DE102006035757B3

DE102006035757B3 - Einteiliges Befestigungsmittel aus Kunststoff zur Befestigung eines Bauteils an einem Tragbauteil aus Flachmaterial mit einem viereckigen Loch

Info

Publication number: DE102006035757B3
Application number: DE200610035757
Authority: DE
Inventors: Albert Sbongk; Thomas RÜCKEL
Original assignee: ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: ITW Fastener Products GmbH
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-08-02
Also published as: ITTO20070456A1

Abstract

Einteiliges Befestigungsmittel aus Kunststoff zur Befestigung eines Bauteils an einem Trägerbauteil aus Flachmaterial mit einem viereckigen Loch, mit einem im Querschnitt allgemein viereckigen Schaft und einen federnd nachgebenden konischen Flansch an einem Ende des Schaftes, wobei der Schaft radial nachgebende Abschnitte mit Rastschultern aufweist, die einen dem Flansch abgewandten Rand des Loches rastend hintergreifen, wenn der Schaft in das Loch eingedrückt ist (Montageposition). Am Schaft sind Mittel vorgesehen, die ein Demontieren ermöglichen, indem das Befestigungsmittel zunächst um einen ersten Winkel und dann um einen weiteren Winkel gedreht wird, um die Montageposition zu erreichen. Hierfür wird ein Drehwerkzeug am Kopf des Befestigungsmittels eingesetzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein einteiliges Befestigungsmittel aus Kunststoff zur Befestigung eines Bauteils an einem Tragbauteil aus Flachmaterial mit einem viereckigen Loch nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Befestigungsmittel sind in den verschiedensten Gestaltungsformen bekannt geworden. Sie dienen zum Befestigen von den verschiedensten Bauteilen an zumeist flachen Tragbauteilen, insbesondere im Automobilbau. Der in das Loch einführbare Schaft weist Rastschultern auf, die den Lochrand hintergreifen und dadurch ein Herausziehen des Schaftes aus dem Loch verhindern. Die Befestigung soll derart sein, daß eine gewisse Kraft aufgebracht werden muß, um das Befestigungsmittel, das auch als Clip bezeichnet wird, aus dem Loch herauszu ziehen. Hierbei wird der Clip normalerweise so beschädigt, daß er nicht wieder verwendet werden kann.
Aus JP 2002-305832 A ist ein Kunststoffbefestigungselement bekannt geworden mit einem konischen Flansch und einem am Flansch angebrachten Schaft. Der Schaft hat auf gegenüberliegenden Seiten Federarme, die am unteren Ende des Schaftes angebunden sind. Die Federarme haben nahe dem freien Ende und nahe dem konischen Flansch zwei Schultern. Das Kunststoffelement wird zunächst in eine Öffnung eines flachen Teils eingesteckt und verbleibt darin, wenn das flache Teil mit dem Kunststoffelement gegen ein zweites flaches Teil angelegt wird. Das Kunststoffelement wird durch die Öffnung im flachen Teil hindurchgesteckt und die Schultern hintergreifen den Rand der Öffnung des zweiten flachen Teils, wobei nach entsprechendem Druck die dem freien Ende der Arme nähere Schulter den Öffnungsrand des zweiten flachen Teils hintergreift.
Aus JP 2005-15331 A1 ist ein Kunststoffbefestigungselement bekannt geworden, das ähnlich wie das oben beschriebene auf gegenüberliegenden Seiten eines Schaftes federnde Arme mit Schultern nahe dem freien Ende aufweist. Wie das zuvor beschriebene Kunststoffelement sollen damit zwei flache Bauteile miteinander verbunden werden. Das erste Bauteil weist eine runde Öffnung mit einer seitlichen Ausnehmung auf. Das zweite Bauteil weist eine runde Öffnung mit gegenüberliegenden Ausnehmungen auf in Form einer Schlüssellochöffnung. Das Befestigungselement wird so in beide Teile eingesetzt, daß es ohne weiteres durch die Öffnungen hindurchgeführt werden kann, wobei die Schultern der Arme hinter den Öffnungsrand des entfernt liegenden flachen Bauteils greifen. Auf diese Weise sind beide Bauteile fest miteinander verbunden. Durch Drehung des Befestigungselements um 90° kann es von dem äußeren Bauteil befreit werden. Es bleibt jedoch nach wie vor mit dem nächstgelegenen flachen Bauteil verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einteiliges Befestigungsmittel aus Kunststoff zum Befestigen eines Bauteils an einem Tragbauteil mit einem viereckigen Loch zu schaffen, das eine einfache Montage von Hand ermöglicht und zugleich eine unkontrollierte Demontage verhindert. Gleichwohl soll mit einfachen Mitteln eine Demontage möglich sein.
Diese Aufgabe wird durch ein einteiliges Befestigungsmittel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Befestigungsmittel weist der Schaft an gegenüberliegenden Eckkanten eine Abflachung oder Flächen auf. Die Abflachung, die z.B. von einer axial gerichteten Schaftfläche gebildet sein kann, liegt in der Montageposition jeweils einer Ecke des Befestigungsloches zugewandt. Mindestens eine Rastschulter ist der Abflachung benachbart angeordnet derart, daß die Rastschulter in geringem Abstand zu einer Ecke des Loches den Lochrand hintergreift. Es versteht sich, daß zum Einführen des Schaftes in das Befestigungsloch der Schaft radial nach innen nachgeben muß, bis die Rastschultern den Lochrand hintergreifen können. Vorzugsweise sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung Rastschultern zu beiden Seiten der Abflachung oder Schaltfläche angeordnet. Die Abflachungen bzw. die Schaltflächen sind in der Montageposition übereck des Befestigungsloches angeordnet ist.
Der Schaft des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels weist an den anderen diagonal gegenüberliegenden Eckkanten Begrenzungsabschnitte auf, die in der Montageposition zu einer Ecke des Loches ausgerichtet und so ausgebildet sind, daß sie bei einer ersten Drehung des Schaftes im Loch um einen Winkel von etwa 45° zu einer von beiden möglichen Drehrichtungen durch Eingriff mit der Wandung des Loches eine weitere Drehung des Schaftes begrenzen. In der Montageposition erstreckt sich der Begrenzungsabschnitt nicht vollständig in die zugekehrte Ecke des Montageloches, so daß das Befestigungsmittel aus der Montageposition um einen gewissen Winkel von etwa 45° gedreht werden kann, bis der Begrenzungsabschnitt mit der Wandung des Loches so in Eingriff tritt, daß eine weitere Bewegung über diesen ersten Drehwinkel hinaus gehemmt wird. Damit ist eine erste Demontageposition des Befestigungsmittels erreicht. Um diese Drehung ohne großen Kraftaufwand zu ermöglichen, wird dabei der Schaft etwas in das Loch hineingedrückt, so daß die Anlagekraft der Rastschultern etwas verringert wird. Das Aufbringen einer solchen Kraft zusammen mit der Drehkraft erfolgt vorzugsweise mit einem Drehwerkzeug, das mit einer Drehausnehmung auf der dem Schaft entgegengesetzten Seite des Flansches zusammenwirkt.
In der ersten Demontageposition, die nach einer Drehung um etwa 45° zu einer Richtung erreicht wird, verläuft die Abflachung annähernd parallel zur zugeordneten Seite des Loches. Abflachung und Rastschultern sind so ausgebildet, daß sie vom zugekehrten Lochrand freikommen. Da der Flansch in der Montageposition unter einer gewissen Federspannung steht, versucht diese in der Demontageposition den Schaft und damit die Rastschultern in das Loch hineinzubewegen. Diese Bewegung wird jedoch durch die Demontageabschnitte begrenzt. Sie kommen mit der zugekehrten Lochwandung in Eingriff, wodurch es nicht möglich ist, das Befestigungsmittel aus dem Loch zu entfernen. Zur vollständigen Demontage ist es daher notwendig, das Befestigungsmittel in die Ursprungs- oder Montageposition zu drehen. In dieser ist der Demontageabschnitt so zur zugeordneten Ecke des Loches ausgerichtet, daß der Schaft nunmehr vollständig aus dem Loch herausbewegt werden kann. Der Bediener kann das Befestigungsmittel dann ohne weiteres aus dem Loch entfernen.
Das erfindungsgemäße Befestigungsmittel (Clip) wird lagerichtig zum Loch in dieses eingedrückt, wobei die Demontageabschnitte die Lageorientierung vorgeben. Zur Demontage wird der Clip zunächst in eine von beiden möglichen Richtungen um etwa 45° gedreht (1. Demontageposition), und zwar gegen einen Anschlag und dann um den gleichen Betrag zurück- oder weitergedreht in die 2. Demontageposition, die mit der Montageposition übereinstimmt, die Orientierung in Drehrichtung betreffend. Damit ist der Clip soweit aus dem Loch herausbewegt, daß er von Hand erfaßt und entfernt werden kann.
Das Loch und der Querschnitt des Schaftes sind vorzugsweise quadratisch.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Rastschultern zu beiden Seiten der Abflachung geformt. Die erste Abflachung kann, wie erwähnt, von einer ersten Schaftfläche gebildet sein. Unterhalb der Rastschultern können zum freien Ende des Schaftes hin verlaufende zweite Schaftflächen gebildet sein. Die Schaftflächen verlaufen vorzugsweise in einem Winkel zueinander und zwar in Richtung des freien Ende des Schaftes aufeinander zu, so daß der Schaft eine konische Form einnimmt, welche das Einführen in das Befestigungsloch erleichtert. Die Demontageabschnitte sorgen dabei dafür, daß ein Einsetzen nur in der richtigen Montageposition des Befestigungsmittels erfolgen kann. Ein Einsetzen des Befestigungsmittels in einer hiervon abweichenden Drehposition würde dazu führen, daß das Befestigungsmittel nicht ohne weiteres in das Loch eingedrückt werden kann. Es kann nämlich in der Montageposition ohne weiteres von Hand oder mittels eines einfachen Werkzeugs in das Loch im Tragbauteil eingedrückt werden.
Wie schon erwähnt, ist beim Einsetzen des Schaftes eine vorübergehende Verformung erforderlich, damit die Rastschultern den Lochrand hintergreifen. Daher sind bei einer Ausgestaltung der Erfindung die Rastschultern und die Schaftflä chen an zur Achse des Schaftes versetzt angeordneten Stegen gebildet, die sich zwischen dem Flansch und einem Endabschnitt des Schaftes erstrecken und die radial federnd nachgeben können. Auch die Begrenzungs- und Demontageabschnitte sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an Stegen geformt, die sich zwischen dem Flansch und dem Endabschnitt des Schaftes erstrecken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt einen Clip nach der Erfindung in perspektivischer Ansicht von oben.
2 zeigt den Clip nach 1 in perspektivischer Ansicht von unten.
3 zeigt den Clip nach den 1 und 2 vor der Montage.
4 zeigt den Clip nach 3 in einer Montageposition.
5 zeigt die Untersicht unter die Montageposition nach 4.
6 zeigt die erste Demontageposition des Clips nach den 3 und 4 in perspektivischer Ansicht.
7 zeigt vergrößert die erste Demontageposition nach 6 in perspektivischer Ansicht bei gleichzeitiger Einbeziehung des Flansches des Clips.
8 zeigt in perspektivischer Darstellung die Entfernung des Clips nach der Erfindung.
In den 1 bis 8 ist ein einteiliger Clip aus spritzgegossenem Kunststoffmaterial mit 10 bezeichnet. Er weist einen Flansch 12 auf sowie einen Schaft 14, der sich von der Unterseite des Flansches 12 forterstreckt. Der Flansch 12 ist kegelförmig und kann federnd nachgeben.
In der Mitte des Flansches 12 auf der dem Schaft 14 entgegengesetzten Seite ist eine speziell geformte Ausnehmung 16a vorgesehen zum Eingriff mit einem nicht gezeigten Drehwerkzeug. Mit Hilfe des Drehwerkzeugs kann der Clip 10 zum einen um eine Achse des Schaftes 14 gedreht werden. Gleichzeitig kann ein Druck auf den Flansch 12 ausgeübt werden, so daß dieser sich verformt, z.B. stärker abflacht und eine Feder-Rückstellkraft erzeugt.
Der Schaft 14 ist in seiner Außenkontur im Querschnitt annähernd quadratisch. Er weist in zwei diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen erste Stege 16, 18 auf, die sich zwischen dem Flansch 12 und einem geschlossenen Bodenabschnitt 20 am freien Ende des Schaftes 14 erstrecken. Wie sich aus den 2, 3, 4, 6, 7 und 8 ergibt, haben die Stege 16, 18 erste Schaftflächen, welche in den Eckbereichen des Schaftes 14 eine Abflachung bilden. Zu beiden Seiten der ersten Schaftflächen 22 sind zweite Schaftflächen 24 geformt. Wie sich aus der Darstellung nach 5 ergibt, bilden die ersten und zweiten Schaftflächen 22, 24 im Schnitt eine C-Form. Die zweiten Schaftflächen 24 weisen annähernd radial gerichtete Schultern auf (siehe insbesondere 8).
Der Schaft 14 weist in den anderen diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen zweite Stege 28 auf. In dem zum Flansch hin gelegenen Teil der Stege 28 ist ein Begrenzungsabschnitt 30 vorgesehen und in dem zum Endabschnitt 20 gerichteten Teil ein Demontageabschnitt 32. In den 3 bis 8 ist ein Tragbauteil 36 aus Flachmaterial zu erkennen, an dem ein Bauteil 38, ebenfalls aus Flachmaterial, befestigt werden soll. Die Bauteile 36, 38 haben ein Montageloch 40 von quadra tischer Kontur. In 3 ist der Clip 10 vor dem Einführen seines Schaftes 14 in das Loch 40 gezeigt. Das Einführen erfolgt axial in Richtung der Pfeile 42. Dabei sind die Demontageabschnitte 32 zu gegenüberliegen Ecken des Loches 40 ausgerichtet. Mit z.B. dem Daumen wird ein Druck auf den Flansch 12 ausgeübt und der Schaft 14 in das Loch 40 eingedrückt. Dabei verformen sich die Stege 16, welche zu den anderen Eckbereichen des Loches 40 ausgerichtet sind, um einen. gewissen Betrag radial nach innen. Das Einführen des Schaftes 14 wird erleichtert durch die konische Anordnung der ersten und zweiten Schaftflächen 22, 24. Der Schaft wird so weit eingedrückt, bis die Rastschultern 26 den dem Flansch abgewandten Rand des Loches hintergreifen. Dadurch ist der Schaft 14 bzw. der Clip 10 sicher im Loch 40 angebracht. Diese Montageposition ist in 4 dargestellt. Man erkennt, daß die Verrastung in erster Linie von den Rastschultern 26 herrührt, die zu beiden Seiten der zugeordneten Ecke des Loches 40 angeordnet sind. Oberhalb der ersten Schaftflächen 22 können ebenfalls Rastschultern vorgesehen sein. In dieser Montageposition ist es nicht möglich, den Clip 10 ohne weiteres zu demontieren. Einem Herausziehen aus dem Loch 40 widersetzen sich die Rastschultern. Nur durch Zerstörung des Clips 10 könnte er durch eine axiale Kraft entfernt werden.
Falls eine Demontage gewünscht ist, wird mit dem nicht gezeigten Drehwerkzeug eine erste Drehung auf den Clip 10 ausgeübt in eine erste Demontageposition hinein, wobei diese Drehung um etwa 45° stattfindet. Dies ist in 6 zu erkennen. Damit eine Drehung ohne großen Kraftaufwand erfolgen kann, wird mit dem Drehwerkzeug, das in die Ausnehmung 16a eingesetzt wird, zugleich eine axiale Kraft in Richtung des Schaftes 14 ausgeübt, damit die Rastschultern 26 von der zugekehrten Kante des Loches 40 freikommen. Wie auch in 7 zu erkennen, in der ebenfalls die erste Demontageposition dargestellt ist, verlaufen die ersten Schaftflächen 22 nunmehr annähernd parallel zur zugekehrten Kante des Loches 40. Die zweiten Schaftflächen 24 und ihre Schultern 26 liegen in Eckbereichen.
Dadurch ist die Verrastung des Schaftes 14 im Loch 40 aufgehoben und der Clip 10 kann mit dem Schaft 14 um einen gewissen Betrag axial bewegt werden, wodurch sich die Schultern 26 in das Loch 40 hineinbewegen, wie insbesondere in 7 zu erkennen ist. In 6 und 7 sind die Drehung mit dem Pfeil 44 und die axiale Bewegung mit den Pfeilen 46 gekennzeichnet. Ein vollständiges Herausbewegen des Schaftes 14 aus dem Loch 40 wird jedoch dadurch verhindert, daß eine Schulter 48 der Demontageabschnitte 32 gegen die Unterseite des Tragbauteils 36 anstößt. Wird hingegen der Clip 10 um eine zweite Drehung wiederum um 45° gedreht, kommen die Demontageabschnitte 32 in Eckbereichen des Loches 40 zu liegen. Damit ist zugleich auch die Montageposition wieder erreicht und der Clip 10 kann nun, wie dies in 8 dargestellt ist, ohne weiteres aus dem Loch 40 entfernt werden.
Es sei nachgetragen, daß in der obigen Beschreibung stets von einem Loch 40 die Rede ist, obwohl zwei Bauteile 36, 38 vorgesehen sind mit ausgerichteten Löchern, welche zusammen das Loch 40 bilden. Das Loch des Trägerbauteils 36 muß quadratisch sein, während das Loch des Bauteils 38 rund sein kann. Es muß nur den Durchgang zum quadratischen Loch zulassen.

Claims

Einteiliges Befestigungsmittel aus Kunststoff zur Befestigung eines Bauteils an einem Trägerbauteil aus Flachmaterial mit einem viereckigen Loch, mit einem im Querschnitt allgemein viereckigen Schaft und einem federnd nachgebenden konischen Flansch an einem Ende des Schaftes, wobei der Schaft radial nachgebende Abschnitte mit Rastschultern aufweist, die einen dem Flansch abgewandten Rand des Loches rastend hintergreifen, wenn der Schaft in das Loch eingedrückt ist (Montageposition), dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (14) an diagonal gegenüberliegenden Eckkanten eine Abflachung aufweist und jeweils mindestens eine Rastschulter (26) den Abflachungen benachbart angeordnet ist derart, daß in der Montageposition die Abflachungen einer Ecke des Loches (40) zugekehrt sind und die Rastschultern (26) den Lochrand im Abstand zu den zugeordneten Ecken des Loches hintergreifen, der Schaft (14) an seinen anderen diagonal gegenüberliegenden Eckkanten Begrenzungsabschnitte (30) aufweist, die in der Montageposition jeweils zu einer Ecke des Loches (40) ausgerichtet und so ausgebildet sind, daß sie bei einer ersten Drehung des Schaftes (14) im Loch (40) um einen Winkel von etwa 45° durch Eingriff mit der Wandung des Loches (40) eine weitere Drehung des Schaftes (14) begrenzen (erste Demontageposition), wobei zugleich die Rastschultern (26) vom Lochrand freikommen und durch Federkraft des Flansches (12) um einen gewissen Betrag axial in das Loch (40) hineinbewegt werden und wobei diese axiale Bewegung durch Demontageabschnitte (32) begrenzt ist durch deren Anlage an der zugekehrten Seite des Tragbauteils (36), daß ferner die Demontageabschnitte (32) so ausgebildet sind, daß sie die weitere axiale Bewegung des Schaftes (14) aus dem Loch (40) heraus zulassen, wenn der Schaft (14) entweder um eine zweite zur ersten Drehung entgegengesetzte zweite Drehung zurück um etwa 45° (zweite Demontageposition) oder um annähernd den gleichen Betrag in die gleiche Richtung weiter gedreht wird, wobei die Demontageabschnitte (32) jeweils zu einer Ecke des Loches (40) ausgerichtet sind und daß der Flansch (12) eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Drehwerkzeugs aufweist zwecks Drehung des Befestigungsmittels.
Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (40) und der Querschnitt des Schaftes (14) annähernd quadratisch sind.
Befestigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Abflachung Rastschultern (26) geformt sind.
Befestigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen von ersten Schaftflächen (22) gebildet sind und unterhalb der Rastschultern (26) zum freien Ende des Schaftes (14) hin verlaufende zweite Schaftflächen (24) gebildet sind.
Befestigungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Schaftflächen (22, 24) zum freien Ende des Schaftes hin aufeinander zulaufen.
Befestigungsmittel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Schaftflächen (22, 24) einen C-förmigen Querschnitt bilden.
Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastschultern (26) und die Schaftflächen (22, 24) an Stegen (16, 18) gebildet sind, die zur Achse des Schaftes versetzt angeordnet sind und die sich zwischen dem Flansch (12) und einem Endabschnitt (20) des Schaftes (14) erstrecken und die radial federnd nachgeben.
Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Begrenzungsabschnitte (30) und Demontageabschnitte (32) an Stegen (28) des Schaftes (14) geformt sind, die zur Achse des Schaftes (14) versetzt angeordnet sind und sich zwischen dem Flansch (12) und einem Endabschnitt (20) des Schaftes (14) erstrecken.
Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Demontageabschnitte (32) eine Schulter (48) aufweisen, die in der ersten Demontageposition gegen das Tragbauteil (36) anlegbar ausgebildet ist.