DE10162072A1 - Fastening element has undercuts in shank and in form of sections conically tapering in shank's longitudinal direction and located one behind other - Google Patents
Fastening element has undercuts in shank and in form of sections conically tapering in shank's longitudinal direction and located one behind otherInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem Schaft und einem Kopf zur Befestigung von Bauteilen mit einem Kunststoffbauteil, wobei der Schaftdurchmesser über die gesamte Schaftlänge konstant ist und der Schaft in Längsrichtung Hinterschnitte aufweist. The invention relates to a fastening element with a shaft and a head for fastening components with a plastic component, the Shaft diameter is constant over the entire shaft length and the shaft in Has longitudinal undercuts.
Die DE 100 37 587 A1, die WO 99/61740 und die EP 1 103 689 A1 offenbaren jeweils ein Befestigungselement mit einem Schaft und einem Kopf, wobei der Schaft mehrere umlaufende Rillen aufweist. Wenn man beabsichtigt, ein solches Befestigungselement zur Befestigung von Bauteilen in einem Kunststoffbauteil zu verwenden, indem man das Befestigungselement in das Kunststoffbauteil einpresst, so werden zum einen relativ hohe Einpresskräfte benötigt und zum anderen besteht die Gefahr, dass das Loch, das das Befestigungselement aufnimmt, plastisch aufgeweitet wird und deshalb nach dem Einpressvorgang nicht mehr auf die Hinterschnitte am Befestigungselement zusammenschrumpfen kann. Somit wird das Befestigungselement von dem Kunststoffbauteil nur schlecht festgehalten, so dass die Gefahr besteht, dass das Befestigungselement unbeabsichtigterweise leicht aus dem Kunststoffbauteil herausgelöst werden kann. DE 100 37 587 A1, WO 99/61740 and EP 1 103 689 A1 disclose each a fastener with a shaft and a head, the Shaft has several circumferential grooves. If you intend to do one Fastening element for fastening components in a plastic component use by inserting the fastener into the plastic component pressed in, relatively high press-in forces are required on the one hand and others are at risk of the hole receiving the fastener is expanded plastically and therefore no longer after the press-in process the undercuts on the fastener can shrink. Consequently the fastener is bad from the plastic component held so that there is a risk that the fastener can be inadvertently easily removed from the plastic component.
In der US 3,702,088 wird ein ebenfalls mit umlaufenden Rillen versehener Befestigungsbolzen offenbart, dessen Bolzenschaft sich jedoch zu seinem freien Ende hin konisch verjüngt. Durch diese Konizität des Bolzenschaftes wird zwar die Einpresskraft des Befestigungsbolzens in ein Kunststoffbauteil reduziert, jedoch reduzieren sich dadurch auch gleichzeitig erheblich die Demontagekräfte, die erforderlich sind, um den Befestigungsbolzen aus dem Kunststoffbauteil zu entfernen. In US 3,702,088 is also provided with circumferential grooves Fastening bolt disclosed, the bolt shaft, however, to its free end tapered towards. Due to this taper of the bolt shank the Pressing force of the fastening bolt into a plastic component is reduced, however this also significantly reduces the dismantling forces are required to remove the fastening bolt from the plastic component.
Die FR 2 702 720 beschreibt ein Clipselement, an das ein Schaft angeordnet ist, der biegbare Lamellen aufweist. Aufgrund ihrer Verformbarkeit sind diese Lamellen jedoch nicht dazu geeignet, sich beim Einpressen in ein Loch eines Kunststoffbauteiles in den Kunststoff einzugraben. Somit existieren auch bei diesem Gegenstand nur geringe Demontagekräfte. FR 2 702 720 describes a clip element on which a shaft is arranged, which has bendable slats. Because of their deformability, these are Slats, however, are not suitable for being pressed into a hole Digging the plastic component into the plastic. Thus, there also exist with this Subject only little disassembly.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Einpresskräfte des Befestigungselementes in das Kunststoffbauteil möglichst gering sind und die Demontagekräfte möglichst hoch sind. The object of the invention is a fastener of the aforementioned To improve in such a way that the insertion forces of the Fastening element in the plastic component are as low as possible and the disassembly forces are as high as possible.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einem eingangs genannten Befestigungselement dadurch, daß erfindungsgemäß die Hinterschnitte als hintereinander angeordnete, sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngende Abschnitte und/oder als Rändelungen ausgebildet sind. Wird nun ein erfindungsgemäßes Befestigungselement in eine entsprechend ausgelegte Bohrung eines Kunststoffteiles eingepresst, so wird beim Einpressen eine formschlüssige Verbindung erzeugt, indem die Bohrung im Kunststoffteil durch den Schaft des Befestigungselementes elastisch aufgeweitet wird und anschließend auf die Hinterschnitte des Schaftes zusammenschrumpft. Somit kann bei der Montage ein Formschluss erzeugt werden, ohne dass fertigungstechnisch sehr aufwendige formschlüssige Verbindungen am Kunststoffteil oder Spritzgusswerkzeug hergestellt werden müssen. Stattdessen genügt ein einfach herzustellendes Sack- oder Durchgangsloch im Kunststoffteil. Wenn es sich bei dem Kunststoffteil um ein Spritzgussteil handelt, können diese Aufnahmelöcher auch durch ein entsprechendes Spritzgusswerkzeug bei der Herstellung des Kunststoffteiles mit hergestellt werden. Wenn die Hinterschnitte am Schaft als hintereinander angeordnete, sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngende Abschnitte ausgebildete sind, kann das Befestigungselement mit einer relativ geringen Montagekraft in das Kunststoffteil eingepresst werden, wobei die Demontagekraft dann erheblich über der Montagekraft liegt. Je nachdem, welche Konizität für die hintereinander angeordneten sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngenden Abschnitte gewählt wird, können die gewünschten Montage- und Demontagekräfte je nach Wunsch eingestellt werden. Somit können trotz geringer Montagekräfte hohe Kräfte zwischen den zu verbindenden Bauteilen übertragen werden. The invention achieves the stated object in one mentioned at the outset Fastening device in that the undercuts according to the invention Sections arranged one behind the other and tapering in the longitudinal direction of the shaft and / or are designed as knurls. Now becomes an inventive Fastening element in a correspondingly designed bore Pressed plastic part, so a positive connection is when pressed generated by the hole in the plastic part through the shaft of the Fastener is expanded elastically and then on the undercuts of the The shaft shrinks. Thus, a positive connection can be made during assembly can be generated without having to produce very complex, form-fitting Connections are made on the plastic part or injection molding tool have to. Instead, an easy to make sack or is sufficient Through hole in the plastic part. If the plastic part is a Injection molded part, these holes can also be made by a corresponding Injection molding tool manufactured in the manufacture of the plastic part become. If the undercuts on the shaft are arranged one behind the other, in Longitudinal direction tapered portions are formed, can Fastening element with a relatively low assembly force in the plastic part are pressed in, the disassembly force then significantly above Assembly force is. Depending on the taper for the one behind the other tapered sections are selected in the longitudinal direction of the shaft, can set the desired assembly and disassembly forces as desired become. Thus, despite low assembly forces, high forces between the connecting components are transferred.
Um das Befestigungselement vor einem unerwünschten Drehen zu sichern, kann der Schaft an seinem freien Ende einen Schlitz aufweisen, oder der Schaft kann in Schaftlängsrichtung eine Materialausnehmung besitzen, in der eine in Schaftlängsrichtung verlaufende Rippe angeordnet sein kann. Der Schlitz bzw. die Rippe des Befestigungselements wird beim Einpressen in die Bohrung im Kunststoffteil am Kunststoffmaterial verankert. To secure the fastener from unwanted turning, can the shaft has a slot at its free end, or the shaft can have a material recess in the longitudinal direction of the shaft, in which a Rib extending longitudinal direction can be arranged. The slot or the Rib of the fastener is when pressed into the hole in the Plastic part anchored to the plastic material.
Damit die Demontagekräfte möglichst hoch liegen, ist es vorteilhaft, wenn die Hinterschnitte starr sind. So that the disassembly forces are as high as possible, it is advantageous if the Undercuts are rigid.
Besonders einfach ist das Befestigungselement ausgebildet, wenn der Schaftquerschnitt über die gesamte Schaftlänge rund ist. The fastener is particularly simple if the Cross-section of the shaft is round over the entire length of the shaft.
Um zu verhindern, dass die Hinterschnitte beim Angreifen von Montage- oder Demontagekräften abscheren können, kann das Befestigungselement aus Metall gefertigt sein. To prevent the undercuts when attacking assembly or Dismantling forces can shear off, the fastener made of metal be made.
Wenn das Befestigungselement innen hohl ist, kann es gleichzeitig zur Aufnahme weiterer Bauteile, wie beispielsweise Clipse, dienen. If the fastener is hollow on the inside, it can be used for receiving at the same time other components, such as clips, are used.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Various exemplary embodiments of a Fastening element according to the invention with reference to the accompanying drawings explained. It shows:
Fig. 1 in einer Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements; Figure 1 is a sectional view of a first embodiment of a fastener.
Fig. 2 in einer Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements; Figure 2 is a sectional view of a second embodiment of a fastener.
Fig. 3 in einer Schnittansicht ein drittes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements; und Figure 3 is a sectional view of a third embodiment of a fastener. and
Fig. 4 in einer Schnittansicht ein viertes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselements. Fig. 4 in a sectional view a fourth embodiment of a fastener.
Fig. 1 zeigt ein Befestigungselement 10 oder Bolzen mit einem Kopf 11 und einem Schaft 12. Der Schaft 12 ist in ein Kunststoffbauteil 13 eingepresst, so dass mittels des Befestigungselementes 10 das Kunststoffbauteil 13 mit einem Bauteil 14 verbunden ist, wobei der Schaft 12 durch eine Bohrung im Bauteil 14 gesteckt ist und der Kopf 11 des Befestigungslements 10 das Bauteil 14 an dem Kunststoffbauteil 13 hält. Der Schaft 12 weist mehrere hintereinander angeordnete, sich in Schaftlängsrichtung konisch verjüngende Abschnitte 15 auf, die Hinterschnitte 16 bilden. Somit wird durch das insbesondere aus Metall hergestellte Befestigungselement 10 ein Formschluss erzeugt, ohne dass Hinterschnitte am Kunststoffteil 13 oder an dessen Spritzgusswerkzeug aufwendig hergestellt werden müssen. Für die formschlüssige Verbindung ist lediglich eine einfache Bohrung nötig, in die der Schaft 12 eingepresst wird. Die Bohrung im Kunststoffteil 13 wird beim Einpressen durch den Schaft 12 elastisch aufgeweitet und schrumpft anschließend auf die Hinterschnitte 16 zusammen. Dadurch können sich die Hinterschnitte 16 in das Kunststoffteil 13 eingraben, wodurch das Befestigungselement 10 sicher im Kunststoffbauteil 13 gehalten wird. Durch die Konizität der Abschnitte 15 kann das Befestigungselement 10 mit einer relativ geringen Einpresskraft in die Bohrung eingepresst werden, wohingegen die Demontagekräfte wesentlich höher sind als die Montagekräfte. Fig. 1 shows a fastener 10 or bolt with a head 11 and a shank 12. The shaft 12 is pressed into a plastic component 13 , so that the plastic component 13 is connected to a component 14 by means of the fastening element 10 , the shaft 12 being inserted through a bore in the component 14 and the head 11 of the fastening element 10 connecting the component 14 to the component 14 Plastic component 13 holds. The shaft 12 has a plurality of sections 15 arranged one behind the other and tapering in the longitudinal direction of the shaft, which form undercuts 16 . A positive connection is thus produced by the fastening element 10, which is made in particular of metal, without undercuts having to be produced on the plastic part 13 or on its injection molding tool. All that is required for the positive connection is a simple bore into which the shaft 12 is pressed. The hole in the plastic part 13 is elastically widened when pressed in by the shaft 12 and then shrinks to the undercuts 16 . As a result, the undercuts 16 can dig into the plastic part 13 , as a result of which the fastening element 10 is held securely in the plastic component 13 . Due to the taper of the sections 15 , the fastening element 10 can be pressed into the bore with a relatively low insertion force, whereas the disassembly forces are considerably higher than the assembly forces.
Fig. 2 zeigt ein Befestigungselement 20, das am freien Ende seines Schaftes 21 einen Schlitz 22 besitzt. Beim Einpressen des Befestigungselements 20 in die Bohrung kann Material des Kunststoffbauteils 13 in den Schlitz 22 gedrückt werden, so daß dieser Schlitz 22 als Verdrehsicherung dient, um ein unbeabsichtigtes Drehen des Befestigungselements 20 zu verhindern. Alternativ dazu ist es auch möglich, ein Befestigungselement 30 (Fig. 3) in Längsrichtung seines Schaftes 31 mit einer in Schaftlängsrichtung verlaufenden Rippe 32 zu versehen, die ebenfalls verhindert, daß das Befestigungselement 30 unbeabsichtigt verdreht werden kann, indem auch hier Material des Kunststoffteils 13 an der Rippe 32 beidseits anliegen kann. Fig. 2 shows a fastener 20 which has a slot 22 at the free end of its shaft 21 . When the fastening element 20 is pressed into the bore, material of the plastic component 13 can be pressed into the slot 22 , so that this slot 22 serves as an anti-rotation device in order to prevent the fastening element 20 from rotating unintentionally. As an alternative to this, it is also possible to provide a fastening element 30 ( FIG. 3) in the longitudinal direction of its shaft 31 with a rib 32 extending in the longitudinal direction of the shaft, which likewise prevents the fastening element 30 from being inadvertently rotated by the material of the plastic part 13 can rest on the rib 32 on both sides.
Fig. 4 zeigt ein Befestigungselement 40, das einen Hohlraum 41 besitzt. Mittels dieses Hohlraumes 41 kann ein weiteres Bauteil, beispielsweise ein Clips, befestigt werden, wobei in Demontagerichtung des Befestigungselements 40 dann relativ hohe Kräfte vom Befestigungselement 40 aufgenommen werden können. Fig. 4 shows a fastener 40 which has a cavity 41. A further component, for example a clip, can be fastened by means of this cavity 41 , in which case relatively high forces can be absorbed by the fastening element 40 in the dismantling direction of the fastening element 40 .
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