DE3143855A1 - "selbstschneidender metalleinsatz mit durchbiegbaren rippen" - Google Patents

Description

Die Erfindung fällt in die Kategorie der eingetriebenen oder mit Schraubgewinde versehenen Befestiger und richtet sich insbesondere auf Befestiger, die als Einsätze bekannt sind. Diese haben im allgemeinen die Form zylindrischer Körper, die auf der Außenseite mit ununterbrochenen oder unterbrochenen Gewinden oder Rippen versehen sind. Beim Eintreiben in eine Ausnehmung eines lagernden Gegenstandes (beispielsweise ein Kunststoffgehäuse einer elektrischen Vorrichtung) bilden sie ein Mittel zur Befestigung von Zusätzen oder anderen Gegenständen an dem Gehäuse. Zu diesem Zweck sind Einsätze dieser Art mit einer Gewindebohrung versehen oder können wahlweise mit einem axialen Stehbolzen ausgestattet sein.

Es sind zahlreiche Einsätze der oben beschriebenen Art mit besonders geformten Außenseiten versehen worden, um ihre Greifwirkung beim Hineintreiben in die Ausnehmung des lagernden Gegenstandes zu verbessern. Beispielsweise zeigt das Patent K 003 287 eine Rillenbildung, die in der Lage ist, das durch die Gewindegäiige des Einsatzes aus der Aus nehmung s wand verdrängte Material aufzunehmen und sich mit ihm zu verriegeln.

Während ein Einsatz gemäß der Offenbarung in dem Patent k 003 287 für seinen beabsichtigten Zweck wirksam ist, ist es dennoch wünschenswert, verbesserte Einrichtungen vorzusehen, tun im höchsten Maßes sicherzustollen, daß der in die Workstückausnehmung eingetriebene Einsatz in festem Eingriff darin ver-

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bleibt und nicht darin rotiert oder während seiner Verwendung als Befestigungselement sich aus der Ausnehmung herausdreht.

Es ist .auch wünschenswert, die erforderlichen Eigenschaften des Einsatzes in höchstem Maße sicherzustellen, ungeachtet der Art des Materials des Werkstücks. Daher ist bei bestimmten bekannten Vorrichtungen die Beschaffenheit des ¥erkstückniaterials für die Haltefunktion wichtig in dem Sinne, daß in einigen Materialien ein bestimmter bekannter Befestiger nicht mit voller Wirksamkeit seine Funktion erfüllt. Es ist daher wünschenswert, daß ein Einsatz so ausgelegt werden soll, daß er seine Verriegelungsfunktion in jedem beliebigen einer großen Vielfalt thermoplastischer oder duroplastischer Erzeugnisse erfüllt. Derartige Erzeugnisse können, wie in der Technik hinreichend, bekannt, hinsichtlich ihrer besonderen Zusammensetzung je nach den Bestandteilen und den von verschiedenen Herstellern dieser Erzeugnisse verwendeten Verfahren erheblich voneinander abweichen.

Kurz zusammengefaßt, hat die Erfindung die erwünschten Merkmale, die in den oben erwähnten bekannten Vorrichtungen als fehlend angezeigt sind. Zu diesem Zweck enthält die Erfindung einen Einsatz vom selbstschneidenden Typ, welcher einen zylindrischen Körper zum Eingriff in einer Ausnehmung eines Gegenstandes oder Werkstücks aufweist und entweder mit Außen- oder Innengewiiideeinrichtungen zur passenden Zusammenwirkung mit einem an dem Gegenstand zu befestigenden komplementären Befestigerelement

versehen ist. Insoweit folgt die Erfindung denjenigen des Standes der Technik. Die vorliegende Erfindung verkörpert jedoch eine Anzahl radialer Rippen, welche in der dargestellten Ausführungsform sich mit Vertiefungen abwechseln, wobei jede Rippe eine flache Schulter aufweist, die im wesentlichen normal zur Achse des Körpers liegt.. Die Schulter überschneidet sich mit einer winkligen Außenseite der Rippe auf Linien entlang, die in der Fox^m wirksam sind, daß sie in dem Überschneidungsbereich eine zugeschärfte Kante bilden. Die zugeschärfte Kante ist durchbiegbar bis in eine geneigte Lage hinein, wenn der Körper in die Ausnehmung des lagernden Gegenstandes hineingedrückt wird. In dieser Lage nimmt die zugeschärfte Kante die Form eines Hakens an, der bißartig in die Wand der Ausnehmung eindringt, um einem Herausziehen des Körpers aus der Ausnehmung heraus sowie einer Drehbewegung darin Widerstand entgegenzusetzen.

Während die Erfindung in den Ansprüchen im einzelnen aufgezeigt und deutlich beansprucht 1st, wird doch hier eine bevorzugte Ausführungsform in der folgenden ausführlichen Beschreibung niedergelegt, die am besten in Verbindung mit einem Studium der beigefügten Zeichnungen verständlich wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine teil%ieise in Längsrichtung geschnittene Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Einsatzes,

Fig. 2 eine Draufsicht von unten,

Fig. 3 eine Draufsicht von oben,

Fig. h eine stark vergrößerte Teildarstellung im Längsschnitt, welche die Gestaltung der Rippen in ihrer normalen Erscheinung vor dem Eintreiben des Einsatzes in die Ausnehmung eines lagernden Gegenstandes zeigt,

Fig. 5 eine noch weiter vergrößerte Teildarstellung im Schnitt, in welcher die Rippen in voll ausgezogenen Linien in ihrer normalen Lage und in strichpunktierten Linien in ihrer zu einer Hakenform durchgebogenen Gestalt gezeigt werden,

Fig. 6 eine vergrößerte Seitenansicht des Einsatzes in seiner Anfangsstufe des Eintritts in die Ausnehmung eines lagernden Gegenstandes, welcher teilweise und im Schnitt gozcigt isb, und

Fxgn. 7> 8 und 9 zeigen ähnliche Darstellungen, in welchen der Einsatz in einem Längsschnitt gezeigt wird, wie er während seiner Bewegung von seiner in Fig. 6 gezeigten Stellung in eine voll eingesetzte Stellung entsprechend der Darstellung in

Fig. 9 erscheint.

Fig. 1 zeigt eine typische Ausführungsform dor vorliegenden Ex"findung, die tillgemein mit 10 bezeichnet 1st. Dor gozolgüo Elmuitü

ist aus metallischem Material und enthält einen zylindrischen Körper 12, welcher in dem dargestellten Beispiel eine axiale Gewindebohrung 1 4 aufweist, die eine Befestigungseinrichtung nach Art eines Innengewindes begrenzt. Es ist selbstverständlich, daß dieser Einsatz wahlweise auch mit einem vorstehenden Stehbolzen anstatt mit der dargestellten Bohrung ausgestattet sein könnte; dies wird für genügend klar auf der Hand liegend gehalten, so daß keine besondere Erläuterung erforderlich ist.

Die Mittelbohrung oder wahlweise ein vorstehender Stehbolzenkörper beinhaltet nicht die vorliegende Erfindung. Vielmehr liegt die Erfindung in der besonderen äußeren Gestaltung des-'selben. So ist der Körper abgesehen von einer vorderen oder Pilotspitze 16 über seine gesamte Länge mit radial nach außen vorstellenden Rippen 18 versehen, die sich in einer bevorzugten Ausführungsform auf dem Umfang des Körpers mit Vertiefungen abwe chs eIn.

Die obex-ste Rippe 22 ist vorzugsweise durchgehend über den · vollen Umfang des Körpers, um einen vollständigen Verschluß der Ausnehmung R des lagernden Gegenstandes A zu bilden, in welchem der Einsatz erfaßt werden soll. Wenn der Einsatz vollständig in den Gegenstand R hineingetrieben worden ist, dann liegt die flache Fläche 23 der Rippe 22 in einer typischen Installation in Fluchtlage mit der Oberfläche des Gegenstandes.

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In einem Sinne dex* Bewegungsrichtung des Einsatzes beim Eintreiben desselben in die Ausnehmung R ist die ununterbrochene, auf dem Umfang verlaufende Rippe 22 die hinterste oder nacheilende Rippe. Die anderen Rippen 18 sind, wäe im vorhergehenden erwähnt, nicht durchgehend in Umfangsrichtung, sondern sind vielmehr bei jeder Ebene, in denen die Rippen 18 vorgesehen sind, in mit Vertiefungen 20 abwechselnden Umfangsreinen angeordnet.

Die Vertiefungen sind natürlich an sich hinreichend bekannte Hilfsmittel, können jedoch im vorliegenden Fall zur Erleichterung der Durchbiegung der Außenkanten der Rippen 18 in einer im Anschluß hieran ausführlich zu beschreibenden Weise dienen.

Die Eonstx'uktion oder Formgebung aller Rippen 18 ist die gleiche. Demzufolge genügt die Beschreibung einer Rippe für alle.

Jede Rippe 18 hat, wie besonders vorteilhaft in. den Figur-en 1, h und 5 gezeigt, eine flache Fläche oder Schulter 2h, die in einer Ebene normal zur Längsachse des Körpers 12 liegt und im Sinne der Bewegungsrichtung des Einsatzes beim Eintreiben desselben in die Ausnehmung R hinten liegt.

Die flache Schulter 24 überschneidet sich auf ihrer radialen Außenkante entlang mit der entsprechenden radialen Außenkante der Außenfläche oder Oberfläche 26 der Rippe.

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Ks wird nunmehr auf die Figuxen 1 bis k insbesondere Bezug genommen, in denen die Außenseite oder Oberfläche 26 jeder Rippe 18 mit einer ununterbrochenen Krümmung 30 versehen ist, die sich von der Ebene der Fläche 2k der Rippe zu einem Platz 31 erstreckt, der sich um eine kurze Entfernung von der Fläche 2k der nächstbenachbarten Rippe entfernt befindet, an welchem die gekrümmte Außenfläche 30 der Rippe in eine Oberfläche übergeht, die gerade und parallel zu der Längsachse des Einsatzes verläuft, wenn der Einsatz im Längsschnitt entsprechend der Fig. k betrachtet wird. Die Oberfläche 32 setzt sich fort b:L:.5 zu der Flüche ',lh der nüchs übenachbar ton Rippe im Sinne dor Bewegungsrichtung des Einsatzes beim Eintreiben desselben in die Ausnehmung R.

Die durchgehend gekrümmte Oberfläche 30 jeder Rippe krümmt sich um einen Punkt mit radialem Abstand nach außen von der Außenfläche des Einsatzes, wodurch die Oberfläche 30 eine konvexe Krümmung ist. Der Punkt, um den die Oberfläche gekrümmt ist, und die Länge des Krümmungsradius der Außenseite 30 sind gemäß der Gesamtlänge des Einsatzes, seiner Länge und der Cri-undart des Materials des Gegenstandes A, in welchem der Einsatz verwendet werden soll, veränderlich. Jeddch muß in jedem Fall ein bedeutendes Merkmal in der Anordnung liegen, welches darin besteht, daß die konvex gekrümmte Außenseite sich mit der Ebene der Schulter 24 derselben Rippe an einem Punkt 3k überschneiden muß, der eine Messerkante oder zuge-

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schärfte Kante bildet (siehe Fig. 5)· Dies begrenzt einen Spitzenabschnitt, der radial nach außen verjüngt ist bei Betrachtung der Rippe im Längsschnitt wie in den Figuren h und 5· Durch die Vorsehung einer konvex gekrümmten Außenfläche auf jeder Rippe, weiche sich auf einer Messerkante entlang mit einer flachen Schulter 2h derselben Rippe überschneidet, wird dem Spitzenabschnitt die erwünschte Messerkante oder angeschärfte Kante verliehen.

Infolgedessen erscheint der Einsatz beim Eintreiben in die Ausnehmung R unter der Voraussetzung, daß der Durchmesser der Ausnehmung leicht geringer ist als der Abstand gemessen diametral zum Einsatz zwischen den Außenkanten 3^ diametral gegenüberliegender Rippen, zunächst wie in Fig. 6 dargestellt, die die Pilotspitze beim Eintritt in die Ausnehmung R zeigt.Dor Pilot hat normalerweise einen leicht geringeren Durchmesser als die Ausnehmung.

Die ¥and der Ausnehmung übt demgemäß auf jede Rippe bei ihrem Eintritt in die Ausnehmung einen fortschreitend größeren Druck aus. Der Druck nimmt fortschreitend zu, bis die gesamte Länge jeder Rippe in der Ausnehmung R erfaßt ist, und dieser Druck kommt schließlich zur Auswirkung gegen den Spitzenabschnitt jedex- Rippe mit der angeschlirf ten Kant ο, welcher das hintore Ende der Rippe ist und in der Ebene der Schulter 2k liegt. Der mit einer Messerlcante ausgestattete Spitzenabschnitt jeder

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Rippe ist so dünn, daß er nicht in der Lage ist, dein von der Wand der Ausnehmung R ausgeübten radial nach innen gerichteten Druck zu widerstehen. Demgemäß wird der Spitzenabschnitt Jk jeder Rippe entsprechend der Darstellung in den Figuren 7» 8> und ebenso in Fig. 5 durchgebogen, um nach hinten und nach innen gekrümmte Hakenabschnitte 36 zu bilden. In der Praxis selbst hat sich gezeigt, daß diese Hakenabschnitte die in Fii7. 5 gezeigte Gestalt annehmen. Infolgedessen greifen sie blßarüig in die Wand der Ausnehmung ein derarb, daß sie einen starken Widerstand gegenüber jeglicher Rückwärtsbewegung oder Drehbewegung des Einsatzes hervorbringen, nachdem der Einsatz einmal voll in seine in Fig, 9 gezeigte Endstellung in die Ausnehmung hineingetrieben worden ist.

Jede Rippe weist auch Seitenflächen 28 auf (siehe Fig. 2), und diese arbeiten mit den gegensinnig gekrümmten Hakenabschnitten zur· Verhinderung der oben erwähnten Drehbewegung des Einsatzes, nachdem er einmal in seine Endlage getrieben worden ist, zusammen. Die Hakenabschnitte selbst halten den Einsatz gegenüber einer Rückwärtsbewegung aus dem Loch heraus zurück. Infolgedessen ist ein Einsatz mit hohem Ausziehwiderstand und hohem Drehwiderstand geschaffen worden.

Während in den Zeichnungen besondere Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und hier im Obigen beschrieben wurden, liegt doch auf der Hand, daß zahlreiche Abwandlungen in der Form, der Anordnung und Aufstellung der verschiedenen Elemente

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der Kombination möglich sind. In Anbetracht dessen sollte beachtet werden, daß die hier offenbarten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung lediglich erläuternd und nicht als Begrenzung des Bereichs der Erfindung gedacht sind.

Claims (8)

1. Ansprüche :

   M. !Selbstschneidender Metalleinsatz oder Befestigerelement mit einem zylindrischen Körper zum Eingriff in eine Ausnehmung eines Gegenstandes, und mit Einrichtungen zur passenden Zu.sanunenwirkung mit einem komplementären Befestigerelement, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl Rippen vorhanden sind, welche von dem Körper mit axialem Abstand voneinander radial nach außen vorstehen, wobei wenigstens eine der Rippen eine flache Schulter aufweist, die in einer Ebene im wesentlichen normal zu der Achse des Körpers liegt, und zusätzlich eine Außenseite aufweiat, dio sich von dox'

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   DoutHcho I3mik AG Hamburg, Nr. O5/2H4O7 (TU//; 200700O0) ■ l'oHWohmik Iltmilnu-n 2MiMiO(I

   radialen Außenkante der Schulter forterstreckt und in den Körper übergeht, vobei die Außenfläche und die Schulter sich auf Linien überschneiden, die die Bildung einer zugeschärften Kante in dem Überschneidungsbereich bewirken, die in Abhängigkeit von dem Hereindrücken des Einsatzkörpers in die Ausnehmung hinein in eine geneigte Lage durchbiegbar ist, in welcher die zugeschärfte Kante die ¥and der Ausnehmung erfaßt, um einem Herausziehen des Körpers aus der Ausnehmung Widerstand entgegenzusetzen.
2. 2. Metalleinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite eine konvexe Krümmung von einem Ende zum anderen aufweist.
3. 3. Metalleinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der Rippen mit flachen Schultern und konvex gekrümmten Außenflächen versehen ist.
4. h» Metalleinsatz nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen mit den flachen Schultern und konvex gebogenen Außenflächen sowohl in Längsrichtung als in Umfangsrichtung des Körpers beabstandet sind.
5. 5. Metalleinsatz nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Umfangsabstand auf dem Körper angeordneten Rippen sich mit Vertiefungen abwechseln.
6. 6. Metalleinsatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Körpers im Sinne der Bewegung des Körpers in die Ausnehmung hinein führt und als ein Pilot ausgebildet ist, um die Einführung des Körpers in die Ausnehmung hinein zu erleichtern, während das andere Ende des Körpers mit einer ununterbrochenen Umfangsrippe versehen und eine Anzahl zusätzlicher Rippen mit flachen Schultern und Außenflächen vorhanden ist, welche sowohl in Längsrichtung als in Umfangsrichtung des Körpers beabstandet sind.
7. 7. Metalleinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zusätzlichen Rippen auf ihrer Außenseite mit einer ununterbrochenen konvexen Krümmung versehen ist, die sich vollständig von der Ebene der flachen Schulter zu dem Punkt erstreckt, an welchem die Außenseite derselben in die Oberfläche des Körpers übergeht.
8. 8. Metalleinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeschärfte Kante in ihrer geneigten Lage eine Ilakenform annimmt.