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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Befestigungsanordnung mit den
Merkmalen des Anspruchs 5.
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Aus
der Druckschrift
EP
1 371 864 B1 ist ein Befestigungselement zum Befestigen
eines Gegenstandes an einem plattenförmigen Befestigungsgrund,
insbesondere an Blechen, bekannt. Derartige Befestigungselemente
werden beispielsweise im Fahrzeugbau eingesetzt, um Blenden oder
dgl. an der Karosserie zu befestigen. Das bekannte Befestigungselement
besteht aus Blech und weist einen im Wesentlichen streifenförmigen
Grundkörper auf. Dies ermöglicht beispielsweise
die Fertigung als Stanzbiegeteil in einem kontinuierlichen Prozess
aus einem langen Blechstreifen. Das bekannte Befestigungselement
weist einen Ω-förmigen Querschnitt auf mit einem
Innengewinde als Gewindeeingriffsabschnitt im mittigen bauchigen
Teil des Omegas. Mit diesem Gewindeeingriffsabschnitt voraus wird
das Befestigungselement durch eine Öffnung beispielsweise
der Karosserie gesteckt, wobei die äußeren Schenkel
des Omegas an der Außenseite des Blechs der Karosserie
anliegen. Dann wird der zu befestigende Gegenstand aufgesetzt und
eine Schraube durch eine Bohrung im Gegenstand hindurch bis in das
Innengewinde des Befestigungselements eingeschraubt. Durch Anziehen
der Schraube wird das Befestigungselement verspreizt und hintergreift
hierdurch das Karosserieblech. Hierbei bilden die äußeren
Schenkel des Omegas einen Widerlagerabschnitt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Befestigungselement
bezüglich der Geometrie und des Materialaufwands zu vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 gelöst. Statt eines Ω-förmigen
Grundkörpers weist das erfindungsgemäße
Befestigungselement im Wesentlichen eine S- oder Z-Form auf. Damit
ist gemeint, dass der Grundkörper mindestens zweifach in entgegengesetzter
Richtung abgeknickt oder gebogen ist, und zwar insbesondere quer
zur Längsrichtung des vor dem Biegen ebenen, streifenartigen Grundkörpers.
Die Beschreibung als S- oder Z-Form ist also nicht streng geometrisch
zu interpretieren. Aufgrund der erfindungsgemäßen
Geometrie ist es möglich, unter sehr geringem Materialeinsatz
ein Befestigungselement zu erstellen.
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Vorzugsweise
weist der Grundkörper im Verbindungsabschnitt zwischen
dem Gewindeeingriffsabschnitt und einem Widerlagerabschnitt eine Aussparung
zum Durchgriff einer Spreizschraube auf. Dabei ist mit dem „Widerlagerabschnitt"
das eine Ende des Z- bzw. S-förmigen Grundkörpers
gemeint, wobei der Gewindeeingriffsabschnitt diesem entgegengesetzt
am anderen Ende liegt. Der Widerlagerabschnitt dient zur Abstützung
der Zugkräfte vom Schraubenkopf auf den Grundkörper
des Befestigungselements, wobei diese Abstützung wie bei
dem bekannten Befestigungselement über den Umweg eines
zu befestigenden Gegenstands erfolgen kann. Die Aussparung im Verbindungsabschnitt
zwischen Gewindeeingriffsabschnitt und Widerlagerabschnitt ermöglicht
das Durchdringen der Spreizschraube durch den gesamten Grundkörper.
Der Begriff „Aussparung" ist dabei allgemein zu verstehen,
beispielsweise kann die Aussparung die Form einer Ellipse, eines
Rechtecks oder einer einseitig offenen Tasche haben.
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Die
Verspreizung des Befestigungselements erfolgt durch Anziehen einer
Spreizschraube, welche bewirkt, dass der Grundkörper in
Längsrichtung der Spreizschraube gestaucht und gleichzeitig
quer dazu verbreitert wird. Dies führt zu einem Hintergriff
des Befestigungsgrundes, also beispielsweise eines Karosserieblechs.
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Vorzugsweise
wird dieser Spreizmechanismus außerdem durch das Verspreizen
einer, zweier oder noch mehr Spreizlaschen ergänzt, die
ausgehend vom Widerlagerabschnitt im Wesentlichen in Richtung des
Gewindeeingriffsabschnitts gewandt sind. Beim Zusammenziehen des
Grundkörpers durch die Spreizschraube in axialer Richtung
werden die Spreizlaschen von Abweisflächen, die insbesondere
im Bereich des Gewindeeingriffsabschnitts angeordnet sind, radial
nach außen verspreizt. Dabei ist mit „axial" eine
Richtung längs zur Spreizschraube gemeint, während
mit „radial" eine Richtung senkrecht hierzu gemeint ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist die verwendete
Spreizschraube eine Anschlagseinrichtung, insbesondere eine feste
oder lose Unterlegscheibe auf, welche den Widerlagerabschnitt des Grundkörpers
zumindest teilweise radial überragt. Dies ermöglicht,
dass das Befestigungselement durch ein Loch im Befestigungsgrund
gesteckt wird und die Anschlagseinrichtung der Spreizschraube am
Befestigungsgrund zum Anschlag kommt. Insbesondere kann aber auch
der zu befestigende Gegenstand ein Loch ähnlicher Dimension
aufweisen und das Befestigungselement samt Spreizschraube durch
den Gegenstand und den Befestigungsgrund hindurchgesteckt und durch
Anziehen der Spreizschraube verspreizt werden. Die Anschlagseinrichtung
der Spreizschraube kommt in diesem Fall am zu befestigenden Gegenstand
zum Anschlag und zwar auf einer dem Befestigungsgrund abgewandten
Fläche des Gegenstands. Gegenüber dem bekannten Befestigungselement
erspart dies Montagezeit.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweiter Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel ohne Spreizschraube in perspektivischer
Darstellung;
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2 dasselbe
Ausführungsbeispiel als Teil einer Befestigungsanordnung
in einer Schnittdarstellung vor dem Verspreizen;
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel ohne Spreizschraube in perspektivischer
Darstellung; und
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4 dasselbe
Ausführungsbeispiel als Teil einer Befestigungsanordnung
in einer Schnittdarstellung vor dem Verspreizen.
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Das
in den 1 und 2 dargestellte Befestigungselement 1a ist
aus einem zunächst ebenen Blechstreifen durch mehrfaches
Biegen und Stanzen hergestellt. Es weist dementsprechend einen streifenartigen
Grundkörper 2a auf, der durch das mehrfache Biegen
quer zur Längsrichtung des Blechstreifens S-förmig
ausgebildet ist.
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Der
Grundkörper 2a weist in seinem in den Figuren
unten angeordneten Abschnitt eine Gewindebohrung 3 für
eine den Grundkörper 2a in Längsrichtung
durchsetzende Spreizschraube 4 auf, weshalb dieser Abschnitt
als Gewindeeingriffsabschnitt 5a bezeichnet wird. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Gewindebohrung in den Grundkörper 2a selbst
eingebracht. Insbesondere bei dünnem Ausgangsmaterial kann
es jedoch zweckmäßig sein, ein gesondertes Element,
beispielsweise eine aufgeschweißte Gewindehülse
(nicht dargestellt), am Gewindeeingriffsabschnitt 5a vorzusehen.
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Dem
Gewindeeingriffsabschnitt 5a gegenüberliegend
ist ein Widerlagerabschnitt 6a angeordnet, der eine kreisförmige
Ausstanzung 7 aufweist. Der Widerlagerabschnitt 6a und
der Gewindeeingriffsabschnitt 5a sind durch einen Verbindungsabschnitt 8a verbunden
und bilden gemeinsam den Grundkörper 2a. Dabei
erstreckt sich der Gewindeeingriffsabschnitt 5a etwas weiter
in Querrichtung, bzw. radial in Bezug auf die Spreizschraube 4,
als der Widerlagerabschnitt 6a. Anders ausgedrückt
ist das „S" des Grundkörpers 2a im Bereich
des Gewindeeingriffsabschnitts 5a etwas breiter. Die Streifenbreite ist
dabei konstant, sie könnte aber ebenfalls variieren.
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Damit
die Spreizschraube 4 auch den Verbindungsabschnitt 8a durchdringen
kann, weist dieser eine in etwa elliptische Aussparung 9a auf.
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2 stellt
das Befestigungselement 1a als Teil einer Befestigungsanordnung 10a dar.
Diese dient der Befestigung eines Gegenstandes 11, beispielsweise
einer Blende aus Kunststoff oder einem Blechgehäuse, an
einem plattenartigen Befestigungsgrund 12, welcher beispielsweise
Teil einer Karosserie aus Blech ist. Der Gegenstand 11 und
der Befestigungsgrund 12 weisen jeweils ein deckungsgleiches,
rechteckiges Loch 13 auf, welches vollständig
vom Befestigungselement 1a durchdrungen wird.
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Die
Spreizschraube 4 weist einen Kopf 14 und hiermit
einstückig eine Anschlagseinrichtung 14 in Form
einer angeschweißten Unterlegscheibe auf. Diese Anschlagseinrichtung 14 liegt
zum Einen mit ihrer dem Kopf 14 abgewandten Seite am Widerlagerabschnitt 6a des
Grundkörpers 2a an, zum Anderen aber auch auf
einer dem Befestigungsgrund 12 abgewandten Fläche 15 des
Gegenstands 11. Hierzu weist die Anschlagseinrichtung 14 einen
Durchmesser, d. h. eine radiale Ausdehnung, auf, der das Loch 13 im
Gegenstand 11 zumindest teilweise überragt.
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Zur
Erstellung der Befestigungsanordnung 10a wird zunächst
der Gegenstand 11 auf den Befestigungsgrund 12 aufgesetzt,
so dass die Löcher 13 zumindest im Wesentlichen
zur Deckung kommen. Dann wird das Befestigungselement 1a von
einer Seite durch die Löcher 13 gesteckt. Dabei
wird in der Regel die Zugänglichkeit darüber entscheiden,
von welcher Seite montiert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird von der Seite des Gegenstands 11 aus montiert. Die
Spreizschraube 4 ist dabei bereits vormontiert im Grundkörper
angeordnet, also in den Gewindeeingriffsabschnitt 5a eingeschraubt.
Die ist nicht zwingend notwendig, erleichtert aber die Montage.
Das Befestigungselement 1 wird so weit in die Löcher 13 eingeführt,
bis die Anschlagseinrichtung 14 der Spreizschraube 4 am
Gegenstand 11 zum Anschlag kommt. Im Weiteren wird der
Grundkörper 2a durch Anziehen der Spreizschraube 4 verspreizt.
Dabei verhindert das rechteckige Loch 13 im Befestigungsgrund 12 ein
Mitdrehen des Grundkörpers 2a. Durch das Anziehen
der Spreizschraube wird der Gewindeeingriffsabschnitt 5a in
Richtung des Widerlagerabschnitts 6a gezogen. Diese Verkürzung
in Längsrichtung bewirkt ein Außeinanderbiegen
des Grundkörpers 2a in Querrichtung, also radial
zur Spreizschraube, und zwar insbesondere im Verbindungsabschnitt 8a.
Diese radiale Erweiterung wird im Bereich der Löcher 13 durch
diese begrenzt. Insbesondere durch die geringere Erstreckung des
Grundkörpers 2a in Querrichtung kann eine Anlage
in diesem Bereich aber auch ausbleiben. Dagegen weitet sich der
Verbindungsabschnitt 8a im Bereich nahe dem Gewindeeingriffsabschnitt 5a so
stark, dass er schließlich auf der dem Gegenstand 11 abgewandten Rückseite 16 des
Befestigungsgrunds 12 zur Anlage kommt. Durch dieses Hintergreifen
des Gegenstands 11 wird eine sichere, formschlüssige
Befestigung erreicht (nicht dargestellt).
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Die
in den 3 und 4 dargestellte Befestigungsanordnung 10b weist
große Gemeinsamkeiten mit der zuvor beschriebenen Befestigungsanordnung 10a auf.
Zum einfachen Vergleich werden gleiche Bauteile und Elemente mit
gleichen Bezugsziffern bezeichnet, während ähnliche
Bauteile und Elemente mit dem Zusatz „b" statt „a"
zur Bezugsziffer bezeichnet werden. Zur Vermeidung von Widerholungen
werden im Folgenden lediglich die Unterschiede zur Befestigungsanordnung 10a erläutert.
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Der
Grundkörper des Befestigungselements 1b ist Z-förmig.
An den Widerlagerabschnitt 6b schließen sich Spreizlaschen 17, 18 an.
Dabei ist die erste Spreizlasche 17 durch eine Verlängerung
und Abkantung des Z-förmigen Grundteils gebildet,. d. h. der
Ausgangsblechstreifen ist um die Länge dieser Spreizlasche 17 länger
gewählt, während die zweite Spreizlasche 18 aus
der Mitte des Ausgangsblechstreifen ausgestanzt ist, etwa die halbe
Breite des Grundkörpers 2b aufweist und leicht
weggeneigt von der Spreizschraube 4 etwa von der kreisförmigen Ausstanzung 7 im
Widerlagerabschnitt 6b ausgehend in Richtung des Gewindeeingriffsabschnitts 5b weist.
Durch das Ausstanzen der zweiten Spreizlasche 18 wird außerdem
eine rechteckige Aussparung 9b im Verbindungsabschnitt 8b gebildet.
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Die
Montage des Befestigungselements 1b erfolgt wie im ersten
Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zu der Verspreizung
des Grundkörpers 2b kommt es jedoch außerdem
zu einer Verspreizung der Spreizlaschen 17, 18.
Bei der axialen Verkürzung des Grundkörpers 2b stoßen
die Spreizlaschen 17, 18 auf die beiden gegenüberliegenden
axialen Enden 19, 20 des Gewindeeingriffsabschnitts 5b und
werden von diesen radial nach außen gebogen, wodurch es
zu einem zusätzlichen Hintergreifen der Rückseite 16 des
Befestigungsgrunds 12 kommt (nicht dargestellt).
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- 1a,
1b
- Befestigungselement
- 2a,
2b
- streifenartiger
Grundkörper
- 3
- Gewindebohrung
- 4
- Spreizschraube
- 5a,
5b
- Gewindeeingriffsabschnitt
- 6a,
6b
- Widerlagerabschnitt
- 7
- kreisförmige
Ausstanzung
- 8a,
8b
- Verbindungsabschnitt
- 9a,
9b
- Aussparung
- 10a,
10b
- Befestigungsanordnung
- 11
- zu
befestigendenr Gegenstand
- 12
- plattenförmiger
Befestigungsgrund
- 13
- Loch
- 14
- Anschlagseinrichtung
- 15
- Fläche
- 16
- Rückseite
- 17,
18
- Spreizlaschen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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