DE102013011714A1

DE102013011714A1 - Befestigungsmittel

Info

Publication number: DE102013011714A1
Application number: DE201310011714
Authority: DE
Inventors: Karl-Wilhelm Vogt; Detlef Scholz; Herbert Beleke
Original assignee: BJB GmbH and Co KG
Current assignee: BJB GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2015-01-15

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Befestigungsmittel mit einem spreizbaren Schaft; mit einem an einem Schaftende angeordneten Schaftkopf, wobei der Schaftkopf gegenüber dem Schaft im Durchmesser erweitert ist, mit einem Spreizmittel, mit dessen Hilfe der Schaft rückstellelastisch spreizbar ist, wobei das Befestigungsmittel zur Anordnung zweier Bauteile aneinander vorgesehen ist, insbesondere zur Anordnung einer mit einer LED versehenen Leiterplatte an einem wärmeabführenden Leuchtenbauteil, indem der Schaft durch eine Durchbrechung eines ersten Bauteils hindurchführbar und der Schaftkopf zur zumindest mittelbaren Auflage auf dem ersten Bauteil vorgesehen ist und indem der Schaft in einer Ausnehmung eines zweiten Bauteils anordenbar ist und indem der Schaft nach seiner Spreizung zumindest reibschlüssig in der Ausnehmung des zweiten Bauteils verankerbar ist, dadurch gekennzeichnet, wobei das Befestigungsmittel mit einem Isolierelement versehen, welches zwischen dem Schaftkopf und dem ersten Bauteil angeordnet eine Berührung von Schaftkopf und erstem Bauteil verhindert, dass das Befestigungsmittel mit einem Spannelement versehen ist, welches über den Schaftkopf das erste Bauteil gegen das zweite Bauteil spannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungsmittel mit einem spreizbaren Schaft; mit einem an einem Schaftende angeordneten Schaftkopf, wobei der Schaftkopf gegenüber dem Schaft im Durchmesser erweitert ist, mit einem Spreizmittel, mit dessen Hilfe der Schaft rückstellelastisch spreizbar ist, wobei das Befestigungsmittel zur Anordnung zweier Bauteile aneinander vorgesehen ist, insbesondere zur Anordnung einer mit einer LED versehenen Leiterplatte an einem wärmeabführenden Leuchtenbauteil, indem der Schaft durch eine Durchbrechung eines ersten Bauteils hindurchführbar und der Schaftkopf zur zumindest mittelbaren Auflage auf dem ersten Bauteil vorgesehen ist und indem der Schaft in einer Ausnehmung eines zweiten Bauteils anordenbar ist und indem der Schaft nach seiner Spreizung zumindest reibschlüssig in der Ausnehmung des zweiten Bauteils verankerbar ist.
Gattungsgemäße Befestigungsmittel sind der Anmelderin aus dem Stand der Technik der Beleuchtungstechnik nicht bekannt.
Es existieren jedoch ähnliche Befestigungsmittel in der Automobilindustrie, die dort als Spreizniet bezeichnet werden. So ist ein ähnliches Befestigungsmittel beispielsweise aus der gattungsfremden WO 2005/071273 A1 bekannt. Dieser Spreizniet wird im Bereich der Automobilindustrie in der Regel dafür verwendet, Innenverkleidungsteile an der Karosserie festzulegen.
In der Beleuchtungstechnik werden zunehmend LEDs als Lichtquelle benutzt. LEDs sind üblicherweise auf einer Platine angeordnet, die im Regelfalle eine gute Wärmeleitung aufweist. Auf der Oberseite der Platine befinden sich Leiterbahnen, um die LEDs elektrisch auszuschließen. Diese Leiterbahnen müssen gegenüber Metallteilen beabstandet oder isoliert sein. Diese Platinen werden auf einem Gegenlager befestigt, welches beispielsweise als Kühlkörper ausgebildet ist und ein Leuchtenbauteil darstellt oder Teil des Leuchtengehäuses selbst ist. Bei der Montage der Platine auf dem Leuchtenbauteil kommt dem korrekt gewählten Anlagedruck eine hohe Bedeutung zu, da dieser maßgeblicher Faktor für die Qualität der Wärmeabfuhr von der LED auf das Leuchtenbauteil ist.
Ein Befestigungselement, welches einzelne mit LEDs versehene Platinen auf einem Leuchtenbauteil festlegt, ist beispielsweise aus DE 10 2008 005 823 A1 bekannt. Hier wird ein ringförmiges Anschlusselement auf der Platine aufgesetzt und lagert die Platine zwischen sich und einem Gegenlager, beispielsweise einem Kühlkörper. Über Schrauben wird dieses Anschlusselement mit dem Gegenlager verbunden. Das Anzugsmoment der Schrauben definiert die Andruckkraft zwischen Platine und Gegenlager.
Die zunehmende Massenfertigung von LED Leuchten verschiedenster Art erfordert Befestigungsmittel für die mit LED versehenen Platinen, die sich in automatisierten Fertigungsverfahren verwenden lassen. Dabei werden an solche Befestigungsmittel hohe Anforderungen an die dauerhafte Halterung der Platine und dauerhafte Aufrechterhaltung des Anlagedrucks gestellt, was in der prognostizierten Lebensdauer von bis zu 50.000 Stunden einer LED Lichtquelle begründet liegt.
Es ist insoweit Aufgabe der Erfindung, ein für die automatisierte Fertigung von Leuchten geeignetes Befestigungselement bereit zu stellen, welches einen definierten Anlagedruck zwischen LED und Leuchtenbauteil sicherstellt.
Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung von einem Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit dessen kennzeichnenden Merkmalen, wonach das Befestigungsmittel mit einem Isolierelement versehen, welches zwischen dem Schaftkopf und dem ersten Bauteil angeordnet eine Berührung von Schaftkopf und erstem Bauteil verhindert und dass das Befestigungsmittel mit einem Spannelement versehen ist, welches über den Schaftkopf das erste Bauteil gegen das zweite Bauteil spannt.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels liegt zunächst in seiner Eignung für die automatisierte Montage. Zwei Bauteile – das erste Bauteil entspricht der Platine mit LED, das zweite Bauteil entspricht dem Leuchtenbauteil – werden mit Durchbrechung und Ausnehmung fluchtend aufeinander angeordnet. Der Schaft des Befestigungsmittels wird durch die Durchbrechung hindurch in die Ausnehmung eingesetzt, bis der Schaftkopf auf dem ersten Bauteil aufliegt. Nach der Spreizung des Schaftes liegt das Befestigungsmittel in der Ausnehmung des zweiten Bauteils fest, so dass die Bauteile aufeinander fest angeordnet sind.
Die hierfür erforderlichen Montageautomaten und Montageverfahren sind einfach konzipier- und umsetzbar. Durch das kennzeichnende Merkmal des Isolierelementes wird verhindert, dass das Befestigungsmittel mit der Oberfläche der Platine und den darauf befindlichen Leiterbahnen in Berührung kommt und diese möglicherweise mechanisch beschädigt oder im Falle metallischer Befestigungsmittel kurzschließt. Das Spannelement sorgt für das Aufbringen einer Andruckkraft zwischen erstem und zweitem Leuchtenbauteil, so dass ein guter Wärmeübergang von der LED zum Leuchtenbauteil gegeben ist.
Es ist vorgesehen, dass das Isoliermittel aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material besteht, insbesondere da das Befestigungsmittel selbst aus Metall gefertigt ist.
Die Ausführung des Befestigungsmittels aus Metall ist außerordentlich bevorzugt, da ein metallenes Befestigungsmittel den Befestigungskräften auch über Jahre hinweg standhält. So ist es im Gegensatz dazu von Kunststoffteilen bekannt, dass diese sich unter Krafteinwirkung über den Zeitablauf verformen und so den auf sie wirkenden Kräften ausweichen. Dies birgt insbesondere bei der hohen Lebenserwartung der LEDs die Gefahr, dass die Befestigungsfunktion nicht durchgehend erfüllt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass das Isolierelement aus einem rückstellelastischen Material besteht und als Spannelement dient.
Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass die Anzahl der Bauelemente reduziert wird. Da das Isolierelement ohnehin zwischen Schaftkopf und erstem Bauteil angeordnet ist, kann es über die in Einschubwirkung gerichteten Montagekräfte bei der Festlegung des Befestigungsmittels mit einer entsprechenden Spannkraft beaufschlagt werden, so dass die Rückstellkräfte des Isolierelement sich am Schaftkopf einerseits und am ersten Bauteil andererseits abstützen. Hierdurch wird die Andruckkraft zwischen erstem und zweitem Bauteil induziert.
Unter diesen Bedingungen erhält die Ausführung des Befestigungselementes aus Metall eine besonders hohe Bedeutung, da das Befestigungsmittel selbst vom Spannelement mit einer Kraft beaufschlagt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass das Spreizmittel ein rückstellelastischer Körper ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schaft durchmessererweiternde Halteteile aufweist – insbesondere Rasthaken –, die eine Formschlussverbindung mit dem zweiten Bauteil eingehen können.
Insbesondere, wenn das Befestigungsmittel durch die Ausbildung des Isoliermittels als Spannelement mit am Aufbau der Andruckkraft beteiligt ist, ist eine Formschlussverbindung zu bevorzugen. Diese stellt im Gegensatz zu einer Reibschlussverbindung in hohem Maße ein sicheres Einsitzen des Befestigungsmittels in der Ausnehmung des zweiten Bauteils sicher.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Befestigungsmittel aus Metall gefertigt ist.
Bei dieser Ausführungsform liegt der wesentliche Vorteil darin, dass die Schaftflügel relativ zueinander beweglich sind und eine Spreizung leicht realisierbar ist.
Es ist vorgesehen, dass das Isolierelement eine Durchtrittsöffnung aufweist, durch welche der Schaft des Befestigungsmittels geführt ist.
Die Durchtrittsöffnung erlaubt es, das Isolierelement scheibenartig zur Unterlage unter dem Schaftkopf vorzusehen und dennoch den Schaft selbst zur Befestigung der Bauteile nutzen zu können.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Isolierelement einen Isolierkopf und einen Isolierschaft aufweist, wobei der Isolierschaft mit seinem freien Ende die Durchbrechung des ersten Bauteils durchtaucht und in der Ausnehmung des zweitens Bauteils einsitzt, der Isolierkopf jedoch zwischen Schaftkopf und erstem Bauteil angeordnet ist.
Der wesentliche Vorteil hier ist, dass das Isolierelement durch Einsitzen in wenigstens der Durchbrechung vormontierbar ist. Darüber hinaus bzw. ergänzend und alternativ dient das Einsitzen des Isolierschaftes in wenigstens der Durchbrechung des ersten Bauteils der Zentrierung des Isolierelementes bzw. einer für die Montage lagegerechten Anordnung.
Dann ist vorgesehen, dass das Isolierelement zumindest einen Kanal ausbildet, der isolierkopfseitig und isolierschaftseitig jeweils mindestens eine Durchtrittsöffnung aufweist.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Schaftflügel durch die isolierkopfseitige und die isolierschaftseitige Durchtrittsöffnung geführt sind.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schaft von zwei rückstellelastischen Schaftflügeln gebildet ist, die zwischen sich einen Zwischenraum bilden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass Betätigungsstücke vorgesehen sind, die jeweils rückstellelastisch am Schaftkopf und an einem Schaftflügel angeordnet sind und die Schaftflügel am Schaftkopf halten, insbesondere wenn die Betätigungsstücke in Richtung Schaft rückstellelastisch verlagerbar sind und die Verlagerung eine Spreizung der bewegungsgekoppelten Schaftflügel induziert.
Bei dieser Ausführungsform werden die Betätigungsstücke in Einschubrichtung des Schaftes in die Ausnehmung des zweiten Bauteils bewegt. Die an den Betätigungsstücken bewegungsgekoppelt angeordneten Schaftflügel erfahren hierdurch eine ebenfalls in Einschubrichtung des Schaftes gerichtete Bewegung, die darüber hinaus eine von der Schaftlängsachse weg nach außen gerichtete Spreizbewegungskomponente enthält.
Alternativ ist vorgesehen, dass das freie Ende wenigstens eines Schaftflügels ein Federelement trägt, welches sich am anderen Schaftflügel abstützt und beide Schaftflügel in eine Spreizstellung vorspannt.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das freie Ende wenigstens eines Schaftflügels umgeformt ist und ein Federelement in Form eines Federschenkels ausbildet, der sich am anderen Schaftflügel abstützt.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass beide Schaftflügel jeweils einen Federelement tragen und sich die Federelemente aneinander abstützen.
Alternativ ist es denkbar, dass der Isolierschaft aus einem federrückstellelastischen Material gebildet ist und als Spreizelement dient.
Der Isolierschaft kann zwischen den Schaftflügeln angeordnet sein und dieses in ihrer Spreizstellung halten.
Deswegen ist vorgesehen, dass der Isolierschaft zwischen den Schaftflügeln angeordnet ist und diese in eine Spreizstellung vorspannt.
Schließlich ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen einer Schaftkopfunterseite und dem Halteteil kleiner ist als die Schaftaxial gemessene Gesamtstärke aus Isolierelement, erstem Bauteil und zweitem Bauteil.
Vor dem Hintergrund der gestellten Aufgabe betrifft die Erfindung auch eine Anordnung von einem Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 19, einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, wobei der Schaftkopf auf einem Isolierelement, das Isolierelement auf dem ersten Bauteil und das erste Bauteil auf dem zweiten Bauteil aufliegt.
Diese Anordnung löst die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass ein Spannelement sich am Schaftkopf abstützt und eine gegenseitige Andruckkraft zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil aufbringt.
In einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Isolierelement vom Befestigungsmittel gegen das erste Bauteil verspannt ist und die so induzierte Rückstellkraft die Andruckkraft zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil aufbringt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Rückstellkräfte der Betätigungsstücke den Schaftkopf gegen das erste Bauteil spannen und so die Andruckkräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil aufbringen.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Darstellung dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel 1 ist in den 1 bis 10 dargestellt. Es zeigen:
1 Ein erfindungsgemäßes Befestigungsmittel mit Halteklammer, Isolier- und Spannelement in Explosionsansicht,
2 die vormontierte bauliche Einheit des Befestigungsmittels aus Halteklammer, Isolier- und Spannelement in perspektivischer Darstellung,
3 die Einheit gemäß 2 in einer ersten Seitenansicht,
4 die bauliche Einheit gemäß 2 in einer zweiten Seitenansicht,
5 die bauliche Einheit gemäß 2 in Aufsicht,
6 eine Aufsicht gemäß 5 unter Darstellung einer Montageposition,
7 eine Schnittdarstellung gemäß Ansicht A-A in 6,
8 eine perspektivische Darstellung der Montagesituation des Befestigungsmittels gemäß 1 unter schematischer Darstellung eines Zangenkopfes,
9 eine Seitenansicht der Montagesituation des Befestigungsmittels gemäß 2,
10 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittansicht B-B in 9.
Die zweite Ausführungsform ist in den 11 bis 20 dargestellt. Es zeigen:
11 ein zweites erfindungsgemäßes Befestigungsmittel mit Halteklammer, Isolier- und Spannelement in Explosionsdarstellung,
12 die bauliche Einheit des Befestigungsmittels aus Halteklammer, Isolier- und Spannelement in perspektivischer Ansicht,
13 die bauliche Einheit gemäß 12 in Ansicht von oben,
14 die bauliche Einheit gemäß 12 in einer ersten Seitenansicht,
15 die bauliche Einheit gemäß 12 in einer zweiten Seitenansicht,
16 die Darstellung gemäß 13 in Montagesituation,
17 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie A-A in 16,
18 eine Darstellung der baulichen Einheit gemäß 12 in Montagesituation in perspektivischer Ansicht unter schematischer Darstellung eines Zangenkopfes,
19 die Darstellung gemäß 14 der baulichen Einheit in Montagesituation,
20 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie B-B in 19.
Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels findet sich in den 21 bis 32 dargestellt. Es zeigen:
21 Eine Explosionsdarstellung des Befestigungsmittels, mit Halteklammer, Isolierelement, erstem Bauteil und zweitem Bauteil,
22 die Darstellung gemäß 21 des Befestigungsmittels mit Halteklammer und Isolierelement in einer vormontierten baulichen Einheit,
23 die bauliche Einheit aus Halteklammer und Isolierelement gemäß 22 in einer ersten Seitenansicht,
24 die bauliche Einheit gemäß 23 in einer zweiten Seitenansicht,
25 die Darstellung gemäß 21 in Montagestellung,
26 eine Darstellung gemäß 23 mit Befestigungsmittel in Montagestellung,
27 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie A-A in 23 unter zusätzlicher Darstellung von erstem und zweitem Bauteil,
28 die Schnittdarstellung gemäß 27 mit Befestigungsmittel in Montageposition,
29 das montierte Befestigungsmittel gemäß 21 in perspektivischer Ansicht,
30 die Darstellung gemäß 29 mit angesetztem Lösewerkzeug,
31 eine Darstellung gemäß 30 in Seitenansicht unter Weglassen von erstem und zweitem Bauteil,
32 eine Schnittdarstellung durch das montierte Befestigungsmittel gemäß 29.
In der nun folgenden Beschreibung der drei vorgenannten Ausführungsbeispiele wird bewusst auf die Vergabe identischer Bezugszeichen verzichtet, um die Lesbarkeit und Nachvollziehbarkeit zu gewährleisten. In Folge dessen werden identische bzw. gleichwirkende Bauteile der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung unterschiedliche Bezugszeichen tragen.
Im Folgenden wird das Ausführungsbeispiel Nr. 1 an Hand der 1 bis 10 näher erläutert.
Das erfindungsgemäße Befestigungsmittel des ersten Ausführungsbeispiels wird in den 1 bis 10 in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehen. Das Befestigungsmittel umfasst zunächst eine Halteklammer 11, die einen spreizbaren Schaft 12 aufweist, der von zwei Schaftflügeln 13 gebildet ist. Die Schaftflügel 13 weisen ein freies Ende 14 auf und sind mit einem angebundenen Ende 15 jeweils an einem Schaftkopf 16 befestigt.
Die Schaftflügel 13 sind zueinander beabstandet und weisen zwischen sich einen Zwischenraum 17 auf. Die freien Enden 14 laufen im Wesentlichen konisch aus und bilden auf diese Weise Einführspitzen 18, mit denen voran das Befestigungsmittel 10 zu montieren ist. Den Einführspitzen 18 in Richtung Schaftkopf 16 nachgeordnet bildet jeder Schaftflügel 13 Halteteile 19 aus, bei denen es sich vorliegend um Rasthaken 20 handelt, die nach außen – d. h. vom Zwischenraum weg – weisen und durch Ausprägen der Schaftflügel 13 entstanden sind. Ein sich daran wiederum in Richtung Schaftkopf 16 nachordnender Schafthals 21 geht in einen Schaftlöseabschnitt 22 über, in den ein ebenfalls nach außen gerichteter Lösenocken 23 eingeprägt ist.
Der Schaftkopf 16 ist in etwa scheibenartig ausgebildet und spannt eine Ebene auf, zu der die Schaftflügel 13 im Wesentlichen orthogonal gerichtet sind. Ein gedachter innerer Radius r des Schaftkopfes 16 entspricht in etwa dem Radius einer Durchbrechung 38 in einem ersten Bauteil 33 und einer Ausnehmung 39 in einem zweiten Bauteil 34, in welche der Schaft 12 des Befestigungsmittels 10 einzusetzen ist. In Folge dessen liegen die Schaftflügel 13 etwa auf diesem Radius.
Im Bereich der Anbindung der Schaftflügel 13 an den Schaftkopf 16 weist der Schaftkopf 16 deshalb Rücksprünge auf, die sich als Eingriffsausnehmungen 24 darstellen. In diesen Bereichen verjüngt sich der Schaftkopf von einem äußeren Radius R bis auf den inneren Radius r.
Teil des Befestigungsmittels 10 ist darüber hinaus ein Isolierelement 30. Dieses ist bei dem hier beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel in etwa T-förmig gestaltet und weist einen Isolierkopf 31 und einen hierzu orthogonal angeordneten Isolierschaft 32 auf.
Wie insbesondere aus 2 zu sehen ist, ist das Isolierelement 30 dafür vorgesehen, mit seinem Isolierkopf 31 von unten voran in den Zwischenraum 17 zwischen die Schaftflügel 13 eingebracht zu werden, so dass der Isolierkopf 31 unter dem Schaftkopf 16 angeordnet ist. Der Isolierschaft 32 sitzt zwischen den Schaftflügeln 13 ein. Diese Vormontagesituation ist in 2 dargestellt.
Wie aus den 3 und 4 hervorgeht, liegt die Unterseite des Schaftkopfes 16 auf der Oberseite des Isolierkopfes 31 auf, wohingegen die Unterseite des Isolierkopfes 31 zur Auflage auf dem ersten Bauteil 33 vorgesehen ist. 3 zeigt überdies, dass der Isolierschaft 32, welcher zwischen den Schaftflügeln 13 einsitzt, diese in ihrer Spreizstellung hält. In dieser Spreizstellung stehen die Rasthaken 20 über den inneren Radius r umfangserweiternd vor.
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass die Halteklammer 11 bevorzugter Weise aus einem Metallblech im Wege eines Stanzbiegeprozesses hergestellt ist. Das Isolierelement 30 besteht aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wobei zumindest der Isolierschaft 32 aus einem rückstellelastischen Material gebildet ist. Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, das Isolierelement 30 aus Silikon zu fertigen. Andere rückstellelastische Kunststoffe sind jedoch auch geeignet.
7 zeigt eine Schnittansicht des Befestigungsmittel 10 in einer Einbausituation entsprechend der Schnittlinie A-A in 6. Zu sehen ist zunächst ein erstes Bauteil 33, welches auf einem zweiten Bauteil 34 aufliegt. Bei dem ersten Bauteil 33 handelt es sich in der Regel um eine Leiterplatte 35, das zweite Bauteil 34 ist in der Regel ein Leuchtenbauteil 36. Die Leiterplatte 35 ist mit Leiterbahnen 37 versehen, die der Elektrizitäts- oder Signalversorgung von nicht dargestellten LEDs dienen, die auf der Leiterplatte 35 angeordnet sind.
Die Leiterplatte 35 ist mit einer Durchbrechung 38 versehen, das Leuchtenbauteil 36 weist eine Ausnehmung 39 auf. Anzumerken ist, dass die Durchbrechung 38 im ersten Bauteil zwingend als Durchbrechung über die gesamte Materialstärke ausgebildet sein muss. Die Ausnehmung 39 des zweiten Bauteils ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als eine das Material über seine gesamte Stärke durchsetzende Bohrung ausgebildet. Die Ausnehmung 39 des zweiten Bauteils kann jedoch durchaus auch sacklochartig ausgestaltet sein. Durchbrechung 38 und 39 fluchten miteinander.
Um das erste Bauteile 33 und das zweite Bauteil 34 miteinander zu verbinden, werden beide – wie in 7 dargestellt – mit der Durchbrechung 38 und Ausnehmung 39 fluchtend aufeinander angeordnet. Sodann wird die gemäß 2 zum erfindungsgemäßen Befestigungsmittel 10 vormontierte Einheit aus Halteklammer 11 und Isolierelement 30 in Einschubrichtung X durch die Durchbrechung 38 hindurch in die Ausnehmung 39 eingesetzt. Dabei wird das Befestigungsmittel 10 mit dem freien Ende des Isolierschafts 32 sowie den Einführspitzen 18 der Schaftflügel 13 voran in die Durchbrechung 38/Ausnehmung 39 eingeschoben. Schließlich kommt es zur Auflage des Isolierkopfes 31 auf der mit Leiterbahnen 37 versehenen Oberfläche der Leiterplatte 35.
Der Durchmesser der Durchbrechung 38 entspricht wenigstens dem inneren Radius r und ist kleiner als der äußere Radius R des Schaftkopfes 16. Die Ausnehmung 39 entspricht in etwa dem inneren Radius r, um eine sichere Verankerung der Rasthaken 20 zu gewährleisten.
Beim Einschieben des Befestigungsmittels 10 in Richtung X gleiten die über den inneren Radius r durchmessererweiternd vorstehenden Rasthaken 20 an den Kanten von Durchbrechung 38 und Ausnehmung 39 ab, so dass die Rastflügel 13 zwischenraumverengend aufeinander zugedrängt werden. Hierbei wird der rückstellelastisch ausgeführte Isolierschaft 32 komprimiert und baut gegen die zwischenraumverengende Bewegung der Schaftflügel 13 Rückstellkräfte auf.
Bei Auflage des Isolierkopfes 31 auf der Oberfläche der Leiterplatte 35 ist die zur Verankerung beider Bauteile 33/34 miteinander notwendige Einschubbewegung in Richtung X noch nicht vollendet. Die Rasthaken 20 haben zumindest die Ausnehmung 39 des zweiten Bauteils 34 noch nicht abschließend durchstoßen. Hierzu ist die Fortsetzung der Einschubbewegung in Richtung X erforderlich, wobei ein den Isolierkopf komprimierender Einschubdruck auf den Schaftkopf 16 ausgeübt wird. Hierbei werden vom rückstellelastisch ausgebildeten Isolierkopf 31 Rückstellkräfte gegen den Einschubdruck aufgebaut. Nunmehr durchstoßen die Rasthaken 20 die Ausnehmung 39 und hinterrasten an deren Unterseite, indem die Rückstellkräfte des Isolierschaftes 32 die Isolierflügel 13 in ihre Spreizposition zurückverlagern. Die gegen den Einschubdruck wirkenden Rückstellkräfte des Isolierkopfes 31 bleiben hingegen erhalten und führen zu einer Verspannung der Bauteile 33 und 34 gegeneinander, wobei die Rasthaken 20 einerseits und der Schaftkopf 16 andererseits als Widerlager dienen, gegen die die Rückstellkräfte des Isolierkopfes 31 wirken. Auf diese Weise wird ein exakt definierbarer Anpressdruck bzw. eine exakt definierbar Andruckkraft zwischen den aneinander anliegenden Flächen des ersten und zweiten Bauteils 33/34 erzeugt. Insoweit ist aus der vorangegangen Funktionsbeschreibung ersichtlich geworden, dass in diesem ersten Ausführungsbeispiel der Isolierkopf 31 auch als Spannelement 40 dient.
Die Erzeugung einer definierten Andruckkraft zwischen ersten und zweiten Bauteil 33/34 ist für die Funktion des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels 10 von erheblicher Bedeutung, da dieses insbesondere für die Befestigung von mit LED bestückten Platinen an wärmeabführenden Leuchtenbauteilen 36 vorgesehen ist. Die für die Lebensdauer der LED erheblich beeinflussende und deshalb notwendige Wärmeabfuhr von der Leiterplatte 35 an das Leuchtenbauteil 36 wird in erheblichen Maße von einem korrekten Anlagendruck zwischen dem ersten Bauteil 33 und dem zweiten Bauteil 34 beeinflusst.
Es ist jedoch auch vorgesehen, dass Befestigungsmittel 10 wieder lösen zu können, um die Bauteile 33 und 34 voneinander zu trennen. Zu diesem Zweck weist die Halteklammer 11 die in 5 in Aufsicht gut erkennbaren und weiter oben kurz beschriebenen Eingriffsausnehmungen 24 auf, welche Raum für eine Zange bieten. In 8 ist eine perspektivischer Ansicht eines montierten und die Bauteile 33 und 34 miteinander verbindenden Befestigungsmittels 10 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Schematisch dargestellt ist ein Zangenkopf 41, dessen Zangenbacken 42 im Bereich der Angriffsausnehmungen 24 angeordnet sind. 10 zeigt eine Schnittdarstellung des die Bauteile 33 und 34 aneinander festlegenden Befestigungsmittels 10 gemäß Schnittlinie B-B in 9. 10 zeigt darüber hinaus die Zangenbacken 42, die in 9 der Übersicht halber weggelassen sind.
In 10 ist deutlich sichtbar, dass die Rasthaken 20 die Unterseite des zweiten Bauteils 34 untergreifen und so beide Bauteile 33/34 zwischen dem Isolierkopf 31 und den Rasthaken 20 miteinander verbunden angeordnet sind. Die Zangenbacken 42 liegen mit ihren einander zugewandten Wirkflächen an den über die Eingriffsausnehmungen 24 zugänglichen Lösenocken 23 an. Ein Schließen der Zange führt dazu, dass die Zangenbacken 42 aufeinander zu bewegt werden. In Folge dessen wird eine Kraft auf die Lösenocken 23 ausgeübt, die zu einer Verlagerung der Schaftflügel 13 in Richtung des Isolierschaftes 32 führt. Es wird also eine der Spreizrichtung entgegen gerichtete Bewegung induziert. Der Isolierschaft 32 wird hierbei rückstellelastisch verform und baut wiederum Rückstellkräfte auf, die der Verlagerungsrichtung der Schaftflügel 13 entgegenwirkt. Sobald die Schaftflügel 13 ausreichend aufeinander zu bewegt wurden, lässt sich das Befestigungsmittel 10 mittels der Zange entgegen der Einsetzrichtung X aus der Ausnehmung 39 und der Durchbrechung 38 herausziehen, so dass das erste Bauteil 33 und das zweite Bauteil 34 voneinander trennbar sind.
Zur erwähnen ist noch, dass die Halteklammer 11 in außerordentlich bevorzugter Ausführungsform aus einem Metall gebildet ist. Die Schaftflügel 13 selbst sind in bevorzugter Weise ebenfalls rückstellelastisch mit dem Schaftkopf 16 verbunden. Das Isolierelement 30 mit seinem Isolierkopf 31 sowie dem Isolierschaft 32 ist in bevorzugter Weise aus dem rückstellelastischen Silikon gebildet. Die Wahl von Metall als Material für die Halteklammer 11 hat den wesentlichen Vorteil, dass es den vom Isolierkopf 31/Spannelement 40 aufgebrachten Rückstellkräften standhält, wohingegen bei Kunststoff in der Regel die Gefahr besteht, dass dieser mit der Zeit den Rückstellkräften des Spannelementes nachgibt. Dies kann zu einem Lösen der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 33/34 führen, hat in jedem Fall jedoch zur Folge, dass sich die Andruckkraft zwischen beiden Bauteilen 33/34 vermindert, was zu einem verminderten Wärmeübergang führt.
An Hand der 11 bis 20 wird nunmehr das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Befestigungsmittels beschrieben. Das Befestigungsmittel der zweiten Ausführungsform ist insgesamt mit der Bezugsziffer 110 versehen.
Das Befestigungsmittel 110 umfasst zunächst eine Halteklammer 111, die einen spreizbaren Schaft 112 aufweist, der von zwei Schaftflügeln 113 gebildet ist. Die Schaftflügel 113 weisen ein freies Ende 114 auf und sind mit einem angebundenen Ende 115 jeweils an einem Schaftkopf 116 befestigt.
Die Schaftflügel 113 sind zueinander beabstandet und weisen zwischen sich einen Zwischenraum 117 auf. Die freien Enden 114 verjüngen sich und bilden auf diese Weise Einführstümpfe 118, mit denen voran das Befestigungsmittel 110 zu montieren ist. Den Einführstümpfen 118 in Richtung Schaftkopf 116 nachgeordnet bildet jeder Schaftflügel 113 Halteteile 119 aus, bei denen es sich vorliegend um Rasthaken 120 handelt, die nach außen – d. h. vom Zwischenraum 117 weg – weisen und durch Ausprägen der Schaftflügel 113 entstanden sind. Ein sich daran wiederum in Richtung Schaftkopf 116 nachordnender Schafthals 121 geht in einen Schaftlöseabschnitt 122 über, in den ein ebenfalls nach außen gerichteter Lösenocken 123 eingeprägt ist.
Der Schaftkopf 116 ist in etwa scheibenartig ausgebildet und spannt eine Ebene auf, zu der die Schaftflügel 113 im Wesentlichen orthogonal gerichtet sind. Ein gedachter innerer Radius r des Schaftkopfes 116 entspricht in etwa dem Radius einer Durchbrechung 138 in einem ersten Bauteil 133 und einer Ausnehmung 139 in einem zweiten Bauteil 139, in welche der Schaft 12 des Befestigungsmittels 110 einzusetzen ist. In Folge dessen liegen die Schaftflügel 113 auf diesem Radius r.
Im Bereich der Anbindung der Schaftflügel 113 an den Schaftkopf 116 weist der Schaftkopf 116 deshalb Rücksprünge auf, die sich als Eingriffsausnehmungen 124 darstellen. In diesen Bereichen verjüngt sich der Schaftkopf von einem äußeren Radius R bis auf den inneren Radius r.
Teil des Befestigungsmittels 110 ist darüber hinaus ein Isolierelement 130. Dieses ist bei dem hier beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel in etwa ring- bzw. ringscheibenförmig gestaltet und weist einen Isolierkopf 131 auf. Der Ringinnenraum ist als Durchtrittsöffnung 143 gestaltet.
Wie insbesondere aus den 12, 14 und 15 zu sehen ist, ist das Isolierelement 30 dafür vorgesehen, mit seinem Isolierkopf 31 unter dem Schaftkopf 16 angeordnet zu werden. Hierzu werden die Schaftflügel 113 durch die Durchtrittsöffnung 143 hindurchgeschoben, bis der Isolierkopf 131 an der Unterseite des Schaftkopfes 116 anliegt.
Wie aus den 13, 14 und 15 hervorgeht, liegt die Unterseite des Schaftkopfes 116 auf der Oberseite des Isolierkopfes 131 auf, wohingegen die Unterseite des Isolierkopfes 131 zur Auflage auf dem ersten Bauteil 133 vorgesehen ist (17). 15 zeigt überdies, an ihren freien Enden 114 nach innen ungeformt sind und jeweils zueinander weisende und sich aneinander abstützende Federschenkel 126 tragen. Diese halten die Schaltflügel 113 in ihrer Spreizstellung, in welcher die Rasthaken 120 über den inneren Radius r umfangserweiternd vorstehen.
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass die Halteklammer 111 bevorzugter Weise aus einem Metallblech im Wege eines Stanzbiegeprozesses hergestellt ist. Das Isolierelement 130 besteht aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wobei der Isolierkopf 131 aus einem rückstellelastischen Material gebildet ist. Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, das Isolierelement 130 aus Silikon zu fertigen. Andere rückstellelastische Kunststoffe sind jedoch auch geeignet.
17 zeigt eine Schnittansicht des Befestigungsmittel 110 in einer Einbausituation entsprechend der Schnittlinie A-A in 16. Zu sehen ist zunächst ein erstes Bauteil 133, welches auf einem zweiten Bauteil 134 aufliegt. Bei dem ersten Bauteil 133 handelt es sich in der Regel um eine Leiterplatte 135, das zweite Bauteil 134 ist in der Regel ein Leuchtenbauteil 136. Die Leiterplatte 135 mit Leiterbahnen 137 versehen, die der Elektrizitäts- oder Signalversorgung von nicht dargestellten LEDs dienen, die auf der Leiterplatte 135 angeordnet sind. Die Leiterplatte 135 ist mit einer Durchbrechung 138 versehen, das Leuchtenbauteil 136 weist eine Ausnehmung 139 auf. Anzumerken ist, dass die Durchbrechung 138 im ersten Bauteil 133 zwingend als Durchbrechung 138 über die gesamte Materialstärke ausgebildet sein muss. Die Ausnehmung 139 des zweiten Bauteils 134 ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als eine das Material über seine gesamte Stärke durchsetzende Bohrung ausgebildet. Die Ausnehmung 139 des zweiten Bauteils 134 kann jedoch durchaus auch sacklochartig ausgestaltet sein. Durchbrechung 138 und Ausnehmung 139 fluchten miteinander.
Um das erste Bauteile 133 und das zweite Bauteil 134 miteinander zu verbinden, werden beide – wie in 17 dargestellt – mit Durchbrechung 138 und 139 fluchtend aufeinander angeordnet. Sodann wird die gemäß 12 zum erfindungsgemäßen Befestigungsmittel mit 110 vormontierte Einheit aus Halteklammer 111 und Isolierelement 130 in Einschubrichtung X durch die Durchbrechung 138 hindurch in die Ausnehmung 139 eingesetzt. Dabei wird das Befestigungsmittel 10 mit dem freien Ende 114 des Schafts 112, insbesondere mit den Einführstümpfen 118 der Schaftflügel 113 voran in die Durchbrechung 138/Ausnehmung 139 eingeschoben. Schließlich kommt es zur Auflage des Isolierkopfes 131 auf der mit Leiterbahnen 137 versehenen Oberfläche der Leiterplatte 135.
Der Durchmesser der Durchbrechung 138 entspricht wenigstens dem inneren Radius r und ist kleiner als der äußere Radius R des Schaftkopfes 16. Die Ausnehmung 139 entspricht in etwa dem inneren Radius r, um eine sichere Verankerung der Rasthaken 20 zu gewährleisten.
Beim Einschieben des Befestigungsmittels 110 in Richtung X gleiten die über den inneren Radius r durchmessererweiternd vorstehenden Rasthaken 120 an den Kanten von Durchbrechung 138 und Ausnehmung 139 ab, so dass die Rastflügel 113 zwischenraumverengend aufeinander zugedrängt werden. Hierbei werden die Federschenkel 126 gespannt und bauen gegen die zwischenraumverengende Bewegung der Schaftflügel 113 Rückstellkräfte auf.
Bei Auflage des Isolierkopfes 131 auf der Oberfläche der Leiterplatte 135 ist die zur Verankerung beider Bauteile 133/134 miteinander notwendige Einschubbewegung in Richtung X noch nicht vollendet. Die Rasthaken 120 haben zumindest die Ausnehmung 139 des zweiten Bauteils 134 noch nicht abschließend durchstoßen. Hierzu ist die Fortsetzung der Einschubbewegung in Richtung X erforderlich, wobei ein den Isolierkopf 131 komprimierender Einschubdruck auf den Schaftkopf 116 ausgeübt wird. Hierbei werden vom rückstellelastisch ausgebildeten Isolierkopf 131 Rückstellkräfte gegen den Einschubdruck aufgebaut. Nunmehr durchstoßen die Rasthaken 120 die Ausnehmung 139 und hinterrasten an deren Unterseite, indem die Rückstellkräfte der Federschenkel 126 die Isolierflügel 113 in ihre Spreizposition zurückverlagern. Die gegen den Einschubdruck wirkenden Rückstellkräfte des Isolierkopfes 131 bleiben hingegen erhalten und führen zu einer Verspannung der Bauteile 133 und 134 gegeneinander, wobei die Rasthaken 120 einerseits und der Schaftkopf 116 andererseits als Widerlager dienen, gegen die die Rückstellkräfte des Isolierkopfes 131 wirken. Auf diese Weise wird ein exakt definierbarer Anpressdruck bzw. eine exakt definierbar Andruckkraft zwischen den aneinander anliegenden Flächen des ersten und zweiten Bauteils 133/134 erzeugt. Insoweit ist aus der vorangegangen Funktionsbeschreibung ersichtlich geworden, dass in diesem ersten Ausführungsbeispiel der Isolierkopf 131 auch als Spannelement 140 dient.
Die Erzeugung einer definierten Andruckkraft zwischen ersten und zweiten Bauteil 133/134 ist für die Funktion des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels 110 von erheblicher Bedeutung, da dieses insbesondere für die Befestigung von mit LEDs bestückten Platinen an wärmeabführenden Leuchtenbauteilen 136 vorgesehen ist. Die die Lebensdauer der LED erheblich beeinflussende und deshalb notwendige Wärmeabfuhr von der Leiterplatte 135 an das Leuchtenbauteil 136 wird in erheblichen Maße von einem korrekten Anlagendruck zwischen dem ersten Bauteil 133 und dem zweiten Bauteil 134 beeinflusst.
Es ist jedoch auch vorgesehen, dass Befestigungsmittel 110 wieder lösen zu können, um die Bauteile 133 und 134 voneinander zu trennen. Zu diesem Zweck weist die Halteklammer 111 die in 1 und 13 gut erkennbaren und weiter oben kurz beschriebenen Eingriffsausnehmungen 24 auf, welche Raum für eine Zange bieten. In 18 ist eine perspektivischer Ansicht eines montierten und die Bauteile 133 und 134 miteinander verbindenden Befestigungsmittels 110 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Schematisch dargestellt ist ein Zangenkopf 141, dessen Zangenbacken 142 im Bereich der Angriffsausnehmungen 124 an freiliegenden Abschnitten des Isolierkopfes 131 angeordnet sind. 20 zeigt eine Schnittdarstellung des die Bauteile 133 und 134 aneinander festlegenden Befestigungsmittels 110 gemäß Schnittlinie B-B in 19. 20 zeigt darüber hinaus die Zangenbacken 142, die in 19 der Übersicht halber weggelassen sind.
In 20 ist deutlich sichtbar, dass die Rasthaken 120 die Unterseite des zweiten Bauteils 134 untergreifen und so beide Bauteile 133/134 zwischen dem Isolierkopf 131 und den Rasthaken 120 miteinander verbunden angeordnet sind. Die Zangenbacken 142 liegen mit ihren einander zugewandten Wirkflächen an den freiliegenden Abschnitten des Isolierkopfes 131 an. Ein Schließen der Zange führt dazu, dass die Zangenbacken 142 aufeinander zu bewegt werden. In Folge dessen wird über die Zwischenlage des Isolierkopfes 131 eine Kraft auf die Lösenocken 123 ausgeübt, die zu einer Verlagerung der Schaftflügel 113 in den Zwischenraum 117 führt. Es wird also eine der Spreizrichtung entgegen gerichtete Bewegung induziert. Die Federschenkel 126 werden hierbei rückstellelastisch verformt und bauedn wiederum Rückstellkräfte auf, die der Verlagerungsrichtung der Schaftflügel 113 entgegenwirken. Sobald die Schaftflügel 113 ausreichend aufeinander zu bewegt wurden, lässt sich das Befestigungsmittel 110 mittels der Zange entgegen der Einsetzrichtung X aus der Ausnehmung 139 und Durchbrechung 138 herausziehen, so dass das erste Bauteil 133 und das zweite Bauteil 134 voneinander trennbar sind.
Zur erwähnen ist noch, dass die Halteklammer 111 in außerordentlich bevorzugter Ausführungsform aus einem Metall gebildet ist. Die Halteflügel 113 selbst sind in bevorzugter Weise ebenfalls rückstellelastisch mit dem Schaftkopf 116 verbunden. Das Isolierelement 130 mit seinem Isolierkopf 131 ist in bevorzugter Weise aus dem rückstellelastischen Silikon gebildet. Die Wahl als Metall als Material für die Halteklammer 111 hat den wesentlichen Vorteil, dass es den vom Isolierkopf 131/Spannelement 140 aufgebrachten Rückstellkräften standhält, wohingegen bei Kunststoff in der Regel die Gefahr besteht, dass dieser mit der Zeit den Rückstellkräften des Spannelementes 140 nachgibt. Dies kann zu einem Lösen der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 133/134 führen, hat in jedem Fall jedoch zur Folge, dass sich die Andruckkraft zwischen beiden Bauteilen 133/134 vermindert, was zu einem verminderten Wärmeübergang führt.
Wie aus den beiden vorangegangenen Beschreibungen deutlich wurde, sind sich die Ausführungsformen 1 und 2 hinsichtlich der Befestigungsmittel 10/110 in Bau und Funktion sehr ähnlich. Anders ist dies in Hinblick auf das dritte Ausführungsbeispiel für ein weiteres erfindungsgemäßes Befestigungsmittel, welches nunmehr an Hand der 21 bis 32 erläutert wird.
Das Befestigungsmittel der dritten Ausführungsform ist insgesamt mit der Bezugsziffer 210 bezeichnet und in 21 in Explosionsdarstellung nebst einem ersten Bauteil 233 und einem zweiten Bauteil 234 gezeigt.
Das Befestigungsmittel 210 umfasst zunächst eine Halteklammer 211 und darüber hinaus ein mit der Halteklammer 211 kooperierendes Isolierelement 230. Das Isolierelement 230 ist hier wiederum versehen mit einem Isolierkopf 231 und einem senkrecht hierzu ausgerichteten Isolierschaft 232.
Der Isolierkopf 231 ist scheibenartig ausgebildet und mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 243 versehen, die in einen senkrecht in den Isolierschaft 232 eingearbeiteten Kanal 244 mündet. Der Kanal 244 seinerseits ist mit zwei gegenüberliegenden, seine Umfangsfläche durchstoßenden Durchtrittsöffnungen 245 versehen. Der Isolierkopf 231 weist an seiner von den Bauteilen 233/234 wegweisenden Oberseite einen außenumfänglichen Kragen 246 auf.
Die Halteklammer 211 ist gegenüber den Halteklammern 11 und 111 der ersten beiden Ausführungsbeispiele deutlich anders ausgebildet. Der Schaftkopf 216 ist im Wesentlichen auf ein Ringelement reduziert und trägt zwei einander gegenüberliegend angeordnete Betätigungsstücke 225, die über Federstege 226 einstückig stoffschlüssig an den Schaftkopf 216 angebunden sind.
Der Schaft 212 und Halteklammer 211 wird wiederum von zwei Schaftflügeln 213 gebildet, die zwischen sich einen Zwischenraum 217 frei halten. Die freien Enden 214 der Schaftflügel 213 tragen jeweils eine Einführspitze 218, der in Richtung Schaftkopf 216 jeweils Halteteile 219 in Form von Rasthaken 220 nachgeordnet sind. Mittels eines Schafthalses 221 ist jeder Schaftflügel 213 an jeweils einem Betätigungsstück 225 einstückig stoffschlüssig festgelegt.
Die Federstege 226 sind außenumfänglich am Schaftkopf 216 angebunden und in Richtung Schaftkopf-Zentrum umgeformt, so dass sie einen inneren Ringraum 247 des Schaftkopfes 216 überfangen. An ihrem dem Federsteg 226 gegenüberliegenden Ende sind an den Betätigungsstücken 225 die Schafthälse 221 der Schaftflügel 213 angebunden und durchtauchen den inneren Ringraum 247 in Richtung Unterseite des Schaftkopfes 216, also in Richtung Isolierelement 230.
22 zeigt das Befestigungsmittel 210 in Vormontage, bei welcher die Halteklammer 211 und das Isolierelement 230 eine bauliche Einheit bilden. Hierzu wird die Halteklammer 211 mit ihren Schaftflügeln 213 voran auf das Isolierelement 230 aufgesetzt, wobei die Schaftflügel 213 die Durchtrittsöffnung 243 des Isolierkopfes 231 durchstoßen und in den Kanal 244 des Isolierschaftes 232 eindringen. Hierbei gleiten die Rasthaken 220 an der Durchtritts- und der Kanalwand ab und werden in den zwischen ihnen bestehenden Zwischenraum 217 hineinverlagert. Die rückstellelastische Anbindung der Schafthälse 221 an den Betätigungsstücken 225 baut hierbei eine gegen die Verlagerung in den Zwischenraum 217 wirkende Rückstellkraft auf. Bei Erreichen der Durchtrittsöffnungen 245 des Isolierschaftes 232 treten die Rasthaken 222 umfangserweiternd aus den Durchtrittsöffnungen 245 aus und hintergreifen die Durchtrittsöffnungs-Wandung.
Der Schaftkopf 216 liegt auf der Oberseite des Isolierkopfes 231 auf. Ein seitliches Abrutschen wird durch einen Kragen 246 verhindert, der eine Auflagefläche 248 für den Schaftkopf 216 begrenzt.
Die 23 und 24 zeigen das Befestigungsmittel 210 als vormontierte Einheit aus Halteklammer 211 und Isolierelement 230 in zwei verschiedenen Seitenansichten, wobei die Seitenansicht der 24 gegenüber der Ansicht der 23 um die Längsachse des Schaftes 212 um 90 Grad gedreht wurde. Aus beiden Ansichten geht hervor, wie die Rasthaken 220 die Halteklammer 211 am Isolierelement 230 in der vorbeschriebenen Weise verankern.
Insbesondere in Zusammenhang mit der 24 ist ein weiterer Unterschied dieses dritten Ausführungsbeispiels zu den Ausführungsformen 1 und 2 zu erläutern. Wie schon vorerwähnt, hat auch dieses Befestigungsmittel 210 einen inneren Radius r, der hier jedoch etwa durch den Außenumfang des Isolierschaftes 232 bestimmt ist, wohingegen der äußere Radius R insbesondere durch den Isolierkopf 231 bestimmt ist. Wie aus 24 hervorgeht, reicht es für die Vormontage des Befestigungsmittels 210 vollkommen aus, wenn die Rasthaken 220 die Begrenzungswandung der Durchtrittsöffnung 245 des Isolierschaftes hintergreifen, so dass die Rasthaken 220 nicht bzw. nicht wesentlich über den inneren Radius r hervorstehen. Insbesondere ist es bei der dritten Ausführungsform ein wesentliches Charakteristikum, dass sich die Rasthaken 220 in der Vormontagestellung und somit beim Einsetzen in die Durchbrechung 238 und Ausnehmung 239 noch nicht in ihrer verankernden und die Bauteile 233 und 234 miteinander verbindenden Spreizstellung befinden.
Um nunmehr die Bauteil 233 und 234 miteinander zu verbinden, bei denen es sich wiederum in erster Linie um eine mit Leiterbahnen 237 und LEDs bestückte Leiterplatte 235 und ein Leuchtenbauteil 236 handelt, ist wie folgt vorzugehen:
Die Leiterplatte 235 und das Leuchtenbauteil 236 werden mit Durchbrechung 238 und Ausnehmung 239 fluchtend aufeinander gesetzt. Wie schon bei den vorherigen Ausführungsbeispielen erläutert, kann die Ausnehmung 239 sowohl eine das Leuchtenbauteil 236 in der ganzen Materialstärke durchsetzende Bohrung wie auch eine sacklochartige Ausnehmung sein. Der Durchmesser von Durchbrechung 238 und Ausnehmung 239 entspricht dabei mindestens dem inneren Radius r, kann jedoch auch geringfügig größer ausfallen, solange er ausreichend eng bemessen ist, um ein Hintergreifen der Rasthaken auf der Unterseite des Leuchtenbauteils 236 und die Auflage des Isolier- und Schaftkopfes 231/236 auf der Oberseite der Leiterplatte 235 zu gewährleisten.
Nach Anordnung der Bauteile 233 und 234 aufeinander wird das Befestigungsmittel 210 mit dem Isolierschaft 231 in Einsetzrichtung X durch die Durchbrechung 238 hindurch und in die Ausnehmung 239 hineinbewegt, bis der Isolierkopf 231 auf der Oberseite der Leiterplatte 235 aufliegt. Die Rasthaken 220 verbleiben in dieser Stellung im Bereich der Durchbrechung 238 bzw. Ausnehmung 239, so dass das bloße Einsetzen des Befestigungsmittels 210 noch zu keiner Festlegung der Bauteile 233 und 234 aneinander führt. Dieser vorbeschriebene Sachverhalt ist in 27 dargestellt, einer Schnittansicht gemäß Schnittlinie A-A in 23 jedoch ergänzt um die Bauteil 234 und 235.
28 ist eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie B-B in 25 und zeigt die Bauteile 233 und 234, die mittels des Befestigungsmittel 210 aneinander festgelegt sind. Hierzu wurden – ausgehend von der Darstellung der 24 – die Betätigungsstücke 225 in Einsetzrichtung X verlagert. Hierdurch werden die Federstege 226 unter Spannung gesetzt und erzeugen eine gegen die Einsetzrichtung X wirkende Rückstellkraft. Gleichzeitig werden die mit den Betätigungsstücken 225 bewegungsgekoppelten Schaftflügel 213 ebenfalls in Einsetzrichtung X verlagert und durch die Ausnehmung 239 hindurch gedrängt.
Die einseitige Anbindung der Betätigungsstücke 225 über die Federstege 226 am Schaftkopf 216 führt zu einer kreisbogenartigen Bewegung der Betätigungsstücke um eine parallel zur Schaftkopfoberfläche verlaufende Achse. Diese kreisbogenartige Bewegung wird von den Schaftflügeln 213 nachvollzogen. Diese treten in Folge dessen nach Durchtauchen der Ausnehmung 239 hinsichtlich des inneren Radius r durchmessererweiternd aus den Durchtrittsöffnungen 245 des Isolierschaftes 232 aus und untergreifen das Leuchtenbauteil 236. Ein Verkröpfungsabschnitt 249 sichert zusätzlich das Untergreifen der Rasthaken 220, indem hierüber eine Ausstellung der Rasthaken 220 bewirkt wird.
Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen 1 und 2 dient nicht etwa der Isolierkopf 231 als Spannelement. Die für die Realisierung einer definierten Andruckkraft zwischen den Bauteilen 233 und 234 notwendigen Spannkräfte werden durch die Federstege 226 erzeugt, die insoweit als Spannelement 240 zu gelten haben. Die bei der Verlagerung der Betätigungsstücke 226 in Einsetzrichtung X erzeugten Rückstellkräfte verspannen den Schaftkopf 216 gegen die Rasthaken 220, wodurch die den Wärmeübergang sichernde Andruckkraft hergestellt wird. Das Isolierelement 230, namentlich der Isolierkopf 231, dient hier der elektrischen Isolierung der metallenen Halteklammer 211 gegen die Leiterplattenoberfläche sowie einem mechanischen Schutz gegen Beschädigung.
26 zeigt noch einmal eine Seitenansicht des Befestigungsmittels 210 in Befestigungsstellung, jedoch unter Weglassung der Bauteile 233 und 234. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass die Rasthaken 220 gegenüber der Vormontagestellung (dargestellt in 23) weiter in Einsetzrichtung X verlagert sind.
29 zeigt eine perspektivische Ansicht auf das Befestigungsmittel 210, welches die Bauteile 233 und 234 aneinander festlegt. Hieraus, wie auch aus 28, ist ersichtlich, dass die Betätigungsstücke 225 nach verrasten der Rasthaken 220 der Unterseite des Bauteils 234 in etwa parallel zur Oberfläche des Schaftkopfes 216 ausgerichtet sind.
An Hand der 30 bis 32 wird nunmehr erläutert, wie sich das Befestigungsmittel 210 der dritten Ausführungsform der Erfindung lösen lässt, um die Bauteile 233 und 234 voneinander zu trennen.
30 zeigt hierzu wiederum eine perspektivische Ansicht der aneinander festgelegten Bauteile 233 und 234 unter Nutzung des Befestigungsmittels 210 der dritten Ausführungsform der Erfindung. Ein Lösewerkzeug in Form einer in etwa triangelartig geformten Löseklammer 250 greift in Löseöffnungen 227 der Betätigungsstücke 225 ein. Werden nun die in den Löseöffnungen 227 einsitzenden Klammerenden 251 aufeinander zu bewegt, führt die zu einer Verlagerung der freien Enden 214 der Schaftflügel 213 in den zwischen den Schaftflügeln 213 angeordneten Zwischenraum 217. Auf diese Weise wird die Rastverbindung gelöst und das Befestigungsmittel 210 ist entgegen der Einsetzrichtung X aus der Ausnehmung 239 und der Durchbrechung 238 entnehmbar. Sodann lassen sich die Bauteile 233 und 234 voneinander trennen.
Bei der dritten Ausführungsform kann, da das Spannelement durch die Federstege 226 gebildet ist, das Isolierelement selbst auch aus einem nicht rückstellelastischem Material, beispielsweise einem entsprechenden Kunststoff oder auch aus Keramik oder sonstigen Isolierstoffen hergestellt sein. Um definierte Andruckkräfte zwischen den Bauteilen 233 und 234 zu erzeugen, die auch über den Zeitablauf konstant eingehalten werden, ist es bevorzugt, die Halteklammer 211 aus Metall zu fertigen. Insbesondere kann die Halteklammer 211 als Stanzbiegeteil ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

10, 110, 210: Befestigungsmittel
11, 111, 211: Halteklammer
12, 112, 212: Schaft
13, 113, 213: Schaftflügel
14, 114, 214: freies Ende
15, 115, 215: angebundenes Ende
16, 116, 216: Schaftkopf
17, 117, 217: Zwischenraum
18, 118, 218: Einführspitze
19, 119, 219: Halteteil
20, 120, 220: Rasthaken
21, 121, 221: Schafthals
22, 122, 222: Schaftlöseabschnitt
23, 123, 223: Lösenocken
24, 124: Eingriffsausnehmung
225: Betätigungsstück
126, 226: Federschenkel/Federsteg
227: Löseöffnung
30, 130, 230: Isolierelement
31, 131, 231: Isolierkopf
32, 232: Isolierschaft
33, 133, 233: erstes Bauteil
34, 134, 234: zweites Bauteil
35, 135, 235: Leiterplatte
36, 136, 236: Leuchtenbauteil
37, 137, 237: Leiterbahn
38, 138, 238: Durchbrechung
39, 139, 239: Ausnehmung
40, 140, 240: Spannelement
41, 141, 241: Zangenkopf
42, 142, 242: Zangenbacken
143, 243: Durchtrittsöffnung/Durchtrittsöffnung Isolierkopf
244: Kanal
245: Durchtrittsöffnung Isolierschaft
246: Kragen
247: innerer Ringraum
248: Auflagefläche
249: Verkröpfungsabschnitt
250: Löseklammer
251: Klammerenden
X: Einsetzrichtung
r: innerer Radius
R: äußerer Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2005/071273 A1 [0003]
DE 102008005823 A1 [0005]

Claims

Befestigungsmittel (10, 110, 210) – mit einem spreizbaren Schaft (12, 112, 212); – mit einem an einem Schaftende angeordneten Schaftkopf (16, 116, 216), – wobei der Schaftkopf (16, 116, 216) gegenüber dem Schaft (12, 112, 212) im Durchmesser erweitert ist, – mit einem Spreizmittel, mit dessen Hilfe der Schaft (12, 112, 212) rückstellelastisch spreizbar ist, – wobei das Befestigungsmittel (10, 110, 210) zur Anordnung zweier Bauteile (33, 133, 233), (34, 134, 234) aneinander vorgesehen ist, insbesondere zur Anordnung einer mit einer LED versehenen Leiterplatte (35, 135, 235) an einem wärmeabführenden Leuchtenbauteil (36, 136, 236), – indem der Schaft (12, 112, 212) durch eine Durchbrechung (38, 138, 238) eines ersten Bauteils (33, 133, 233) hindurchführbar und der Schaftkopf (16, 116, 216) zur zumindest mittelbaren Auflage auf dem ersten Bauteil (33, 133, 233) vorgesehen ist – und indem der Schaft (12, 112, 212) in einer Ausnehmung (39, 139, 239) eines zweiten Bauteils (34, 134, 234) anordenbar ist – und indem der Schaft (12, 112, 212) nach seiner Spreizung zumindest reibschlüssig in der Ausnehmung (39, 139, 239) des zweiten Bauteils (34, 134, 234) verankerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Befestigungsmittel (10, 110, 210) mit einem Isolierelement (30, 130, 230) versehen, welches zwischen dem Schaftkopf (16, 116, 216) und dem ersten Bauteil (33, 133, 233) angeordnet eine Berührung von Schaftkopf (16, 116, 216) und erstem Bauteil (33, 133, 233) verhindert, – dass das Befestigungsmittel (10, 110, 210) mit einem Spannelement (40, 140, 240) versehen ist, welches über den Schaftkopf (16, 116, 216) das erste Bauteil (33, 133, 233) gegen das zweite Bauteil (34, 134, 234) (34, 134, 234) spannt.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material besteht.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement aus einem rückstellelastischen Material besteht und als Spannelement (40, 140, 240) dient.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizmittel ein rückstellelastischer Körper ist.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (10, 110, 210) aus Metall gefertigt ist.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (12, 112, 212) durchmessererweiternde Halteteile aufweist – insbesondere Rasthaken (20, 120, 220) –, die eine Formschlussverbindung mit dem zweiten Bauteil (34, 134, 234) eingehen können.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (12, 112, 212) von zwei rückstellelastischen Schaftflügeln (13, 113, 213) gebildet ist, die zwischen sich einen Zwischenraum (17, 117, 217) bilden.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (30, 130, 230) eine Durchtrittsöffnung (143, 243) aufweist, durch welche der Schaft (12, 112, 212) des Befestigungsmittels (10, 110, 210) geführt ist.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (30, 130, 230) einen Isolierkopf (16, 116, 216) und einen Isolierschaft (32, 232) aufweist, wobei der Isolierschaft (32, 232) mit seinem freien Ende (14, 114, 214) die Durchbrechung (38, 138 238) des ersten Bauteils (33, 133, 233) durchtaucht und in der Ausnehmung (39, 139, 239) des zweitens Bauteils (34, 134, 234) einsitzt, der Isolierkopf (31, 131, 231) jedoch zwischen Schaftkopf (16, 116, 216) und erstem Bauteil (33, 133, 233) angeordnet ist.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (30, 130, 230) zumindest einen Kanal (244) ausbildet, der isolierkopfseitig und isolierschaftseitig jeweils mindestens eine Durchtrittsöffnung (143, 243), (245) aufweist.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaftflügel (13, 113, 213) durch die isolierkopfseitige und die isolierschaftseitige Durchtrittsöffnung (143, 243), (245) geführt sind.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungsstücke (225) vorgesehen sind, die jeweils rückstellelastisch am Schaftkopf (16, 116, 216) und an einem Schaftflügel (13, 113, 213) angeordnet sind und die Schaftflügel (13, 113, 213) am Schaftkopf (16, 116, 216) halten.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstücke (225) in Richtung Schaft (12, 112, 212) rückstellelastisch verlagerbar sind und die Verlagerung eine Spreizung der bewegungsgekoppelten Schaftflügel (13, 113, 213) induziert.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (14, 114, 214) wenigstens eines Schaftflügels (13, 113, 213) ein Federelement trägt, welches sich am anderen Schaftflügel (13, 113, 213) abstützt und beide Schaftflügel (13, 113, 213) in eine Spreizstellung vorspannt.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (14, 114, 214) wenigstens eines Schaftflügels (13, 113, 213) umgeformt ist und ein Federelement in Form eines Federschenkels (126) ausbildet, der sich am anderen Schaftflügen (13, 113, 213) abstützt.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schaftflügel (13, 113, 213) jeweils einen Federelement tragen und sich die Federelemente aneinander abstützen.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierschaft (32, 232) aus einem federrückstellelastischen Material gebildet ist und als Spreizelement dient.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierschaft (32, 232) zwischen den Schaftflügeln (13, 113, 213) angeordnet ist und diese in eine Spreizstellung vorspannt.
Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen einer Schaftkopfunterseite und dem Halteteil kleiner ist als die Schaftaxial gemessene Gesamtstärke aus Isolierelement (30, 130, 230), erstem Bauteil (33, 133, 233) und zweitem Bauteil (34, 134, 234).
Anordnung von einem Befestigungsmittel (10, 110, 210) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, einem ersten Bauteil (33, 133, 233) und einem zweiten Bauteil (34, 134, 234), wobei der Schaftkopf (16, 116, 216) auf einem Isolierelement (30, 130, 230), das Isolierelement (30, 130, 230) auf dem ersten Bauteil (33, 133, 233) und das erste Bauteil (33, 133, 233) auf dem zweiten Bauteil (34, 134, 234) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannelement (40, 140, 240) sich am Schaftkopf (16, 116, 216) abstützt und eine gegenseitige Andruckkraft zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil (33, 133, 233), (34, 134, 234) aufbringt.
Anordnung nach Anspruch 20 unter Nutzung eines Befestigungsmittels (10, 110, 210) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (30, 130, 230) vom Befestigungsmittel (10, 110, 210) gegen das erste Bauteil (33, 133, 233) verspannt ist und die so induzierte Rückstellkraft die Andruckkraft zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil (33, 133, 233), (34, 134, 234) aufbringt.
Anordnung nach Anspruch 20 unter Nutzung eines Befestigungsmittels (10, 110, 210) nach Anspruch 6 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkräfte der Betätigungsstücke (225) den Schaftkopf (16, 116, 216) gegen das erste Bauteil (33, 133, 233) spannen und die Rückstellkräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil (33, 133, 233), (34, 134, 234) aufbringen.