DE19531286A1 - Zum Verbinden zweier Bauteile ausgebildeter Spreizdübel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zum Verbinden zweier Bau­ teile ausgebildeten Spreizdübel mit einem Spreizbereich zur Befestigung in einer Ausnehmung eines der Bauteile und mit einer Öffnung zur Aufnahme eines zum Weiten des Spreizbereichs des Spreizdübels ausgebildeten Spreizkör­ pers.

Solche Spreizdübel werden in der Technik häufig einge­ setzt, wenn in die Bauteile kein Schraubengewinde einge­ arbeitet werden soll oder die Festigkeit eines Schnapp­ verschlusses nicht ausreicht. Beispielsweise dienen der­ artige Spreizdübel zur Befestigung einer Unterbodenver­ kleidung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges. Hier­ für haben die Karosserie und die Unterbodenverkleidung jeweils eckige oder runde Ausnehmungen, in die der Spreizdübel eingesetzt wird. Dieser kann dann zum form­ schlüssigen Hintergreifen der Ausnehmungen oder zum kraftschlüssigen Befestigen in den Ausnehmungen ausgebil­ det sein. Der Spreizdübel hat häufig ein Innengewinde, in das ein Außengewinde des meist als Schraube ausgeführten Spreizkörpers eingreift. Zur Montage wird zuerst der Spreizdübel in die Ausnehmung des Bauteils eingedrückt und anschließend der Spreizkörper in die Bohrung des Spreizdübels eingeführt und letztlich festgeschraubt.

Nachteilig ist hierbei die Anzahl der Montageschritte und das aufwendige Einschrauben des Spreizkörpers. Daher sind bereits Spreizkörper bekannt geworden, welche in den Spreizdübel eingeschlagen werden. Dennoch ist die Montage in einer Serienfertigung, wie im Automobilbereich, sehr kostenintensiv, da der Monteur zwei voneinander unabhän­ gige Teile montieren muß. Weiterhin steigt der Aufwand für eine Lagerhaltung mit der Anzahl der aufzubewahrenden Teile.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Spreizdü­ bel der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er möglichst einfach und kostengünstig zu montieren ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spreizkörper mit dem Spreizdübel ein vormontierbares Befestigungselement bildet und daß der Spreizkörper in der Öffnung des Spreizdübels aus einer Grundstellung in eine Spreizstellung axial verschiebbar gehalten ist.

Das Zusammenfassen des Spreizdübels mit dem Spreizkörper zu einem einzigen Befestigungselement trägt wesentlich zu einer Beschleunigung der Montage bei, da ein Montage­ schritt, nämlich das Einsetzen des Spreizkörpers, ent­ fällt. Weiterhin kann der Spreizdübel mit einem ersten Bauteil fest verbunden sein, so daß dieses Bauteil zur Montage nur noch an das andere Bauteil herangeführt, und der Spreizkörper in den Spreizdübel hineingeschoben wer­ den muß. Dieser Vorteil ist besonders bedeutsam, wenn das erste Bauteil aus Kunststoff besteht, da sich dann der Spreizdübel einfach an dieses Bauteil anspritzen läßt. Durch eine geeignete Wahl der Abmessungen der Ausnehmun­ gen in den Bauteilen und des Spreizdübels läßt sich eine Vorzentrierung der Bauteile ermöglichen, was die Montage weiter vereinfacht.

Die Montage wird wesentlich erleichtert, wenn der Spreiz­ körper und/oder der Spreizdübel einen den Spreizhub be­ grenzenden Kopf hat. Bei einer derartigen Gestaltung des Befestigungselementes ist die richtige Position des Spreizkörpers und des Spreizdübels leicht zu finden. Die Gefahr einer Überlastung von Spreizkörper oder Spreizdü­ bel bei der Montage wird damit weitgehend vermieden.

Eine konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Spreizkörper einen vorderen, sich verjüngenden Bereich und einen sich anschließenden, zy­ lindrischen Bereich aufweist. Durch den vorderen, sich verjüngenden Bereich läßt sich der Spreizkörper damit leicht axial verschieben. Der zylindrische Bereich des Spreizkörpers dient dem Weiten des Spreizbereichs.

Die Montage des erfindungsgemäßen Spreizdübels wird wei­ ter vereinfacht, wenn der Spreizkörper den Spreizdübel in der Grundstellung durchdringt, an seinem vorderen Ende einen zurückweisenden, den Querschnitt des Spreizbereichs des Spreizdübels übergreifenden Federrand aufweist, und der Spreizdübel an seinem vorderen, radial äußeren Ende komplementär zu dem Federrand des Spreizkörpers geformt ist. Dabei ist ausgeschlossen, daß sich der Spreizdübel beim Einführen in die Ausnehmungen der Bauteile verhaken kann, da der Federrand des Spreizkörpers den einzuführen­ den Bereich des Spreizdübels dann verdeckt.

Eine weitere konstruktiv vorteilhafte Gestaltung des Spreizdübels besteht darin, daß der Spreizbereich des Spreizdübels aus einer Vielzahl von über den Umfang ver­ teilten Federzungen besteht. Hierbei werden auf den Spreizdübel wirkende Kräfte gleichmäßig auf die Bauteile übertragen. Die Vielzahl von Federzungen ist mittels Kunststoffspritzguß leicht und kostengünstig herzustel­ len.

Eine formschlüssige Verbindung der Bauteile ist mit dem Spreizdübel leicht zu verwirklichen, wenn der Spreizbe­ reich des Spreizdübels radial nach außen gerichtete Haken hat. Diese Haken sind dann zum Hintergreifen der Ausneh­ mung in einem Bauteil oder zum Eingreifen in eine Vertie­ fung in der Ausnehmung auszubilden. Besonders wichtig ist die formschlüssige Verbindung bei Bauteilen, die in einem späteren Einsatz Vibrationen ausgesetzt sind, beispiels­ weise bei Kraftfahrzeugen.

Unterschiedliche Material stärken der Bauteile lassen sich bei einer kraftschlüssigen Verbindung der Bauteile mit dem erfindungsgemäßen Spreizdübel leicht ausgleichen, wenn der Spreizbereich groß genug gewählt ist. Bei der formschlüssigen Verbindung wird dies dadurch erreicht, daß der Spreizbereich mit einem federnden Arm an dem Kopf des Spreizdübels befestigt ist.

Der erfindungsgemäße Spreizdübel ist mit dem Spreizkörper einfach und vollständig zu demontieren, wenn der Spreiz­ bereich des Spreizdübels radial nach innen vorgespannt ist. Bei einem Herausziehen des Spreizkörpers in die Grundstellung bewegt sich dann der Spreizbereich radial nach innen, wodurch der Spreizdübel leicht herauszuziehen ist.

Der Spreizkörper kann durch Vibrationen nicht aus dem Spreizdübel herausfallen, wenn der Spreizkörper auf sei­ nem mittleren Bereich wendelförmig verlaufende Erhöhungen und die Öffnung des Spreizdübels in seinem Spreizbereich dazu komplementäre wendelförmig verlaufende Vertiefungen hat. Die wendelförmig verlaufenden Erhöhungen wirken da­ mit wie eine Rasterung, die den Spreizkörper in der Öff­ nung des Spreizdübels axial fixiert. Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht weiterhin, daß der Spreizkörper zur Montage in den Spreizdübel einzudrücken und zur De­ montage wie eine Schraube herauszudrehen ist.

Der Spreizkörper ist leicht herauszudrehen, wenn der Kopf des Spreizkörpers einen Anschluß für einen Schraubendre­ her hat.

Der Spreizkörper ist leicht in die Spreizstellung zu drücken, wenn der Spreizkörper in seinem mittleren Be­ reich radial federnd gestaltet ist. Diese Gestaltung ver­ bessert zudem seinen Sitz in dem Spreizdübel.

Oftmals soll ein direkter Kontakt der Bauteile zueinander vermieden werden, beispielsweise um eine Schwitzwasser­ bildung zu vermeiden oder eine Übertragung von Vibratio­ nen zu reduzieren. Das ist einfach dadurch zu erreichen, daß der Spreizdübel in seinem Spreizbereich einen radial nach außen gerichteten, radial federnden Steg zum Hinter­ greifen des ersten Bauteils hat. Der Steg trennt nach der Montage die Bauteile. Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht zudem, daß das Befestigungselement zuerst am ersten Bauteil montiert wird und anschließend die Bautei­ le zusammengesteckt werden. Bei einem Trennen der Verbin­ dung verbleibt der Spreizdübel dann im ersten Bauteil.

Eine konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn der Steg aus einer Vielzahl von über den Umfang verteilten, radial nach außen abgewinkelten Federzungen besteht. Diese Gestaltung vereinfacht die Montage des Befestigungselements, da sich die Federzungen im Gegensatz zu einem geschlossenen Steg leichter hinter das erste Bauteil bewegen lassen.

Die radiale Beweglichkeit der Federzungen ist einfach zu gewährleisten, wenn die Federzungen des Spreizbereiches und die Federzungen des Steges in der Höhe des Kopfes des Spreizdübels jeweils Materialeinschnürungen aufweisen. Diese Materialeinschnürungen wirken damit als Drehpunkt der Federzungen, ermöglichen jedoch über ihre Dimensio­ nierung eine genaue Einstellung ihrer Spannkraft.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da­ von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines vormon­ tierten Spreizdübels,

Fig. 2 zwei durch den Spreizdübel aus Fig. 1 verbun­ dene Bauteile,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Spreizdübel in Spreizstellung von einem Federrand aus gesehen,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie I-I in Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt einen Spreizdübel 1 mit einem darin eingesetzten Spreizkörper 2. Die gezeigte Stellung des Spreizkörpers 2 kennzeichnet eine Grundstellung. Zur Ver­ deutlichung ist der Spreizdübel 1 aufgeschnitten darge­ stellt. Der Spreizdübel 1 hat einen Kopf 3 und einen daran anschließenden Spreizbereich 4. An dem Spreizbe­ reich 4 ist auf einem Rand 5 ein radial nach außen ge­ richteter Steg 6 angeformt. Dieser Rand 5 ist durch seine Formgebung und Materialstärke dazu ausgebildet, den Steg 6 radial federnd zu halten. Auf dem Steg 6 befindet sich eine Nase 7. An dem vorderen, von dem Kopf 3 entfernten Ende des Spreizdübels 1 besitzt der Spreizbereich 4 eine umlaufende hakenförmige Erweiterung 8. Der Spreizdübel 1 hat im Zentrum eine Öffnung 9 zur Aufnahme des Spreizkör­ pers 2. Der Spreizkörper 2 hat einen zylindrischen Be­ reich 10 an dem sich ein konisch verjüngender Bereich 11 anschließt. Mit diesem durchdringt der Spreizkörper 2 den Spreizdübel 1. Der Spreizkörper 2 hat an seinem vorderen Ende einen zurückweisenden, den Querschnitt des Spreizbe­ reichs 4 des Spreizdübels 1 übergreifenden Federrand 12.

Das vordere Ende des Spreizdübels 1 ist auf seinem äuße­ ren Umfang komplementär zu dem Federrand 12 gestaltet, so daß sich der derart vormontierte Spreizdübel 1 leicht in Ausnehmungen 13, 14 von in Fig. 2 dargestellten Bautei­ len 15, 16 einführen läßt. Der zylindrische Bereich 10 des Spreizkörpers 2 ist durch einen Kopf 17 begrenzt. Der Spreizkörper 2 hat auf dem zylindrischen Bereich 10 wen­ delförmig verlaufende Erhöhungen 18. Komplementär dazu hat der Spreizdübel 1 im Spreizbereich 4 wendelförmig verlaufende Vertiefungen 19. Diese Erhöhungen 18 und Ver­ tiefungen 19 sind so gestaltet, daß sie ein Eindrücken oder Einschlagen des Spreizkörpers 2 in den Spreizdübel 1 ermöglichen. Durch dieses Eindrücken gelangt der Spreiz­ körper 2 von der Grundstellung in eine in Fig. 2 darge­ stellte Spreizstellung. Um den Spreizkörper 2 wieder in die Grundstellung zu bewegen, muß er wie eine Schraube herausgedreht werden. Dazu hat der Spreizkörper 2 auf seinem Kopf 17 einen Anschluß 20 für einen Schraubendre­ her.

In Fig. 2 sind mit dem Spreizdübel 1 aus Fig. 1 zwei Bauteile 15, 16 miteinander verbunden. Das erste Bauteil 15 befindet sich zwischen dem radial nach außen gerichte­ ten Steg 6 und dem Kopf 3 des Spreizdübels 1. Die haken­ förmige Erweiterung 8 am Ende des Spreizbereiches 4 dient dazu, eine Ausnehmung 14 des zweiten Bauteils 16 zu hin­ tergreifen. Es ist damit zwischen der Nase 7 des Steges 6 und der hakenförmigen Erweiterung 8 eingeklemmt. In der Spreizstellung weitet der zylindrische Bereich 10 des Spreizkörpers 2 den Spreizbereich 4 des Spreizdübels 1.

Weiterhin ist in Fig. 2 zu erkennen, daß die Ausnehmung 13 des ersten Bauteils 15 einen größeren Durchmesser hat als der zylindrische Bereich 10 des Spreizkörpers 2, so daß der Spreizdübel 1 während der Montage zum Ausgleich von Lochmittenunterschieden in den beiden Bauteilen 15, 16 ausgerichtet werden kann.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Spreizdübel 21 mit einem Spreizkörper 22. Der Spreizkörper 22 befindet sich hier in der Spreizstellung. Im Gegensatz zu dem Spreizdübel 1 in den vorangegangenen Figuren hat der Spreizdübel 21, jeweils über den Umfang gleichmäßig verteilt, sechs Fe­ derzungen 23 für seinen Spreizbereich und sechs radial nach außen abgewinkelte einen Steg bildende Federzungen 24. Sie dienen einer gleichmäßigen Einleitung von Kräften in den Spreizdübel 21, welche nach einer Montage auf die Verbindung wirken. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist in der Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie I-I in Fig. 3 dargestellt, so daß eine der Federzungen 23 des Spreizbereichs auf der rechten Seite und eine der Fe­ derzungen 24 des Steges auf der linken Seite der Zeich­ nung geschnitten sind.

In Fig. 4 ist deutlich zu erkennen, daß die Federzungen 23, 24 im Bereich eines Kopfes 25 des Spreizdübels 21 Ma­ terialeinschnürungen 26, 27 aufweisen, die als deren Drehpunkte gestaltet sind. Um diese Materialeinschnürun­ gen 26, 27 können die Federzungen 23, 24 während der Mon­ tage geschwenkt werden. Zusätzlich sind die Federzungen 23, 24 auf Armen 28, 29 befestigt, durch welche ein Aus­ gleich von unterschiedlichen Material stärken der in Fig. 2 dargestellten Bauteile 15, 16 stattfindet. Durch die Arme 28, 29 werden die Federzungen 23, 24 axial beweglich gehalten.

Claims (14)

1. Zum Verbinden zweier Bauteile ausgebildeter Spreiz­ dübel mit einem Spreizbereich zur Befestigung in ei­ ner Ausnehmung eines der Bauteile und mit einer Öff­ nung zur Aufnahme eines zum Weiten des Spreizbe­ reichs des Spreizdübels ausgebildeten Spreizkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkörper (2, 22) mit dem Spreizdübel (1, 21) ein vormontierbares Be­ festigungselement bildet und daß der Spreizkörper (2, 22) in der Öffnung (9) des Spreizdübels (1, 21) aus einer Grundstellung in eine Spreizstellung axial verschiebbar gehalten ist.

2. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkörper (2, 22) und/oder der Spreizdü­ bel (1, 21) einen den Spreizhub begrenzenden Kopf (3, 17, 25) hat.

3. Spreizdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spreizkörper (2, 22) einen vorde­ ren, sich verjüngenden Bereich (11) und einen sich anschließenden, zylindrischen Bereich (10) aufweist.

4. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreiz­ körper (2, 22) den Spreizdübel (1, 21) in der Grund­ stellung durchdringt, an seinem vorderen Ende einen zurückweisenden, den Querschnitt des Spreizbereichs (4) des Spreizdübels (1, 21) übergreifenden Feder­ rand (12) aufweist, und der Spreizdübel (1, 21) an seinem vorderen, radial äußeren Ende komplementär zu dem Federrand (12) des Spreizkörpers (2, 22) geformt ist.

5. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizbe­ reich des Spreizdübels (21) aus einer Vielzahl von über den Umfang verteilten Federzungen (23) besteht.

6. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizbe­ reich (4) (Federzungen 23) des Spreizdübels (1, 21) radial nach außen gerichtete Haken (8) hat.

7. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizbe­ reich (Federzungen 23) mit einem federnden Arm (28) an dem Kopf (25) des Spreizdübels (21) befestigt ist.

8. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizbe­ reich (4, Federzungen 23) des Spreizdübels (1, 21) radial nach innen vorgespannt ist.

9. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreiz­ körper (2, 22) auf seinem mittleren Bereich (zylin­ drischer Bereich 10) wendelförmig verlaufende Erhö­ hungen (18), und die Öffnung (9) des Spreizdübels (1, 21) in seinem Spreizbereich (4) (Federzungen 23) dazu komplementäre wendelförmig verlaufende Vertie­ fungen (19) hat.

10. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (17) des Spreizkörpers (2, 22) einen Anschluß (20) für einen Schraubendreher hat.

11. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreiz­ körper (2, 22) in seinem mittleren Bereich (zylin­ drischer Bereich 10) radial federnd gestaltet ist.

12. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizdü­ bel (1, 21) in seinem Spreizbereich (4) (Federzungen 23) einen radial nach außen gerichteten, radial fe­ dernden Steg (6) (Federzungen 24) zum Hintergreifen des ersten Bauteils (15) hat.

13. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg aus einer Vielzahl von über den Umfang verteilten, ra­ dial nach außen abgewinkelten Federzungen (24) be­ steht.

14. Spreizdübel nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzun­ gen (23) des Spreizbereiches und die Federzungen (24) des Steges in der Höhe des Kopfes (25) des Spreizdübels (21) jeweils Materialeinschnürungen (26, 27) aufweisen.