DE202009000971U1

DE202009000971U1 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE202009000971U1
Application number: DE200920000971
Authority: DE
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2019-01-27

Abstract

Befestigungselement mit einem Oberteil und einem Unterteil, die durch ein flexibles Band miteinander verbunden sind, wobei das Unterteil eine Vorderseite, eine Rückseite und eine Öffnung hat und das Oberteil einen Kopf und einen Schaft mit einer Längsachse aufweist und wobei der Schaft Haltemittel zur lösbaren Befestigung des Schafts in der Öffnung des Unterteils aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (22) wenigstens eine sich radial zur Längsachse erstreckende Halterippe (25) hat, deren Länge in radialer Richtung größer ist als ihre Breite, dass die Öffnung (33) des Unterteils länglich ist und ihre Breite kleiner und ihre Länge größer ist als die Länge der Halterippe (25), dass die Halterippe (25) und/oder der Rand der Öffnung (33) derart radial elastisch verformbar sind, dass der Schaft (22) mit der Halterippe (25) bei sich kreuzenden Längsrichtungen von Halterippe (25) und Öffnung (33) von der Vorderseite (30) des Unterteils aus mit einer Kraft durch die Öffnung...

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem Oberteil und einem Unterteil, die durch ein flexibles Band miteinander verbunden sind, wobei das Unterteil eine Vorderseite, eine Rückseite und eine Öffnung hat und das Oberteil einen Kopf und einen Schaft mit einer Längsachse aufweist und wobei der Schaft Haltemittel zur lösbaren Befestigung des Schafts in der Öffnung des Unterteils aufweist.
Befestigungselemente der angegebenen Art sind aus US 6,431,585 B1 und US 7,155,783 B2 bekannt. Bei den bekannten Befestigungselementen wird das Oberteil durch Eindrücken des Schafts in die Öffnung des Unterteils mit diesem fest verbunden. Die Haltekraft der Verbindung wird hierbei entweder durch den beim Eindrücken des Schafts hervorgerufenen Reibschluss oder durch federnde Mittel erzeugt, die kraftschlüssig mit einer Stufe des Schafts in Eingriff sind. Um das Befestigungselement zu lösen, muss der Schaft unter Überwindung der reibschlüssigen und kraftschlüssigen Haltekraft aus der Öffnung des Unterteils herausgezogen werden. Größere Haltekräfte erschweren daher das Lösen der Verbindung. Außerdem ist bei den bekannten Befestigungselementen die Eindrückkraft zum Verbinden von Oberteil und Unterteil im Vergleich zur Halte- bzw. Lösekraft relativ hoch.
Es sind weiterhin aus DE 24 06 231 C2 und DE 30 14 745 C2 einstückige Befestigungselemente aus Kunststoff bekannt, die einen Kopf und einen in das Loch eines Werkstücks einsetzbaren Schaft haben, an dem axiale Reihen von radialen, lamellenförmigen und flexiblen Rippen angeordnet sind, die in Achsrichtung einen Abstand voneinander haben. Auch bei diesen Befestigungselementen erfordert das Lösen ein Überwinden der Haltekraft. Außerdem müssen das Befestigungselement und das Loch im Werkstück aufeinander abgestimmt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das leicht zu montieren ist, hohe Haltekräfte ermöglicht und auf einfache Weise und ohne großen Kraftaufwand gelöst werden kann. Das Befestigungselement soll außerdem einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Die Aufgabe wird durch ein Befestigungselement mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Befestigungselements sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nach der Erfindung umfasst das Befestigungselement ein Oberteil und ein Unterteil, die durch ein flexibles Band miteinander verbunden sind, wobei das Unterteil eine Vorderseite, eine Rückseite und eine Öffnung hat und das Oberteil einen Kopf und einen Schaft mit einer Längsachse aufweist, wobei der Schaft Haltemittel zur lösbaren Befestigung des Schafts in der Öffnung des Unterteils aufweist und wenigstens eine sich radial zur Längsachse erstreckende Halterippe hat, deren Länge in radialer Richtung größer ist als ihre Breite und wobei die Öffnung des Unterteils länglich ist und ihre Breite kleiner und ihre Länge größer ist als die Länge der Halterippe und die Halterippe und/oder der Rand der Öffnung derart radial elastisch verformbar sind, dass der Schaft mit der Halterippe bei sich kreuzenden Längsrichtungen von Halterippe und Öffnung von der Vorderseite aus mit einer Kraft durch die Öffnung des Unterteils hindurchdrückbar ist, so dass die Halterippe auf der Rückseite des Unterteils den Rand der Öffnung übergreift, und dass das Oberteil gegenüber dem Unterteil soweit drehbar ist, dass der Schaft und die Halterippe ohne nennenswerten Widerstand aus der Öffnung heraus bewegbar sind.
Das Befestigungselement nach der Erfindung ermöglicht auf einfache Weise das Verbinden von Bauteilen, die mit einer Befestigungsöffnung versehen sind. Größe und Form der Befestigungsöffnungen kann hierbei in weiten Grenzen variieren. Der Befestigungsvorgang erfolgt durch einfaches Eindrücken des durch die Befestigungsöffnungen hindurchgesteckten Schafts des Oberteils in die Öffnung des Unterteils, wobei die Halterippe den Rand der Öffnung überspringt und durch Abstützung an der Rückseite des Randes den Schaft in der Öffnung festhält. Durch Drehung des Oberteils gegenüber dem Unterteil um beispielsweise 90° kann die Halterippe außer Eingriff mit dem Rand der Öffnung gebracht und das Befestigungselement auf einfach Weise gelöst werden. Da hierbei der Zapfen nicht gegen den Widerstand der Halterippe aus der Öffnung herausgezogen werden muss, erfordert das Lösen keine große Kraft und die Halterippe kann so gestaltet sein, dass eine hohe Haltekraft zwischen Oberteil und Unterteil wirksam ist.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann das flexible Band zumindest in einer Richtung eine solche Steifigkeit haben, dass es das Oberteil gegenüber dem Unterteil in einer Lage ausrichtet und stabilisiert, in der die Längsrichtungen von Halterippe und Öffnung in verschiedenen, sich kreuzenden Ebenen liegen. Durch eine solche Gestaltung des flexiblen Bandes werden Oberteil und Unterteil bei der Montage in der richtigen Befestigungsposition zueinander ausgerichtet und nach der Montage in der Befestigungsstellung gegen Verdrehen gesichert. Alternativ oder auch ergänzend können an der Halterippe mit dem Unterteil zusammenwirkende Rasten vorgesehen sein, die ungewolltes Verdrehen des Oberteils gegenüber dem Unterteil verhindern.
Vorzugsweise hat der Schaft eine Mehrzahl von in Richtung seiner Längsachse mit Abstand nebeneinander angeordneten Halterippen, so dass er in mehreren, verschieden tief in die Öffnung des Unterteils eingedrückten Stellungen an dem Unterteil festhaltbar ist. Um zu verhindern, dass der durch die Mehrzahl von Halterippen entsprechend längere Schaft zu weit auf der Rückseite aus dem Unterteil herausragt, wenn er beim Befestigen zu weit durch die Öffnung hindurchgedrückt worden ist, kann vorgesehen sein, dass der Schaft zwischen wenigstens zwei Halterippen einen als Trennstelle oder Sollbruchstelle ausgebildeten Abschnitt aufweist. Durch die Ausbildung des Schafts mit einer Mehr zahl von Halterippen eignet sich das Befestigungselement zur Verbindung von Bauteilen verschiedener Dicke.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an wenigstens einer Längsseite oder an beiden gegenüberliegenden Längsseiten der Öffnung ein federnd nachgiebiger Sperrzahn ausgebildet ist. Durch eine solche Gestaltung kann der Schaft relativ starre, sägezahnartige Halterippen haben, die auch bei kleinen Durchmessern des Schafts genügend hohe Haltekräfte ermöglichen. Die federnde Nachgiebigkeit des Sperrzahns kann im Unterteil aufgrund des dort zur Verfügung stehenden größeren Durchmessers einfacher erreicht werden. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Sperrzahn in Richtung der Vorderseite des Unterteils an einem festen Anschlag des Unterteils abgestützt ist, um die Haltekraft zu erhöhen.
Um das Oberteil und das Unterteil leicht relativ zueinander drehen zu können, sind an der Rückseite des Unterteils und an der dem Schaft abgekehrten Rückseite des Oberteils Grifflaschen angeordnet, an denen entweder von Hand oder mittels eines Werkzeugs ein Drehmoment eingeleitet werden kann. Weiterhin können auf der Vorderseite des Unterteils an den Breitseiten der Öffnung Führungsrippen angeordnet sein, die das Einführen des Zapfens in die Öffnung erleichtern.
Das Befestigungselement kann vorteilhaft in einem Stück aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt sein. Durch die einteilige Ausführung wird die richtige Zuordnung von Oberteil und Unterteil für die Montage gewährleistet und die Handhabung erleichtert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
1 eine Seitenansicht eines Befestigungselements nach der Erfindung,
2 eine Draufsicht des Befestigungselements gemäß 1,
3 eine perspektivische Darstellung des Befestigungselements gemäß 1 und
4 ein Befestigungselement nach der Erfindung mit längerem Schaft in Montageposition.
Das in den 1 bis 3 dargestellte Befestigungselement 1 besteht aus einem Oberteil 2, einem Unterteil 3 und einem das Oberteil 2 mit dem Unterteil 3 verbindenden Band 4. Beide, Oberteil 2 und Unterteil 3, haben die Form kreisrunder Scheiben, wobei das Band 4 jeweils mit dem Umfangsrand der Scheiben derart verbunden ist, dass die Längsachse des Bandes an den Verbindungsstellen jeweils radial zu den Scheiben verläuft. Das Band 4 hat einen rechteckigen Querschnitt, dessen Längsachse parallel zu den Ebenen der Scheiben ausgerichtet ist. Das Band 4 ist daher um eine zur Ebene der Scheiben parallele Achse leichter biegbar als um eine zur Ebene der Scheiben senkrechte Achse.
Das Oberteil 2 hat die Form eines Kugelabschnitts mit einer ebenen Vorderseite 20 und einer gewölbten Rückseite 21. Im Zentrum der Vorderseite 20 ist ein Schaft 22 angeordnet mit einem Fuß 23, der aus kreuzförmig angeordneten Rippen besteht, und einem Stift 24, der vier, den Stift 24 ringförmig umgebende Halterippen 25 trägt, die regelmäßigem Abstand voneinander an dem Stift 24 angeordnet sind. Die Halterippen 25 haben eine annähernd rechteckige Form mit zwei geraden parallelen Längsseiten 26 und zwei Querseiten 27. Die Querseiten 27 werden von zur Längsachse des Stifts 24 konzentrischen Kegelflächen 28 und Zylinderflächen begrenzt. Die Kegelflächen 28 befinden sich auf den dem Oberteil 2 abgekehrten Seite der Halterippen 25 und verleihen diesen an den Querseiten 27 eine sägezahnartige Form, die das Verbinden des Schaftes 22 mit dem Unterteil 3 erleichtern soll. Die Längsseiten 26 der Halterippen 25 verlaufen parallel zu einer alle Teile des Befestigungselements 1 schneidenden Sym metrieebene. Auf der Rückseite 21 des Oberteils 2 sind zwei Grifflaschen 29 zur Einleitung eines Drehmoments angeordnet.
Das Unterteil 3 hat eine eben Vorderseite 30 und eine gewölbte Rückseite 31, an der Grifflaschen 32 angebracht sind. In der Mitte weist das Unterteil 3 eine durchgehende Öffnung 33 auf, die von zwei zur Symmetrieebene parallelen Rändern 34 und in Querrichtung zur Symmetrieebene von einander gegenüberliegenden Sperrzähnen 35 begrenzt wird. Die Sperrzähne 35 sind durch seitliche Schlitze 36 von den Rändern 34 getrennt und an ihren freien Enden auf der der Vorderseite 30 zugekehrten Seite abgeschrägt. Auf der Vorderseite 30 weist das Unterteil 3 außerdem Führungsrippen 37 auf, die von der ebenen Vorderseite 30 abstehen und an die Ränder 34 angrenzen. Der Abstand zwischen den Rändern 34 ist größer als der maximale Durchmesser der Halterippen 25 im Bereich der Querseiten 27.
Die freien Enden der Sperrzähne 35 haben einen Abstand voneinander, der deutlich kleiner ist als der Durchmesser der Halterippen 25 aber größer als die Breite der Halterippen 25 quer zu den Längsseiten 26 gemessen. Aufgrund dieser Gestaltung kann das Oberteil 2 mit dem Unterteil 3 verbunden werden, indem das Oberteil 2 durch Umbiegen des Bandes 4 um eine zur Symmetrieebene senkrechte Achse derart auf das Unterteil 3 geklappt wird, dass die vorderste Halterippe 25 an den Sperrzähnen 35 zur Anlage kommt. Anschließend wird das Oberteil 2 mit einer solchen Kraft gegen das Unterteil 3 gedrückt, dass die federnden Sperrzähne 35 in Richtung der Rückseite 31 gebogen und auseinander gedrückt werden und dadurch eine oder mehrere Halterippen 25 überspringen. Ist die von der Dicke zu befestigenden Bauteile abhängige maximale Annäherung zwischen Oberteil 2 und Unterteil 3 erreicht, so halten die Sperrzähne 35 den Schaft 22 durch Eingreifen in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Halterippen 25 an dem Unterteil 3 fest.
Um die geschlossene Verbindung zwischen dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3 wieder zu lösen, kann das Oberteil 2 gegenüber dem Unterteil 3 um einen Drehwinkel von 90° gedreht werden. Das flexible Band 4 hält zwar aufgrund seiner Steifigkeit bei der Montage und auch danach Oberteil 2 und Unterteil 3 in der vorgegebenen symmetrischen Ausrichtung fest. Die Flexibilität des Bandes 4 ist aber andererseits genügend groß, so dass das Band 4 so weit verformt werden kann, dass eine Relativdrehung von Oberteil 2 und Unterteil 3 um 90° möglich ist. Durch eine solche Drehung gelangen die Halterippen 25 außer Eingriff mit den Sperrzähnen 35 und in eine solche Lage in der Öffnung 33, dass der Schaft 22 aus der Öffnung 33 herausgezogen werden kann. Das Lösen der Verbindung ist daher auf einfache Weise und ohne nennenswerten Kraftaufwand möglich.
4 zeigt ein Befestigungselement 10, das bis auf eine größere Länge des Schaftes 22 dem Befestigungselement 1 gleicht. Das Befestigungselement 10 ist in der Schließstellung gezeigt, in der es zwei Bauteile 40, 41 miteinander verbindet, die jeweils ein Befestigungsloch 42, 43 haben. In der Schließstellung liegen das Oberteil 2 und das Unterteil 3 mit den jeweiligen Vorderseiten 20, 30 an einem der Bauteile 40, 41 an. Der Schaft 22 erstreckt sich durch die Öffnung im Unterteil 3 und ragt mit einem mehrere Halterippen 25 aufweisenden Ende auf der Rückseite 31 aus dem Unterteil 3 heraus. Diese aus dem Unterteil 3 herausragende Länge des Schaftes 22 ist vorgesehen, um auch dickere Bauteile zwischen dem Oberteil 2 und dem Unterteil 3 anordnen und miteinander verbinden zu können.
In der in 4 dargestellten Situation ist der aus dem Unterteil 3 herausragende Abschnitt des Schaftes 22 jedoch wirkungslos und kann bei begrenztem Einbauraum stören. Die zwischen den Halterippen 25 sich erstreckenden Abschnitte 45 des Schaftes 22 haben daher die Funktion von Trennstellen, an denen der Schaft 22 mit Hilfe eines schneidenden Werkzeugs, beispielsweise einer Schere, getrennt werden kann. Die Halterippen 25 können beim Trennen des Schafts 22 zur Führung des Werkzeugs dienen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6431585 B1 [0002]
- US 7155783 B2 [0002]
- DE 2406231 C2 [0003]
- DE 3014745 C2 [0003]

Claims

Befestigungselement mit einem Oberteil und einem Unterteil, die durch ein flexibles Band miteinander verbunden sind, wobei das Unterteil eine Vorderseite, eine Rückseite und eine Öffnung hat und das Oberteil einen Kopf und einen Schaft mit einer Längsachse aufweist und wobei der Schaft Haltemittel zur lösbaren Befestigung des Schafts in der Öffnung des Unterteils aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (22) wenigstens eine sich radial zur Längsachse erstreckende Halterippe (25) hat, deren Länge in radialer Richtung größer ist als ihre Breite, dass die Öffnung (33) des Unterteils länglich ist und ihre Breite kleiner und ihre Länge größer ist als die Länge der Halterippe (25), dass die Halterippe (25) und/oder der Rand der Öffnung (33) derart radial elastisch verformbar sind, dass der Schaft (22) mit der Halterippe (25) bei sich kreuzenden Längsrichtungen von Halterippe (25) und Öffnung (33) von der Vorderseite (30) des Unterteils aus mit einer Kraft durch die Öffnung (33) des Unterteils hindurchdrückbar ist, so dass die Halterippe (25) auf der Rückseite (31) des Unterteils den Rand der Öffnung (33) übergreift, und dass das Oberteil (2) gegenüber dem Unterteil (3) soweit drehbar ist, dass der Schaft (22) und die Halterippe (25) aus der Öffnung (33) herausnehmbar sind.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Band (4) zumindest in einer Richtung eine solche Steifigkeit hat, dass es das Oberteil (2) gegenüber dem Unterteil (3) in einer Lage stabilisiert, in der die Längsrichtungen von Halterippe (25) und Öffnung (33) in verschiedenen, sich kreuzenden Ebenen liegen.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (22) eine Mehrzahl von in Richtung seiner Längsachse mit Abstand nebeneinander angeordneten Halterippen (25) aufweist.
Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (22) zwischen wenigstens zwei Halterippen (25) einen als Trennstelle ausgebildeten Abschnitt (45) aufweist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer oder an beiden sich in Längsrichtung erstreckenden Seiten der Öffnung (33) im Unterteil (3) ein federnd nachgiebiger Sperrzahn (35) angeordnet ist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite (31) des Unterteils (3) und an der dem Schaft (22) abgekehrten Rückseite (21) des Oberteils (2) Grifflaschen (29) angeordnet sind.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorderseite (30) des Unterteils (3) an den Breitseiten der Öffnung (33) Führungsrippen (37) angeordnet sind.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Stück aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt ist.