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Die Erfindung betrifft einen Clip zur Verbindung von wenigstens zwei mit Befestigungsöffnungen versehenen Bauteilen, mit einem Grundkörper, der sich längs einer Achse erstreckt, an einem Ende einen tellerförmigen Flansch und an dem entgegengesetzten Ende einen Befestigungsabschnitt aufweist, mit wenigstens zwei ersten federnden Haltefingern, die an dem Befestigungsabschnitt angeordnet sind, sich in Richtung des Flansches erstrecken und an ihren freien Enden dem Flansch zugekehrte Abstützflächen aufweisen, und mit wenigstens zwei zweiten federnden Haltefingern, die dem Flansch zugekehrte Halteflächen haben.
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Bei einem aus
DE 41 41 308 C2 bekannten Clip der angegebenen Art ist der Flansch durch ein erstes, plattenförmiges Verbindungsglied mit einer kreisscheibenförmigen Haltebasis verbunden, an dessen dem Flansch zugekehrter Seite ein erstes Paar federnder Haltefinger angebracht sind. Auf der dem Flansch abgekehrten Seite der Haltebasis ist in der Mitte ein zweites, plattenförmiges Verbindungsglied angeordnet, an dessen freiem Ende ein zweites Paar federnder Haltefinger angebracht ist, die sich wie die ersten federnden Haltefinger in Richtung des Flansches erstrecken. Als nachteilig ist bei dem bekannten Clip anzusehen, dass beim Verbinden zweier Bauteile mit Hilfe des Clip die zweiten Haltefinger sich in nahezu voller Länge auf der in Steckrichtung gesehen Rückseite des von ihnen gehaltenen Bauteils befinden und daher dort einen genügend großen Freiraum benötigen. Da die axiale Länge der zweiten Haltefinger nicht ohne Nachteile für ihre Funktionsweise verringert werden kann, eignet sich der bekannte Clip nicht für Anwendungen, bei denen der erforderliche Freiraum auf der Rückseite des von den zweiten Fingern gehaltenen Bauteils fehlt. Weiterhin können mit dem bekannten Clip verbundene Bauteile nicht getrennt werden, wenn der Clip nicht zugänglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einteiligen, im Spritzgießverfahren aus thermoplastischem Kunststoff herstellbaren Clip der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Platzbedarf auf den voneinander abgekehrten Seiten der durch den Clip miteinander verbundenen Bauteile verhältnismäßig klein ist. Der Clip soll außerdem leicht zu montieren und in einem Stück kostengünstig aus Kunststoff herstellbar sein.
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Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 15 angegeben.
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Nach der Erfindung umfasst der Clip zur Verbindung von wenigstens zwei mit Befestigungsöffnungen versehenen Bauteilen einen Grundkörper, der sich längs einer Achse erstreckt, an einem Ende einen tellerförmigen Flansch und an dem entgegengesetzten Ende einen Befestigungsabschnitt aufweist, wobei wenigstens zwei erste federnde Haltefinger an dem Befestigungsabschnitt abgeordnet sind, sich in Richtung des Flansches erstrecken und an ihren freien Enden dem Flansch zugekehrte Abstützflächen aufweisen und wenigstens zwei zweite federnde Haltefinger an dem Befestigungsabschnitt angeordnet sind, sich in einer vom Flansch weg führenden Richtung erstrecken und auf den Außenseiten ihrer radial beweglichen Endabschnitte Vorsprünge mit dem Flansch zugekehrten Halteflächen aufweisen.
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Bei dem Clip nach der Erfindung sind die zweiten federnden Haltefinger an dem gleichen Befestigungsabschnitt angebracht wie die ersten Haltefinger und sie erstrecken sich in der Richtung, in welcher der Clip in die Öffnungen der zu verbindenden Bauteilen eingesetzt wird. Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass die zweiten federnden Haltefinger nur mit ihren Befestigungsenden durch die Öffnung in dem von ihnen zu haltenden Bauteil hindurch greifen, so dass auf der Rückseite des Bauteils relativ wenig Freiraum für die Haltefinger und ihre Befestigung benötigt wird. Die Federarme der zweiten Haltefinger befinden sich in der Öffnung und zu einem mehr oder weniger großen Teil auf der Vorderseite des Bauteils und können zur Überbrückung des Abstands zwischen den durch den Clip verbundenen Bauteilen beitragen.
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Der erfindungsgemäße Clip hat weiterhin den Vorteil, dass die Halte- und Federkräfte der ersten und zweiten Haltefinger an einer Stelle des Clip, nämlich dem Befestigungsabschnitt, aufgenommen werden, der sich etwa in der Mitte des Clips befindet. Die hierdurch erreichte kompakte Gestaltung des Grundkörpers begünstigt die Stabilität des Clip und ermöglicht eine einfache Gestaltung der Formwerkzeuge, insbesondere bei Clipausführungen mit mehr als zwei ersten und zweiten Haltefingern.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Clip wenigstens zwei Führungsrippen aufweisen, die sich neben den zweiten Haltefingern von dem Befestigungsabschnitt in der vom Flansch weg führender Richtung erstrecken und an den Außenseiten zur Achse parallele Führungsflächen und an ihren freien Enden schräg zur Achse verlaufende Zentrierflächen haben. Die Führungsrippen erleichtern das Finden und Einführen des Clips in die Bauteilöffnung und zentrieren den Clip in der Öffnung bei der Montage. Nach der Montage des Clip dienen die Führungsrippen zur Übertragung von quer zur Achse des Clip auftretenden Kräften auf das Bauteil und vermeiden dadurch eine zu hohe Belastung der zweiten Haltefinger.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Grundkörper auf der Innenseite der ersten Haltefinger Freisparungen aufweisen, in welche die ersten Haltefinger bei einer radial nach innen gerichteten Bewegung eindringen können. Durch die Freisparungen können die ersten Haltefinger ohne Einschränkung ihrer Bewegbarkeit einen relativ kleinen Abstand von dem Grundkörper haben, so dass die Außenfläche des Grundkörpers zur Übertragung von Querkräften auf das gehaltene Bauteil beitragen kann. Die Freisparungen können vorteilhaft jeweils von einer zur Achse parallelen Kernöffnung gebildet sein, die sich durch den Flansch erstreckt und die axiale Projektion des ihr zugeordneten Haltefingers einschließt. Dies vereinfacht die Ausbildung der Formwerkzeuge.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Halteflächen der zweiten Haltefinger eine solche Neigung zur Achse haben, dass sie durch eine zum Flansch hin gerichtete Abzugskraft aus der Öffnung eines durch die zweiten Haltefinger gehaltenen Bauteils herausziehbar sind. Hierdurch kann eine Verbindung von zwei Bauteilen durch den Clip mit Hilfe einer genügend hohen Abzugskraft wieder getrennt werden, wobei der Clip mit einem Bauteil verbunden bleibt. Der Clip eignet sich daher für Anwendungen bei denen eine Demontage und erneute Montage gewünscht und auch dann möglich ist, wenn der Clip im montierten Zustand nicht zugänglich ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
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1 eine erste perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Clips nach der Erfindung,
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2 eine zweite perspektivische Ansicht des Clips gemäß 1,
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3 einen Querschnitt des Clips gemäß 1 in montiertem Zustand,
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4 eine erste perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Clips nach der Erfindung,
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5 eine zweite perspektivische Ansicht des Clips gemäß 4,
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6 einen Querschnitt des Clips gemäß 4 in montiertem Zustand.
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Die 1 und 2 zeigen einen Clip 10, der in einem Stück durch Spritzgießen aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt ist. Der Clip 10 ist vornehmlich für das Einsetzen in runde Öffnungen bestimmt und hat einen Grundkörper 11 von zylindrischer Form. An ein Ende des Grundkörpers 11 ist ein Flansch 12 angeformt, der aus einem kreisscheibenförmigen Flanschabschnitt 13 und einem diesen umgebenden Federring 14 besteht. Der Flanschabschnitt 13 hat einen Außendurchmesser, der etwa doppelt so groß ist wie der Außendurchmesser des Grundkörpers 11. Der Federring 14 hat die Form eines Kegelstumpfs und steht auf der dem Grundkörper 11 zugewandten Seite in axialer Richtung von dem Flanschabschnitt 13 ab. Zur Erhöhung der Flexibilität ist der Federring 14 außerdem durch Schlitze 15 an seinem äußeren Rand in einzelne Abschnitte unterteilt. Hierdurch bildet der Federring ein elastisches Widerlager, welches die Verbindung des Clips 10 mit einem am Flansch 12 anliegenden Bauteil spielfrei hält und Dickenunterschiede des Bauteils ausgleichen kann.
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Das dem Flansch entgegengesetzte Ende des Grundkörpers 11 bildet einen Befestigungsabschnitt 17, an dem vier erste Haltefinger 18 und drei zweite Haltefinger 19 angebracht sind. Die ersten Haltefinger 18 sind mit dem Umfangsrand des Befestigungsabschnitts 17 verbunden und erstrecken sich in Richtung des Flansches 12, wobei ihre der Mittelachse zugewandten Rückseiten parallel zu dieser verlaufen. Die Haltefinger 18 haben einen in radialer Richtung keilförmigen Querschnitt, der mit der Entfernung von ihrem Befestigungsende zunimmt. Die den Rückseiten entgegengesetzten Außenseiten der Haltefinger 18 bilden daher zur Mittelachse geneigte Rampenflächen 20, deren Abstand von der Mittelachse mit der Entfernung von dem Befestigungsabschnitt 17 zunimmt. An ihren freien Enden sind die Haltefinger 18 mit einem spitzwinkligen Einschnitt versehen, durch welchen sich im Wesentlichen radial erstreckende Abstützflächen 21 und achsparallele Zentrierflächen 22 gebildet sind. Damit die Haltefinger 18 radial nach innen federn können, weist der Grundkörper 11 hinter den Haltefingern 18 Freisparungen 24 auf. Die Freisparungen 24 sind durch Kernöffnungen 25 gebildet, die sich parallel zur Mittelachse durch den Flansch 12 erstrecken und so weit radial nach außen in den Flansch 12 hineinragen, dass ihre Öffnungsquerschnitte die axialen Projektionen der den Kernöffnungen 25 zugeordneten Haltefinger 18 einschließen. Ein in eine Kernöffnung 25 eingreifender Kern des Formwerkzeugs kann somit neben der Freisparung 24 die Rückseite und den spitzwinkligen Einschnitt am Ende des Haltefingers 18 formen. Neben den Kernöffnungen sind in der Oberseite des Flanschabschnitts 13 annähernd dreieckige Aussparungen 26 gebildet, um dort die Materialdicke zu reduzieren. Außerdem ist aus dem gleichen Grund der Flansch 12 und der Grundkörper 13 mit einer zentralen, durchgehenden Bohrung 23 versehen.
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Die zweiten Haltefinger 19 sind an der dem Flansch 12 abgekehrten Unterseite des Befestigungsabschnitts 17 angebracht und erstrecken sich von dem Befestigungsabschnitt 17 parallel zur Mittelachse in die von dem Flansch 12 weg führende Richtung. Die Haltefinger 19 haben jeweils eine konzentrisch zur Mittelachse gekrümmte Wand, die sich in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 60° erstreckt. Die Haltefinger 19 sind an ihren freien Enden auf der Außenseite jeweils mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Rippe 27 versehen, die einen sich radial nach außen verjüngenden Querschnitt hat und mit der dem Befestigungsabschnitt 17 zugekehrten Seite eine Haltefläche 28 und mit der entgegengesetzten Seite eine Rampenfläche 29 bildet. Die Halteflächen 28 sind Abschnitte einer gedachten, zur Mittelachse koaxialen ersten Kegelmantelfläche, deren Kegelwinkel etwa 90° beträgt aber auch größer oder kleiner sein kann. Die Rampenflächen 29 sind Abschnitte einer gedachten, zur Mittelachse koaxialen zweiten Kegelmantelfläche, deren Kegelwinkel etwa 30° beträgt.
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Zwischen den in regelmäßigem Abstand voneinander angeordneten Haltefingern 19 sind Führungsrippen 30 angeordnet, die mit einem Ende an dem Befestigungsabschnitt 17 befestigt sind. Die Führungsrippen 30 bilden mit ihrer Außenseite zur Mittelachse parallele Führungsflächen 31. An den freien Enden 32, die die Haltefinger 19 überragen, sind die Führungsrippen 30 auf ihren Außenseiten mit schräg zu den Führungsflächen 31 verlaufenden Zentrierflächen 33 versehen. Im Zentrum der Haltefinger 19 und der Führungsrippen 30 befindet sich ein Freiraum 34, in den die Haltefinger 19 bei der Montage des Clips hinein bewegt werden können.
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3 zeigt den Clip 10 in eingebauter Lage, in der er ein Verkleidungsteil 40, beispielsweise einen Unterboden eines Fahrzeugs, mit einem Trägerteil 41, beispielsweise einem Teil der Fahrzeugkarosserie, verbindet. Üblicherweise erfolgt die Befestigung des Verkleidungsteils 40 an dem Trägerteil 41 in zwei voneinander getrennten Schritten. In einem ersten Schritt wird der Clip 10 in eine hierfür vorgesehene Öffnung 42 im Verkleidungsteil 40 eingesetzt. Der Durchmesser der Öffnung 42 entspricht dem Abstand, den die Zentrierflächen 22 entgegengesetzter Haltefinger 18 des Clips 10 haben. Zur Montage wird der Clip 10 mit den Führungsrippen 30 voran in die Öffnung 42 eingesteckt und dann durch eine auf den Flansch 12 einwirkende Druckkraft in die dargestellte Einbaulage im Verkleidungsteil 40 gebracht. Bei diesem Vorgang gleitet der Rand der Öffnung 42 an den Rampenflächen 20 entlang, wodurch die Haltefinger 18 federnd in die Freisparungen 24 hineingedrückt werden. Sobald der Öffnungsrand die Rampenflächen 20 am freien Ende der Haltefinger 18 verlässt, federn die Haltefinger 18 in ihre Ausgangslage zurück und legen sich mit den Zentrierflächen 22 an die Innenfläche der Öffnung 42 und mit den Abstützflächen 21 an den Rand der Öffnung 42 an. Hierdurch wird der Clip 10 in der Öffnung 42 des Verkleidungsteils 40 festgehalten und gegenüber der Öffnung 42 zentriert. Beim Bewegen des Clips 10 in die Verriegelungsposition wird auch der an dem Verkleidungsteil 40 anliegende Federring 14 des Flansches 12 in axialer Richtung elastisch verformt und dadurch axial gespannt, so dass er eine axiale Federkraft erzeugt, durch die die Haltefinger an das Verkleidungsteil 40 angedrückt und der Clip 10 an dem Verkleidungsteil 40 festgeklemmt wird. Der Clip 10 ist daher in einer zur Öffnung 42 zentrierten Lage an dem Verkleidungsteil 40 für den zweiten Montageschritt sicher gehalten.
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Bei dem zweiten Montageschritt wird zum Verbinden des Verkleidungsteils 40 mit dem Trägerteil 41 das mit dem Clip 10 versehene Verkleidungsteil 40 so an das Trägerteil 41 angesetzt, dass der Clip 10 in eine dafür vorgesehene Öffnung 43 im Trägerteil 41 eingreifen kann. Die auf der Einsteckseite des Clips 10 vorstehenden Führungsrippen 30 erleichtern hierbei das Finden der Öffnung 43, welche durch das Verkleidungsteil 40 verdeckt sein kann, und das Einführen des Clips 10 in die Öffnung 43.
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Nachdem die Führungsrippen 30 in die Öffnung 43 eingedrungen sind, gelangen die Rampenflächen 29 der Haltefinger 19 mit dem Rand der Öffnung 43 in Kontakt. Durch anschließendes Andrücken des Verkleidungsteils 40 an das Trägerteil 41 dringt der Clip weiter in die Öffnung 43 ein, wobei der Öffnungsrand über die Rampenflächen 29 der Rippen 27 die Haltefinger 19 radial nach innen drückt und über die Rippen 27 hinweg auf die Halteflächen 28 gleitet. Sobald der Öffnungsrand die Halteflächen 28 erreicht, federn die Haltefinger 19 in ihre ursprüngliche Lage zurück, wobei sie die Eindringbewegung des Clip 10 unterstützen. In die in 3 gezeigte Position des Clip 10 gegenüber dem Trägerteil 41 halten die Haltefinger 19 mit ihren Halteflächen 28 den Clip 10 in der Öffnung 43 fest.
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Die Haltekraft der auf diese Weise erreichten Verbindung zwischen dem Clip 10 und dem Trägerteil 41 ist von der Steifigkeit der Haltefinger 19 und dem Kegelwinkel der Halteflächen 28 abhängig und kann durch Auslegung des Kegelwinkels und der Steifigkeit die Haltefinger 19 an die jeweils bestehenden Anforderungen angepasst werden. Ist der Kegelwinkel der Halteflächen 28 nicht zu groß, so kann die Verbindung zwischen dem Clip 10 und dem Trägerteil 41 mit Hilfe einer genügend hohen Abzugskraft wieder getrennt werden. Der Clip eignet sich dann für Anwendungen, bei denen die Möglichkeit wiederholter Demontage und Montage gefordert ist.
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In den 4 bis 6 ist eine Ausführungsform eines Clips 110 gezeigt, der für das Einsetzen in rechteckige oder quadratische Öffnungen bestimmt ist und in seiner prinzipiellen Ausbildung und Funktion dem Clip 10 gleicht. Der Clip 110 hat einen quaderförmigen Grundkörper 111 und einen kreisscheibenförmigen Flansch 112 mit einem Federring 114. Der Grundkörper 111 bildet in einem Abstand von dem Flansch 112 einen Befestigungsabschnitt 117, an dem vier, sich in Richtung des Flansches 112 erstreckende, federnde erste Haltefinger 118 und zwei, sich in die entgegengesetzte Richtung erstreckende, federnde zweite Haltefinger 119 befestigt sind. Die Haltefinger 118 haben außen mit Rampenflächen 120 und an den freien Enden Abstützflächen 121 und Zentrierflächen 122. Sie dienen zur Befestigung des Clips 110 in einer Öffnung 142 eines Verkleidungsteils 140. Für die federnde Bewegung der Haltefinger 118 ist der Grundkörper 111 mit Freisparungen 124 versehen.
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Die Haltefinger 119 liegen einander gegenüber und haben auf ihren Außenseiten Halteflächen 128 und Rampenflächen 129. Auf beiden Seiten der Haltefinger 119 sind an dem Grundkörper 111 plattenförmige Führungsrippen 130 angeordnet. Die freien Enden 132 der Führungsrippen 130 überragen die Haltefinger 119 und sind an ihren Außenseiten zur Bildung von Zentrierflächen 133 abgeschrägt.
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Wie in 6 dargestellt, dienen die Führungsrippen 130 dazu, den Clip 110 in einer Öffnung 143 eines Trägerteils 141 auszurichten und quer zu seiner Mittelachse an dem Trägerteil 141 abzustützen. Die Haltefinger 119 halten den Clip 110 mit ihren Führungsflächen 131 in der Öffnung 143 des Trägerteils 141 fest.
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Bei dem Clip 110 sind die Federarme der Haltefinger 119 sehr kurz bemessen, so dass in der dargestellten Einbaulage das Trägerteil 141 sich auch an den Befestigungsenden 116 der Haltefinger 118 abstützen kann. Der Clip 110 ist daher auch dazu geeignet, das Verkleidungsteil 140 und das Trägerteil 141 in einem bestimmten Abstand zu halten.
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Der Clip nach der Erfindung ist aufgrund seiner einteiligen Ausführung kostengünstig herstellbar und einfach zu montieren. Der Clip zentriert sich bei der Montage mittels der ersten Haltefinger in der Öffnung des an dem Flansch anliegenden Verkleidungsteils, wodurch das Auffinden des Loches im Trägerteil erheblich erleichtert wird. Durch den flexiblen Federring wird der Clip spielfrei gehalten und unterschiedliche Dicken des Verkleidungsteils können ausgeglichen werden. Die federnden Haltefinger und der Federring wirken schwingungsdämpfend und verringern die Übertragung von Geräuschen zwischen den durch den Clip verbundenen Teilen. Die Form des Clips ermöglicht einfache und kostengünstig herstellbare Formwerkzeuge und erlaubt auch schieberlose Werkzeugausführungen. Der Clip lässt sich daher sehr kostengünstig herstellen. Durch die Führungsleisten des Clips werden seitliche Kräfte aufgenommen und ungewolltes Lösen des Clips aus der Öffnung im Trägerteil erschwert. Durch Verschiebung des Clips gegenüber dem Trägerteil können Positionstoleranzen der Befestigungsöffnungen ausgeglichen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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