DE2153062B2

DE2153062B2 - Einstueckiges befestigungselement aus kunststoff

Info

Publication number: DE2153062B2
Application number: DE19712153062
Authority: DE
Inventors: John Patrick Taplow Buckinghamshire Palmer (Grossbritannien)
Original assignee: ITW Ltd, Cippenham, Slough, Berkshire (Großbritannien)
Priority date: 1970-10-26
Filing date: 1971-10-25
Publication date: 1977-12-08
Also published as: DE2153062C3; DE2153062A1; JPS558161B1; GB1357738A; FR2113202A5

Description

nähert.

2. Befestigungselement nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der konkaven Fläche (26), der vom Kopf entfernt liegt, im wesentlichen im rechten Winkel zur Schaftachse liegt.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Fläche (26) eine teilzylindrische Fläche ist.

4. Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Fläche durch zwei sich schneidende teilzylindrische Flächen (26, 28) gebildet ist.

5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei an sich bekannte identische Flügel (16, 18), die sich in radial entgegengesetzte Richtungen von dem Schaft wegerstrecken.

6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise an einer seitlichen Bewegung in einem Befestigungsloch (10) durch eine vergrößerte Partie (34, 35) des Schaftes gehindert ist. die an gegenüberliegenden Seiten des Lochs (10) angreift, wenn die konkave Fläche (26, 28) an den Rändern des Lochs (10) anliegt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein einstückiges Befestigungselement aus Kunststoff mit einem Kopf, einem Schaft und mindestens einem Flügel, der an dem Ende mit dem Schaft verbunden ist, das vom Kopf entfernt liegt, und der von dem Schaft schräg in Richtung auf den Kopf vorsteht und in einer Schulter endet, wobei an der Schulter ein quer verlaufender Absatz vorgesehen ist.

Bei einem bekannten Befestigungselement ist der Flügel an dem freien Ende in Richtung Schaftachse abgeknickt, so daß eine schräg zur Schaftachse verlaufende Außenfläche des Flügels mit dem Rand eines Befestigungsloches in Eingriff treten kann (DT-OS 1400210). Der Knick ist als Soll-Biegestelle ausgebildet und bewirkt ein leichteres Verschwenken des freien Endes des Flügels in Richtung Schaft beim Einführen in das Befestigungsioch und beim Auftreten von Ausziehkräften. Da der abgeknickte Teil des Flügels eine Art Rampe für den Rand des Befestigungsloches bildet, ist der Widerstand gegenüber Ausziehkräften bei dem bekannten Befestigungselement

verhältnismäßig gering.

Es ist ferner ein Befestigungselement bekanntgeworden bei dem schräg in Richtung Kopf vorstehende Flügel eine Schulter mit einem quer verlaufenden AbsatJAufweisen, der in Eingriff tritt mit dem Rand eines Befestigungsloches (FR-PS 2014097). Die Schulter sichert das Befestigungselement sowohl gegen axiale als auch radiale Bewegung. Es treten jedoch Probleme auf wenn die normalerweise in Massenproduktion hergestellten Befestigungselemente sehr klein sind und in entsprechend kleine Löcher eingesetzt werden, deren Abmessungen stark tolerieren können. Bei zu eroBen Löchern besteht dann Gefahr, daß nur sehr kleinen Auszugskräften ein Widerstand entgegengesetzt werden kann. ^₁,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß einerseits eine gute Anpassung an Fertigungstoleranzen möglich ist und andererseits unabhängig von Fertigungstoleranzen eine große Festhaltekraft erzielt wird

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst daß der Absatz an der Schulter als konkave Fläche ausgebildet ist, die sich von der Schulter in Richtung Huf den Kopf erstreckt und in ihrem Verlauf in den sich fortschreitend vom Kopf entfernenden Bereichen einem rechten Winkel zur Schaftachse nähert. Auf Grund der Ausformung des Absatzes an der Schulter und des Verlaufs der konkaven Fläche wird sowohl eine Anpassung an Befestigungsfeder mit unterschiedlichem Durchmesser als auch an unterschiedliche Werkstückdicken erzielt, wobei gleichwohl in allen Fällen eine außerordentlich hohe Festhaltekraft erreicht wird. Die Festhaltekraft ist darauf zurückzuführen, daß bei einer axialen Zugkraftbelastung die konkaven Flächen entlang des Lochrandes gleiten, wobei der Winkel zwischen Fläche und Lochrand sich stetig vergrößert, bis nahezu eiiT-- satte Anlage des äußeren Flächenbereichs an der , zugekehrten Seite des Werkstücks erzielt wird. Dadurch werden außerordentlich hohe Auszugskräfte nötig, um das Befestigungselement aus seinem Sitz zu entfernen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung weiden nach- ·, folgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben.

Fig 1 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungselements vor dem Einsetzen in eine gelochte Platte;

Fig 2a, b, c und d zeigen axiale Schnitte durch ei-„ nen Teil des Befestigungselements in einer Werkstückplatte, die sich hinsichtlich Lochgröße und Dicke, unterscheiden;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Befestigungselement nach Fig. 1 entlang der Linie IH-III;

Fig. 4 zeigt perspektivisch einenTeil einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements.

Das in Fig. 1 bis 3 gezeigte Befestigungselement wird in ein rundes Loch 10 in einer Platte 11 einge-,o setzt, indem ein vorderes Ende 12 eines Schafts in das Loch eingeführt wird.

Ein Druck nach unten auf das Befestigungselement bewirkt, daß die Ränder des Loches zwei Flügel und 18 radial nach innen drücken. Die Flügel sind symmetrisch und einstückig mit gegenüberliegenden Seiten des vorderen Endes des Schaftes 14 verbunden; sie stehen schräg nach außen und in Richtung auf einen Kopf 20 des Befestigungselementes vor. Die Be-

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zeichnung »schräg» bedeutet einen Winkel relativ zur Schaftachse, jedoch nicht rechtwinklig oder parallel dazu. Die Flüge! werden progressiv weiter nach innen gedruckt, wenn das Befestigungselement eingeführt wird, bis radial außen sitzende Schultern 2¹ und 23 der Flügel an den Seiten des Loches herabgleiten. Die Flügel federn wieder nccn außen, wenn die Schultern die unteren Ränder 22 und 24 des Lochs passieren, während vier konkave Flächen 26, 28, 30 und 32 an den freien Enden der Flügel über die Ränder 22 und 24 gleiten. Die Unterseite des Kopfes 20 liegt dann un der Platte 11. Das Befestigungselement muß so dimensioniert sein, daß die Unterseite 33 des Kopfes 20 an der Platte anliegt, ehe die entfernt liegenden Stirnflächen 25 und 27 der Flügel durch das Loch gehen können, und außerdem muß eine solche Bemessung vorgesehen sein, daß die Flügel auf Grund der Eigenfederung gegenüber der Schaftachse radial nach außen gespannt werden, um einen Eingriff der Ränder 22 und 24 des Loches mit den Flächen 26, 28. 30 und 32 zu bewirken. Indem für eine erhebliche axiale Erstreckung der Flächen 26, 28, 32 und 32 gesorgt wird und diese sich schräg in Richtung auf den Kopf 20 und den Schaft 14 erstrecken, kann das Befestigungselement für unterschiedliche Plattendicken und Durchmesser eingesetzt werden. Zur Demonstration dieses Sachverhaltes zeigen die vier Ansichten in Fig. 2 dasselbe Befestigungselement in vier verschiedenen Einbaulagen:

a) zeigt ein kleines Loch in dünnem Material.

b) ein großes Loch in dünnem Material,

c) ein kleines Loch in dickem Material und

d) ein großes Loch in dickem Material.
Erfindungsgemäß sind die Flächen 26, 28, 30 und

32 konkav. Wegen der konkaven Ausbildung kann das Befestigungselement einer größeren axialen Belastung, welche das Befestigungselement nach außen zu ziehen sucht, widerstehen. In dieser bevorzugten Anordnung wird die konkave Ausbildung durch eine teilzylindrische Fläche hervorgerufen, deren Achse quer zum Flügel liegt. Die konkave Fläche erstreckt sich kontinuierlich in axialer Richtung des Schaftes, ist also durch Ecken oder Vorsprunge nicht unterbrochen.

Das dargestellte Befestigungselement hat zwei zueinander schräggestellte, teilzylindrische Anlageflächen am jeweiligen Flügel, wie das am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die beiden Flächen am jeweiligen Flügel liegen Ende an Ende und schneiden sich in der Mitte des Flügels, um damit drei Kontaktpunkte pro Flügel mit dem Rand eines runden Lochs zu bilden, das das Befestigungselement aufnimmt, wobei die Punkte an den entfernt liegenden Enden der Flächen und an deren Schnittlinie liegen. Wenn das Befestigungselement im Loch sitzt und seine Anlageflüchen an den Rändern 22 und 24 anliegen, wird das Befestigungselement daran gehindert, sieh in der Ebene der Platte 11 zu bewegen, und zwar durch eine kreuzförmige Vergrößerung des Schaftes, die gebildet ist durch eine Rippe 35 und eine Verdickung 34 des Schaftes 14. Die Kreuzfwrm kann Scherkräften widerstehen und ist vorzugsweise im wesentlichen in der gleichen Große wie das Loch 10 vorgesehen.

Die erhöhte Festigkeil des Befestigungselementes im Widerstand gegen axiale Auszugskräfte ist darauf zurückzuführen, daß die Ränder 22 und 24 über die gekrümmten Flachen gleiten können, wenn am Befestigungselement gezogen wird. Der Winkel der konkaven Fläche zur Schaftachse nimmt progressiv zu. so daß dann, wenn die Ränder 22,24 sich nicht eingraben, die Unterseite der Platte schließlich an die Flächenabschnitte stößt, die sich an die Schultern 21 und 23 anschließen. Da diese Anschlagflächen im wesentlichen senkrecht zur Schaftachse liegen, ist die Belastung der Flüge! eine reine Druckkraft: da sie kurz und dick sind, können sie der Ausziehkraft widerstehen.

Als Alternative zur teilzylindrischen Form der Flachen kann die konkave Ausbildung beispielsweise durch eine oder mehrere ebene und sich schneidende Flächen gebildet sein, die eine winkelförmige Ausnehmung bilden. Die eine Fläche, die sich an die Schulter anschließt. liegt vorzugsweise im rechten Winkel zur Schaftachse, und die andere oder die anderen Flächen erstrecken sich schräg in Richtung auf den Kopf 20 und den Schaft 14.

In Fig. 4 ist ein Befestigungselement gezeigt, das mil einer geraden Seite eines rechteckigen Loches Hin zusammenwirkt. Gleiche Elemente haben die gleichen Bezugszahlcn wie in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, an die der Buchstabe »α« angefügt ist

Bei dem Befestigungselement handelt es sich um ein kleines Bauteil, das einstückig an einem wesentlich größeren Formling angeformt ist. Es besteht aus einem Flügel 1.6«. der sich nach hinten und nach außen von dem Ende eines Schaftes 14« wegerstreckt, wobei am Übergang ein vorderes Ende 12« gebildet ist. Das freie Ende des Flügels 16« hat eine konkav gekrümmte Fläche 26«. Das Befestigungselement wirkt mit einer Kante 22« des Loches 10« in genau der gleichen Weise zusammen, wie schon beschrieben wurde.

Beim Zusammenwirken mit einem geradseitigen Loch kann jeder Flügel nur eine zylindrische Anlagefläche haben, die in einem Linienkontakt mit der Kante des Loches liegt.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Befestigungselement liegt die konkave Fläche parallel zur Fläche des Flügels 16«, während bei dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die Flächen unter einem kleinen Winkel zur Fläche des Flügels liegen. Die Flächen können unter jedem beliebigen Winkel bis zu 90 relativ zur Flügelfläche liegen. Wichtig ist. daß der Teil der Fläche, der vom Kopf entfernt liegt, rechtwinklig zum Schaft 14 liegt unter dem Rand des Lochs, und an dem Rand des Lochs mit einer oder mehreren schrägen Rändern anliegt, die in Richtung vom Kopf fort divergieren.

Die gezeigten Befestigungselemente können in einer einzigen geteilten Form geformt werden, wie an sich bekannt. Die konkaven Anlageflächen können dadurch geformt werden, daß kleine teüzylindrische Einsätze in die Enden der Formhohlräume eingesetzt werden, die die Flügel formen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einstückiges Befestigungsck '. aus Kunststoff mit einem Kopf, einem Scha und mindestens einem Flügel, der an dem Ende mit dem Schaft verbunden ist, das vom Kopf entfernt liegt, und der von dem Schaft schräg in Richtung auf den Kopf vorsteht und in einer Schulter endet, wobei an der Schulter ein quer verlaufender Absatz ' vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz an der Schulter als konkave Fläche (26) ausgebildet ist, die sich von der Schulter in Richtung auf den Kopf erstreckt und in ihrem Verlauf in den sich fortschreitend vom Kopf entfernenden Bereichen einem rechten Winkel zur Schaftachse