DE10060242B4

DE10060242B4 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE10060242B4
Application number: DE10060242A
Authority: DE
Inventors: Stephen M. Eau Claire Everard
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: US6244805B1; ITTO20001211A1; DE10060242A1; CA2329377A1; CA2329377C

Abstract

Befestigungselement, das in einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren aus einem weichen elastischen Polymer und einem starren Kunststoff einteilig geformt ist, mit einem flachen Kopf, der eine erste und eine zweite Seite aufweist, einem Schaft mit einem proximalen und einem distalen Ende, wobei sich das proximale Ende von der zweiten Seite forterstreckt, einer Öffnung im Kopf, die sich in den Schaft hineinerstreckt und eine Mündung aufweist, wobei das distale Ende des Schaftes aus dem elastischen Polymer geformt ist, und der flache Kopf (12) eine erste Schicht (16) aus dem starren Kunststoff und eine zweite Schicht (20) aus dem elastischen Polymer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (20) aus dem elastischen Polymer die dem Schaft (14) zugewandte Seite des Kopfes (12) bildet, das proximale Ende des Schaftes (14) einen quadratischen Querschnitt aufweist, die Ecken (46, 47, 48) des Schaftes (14) an dem proximalen Ende aus dem starren Kunststoff geformt sind und das proximale Ende...

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement nach Patentanspruch 1.
Bekannte Befestigungselemente erzielen häufig keine ausreichende Dichtigkeit gegen den Eintritt von Feuchtigkeit. Eine separate Dichtungsscheibe wird daher häufig verwendet, um Dichtigkeit zu erzielen; jedoch schafft dies gelegentlich keine ausreichende Abdichtung. Weiterhin ist nachteilig, daß die Dichtungsscheibe ein separates Element ist, wodurch die Einbaukosten steigen. Zusätzlich ist das Verpacken und Liefern eines Befestigungselements mit Dichtungsscheibe problematisch, da die Dichtungsscheibe sich beim Transport lösen kann.
Einige Beispiele von bekannten Befestigungselementen sind im US Patent Nr. 5,294,225 A , US Patent Nr. 4,971,500 A , US Patent Nr. 4,948,314 A und US Patent Nr. 3,701,373 A offenbart.
In US 4,840,522 A ist ein Niet offenbart, der aus zwei unterschiedlichen synthetischen Harzen geformt ist, wobei das eine Harz härter als das andere ist. Der Niet besitzt einen Kopf und einen Schaft, in dem sich eine zum Kopf hin offene Sacköffnung befindet. Die Außenseite des Schaftes ist vollständig aus dem weichen Material, und der Kopf besitzt an seiner zum Schaft weisenden Seite einen um den Schaft herumlaufenden Anlageabschnitt, der ebenfalls aus weichem Material geformt ist. Aus DE 199 30 728 A1 ist ein Befestigungselement, insbesondere ein Dübel beschrieben zum Befestigen einer Schraube in einer Durchbohrung eines Flachmaterials. Er weist einen Dübelkörper auf, der in die Durchbohrung steckbar ist und der eine in Steckrichtung orientierte Befestigungsbohrung für die Schraube aufweist, wobei der Dübelkörper einen Dichtungskragen als Anschlag beim Stecken aufweist, der sich zur Steckrichtung radial auswärts um den Dübelkörper erstreckt und der eine ringförmige Dichtungsfläche aufweist, die in Steckrichtung orientiert ist. Der Dübelkörper ist aus einem ersten Kunststoff geformt, und mindestens eine Dichtungsfläche des Dichtungskragens ist aus einem zweiten weicheren Kunststoff geformt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement zu schaffen, das abdichtend in eine Öffnung einsetzbar ist, einen hohen Ausziehwiderstand besitzt und mit geringem Aufwand hergestellt und eingebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Befestigungselement ist ein quadratischer Querschnitt des Schaftes vorgesehen. Dadurch wird ein sicherer seitlicher Sitz im Befestigungsloch erzielt. Die Unterseite des Kopfes ist vollständig aus elastischem Polymer geformt. Die Ecken des Schaftes sind aus starrem Material, um eine übermäßige Abnutzung des weichen Elastomers zu vermeiden.
Das durch Mehrkomponenten-Spritzformung erzeugte Befestigungselement schafft eine vollständige Abdichtung gegen Feuchtigkeitseintritt, wobei eine separate Dichtungsscheibe entfällt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
1 zeigt perspektivisch das Befestigungselement nach der Erfindung mit Andeutung starrer Kunstoffabschnitte.
2 zeigt eine Seitenansicht des Befestigungselements nach 1.
3 zeigt einen Schnitt durch das Befestigungselement nach 2 entlang der Linie 3-3.
4 zeigt einen Schnitt durch das Befestigungselement nach 2 entlang der Linie 4-4.
5 zeigt einen Schnitt durch das Befestigungselement nach 2 entlang der Linie 5-5.
6 zeigt eine Draufsicht auf das in den vorstehenden Figuren gezeigte Befestigungselement.
7 zeigt perspektivisch das Befestigungselement ohne den oberen Bereich des Kopfes.
8 zeigt perspektivisch die Untersicht des Befestigungselements nach 7 ohne die Abdichtung.
In den Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in verschiedenen Ansichten. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Befestigungselements 10. Das Befestigungselement 10 weist einen ebenen Kopf 12 und einen abgerundeten Schaft 14 auf. Der ebene Kopf 12 besitzt eine zentrale ebene Schicht 16, eine obere Schicht 18 und eine untere zweite Schicht 20. Die Schicht 16 ist aus massivem Kunststoff, während die Schichten 18, 20 aus weichem Kunststoff geformt sind. Die Schicht 20 ist einstückig angeformt und angeordnet, um dichtend entlang dem Umfang einer quadratischen Öffnung in einer Platte (nicht dargestellt) anzuliegen. Das für die verschiedenen Weichkunststoffabschnitte verwendete elastische Polymer ist bevorzugt Santopren, obwohl der Fachmann weiß, daß auch andere Materialien geeignet sind. Wie aus den 2, 3 und 6 ersichtlich, ist eine Blindöffnung 22 durch den ebenen Kopf 12 geformt und erstreckt sich durch den Schaft 14. Zusätzlich weist die obere Weichkunststoffschicht 18 konische Einsenkung 24 um eine Mündung 26 der Blindöffnung 22 auf, die die Schraube während der Installation zuführt.
Wie in den 1 und 5 dargestellt, ist der abgerundete Schaft 14 ausgebildet, um in eine quadratische Öffnung einer Platte einzugreifen. Der abgerundete Schaft 14 besitzt einen quadratischen Querschnittsabschnitt, der durch die Wände 32, 34, 36, 38 gebildet ist. Die Wand 32 hat starres Nylon an der freiliegenden oberen Fläche 40 mit longitudinalen Rippen 42, 44 und oberen Ecken 46, 48, die in dem Übergang zu dem Kopf 12 geformt sind. Die obere Fläche 40 besitzt weiterhin eine untere Querrippe 50, von der sich nach unten erstreckende Spitzen 52, 54 vorstehen, sämtlich aus freiliegendem festem Nylon. Die Wand 32 weist zusätzlich distal einen abgerundeten Nasenabschnitt 56 auf, der sich aus einem Weichkunststoff zwischen den sich nach unten erstreckenden Spitzen 52, 54 zur Spitze 58 erstreckt. Ein entsprechender symmetrischer Aufbau ist an der Wand 36 vorgesehen.
Wand 34 ist aus einem Weichkunststoff geformt außer die oberen Ecken 46, 47, die in Verbindung mit dem Kopf 12 geformt werden. Wand 34 besitzt eine längliche Kerbe 60, die sich von dem Übergang zu dem Kopf 12 nach unten zu der Spitze 58 erstreckt. Ein entsprechend symmetrischer Aufbau ist in der Wand 38 vorgesehen.
Das Befestigungselement 10 wird durch Mehrkomponenten-Spritzguß geformt. Das heißt, typischerweise werden die starren Nylonabschnitte (siehe 8) zuerst kernspritzgegossen und anschließend die Weichkunststoffabschnitte (siehe 7) um die festen Nylonabschnitte herum geformt. Der Weichkunststoff bindet sich an die starren Nylonabschnitte.
Um das Befestigungselement 10 einzusetzen, führt der Benutzer die Spitze 58 durch eine quadratische Öffnung in einer mit dieser zu verbindenden Platte (nicht dargestellt). Beim weiteren Einstecken kommt die Weichkunststoffschicht 20 an dem Umfang der quadratischen, abzudichtenden Öffnung der Platte zur Anlage. Der Benutzer führt anschließend eine Schraube (nicht dargestellt) in die Blindöffnung 22 ein und verschraubt die Schraube. Die Schraube dehnt dadurch den Schaft 14 derart aus, daß der Schaft 14 in der quadratischen Öffnung gehalten ist. Weiterhin liegen die freiliegenden Ecken 46, 47, 48 (und eine vierte Ecke) an den entsprechenden Ecken der quadratischen Öffnungen derart an, daß eine übermäßige Abnutzung des Weichkunststoffmaterials vermieden wird.

Claims

Befestigungselement, das in einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren aus einem weichen elastischen Polymer und einem starren Kunststoff einteilig geformt ist, mit einem flachen Kopf, der eine erste und eine zweite Seite aufweist, einem Schaft mit einem proximalen und einem distalen Ende, wobei sich das proximale Ende von der zweiten Seite forterstreckt, einer Öffnung im Kopf, die sich in den Schaft hineinerstreckt und eine Mündung aufweist, wobei das distale Ende des Schaftes aus dem elastischen Polymer geformt ist, und der flache Kopf (12) eine erste Schicht (16) aus dem starren Kunststoff und eine zweite Schicht (20) aus dem elastischen Polymer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (20) aus dem elastischen Polymer die dem Schaft (14) zugewandte Seite des Kopfes (12) bildet, das proximale Ende des Schaftes (14) einen quadratischen Querschnitt aufweist, die Ecken (46, 47, 48) des Schaftes (14) an dem proximalen Ende aus dem starren Kunststoff geformt sind und das proximale Ende des Schaftes (14) eine freiliegende Oberfläche (40, 42, 44, 46, 47, 48, 50, 52, 54) aus dem starren Kunststoff aufweist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schicht (18) auf der vom Schaft (14) fortweisenden Seite des Kopfes (12) aus dem weichen elastischen Polymer vorgesehen ist.
Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (22) in der dritten Schicht (18) vorgesehen ist und eine Einsenkung (24) aufweist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende des Schaftes gerundet ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine freiliegende Oberfläche (34, 38) aus dem elastischen Polymer besteht und mindestens eine längs erstreckte Vertiefung (60) in der Fläche (34, 38) geformt ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Kunststoff Nylon ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Polymer Santopren ist.