DE19702695C1

DE19702695C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden durch Einrasten

Info

Publication number: DE19702695C1
Application number: DE1997102695
Authority: DE
Inventors: Richard Baur; Guenter Fendt
Original assignee: Temic Telefunken Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1997-01-25
Filing date: 1997-01-25
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2017-01-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden durch Einrasten gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4, welche in den letzten Jahrzehnten im Bereich der industriellen Montage technik zunehmend die bis dahin üblichen Schraubverbindungen abgelöst haben. Während jedoch die klassische Verbindung durch Schrauben mittels Drehmomentensteuerung mit hoher Sicherheit möglich war, erweisen sich die Einrastvorrichtungen aufgrund der zum Einrasten notwendigen Toleranzen als unsicherer.

Zur Sicherung der Einrastvorrichtungen ist es des weiteren beispielsweise aus der CH-PS 249 468 bekannt, die Einrastvorrichtung nach dem Einrasten durch den Eintrieb eines Dorns zu sichern, welcher die Einrastvorrichtung weiter in Richtung der Öffnungen der miteinander zu verbindenden Teile spreizt und so eine Lösung der Einrastverbindung weitgehend verhindert. Die zu verbindenden Körper müssen dazu bspw. mit entsprechenden Einrastöffnungen einerseits und mit passenden Einrastelementen anderer seits ausgestaltet sein, wobei hierfür verschiedene Elemente und konstruk tive Ausgestaltungen, z. B. als runde Öffnung mit einem runden Dorn oder eine quadratische Öffnung mit einem Einrastelement mit vier Einrast absätzen zu den jeweiligen Seiten, denkbar sind.

Die US 3,606,814 lehrt eine Weiterbildung dieses Prinzips durch besondere mechanisch-konstruktive Einzelheiten.

Beim Verbinden elektrischer Komponenten, besonders bei sicherheits kritischen Modulen in der Kfz-Steuerelektronik, ist jedoch eine kontrollier bare Vorrichtung und ein kontrollierbares Verfahren zum Einrasten er forderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden durch Einrasten aufzuzeigen, welche eine Kontrolle des erfolgten Einrastens ermöglicht.

Die Aufgabe wurde durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen kenn zeichnenden Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist im Einrastelement eine Solltrennstelle außerhalb des Bereichs der Einrastöffnung erforderlich. Die Lage dieser Solltrennstelle kann dabei sowohl zwischen Körper 1 und Körper 2, als auch am äußeren Ende des Einrastelements liegen. Dies ist entsprechend derart zu wählen, daß der Dorn beim Eintrieb zuerst über die Länge der Einrastöffnung hinweg das Einrastelement allseitig dehnt, selbst fest im Einrastelement verbleibt und letztlich dabei die Solltrennstelle durchtrennt. Diese ändert bspw. bei entsprechender Wahl der Leitfähigkeit des Dornmaterials entstehend ihre elektrische Eigenschaft. Dies kann durch geeignete Meßeinrichtungen von außen bzw. von der zu befestigenden Komponente selbst geprüft und so der erfolgte Einrastvorgang nachgewiesen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Patent ansprüchen 2 bis 5 beschrieben. Patentanspruch 2 lehrt das zugehörige Verfahren zur Überprüfung des Einrastens durch Leitfähigkeitsprüfung der Solltrennstelle. Die Patentansprüche 4 und 5 lehren vorteilhafte Ausgestal tungen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, indem das Ein rastelement mit einer Solltrennstelle versehen wird. Durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 5 wird sichergestellt, daß tatsächlich erst nach dem vollständigen Eintrieb des Dorns zuletzt die Solltrennstelle durchtrennt wird, wodurch eine entsprechend sichere Kontrolle möglich wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine eingerastete Verbindung zwischen zwei Körpern (1, 2) mit einem separaten Einrastelement (4) vor der Arretierung durch den Dorn (7), Sollbruchstelle intakt (6a),

Fig. 2 eine eingerastete Verbindung zwischen zwei Körpern unter zusätzlicher Arretierung mittels des erfindungsgemäßen Dorns; Solltrennstelle durchtrennt (6b),

Fig. 3 eine eingerastete Verbindung zwischen zwei Körpern (1, 2) mit einem in den zweiten Körper (2) integrierten Einrast element (4) vor der Arretierung durch den Dorn (7), Sollbruch stelle (6a) intakt,

Fig. 4 Fig. 3 nach Arretierung mittels des Dorns; Solltrennstelle durchtrennt (6b),

Fig. 5 Ausführung von Dorn und Einrastelement mit zusätzlicher Fixierung des Dorns im Einrastelement; Dorn noch nicht eingetrieben,

Fig. 6 Ausführung gemäß Fig. 5 mit im Einrastelement fixierten Dorn,

Fig. 7 eine Ausführung der Solltrennstelle durch einen Feder kontakt (10); Federkontakt geschlossen,

Fig. 8 Federkontakt (10) nach Arretierung des Dorns (7) geöffnet,

Fig. 9 innere Passung vom Dorn im Einrastelement.

Fig. 1 zeigt eine Verbindung der Körper 1 und 2, wobei das Einrast element 4, hier ausgeführt als separates Teil, bereits durch die Einrast öffnung 3 geführt wurde und die Absatzraste 5 gegriffen hat. Die intakte Solltrennstelle 6a befindet sich am Stumpf (4.2) des Einrastelements 4, während der Dorn 7 an der Spitze (4.1) eingetrieben wird. Die bevorzugte Möglichkeit zum Eintrieb des Dorns durch eine vorgefertigte Öffnung 8 im Einrastelement erleichtert den Dorneintrieb, ist aber nicht zwingend erforderlich, falls der Dorn auch aufgrund des weichen Materials des Einrastelements ohne diese Öffnung gerade und gleichmäßig eingetrieben werden kann.

Fig. 2 zeigt die Verbindung der Körper 1 und 2 gemäß Fig. 1, nachdem der Dorn 7 durch das Einrastelement 4 getrieben wurde. Dabei ist eine Dehnung des Einrastelements möglich, was zu einer verbesserten Arretierung in der Einrastöffnung 3 führt. Außerdem wird die Solltrennstelle 6b durch den Dorn durchtrennt, was durch Leitfähigkeitsauswertung der Auswerteeinheit 12 detektiert und somit die korrekte Verbindung kontrolliert werden kann. Bei nichtleitendem Material des Dorns 7 ist die Solltrennstelle als vorab leitend zu realisieren (z. B. durch einen Draht), bei elektrisch leitfähigem Material des Dorns kommt auch eine nichtleitende Solltrennstelle in Frage, die dann nach Dorneintrieb leitend wird. Dies kann dann durch Leitfähigkeitsprüfung an der Auswerteeinheit 12 erkannt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einem Einrast element 4, welches in den zweiten Körper 2 integriert und aus dem gleichen Material hergestellt ist. Die sonstigen Teile sowie die Funktionsweise ist mit der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform identisch.

Fig. 5, 6 und 9 zeigen Möglichkeiten der Ausgestaltung des Dorns (1. Variante mit beidseitigem Einrasten des Dorns 7.1; 2. Variante durch innere formschlüssige Passung des Dorns 7.2) und des Einrastelements 4 mit einer ergänzenden formschlüssigen Fixierung des Dorns nach dem Eintrieb.

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Solltrennstelle mit einem elektrisch leitfähigen Federelement 10 sowie einer entsprechenden Kontaktstelle 11. Fig. 4 zeigt, wie die elektrische Kontrollverbindung zwischen Federelement 10 und Kontaktstelle 11 durch den Eintrieb des Dorns 7 aufgehoben wird.

Claims

1. Verfahren zum starren Verbinden durch Einrasten, welches einen ersten Körper (1), der mindestens eine Einrastöffnung (3) aufweist, mit einem zweiten Körper (2) verbindet, welcher an der bzw. an den entsprechenden Verbindungsstellen mit einem Einrastelement (4) versehen ist und bei dem nach dem erfolgten Einrasten über die Länge der Einrastöffnung (3) unter Kraft ein Dorn (7) in das Einrastelement (4) eingetrieben wird, welcher im Einrastelement (4) verbleibt dadurch gekennzeichnet, daß dabei der Dorn (7) eine Solltrennstelle des Einrastelementes (4) durchtrennt (6b) und durch Prüfen der Durchtrennung der Solltrennstelle eine Kontrolle des Einrastens erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überprüfung des erfolgten Einrastens durch elektrische Leitfähigkeitsprüfung (12) an der Solltrennstelle (6a, 6b) im Einrastelement (4) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (7) von der Spitze (4.1) des Einrastelements (4) her eingetrieben wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum starren Verbinden durch Ein rasten, welche einen ersten Körper (1), der mindestens eine Einrastöffnung (3) auf weist, mit einem zweiten Körper (2) verbindet, welcher an der bzw. an den ent sprechenden Verbindungsstellen mit einem Einrastelement (4) versehen ist und bei dem nach dem erfolgten Einrasten über die Länge der Einrastöffnung (3) unter Kraft ein Dorn (7) in das Einrastelement (4) eingetrieben wird, welcher im Einrastelement (4) verbleibt gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Einrastelement (4) eine Solltrennstelle (6a) aufweist und der Dorn (7) derart gestaltet ist, daß sich beim Durchtrennen der Solltrennstelle die Leitfähigkeit ändert (6b).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrastelement (4) derart gestaltet ist, daß der Dorn (7) über die Länge der Einrastöffnung (3) eingetrieben werden kann und erst am der Spitze (4.1) entgegengesetzten Seite sich die Solltrennstelle (6a) befindet.