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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Vorteile der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/837 256, welche am 20. Juni 2013 eingereicht wurde, und auch die Vorteile der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/932 523, welche am 28. Januar 2014 eingereicht wurde.
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Befestigungselemente, und insbesondere Einschubbefestigungselemente, welche zur Befestigung einer Komponente an einer anderen Komponente verwendet werden, wie zum Beispiel die Befestigungselemente, welche in der Automobilindustrie verwendet werden zur Befestigung von inneren Platten, inneren und äußeren Formteilen und Verkleidungen und ähnliches aneinander und/oder an darunterliegenden oder dazugehörigen Strukturen. Ein Befestigungselement dieser Art wird manchmal als Befestigungsclip bezeichnet.
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Hintergrund der Erfindung
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Unterschiedliche Arten von Einschubbefestigungselementen sind bekannt zur Verwendung in unterschiedlichen Umgebungen und zu unterschiedlichen Zwecken. Ein Grunddesign für ein Einschubbefestigungselement weist einen Körper auf, welcher in ausgerichtete Öffnungen in ersten und zweiten Gegenständen eingeführt wird oder in eine Öffnung in mindestens einem der Gegenstände. Der Befestigungselementkörper weist einen Kragen oder Kopf auf, welcher größer ist als die Öffnung oder Öffnungen in dem Gegenstand oder Gegenständen, und biegbare Abschnitte oder Beine, welche nachgeben, wenn der Köper durch die Öffnungen eingeführt wird, und sich zurückbiegen, wenn sie vollständig durch die Öffnungen gelangt sind. Die Beine sind nach außen gebogen, um einen maximalen Durchmesser zu definieren, welcher größer ist als die Öffnung(en), in welche das Befestigungselement eingeführt wird. Während des Einsetzens des Befestigungselements biegen sich die Beine nach innen, um so durch die Öffnung zu gelangen, und biegen sich dann nach außen zurück, wenn der maximale Durchmesserabschnitt die Öffnung passiert. Die durch das Befestigungselement zu befestigenden Gegenstände können sandwichartig zwischen dem Kragen und den zurückgebogenen biegbaren Abschnitten des Körpers aufgenommen sein. Ein Stift des Befestigungselements wird in den Körper eingeführt und durch ihn gehalten, nachdem der Körper an einer Stelle in den Gegenständen eingesetzt ist. Der Stift verkeilt sich gegen die biegbaren Abschnitte des Körpers, um den Körper vor Ort zu befestigen, und kann noch weitere biegbare Elemente aufweisen, um die Rückhaltekraft des Befestigungselements zu erhöhen.
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Bei einigen bekannten Einschubbefestigungselementen sind der Körper und der Stift unabhängige Komponenten, welche vor dem Einbau vollständig voneinander getrennt sind. Bei anderen bekannten Einschubbefestigungselementen haben der Körper und der Stift eine vorinstallierte Position, in welcher der Stift im Körper gehalten wird, aber nicht beim Einsetzen des Körpers in ein Werkstück stört. Der Körper wird zuerst eingeführt und vor Ort festgesetzt durch Drücken auf den Kopf des Körpers. Sobald der Körper vollständig eingesetzt ist, wird der Kopf des Stifts gedrückt, bis der Stift ebenfalls vollständig in den Körper eingesetzt ist. Es ist bekannt, den Kopf des Körpers und den Kopf des Stifts mit im wesentlichen der gleichen Größe vorzusehen. Es ist auch bei einigen Anwendungen bekannt, das Befestigungselement in einem Kanal oder in einer flachen Vertiefung oder Aushöhlung vorzusehen, um die Köpfe des Körpers und des Stifts zu verbergen und/oder zu schützen.
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Mängel der bekannten Designs zu diesem Zweck schließen die Unfähigkeit des Stifts ein, in einer voreingetriebenen Position zu bleiben, bis der Körper fest sitzt. Wenn der Stift des Befestigungselements vom Körper des Befestigungselements wegfällt, sind die Vorteile der Vormontage verloren. Wenn die Gegenstände und das Befestigungselement montiert werden, können, wenn der Stift des Befestigungselements axial zu weit relativ zum Körper nach innen bewegt wird, bevor der Körper fest in dem Gegenstand, welcher den Körper aufnimmt, festgesetzt wird, der Stift und der Körper verriegelt werden, ohne dass der Körper richtig sitzt. Die durch das Befestigungselement zu befestigenden Gegenstände werden nicht fest gegeneinander gehalten, wenn der Körper nicht vollständig eingeführt und festgesetzt ist, wo beabsichtigt. Die Unfähigkeit des Stifts in der voreingetriebenen Position zu bleiben, kann verbessert werden durch Erhöhen des Eintreibeingriffs zwischen dem Stift und dem Körper, jedoch kann dies die durch das Eintrieben des Stifts in den Körper erzielte Endverbindung schwieriger machen. Im allgemeinen ist es wünschenswert, dass das Befestigungselement leicht eintritt, aber sicher gehalten wird. Folglich ist es oft nötig, den Körper nur durch Drücken gegen den Kragen des Körpers und nicht gegen den Kopf des Stifts einzutreiben. Dies kann in vielen Montagesituationen, in welchen der Kragen des Körpers teileweise durch den Kopf des Stifts verborgen ist, schwierig sein. Viele bekannte Befestigungselementdesigns sind nicht leicht zu demontieren und sind nicht wiederverwendbar. Dies kann problematisch sein, wenn das Befestigungselement bei einer Montage verwendet wird, welche eine periodische Demontage erfordern kann. Ferner kann die Demontage zu Beschädigung oder einer vollständigen Trennung der Befestigungselementkomponenten führen, was die Wiederverwendung unbequem oder unmöglich macht.
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Es ist bekannt, auch einen Kopf am Stift vorzusehen, welcher zur Befestigung mit einer anderen Komponente oder Gegenstand, welcher durch das Befestigungselement in Position zu halten ist, geformt ist. Der Körper kann an einem Teil und der Stift an einem anderen Teil befestigt sein. Durch Befestigen des Stifts und des Körpers aneinander, werden dann die Teile, welche getrennt am Körper und Stift befestigt sind, relativ zueinander in Position gehalten.
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Befestigungselemente dieser Art wurden vorteilhafterweise verwendet und sind in vielen Anwendungen akzeptiert. Solche Befestigungselemente haben jedoch auch Unzulänglichkeiten und Mängel bei einigen Verwendungen und Anwendungen.
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Folglich werden Einschubbefestigungselemente benötigt, welche unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale aufweisen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung spricht Probleme anderer Designs an durch Bereitstellen eines Einschubbefestigungselements, welches einen Körper und Stift aufweist, welche sicher in einem vormontierten Zustand bleiben, aber leicht zum Gebrauch zu montieren sind.
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Bei einer Art einer Ausführungsform davon ist ein Einschubbefestigungselement vorgesehen mit einer Befestigungselementtülle mit einem Tüllenkopf, welcher ein Loch durch ihn hindurch begrenzt, und einer Mehrzahl von Beinen, welche sich vom Tüllenkopf wegerstrecken. Ein Befestigungselementstift hat einen Stiftkopf und einen Schaft, welcher ausgelegt ist zur Einführung durch das Loch in dem Tüllenkopf. Die Tülle und der Stift haben eine relative Vormontage-Anordnung, bei welcher der Stift in der Tülle mit den Beinen in entspanntem Zustand gehalten wird; und die Tülle und der Stift haben eine relative montierte Anordnung, bei welcher der Stift die Beine nach außen dreht, um einen äußeren Durchmesser der Beine zu begrenzen, welcher größer ist als der mit den Beinen in ihrem entspannten Zustand.
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Bei einer anderen Art einer Ausführungsform davon ist ein Einschubbefestigungselement vorgesehen mit einer Befestigungselementtülle mit einem Tüllenkopf, welcher ein Loch durch ihn hindurch begrenzt, und einer Mehrzahl von Beinen, welche sich vom Tüllenkopf wegerstrecken, und ein Befestigungselementstift, welcher einen Stiftkopf mit einem Durchmesser hat, welcher größer ist als das Loch, und einen Schaft, welcher ausgelegt ist zur Einführung durch das Loch in dem Tüllenkopf. Die Tüllenbeine haben nach innen gerichtete Füße. Der Stiftschaft weist einen distaleren Hals auf und einen proximaleren Hals relativ zum Kopf, wobei der distalere Hals einen ersten Durchmesser und der proximalere Hals einen zweiten Durchmesser hat, welcher größer ist als der erste Durchmesser. Die Tülle und der Stift haben eine relative Vormontage-Anordnung, bei welcher die Tülle am Stift befestigt ist durch die nach innen gerichteten fussähnlichen Spitzen, welche um den distaleren Hals herum angeordnet sind, und eine relative montierte Anordnung, bei welcher die fußähnlichen Spitzen um den proximaleren Hals herum angeordnet sind.
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Vorteile von mindestens einigen Formen der hier offenbarten Einschubbefestigungselemente sind, dass das Einschubbefestigungselement leichter zu handhaben und zu montieren sind.
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Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden einem Fachmann bei der Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen offensichtlich, in welchen gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Merkmale zu bezeichnen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Einschubbefestigungselements wie hergestellt;
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2 ist eine perspektivische Ansicht des Einschubbefestigungselements in einem vormontierten Zustand, wobei das Befestigungselement in einer um 180° gedrehten Position zu der in 1 gezeigten Position dargestellt ist;
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3 ist eine Querschnittsansicht des Einschubbefestigungselements in seinem in 2 gezeigten vormontierten Zustand;
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4 ist eine Querschnittsansicht des Einschubbefestigungselements in einem vollständig montierten Zustand;
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5 ist eine Draufsicht einer abgewandelten Form des in den 1 bis 4 gezeigten Einschubbefestigungselements;
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6 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform eines Einschubbefestigungselements;
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7 ist eine Querschnittsansicht des in 6 dargestellten Einschubbefestigungselements;
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8 ist eine andere Querschnittsansicht des in 6 dargestellten Einschubbefestigungselements längs der Linie 8-8 in 6; und
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9 ist eine Querschnittsansicht des in den 6 bis 8 dargestellten Einschubbefestigungselements und zeigt das Befestigungselement in einem montierten Zustand.
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Bevor die Ausführungsformen der Erfindung detailliert erläutert werden, sollte es klar sein, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnungen der Komponenten beschränkt ist, welche in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung ist zu anderen Ausführungsformen in der Lage und kann auf verschiedene Arten ausgeübt oder ausgeführt werden. Es sollte auch klar sein, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie zum Zweck der Beschreibung sind und nicht als beschränkend betrachtet werden sollten. Die Verwendung hier von „einschließend”, „aufweisend” und Variationen davon sollen bedeuten, dass die danach aufgeführten Gegenstände und Äquivalente davon sowie zusätzliche Gegenstände und Äquivalente davon umfasst werden sollen.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Mit speziellerem Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 ist ein beispielhaftes Einschubbefestigungselement 10 dargestellt. Das Befestigungselement 10 weist eine Befestigungselementtülle 12 und einen Befestigungselementstift 14 auf. Die Befestigungselementtülle 12 ist ausgelegt, in einem Loch oder in Löchern in einem Gegenstand oder Gegenständen, welche durch das Einschubbefestigungselement 10 aneinander befestigt werden sollen, zu sitzen. Der Befestigungselementstift 14 ist ausgelegt zur Einführung in die Befestigungselementtülle 12, um die Befestigungselementtülle 12 daran zu hindern, sich aus den Gegenständen, in welchen sie sitzt, zu entfernen. Die Befestigungselementtülle 12 und der Befestigungselementstift 14 können aus Kunststoff durch verschiedene Formungstechniken hergestellt sein und können aus den gleichen oder unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Fachleute werden schnell verstehen, dass die Befestigungselementtülle 12 und der Befestigungselementstift 14 als ein einziges Teil geformt werden können, wobei die Befestigungselementtülle 12 und der Befestigungselementstift 14 durch ein oder mehrere zerbrechliche Verbindungen verbunden sind, welche leicht gebrochen werden können, um das relative Verhältnis zwischen der Tülle 12 und dem Befestigungselementstift 14 zu verändern, vom wie geformten Verhältnis, welches in 1 dargestellt ist, zu dem vormontierten Verhältnis, welches in 2 dargestellt ist.
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Die Befestigungselementtülle 12 weist einen Tüllenkopf 20 und eine Mehrzahl von Beinen 22 auf, wobei vier solcher Beine 22 in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt sind, wobei sich jedes Bein axial von einer Seite des Tüllenkopfes 20 wegerstreckt. Bei der beispielhaften dargestellten Ausführungsform sind die vier Beine 22 unabhängig und vom nächsten beabstandet. Folglich sind längliche Zwischenräume 24 zwischen benachbarten Beinen 22 definiert. Die Zwischenräume 24 vereinigen sich zusammen zu einem zentral angeordneten offenen Raum, welcher zentral zwischen allen Beinen 22 angeordnet ist. Der Tüllenkopf 20 begrenzt eine zentrale Öffnung 26 durch ihn hindurch.
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Jedes Bein 22 weist ein nach innen abgewinkeltes distales Segment 28 auf, welches eine von der inneren Oberfläche davon nach innen gerichtete fußähnliche Spitze 30 hat. Die nach innen abgewinkelten distalen Segmente 28 schaffen zusammen ein Eingangsende für die Befestigungselementtülle 12, welches wesentlich schmaler ist als die Durchmesser von Löchern in den Gegenständen, in welchen das Befestigungselement eingebaut werden soll. Folglich kann die Befestigungselementtülle 12 leicht in einem Loch zum Einbau angeordnet werden. Die proximalen Abschnitte der Beine 22, welche eine im wesentlichen axiale Ausdehnung jedes Beines 22 aufweisen, begrenzen einen äußeren Durchmesser, welcher nicht wesentlich größer ist als der Durchmesser eines Lochs in einem Gegenstand, in welchem das Befestigungselement eingebaut werden soll, und können einen Durchmesser begrenzen, welcher geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Lochs, in welchem das Befestigungselement eingebaut werden soll. Folglich gleitet die Befestigungselementtülle 12 mit den Beinen in einem natürlichen, nicht unter Spannung stehenden Zustand leicht in ihre vollständig eingebaute Position bis der Tüllenkopf 20 mit der Oberfläche des Gegenstandes zum Loch benachbart, in welchem das Befestigungselement eingebaut wird, in Eingriff gelangt.
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Der Tüllenkopf 20 begrenzt bei der beispielhaften Ausführungsform einen im wesentlichen kreisförmigen Umfang, kann aber auch andere Formen haben. Am Übergang vom Tüllenkopf 20 zu den einzelnen Beinen 22 ist eine Hinterschneidung 32 in dessen Außenseite gebildet, wodurch ein Ort für kontrolliertes Biegen begrenzt wird. Im entspannten Zustand der Beine 22 ist von einer zentralen Öffnung 26 eine proximale innere Oberfläche 34 jedes Beines 22 zu einer Hüfte 36 nach innen abgewinkelt, an welcher sich ein Übergang zu einer nach außen abgewinkelten Oberfläche 38 befindet, welche sich im allgemeinen von der Hüfte 36 zu der fuß-ähnlichen Spitze 30 erstreckt. Daher hat im entspannten Zustand der Beine 22 der innere Raum, welcher durch die inneren Flächen der Beine 22 begrenzt wird, eine im allgemeinen Uhrglas-förmige Konfiguration. Die Beine 22 haben stumpfe äußere Endkanten 40.
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Die Form der gerade beschriebenen Befestigungselementtülle 12 ist nur beispielhaft, und die Erfindung kann mit anderen Arten von Körpern verwendet werden. Als Beispiel und nicht als Beschränkung können die Beine der Tülle unterschiedliche Größen und Formen aufweisen, es können mehr oder weniger als vier Beine verwendet werden.
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Der Befestigungselementstift 14 weist einen Stiftkopf 50 und einen Schaft 52 auf, welcher sich axial vom Stiftkopf 50 wegerstreckt. Der Schaft 52 ist ausgelegt, durch die zentrale Öffnung 26 des Tüllenkopfes 20 eingeführt zu werden, um zwischen den Beinen 22 aufgenommen zu werden. Der Schaft 52 weist eine umgekehrt konische Spitze 54 auf, welche einen Scheitel 56 und eine Basis 68 einschließt. Von der Basis 58 aus schließt sich ein erster distalerer Hals 60 an die Basis 58 der konischen Spitze 54 zu einem zweiten umgekehrten konischen Körper 62 an, welcher an seinem Scheitel integral ist mit dem ersten Hals 60 und eine zweite konische Körperbasis 64 hat. Daher ist die Basis 58 der konischen Spitze 54 außerhalb des ersten Halses 60 freiliegend. Ein proximalerer zweiter Hals 66 ist zwischen der Basis 64 des zweiten konischen Körpers 62 und einer nach außen geneigten Schulter 68 begrenzt. Folglich ist die Basis 64 außerhalb des proximaleren zweiten Halses 66 freiliegend. Der distalere erste Hals 60 ist schmaler als der proximalere zweite Hals 66. Eine leicht nach innen abgewinkelte zentrale Körperfläche 70 geht an einer Taille 72 in eine längere, nach außen abgewinkelte Fläche 74 über, welche relativ abrupt in ein proximales Schaftsegment 76 übergeht.
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Das äußere Ende des Stiftes 14 definiert eine Struktur zum Eingriff mit Werkstücken oder durch das Befestigungselement 10 zu haltenden Gegenständen. Bei der beispielhaften Ausführungsform sind eine Einfassung 78 und ein Flansch 80 vorgesehen, welche vom Stiftkopf 50 beabstandet sind.
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Eine Vertiefung 82 erstreckt sich axial in einem proximalen Schaftsegment 76 von einer Öffnung im Kopf 50 weg. Die Vertiefung 82 ist ausgelegt, ein Werkzeug oder ein anderes Hilfsmittel zum Eindrücken des Befestigungselementstifts 14 in die Befestigungselementtülle 12 aufzunehmen.
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Die Querschnittsansicht von 3 zeigt den vormontierten Zustand des Befestigungselements 10. Die Formen und Abmessungen der Befestigungselementtülle 12 und des Befestigungselementstifts 14 sind so, dass die konische Spitze 54 sich über die Enden der Beine 22 hinauserstreckt, wobei der zweite konische Körper 62 im allgemeinen in dem inneren Bereich oder Raum zwischen den Hüften 36 und den fuß-ähnlichen Spitzen 30 angeordnet ist, wobei die fuß-ähnlichen Spitzen 30 sich in den Raum erstrecken, welcher um den ersten Hals 60 zwischen der konischen Spitze 54 und dem zweiten konischen Körper 62 gebildet ist. Folglich bleiben die Beine 22 in ihrem natürlichen, entspannten Zustand. Jedoch wird der Stift 14 in der Tülle 12 gehalten durch den freiliegenden Bereich der Basis 58, welcher mit den äußeren Endkanten 40 der Beine 22 in Eingriff gelangt, um den Rückzug des Stifts 14 aus der Tülle 12 zu begrenzen. Die Umhüllung 78 begrenzt die zu weite Einführung des Stifts in die Tülle 12. Die Breite des proximalen Schaftsegments 76 relativ zur Breite des zentralen, zwischen den Beinen 22 begrenzten Raums platziert die abgewinkelten Oberflächen 34 und 74 einander gegenüberliegend, wodurch der Stift 14 in seiner vormontierten Position relativ zur Tülle 12 gehalten wird.
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Die Querschnittsansicht von 4 zeigt den vollständig montierten Zustand des Befestigungselements 10. Der Befestigungselementstift 14 wurde durch Kraft bewegt, um tiefer in der Befestigungselementtülle 12 und relativ zu ihr positioniert zu werden, so dass der zweite konische Körper 62 sich nun über die äußeren Endkanten 40 der Beine 22 hinauserstreckt. Die fuß-ähnlichen Spitzen 30 erstrecken sich in den Raum, welcher um den zweiten Hals 66 herum gebildet ist, und der obere, breitere Bereich des proximalen Schaftsegments 76 gelangt mit den Oberflächen 34 in Eingriff. Dies bewirkt, dass die Beine 22 sich an den Hinterschneidungen 32 nach außen biegen, wodurch ein größerer maximaler Durchmesser um die Beine 22 herum begrenzt wird, wenn die Beine 22 in ihrem entspannten Zustand gelassen werden. Mit einem richtig bemessenen Loch 84 in einem Werkstück 86 wird die Tülle 12 sicher im Werkstück 86 gehalten. Wenn der um die Beine 22 herum begrenzte Durchmesser im entspannten, nicht unter Vorspannung stehenden Zustand der Beine geringfügig kleiner ist, gleich oder nicht wesentlich größer ist als der Durchmesser des Loches 84, kann die Tülle 12 leicht in das Loch 84 eingeführt werden, wenn der Stift 14 in dem in 3 dargestellten vormontierten Zustand gehalten wird. Es sollte beachtet werden, dass das Drücken auf den Stift 14 nicht zum Auswärtsbiegen der Beine 22 führt, bis der Tüllenkopf 20 mit dem Werkstück 86 in Eingriff gelangt, so dass eine weitere axiale Kraft auf den Stift 14 bewirkt, dass der Stift 14 sich von dem vormontierten Zustand von 3 in den in 4 dargestellten, vollständig montierten Zustand bewegt.
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5 zeigt eine einfache Zusatzmodifikation zum Befestigungselement 10. Ein Dichtungskörper 90 ist unter der Umhüllung 78 vorgesehen, um eine Abdichtung zur Umgebung und/oder einen elastischen Puffer gegen das Werkstück 86 einzurichten. Der Dichtungskörper 90 kann durch Aufspritzen angebracht werden.
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Das Befestigungselement 10 ist entfernbar und wiederverwendbar. Wenn eine ausreichende Extraktionskraft angewendet wird, um den Befestigungselementstift 14 relativ zur Befestigungselementtülle 12 zurückzuziehen, gleiten die gegenüberliegenden abgewinkelten Flächen relativ zueinander, wodurch der Stift zurückgezogen wird und sich in die relativen Positionen, welche in dem vormontierten Zustand von 3 dargestellt sind, zurückbewegt. Die Tülle kann dann leicht vom Werkstück, Objekt oder Gegenstand entfernt werden, in welchem sie eingesetzt ist. Jedoch selbst wenn sie so entfernt wurden, bleiben die Tülle 12 und der Stift 14 sicher miteinander verbunden, wie relativ zur vormontierten Position beschrieben. Aus dieser Position kann das Befestigungselement 10 wieder montiert und wieder verwendet werden. Die gewünschte Rückhaltekraft kann in das Befestigungselement eingearbeitet werden durch Auswählen der verschiedenen Abmessungen und Winkel.
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6 bis 9 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Befestigungselements 110, welches Merkmale aufweist, welche ähnlich sind wie die des Befestigungselements 10, einschließlich einer Befestigungselementtülle 112 und einem Befestigungselementstift 114. Folglich werden ähnliche Strukturen des Befestigungselements 110 wie die des Befestigungselements 10 mit gleichen Bezugszahlen in der „100.-Reihe der Zahlen bezeichnet. Die Befestigungselementtülle 112 weist einen Tüllenkopf 120 und eine Mehrzahl von Beinen 122 auf, welche durch Räume 124 getrennt sind und eine zentrale Öffnung 126 begrenzen. Bei der beispielhaften Ausführungsform werden vier Beine 122 verwendet, aber es können auch mehr oder weniger Beine verwendet werden. Abgewinkelte distale Segmente 128 an jedem Bein 122 sind zu deren Enden hin etwas vergrößert und begrenzen nach innen gerichtete eckenähnliche Spitzen 130 anstelle der betonteren fuß-ähnlichen Vorsprünge der Spitzen 30 der Beine 22. Hinterschneidungen 132, welche zwischen dem Kopf 120 und den Beinen 122 eingerichtet sind, ermöglichen ein Biegen und eine Ablenkung der Beine 122 nach außen, um mit der Tülle 122 in einem Loch 184 in einem Werkstück 186 in Eingriff zu gelangen. Nach innen abgewinkelte Flächen 134 erstrecken sich zu einer Hüfte 136, welche in nach außen abgewinkelte Flächen 138 zu äußeren Endkanten 140 der Beine 122 übergehen.
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Der Befestigungselementstift 114 weist einen Stiftkopf 150 und einen Stiftschaft 152 auf. Der Schaft 152 weist eine umgekehrte konische Spitze 154 mit einem Scheite 156 und einer Basis 158 auf. Ein erster Hals 160 verbindet die Basis 158 der konischen Spitze 154 mit einem zweiten umgekehrten konischen Zwischenkörper 162, welcher eine zweite Basis 164 aufweist. Ein zweiter Hals 166 verbindet sich mit einer Schulter 168, welcher zu nach innen abgewinkelten zentralen Körperflächen 170 und einer Taille 172 führt. Die Taille 172 geht in eine nach außen abgewinkelte Fläche 174 über, welche zu einem proximalen Schaftsegment 176 führt. Der Stift 114 weist ferner eine Umhüllung 178 und einen Flansch 180 und eine Vertiefung 182 auf.
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Der Stift 114 unterscheidet sich vom Stift 14 indem einige der abgewinkelten Flächen abgestufter sind und die Übergänge zwischen nach außen abgewinkelten und nach innen abgewinkelten Flächen weniger abrupt und mehr abgerundet sind. Folglich kann das Befestigungselement 110 leichter und mit weniger Beschädigung getrennt werden, wodurch die Wiederverwendung weiter erleichtert wird.
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7 zeigt einen Wie-geformt-Zustand des Befestigungselements 110, wobei der Stift 114 mit der Tülle 112 durch zerbrechliche Verbindungen zwischen der konischen Spitze 154 und dem Tüllenkopf 120 verbunden ist. Aus diesem Zustand kann der Stift 114 in einen vormontierten Zustand weitergeführt werden, wobei die Tülle 112 und der Stift 114 separat aber miteinander in Eingriff sind, durch Vorantreiben des Stifts und Brechen des zerbrechlichen Verbindungen.
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Ein vormontierter Zustand des Befestigungselements 110 ist ähnlich wie der des Befestigungselements 10. Die konische Spitze 154 erstreckt sich über die Enden der Beine 122 hinaus, der zweite konische Körper 162 wird im allgemeinen im inneren Bereich oder Raum zwischen den Hüften 136 und den nach innen gerichteten Spitzen 130 angeordnet, wobei sich die nach innen gerichteten Spitzen 130 in den um den ersten Hals 160 herum gebildeten Raum erstrecken, und die äußeren Endkanten 140 zu der Basis 158 der konischen Spitze 154 hin außerhalb des Halses 160 gerichtet sind. Folglich bleiben die Beine 122 in ihrem natürlichen entspannten Zustand. Der Stift 114 wird jedoch durch den freiliegenden Bereich der Basis 158, welcher mit den äußeren Endkanten 140 der Beine 122 in Eingriff ist, in der Tülle 122 gehalten, um den Rückzug des Stifts 114 aus der Tülle 112 zu begrenzen. Die Umhüllung 178 begrenzt die übermäßige Einführung des Stifts 114 in die Tülle 112. Die Breite des proximalen Schaftsegments 176 relativ zur Breite des zentralen Raums, welcher zwischen den Beinen 122 begrenzt ist, platziert die abgewinkelten Flächen 134 und 174 einander gegenüberliegend, wodurch der Stift 114 in seiner vormontierten Position relativ zur Tülle 112 gehalten wird.
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Ein vollständig montierter Zustand des Befestigungselements 110 (9) ist ähnlich wie der des Befestigungselements 10. Der Befestigungselementstift 114 wird durch Kraft bewegt, um tiefer in und relativ zur Befestigungstülle 112 positioniert zu werden, so dass der zweite konische Körper 162 sich nun über die äußeren Endkanten 140 der Beine 122 hinauserstreckt. Nach innen gerichtete Spitzen 130 erstecken sich in den um den zweiten Hals 166 herum geformten Raum, und der obere breitere Bereich des proximalen Schaftsegments 176 gelangt mit den Oberflächen 134 der Tülle 112 in Eingriff. Dies bewirkt, dass die Beine 122 sich an den Hinterschneidungen 132 nach außen biegen, wodurch sie einen größeren maximalen Durchmesser um die Beine 122 herum begrenzen als wenn man die Beine 122 in ihrem entspannten Zustand lässt. Mit einem richtig bemessenen Loch 184 in einem Werkstück 186 wird die Tülle 112 sicher im Werkstück 186 gehalten. Wenn der um die Beine 122 herum begrenzte Durchmesser im entspannten, nicht unter Vorspannung stehenden Zustand der Beine geringfügig kleiner ist, gleich oder nicht wesentlich größer ist als der Durchmesser des Loches 184, kann die Tülle 112 leicht in das Loch 184 eingeführt werden, wenn der Stift 114 in dem vormontierten Zustand gehalten wird.
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Das Befestigungselement 110 ist entfernbar und wiederverwendbar. Wenn eine ausreichende Extraktionskraft angewendet wird, um den Befestigungselementstift 114 relativ zur Befestigungselementtülle 112 zurückzuziehen, gleiten die gegenüberliegenden abgewinkelten Flächen relativ zueinander, wodurch der Stift zurückgezogen wird und sich in die relativen Positionen des vormontierten Zustands zurückbewegt. Die Tülle kann dann leicht vom Werkstück, Objekt oder Gegenstand entfernt werden, in welchem sie eingesetzt ist. Jedoch selbst wenn sie so entfernt wurden, bleiben die Tülle 112 und der Stift 114 sicher miteinander verbunden, wie relativ zur vormontierten Position beschrieben. Aus dieser Position kann das Befestigungselement 10 wieder montiert und wieder verwendet werden.
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Die Befestigungselemente 10, 110 liefern einige Merkmale und Vorteile. Die abgewinkelten Flächen der Stifte 14, 114 und der Tüllen 12, 112 wirken als Rampen, welche den Einbau und die Verbindung erleichtern. Der Kontakt zwischen der äußeren Fläche der Tüllenbeine und der inneren Lochfläche des Werkstücks führt dazu, dass die Befestigungselemente und Platten an einer Befestigungsplatte gehalten werden. Umhüllungen 78, 178 liefern eine Spannung gegen zu befestigende Gegenstände, und die abgewinkelten Oberflächen der Tüllen 12, 112 ermöglichen es den Befestigungselementen 10, 110, an Platten unterschiedlicher Dicke montiert und damit verbunden zu werden. Die Befestigungselemente im vormontierten Zustand können als Baugruppe an einem Gegenstand oder Objekt eingebaut werden, welches dann mit einem zweiten Gegenstand oder Objekt verbunden wird, durch Einführen der Tülle in den zweiten Gegenstand oder Objekt durch Bewegen des ersten Gegenstandes oder Objekts zum zweiten Gegenstand oder Objekt hin, um den Stift in die Tülle zu drücken in den vollständig montierten Zustand. Alternativ können die Stifte 14, 114 mit einem Gegenstand oder Objekt verbunden werden und die Tüllen 12, 112 mit einem zweiten Gegenstand oder Objekt, so dass die ersten und zweiten Gegenstände oder Objekte relativ aneinander befestigt werden können durch den einfachen Eingriff der Stifte 14, 114 in den Tüllen 12, 112. Es sind vier Kontaktpunkte vorgesehen, wenn vier Beine 22, 122 verwendet werden, welche Sicherheit, Steifigkeit und eine natürliche Zentrierung in den Löchern 84, 184 bieten. Ein Feedback an den Monteur kann sowohl durch Gefühl als auch durch Ton vorgesehen werden, wenn die abgewinkelten Flächen und Übergänge sich von einer Position zur anderen Position bewegen, und wenn die Stifte 14, 114 ihre endgültige montierte Position in den Tüllen 12, 112 erreichen. Die nach innen gerichteten Spitzen 30, 130, welche sich zum Beispiel an den äußeren Kanten der zweiten konischen Basis 64, 164 vorbeibewegen, können ein deutliches Gefühl und Geräusch erzeugen. Die Montage und Befestigung ist leicht, selbst wenn ein Stanzvorgang zur Herstellung der Löcher 84, 184 zu Graten und Fehlbildungen in den Löchern führen.
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Während die hier offenbarten Befestigungselemente 10, 110 mehrteilig sind und sowohl eine Tülle 12, 112 als auch einen Stift 14, 114 aufweisen, werden die Komponenten als eine einzige vormontierte Einheit eingebaut und können als eine einzige, noch montierte Einheit entfernt werden. Folglich bleiben die Tüllen 12, 112 mit den Stiften 14, 114 verbunden, anders als bei der Entfernung der bekannten Stift- und Tüllen-Verbindungselemente, wenn die Tüllen im Gegenstand verbleiben, wenn der Stift entfernt wird. Folglich kann das vorliegende Befestigungselement entfernt werden, wenn die verbundenen Gegenstände oder Objekte von nur einer Seite zugänglich sind, und können mehrere Male wieder montiert werden, während sie im wesentlichen die gleichen Rückhaltefähigkeiten aufweisen.
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Variationen und Modifikationen des Vorstehenden liegen um Umfang der vorliegenden Erfindung. Es ist klar, dass die hier offenbarte und definierte Erfindung sich auf alle alternativen Kombinationen von zwei oder mehr der einzelnen Merkmale erstreckt, welche im Text und/oder den Zeichnungen erwähnt wurden oder daraus offensichtlich sind. Alle diese unterschiedlichen Kombinationen stellen verschiedene alternative Aspekte der vorliegenden Erfindung dar. Die hier beschriebenen Ausführungsformen erläutern die besten bekannten Arten zur Ausübung der Erfindung und versetzen andere Fachleute in die Lage, die Erfindung anzuwenden. Die Ansprüche sollen so ausgelegt werden, dass sie alternative Ausführungsformen in dem durch den Stand der Technik erlaubten Maß einschließen.
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Verschiedene Merkmale der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.
