieses in der Montagebohrung. Durch Abziehen der Verkleidungsplatte wird der Stecker aus dem Ringfutter herausgezogen, das anschließend wieder aus der Montagebohrung entnommen werden kann.
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Der Schaft des Steckers weist ein anfänglich geringfügig in die Bohrung des Ringfutters hinragendes, gerundetes Endstück sowie einen sich vom Ringfutter bis zum geriffelten Teil des Steckerschafts erstreckenden, glatten Führungsabschnitt auf. Durch den Schlag auf den Kopf des Steckers dringt zuerst der glatte Führungsabschnitt in die Bohrung ein, bevor der geriffelte Teil des Steckers im Ringfutter verankert wird. Bei einer erneuten Montage des Befestigungselements, bei welcher der Steckerschaft nicht mehr durch den bereits zerrissenen Steg gegenüber der Bohrung im Ringfutter zentriert wird, dient das gerundete Endstück als Führung des Steckerschafts, bis dessen glatter Führungsabschnitt in die Bohrung eindringt.
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Bei einem derartigen Befestigungselement besteht bei erstmaliger Montage die Gefahr, dass sich der Stecker bei einem schräg aufgesetzten Hammerschlag verkantet und unter Zerreißen des Verbindungsstegs vom Ringfutter löst, ohne dass der Schaft in die Bohrung eindringt. Für einen erneuten Montageversuch ist dieser gegenüber dem Ringfutter manuell auszurichten, was mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden ist. Außerdem besteht die Gefahr, dass der Stecker bereits bei der Anlieferung des Befestigungselements zum Montageort abreißt, wenn dieses in einer gefüllten Verpackung dynamischen Belastungen ausgesetzt und der Stecker gegenüber dem Ringfutter geknickt wird.
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Ein weiteres Befestigungselement mit einem in ein Ringfutter einschiebbaren Stecker wird in der Druckschrift
FR 2 740 515 beschrieben. Dieses Befestigungselement weist gleichfalls keine Mittel auf, die ein Abknicken des Steckers vor Montage wirkungsvoll verhindern. Gleiches gilt für die in
DE 295 06 977 U1 ,
DE 2 229 657 und
US 3,765,295 bekannten Befestigungselemente.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Handhabung des Befestigungselements zu verbessern und dessen Stabilität bei Transport und Verpackung zu erhöhen und hinsichtlich seiner Herstellbarkeit zu verbessern.
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Lösung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Stecker und das Ringfutter anfänglich einerseits durch einen sich vom Schaft zum Ringfutter erstreckenden Steg und andererseits über im Spalt zwischen Stützkörper und Ringfutter axial zum Steg hin verlaufende Rippen miteinander verbunden sind.
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Durch diese Ausbildung werden die sich widersprechenden Forderungen hinsichtlich einfacher und zuverlässiger Fügbarkeit einerseits und einer ausreichenden Festigkeit vor dem Fügevorgang sowie einer guten Befüllbarkeit des Spritzgießwerkzeugs andererseits zufriedenstellend erfüllt. Die zerreißbare Anbindung dient dabei als Gelenk, um das sich die Einheit aus Stecker und Vorsprung bei einer seitlichen Auslenkung des Steckers gegenüber dem Ringfutter verdreht. Bevor die Verformung in der Anbindung Ausmaße annimmt, die zu einer lokalen oder vollkommenen Zerstörung der Anbindung führen können, stützt sich der Stützkörper am Ringfutter ab und verhindert die weitere Auslenkung des Steckers. Die Abstützung erfolgt dabei an der der seitlichen Auslenkung des Steckers entgegengesetzten Seite der Innenwandung der Ringfutterbohrung. Steg und Rippen unterstützen bei der Herstellung des Befestigungselements im Spritzgießverfahren die gleichmäßige Schmelzeverteilung im Werkzeug.
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Der bei der Beschreibung des gattungsgemäßen Befestigungselements gewählte Begriff „anfänglich” definiert dabei den Zustand des Befestigungselements vor dem Einsetzen in die Montagebohrung und insbesondere vor dem Zerreißen der Anbindung.
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Der Vorsprung kann seine Funktion als Stützkörper mit Vorteil ausüben, wenn er sich anfänglich mindestens mit einer dem Aussendurchmesser des Steckerschafts entsprechenden Länge in die Bohrung des Ringfutters erstreckt. Bevorzugt ragt der Stützkörper anfänglich mit einer dem 1,5-fachen bis 3-fachen, insbesondere etwa dem 2-fachen des Aussendurchmessers des Steckerschafts entsprechenden Länge in das Ringfutter hinein. Durch diese Ausbildung wird ein Abknicken des Steckers unter der Wirkung von Querkräften verhindert, da sich der vergleichsweise lange Stützkörper an der Innenwandung des Ringfutters bereits abstützt, wenn eine geringe Achsabweichung zwischen Steckerschaft und Bohrung des Ringfutters besteht. Der Verbindungssteg zwischen Stecker und Ringfutter wird auf diese Weise erheblich entlastet. Ebenso kann die Gefahr verringert werden, dass der Stecker bei einem in ungünstigem Winkel erfolgten Hammerschlag vom Ringfutter abreißt, ohne in dieses einzudringen.
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Die Stützwirkung des Vorsprungs kann sich besonders günstig entfalten, wenn sich der Stützkörper anfänglich im Wesentlichen parallel zur Innenwandung des Ringfutters erstreckt. Geeignete Ausführungen können beispielsweise eine kreiszylindrische Ausbildung von Vorsprung und Bohrung des Ringfutters aufweisen, ebenso ist es denkbar, beide Elemente sich konisch verjüngend auszuführen, wodurch sich das Ringfutter bei der Endmontage aufweitet. Die Elastizität der Ringfutters kann dabei durch das Einbringen längs verlaufender Schlitze erhöht werden. Diese sind auch dann von Vorteil, wenn das Ringfutter beim Einsetzen in die Montagebohrung radial komprimierbar und nachfolgend durch Einschlagen des Steckers an die Wandung der Montagebohrung anpreßbar ist.
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Mit Vorteil weist das Ringfutter einen sich radial erstreckenden Teller und außenseitig ringförmig umlaufende Rippen auf, die zur Abstützung des zu befestigenden Bauteils beziehungsweise zur Erhöhung der Ausziehkraft sowohl nach dem Einsetzen des Ringfutters in die Montagebohrung (Vormontage) als auch nach erfolgtem Einschlagen des Steckers dienen.
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Die Breite des Spalts zwischen der Innenwandung des Ringfutters und dem Stützkörper beträgt bei dem bevorzugt durch Spritzgießen gefertigten Befestigungselement anfänglich mit Vorteil das 1/5 bis 1/20fache, insbesondere das 1/10 bis 1/15fache der Länge des Stützkörpers. Bei dieser Ausbildung erfolgt die gewünschte Stützwirkung bereits bei sehr kleinen Auslenkungen des Steckers, wobei das Spritzgießwerkzeug im Spaltbereich eine ausreichende Festigkeit aufweist.
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Figuren
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Die Figuren stellen beispielhaft und schematisch verschiedene Ausführungen der Erfindung dar.
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Es zeigen:
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1 ein erstes erfindungsgemäßes Befestigungselement in seitlicher Ansicht im anfänglichen Zustand
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2 das Befestigungselement nach 1 in Schnitt A-A
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3 das Befestigungselement nach im Schnitt nach 2 bei einer seitlichen Auslenkung des Steckers
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4 das Befestigungselement nach 1 in vormontiertem Zustand
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5 ein Befestigungselement nach einer anderen Ausführung der Erfindung in seitlicher Ansicht
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6 das Befestigungselement nach 5 im Schnitt B-B
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7 einen vergrößerten Ausschnitt (Detail A) des Schnitts B-B nach 6
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8 das Befestigungselement nach 5 im analog zu 1 geführten Schnitt A-A
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9 den Vergrößerten Ausschnitt des Details B aus dem Schnitt nach 8
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Das in den 1 und 2 dargestellte Befestigungselement 1 besteht aus einem Ringfutter 2 mit einem sich radial erstreckenden Teller 3 und einer kreiszylindrischen Bohrung 4. Einstückig an das Ringfutter 2 ist ein Stecker 5 mit einem kreiszylindrischen Schaft 6 und einem Kopf 7 angeformt, der über einen ringförmig umlaufenden, filmartigen Steg 8 mit dem Ringfutter 2 verbunden ist. Der Schaft 6 des Steckers 5 und die Bohrung 4 des Ringfutters 2 verlaufen gemäß konstruktiver Vorgabe zueinander koaxial, wobei der Außendurchmesser des Schafts 6 und der Innendurchmesser der Bohrung 4 im Wesentlichen gleich sind. Der Stecker kann daher durch einen Schlag auf den Kopf 7 unter Zerreißen des Stegs 8 in die Bohrung 4 getrieben werden.
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Das Ringfutter 2 ist an seinem freien Ende mit axialen Schlitzen 9 und ringförmig umlaufenden Rippen 10 versehen, so dass es einerseits unter der Wirkung äußerer Kräfte radial komprimierbar ist und andererseits nach dem Einsetzen in eine Montagebohrung 11 (siehe 4) formschlüssig gehalten wird.
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An den Schaft 6 ist ein in die Bohrung 4 hineinragender Stützkörper 12 angeformt, der gegenüber der Bohrung 4 über einen von unten bis an den Steg 8 heranreichenden Spalt 13 beabstandet ist.
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Wird der Stecker 5 unter der Wirkung äußerer Kräfte aus seiner konstruktiv vorgegebenen Lage gegenüber dem Ringfutter 2 seitlich ausgelenkt, wie in 3 dargestellt, dreht sich die Einheit aus Schaft 6 und Stützkörper 12 um eine durch den Steg 8 verlaufende Achse, der somit, ähnlich einem Filmscharnier, die Funktion eines Gelenks ausübt. Dabei wird der Stützkörper 12 entgegen der Auslenkung des Schafts 6 verlagert, bis er an der Innenwandung der Bohrung 4 anliegt. In dieser Lage sind im Steg 8 noch keine unzulässigen Verformungen aufgetreten, so dass dieser Stecker 5 und Ringfutter 2 zuverlässig zusammenhält. Die Gefahr, dass der Stecker 5 durch einen unsanften Transport oder grobe Handhabung vom Ringfutter 2 abgerissen wird, ist durch diese Ausbildung erheblich reduziert. Außerdem kann der Stecker 5 auch bei dieser Auslenkung noch mühelos durch einen Schlag auf den Kopf 7 in die Bohrung 4 hineingetrieben werden.
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Das erfindungsgemäße Befestigungselement 1 ist daher besonders zur rationellen Serienmontage geeignet, bei der zeitaufwendige Korrekturmaßnahmen bezüglich der Lage des Steckers 5 nicht hinnehmbar sind.
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Damit der in die Bohrung 4 hineinragende Stützkörper 12 seine Funktion besonders wirksam ausüben kann, beträgt seine Länge L im Ausführungsbeispiel etwa das 1,5 bis 2-fache des Durchmessers D des Schafts 6, wobei das dargestellte Befestigungselement einen Durchmesser D von etwa 3 mm aufweist. Die Breite B des Spalts 13 ist so bemessen, dass das in diesem Bereich über die Länge L ringförmig ausgebildete Spritzgießwerkzeug eine ausreichende Festigkeit aufweist. Besonders günstig ist dabei eine Breite B, die das 1/10 bis 1/15fache der Länge L beträgt. Im Ausführungsbeispiel betragen die Länge L rund 5 mm und die Spaltbreite B etwa 0,3 mm. Die Dicke des Stegs 8 ist hingegen so zu bemessen, dass er eine ausreichende Festigkeit aufweist, das Einschlagen jedoch nicht unzumutbar behindert und darüber hinaus beim Spritzgießen einen ausreichenden Materialfluß ermöglicht. In der Praxis hat sich bei gattungsgemäßen Befestigungselementen ähnlicher Dimension eine Stegdicke von etwa 0,2 mm bewährt.
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4 zeigt das Befestigungselement 1 nach der Vormontage in eine Montagebohrung 11, die im Ausführungsbeispiel in die Antriebswelle 14 der Lehnenverstellung eines Fahrzeugsitzes eingelassen ist. Beim Einsetzen in die Montagebohrung 11 wird das im Bereich der umlaufenden Rippen 10 mit Übermaß versehene Ringfutter 2 radial komprimiert, wobei die anfänglich kreiszylindrische Bohrung 4 keilartig zusammengedrückt wird. Das Befestigungselement 1 wird bereits in diesem Zustand derart in der Montagebohrung 11 gehalten, dass es unter Schwerkraftwirkung nicht mehr herausfällt. Durch Einschlagen des Steckers 5 wird die Bohrung 4 bei der nachfolgenden Endmontage wieder aufgeweitet, wobei das Ringfutter 2 mit hohem Druck an die Innenwandung der Bohrung 4 gepreßt wird. Das Befestigungselement 1 kann nun erhebliche axiale Kräfte aufnehmen.
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Sollte eine Demontage erforderlich werden, kann der im Ringfutter
2 verspannte Stecker
5 aus der Bohrung
4 herausgezogen werden. Anschließend ist eine Entnahme des Befestigungselements
1 aus der Montagebohrung
11 mit geringem Kraftaufwand möglich. In diesem Zusammenhang wird ausdrücklich auf die Offenbarung des eingangs zitierten Standes der Technik (
DE 36 41 858 A1 ) verwiesen.
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Bei dem in 5 dargestellten Befestigungselement erfolgt die anfängliche Verbindung zwischen Stecker 5 und Ringfutter 2 nicht nur durch den Steg 8, sondern zusätzlich noch über im Spalt 13 axial bis zum Steg 8 hin verlaufende Rippen 15, die in den Schnitten (6 und 8) und insbesondere in den Vergrößerungen nach 7 und 9 erkennbar sind. Durch diese Ausbildung wird der Widerstand des Steckers erhöht, unter der Wirkung äußerer Kräfte seitlich auszuweichen, ohne dass die zum Eintreiben in die Bohrung 4 erforderliche Zerreißkraft unzulässig heraufgesetzt wird. Ferner sind bei dieser Ausführung sowohl die Bohrung 4 als auch der Stützkörper 12 konisch ausgebildet, so dass der Spalt 13 zwar äquidistant ausgebildet ist, das Ringfutter 2 jedoch durch Eintreiben des kreiszylindrischen Schafts 6 auch dann aufgeweitet wird, wenn es zuvor nicht kompromiert wurde. Die Montagebohrung 11 muß daher kein Untermaß aufweisen, um nach der Endmontage einen sicheren Sitz des Befestigungselements 1 zu gewährleisten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungselement
- 2
- Ringfutter
- 3
- Teller
- 4
- Bohrung
- 5
- Stecker
- 6
- Schaft
- 7
- Kopf
- 8
- Steg
- 9
- Schlitz
- 10
- Rippe
- 11
- Montagebohrung
- 12
- Stützkörper
- 13
- Spalt
- 14
- Antriebswelle
- 15
- Rippe
