DE102004001898B3 - Befestigungselement zum Einsetzen in eine Bohrung eines plattenförmigen Bauteils - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zum Einsetzen in eine Bohrung eines plattenförmigen Bauteils mit einer radialen Anschlagfläche zum Anlegen an die Vorderseite des Bauteils und einem axialen Kern (6) zum Einführen in die Bohrung. Erfindungsgemäß ist der Kern als Kreuzkern (6) ausgebildet, der an wenigstens zwei gegenüberliegenden Schenkeln (9) mit beidseitig seitlich abstehenden Rastnasen (2) versehen ist, die längsparallel zu den Schenkeln verlaufen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zum Einsetzen in eine Bohrung eines plattenförmigen Bauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik ist es erforderlich, eine Vielzahl von Bauelementen in der Fahrzeugzelle oder im Motorraum sicher zu befestigen. Die Befestigung erfolgt dabei an Blechteilen oder Kunststoffplattenelementen dadurch, dass Haltelemente rastend in Bohrungen der plattenförmigen Bauteile eingreifen. Solche Befestigungselemente enthalten in der Regel einen Dorn, der mit seitlich radial abstehenden Rastnasen versehen sind, die beim Eindrücken des Befestigungselements in eine Bohrung den Bohrungsrand hintergreifen und somit axial gegen Herausziehen aus der Bohrung gesichert sind. Die Vorderseite der Befestigungselemente kann unterschiedliche Befestigungsmittel enthalten, z. B. Kabelbinderaufnahmen, Schraubköpfe, Haken, Ringe oder ähnliches. In der Regel sind solche Befestigungselemente aus Kunststoff gefertigt.
• Sofern die Befestigungselemente allein in axialer Richtung belastet werden, erfüllen sie in der Regel ihre Funktion. Bei Seitenbelastung können sich solche Befestigungselemente jedoch leicht aus einer Bohrung lösen, da es erforderlich ist, dass der Dorn des Befestigungselements einen gewissen Spielraum in der Bohrung aufweist, damit die radial ausgebildeten Rastnasen in die Bohrung eingesetzt werden können und nach dem Durchstecken den Bohrungsrand hintergreifen können. Solche Befestigungselemente können daher bei seitlicher Belastung leicht aus der Bohrung herausgezogen werden.
• Aus der DE 89 11 881 U1 ist ein Halteelement aus Kunststoff bekannt, das in eine Bohrung einsetzbar ist und einen Kreuzkern enthält, an dem der Dichtlippe zugewandten Bereich Federfinger angeordnet sind, die im montierten Zustand die Trägeröffnung hintergreifen. Die Federfinger verhindern jedoch keine seitliche Verschiebung des Halteelements innerhalb der Bohrung.
• Die DE 42 42 512 A1 beschreibt ein Befestigungselement mit einem Kreuzkern und zwei Federarmen, die einen Bohrungsrand hintergreifen, wenn das Befestigungselement in der Bohrung eingesetzt wird. Der Kreuzkern dient lediglich der Unterstützung der Federarme.
• Schließlich ist aus der DE 297 08 122 U1 ein Befestigungselement bekannt, bei dem ein im Wesentlichen zylinderförmiger Kern seitliche dreieckförmige Ansätze aufweist, die einen Bohrungsrand hintergreifen können. Der zylindrische Kern verlangt eine relativ genaue Anpassung an den Bohrungsdurchmesser des Trägers.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement für plattenförmige Bauteile anzugeben, das eine sichere Verrastung gewährleistet, hohe Haltekräfte, insbesondere auch seitliche Haltekräfte, aufnehmen kann, eine gute Abstützung im Befestigungsloch erfährt und außerdem einfach herstellbar ist.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
• Die Erfindung geht aus von einem Befestigungselement zum Einsetzen in eine Bohrung eines plattenförmigen Bauteils, das mit einer radialen Anschlagfläche zum Anlegen an die Vorderseite des Bauteils und einem axialen Kern zum Einführen in die Bohrung versehen ist, wobei der Kern wenigstens eine Rastnase aufweist, um auf der Rückseite des Bauteils den Bohrungsrand zu hintergreifen.
• Erfindungsgemäß ist der Kern des Befestigungselements als Kreuzkern ausgebildet, der wenigstens an zwei gegenüberliegenden Schenkeln mit beidseig seitlich abstehenden Rastnasen versehen ist, die längsparallel zu den beiden anderen zum Kreuzkern gehörenden Schenkel verlaufen.
• Die Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:
  Da der verwendete Kreuzkern des Befestigungselements beim Einsetzen in ein Befestigungsloch keine Auslenkung zu erfahren hat, kann dessen radiale Erstreckung dem Durchmesser der Aufnahmebohrung genau angepasst sein. Damit ergibt sich eine gute seitliche Führung des Befestigungselements in der Bohrung, so dass Seitenkräfte auf das Befestigungselement keine Auslenkung des Elements bewirken können.
• Die Verrastung des Befestigungselements erfolgt ausschließlich über die von den Schenkeln des Kreuzkerns seitlich abstehenden Rastnasen, die beim Einstecken des Befestigungselements in eine Bohrung seitlich in Umfangsrichtung der Bohrung abgelenkt werden. Das Einstecken eines solchen Befestigungselements benötigt daher nur geringen Kraftaufwand, da die Rastnasen aufgrund ihrer geringen Dicke einer seitlichen Auslenkung nur geringen Widerstand entgegensetzen. Da wenigstens zwei Schenkel jeweils mit beidseitig abstehenden Rastnasen versehen sind, ergeben sich insgesamt vier Anlagepunkte von Rastnasen am Bohrungsinnenrand, so dass sich im Befestigungsloch eine große Haltewirkung in axialer Richtung ergibt. Dies ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn das Befestigungselement in Verbindung mit einer Dichtung montiert wird.
• Da die Rastnasen längsparallel zu den Schenkeln des Kreuzkerns verlaufen, lässt sich das Befestigungselement produktionstechnisch einfach herstellen.
• Die Rastnasen sind vorzugsweise dreieckförmig gestaltet, wodurch ein einfaches Einführen in ein Befestigungsloch ermöglicht ist. Die Seitenkanten der Rastnasen können auch mehrere Stützstufen aufweisen, so dass auch unterschiedliche Dicken von Bauteilen erfasst werden können, in die das Befestigungselement eingesetzt werden kann. Dies ist auch dann von Vorteil, wenn das Befestigungselement zur Befestigung von Dichtungen oder weichen Materialien, wie z. B. Türbekleidungen, verwendet wird, und nicht in jedem Fall sichergestellt ist, dass das Befestigungselement ausreichend tief in eine Befestigungsbohrung eingesetzt ist. Durch diese Maßnahme ergeben sich daher mehrere Befestigungsstufen des Befestigungselements und damit eine hohe Flexibilität der Einsatzbereiche.
• Zum leichteren Einführen des Kreuzkerns in eine Bohrung ist das Ende des Kreuzkerns vorzugsweise konisch ausgestaltet.
• Zur weiteren Erleichterung des Einführens des Befestigungselements in eine Befestigungsbohrung können die Rastnasen auf ihrer Außenseite bogenförmig ausgestaltet sein, so dass die Außenseiten der Rastelemente dem Verlauf der Befestigungsbohrung angepasst sind.
• Die die Rastnasen aufnehmenden Schenkel des Kreuzkerns weisen vorzugsweise im Ansatzbereich der Rastnasen eine Querschnittseinschnürung auf. Dadurch erhöht sich die Flexibilität des Kreuzkerns bezüglich der Rastnasen und das Einstecken des Befestigungselements in eine Befestigungsbohrung wird insbesondere dann erleichtert, wenn die Befestigungsbohrung nicht völlig kreisförmig ausgebildet sein sollte.
• Das Befestigungselement weist auf der Vorderseite vorzugsweise eine tellerförmige Anschlagfläche auf, deren Rand im wesentlichen in der Ebene der oberen Kante der Rastnase verläuft. Beim Einstecken eines solchen Befestigungselements in ein Bauteil, wie z. B. ein Fahrzeugblech, kann das Befestigungselement durch die Flexibilität der Anschlagfläche soweit in das Befestigungsloch eingedrückt werden, dass die Rastnasen die Rückseite der Befestigungsbohrung sicher hintergreifen und die Anschlagfläche auf der Vorderseite des Bauteils unter Vorspannung angedrückt bleibt. Dadurch kann beispielsweise auf Dauer auch eine Luftdichtigkeit der Befestigungsbohrung aufrechterhalten werden.
• Auf der Vorderseite des Befestigungselements können diverse Halterungen, wie z. B. Kabelbinderaufnahmen, Ringhalterungen, Verschraubungen oder andere Befestigungsanordnungen, verwendet werden, die entweder unmittelbar mit dem Befestigungselement einstückig hergestellt sind oder daran nachträglich angebracht werden können.
• Vorzugsweise besteht das Befestigungselement aus flexiblem Kunststoff, wie z. B. Polyamid, Polyethylen oder vergleichbaren Kunststoffen. Es besteht auch die Möglichkeit, das Befestigungselement aus Metall auszubilden, wenn die Rastnasen eine gewisse Flexibilität aufweisen.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine Seitenansicht eines Befestigungselements,
• 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 1, und
• 3 eine Querschnittsansicht durch ein Befestigungselement von 1 entlang der Linie B-B.
• 1 zeigt ein Befestigungselement in Seitenansicht mit einer Kabelbandaufnahme 7, die am äußeren vorderen Ende des Befestigungselements über einen knopfförmigen zentralen Ansatz am Befestigungselement angeordnet ist. Die Außenseite des Befestigungselements enthält ferner einen Federteller 5 zur Anlage an die Vorderseite eines Bauteils, beispielsweise eines Fahrzeugblechs.
• Die Rückseite des Befestigungselements enthält einen Kreuzkern 6 (siehe 3), der vier axial gerichtete Schenkel, die zueinander um 90° versetzt angeordnet sind, enthält, die am Ende konisch verlaufend ausgebildet sind, damit das Befestigungselement leichter in ein Befestigungsloch eingesteckt werden kann.
• Zwei seitliche Schenkel des Kreuzkerns 6 weisen jeweils seitlich abstehende Rastnasen 2 auf, die der Rastbefestigung des Befestigungselements in einem Bauteil dienen.
• 2 zeigt eine Schnittansicht durch ein Befestigungselement von 1 entlang der Linie A-A. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Schenkel 9 des Befestigungselements dreieckförmig verlaufende Rastnasen 2 enthält, die jeweils ein Kraftdreieck 4 bilden. Beim Einstecken des Befestigungselements in ein Befestigungsloch werden die Rastnasen 2 seitlich zu ihrer Verlaufsebene ausgelenkt. Die Oberkante der Rastnasen 2 verläuft nach außen leicht abfallend, um nach dem Einsetzen des Befestigungselements in eine Bohrung eine Dickentoleranzen ausgleichende Verrastung zu erzielen.
• Das dargestellte Befestigungselement besteht insbesondere aus Polyethylen- oder Polyamidkunststoffen. Andere Kunststoffarten, die entsprechende Elastizität und Festigkeit aufweisen, sind ebenfalls möglich. Es ist außerdem eine metallische Ausbildung des Befestigungselements möglich, sofern sichergestellt ist, dass die Rastnasen eine gewisse Elastizität vorweisen. Bei Ausbildung aus Kunststoff erfolgt das Eindrücken des Befestigungselements in eine Befestigungsbohrung derart, dass der Federteller 5 so weit gespannt wird, dass die Rastnasen 2 den Bohrungsrand des Bauteils hintergreifen können und damit eine axiale Sicherung des Befestigungselements bewirken. Der Federteller 5 bleibt damit unter gewisser Vorspannung auf der Vorderseite des Bauteils.
• 3 zeigt das Befestigungselement in Schnittansicht entlang der Linie B-B von 1. Es ist deutlich der Kreuzkern 6 dargestellt, der vorzugsweise einen bogenförmigen Außenrand aufweist, der dem Bogenverlauf der Befestigungsbohrung entspricht. Der Kreuzkern 6 liegt damit mit seinen Anlagepunkten 1 am Bohrungsrand der Befestigungsbohrung an und verhindert damit eine seitliche Verschiebung des Befestigungselements in der Bohrung. Die radiale Sicherung des Befestigungselements erfolgt daher ausschließlich über den Kreuzkern 6.
• Beim Einstecken des Befestigungselements in eine Bohrung, deren Verlauf durch den dargestellten Kreis 11 angedeutet ist, werden die Rastnasen 2 in Radialrichtung des Kreuzkerns ausgelenkt, bis ihre Oberkanten den Bohrungsrand hintergreifen können. Wenn alle vier Rastnasen wieder in ihre Ursprungsstellung zurückgelenkt sind, ergibt sich eine Halterung an vier gegenüberliegenden Punkten der Bohrung. Damit ist eine hohe Sicherheit gegen axiales Lösen des Befestigungselements erreicht.
• Die Zahl der Schenkel des Kreuzkerns kann bei größeren Befestigungselemente auch noch erhöht werden.
• Um auch bei nicht völlig zentrischen Bohrungen oder bei nicht genau axial gerichtetem Einsatz eines Befestigungselements in eine Bohrung das Einsetzen einfach zu gestalten, weisen die die Rastnasen enthaltenen Schenkel im Ansatz der Rastnasen jeweils Einschnürungen 12 auf, die es ermöglichen, dass die Rastnasen eine größere Flexibilität in Querrichtung aufweisen.
• Als plattenförmige Bauteile werden z. B. Bleche, Türverkleidungen, Holz- und Kunststoffplatten, etc. verstanden, die eine geringe Dicke, insbesondere 0,5–8 mm aufweisen.

1

Anlagepunkt

2

Rastnase

3

Bogen

4

Kraftdreieck

5

Federteller

6

Kreuzkern

7

Kabelbandaufnahme

8

Ansatz

9

Schenkel

10

Oberkante

11

Bohrung

12

Einschnürung

Claims (8)

1. Befestigungselement zum Einsetzen in eine Bohrung (11) eines plattenförmigen Bauteils, mit einer radialen Anschlagfläche (5) zum Anlegen an die Vorderseite des Bauteils und einem axialen Kern zum Einführen in die Bohrung (11), wobei der Kern wenigstens eine Rastnase (2) aufweist, um auf der Rückseite des Bauteils den Bohrungsrand zu hintergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern als Kreuzkern (6) ausgebildet ist, der an wenigstens zwei gegenüberliegenden Schenkeln (9) mit beidseitig seitlich abstehenden Rastnasen (2) versehen ist, die längsparallel zu den beiden anderen zum Kreuzkern (6) gehörenden Schenkeln (9) verlaufen.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (2) dreieckförmig ausgestaltet sind.
3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzkern (6) sich vom Ende konisch vergrößernd ausgebildet ist.
4. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (2) an ihrer Außenseite bogenförmig ausgestaltet sind.
5. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel des Kreuzkerns (6) am Ansatz der Rastnasen eine Querschnittseinschnürung (12) aufweist.
6. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (5) tellerförmig ausgestaltet ist, wobei der Rand der Anschlagfläche (5) im wesentlichen in der Ebene der oberen Kante (10) der Rastnasen (2) verläuft.
7. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (5) mit einer Kabelbandaufnahme, einer Ringhalterung, einer Verschraubung oder entsprechender Befestigungsanordnung versehen ist.
8. Befestigungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus flexiblem Kunststoff gebildet ist.