DE29803521U1 - Coupling device for releasably connecting two components - Google Patents
Coupling device for releasably connecting two componentsInfo
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Description
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Fairchild Fasteners Europe - Camioc GmbH Industrxestraße 6Fairchild Fasteners Europe - Camioc GmbH Industrxestraße 6
65779 Kelkheim65779 Kelkheim
Keil&Schaafhausen PATENTANWÄLTEKeil&Schaafhausen PATENT ATTORNEYS
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungseinrichtung zum lösbaren Verbinden zweier Bauteile, insbesondere zum Befestigen eines Airbag an einer Lenkradspeiche eines Kraftfahr zeugs, mit einem Verbindungszapfen mit einem in zueinander ausgerichtete Öffnungen der Bauteile einsetzbaren Zapfenschaft, welcher sich einerseits, z.B. mittels eines Zapfenkopfes, an eine Außenseite des ersten Bauteils, z.B. auf der Rückseite einer Lenkradspeiche, und andererseits, z.B. über ein Flanschelement, auf eine Außenseite des zweiten Bauteils, z.B. auf der Bodenfläche des Airbag-Gehäuses abstützt, und mit einer auf dem Zapfenschaft aufgenommenen, zwischen dem ersten Bauteil und dem Zapfenschaft wirksame Arretierungsmittel aufweisenden Halteeinrichtung.The invention relates to a coupling device for detachably connecting two components, in particular for fastening an airbag to a steering wheel spoke of a motor vehicle, with a connecting pin with a pin shaft that can be inserted into openings in the components that are aligned with one another, which is supported on the one hand, e.g. by means of a pin head, on an outside of the first component, e.g. on the back of a steering wheel spoke, and on the other hand, e.g. via a flange element, on an outside of the second component, e.g. on the bottom surface of the airbag housing, and with a holding device received on the pin shaft and having locking means that act between the first component and the pin shaft.
Aus der DE-U-9 402 753 ist eine Verschlußeinrichtung dieser Art bekannt.A locking device of this type is known from DE-U-9 402 753.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kopplungseinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche hinsichtlich einfachem Aufbau, der Möglichkeit schneller und sicherer Montage und Demontage, der Fähigkeit hohe Zug- und Druckkräfte aufnehmen zu können, weiter verbessert ist und sich auch für den Einsatz an einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs mit zentraler Hupe eignet.The object of the present invention is to propose a coupling device of the type mentioned at the outset, which is further improved in terms of simple construction, the possibility of quick and safe assembly and disassembly, the ability to absorb high tensile and compressive forces, and is also suitable for use on a steering wheel of a motor vehicle with a central horn.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Halteeinrichtung eine auf dem Zapfenschaft aufgenommene, sich einerseits an dem Flanschelement und andererseits an dem Zapfen, z.B. an dem Zapfenkopf, abstützende Buchse aus nachgiebigen Material, wie Weichmetall, und eine an dem ersten Bauteil festlegbare, als das Arretierungsmittel dienende Sperrscheibe aufweist, durch deren Öffnung der Zapfen mit der darauf aufgenommenen Buchse hindurchsteckbar ist und welche sich bei Zugbeanspruchung des Zapfens in Richtung des zweiten Bauteils mit einer die Öffnung begrenzenden Sperrkante in das Material der Buchse eindrückt (entsprechend der wegen § 3 Abs. 1 Satz 3 GbmG nicht zum Stand der Technik gehörenden DE-A-196 02 155), und sich die Buchse über ein Federelement gegen das Flanschelement abstützt.This object is essentially achieved according to the invention in that the holding device has a bushing made of flexible material, such as soft metal, which is accommodated on the pin shaft and is supported on the one hand on the flange element and on the other hand on the pin, e.g. on the pin head, and a locking disc which can be fixed to the first component and serves as the locking means, through the opening of which the pin with the bushing accommodated thereon can be pushed through and which, when the pin is subjected to tensile stress in the direction of the second component, presses into the material of the bushing with a locking edge delimiting the opening (corresponding to DE-A-196 02 155, which does not belong to the state of the art due to Section 3 Paragraph 1 Sentence 3 GbmG), and the bushing is supported against the flange element via a spring element.
Mit Hilfe einer solchen Kopplungseinrichtung ist ein schnelles und sicheres Befestigen des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil möglich. Die Befestigung erfolgt durch Einstecken des sich an dem zweiten Bauteil abstützenden, die Buchse tragenden 0 Zapfens durch die Öffnung des ersten Bauteils und die Öffnung der auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Bauteils gehaltenen Sperrscheibe mit bei der Montage einfacher gradliniger Fügebewegung. Das von der Sperrscheibe gebildete Arretiermittel läßt zwar bei Montage das Durchstecken des Zapfens zu, bei Zugbeanspruchung auf den Zapfen in entgegengesetzte Richtung krallt sich jedoch die Sperrkante der Sperr scheibe in das weiche Material der Buchse ein, so daß die axiale Verbindung mit zunehmender Zugkraft noch fester wird. Die Demontage kann einfach dadurch bewerkstelligt werden, daß der Verbindungszapfen, welcher bspw. über eine Schraubverbindung mit dem sich auf der Oberseite des zweiten Bauteils abstützenden Flanschelement lösbar verbunden ist, gelöst und aus der Kopplungseinrichtung herausgezogen wird. Aufgrund des Federlelements wird die Betätigung einer zentral in dem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs angeordneten Hupe möglich.With the help of such a coupling device, the first component can be fastened to the second component quickly and securely. Fastening is achieved by inserting the pin, which is supported on the second component and carries the bushing, through the opening in the first component and the opening in the locking disc held on the opposite side of the first component, with a simple, straight-line joining movement during assembly. The locking means formed by the locking disc allows the pin to be pushed through during assembly, but when the pin is subjected to tensile stress in the opposite direction, the locking edge of the locking disc grips the soft material of the bushing, so that the axial connection becomes even tighter with increasing tensile force. Disassembly can be carried out simply by loosening the connecting pin, which is detachably connected, for example, via a screw connection to the flange element supported on the top of the second component, and pulling it out of the coupling device. The spring element makes it possible to operate a horn located centrally in the steering wheel of a motor vehicle.
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Das Federelement kann als Schraubenfeder, Tellerfeder, Blattfeder oder als Kunststoffpuffer, z.B. aus einem Polymer, ausgebildet sein.The spring element can be designed as a helical spring, disc spring, leaf spring or as a plastic buffer, e.g. made of a polymer.
Die Federkonstante des Federelements ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß normale Beschleunigungen bzw. Stöße, welche beim Fahren eines Kraftfahrzeugs auftreten, abgefangen werden.The spring constant of the spring element is preferably designed in such a way that normal accelerations or shocks that occur when driving a motor vehicle are absorbed.
Die Sicherung der Kopplungseinrichtung wird dann noch weiter verbessert, wenn der Verbindungszapfen als Gewindezapfen ausgebildet ist. Dann drückt sich nämlich bei Zugbeanspruchung das nachgiebige Material der auf dem Zapfen gelagerten Buchse unter der Einwirkung der Sperrkante der Sperrscheibe in dieThe securing of the coupling device is further improved if the connecting pin is designed as a threaded pin. In this case, when tensile stress is applied, the flexible material of the bushing mounted on the pin is pressed into the
Gewindegänge ein. .,...- .........threads. .,...- .........
Die Sperrscheibe kann bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung bspw. mittels eines, z.B. einstückig mit dieser ausgebildeten Käfigelements, vorzugsweise mit Radialspiel, an 0 dem ersten Bauteil gehalten sein, wobei das Radialspiel für einen Toleranzausgleich sorgt.In a particular embodiment of the invention, the locking disk can be held on the first component, for example by means of a cage element, e.g. formed in one piece with it, preferably with radial play, whereby the radial play ensures tolerance compensation.
Das Käfigelement kann bspw. mittels Biegelaschen an dem ersten Bauteil festlegbar oder, was die Montage noch mehr erleichtert, in die Montageöffnung des ersten Bauteils einklipsbar ausgebildet sein.The cage element can be designed, for example, to be fixed to the first component using bending tabs or, to make assembly even easier, to be clipped into the assembly opening of the first component.
Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß sich das zweite Bauteil an dem ersten Bauteil über ein zweites Federelement abstützt. Hierdurch wird Spiel vermieden, das durch die Elastizität der einzelnen Bauteile entstehen könnte.The invention further proposes that the second component is supported on the first component via a second spring element. This avoids play that could arise due to the elasticity of the individual components.
Die lösbare Befestigung des Zapfens an dem Flanschelement kann in besonderer Ausgestaltung der Erfindung, z.B. über eine mitThe detachable fastening of the pin to the flange element can be achieved in a special embodiment of the invention, e.g. via a
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dem Flanschelement fest verbundene bzw., noch einfacher, als Gewindedurchzug des Flanschelements selbst ausgebildete Mutter, verschraubt sein.The nut can be screwed on using a nut that is firmly connected to the flange element or, even simpler, designed as a threaded passage through the flange element itself.
Zur einfacheren Montage an Ort und Stelle kann in teilweiser Vormontage das Flanschelement bspw. in das zweite Bauteil, z.B. in den Boden des Airbag-Gehäuses, eincrimpbar sein.To simplify assembly on site, the flange element can be partially pre-assembled and crimped into the second component, e.g. into the base of the airbag housing.
Die Montage und Demontage der erfundenen Kopplungseinrichtung gestaltet sich dann besonders einfach, wenn Zapfen, Flanschelement, Buchse und gegebenenfalls Federelement zu einem einheitlich handhabbaren und mit dem zweiten Bauteil verbindbaren vormontierten Kopplungsoberteil zusammengefaßt sind und/oder das Käfigelement und die Sperrscheibe zu einem einheitlich handhabbaren und mit dem ersten Bauteil verbindbaren vormontierten oder einteilig ausgebildeten Kopplungsunterteil zusammengefaßt sind.The assembly and disassembly of the invented coupling device is particularly simple if the pin, flange element, bushing and, if applicable, spring element are combined to form a pre-assembled coupling upper part that can be handled uniformly and connected to the second component and/or the cage element and the locking disk are combined to form a pre-assembled or one-piece coupling lower part that can be handled uniformly and connected to the first component.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von deren Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further aims, features, advantages and possible applications of the invention emerge from the following description of embodiments based on the drawing. All described and/or illustrated features form the subject matter of the invention, either individually or in any combination, regardless of their summary in individual claims or their reference back to them.
Es zeigen:Show it:
Fig. la bis Ic eine erfindungsgemäße Kopplungseinrich-. tung gemäß einem ersten AusführungsbeiFig. la to 1c a coupling device according to the invention. according to a first embodiment
spiel vor der Montage in Seitenansicht, in Ansicht aus Richtung B sowie im Vertikalschnit A-A, undclearance before assembly in side view, in view from direction B and in vertical section A-A, and
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Fig. 2a bis 2c Darstellungen entsprechend den Fig. laFig. 2a to 2c Representations corresponding to Fig. la
bis lc für eine andere Ausführungsform der Erfindung,to lc for another embodiment of the invention,
Die in den Fig. la bis Ic dargestellte Kopplungseinrichtung dient dem lösbaren Verbinden zweier Bauteile, bspw. dem Befestigen eines Airbag an den Lenkradspeichen eines Kraftfahrzeugs. Die Kopplungseinrichtung weist einen Verbindungszapfen 3 auf, dessen Zapfenschaft 6 in zueinander ausgerichteten Montageöffnungen der Bauteile einsetzbar ist. Der Verbindungszapfen 3 stützt sich einerseits, z.B. mittels eines Zapfenkopfes 7, an einer Außenseite des ersten Bauteils, z.B. auf der Rückseite einer Lenkradspeiche, und andererseits, z.B. über ein Flanschelement 9, auf eine Außenseite des zweiten Bauteils, z.B. auf der Bodenfläche eines Airbag-Gehäuses, ab.The coupling device shown in Fig. 1a to 1c is used for detachably connecting two components, for example for attaching an airbag to the steering wheel spokes of a motor vehicle. The coupling device has a connecting pin 3, the pin shaft 6 of which can be inserted into aligned assembly openings of the components. The connecting pin 3 is supported on the one hand, e.g. by means of a pin head 7, on an outside of the first component, e.g. on the back of a steering wheel spoke, and on the other hand, e.g. via a flange element 9, on an outside of the second component, e.g. on the bottom surface of an airbag housing.
Auf dem Zapfenschaft 6 ist eine Halteeinrichtung 13 aufgenommen, welche zwischen dem ersten Bauteil und dem Zapfenschaft 6 wirksame Arretierungsmittel aufweist. Die Halteeinriehtung 0 13 weist eine auf dem Zapfenschaft 6 aufgenommene Buchse 14 aus nachgiebigem Material, wie Weichmetall, auf, welche sich einerseits an dem Flanschelement 9 und andererseits an dem Zapfen 3, z.B. an dem Zapfenkopf 7, abstützt. Die Halteeinrichtung 13 weist ferner eine als Arretierungsmittel dienende Sperrscheibe 12 auf, durch deren Öffnung 15 der Zapfen 3 mit der darauf aufgenommenen Buchse 14 hindurchsteckbar ist. Bei Zugbeanspruchung des Zapfens 3 in Richtung des zweiten Bauteils 2 drückt sich eine die Öffnung 15 begrenzende Sperrkante 16 der Sperrscheibe 12 in das Material der Buchse 14 ein, so daß die axiale Festlegung des Verbindungszapfens 3 in der Kopplungseinrichtung noch verbessert wird.A holding device 13 is accommodated on the pin shaft 6, which has effective locking means between the first component and the pin shaft 6. The holding device 13 has a bushing 14 made of flexible material, such as soft metal, accommodated on the pin shaft 6, which is supported on the one hand on the flange element 9 and on the other hand on the pin 3, e.g. on the pin head 7. The holding device 13 also has a locking disk 12 serving as a locking means, through the opening 15 of which the pin 3 with the bushing 14 accommodated thereon can be pushed. When the pin 3 is subjected to tensile stress in the direction of the second component 2, a locking edge 16 of the locking disk 12 delimiting the opening 15 presses into the material of the bushing 14, so that the axial fixing of the connecting pin 3 in the coupling device is further improved.
Der Verbindungszapfen 3 ist als Gewindezapfen ausgebildet, so daß er mit dem Ende des Zapfenschaftes 6 in eine Mutter 25 eingeschraubt werden kann. Die Mutter 2 5 kann ein besonderesThe connecting pin 3 is designed as a threaded pin so that it can be screwed into a nut 25 with the end of the pin shaft 6. The nut 25 can have a special
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Bauteil sein, welches sich auf der Oberseite des Flanschelements 9 abstützt, sie kann aber bspw. auch mit dem Flanschelement 9 als Stanzeinpressmutter oder als Nietmutter, Schweißmutter, Bördelmutter oder dergleichen mit dem Flanschelement 9 fest verbunden sein. In dem dargestellten Beispiel ist die Mutter 25 als Gewindedurchzug des Flanschelements 9 ausgebildet.The nut 25 can be a component that rests on the top of the flange element 9, but it can also be firmly connected to the flange element 9 as a press-fit nut or as a rivet nut, weld nut, flare nut or the like. In the example shown, the nut 25 is designed as a threaded passage of the flange element 9.
Die Sperrscheibe 12 ist einstückig mit einem Käfigelements 17The locking disc 12 is integral with a cage element 17
1-0 ausgebildet und durch dieses an dem ersten Bauteil 1 gehalten, indem Biegelaschen 18 durch Öffnungen des ersten Bauteils hindurchgreifen und einrasten. Diese Art der Festlegung des Käfigelements 17 in dem ersten Bauteil läßt ein Radialspiel zu, welches die Montage der Kupplungseinrichtung in Beziehung zu den Montageöffnungen der beiden Bauteile erleichtert.1-0 and is held by this on the first component 1, by bending tabs 18 reaching through openings in the first component and locking into place. This type of fixing of the cage element 17 in the first component allows for radial play, which facilitates the assembly of the coupling device in relation to the assembly openings of the two components.
Das zweite Bauteil stützt sich über ein (nicht dargestelltes) zweites Federelement auf dem ersten Bauteil ab, um Spiel zu vermeiden, das durch die Elastizität der Bauteile entstehen 0 könnte. Das zweite Federelement kann z.B. mittels einer an dem ersten Bauteil anliegenden Haltescheibe an einer Ausweitung 21 der Buchse 14 gehalten oder über z.B. aus dem Material des Flanschelements 9 gezogenen Niete an dem Flanschelement 9 befestigt sein. Das zweite Federelement kann dabei mehrere 5 Federarme aufweisen, welche durch Aussparungen des zweiten Bauteils hindurchgreifen und sich in dem montierten Zustand auf der Oberseite des ersten Bauteils abstützen. Das Flanschelement 9 kann in das zweite Bauteil, z.B. in den Boden eines Airbag-Gehäuses, eingecrimpt sein, indem entsprechende Crimparme Aussparungen des zweiten Bauteils durchgreifen. Um die ebene Anlage des zweiten Bauteils an dem ersten Bauteil nicht zu beeinträchtigen, kann das zweite Bauteil angrenzend an die äußeren Aussparungen zur Aufnahme der nach innen umgebogenen Crimparmendabschnitte aufgewölbt.The second component is supported on the first component by a second spring element (not shown) in order to avoid play that could arise due to the elasticity of the components. The second spring element can be held on an extension 21 of the bushing 14, for example by means of a retaining disk resting on the first component, or can be attached to the flange element 9 by means of a rivet drawn from the material of the flange element 9, for example. The second spring element can have several spring arms that reach through recesses in the second component and, in the assembled state, are supported on the top of the first component. The flange element 9 can be crimped into the second component, e.g. into the base of an airbag housing, by corresponding crimp arms reaching through recesses in the second component. In order not to impair the flat contact of the second component with the first component, the second component can be curved adjacent to the outer recesses to accommodate the inwardly bent crimp arm end sections.
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Die Buchse 14 stützt sich über ein Federelement 1 gegen das Flanschelement 9 ab. Zu diesem Zweck hat die Buchse 14 eine Aufweitung 21 zur Anlage des Federelements 1. Gemäß Fig. la bis Ic ist das Federelement 1 als Schraubenfeder, gemäß Fig. 2a bis 2c als Kunststoffpuffer ausgebildet.The bushing 14 is supported against the flange element 9 via a spring element 1. For this purpose, the bushing 14 has an expansion 21 for the spring element 1 to rest against. According to Fig. 1a to 1c, the spring element 1 is designed as a helical spring, according to Fig. 2a to 2c as a plastic buffer.
Federelement 1, Zapfen 3, Flanschelement 9 und Buchse 14 können zu einem einheitlich handhabbaren und mit dem zweiten Bauteil verbindbaren vormontierten Kopplungsoberteil 27 zusammengefaßt sein, ebenso wie das Käfigelement 17 und die Sperrscheibe 12 zu einem einheitlich handhabbaren und mit dem ersten Bauteil verbindbaren einteilig ausgebildeten Kopplungsunterteil 28 zusammenfaßbar sind. Dann können sowohl das Kopplungsoberteil 27 an dem zweiten Bauteil als auch das Kopplungsunterteil 2 8 an dem ersten Bauteil vormontiert und beide so vormontierten Bauelemente auf einfache Weise endgültig zusammengefügt werden. Eine Demontage ist auf einfache Weise dadurch möglich, daß der als Gewindebolzen ausgebildete Verbindungszapfen 3 aus der Kopplungseinrichtung herausgeschraubt wird.Spring element 1, pin 3, flange element 9 and bushing 14 can be combined to form a pre-assembled coupling upper part 27 that can be handled uniformly and connected to the second component, just as the cage element 17 and the locking disk 12 can be combined to form a one-piece coupling lower part 28 that can be handled uniformly and connected to the first component. Then both the coupling upper part 27 can be pre-assembled to the second component and the coupling lower part 28 to the first component and both pre-assembled components can be finally joined together in a simple manner. Disassembly is possible in a simple manner by unscrewing the connecting pin 3, designed as a threaded bolt, from the coupling device.
Die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung kann einer einmalig aufgebrachten hohen Axialkraft standhalten, indem sich die Sperrscheibe 12 mit ihrer Sperrkante 16 in die Buchse 14 aus nachgiebigen Material, wie Weichmetall eingräbt. Es entstehen Furchen, welche sich bis in die Gewindegänge des Zapfenschaftes 6 eindrücken. Die erfundene Kopplungseinrichtung dient in erster Linie der Montage eines Airbags im Zentrum eines Kraftfahrzeuglenkrads. Das Federelement 1 gestattet dabei die Betätigung einer zentral im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Hupe.The coupling device according to the invention can withstand a high axial force applied once, in that the locking disc 12 digs into the bushing 14 made of flexible material, such as soft metal, with its locking edge 16. Grooves are created which are pressed into the threads of the pin shaft 6. The coupling device invented is primarily used for mounting an airbag in the center of a motor vehicle steering wheel. The spring element 1 allows the operation of a horn provided centrally in the steering wheel of a motor vehicle.
Weitere Einzelheiten der Konstruktion, der Montage und Demontage der Kupplungseinrichtung können der DE-A 196 02 155Further details of the design, assembly and disassembly of the coupling device can be found in DE-A 196 02 155
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entnommen werden, deren Inhalt zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird.whose content is made the subject of the present disclosure.
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BezugszeichenlisteList of reference symbols
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Claims (1)
15Flange element (9), bushing (14) and optionally second spring element (19) are combined to form a pre-assembled coupling upper part (27) which can be handled uniformly and connected to the second component (2).
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE29803521U DE29803521U1 (en) | 1998-02-28 | 1998-02-28 | Coupling device for releasably connecting two components |
Publications (1)
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| DE29803521U1 true DE29803521U1 (en) | 1998-05-14 |
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Family Applications (1)
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1998
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
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