DE9201985U1 - Befestigungsvorrichtung zur gegenseitigen Fixierung zweier Formteile - Google Patents

Description

Befestigungsvorrichtung zur gegenseitigen Fixierung zweier Formteile

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zur gegenseitigen Fixierung zweier Formteile insbesondere aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der Verbindungstechnik sind Befestigungsvorrichtungen zur gegenseitigen Fixierung von Formteilen mit einem aus Kunststoff bestehenden Aufnahmeteil am ersten Formteil und einem darin einführbaren und mit diesem verrastbaren Rastteil am zweiten Formteil als sogenannte Clips- oder Schnappbefestigungen bekannt. Dazu ist das Rastteil beispielsweise bolzenartig ausgebildet und weist ausgehend von seinem Einführungsende zwei diametral, kreuzförmig verlaufende Kerben auf, wodurch die stehenbleibende Bolzenwandung in Bolzenradialrichtung flexible Rastarme bildet. An deren Freienden sind radial nach außen stehende Rastnasen ausgebildet, die in entsprechende Rastausnehmungen etwa in Form einer Ringnut im Aufnahmeteil einrasten.

Nachteilig bei diesen bekannten Befestigungsvorrichtungen ist die Tatsache, daß zur Herstellung sowohl des Aufnahme- als auch des Rastteil mittels Spritzen aus Kunststoff aufwendige Spritzwerkzeuge notwendig sind. Weiterhin sind die Rastarme des Rastteil sehr bruchempfindlich, wodurch die Zuverlässigkeit derartiger Befestigungsvorrichtungen leidet. Auch scheint die Fixierwirkung solcher bekannter Befestigungsvorrichtungen grundsätzlich verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß einerseits die zu ihrer Herstellung notwendigen Spritzwerkzeuge weniger aufwendig gestaltet sein können und andererseits Zuverlässigkeit und Fixierwirkung solcher Befestigungsvorrichtungen verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die entsprechende Ausbildung des Aufnahmeteils als dünnwandige Hülse ist mit besonders geringem spritztechni-

schem Werkzeugaufwand und mit denkbar geringem Materialeinsatz realisierbar. Für die Verrastung mit dem Rastteil genügt an der Hülse eine seitliche Rastöffnung, was ebenfalls den Werkzeugaufwand vermindert.

Trotz der einfachen, relativ filigranen Ausbildung des Aufnahmeteils wird zwischen diesem und dem Rastteil eine zuverlässige Fixierung geschaffen, was einerseits durch den Eingriff der am Rastteil angeordneten Rastnase in die entsprechende Rastöffnung der Hülse und andererseits dadurch gewährleistet ist, daß das Rastteil sich in Fügerichtung erstreckende Stütz- und Führungsflächen zur radialen Abstützung der Hülse aufweist. Diese Abstützung führt zu einer kontrollierten radialen Deformation der Hülse während des Zusammenfügens von Rastteil und Hülse, was einerseits eine Schonung des Hülsenmaterials und andererseits eine zuverlässige Fixierung des Eingriffes der Rastnase in die Rastöffnung mit sich bringt.

Die Unteransprüche 2 bis 12 kennzeichnen eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung. Die nach Anspruch vorgesehene Einschuböffnung ist dabei mit besonders geringem werkzeugtechnischen Aufwand herstellbar, wobei die erfindungsgemäß vorgesehene Stütz- und Führungsflächen in Form der Innenflächen der Einschuböffnung in konstruktiv denkbar einfacher Weise gebildet sind.

Durch die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 3 und 4 wird erreicht, daß die Hülse beim Einfügen in die Einschuböffnung des Rastteils durch die Rastnase nur in dem von dieser beaufschlagten Teilbereich radial nach innen deformiert wird. Die daran angrenzenden Bereiche der Hülsenwand können aufgrund des durch die torbogenartige Querschnittsgestalt der Einschuböffnung vorhandenen Freiraumes radial nach außen ausweichen, wodurch insgesamt trotz der Hülsendeformation eine besonders geringe Materialbeanspruchung entsteht. Dies wird auch dadurch begünstigt, daß die Hülse in ihrem der Rastöffnung gegenüberliegenden, halbzylindrischen Wandbereich satt am entsprechenden halbzylindrischen Innenwandbereich der Einschuböffnung anliegt.

Durch die in den Ansprüchen 5 und 6 angegebenen Maßnahmen wird erreicht, daß die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung bezogen auf die Fügerichtung besonders kompakt baut und die beiden zu verbindenden Formteile damit in räumlich besonders enger Relation zueinander gehalten werden können. Dies erweitert die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung erheblich.

Durch die Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 7 wird einerseits der Kraftaufwand beim Zusammenfügen von Aufnahme- und Rastteil verringert und andererseits eine zuverlässige Fixierung der beiden zu verbindenden Formteile erzielt. Insbesondere kann über eine Variation des Neigungswinkels der steil abfallenden Rastflanke ein Trennen der Verbindung leicht, schwer oder nur unter Einsatz eines speziellen Werkzeuges möglich gemacht werden.

Durch die im Anspruch 8 angegebene Maßnahme wird das Stütz- und Führungsverhalten der Stütz- und Führungsflächen weiter optimiert.

Durch die Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 9 wird ein günstiger Kompromiß zwischen einer möglichst geringen Deformation der Hülse beim Zusammenfügen des Aufnahme- und Rastteils und einer zuverlässigen Aufrechterhaltung des Rasteingriffs zwischen dem Rastteil und der Rastöffnung erzielt. Günstig wirkt sich dabei das im Anspruch angegebene Verhältnis der Wanddicke der Hülse zu deren Außendurchmesser aus.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 wird wiederum der herstellungstechnische Aufwand für die Fertigung der Befestigungsvorrichtung vermindert.

Anspruch 12 betrifft das sogenannte Wand-Rippen-Dickenverhältnis bei Spritzteilen aus Kunststoff. Grundsätzlich sollte bei einem flächigen Formteil, das auf seiner der Sichtseite abgewandten Rückseite durch Rippen verstärkt ist, die Wanddicke des Formteils mindestens doppelt so groß sein, wie die Dicke der Rippen, da sich ansonsten die Rippen auf der Sichtseite abzeichnen würden. Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvor-

richtung kann also einerseits die Hülse so dünnwandig ausgebildet sein, daß sie sich auf der Sichtseite des Formteils nicht abzeichnet, andererseits wird trotz dieser Dünnwandigkeit eine ausreichende Stabilität der Verbindung gewährleistet.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung mehrfach zur Fixierung zweier Formteile aneinander angeordnet sein kann. Es kommt beispielsweise eine Konfiguration von vier derartigen Befestigungsvorrichtungen unter Anordnung in einem Viereck in Frage. Als Anwendungsbeispiel ist die Verwendung solcher Befestigungsvorrichtungen in Stuhlsitzflächen- oder Rückenlehnenkörpern zu nennen, wobei das eine Formteil mit Hülsen der Befestigungsvorrichtungen versehen das unter- oder rückseitige Verblendungsteil und das zweite Formteil mit Rastteilen der Befestigungsvorrichtungen versehen das mit einer Polsterung belegte Abdeckteil des Sitzflächen- oder Rückenlehnenkörpers bilden. Damit wird eine besonders stabile Verbindung zwischen den beiden genannten Formteilen geschaffen. Die flächigen Formteile sind nämlich in einer zu ihrer Hauptebene parallelen Ebene unverkippbar festgelegt, so daß nur ein lineares Herausziehen der Hülsen aus den Rastteilen überhaupt möglich ist, was jedoch aufgrund der Verrastung wirkungsvoll unterbunden wird. Ein Herausschwenken der Rastteile aus der Hülse um eine im Bereich der Verrastung liegende Schwenkachse ist durch die gegenseitige Fixierung der Formteile ebenfalls verhindert.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zusammenstellungszeichnung von Aufnahme- und Rastteil einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung im Längsschnitt mit den beiden Teilen in voneinander losgelöster Stellung,

Fig. 2 eine Darstellung analog Fig. 1 mit dem Aufnahmeteil in teilweise in das Rastteil eingeführter Position,

Fig. 3 eine Darstellung analog Fig. 1 mit Aufnahme- und Rastteil in gegenseitiger Verraststellung,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV-IV nach Fig. 1, Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie V-V nach Fig. 2 und Fig. 6 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie VI-VI nach Fig. 3.

Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellte Befestigungsvorrichtung besteht aus der als Aufnahmeteil an ein erstes (in den Fig. 1 bis 6 teilweise dargestelltes) Formteil 1 einstückig angespritzte Hülse 2 und der Einschuböffnung 3 im zweiten (ebenfalls nur teilweise dargestellten) Formteil 4. Die Einschuböffnung 3 stellt das Rastteil der Befestigungsvorrichtung dar.

Die Hülse 2 weist eine flachzylindrische Gestalt auf und ist in ihrer Hülsenwand 5 mit einer seitlichen, rechteckigen Rastöffnung 6 versehen, deren Länge in Hülsenlängsrichtung etwa einem Viertel der Hülsenlänge und deren Breite in Hülsenquerrichtung etwa dem halben Hülsenaussendurchmesser entspricht. Die Rastöffnung 6 ist dabei in Richtung zum freien Ende 7 der Hülse 2 hin verlagert.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser der Hülse 17,35 mm und der Außendurchmesser 19,67 mm, die Hülse weist also eine Wanddicke von 1,16 mm auf. Das einstückig mit der Hülse 2 verbundene Formteil 1 weist eine Wanddicke von etwa 3 mm auf, so daß das sogenannte Rippen-Wand-Dickenverhältnis kleiner als 1:2 beträgt.

Die Einschuböffnung 3 ist in einem als flacher Zylinder ausgebildeten Verdickungsbereich 8 der Wand 9 des zugeordneten Formteils 4 angeordnet und als durchgehende Öffnung ausgebildet. Sie ist im Querschnitt etwa torbogenförmig ausgebildet, wodurch ihre parallel zur Einschubrichtung E verlaufenden Innenflächen einen im wesentlichen halbzylindrischen Innenwandbereich 10 mit sich daran anschließenden geraden Flanken 11,12 und einen dem halbzylindrischen Innenwandbereich 10 gegenüberliegenden, ebenen Innenwandbereich 13 aufweisen. Am ebenen Innenwandbereich 13

ist etwa mittig bezogen auf die Länge und Breite der Einschuböffnung 3 die Rastnase 14 in der von der Wand 9 des Formteils 4 aufgespannten Ebene angeordnet. Die Rastnase 14 weist dabei eine bezogen auf die Einschubrichtung E der Hülse 2 flach ansteigende Auflaufflanke 15 und eine sich daran anschließende, steiler abfallende Rastflanke 16 auf. Der Neigungswinkel der Auflaufflanke 15 beträgt 28°, der der Rastflanke 16 beträgt etwa 33°. Die Höhe der Rastnase 14 quer zur Einschubrichtung E beträgt etwa 2 mm und damit ca. 10% des freien Durchmessers der Einschuböffnung 3. Unmittelbar vor der Rastnase 14 weist die Einschuböffnung 3 eine stufenförmige, gefaste Querschnittsverjüngung 17 auf.

Der Innendurchmesser des halbzylindrischen Innenwandbereichs 10 und der diametrale Abstand d zwischen diesem Innenwandbereich 10 und dem gegenüberliegenden, ebenen Innenwandbereich 13 der Einschuböffnung 3 entspricht dem Außendurchmesser D der Hülse 2.

Beim Einschieben der Hülse 2 in die Einschuböffnung 3 hegt die Hülse mit ihrem der Rastöffnung 6 gegenüberliegenden, halbzylindrischen Wandbereich am entsprechenden halbzylindrischen Innenwandbereich 10 der Einschuböffnung 3 an, womit letztere Wandbereiche als Stütz- und Führungsflächen zur radialen Abstützung der Hülse 2 wirken. Weiterhin wird dabei der zwischen dem freien Ende 7 der Hülse 2 und deren Rastöffnung 6 gelegene Wandabschnitt 18 beim Auflaufen auf die Auflaufflanke 15 der Rastnase 14 radial einwärts deformiert, wie aus Fig. 5 besonders deutlich wird. Die seitlich an den Wandabschnitt 18 angrenzenden Bereiche der Hülsenwand 5 weichen dementsprechend radial nach außen aus, was durch den durch die torbogenförmige Querschnittsgestalt der Einschuböffnung 3 gebildeten Freiraum beiderseits der Rastnase 14 möglich ist. Beim weiteren Einschieben der Hülse 2 in die Einschuböffnung 3 gelangt die Rastnase in Eingriff in die Rastöffnung 6, die Hülse 2 federt elastisch in ihre Ursprungsgestalt zurück. Durch die gegenseitige Verrastung ist die Hülse 2 in der Einschuböffnung 3 entgegen der Einschubrichtung E und durch ihre radiale Abstützung auch in Radialrichtung zuverlässig festgelegt.

Claims (12)

Schutzansprüche

1. Befestigungsvorrichtung zur gegenseitigen Fixierung zweier Formteile (1,4) insbesondere aus Kunststoff mit

- einem aus Kunststoff bestehenden Aufnahme teil am ersten Formteil (1) und

- einem mit diesen verrastbaren Rastteil (Einschuböffnung 3) am zweiten Formteil (4),

dadurch gekennzeichnet,

- daß das Aumahmeteil von einer dünnwandigen, in Radialrichtung deformierbaren, im Querschnitt kreisrunden oder elliptischen Hülse (2) gebildet ist, deren Hülsenwand (5) eine seitliche Rastöffnung (6) aufweist und

- daß das Rastteil (Einschuböffnung 3)

~ mit der Hülse (2) in Hülsenlängsrichtung zusammenfügbar ist,

-- zur gegenseitigen Verrastung mit der Hülse (2) eine sich quer zur Fügerichtung (Einschubrichtung E) erstreckende, in die Rastöffnung (6) der Hülse (2) eingreifende Rastnase (14) aufweist und

~ mit sich in Fügerichtung (Einschubrichtung E) erstreckenden Stütz- und Führungsflächen zur radialen Abstützung der Hülse (2) versehen ist,

wobei zumindest beim Zusammenfügen von Rastteil (Einschuböffnung 3) und Hülse (2) eine radiale, elastische Deformation der Hülse (2) stattfindet.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastteil eine Einschuböffnung (3) für die Hülse (2) aufweist, wobei die parallel zur Einschubrichtung (E) verlaufenden Innenflächen (Innenwandbereiche 10,13) der Einschuböffnung (3) als Stütz- und Führungsflächen an der Außenseite der Hülse (2) zumindest partiell anliegen und die Rastnase (14) von einer Innenfläche (ebener Innenwandbereich 13) der Einschuböffnung (3) quer zur Einschubrichtung (E) nach innen absteht.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschuböffnung (3) im Querschnitt etwa torbogenförmig ausgebildet ist, wobei der damit gebildete, im wesentlichen halbzylindrische Innenwandbereich (10) der Einschuböffnung (3) am entsprechenden Außenwandbereich der Hülse (2) als Stütz- und Führungsfläche anliegt und die Rastnase (14) an dem dem halbzylindrischen Innenwandbereich (10) gegenüberliegenden ebenen Wandbereich (13) der Einschuböffnung (3) angeordnet ist.

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des halbzylindrischen Innenwandbereichs (10) und der diametrale Abstand (d) zwischen diesem Innenwandbereich (10) und dem gegenüberliegenden, ebenen Wandbereich (13) der Einschuböffnung (3) dem Außendurchmesser (D) der Hülse (2) entspricht.

5. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (14) bezogen auf die Länge der Einschuböffnung (3) in Einschubrichtung (E) etwa mittig angeordnet ist.

6. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschuböffnung (3) des Rastteils als durchgehende Öffnung in einen Verdickungsbereich (8) der Wand (9) des zugeordneten Formteils (4) angeordnet ist, wobei die Rastnase (14) in der von der Formteilwand (9) aufgespannten Ebene liegt.

7. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnase (14) bezogen auf die Einschubrichtung (E) der Hülse (2) eine flach ansteigende Auflaufflanke (15) und eine sich daran anschließende steil abfallende Rastflanke (16) aufweist.

8. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschuböffnung (3) eine stufenförmige, vorzugsweise gefaste Querschnittsverjüngung (17) aufweist.

9. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalhöhe der Rastnase (14) etwa 10% des Außendurchmessers (D) der Hülse (2) beträgt.

10. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Hülse (2) 5 bis 7% des Außendurchmessers (D) der Hülse (2) beträgt.

11. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) an ihrem dem freien Ende (7) abgewandten Ende einstückig mit dem ihr zugeordenten Formteil (1) verbunden ist.

12. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Wanddicke der Hülse (2) zur
Wanddicke des einstückig mit ihr gespritzten flächigen Formteils (1)
kleiner als 1:2 ist.