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Die Erfindung betrifft einen Spreizniet zur Verbindung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Spreizniete gehören zu den plastisch verformbaren Nietverbindungen, welche beim Verbinden insbesondere von flachen Bauteilen angewendet werden und sich hierbei entsprechenden verformen, um einem Formschluss herzustellen. Hierbei sind die Bauteile durch eine Verformung des Spreizniets aneinander angeordnet, wozu dieser vorzugsweise aus einem leicht verformbaren Material, vor allem aus einem Metall oder Kunststoff, hergestellt ist. Insbesondere ist bei Spreiznieten das Auseinanderspreizen von Spreizelementen eines Grundkörpers durch einen Spreizdorn üblich. Hierbei werden die Spreizelemente durch das Eintreiben des Spreizdorns in eine Öffnung des Grundkörpers auseinandergespreizt und plastisch verformt, wobei diese üblicherweise einen Öffnungsrand einer Öffnung, in welche der Grundkörper eingesetzt ist, hintergreifen. Weiterhin ist es üblich, dass ein Spreizniet nach Einführung in die Öffnung des Werkstücks derart verformt wird, dass dieser nicht ohne weiteres wieder herausgezogen werden kann. Aktuelle wiederverwendbare Spreizniete haben einen Spreizdorn, der in der Regel zylindrisch ist oder ein Gewinde hat. Unabhängig von der Ausführung des Spreizdorns haben alle derzeit gängigen Spreizniete das gleiche Funktionsprinzip, bei welchem der Spreizdorn axial von Hand oder mit einem Betriebsmittel in den Grundkörper eingedrückt wird. Fehlerhafte Montagen des Spreizniets sind aufgrund schlechter Einsehbarkeit oft nicht erkennbar und können zum Lösen der zwei Werkstücke und zu Beschädigungen führen.
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Aus der
DE 200 01 945 U1 ist ein Spreizniet bekannt mit einem Spreizflanken aufweisenden Grundkörper und einem in den Grundkörper eintreibbaren Spreizdorn, wobei zumindest eine Spreizflanke eine Sicherungszunge hat, welche im entspannten Zustand widerhakenartig aus der Kontur der Spreizflanke vorspringt und in Richtung ihres freien Endes einen zunehmenden Abstand von der Spreizflanke hat.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Spreizniet der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine einfache und prozesssichere Montage und Demontage des Spreizniets von Hand möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Spreizniet mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Spreizniet zur Verbindung von Werkstücken umfasst einen spreizbaren Grundkörper, welcher mit einem Sockel und wenigstens einer Spreizflanke ausgebildet ist. Weiterhin umfasst der Spreizniet einen Spreizdorn, der in eine mittige Öffnung des Grundkörpers eintreibbar ist. Hierbei ist die wenigstens eine Spreizflanke in einem entspannten Zustand im Bereich ihres freien Endes im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Die Spreizflanke umfasst einen inneren, dem Spreizdorn zugewandten und mit diesem in Eingriff stehenden ersten Schenkel und einen äußeren, dem Spreizdorn abgewandten und mit dem ersten Schenkel verbundenen zweiten Schenkel. Der zweite Schenkel ist gelenkig mit einem an dem Sockel angeordneten dritten Schenkel verbunden. Beim Eintreiben des Spreizdorns ist unter Vermittlung des ersten Schenkels der zweite Schenkel gelenkartig relativ zum dritten Schenkel nach außen in einen gespreizten Zustand verlagerbar. Durch eine solche Konstruktion des Spreizniets ist es möglich, diesen einfach in einer Öffnung eines Bauteils zu montieren, wobei der gespreizte Zustand des zweiten Schenkels dazu führt, dass das Spreizniet seiner Funktion nachgeht und Bauteile fest miteinander verbindet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass am Ende des ersten Schenkels ein hakenartiger Flügel vorgesehen ist, welcher mit einer Aufnahme des Spreizdorns in Eingriff ist, wodurch der Zustand der Spreizflanke von entspannt zu gespreizt verstellbar ist. Insbesondere ist es mit dem hakenartigen Flügel vorgesehen, den Spreizniet durch eine einfache lineare Bewegung des Spreizdorns in den gespreizten Zustand zu verlagern.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Spreizdorn einen ersten Anschlag und einen zweiten Anschlag umfasst, welche radial nach außen vom Spreizdorn abstehen und die Aufnahme bilden, welche den hakenartigen Flügel des ersten Schenkels mitbewegt. Mittels der Anschläge kann der Spreizdorn die Spreizflanke sowohl in den gespreizten Zustand als auch wieder in den entspannten Zustand zurück verlagern.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der erste Anschlag und der zweite Anschlag als axial zurückversetzte Ringstege ausgebildet sind, wodurch die Aufnahme als Ringraum ausgebildet ist. Durch Ringstege ist es möglich, eine höhere Anzahl an Spreizflanken um den Spreizdorn herum anzuordnen, wobei diese ebenfalls mit der Aufnahme im Eingriff sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Grundkörper zwei einander diametral gegenüberliegende Spreizflanken umfasst, welche die zu verbindenden Werkstücke aneinander halten. Mit den wenigstens zwei Spreizflanken in diametral gegenüberliegender Position ist eine stabile Konstruktion des Spreizniets möglich, wodurch die Bauelemente besonders stabil aneinander gedrückt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zwischen den Schenkeln Gelenke aus einem elastischen Material vorgesehen sind, welche eine Veränderung des Zustands der Spreizflanke ermöglichen. Durch das elastische Material kann die Spreizflanke wiederholt in ihrem Zustand verlagert werden ohne zu brechen, wodurch der Spreizniet wiederholt anwendbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der gespreizte Zustand in einem Totpunkt eines Kniehebelmechanismus zwischen dem zweiten Schenkel und dem dritten Schenkel liegt und der entspannte Zustand des Spreizniets oberhalb des Totpunkts liegt. Durch den Kniehebelmechanismus wird der Spreizniet von dem entspannten Zustand in den gespreizten Zustand verlagert, wodurch mittels der Spreizflanken Geometrie die Bauteile aneinander gedrückt werden.
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Der erfindungsgemäße Spreizniet wird an einer Montagestelle angesetzt und liegt zuerst an einem beispielsweise als Verkleidung ausgebildeten ersten Bauteil an. Durch Drücken auf dem Spreizdorn wird die Verkleidung an ein als Federlenker ausgebildetes zweites Bauteil gedrückt. Durch weiteres Drücken auf dem Spreizdorn wird der innere Teil des Spreizniets nach oben gedrückt und die Spreizflanken gespreizt. Sobald der Totpunkt überwunden ist, wird der Spreizdorn selbstständig beziehungsweise unterstützt bis zu einer Anlage des Kopfs an den Grundkörper eingezogen. Insbesondere muss zum Entfernen des Spreizniets der Kopf des Spreizdorns, zum Beispiel mit dem Fingernagel, über den Totpunkt hinaus herausgezogen werden. Danach wird der Spreizdorn selbstständig bis zur ursprünglichen Position vor der Montage herausgedrückt. Durch weiteres Ziehen am Spreizdorn wird der Spreizniet aus der Montagestelle herausgezogen.
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Insbesondere sind durch die Erfindung folgende Vorteile gegeben:
- - Der Spreizniet kann ohne Betriebsmittel sehr schnell von Hand montiert und im Idealfall auch demontiert werden.
- - Hohe Klemmkraft aufgrund des Kniehebelmechanismus bei geringem Kraftaufwand zum Eindrücken des Dorns.
- - Der Spreizdorn wird bei korrekter Montage zum Schluss selbstständig bis zur Anlage des Kopfs eingezogen und gesichert, wodurch die Prozesssicherheit und die Qualität erhöht werden.
- - Definierte axiale Mindestkraft zum Eindrücken des Dorns. Dadurch wird sichergestellt, dass das erste Werkstück und der Spreizniet korrekt an dem zweiten Werkstück anliegen, bevor der Spreizniet eingedrückt wird.
- - Der Spreizniet kann kostengünstig und schnell mit einfachen Gussformen hergestellt werden.
- - Der Spreizniet ist sehr einfach beim Hersteller zusammenzubauen, da kein Einschrauben des Spreizdorns erforderlich ist, der Spreizdorn wird nur in den Spreizniet gesteckt und unverlierbar verrastet.
- - Der Spreizdorn verbleibt immer am Spreizniet, auch nach einer Demontage des Spreizniets, wodurch es keine verlierbaren Einzelteile gibt.
- - Geringe Montagezeit und Montagekosten, weil keine weiteren Montagebetriebsmittel erforderlich sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 Eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltungsform eines Spreizniets in einem entspannten Zustand;
- 2 Eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltungsform eines Grundkörpers des Spreizniets und eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizdorns;
- 3 Eine schematische Schnittansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets in einer Montageposition im entspannten Zustand;
- 4 Eine schematische Schnittansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets in der Montageposition in einem gespreizten Zustand;
- 5 Eine schematische Schnittansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets in der Montageposition, mit zwei sich in einem Totpunkt befindenden Spreizflanken; und
- 6 Eine schematische Perspektivansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets im entspannten Zustand.
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In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltungsform eines Spreizniets 10 in einem entspannten Zustand Z1. Der Spreizniet 10 dient zur Verbindung von Bauteilen und ist mit einem einen Sockel 13 und wenigstens einen eine Spreizflanke 12 umfassenden spreizbaren Grundkörper 14 aus einem Kunststoff oder einem anderen Material sowie einem in eine mittige Öffnung 16 des Grundkörpers 14 eintreibbaren Spreizdorn 18, ausgestattet. Die wenigstens eine Spreizflanke 12 ist in einem entspannten Zustand Z1 im Bereich ihres freien Endes 25, welches in 2 genauer gezeigt wird, im Querschnitt U-förmig ausgebildet.
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Weiterhin umfasst die Spreizflanke 12 einen inneren, dem Spreizdorn 18 zugewandten und mit diesem in Eingriff stehenden ersten Schenkel 20 sowie einen äußeren, dem Spreizdorn 18 abgewandten und mit den ersten Schenkel 20 verbundenen zweiten Schenkel 22. Der zweite Schenkel 22 ist gelenkartig mit einem an dem Sockel 13 angeordneten dritten Schenkel 23 verbunden, wobei der zweite Schenkel 22 beim Eintreiben des Spreizdorns 18 unter Vermittlung des ersten Schenkels 20 gelenkartig relativ zum dritten Schenkel 23 nach außen in einen gespreizten Zustand Z2 verlagerbar ist.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltungsform insbesondere des Grundkörpers 14, wobei vor allem die Struktur der Spreizflanke 12 erkennbar ist. Diese ist aus dem ersten Schenkel 20, dem zweiten Schenkel 22 und dem dritten Schenkel 23 gebildet, wobei die Schenkel 22, 23 mittels einer elastischen Stelle beziehungsweise einem Gelenk miteinander verbunden sind. Diese elastische Stelle ist bevorzugt durch eine Dünnstelle und/oder einer Materialweicheit ausgebildet, aber auch andere Ausgestaltungsformen des Gelenks können hierfür eingesetzt werden. Am Ende des ersten Schenkels 20 ist ein hakenartiger Flügel 24 vorgesehen, welcher mit einer Aufnahme 30 des Spreizdorns 18 in Eingriff ist, wodurch der Zustand der Spreizflanke 12 verlagerbar ist.
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Ebenso zeigt 2 eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizdorns 18, welcher einen ersten Anschlag 26, einen zweiten Anschlag 28 und einen Kopf 32 umfasst. Beide Anschläge 26, 28 stehen radial nach außen vom Spreizdorn 18 ab und bilden die Aufnahme 30. Weiterhin sind die Anschläge 26, 28 als axial zurückversetzte Ringstege ausgebildet, wodurch die Aufnahme 30 als Ringraum ausgebildet ist. Durch eine als Ringraum ausgebildete Aufnahme 30 ist es möglich, wenigstens zwei einander diametral gegenüberliegende Spreizflanken 12, welche an dem Sockel 13 um die mittige Öffnung 16 herum verbunden sind, in den gespreizten Zustand Z2 zu verlagern.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets 10 in einer Montageposition im entspannten Zustand Z1, wobei der Spreizdorn 18 nicht eingedrückt ist und die Spreizflanken 12 somit ein erstes Werkstück 34 und ein zweites Werkstück 36 nicht zusammenhalten. In diesem entspannten Zustand Z1 ist es möglich, den gesamten Spreizniet 10 aus der Montagebohrung zu entfernen, in dem der Grundkörper 14 herausgezogen wird. Durch das Verrasten des Spreizdorns 18 mittels der Anschläge 26, 28 an dem Flügel 24 des ersten Schenkels 20, ist es auch möglich, mittels herausziehen des Kopfs 32 des Spreizdorns 18, den gesamten Spreizniet 10 aus der Montagebohrung zu entfernen.
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4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets 10 in einer Montageposition im gespreizten Zustand Z2, wobei der Spreizdorn 18 eingedrückt ist und die Spreizflanken 12 somit das erste Werkstück 34 und das zweite Werkstück 36 zusammenhalten. In diesem gespreizten Zustand Z2 ist es nicht möglich, den Spreizniet 10 aus der Montagebohrung zu entfernen, da der zweite Schenkel 22 aufgrund eines Knicks an dem Gelenk mit dem dritten Schenkel 23 die Werkstücke 34, 36 zusammenhält.
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5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets 10 in einer Montageposition, mit zwei sich in einem Totpunkt befindenden Spreizflanken 12. Die dargestellte Ausgestaltungsform des Spreizniets 10 wird an einer Montagestelle angesetzt und liegt zuerst an dem als Verkleidung ausgebildeten ersten Werkstück 34 an. Durch Drücken auf dem Spreizdorn 18 wird die Verkleidung 34 an einem dem als Federlenker ausgebildeten zweiten Werkstück 36 angedrückt. Durch weiteres Drücken auf dem Spreizdorn 18 wird der innere Teil des Spreizniets 10 nach oben gedrückt und die Spreizflanken 12 gespreizt. Sobald der Totpunkt überwunden ist, in welchem der erste Schenkel 20 sich in dieser Ausgestaltungsform radial zur Spreizdornachse befindet, wird der Spreizdorn 18 selbstständig bis zu einer Anlage des Kopfs 32 an dem Grundkörper 14 eingezogen. Zum Entfernen des Spreizniets 10 muss der Kopf 32 des Spreizdorns 18, zum Beispiel mit dem Fingernagel, über den Totpunkt hinaus herausgezogen werden. Danach wird der Spreizdorn 18 selbstständig bis zur ursprünglichen Position vor der Montage herausgedrückt. Durch weiteres ziehen am Spreizdorn 18 wird das Spreizniet 10 aus der Montagestelle herausgezogen.
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6 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausgestaltungsform des Spreizniets 10 im entspannten Zustand Z1. Insbesondere ist hier erkennbar, dass der Spreizniet 10 vier Spreizflanken 12 umfasst, welche kreuzförmig zueinander ausgerichtet sind. Alle Spreizflanken 12 sind an dem Sockel 13 des Grundkörpers 14 befestigt.
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Insbesondere zeigt die Erfindung einen neuen Spreizniet 10 zum Montieren von Hand ohne Betriebsmittel.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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