DE2804709A1

DE2804709A1 - Kunststoffbefestiger

Info

Publication number: DE2804709A1
Application number: DE19782804709
Authority: DE
Inventors: Richard Allen Koscik
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1977-02-14
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1978-08-17
Also published as: ES243085U; IT7820199A0; FR2380457A1; AU519163B2; JPS53100345A; NZ186460A; SE7800814L; GB1550803A; IT1093103B; SE423832B; JPS6059444B2; US4085651A; ES243085Y; CA1072379A; FR2380457B3; BR7800786A; AU3298078A

Description

Kunststoffbefestiger

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstückigen Kunststoffbefestiger, vorzugsweise in Form eines Kunststoffniets, bei dem der Hals gabelförmig ausgebildet ist und zwei oder mehr Halsabschnitte oder Zinken enthält, die in Längsrichtung verlaufende radiale Aussparungen aufweisen, allgemein in Form eines sekundären Schlitzes, der radial angeordnet ist und über einen Teil der Zinkenlänge mit einer verjüngten Bohrung in Verbindung steht, während eine andere Schlitzeinrichtung sich für den verbleibenden Teil der Zinkenlänge zum Außenumfang hin öffnet. Ein geeigneter Expander, d.h. ein Eintreibstift, weitet das freie Ende der Zinken- oder Halsabschnitte beim axialen Eintreiben auf, wobei eine starre zwangsläufige Verriegelungseinrichtung innerhalb der Bohrung vorgesehen ist, um den Eintreibstift gegenüber einer Axialbewegung nach dem Eintreiben zurückzuhalten.

809 8 3 3/0822

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen wirtschaftlichen, leicht herzustellenden, einstückigen Kunststoffbefestiger mit einem gabelförmig ausgebildeten Hals und entweder angeformter oder getrennt ausgebildeter, zwangsläufig verriegelter Aufweitevorrichtung zu schaffen.

Weitere Merkmale und Vorzüge gehen für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich aus der Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung nach Linie 1-1 der Fig. 2,

Fig. 2 eine Endansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung von unten,

Fig. 3 eine Ansicht teilweise im Schnitt nach dez' Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3,

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform in der endgültig aufgeweiteten und verriegelten Stellung, und

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Endansicht des in Fig. 6 in Einbaustellung gezeigten Niets von unten.

809833/0822 .../3

-χι 2804703

Es wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Ein Befestiger 20 in Ausführung der Lehren der Erfindung kann die Form eines Niets der in Fig. 1 gezeigten Art annehmen. Ein solcher Niet 20 enthält einen Kopf 22, einen Hals 2k und eine Aufweiteeinrichtung 26, die in der offenbarten Ausführungsform die Form eines zylindrischen Eintreibstiftes annimmt. Fachleute auf diesem Gebiet werden einsehen, daß ein solcher Eintreibstift lose oder einstückig befestigt sein kann, beispielsweise durch den zerbrechlichen Abschnitt 54.

Der Kopf 22 wird als ein kreisförmiger flacher Kopf gezeigt, es werden jedoch auch andere abweichende Formen, wie beispielsweise konische Kopfformen und Köpfe mit Befestigungsmitteln für sekundäre Gegenstände wie Drahtclips, Formclips zur Befestigung an dem grundlegenden Kopf 22 oder als Austausch für diesen in Betracht gezogen.

Der Hals Zh enthält in der dargestellten Ausführungsform eine axial verlaufende Gabelung 28 in Querrichtung, die sich allgemein von dem Kopf zum freien Ende des Halses erstreckt. In der vorliegenden Ausführungsform werden hierdurch zwei Halsabschnitte oder Zinken 30 gebildet, die im wesentlichen spiegelbildlich zueinander und durch den Schlitz oder die Gabelung 28 getrennt sind. Es ist ersichtlich, daß, während die offenbarte Ausführungsform zwei Zinken zeigt, für größere Niete eine größere Anzahl von Zinken benutzt werden könnte. Eine Bohrung 32 erstreckt sich quer

809833/0822

- K-

über den gesamten Hals 2k und den Kopf 22, die einen zylindrischen Abschnitt 3k im Bereiche des KopfabSchnitts aufweist, der diesen überquert, sowie eine verjüngte Form 36 innerhalb des Halsabechnitts. Die verjüngte Bohrungsoberfläche 36 kann einen gleichmäßigen Krümmungsradius von veränderlicher Tiefe relativ zu der Befestigerachse oder eine kegelstumpfförmige Oberflächenform aufweisen· Jede Zinke 30 enthält ferner eine axial angeordnete radiale Aussparung, welche in der vorliegenden Ausführungsform einen radial angeordneten Schlitz 38 mit allgemein parallelen Seitenwänden und in Verbindung mit der Bohrung Jk beinhaltet. Die Schlitzeinrichtung erstreckt sich durch den Kopf 22 hindurch und in die Zinken 30 bis leicht unter die Unterseite des Kopfes 22 hinein, wo sie sich dann nach innen in Richtung auf die Achse des Befestigers zu verjüngt, um den verjüngten Schlitzabschnitt 6O zu bilden. Es ist zu beachten, daß die verjüngte Bohrung 36 in diesem Beispiel eine Schrägung relativ zu der Achse von etwa 6 hat, während der verjüngte Abschnitt 6O des Schlitzes 38 eine Schrägung relativ zu der Achse von etwa 10° hat. Eine Ausnehmung oder Öffnung 62 steht mit dem verjüngten Schlitz 60 allgemein lotrecht zur Achse des Befestigers in Verbindung und kann sich zwischen der Gabelung 28 und der Außenumfangsfläche der Befestigerzinke 30 erstrecken. Ein Paar im wesentlichen starrer Ansätze 6k erstreckt sich seitwärts von der Aufweiteeinrichtung oder dem Eintreibstift 26 fort. Die Ansätze sind allgemein rechteckig im Querschnitt und in Breite und Länge komplementär zu dem Schlitz 38 und in ihrer Breite ebenso komplementär zu dem verjüngten Abschnitt 6ö, was den im folgenden zu erläuternden Zwecken dient.

Die Außenseite der vorliegenden AuefÜhrungsform enthält außerdem

809833/0822

einen sekundären Schlitz 70» der von seinem Anfangspunkt 72 aus fortschreitend in radialer Tiefe zunimmt und sich von dort über die gesamte Ausdehnung Jedes Zinkenabschnitts 30 erstreckt. Auf diese Weise ist jede Zinke mit einer verminderten Dicke versehen, welche einen Krümmungs- oder Scharnierabschnitt 51 bildet, um den sich die Zinke 30 auf dem Umfang ausdehnen kann.

In jeder der Zinken 30 sind mehrere mit Abstand angeordnete Kanten kO vorgesehen, die auf einer imaginären Oberfläche liegen, welche durch die Überschneidung der verjüngten Bohrung 36 und der Schlitze 38 und 60 begrenzt wird. Diese Kanten kO werden von dem Eintreibstift 26 bei seiner axialen Bewegung durch die Bohrung hindurch berührt. ¥ie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, kann der Hals 2k eine allgemein ovale Form haben, wobei der Schlitz oder die Gabelung 28 mit der kleineren Achse des Ovals zusammenfällt, während die Mittellinien der Schlitze 38, 60 und 70 in eine Ebene im wesentlichen lotrecht zu der anderen Ebene fallen und auf der größeren Achse des Ovals liegen, und wobei die größere Abmessung des Halses gleich oder etwas kleiner ist als dia Öffnung, mit der zusammen er verwendet werden soll.

¥enn der Niet teleskopartig in das Paar Paneele kk und 46 mit dort hindurchführenden koaxialen Öffnungen 48 eingesetzt wird, dann wird der Kopf 22 dazu gebracht, gegen die Platte 46 zu drücken, wobei der Hals 24 über die Platte 44 hinweg nach außen vorsteht. Wenn auf den Stift 26 in Richtung des Pfeiles "A" eine axiale Kraft ausgeübt wird, wie in Fig. 3 gezeigt, dann schert eine Axialbewegung des Aufweitemittels in Form des Eintreibstiftes 26 den zerbrechlichen Abschnitt $k ab und bewegt die Ansätze 6k in

809833/0822

2804703

den Schlitz 38 hinein, välirend das Aurweitemittel 2ό sich in den zylindrischen Abschnitt 3k der Bohrung hineinbewegt. Es ist ersichtlich, daß der verjüngte Abschnitt 36 der Bohrung· in axialer Richtung näher an dem Kopf 22 beginnt als der abgeschrägte Abschnitt 6O des Schlitzes 38. Der Unterschied in der Winkellage dieser beiden Verbundflachen ist bereits beschrieben worden. Somit ist der verjüngte Abschnitt 6O des Schlitzes von dem Beginn der verjüngten Bohrung 36 axial etwa um die axiale Abmessung der Ansätze 6k auf Abstand gehalten und gestattet dadurch dem Aufweitemittel 26, die Aufweitung radial zu den Zinken 30 zu beginnen und die Gabelung zu öffnen, wobei die Ansätze Zk den verjüngten Abschnitt des Schlitzes berühren und bei der Aufweitung der Zinken 30 unterstützend mitwirken. Die Ansätze 6k bewegen sich dann über den parallelen koaxialen Abschnitt 6*1 in dem Schlitz fortschreitend in dem verjüngten Schlitz 6O nach unten, bis sie die Ausnehmungen oder Öffnungen 62 erreichen, von wo sie durch das Zurückspringen der Zinken 30 gefangen und an einer weiteren Axialbewegung gehindert werden. Die Ausnehmungen oder Öffnungen 62 werden in dieser Ausführungsform als die Gesamtdicke der Zinken 30 überquerend gezeigt. Es ist erkenntlich, daß sie in einer Blindbohrung bestehen können, die von dem Schlitz 6O ausgeht und zum Außenumfang hin geschlossen ist} jedoch sollte jede Ausnehmung oder Öffnung 62 eine abrupte Schulter zur Zusammenwirkung mit den Ansätzen 6k bieten, um ein axiales Herausdrücken des Stiftes 26 zu verhindern.

Während die Zinken 30 radial nach außen bewegt werden, kann der Schlitz 38 mit seinem verjüngten Abschnitt 60 geöffnet oder aufgeweitet und der Schlitz 70 in seiner Breite vermindert oder geschlossen werden, so daß die Seitenabschnitte 50 jeder Zinko 30

8 09 833/0822

auf dem Umfang oder seitwärts nach außen bewegt werden, um zusätzlich das Paneel zu überlagern. Venn dies eintritt, wird die Form des Halses 24 von einer anfänglich ovalen Gefctalt in eine annähernd kreisförmige Gestalt hinter der Rückseite des .-Paneels 44 umgewandelt, wobei Teile der Zinken im Bereiche des Schlitzes' 28 .die Kante der Paneelöffnung innig erfassen, wie beispie.TiSwe±se*ara Punkt 52*

Es ist zu beachten, daß die Aufweiteeinrichtung 26 getrennt oder wahlweise einstückig mit dem Befestiger "von feiner axialen Kraft, wie durch den Pfeil A in Fig. 3 angedeutet, hergestellt werden kann.

Die Winkellage sowie die Unterschiede der verJÜng-fen Abschnitte der Bohrung und die radialen Aussparungen sind relativ zu der diametralen Ausdehnung de3 Eintreibstiftes und der Ansätze koordiniert, um ein Zurückhalten der radialen und Umfangsaufweitung der Zinken sicherzustellen, wenn sie beim Eintritt der Ansätze in die Teile zurückspringen.

Gemäß den Lehren des US-Patents von Eapata Nr. 3,385,157 kann der Hals mit zusätzlichen Schlitzeinrichtungen 80 versehen worden, welche eine Verwendung des Befestigers bei mehreren verschiedenen Paneeldickentoleranzen gestattet. Zusätzlich zu der radialen Aufweitung der Zinken 30 werden die Stege 82 zwischen den Schlitzen und 80 zusammengedrückt, um sekundäre Schultereinrichtungen für Haltezwecke zu bilden.

Die bei der vorliegenden Ausführungsform ins Auge gefaßten Vorrichtungen können durch die herkömmlichen Spritzgußverfahren hergestellt werden, und es wird wegen der Konstruktion des Niets in Betracht Gezogen, daß der Niet für die gezeigte Ausführungsform auf einer

809833/0822

•"^/8 %opy

28Ü4709

Reihenform wirtschaftlich hergestellt werden könnte« Für Fachleute auf diesem Gebiet werden weitere Ausführungsformen zur Anwendung der Lehren der Erfindung auf der Hand liegen.

809833/0822

Claims

^{u c}

ί1.) Kunststoffbefestiger, gekennzeichnet durch einen Kopf und einen angeformten, gabelförmig ausgebildeten Hals, der wenigstens zwei Halsabschnibte bildet, eine axiale Bohrung, welche den Kopf überquert und sich ganz durch den Hals hindurcherstreckt, wobei diese Bohrung im Bereiche des Kopfes im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und geeignet ist, ein konipleinentär ausgebildetes, axial bewegliches Eintreibmittel aufzunehmen, und wobei diese Bohrung ferner innei-halb das Halses verjüngt und durch schräg verlaufende, einander zugewendete Oberflächen auf den Halsabschnitten begrenzt ist und der größere Durchmesser der verjüngten Bohrung an der zylindrischen Bohrung im Bereiche des Kopfes endet, wobei jeder Kalsabsclmitb eine axial angeordnete radiale Aussparung aufweist, die sich in wesentlichen über die gesamte axiale Ausdehnung jedes der Halsabschnifcbe hinwegerstreckt und auf jedem Halsabsclmitt einen axial gelegenen Schlitz aufweist, der sich von der Gabe Lung bei vex·jungten Tiefen über einen erheblichen Teil der axialen Ausdehnung jedes Halsabschnitts radial nach außen und von der Außenumfangsflache jedes Halsabschnibbs radial nach innen erstreckt, um zwischen den beiden verjüngten Schlitzen einen dünnwandigen Buckelabschnitt zu bilden, der zwoi im wesentlichen gleiche Abüchnibbe jedes Halsabsclmibts verbindet, wodurch die Axialbewegung des Bintreibmitbels den durch dia verjüngte Bohrung gebildeten abnehmenden Durchmesser fortschreitend erfaßt und die gleichen Abschnitte jodos HaLsab-

Öua«33/0822 .../«o

AS

schnittes veranlaßt, sich, tun den. Bücke !abschnitt zu verschwenken und dadurch die Halsabschnitte radial und auf dem Umfang aufzuweiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, daß die Eiiiireibeinrichfcung ein Einfcreibstift ist, der wenigstens einen sich seitwärts erstreckenden Ansatz enthält, der von ihm radial nach außen vorsteht und zur Ausführung einer Axialbewiigung innerhalb eines der Halsabschnittsschlitze in Verbindung- mit der Bohrung· aufgenommen werdon kann, wobei Ausnehmungen, mit diesem einen Schlitz im Bereiche des freien. Endes der, Halses, jedoch mit Abstand von ihm in Verbindung stehen und diese Ausnehmungen in der Lage sind, wenigstens einen Ausatz in positivem Ve rx\L ο ge lung seingriff aufzunehmen, wenn der Stift axial in die Bohrung hineingetrieben wird, um die HaLsabscImiktu aufzuwei ten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekonrizeiclms t, daß der Schlitz über den Kopf und einen benachbarten TeiL des Halses eine gleichmäßige radiale Tiefe aufweist und von dort von der gleichmäßigen radialen Tiefe aus bis zu einem Punkt im Bereiche des gegenüberliegenden freien Endes des Halses radlriL nach innen verjüngt ist, wobei die Ausnehmung mit dem verjüngten Teil des Schlitzes in Verbindung steht,

h, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung auch iiit dar Auüeiiumfaiigsfläche des Ilaldüs Ln Verbindung utnhb.

SAD ORiGw/w' 8 0 9 8 3 3/0822

I **

2804708

5» Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei der Ansätze in entgegengesetzten Richtungen von dem Eintreibstift nach außen erstrecken,

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintreibeinrichtung ein Stift ist, der einstückig mit einem zerbrechlichen Abschnitt ausgebildet und durch ihn mit dem Kopf des Befestigers verbunden ist.

7. Vorri.ch.tung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Halses im wesentlichen oval ist und die größere Abmessung des Halses in einer Ebene auf der Mittellinie der Aussparung der beiden Halsabschnitte und der Achse des Befestigers liegt, während die kleinere Abmessung in eine Ebene fällt, die normal dazu liegt und durch die Achse.hindurchgeht, wodurch bei Verwendung des ovalen Niets mit einer runden Öffnung das Eintreiben der axial beweglichen Einrichtung zu einer Aufweitung der Aussparung und zu einem im wesentlichen vollständigen Singriff mit der kreisförmigen Tfand der Öffnung führt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz in jedem Abschnitt des Halses in Verbindung mit dex> Bohrung in einen verjüngten Rand einmündet, der von der Eintreibeinrichtung erfaßt werden kann, wobei die Verjüngung und die Zusammendrückbarkeit der Kante mit Bezug auf den volumetrischen Raum zwischen der kleineren Abmessung des Halses und der kreisförmigen Öffnung, welcher er zugeordnet ist, gesteuert wird, um dadurch die Eintreibkraft des Aufweitemüfcels

809833/0822

.../12

beim Eintreiben zu regulieren und dadurch zu einer Zusammenwirkung der Ecken jedes HalsabSchnitts im Bereiche der Gabelung relativ zu der Öffnungswand zu führen.

9» Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe jedes Schlitzes in den entsprechenden Halsabschnitten vorgegeben ist, um ein gesteuertes seitliches Durchbiegen jedes Halsabschnitts beim Eintreiben des Stiftes zu gestatten.

10. Vorrichtung nach. Anspruch. 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Ansätze sich um eine vorgegebene diametrale Entfernung in entgegengesetzten Richtungen von dem Eintreibstift nach außen erstrecken, wobei die diametrale Ausdehnung des verjüngten Abschnitts der Schlitze an dem Punkt, wo die Ausnehmungen mit den Schlitzen in Verbindung stehen, geringer ist als die vorgegebene diametrale Ausdehnung und dadurch eine zwangsläufige Schultereinrichtung zum Verriegelungseingriff mit den Ansätzen bildet, wenn diese nach dem axialen Eintreiben des Stiftes in die Bohrung in die Ausnehmungen fallen.

809833/0822