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GEBIET DER OFFENBARUNG
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Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Lochstopfen und insbesondere auf Lochstopfen, die leicht und robust sind.
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HINTERGRUND
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Verschiedene Baugruppen beinhalten Platten, Blöcke oder andere miteinander verbundene Komponenten. Automobilbaugruppen beinhalten beispielsweise verschiedene Platten und Strukturen, die mit anderen Platten oder Strukturen oder mit einem Fahrzeugrahmen verbunden sind.
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Bestimmte Komponenten, wie Blöcke und Platten, haben darin Löcher gebildet. Während eines Montageprozesses können die Löcher Befestigungselemente aufnehmen und halten oder es Rohren, Leitungen oder dergleichen ermöglichen, durch sie hindurch zu verlaufen. In einigen Fällen kann es jedoch vorkommen, dass ein Loch nicht genutzt wird. Ebenso kann in einigen Fällen das Loch für eine spätere Anwendung reserviert werden.
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Lochstopfen werden häufig verwendet, um Löcher in den Platten eines Gerätes sicher abzudecken und zu schließen. Ein typischer Lochstopfen besteht aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, das es dem Lochstopfen ermöglicht, fest in das Loch zu passen.
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Bestimmte bekannte Lochstopfen sind typischerweise so bemessen und geformt, dass sie in eine bestimmte Lochgröße passen und nicht einstellbar sind. Das heißt, bestimmte bekannte Lochstopfen sind typischerweise nicht für eine Änderung ausgelegt. Darüber hinaus können bestimmte bekannte Lochstopfen beim Einsetzen in Löcher anfällig für ein versehentliches Entfernen aus den Löchern sein. Zusätzlich verwenden bestimmte bekannte Lochstopfen zu große Mengen an Material, um ein Loch zu verstopfen. Dieser Materialüberschuss erhöht die Kosten für die bekannten Lochstopfen. Wenn die bekannten Lochstopfen in einer Automobilanwendung verwendet werden, hat das überschüssige Material einen negativen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs.
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Daher besteht Bedarf an einem leichteren Lochstopfen. Darüber hinaus besteht Bedarf an einem Lochstopfen, der angepasst und modifiziert werden kann. Darüber hinaus besteht Bedarf an einem Lochstopfen, der sicher in einem Loch verriegelt bleibt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In einem Aspekt wird ein Lochstopfen offenbart, der eine Kappe und einen Befestigungsrahmen beinhaltet. Der Befestigungsrahmen erstreckt sich von der Kappe. Der Befestigungsrahmen beinhaltet erste und zweite Trägerbeine, erste und zweite Verbindungsteile und einen Verschlusskörper. Das erste Verbindungsteil ist mit dem ersten Trägerbein verbunden. Das zweite Verbindungsteil ist mit dem zweiten Trägerbein verbunden. Der Verschlusskörper ist mit dem ersten und zweiten Verbindungsteil verbunden.
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In einem anderen Aspekt wird ein weiterer Lochstopfen offenbart, der eine Kappe und einen Befestigungsrahmen beinhaltet. Der Befestigungsrahmen erstreckt sich von der Kappe. Der Befestigungsrahmen beinhaltet ein Trägerbein, ein Verbindungsteil und einen Verschlusskörper. Das Verbindungsteil ist mit dem Trägerbein verbunden. Der Verschlusskörper ist mit dem Verbindungsteil verbunden. Der Verschlusskörper beinhaltet eine Mehrzahl von Zähnen und ein Anschlagsbein.
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In noch einem weiteren Aspekt wird ein weiterer Lochstopfen offenbart, der eine Kappe, ein bogenförmiges Trägerbein, ein bogenförmiges Verbindungsteil und einen Verschlusskörper beinhaltet. Das bogenförmige Trägerbein erstreckt sich von der Kappe weg. Das bogenförmige Verbindungsteil erstreckt sich vom bogenförmigen Trägerbein. Der Verschlusskörper ist mit dem bogenförmigen Verbindungsteil verbunden. Der Verschlusskörper beinhaltet ein sich nach innen erstreckendes Anschlagsbein.
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Figurenliste
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- 1 ist eine isometrische Ansicht eines exemplarischen Lochstopfens gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
- 2 ist eine weitere isometrische Ansicht des Lochstopfens von 1;
- 3 ist eine weitere isometrische Ansicht des Lochstopfens der 1 und 2;
- 4 ist eine vergrößerte isometrische Ansicht der Verbindungsteile des Lochstopfens der 1 bis 3;
- 5 ist eine Querschnittsansicht des Lochstopfens von 1 bis 3, längs der Linie 5-5 von 3; und
- 6 ist eine Querschnittsansicht des Lochstopfens von 5, wie er in einer Platte eingebaut ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie hierin erläutert, bietet die vorliegende Offenbarung einen Lochstopfen, der vergleichsweise leichter ist und weniger Material verbraucht als bekannte Lochstopfen. Der Lochstopfen weist eine geringe Einsteckkraft auf und verfügt über eine Verriegelungsfunktion, die dem Lochstopfen eine hohe Auszugskraft verleiht. Als nicht einschränkende Beispiele kann der Lochstopfen einen Durchmesser zwischen und einschließlich 15 mm bis 51 mm aufweisen. Optional kann der Lochstopfen so bemessen und geformt werden, dass er einen Durchmesser von weniger als 15 mm oder mehr als 51 mm aufweist. Der Lochstopfen kann anstelle oder zusätzlich zu einem runden Lochdurchmesser auch eine ovale Form ausfüllen.
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Wie in den 1 bis 6 dargestellt, beinhaltet der Lochstopfen 100 eine Kappe 102 und einen ersten und zweiten Befestigungsrahmen 104, 106. Der erste und zweite Befestigungsrahmen 104, 106 erstrecken sich von der Kappe 102 nach au-βen. Es sollte klar sein, dass der erste und zweite Befestigungsrahmen 104, 106 im Wesentlichen identisch sind. Somit ist jedes im Folgenden in Bezug auf den ersten Befestigungsrahmen 104 näher beschriebene Merkmal auch im zweiten Befestigungsrahmen 106 enthalten. Wie in den 1 bis 3 dargestellt, ist der erste Befestigungsrahmen 104 keine zusammenhängende Wand. Stattdessen definiert der erste Befestigungsrahmen 104, wie in 2 am besten dargestellt, eine Öffnung 108, die das Gesamtgewicht des Lochstopfens 100 reduziert.
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Unter besonderer Berücksichtigung der 1 und 5 beinhaltet die Kappe 102 einen oberen Körper 112 und einen Ringabschnitt 114. Der Ringabschnitt 114 wird im oberen Körper 112 gehalten, um eine Aussparung 116 für einen Hebel und einen Schacht 118 zu definieren. Es ist zu verstehen, dass ein Werkzeug in die Aussparung 116 für den Hebel eingesetzt werden kann, um den Lochstopfen 100 von einer Platte 120 zu entfernen (siehe 6).
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Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 5 sind der erste und zweite Befestigungsrahmen 104, 106 teilweise im Schacht 118 angeordnet und erstrecken sich vom oberen Körper 112. Der erste Befestigungsrahmen 104 weist erste und zweite Verbindungsteile 122, 124 (siehe 4) auf, erste und zweite Trägerbeine 126, 128 (siehe 1 und 2) und einen Verschlusskörper 130. Der Verschlusskörper 130 ist zentral im ersten Befestigungsrahmen 104 angeordnet. Die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 haben erste Enden, die mit gegenüberliegenden Enden des Verschlusskörpers 130 gekoppelt sind. Die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 haben zusätzlich zweite Enden, die mit den ersten und zweiten Trägerbeinen 126, 128 gekoppelt sind. Die ersten und zweiten Befestigungsrahmen 104, 106 sind bogenförmig. Somit sind die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124, die ersten und zweiten Trägerbeine 126, 128 und Teile des Verschlusskörpers 130 gebogen. Die ersten und zweiten Trägerbeine 126, 128 verbinden sich mit dem oberen Körper 112 der Kappe 102 und erstrecken sich von diesem. Die ersten und zweiten Trägerbeine 126, 128 sind Spiegelbilder voneinander und weisen jeweils erste und zweite untere Enden 132, 134 und erste und zweite nach innen gerichtete bogenförmige Flächen 136, 138 auf.
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Insbesondere unter Bezugnahme auf 1 liegt das erste Trägerbein 126 des ersten Befestigungsrahmens 104 dem zweiten Trägerbein 128 des zweiten Befestigungsrahmens 106 gegenüber und ist mit ihm gekoppelt. Somit definieren das erste Trägerbein 126 des ersten Befestigungsrahmens 104 und das zweite Trägerbein 128 des zweiten Befestigungsrahmens 106 einen ersten Bogen 140. Genauer gesagt, verbindet die erste nach innen gerichtete bogenförmige Oberfläche 136 des ersten Befestigungsrahmens 104 die zweite nach innen gerichtete bogenförmige Oberfläche 138 des zweiten Befestigungsrahmens 106, um den ersten Bogen 140 zu bilden.
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Weiterhin liegt das zweite Trägerbein 128 des ersten Befestigungsrahmens 104 dem ersten Trägerbein 126 des zweiten Befestigungsrahmens 106 gegenüber und ist mit ihm gekoppelt. Somit definieren das zweite Trägerbein 128 des ersten Befestigungsrahmens 104 und das erste Trägerbein 126 des zweiten Befestigungsrahmens 106 einen zweiten Bogen 142. Genauer gesagt, verbindet die zweite nach innen gerichtete bogenförmige Oberfläche 138 des ersten Befestigungsrahmens 104 die erste nach innen gerichtete bogenförmige Oberfläche 136 des zweiten Befestigungsrahmens 106, um den zweiten Bogen 142 zu bilden.
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Wie in 1 dargestellt, liegen der erste und der zweite Bogen 140, 142 einander gegenüber. Somit bilden der erste und zweite Befestigungsrahmen 104, 106 keine zusammenhängende Wand. Der erste und zweite Bogen 140, 142 sorgen für eine starke und robuste Tragkonstruktion. Die jeweiligen Radien des ersten und zweiten Bogens 140, 142 können variiert werden, um eine gewünschte Auszugskraft des Lochstopfens 100 aus einer Öffnung 146 in der Platte 120 einzustellen (siehe 6).
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Unter besonderer Bezugnahme auf 5 beinhaltet der Verschlusskörper 130 ein Anschlagsbein 150, eine Einführabschrägung 152 und eine Mehrzahl von Zähnen 154 zwischen dem Anschlagsbein 150 und der Einführabschrägung 152. Die Mehrzahl der Zähne 154 erstreckt sich vom Verschlusskörper 130 nach außen und beinhaltet erste und zweite Zähne 156, 158, obwohl eine beliebige Anzahl von Zähnen verwendet werden kann. Die ersten und zweiten Zähne 156, 158 sind gegeneinander abgestuft. Mit anderen Worten, der erste Zahn 156 erstreckt sich weiter vom Verschlusskörper 130 nach außen als der zweite Zahn 158. Das Anschlagsbein 150 erstreckt sich nach innen und oben zum oberen Körper 112 der Kappe 102. Die Einführabschrägung 152 ist zum Anschlagsbein 150 entgegengesetzt und ist mit dem ersten Zahn 156 verbunden und geht in ihn über.
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Betrachtet man 6, so ist die Mehrzahl der Zähne 154 ausgelegt, an Abschnitten der Platte 120 zu verriegeln, die die Öffnung 146 begrenzen. Außerdem ist bezogen auf die 1 bis 4, da der Verschlusskörper 130 bogenförmig ist, auch die Mehrzahl der Zähne 154 bogenförmig.
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Unter besonderer Berücksichtigung von 4 weist das erste Verbindungsteil 122 einen ersten oberen Radius 160 und das zweite Verbindungsteil 124 einen zweiten oberen Radius 162 auf. Das erste Verbindungsteil 122 verbindet das erste untere Ende 132 des ersten Trägerbeins 126 mit dem Verschlusskörper 130. Ebenso verbindet das zweite Verbindungsteil 124 das zweite untere Ende 134 des zweiten Trägerbeins 128 mit dem Verschlusskörper 130. Insbesondere verbinden die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 das erste und zweite untere Ende 132, 134 mit der Einführabschrägung 152.
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Im Betrieb wirken die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 als Torsionsfedern, um das Anschlagsbein 150 in Richtung Kappe 102 zu drücken. Somit weist das erste Verbindungsteil 122 eine erste Federkonstante und das zweite Verbindungsteil 124 eine zweite Federkonstante auf. Mit anderen Worten, der Verschlusskörper 130 ist gegenüber dem ersten und zweiten Trägerbein 126, 128 über die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 federbelastet drehbar.
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Insbesondere in Bezug auf 5 ist der Verschlusskörper 130 in einer entspannten Position 170 dargestellt. In der entspannten Position 170 werden die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 entlastet und das Anschlagsbein 150 berührt den oberen Körper 112 der Kappe 102. Somit kontaktiert das Anschlagsbein 150 den oberen Körper 112 der Kappe 102, um eine Drehung des Verschlusskörpers 130 nach außen über die entspannte Position 170 hinaus zu verhindern. Mit anderen Worten, der Verschlusskörper 130 wird daran gehindert, sich aus der entspannten Position 170 nach außen zu drehen, indem das Anschlagsbein 150 die Kappe 102 berührt.
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Insbesondere in 6 sind die Verschlusskörper 130 des ersten und zweiten Befestigungsrahmens 104, 106 in einer belasteten Position 172 dargestellt. In der belasteten Position 172 wird der Verschlusskörper 130 des ersten Befestigungsrahmens 104 in eine erste Richtung A um die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 gedreht. Ebenso wird in der belasteten Position 172 der Verschlusskörper 130 des zweiten Befestigungsrahmens 106 in eine zweite Richtung B um den ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 gedreht. In der dargestellten Ausführungsform sind die erste und zweite Richtung A, B im Allgemeinen entgegengesetzt. Mit anderen Worten, in der belasteten Position 172 wird der Verschlusskörper 130 des ersten Befestigungsrahmens 104 gegenüber dem ersten Befestigungsrahmen 104 nach innen und der Verschlusskörper 130 des zweiten Befestigungsrahmens 106 gegenüber dem zweiten Befestigungsrahmen 106 nach innen gedreht. In noch anderen Worten, in der belasteten Position 172 werden die Verschlusskörper 130 des ersten und zweiten Befestigungsrahmens 104, 106 um ihre jeweiligen ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 zueinander hin gedreht. Diese Drehung der Verschlusskörper 130 verdreht die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124. Somit sind die Anschlagsbeine 150 von der Kappe 102 entfernt und die ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 werden drehend belastet, um die Mehrzahl der Zähne 154 gegen die Platte 120 zu drücken. Somit kann sich der Verschlusskörper 130 zwischen der entspannten Position 170 von 5 und der belasteten Position 172 von 6 drehen.
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Bei erneuter Betrachtung von 4 ist zu verstehen, dass sich die erste Federkonstante des ersten Verbindungsteiles 122 auf den ersten oberen Radius 160 bezieht. Weiterhin ist die zweite Federkonstante des zweiten Verbindungsteiles 124 auf den zweiten oberen Radius 162 bezogen. In einigen Beispielen sind die ersten und zweiten Federkonstanten jeweils proportional zu den ersten und zweiten Radien 160, 162. Somit stehen die Einführ- und Auszugskräfte des Lochstopfens 100 in und aus der Öffnung 146 in Beziehung zu dem ersten und zweiten Radius 160, 162. Mit anderen Worten, die ersten und zweiten Radien 160, 162 können konfiguriert werden, um eine gewünschte Einführkraft und/oder eine gewünschte Auszugskraft zu erzeugen.
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Unter besonderer Berücksichtigung von 6 wird der Lochstopfen 100 im Betrieb, um den Lochstopfen 100 in der Öffnung 146 der Platte 120 zu sichern, mit einer Mitte der Öffnung 146 ausgerichtet und mit der Hand oder Maschine in die Öffnung 146 gedrückt. Wenn der Lochstopfen 100 in das Loch gedrückt wird, werden ein oder mehrere hörbare und/oder fühlbare Klicks von einem oder mehreren der Mehrzahl der Zähne 154 ausgegeben, wenn der Lochstopfen 100 mit einem Abschnitt der Platte 120 einrastend gekoppelt wird, wodurch eine positive Rückmeldung erfolgt, dass der Lochstopfen 100 in der Öffnung 146 befestigt ist. Wenn der Lochstopfen 100 in der Öffnung 146 sitzt, berührt der Ringabschnitt 114 einen äußeren Abschnitt der Platte 120. In einigen Ausführungsformen ist der Ringabschnitt 114 mit Klebstoff beschichtet, um mit der Platte 120 klebend in Eingriff zu gelangen.
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Die Kraft, den Lochstopfen 100 in die Öffnung 146 einzuführen, d.h. die Einführkraft, ist im Vergleich zu bestimmten bekannten Lochstopfen relativ gering. Die Einführkraft ist gering, da im ersten und zweiten Befestigungsrahmen 104, 106 im Gegensatz zu einer angrenzenden Umfangswand weniger Material vorhanden ist.
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Um den Lochstopfen 100 zu bilden, werden nur zwei Formschieber in einem Formwerkzeug benötigt, im Gegensatz zu den vier Formschiebern, die zum Bilden der bekanntesten Lochstopfen benötigt werden. Darüber hinaus ist der Lochstopfen 100 im Vergleich zu bestimmten bekannten Lochstopfen relativ dünn, was schnellere Zykluszeiten in einem Formwerkzeug ermöglicht. Tatsächlich wurde festgestellt, dass der Lochstopfen 100 mindestens 40% leichter ist als bestimmte bekannte Lochstopfen, bei gleichem oder verbessertem Stopfenverhalten.
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Aus diesem Grund ist zu beachten, dass der oben offenbarte leichtgewichtige Lochstopfen 100 das Gesamtmaterial reduziert und somit zur Senkung der damit verbundenen Herstellungskosten und zur Steigerung der Kraftstoffeinsparung in einem Fahrzeug beitragen kann. Da die Einführkraft des Lochstopfens 100 durch Einstellen der ersten und zweiten oberen Radien 160, 162 der ersten und zweiten Verbindungsteile 122, 124 während der Herstellung eingestellt werden kann, kann der Lochstopfen 100 für ein breites Spektrum von Plattenmaterialien und Anwendungen verwendet werden. Da der Verschlusskörper 130 und das Anschlagsbein 150 eine deutlich erhöhte Auszugskraft des Lochstopfens 100 aufweisen, kann zudem ein Verlust des Lochstopfens 100 verhindert werden. Der leichte Lochstopfen 100 kann somit dazu beitragen, die Aerodynamik eines Fahrzeugs zu verbessern und damit die Kraftstoffeinsparung des Fahrzeugs zu erhöhen.
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Es wurde festgestellt, dass bestimmte bekannte Lochstopfen zwar mit Platten mit einer Dicke von 0,6 mm bis 2,3 mm verwendet werden können, dass aber der Lochstopfen 100 der vorliegenden Offenbarung mit Platten mit einer Dicke von beispielsweise 0,6 mm bis 3,0 mm verwendet werden kann, wodurch eine Erhöhung des Bereichs um 0,7 mm (d.h. 30% mehr) erreicht wird.
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Obwohl verschiedene räumliche und Richtungsbegriffe wie oben, unten, untere, mittlere, seitlich, horizontal, vertikal, vorne und dergleichen verwendet werden können, um Beispiele der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben, versteht es sich, dass diese Begriffe nur in Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausrichtungen verwendet werden. Die Ausrichtungen können umgekehrt, gedreht oder anderweitig geändert werden, so dass ein oberer Abschnitt ein unterer Abschnitt ist, und umgekehrt, wird horizontal vertikal und dergleichen.
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Abweichungen und Änderungen des Vorstehenden fallen in den Rahmen der vorliegenden Offenbarung. Es versteht sich, dass sich die hierin offenbarten und definierten Beispiele auf alle alternativen Kombinationen von zwei oder mehr der einzelnen Merkmale erstrecken, die aus dem Text und/oder den Zeichnungen hervorgehen. Alle diese verschiedenen Kombinationen stellen verschiedene alternative Aspekte der vorliegenden Offenbarung dar. Die hierin beschriebenen Beispiele erläutern die besten Modi, die für die Ausübung der Offenbarung bekannt sind, und werden es anderen Fachleuten ermöglichen, die Offenbarung zu nutzen.
