DE19801000A1

DE19801000A1 - Kunststoff-Befestigungselement für Gewinde-Blindöffnung

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Publication number: DE19801000A1
Application number: DE19801000A
Authority: DE
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1998-08-13
Also published as: BR9805647A; CA2222387A1; FR2758861A1; CA2222387C; FR2758861B1; US5704746A

Description

Der Erfindung zugrundeliegender allgemeiner Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement, welches aus Kunststoff hergestellt und im besonderen zur Verwendung für eine Gewinde- Blindöffnung bestimmt ist. Der Schaft des Befestigungselementes weist zwei laterale, parallele Finger auf, welche mit Hilfe eines unteren Keiles und eines oberen Bolzens auseinandergetrieben und in die richtige Position gebracht werden.

Beschreibung des Standes der Technik

Vom Stand der Technik her sind aus Metall gefertigte Befestigungselemente und Niete bekannt, um Teile an planaren Elementen zu befestigen. Vornehmlich wurden diese Vorrichtungen durch ausgerichtete Öffnungen sowohl in den Komponenten als auch den planaren Elementen geführt. Jedoch war es mit einigen Schwierigkeiten verbunden, diese Vorrichtungen zu montieren, da eine ordnungsgemäße Montage, wie zum Beispiel das Einsetzen einer Schraube, lange Arbeitsvorgänge erforderlich machten. Ebenfalls war die Herstellung sehr kostenaufwendig, da diese Vorrichtungen in den meisten Fällen aus Metall bestanden.

Beispiele des Standes der Technik sind in US-Patent Nr. 4 610 587, von Wollar et al, mit dem Titel "Reusable Two-Piece Fastener" sowie US-Patent Nr. 2 941 439, von Rapata, mit dem Titel "Rivet and Integral Expander Pin Connected Thereto by Area of Limited Cross Section" offenbart.

Die Entgegenhaltung von Wollar et al beschreibt ein Befestigungselement, welches eine Schraube aus Metall aufweist, die in ein Kunststoffelement mit radial nachgebenden und einschiebbaren Beinen, welche in eine Öffnung innerhalb eines Feldes greifen, drehbar eingesetzt ist. Für diese Vorrichtungen ist ein Herstellungsverfahren erforderlich, welches ein Metallbearbeitungs- sowie ein Installationsverfahren einschließlich Montage einer Schraube mit Hilfe eines Schraubenziehers, was recht zeitaufwendig sein kann, einschließt.

Die dagegen ein Kunststoff-Befestigungselement vorsehende Rapata- Entgegenhaltung weist einen Schaft auf, welcher lediglich durch einen am Kopfteil eintretenden Eintreibbolzen erweitert wird und es daher mit Schwierigkeiten verbunden ist, diesen richtig zu positionieren.

Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungselement vorzusehen, welches bei einem Minimum an Zeit und Werkzeugen auf einfache Weise zu installieren ist.

Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungselement vorzusehen, welches auf einfache und kostengünstige Weise, vorzugsweise bei einem Minimum an metallischen Teilen, herzustellen ist.

Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungselement vorzusehen, welches sich in einer Öffnung, im besonderen einer Gewinde- Blindöffnung, selbst positioniert bzw. ausrichtet.

Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungselement vorzusehen, welches an beiden Enden des in die Öffnung greifenden Schaftes durch Elemente verlängert wird.

Diese und weitere Aufgaben werden gelöst, indem ein Kunststoff- Befestigungselement vorgesehen wird, welches einen Schaft mit zwei lateralen, parallelen Finger aufweist, wobei sich die proximalen Enden von der Basis des Kunstoff-Elementes aus erstrecken. Die Seiten der Finger weisen gezahnte Segmente auf. Die distalen Enden der parallelen Finger sind durch ein Keilgefüge, welches an den distalen Enden jedes parallelen Fingers mit Hilfe von eine reduzierte Stärke aufweisenden Brücken befestigt ist, voneinander getrennt. Die Finger sehen weiterhin sich radial erstreckende Zentrierstege vor, um das Befestigungselement in der Gewinde-Blindöffnung zu positionieren.

Die Basis des Befestigungselementes weist einen Eintreibbolzen auf, welcher über der zwischen den beiden parallelen Fingern ausgebildeten Aussparung positioniert ist. Die Fläche der Basis, welche unmittelbar über der Aussparung zwischen den beiden parallelen Fingern vorgesehen ist und den Eintreibbolzen trägt, weist eine reduzierte Stärke auf. Zwei sich diagonal gegenüberliegende Ecken des Eintreibbolzens sehen einen mit Rillen versehenen Abschnitt vor, welcher den riefenartigen Abschnitten unmittelbar darunter auf den Fingern entspricht. Dieser dient zur ordnungsgemäßen Ausrichtung des Eintreibbolzens, wenn dieser zwischen den beiden Fingern eingeführt wird.

Zur Verwendung des Befestigungselementes wird der Schaft desselben in eine Gewinde-Blindöffnung eingesetzt und der Eintreibbolzen mittels plötzlicher Kraft, wie zum Beispiel durch einen Hammer, getroffen. Das Auftreffen des Befestigungselementes auf den Blindteil bzw. den Boden der Öffnung treibt den Keil zwischen die beiden Finger, wodurch diese auseinanderbewegt werden, so daß die gezahnten Segmente der Finger mit dem Gewinde der Öffnung in Eingriff kommen. Unmittelbar danach zerbricht die eine reduzierte Stärke aufweisende Fläche in der Basis, wodurch der Eintreibbolzen zwischen die beiden Finger getrieben werden kann und diese dabei weiter auseinander bewegt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen hervor, wobei

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht einer Seitenansicht, zum Teil in Phantomlinien, des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung über dem mit Gewinde versehenen Teil eines Fingers des Befestigungselementes darstellt;

Fig. 3 einen Seitenquerriß des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung entlang Abschnitt 3-3 von Fig. 2 zeigt, wobei beide Finger und die dazwischenliegende Aussparung dargestellt sind;

Fig. 4 eine Draufsicht einer Seitenansicht, zum Teil in Phantomlinien, des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei beide Finger und die dazwischenliegende Aussparung dargestellt sind;

Fig. 5 einen Querriß des Eintreibbolzens der vorliegenden Erfindung entlang Abschnitt 5-5 von Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 eine Draufsicht der Oberseite, zum Teil in Phantomlinien, des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 7 eine Draufsicht der Unterseite, zum Teil in Phantomlinien, des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 einen Querriß des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei der Keil während des Installationsvorganges zwischen den beiden Fingern eingesetzt wird;

Fig. 9 einen Querriß des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung in komplett installiertem Zustand zeigt, wobei der Keil und der Eintreibbolzen zwischen den beiden Fingern eingesetzt sind und die beiden Finger mit dem Gewinde einer Gewinde-Blindöffnung in Eingriff kommen.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles

Nachfolgend nun eine detaillierte Erläuterung der Zeichnungen, wobei gleiche Elemente stets mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Wie ersichtlich, zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselementes 10 der vorliegenden Erfindung, während Fig. 3 einen Querriß des Befestigungselementes der vorliegenden Erfindung darstellt.

Das Befestigungselement 10 wird typischerweise aus einem einzelnen, integralen Stück aus spritzgegossenem oder ähnlichem Kunststoff gefertigt.

Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt, weist das Befestigungselement 10 eine kreisrunde, scheibenähnliche Basis 12 auf. Der Mittelpunkt der Basis 12 sieht einen Abschnitt einer reduzierten bzw. im wesentlichen eliminierten Oberfläche 14 vor, über welcher der Eintreibbolzen 16 ausgebildet ist. Vor Installation des Befestigungselementes 10 ist der Eintreibbolzen 16 mit der Basis 12 mittels einer minimalen Brücke 18 integral. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist der Eintreibbolzen 16 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei auf zwei gegenüberliegenden Ecken Rillen 20, 22 ausgebildet sind. Die Rillen 20, 22 werden aus den vertikalen Wänden 24, 26 bzw. den nahezu horizontalen Wänden 28, 30 gebildet. Die nahezu horizontalen Wände 28, 30 fallen von der Horizontalen aus in einer Richtung um etwa zehn Grad ab, um die Rillen 20, 22 zu verbreitern.

Der Eintreibbolzen 16 weist ferner einen scheibenähnlichen Kopf 32 auf, welcher einen plötzlichen Schlag, wie zum Beispiel von einem Hammer, während des Installationsvorganges aufnimmt.

Wie in den Fig. 1 und 3 weiterhin dargestellt, weist das Befestigungselement 10 einen Schaft 34 auf, welcher durch zwei parallele Finger 36, 38 mit einer dazwischenliegenden Aussparung 39 gebildet wird. Die parallelen Finger 36, 38 erstrecken sich von den proximalen Enden 40, 42 aus, welche mit der Basis 12 bis zu den distalen Enden 44, 46, welche jeweils die die lateralen Seiten von Keil 52 greifenden Brücken 48, 50 aufweisen, integral sind.

Der Punkt 54 ist auf der Außenseite von Keil 52 vorgesehen, während die schräg verlaufenden Wände 56, 58 auf der Innenseite von Keil 52 angeordnet und auf die Aussparung 39 zwischen den Fingern 36, 38 ausgerichtet sind. Mit Hilfe des auf dem Keil 52 angeordneten Punktes 54 besteht die Möglichkeit, das Befestigungselement 10 zu zentrieren, wenn, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, die Gewinde- Blindöffnung 104 einen zentralen, konkaven Punkt am Blindende 106 aufweist. Durch die schräg verlaufenden Wände 56, 58 kann der Keil 52 bei Montage des Befestigungselementes 10 in die Aussparung 39 gerührt werden.

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, weisen die lateralen Außenseiten der Finger 36, 38 zum Teil jeweils Gewindeabschnitte bzw. Auszackungen 60, 62 auf. Wie aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich, sind diese teilweise mit Gewinde versehenen Abschnitte bzw. Auszackungen 60, 62 so konstruiert, daß sie mit dem Gewinde einer Gewinde-Blindöffnung 104 in Eingriff kommen. Eine Gewinde-Blindöffnung 104 verläuft von der planaren Oberfläche 102 auf Element 100.

Wie in den Fig. 8 und 9 weiter dargestellt, ist die Basis 12 so konstruiert, daß sie die Oberfläche 102 von Element 100, in welcher die Gewinde-Blindöffnung 104 ausgebildet ist, greift.

Wie in den Fig. 2, 4, 6 und 7 gezeigt, sehen die Finger 36, 38 an einem Mittelpunkt jeweils radial verlaufende Zentrierstege 64, 66 vor. Die radial verlaufenden Zentrierstege 64, 66 weisen jeweils gerundete, schräge, am Umfang verlaufende Wände 68, 70 auf. Die gerundeten, schrägen, am Umfang verlaufenden Wände 68, 70 der sich radial erstreckenden Zentrierstege 64, 66 greifen die Wände der Gewinde-Blindöffnung 104, um das Befestigungselement 10 während des Montagevorganges zu zentrieren.

Wie aus den Fig. 3, 4, 6 und 7 ersichtlich, weisen die Finger 36, 38 Riefen 72, 74 auf, welche jeweils unmittelbar unter den Aussparungen 22, 20 des Eintreibbolzens 16 gerade gerichtet sind. Dieses dient zur Ausrichtung des Eintreibbolzens 16 zwischen den Fingern 36, 38, wenn, wie in Fig. 9 dargestellt, der Eintreibbolzen 16 zwischen diesen eingesetzt wird.

Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, plaziert der Benutzer die Finger 36, 38 des Schaftes 34 des Befestigungselementes 10 in die in dem Element 100 ausgebildete Gewinde-Blindöffnung 104. Der Punkt 54 des Keiles 52 stößt an das Blindende 106 der Gewinde-Blindöffnung 104 an. Vor Einführen des Keiles 52 zwischen den Fingern 36, 38 verläuft die Basis 12 in einer geringfügigen Entfernung von der planaren Oberfläche 102. Der Benutzer schlägt mit Hilfe eines Hammers oder eines ähnlichen Werkzeuges auf den Kopf 32. Dieser plötzliche Schlag bewirkt, daß der an das Blindende 106 stoßende Keil 52 zwischen die Finger 36, 38 getrieben wird und die distalen Enden 44, 46 der Finger 36, 38 dadurch so auseinanderbewegt werden, daß, wie in Fig. 8 dargestellt, die teilweise mit Gewinde versehenen Abschnitte bzw. Auszackungen 60, 62 mit den Seiten der Gewinde-Blindöffnung 104 in Eingriff kommen. Zwar können die Brücken 48, 50 so konstruiert sein, daß diese während dieses Schlages brechen, jedoch sind diese vorzugsweise so ausgelegt, daß die integrale Konfiguration zwischen Keil 52 und Fingern 36, 38 aufrechterhalten wird. Durch diese bevorzugte Ausführung der Brücken 48, 50 kann der Keil 52 zwischen die distalen Enden 44, 46 der Finger 36, 38 getrieben werden, bevor der Eintreibbolzen 16 zwischen die proximalen Enden 40, 42 gelangt, wodurch eine bessere Zentrierung des Befestigungselementes 10 in der Gewinde-Blindöffnung 104 vorgesehen wird. Der Eintreibbolzen 16 löst sich sodann von der minimalen Brücke 18 der Basis 12 und wird, wie in Fig. 9 dargestellt, zwischen die proximalen Enden 40, 42 der Finger 36, 38 getrieben. Die Aussparungen 22, 20 des Eintreibbolzens 16 werden auf die Riefen 72, 74 der Finger 36, 38 ausgerichtet, wodurch eine Rotation des Eintreibbolzens 16 reduziert bzw. verhindert und eine genaue Montage sichergestellt wird.

Die Montage des Befestigungselementes 10 erfolgt dadurch mit einem Minimum an Zeit, Leistungsaufwand bzw. Spezialwerkzeugen.

Somit werden die diversen, zuvor erwähnten Aufgaben und Vorteile auf das Wirksamste erfüllt. Obgleich hier lediglich ein einziges bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung offenbart und erläutert wurde, versteht es sich von selbst, daß die vorliegende Erfindung dadurch in keiner Weise beschränkt ist und der Schutzumfang derselben durch die beigefügten Patentansprüche bestimmt wird.

Claims

1. Befestigungselement mit
einer Basis, welche eine erste und eine zweite Seite aufweist;
einem Schaft, welcher zumindest zwei parallele Finger mit einer dazwischen vorgesehenen Aussparung aufweist, wobei jeder Finger ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist und das proximale Ende der wenigstens zwei parallelen Finger jeweils an der ersten Seite der Basis angebracht ist;
einem Keil, welcher an den distalen Enden der wenigstens zwei parallelen Finger befestigt ist;
einem Eintreibbolzen, welcher an der zweiten Seite der Basis angebracht ist, wobei der Eintreibbolzen auf die Aussparung ausgerichtet ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, bei welchem der Keil in installiertem Zustand zwischen die distalen Ende der wenigstens zwei parallelen Finger und der Eintreibbolzen zwischen die proximalen Enden der wenigstens zwei parallelen Finger getrieben wird.

3. Befestigungselement nach Anspruch 2, bei welchem die wenigstens zwei parallelen Finger zumindest teilweise gezahnte Seiten aufweisen.

4. Befestigungselement nach Anspruch 3, bei welchem der Keil mit Hilfe von Brückenabschnitten verminderter Stärke an den distalen Ende der wenigstens zwei parallelen Finger angebracht ist.

5. Befestigungselement nach Anspruch 4, bei welchem ein Teil der Basis zwischen dem Eintreibbolzen und der Aussparung eine verminderte Stärke aufweist.

6. Befestigungselement nach Anspruch 5, bei welchem die Brückenabschnitte und der Teil der Basis so aufgebaut sind, daß bei einem plötzlichen Schlag auf den Eintreibbolzen der Keil die distalen Enden der wenigstens zwei parallelen Finger trennt, bevor der Eintreibbolzen die proximalen Enden der wenigstens zwei parallelen Finger separiert.

7. Befestigungselement nach Anspruch 6, bei welchem die wenigstens zwei parallelen Finger sich radial erstreckende Stabilisierungsstege aufweisen.

8. Befestigungselement nach Anspruch 7, bei welchem die Stabilisierungsstege schräg verlaufende, sich nach außen erstreckende Wände aufweisen.

9. Befestigungselement nach Anspruch 7, bei welchem der Eintreibbolzen zumindest eine Rille aufweist, welche auf zumindest eine Aussparung auf den wenigstens zwei parallelen Fingern ausgerichtet ist, und bei welchem in installiertem Zustand die minimal eine Rille mit der minimal einen Aussparung in Eingriff kommt.

10. Befestigungselement nach Anspruch 4, bei welchem der Keil schräg abfallende Wände aufweist, welche auf die wenigstens zwei parallelen Finger ausgerichtet sind.

11. Befestigungselement nach Anspruch 4, bei welchem der Keil einen Punkt aufweist, um ein Blindende einer Öffnung zu greifen.

12. Befestigungselement nach Anspruch 2, bei welchem die Basis planar ist und in installiertem Zustand auf eine planare Oberfläche ausgerichtet ist, in welcher eine Gewinde-Blindöffnung ausgebildet ist, wobei der Schaft in die Gewinde-Blindöffnung eingeführt wird.

13. Befestigungselement nach Anspruch 2, bei welchem der Eintreibbolzen einen Kopf aufweist, welcher einem plötzlichen Schlag ausgesetzt wird, um Eintreibbolzen und Keil in die Montageposition zu bringen.

14. Befestigungselement nach Anspruch 1, bei welchem dieses aus Kunststoff gebildet wird.

15. Befestigungselement nach Anspruch 1, bei welchem dieses aus warm geformtem Kunststoff gebildet wird.

16. Befestigungselement nach Anspruch 15, bei welchem dieses aus einem einzelnen, unitären Stück gebildet wird.