DD254763A1 - Clip-verbindung zur lagefixierung von fuegeteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Clip-Verbindung zur Lagerfixierung duennwandiger Halterungen von optischen Bauelementen in einer Traegerbasis eines optischen Geraetes. Ein zur Herstellung der Verbindung zweier Fuegeteile verwendetes Verbindungselement besteht aus zwei mit Anschlagflaechen versehenen Einzelelementen, die jeweils in die der Fuegezone abgewandten Oeffnungen der Fuegeteile eingefuegt sind. Zwischen den Einzelelementen befinden sich einzelne oder mehrere partiell, zonal oder vollstaendig thermisch verformbare, sowie mit den Kontaktflaechen und/oder mit Aussparungen in den Kontaktflaechen eine Verbindung eingehende Ausdehnungselemente. Infolge der Einlagerung der Ausdehnungselemente wird nach dem Erkalten des Ausdehnungselementes eine kraft- und formschluessige Fuegeverbindung realisiert. Die Clip-Verbindung ist stabil gegen Temperaturschwankungen und garantiert Langzeitpositioniergenauigkeiten. Fig. 1

Description

Die Erfindung betrifft eine Clip-Verbindung zur Lagefixierung von Fügeteilen, vorwiegend zur Fixierung dünnwandiger Halterungen von optischen Bauelementen in einer Trägerbasis eines optischen Gerätes.

Hauptanwendungsgebiete der Clip-Verbindung werden bei Montageprozessen zur Herstellung dauerhafter sowie genauer Fügeverbindungen von Bauelementen im feinmechanisch-optischen Justiermittelbau, im wissenschaftlichen Gerätebau sowie in der Konsumgüter- und Fahrzeugindustrie gesehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind eine Reihe von Anordnungen zum Verbinden bzw. Lagefixieren von vorzugsweise zwei verschiedenen Bauelementen.

In DE-AP 227757 wird eine Anordnung beschrieben, bei der quasi formgleiche Bauelemente derart verbunden werden, daß mindestens ein Bauelement elastische Vorsprünge besitzt und äquidistante bzw. äquivalente Aussparungen im Gegenteil vorhanden sind. Die Bauelemente werden während des Fügevorganges ineinander gepreßt. Ein ähnliche Verbindung wird in DE-PS 3317020 aufgezeigt, bei welcher über einrastende Elemente eine Clip-Verbindung realisiert wird. Dabei sind die einrastenden Elemente sehr kompliziert gestaltet, da sie in mindestens zwei Koordinaten einen Kraft- und Formschluß zwischen den Fügeteilen sichern müssen.

Bei dünnwandigen Teilen sind derartige Verbindungen nicht realisierbar.

Weiterhin weisen diese Arten von Clip-Verbindungen den Nachteil auf, daß zum Lösen der Verbindungen die Zugänglichkeit oft sehr ungünstig ist und hohe Löskräfte erforderlich sind. Die Gefahr der Beschädigung bzw. Zerstörung der Fügekräfte ist relativ

Bei Trägergruppen, die mit empfindlichen Bauteilen, beispielsweise mit optischen Bauelementen versehen sind, ist die Gefahr der Lageänderung bzw. Beschädigung gegeben.

In DE-OS 3243823 wird eine Clip-Verbindung zwischen zwei geometrisch sehr unterschiedlichen Bauelementen beschrieben, die an einer Stelle eine Fläche aufweisen, die mit einem Formelement versehen ist. Der Kraft- und zusätzliche Formschluß wird über eine Kugelverbindung realisiert.

Mit dieser Anordnung wird eine elastische Verformung eines der Bauelemente vorgenommen. Es sind keine besonderen Clip-Elemente erforderlich. Derartige Anordnungen sind für Verbindungen von Trägerbauelementen, insbesondere von Halterungsblechen nicht geeignet, da der Platzbedarf der Verbindungselemente relativ groß ist.

Weiterhin sind lösbare Verbindungen von Bauelementen bekannt (DE-OS 3511070), bei denen die Bauelemente mit fluchtenden Öffnungen versehen sind und ein Kraft- sowie Formschluß zwischen den Elementen einerseits durch Spreizkeilflächen im Halteteil und zum anderen durch Federungen im Basisteil hergestellt wird. Zur Sicherung gegen Verdrehen müssen die Bauteile mit einer speziellen Form versehen werden. Derartige Verbindungen weisen die Nachteile auf, daß einmal keine hohen Positioniergenauigkeiten der Bauelemente zueinander erreichbar sind und zum anderen für hohlzylinderförmige Fügeteile nur bedingt eingesetzt werden können. Weiterhin bedarf die zusätzliche Sicherung gegen Verdrehung eines erhöhten Platzbedarfs.

Eine Clip-Verbindung, die auf der Basis von Hinterschneidungen an einem Bolzen und einer Hülse beruht und somit eine Verbindung zweier Fügeteile realisiert, wird in DD-PS 218 angegeben. Weiterhin wird in EP 0078395 eine Schnapp-In-Verbindung aufgezeigt, bei welcher ein Halteelement einen Schaft mit radialen Rastnasen besitzt und die Einrastung in das Fügeteil sowie die Haltesicherung über Stütznasen und Sperriegel realisiert werden.

Nachteilig bei derartigen Verbindungen ist die Tatsache, daß eine genaue Verbindung von dünnwandigen Trägerplatten, die beispielsweise optische Bauteile beinhalten, mit hohem Kraft- und Formschluß nicht möglich ist. Bei starken Temperaturänderungen wird der Kraft- und Formschluß der Verbindung reduziert, daß heißt, es treten Positionsänderungen der Fügeteile auf, die wiederum erheblichen Einfluß auf eine Gerätefunktion ausüben.

Mit Clip-Verbindungen, die einen doppelten Wirkmechanismus besitzen (DE-OS 3325191; US-PS 433426), läßt sich eine getrennte Lagefixierung von beispielsweise zwei Platten in einem definierten Abstand zueinander realisieren. Sie weisen jedoch den Nachteil auf, daß der Kraftschluß zwischen den Fügeteilen relativ gering ist.

Weiterhin sind Klemmkörper bekannt, bei denen eine kraft- und formschlüssige Lagefixierung in einem Gegenteil mittels nachgiebiger polymerer Werkstoffe erfolgt (DE-OS 3409907). Dazu wird in DE-OS 3504515 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Kompensieren von Dimensionierungsungenauigkeiten angegeben, bei dem ein expandierender Kompensator mit definierter Umhüllung eingesetzt wird. Nachteilig dabei ist jedoch der hohe verfahrenstechnische Aufwand, ein relativ großer Platzbedarf sowie eine komplizierte Demontage der Fügeteile. Clip-Verbindungen, die mit sternförmigen konzentrisch an einem Basisteil angeordneten Koppelelementen versehen sind, werden in WO 80/01709 vorgestellt. Dabei sind die Koppelelemente spreizbar gestaltet.

Sie bilden einen Drehpunkt und werden mittels Gewindestiftverstellung nach dem Fügen in der Koppelstelle gespreizt. Dieser Lösung haften jedoch die Nachteile an, daß einmal die Koppelstelle sehr kompliziert gestaltet ist und zum anderen die Lagepositionierung der Fügeteile begrenzt sowie ein multivalenter Einsatz der Verbindungen nicht gegeben ist. Alle bekannten Clip-Verbindungen sind daher mit dem Nachteil verbunden, daß sie entweder einen hohem Kraft- und Formschluß zwischen den Fügeteilen sowie eine ausreichende Sicherung gegen Verdrehung realisieren, damit aber in ihrem Aufbau sehr kompliziert gestaltet sind oder die Verbindungen sind relativ leicht herstellbar, besitzen aber nur einen begrenzten Einsatzbereich, da der Kraft- und Formschluß relativ gering ist und die Lagepositionierungen der Fügeteile zueinander oftmals nicht den Anforderungen entsprechen.

Weiterhin ist es bei allen bekannten Clip-Verbindungen als nachteilig anzusehen, daß bei extremen Temperaturschwankungen der Einfluß auf die Kraftschlüssigkeit sehr groß ist und bis zur Gefährdung der Verbindung führen kann. Dazu kommt, daß eine Demontage sehr schwierig und teilweise sogar unmöglich ist ohne dabei die Fügeelemente zu beschädigen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Kompliziertheitsgrad einer Clip-Verbindung und damit den Montage- und Demontageaufwand zu reduzieren, die Positioniergenauigkeit der Fügeteile zueinander zu erhöhen sowie den Einsatzbereich der Verbindung zu erweitern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Clip-Verbindung zur Lagefixierung von Fügeteilen zu entwickeln, die unabhängig von extremen Temperaturbelastungen eine unter hohen Kraft- und Formschluß stehende Fügeverbindung realisiert, lösbar ist, und bei Demontage eine Beschädigung der Fügeteile ausschließt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Clip-Verbindung, zur Lagefixierung von Fügeteilen, vorwiegend zur Fixierung dünnwandiger Halterungen von optischen Bauelementen in einer Trägerbasis eines optischen Gerätes, wobei die Fügeteile an der Fügestelle Durchbrüche aufweisen und über ein Verbindungselement kraft-und formschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gelöst, daß das Verbindungselement aus zwei an die Durchbrüche der Fügeteile angepaßten sowie mit Anschlagflächen versehenen Einzelelementen besteht, die Einzelelemente jeweils in die der Fügezone abgewandten Öffnungen der Durchbrüche beigefügt sind und zwischen den Einzelelementen ein oder mehrere partiell, zonal oder vollständig thermisch verformbare, sowie mit den Kontaktflächen und/oder mit Aussparungen in den Kontaktflächen eine Verbindung eingehende Ausdehnungselemente eingelagert sind.

Vorteilhafterweise sind die Kontaktflächen der Einzelelemente kegelförmig ausgebildet. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Kontaktfläche von mindestens einem Einzelelement eine Hinterdrehung zur Aufnahme des Ausdehnungselementes während .

des Fügevorganges aufweist. Bedingt durch die Gestaltung des Verbindungselementes, insbeosondere durch Einlagerung der Ausdehnungselemente, die bei einer Temperaturänderung während des Fügevorganges ihre Form verändern, läßt sich einerseits das Fügen sehr leicht realisieren und zum anderen wird ein hoher Kraft- und Formschluß zwischen den Fügeteilen verwirklicht. Die partiell, zonal oder vollständig thermisch beeinflußbaren Ausdehnungselemente bewirken weiterhin, daß sie sich je nach der Wärmezuführung axial und/oder radial ausdehnen bzw. zusammenziehen und somit die Fügeverbindung entsprechend ihrer funktioneilen Belastung in radialer oder axialer Richtung sowie gegen Drehbewegung sichern.

Die Clip-Verbindung ist relativ leicht lösbar, ohne daß dabei die Fügeelemente beschädigt bzw. zerstört werden, da dem Verbindungselement lediglich Wärme zugeführt werden braucht.

Die Temperatur ist dabei abhängig von der Verformungstemperatur der Ausdehnungselemente.

Durch entsprechende Auswahl der Ausdehnungselemente entsprechend des Verwendungszwecks der Fügeverbindung lassen sich Clip-Verbindungen realisieren, die in einem bestimmten Temperaturbereich stabil sind, das heißt, auch extreme Temperaturunterschiede haben keinen Einfluß auf die Qualität der Verbindung.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Clip-Verbindung soll nachstehend anhand von drei Ausführungsbeispielen, die in den Figuren 1,2 und 3 dargestellt sind, näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiel 1

Figur 1 zeigt zwei über ein Verbindungselement mit einander verbundene dünnwandige Fügeteile 1 und 2. Das Verbindungselement besteht dabei aus zwei Einzelelementen 3 und 4, die mit Anschlagflächen 5 und 6 versehen in zylinderförmige Durchbrüche 7 und 8 der Fügeteile 1 und 2 eingefügt sind. Zwischen den Einzelelementen 3 und 4 sind zwei thermisch verformbare Ausdehnungselemente 9 derart eingelagert, daß sie im gelösten Zustand der Fügeverbindung zunächst im Einzelelement 4 fixiert sind, während des Fügeprozesses in das Einzelelement 4 eingefügt werden und somit eine feste formschlüssige Fügeverbindung realisieren.

Ausführungsbeispiel 2

Bei der in Figur 2 dargestellten Fügeverbindung ist der Durchbruch 7 des Fügeteiles 1 kegeiförmig ausgebildet. Weiterhin ist zwischen den Einzelelementen 3 und 4 des Verbindungselementes lediglich ein thermisch verformbares Ausdehnungselement 9 eingelagert.

Zum Verbinden der Fügeteile 1 und 2 wird das Ausdehnungselement 9 partiell erwärmt und die Einzelelemente 3 und 4 druckbeaufschlagt.

Bedingt durch die eine Längskontraktion beim Abkühlen des Ausdehnungselementes 9 welches mit den Einzelelementen 3 und 4 eine Verbindung eingeht und die besondere Formgestaltung der Einzelelemente 3 und 4 erfolgt eine axiale und radiale Lagefixierung.

Ausführungsbeispiel 3

Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist durch eine zusätzliche, in den Durchbrüchen 7 und 8 der Fügeteile 1 und 2 eingefügte geschlitzte Hülse 10 charakterisiert. Weiterhin besitzt das Einzelelement 3 eine geschlitzte sowie hinterdrehte Bohrung 11, in die ein Ausdehnungselement 9 in kegliger Ausführung, welches im Einzelelement 4 fixiert ist, eingreift. Durch die Gestaltung der Hülse 10 sowie der Einzelelemente 3 und 4, das heißt durch ihre kegelförmigen, aufeinander abgestimmten Flächenelemente erfolgt der Fügevorgang derart, daß nach der partiellen Erwärmung des Ausgleichselementes 9 die Hülse 10 auf das Einzelelement 3 gedruckt wird, anschließend werden die Einzelelemente 3 und so gegeneinander gedrückt, bis sich der Kegel des Ausdehnungselementes 9 in der Hinterdrehung des Einzelelementes 3 fixiert und die kegelförmigen Flächenelemente der Einzelelemente 3 und 4 die Hülse 10 spreizen

Beim Erhalten der Ausdehnungselementes 9 erfolgt eine radial und axiale Fixierung der Fügeteile 1 und 2.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1. Clip-Verbindung zur Lagefixierung von Fügeteilen, vorwiegend zur Fixierung dünnwandiger Halterungen von optischen Bauelementen in einer Trägerbasis eines optischen Gerätes, wobei die Fügeteile an der Fügestelle Durchbrüche aufweisen und über ein Verbindungselement kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement aus zwei an die Durchbrüche (7,8) der Fügeteile (1,2) angepaßten sowie mit Anschlagflächen (5, 6) versehenen Einzelelemente (3,4) besteht, die Einzelelementen (3,4) jeweils in die der Fügezone abgewandten Öffnungen der Durchbrüche (7,8) eingefügt sind und zwischen den Einzelelementen (3,4) ein oder mehrere partiell, zonal oder vollständig thermisch verformbare, sowie mit den Kontaktflächen und/oder mit Aussparungen in den Kontaktflächen die Verbindung eingehende Ausdehnungselemente (9) eingelagert sind.
2. 2. Clip-Verbindung zur Lagefixierung von Fügeteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der Einzelelemente (3,4) kegelförmig ausgebildet sind.
3. 3. Clip-Verbindung zur Lagefixierung von Fügeteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche von mindestens einem Einzelelement (3 oder4)eine Hinterdrehung zur Aufnahme des Ausdehnungselementes (9) während des Fügevorganges aufweist.

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