DE3501715A1 - Vorrichtung zur befestigung eines bolzens an einem werkstueck - Google Patents

Vorrichtung zur befestigung eines bolzens an einem werkstueck

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DE3501715A1 DE19853501715 DE3501715A DE3501715A1 DE 3501715 A1 DE3501715 A1 DE 3501715A1 DE 19853501715 DE19853501715 DE 19853501715 DE 3501715 A DE3501715 A DE 3501715A DE 3501715 A1 DE3501715 A1 DE 3501715A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines Bolzens frei beweglich an einem Werkstück aufgrund von Reibungswärme. Der Bolzen enthält einen Hals, der an seinem unteren Ende mit einer erweiterten Grundfläche versehen ist, und einen Basiskörper, der eine senkrechte Perforierung enthält, die in der Lage ist, den Abschnitt des Halses ohne die erweiterte Grundfläche mit Spiel aufzunehmen, und dessen Unterseite mittels Reibungswärme an dem Werkstück befestigt werden kann. Wenn der Abschnitt des Halses ohne die Grundfläche durch die Perforierung hindurch nach oben geführt wird und die Unterseite des Basiskörpers an dem Werkstück befestigt ist, dann kann die erweiterte Grundfläche des Halses auf der Unterseite des Basiskörpers und der Oberseite des Werkstücks entlanggleiten.
Wenn ein Werkstück aus einer Kunststoffplatte oder einer Metallplatte hergestellt ist und ein Bolzen aus Kunststoffmaterial mittels einer an einem Ende des Halses des Bolzens ausgebildeten Paßfläche an dem Werkstück befestigt wird, um unter Verwendung des Halses des Bolzens einen Teil an das Werkstück anzufügen, dann war es bisher üblich, eine Verbindung dadurch herzustellen, daß man einen auf der Rückseite der Paßfläche ausgebildeten Ankerschenkel durch Ausübung eines Druckes in Schnappeingriff mit einer vorher in das Werkstück eingebrachten Bohrung brachte. Diese herkömmliche Anordnung brachte Schwierigkeiten mit sich, wie
beispielsweise die Notwendigkeit des Einbringens einer Bohrung in das Werkstück, das Hindurchlecken von Wasser durch die lose Verbindung, sowie Korrosion. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist bereits ein Verfahren zur Befestigung der Paßfläche an dem Werkstück mit Hilfe von Klebmitteln oder doppelseitigem Klebband vorgeschlagen worden. Dies Verfahren erfordert jedoch die Vorbereitung derartigen Verbrauchsmaterials wie Klebstoff oder doppelseitiges Klebband und erfordert Zeit und Arbeit beim Aufbringen des Klebstoffs oder beim Schneiden des doppelseitigen Klebbandes auf eine festgelegte Größe. Darüber hinaus unterliegt die durch das Klebmaterial erzielte Festigkeit der Verbindung einer Verschlechterung durch Wärme oder Alterung.
Wenn der Kunststoffbolzen durch seine Paßfläche gegen das Werkstück gedrückt und der Bolzen in diesem Zustand bei ziemlich hoher Geschwindigkeit gedreht wird, dann erzeugen die gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks und der Paßfläche Reibungswärme von ausreichender Höhe, um die gegenüberliegenden Oberflächen sowohl des Werkstücks als auch der Paßfläche oder nur die dem Werkstück gegenüberliegende Oberseite der Paßfläche zu schmelzen und demzufolge das Werkstück mit der Paßfläche zu verschmelzen.
Die vorliegende Erfindung bewirkt eine Verbindung des Bolzens und des Werkstücks in der soeben beschriebenen Weise.
Nachdem die geschmolzenen Oberflächen verfestigt sind, wird der Bolzen in die Lage versetzt, sich - wenn auch nur leicht in einer gewünschten Richtung oder einer spezifischen Richtung auf der Oberseite des Werkstücks entlang zu bewegen, um eine mögliche Lageabweichung zwischen dem Bolzen und dem Werkstück oder eine mögliche Abweichung der Lage der Bohrung auszugleichen, die in das Werkstück eingebracht wurde, an dem der Bolzen befestigt werden soll, oder eine möglicherweise durch Wärme herbeigeführte Veränderung in der Größe des Werkstücks auszugleichen. Im folgenden wird nunmehr die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer typischen Vorrichtung zur Befestigung eines Bolzens an einem Werkstück, als die erste Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung in zusammengebautem Zustand,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Vorrichtung in zusammengebautem Zustand, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt,
Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung
einer noch anderen Vorrichtung als dritte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 4 in zusammengebautem Zustand,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung an einem Werkstück befestigten Bolzens.
Die Figuren 1 und 2 zeigen den Bolzen 1 gemäß der Erfindung mit einem Hals 2 und einem Basiskörper 3. Sowohl der Hals als auch der Basiskörper können aus Kunststoffmaterial gußgeformt sein. Der Hals 2 ist an seinem unteren Ende mit einer erweiterten Grundfläche 2a versehen. Der Basiskörper 3 ist mit einer senkrechten Perforierung 3a versehen, die von ausreichender Größe ist, um den Durchgang des oberen Teils 2b des Halses 2 ohne die erweiterte Grundfläche 2a mit Spiel dort hindurch zuzulassen. Der Basiskörper 3 ist im Profil großer als die erweiterte Grundfläche 2a. Der Basiskörper ist auf dem Umfang mit zwei diametral gegenüberliegenden Vorsprüngen 31 versehen. Die Unterseite des Basiskörpers 3 ist geeignet, mit der Oberseite eines Werkstücks 4 durch Reibungswärme verschmolzen zu werden.
Der obere Abschnitt 2b des Halses ist mit Paßteilen 2' ver-
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sehen, die geeignet sind, in eine in das Werkstück eingebrachte Bohrung hineinzugleiten und das Werkstück fest zu erfassen.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung müssen die Ober- und Unterseiten der erweiterten Grundfläche 2a des Halses 2 auf der Unterseite des Basiskörpers und der Oberseite des Werkstücks entlanggleiten. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, ist in dem Werkstück eine Vertiefung 5 von ausreichender Größe gebildet, damit die erweiterte Grundfläche 2a darin bewegt werden kann, und von ausreichender Tiefe, um die gesamte Dicke der erweiterten Grundfläche 2a aufzunehmen.
Eine erwünschte Befestigung des Bolzens an dem Werkstück wird erreicht durch Hindurchführen des oberen Teils 2b des Halses 2 nach oben durch die Perforierung 3a des Basiskörpers hindurch, Einsetzen der erweiterten Grundfläche 2a des Halses in die Vertiefung 5 des Werkstücks, Herunterdrücken der Unterseite des Basiskörpers gegen die Oberseite des Werkstücks, in welcher sich die Vertiefung 5 öffnet, Verdrehen der Vorsprünge 31 auf dem Basiskörper 3, so daß sie mit den drehbaren Vorsprüngen in Eingriff kommen, die von einer Endfläche einer Einspannbacke eines Drehwerkzeugs (nicht gezeigt) vorstehen, Drehen der drehbaren Vorsprünge und anschließendes Drücken der Vorsprünge 31 in Umfangsrichtung zum Drehen des Basiskörpers, sowie Anfügen des Basiskörpers an das Werkstück
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mittels Reibungswärme. Da die Vertiefung 5 in dem Werkstück eine Tiefe hat, die etwas größer ist als die Dicke der erweiterten Grundfläche 2a, wie oben beschrieben, kann sich der Hals 2 über 360° frei in allen Richtungen innerhalb der Perforierung 3a des Basiskörpers bewegen, bis er mit der Kante der Perforierung 3a zusammenstößt, nachdem der Basiskörper an dem Werkstück befestigt wurde. Diese Bewegungsfreiheit wird benutzt zur Aufnahme möglicher Teilungsfehler.
Der Hals ist natürlich nicht in der Lage, durch die Perforierung hindurchzugleiten, da seine erweiterte Grundfläche 2a auf der Kante der Perforierung festgehalten wird.
Der Hals 2 und der Basiskörper 3, die zusammen den Bolzen 1 bilden, können aus Kunststoffmaterial wie Polybutylenterephthalat, ABS, Polypropylen oder Nylon hergestellt werden. Wenn das Werkstück ähnlich aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, dann kann bei 9000 Upm Umlaufgeschwindigkeit des
Basiskörpers und 13,5 kg/cm Druck die Verbindung durch Verschmelzung in etwa einer Sekunde und bei etwa 4000 Upm und etwa 34 kg/cm in 6 bis 10 Sekunden herbeigeführt werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Vertiefung 5 in dem Werkstück ausgebildet. Ggf. kann die Vertiefung auch auf der Unterseite des Basiskörpers ausgebildet sein, wie es in der zweiten Ausführungsform gemäß der Darstellung in Fig.
der Fall ist, um die Aufgabe der Erfindung ebenso wirksam zu erfüllen. Wie aus der obigen Beschreibung ohne weiteres herleitbar, kann die Vertiefung 5 kooperativ ausgebildet sein, und zwar zur Hälfte in dem Werkstück und zur Hälfte in dem Basiskörper.
Die dritte Ausführungsform, die in den Figuren 4 bis 6 gezeigt ist, ist derart, daß sich der Hals 2 leicht, jedoch nicht über 3 60° sondern in einer bestimmten Richtung bewegen kann. In dem Werkstück über eine nutenförmige Vertiefung 5 von einer Breite gleich dem Durchmesser der erweiterten Grundfläche 2a, wenn die Grundfläche kreisförmig ist; oder gleich dem Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seiten der erweiterten Grundfläche 2a, wenn die Grundfläche vieleckig ist. Somit kann sich die erweiterte Grundfläche nur über die Länge der Vertiefung bewegen.
Wenn in der oben beschriebenen Konstruktion der obere Abschnitt 2b des Halses lose in der Perforierung 3a des Basiskörpers nach oben geführt und der Basiskörper durch Reibungswärme an dem Werkstück befestigt wird, dann kann sich der Hals in der nutenförmigen Vertiefung entlang innerhalb der Grenzen seiner Bewegung in der Perforierung 3a bewegen. Die nutenförmige Vertiefung 5 kann über die gesamte Länge des Werkstücks ausgebildet sein, wie in Fig. 6 gezeigt. In dieser Konstruktion kann eine Anzahl Bolzen unter Ausnutzung dieser kontinuierlichen Vertiefung an dem Werkstück befestigt werden,
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so daß die Hälse der Bolzen sich leicht auf der Vertiefung 5 entlangbewegen können. In weitere Werkstücke, die mittels der Bolzen mit dem Werkstück verbunden werden sollen, wird im vorhinein jeweils eine kreisförmige Bohrung eingebracht. Mögliche Veränderungen der Größe in dem Werkstück oder in den Teilen aufgrund von Wärmeeinwirkung können durch die leichten Bewegungen des Halses in der Vertiefung entlang ausgeglichen werden. Wenn das Werkstück 4, an welchem die Bolzen gemäß der obigen Beschreibung befestigt worden sind, als Seitenschützer oder Trittbrett in einem Kraftfahrzeug benutzt und an der Karosserie des Fahrzeugs als dem anderen Teil zur Verbindung befestigt wird, kann daher die Möglichkeit, daß der Seitenschützer oder das Trittbrett infolge Wärmeausdehnung oder -zusammenziehung faltig wird, ausgeschlossen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Basiskörper des Bolzens mittels Reibungswärme an dem Werkstück befestigt und dem Hals die Möglichkeit gegeben, sich entweder in allen Richtungen um 360° oder in einer spezifischen Richtung leicht zu bewegen. Die Bewegungsfreiheit des Halses wird effektiv benutzt bei der Aufnahme möglicher Lageverschiebungen des Bolzens relativ zu dem Werkstück, bei möglicher Abweichung der Lage der in den anderen an dem Bolzen zu befestigenden Teil eingebrachten Bohrung, sowie bei möglichen Veränderungen der Größe des Werkstücks infolge von Wärmeeinwirkung.

Claims (1)

  1. Vorrichtung zur Befestigung eines Bolzens an einem Werkstück, gekennzeichnet durch einen Hals, der an seinem unteren Ende mit einer erweiterten Grundfläche versehen ist, und einen Basiskörper, der eine senkrechte Perforierung von einer ausreichenden Abmessung zum Hindurchlassen des oberen Abschnitts des Halses ohne die erweiterte Grundfläche mit Spiel enthält, und dessen Unterseite geeignet ist, mittels Reibungswärme an dem Werkstück befestigt zu werden, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen des Basiskörpers und Werkstücks größer sind als die erweiterte Grundfläche des Halses und in ihnen eine Vertiefung von einer etwas größeren Tiefe als die Dicke der
    Grundfläche ausgebildet ist.
    European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt
    Deutsche Bank AG Hamburg, Nr. Ο5/284Θ7 (BLZ 2OO 700 00) · Poetscheck Hamburg 2842-206
    Dresdner Bank AG Hamburg, Nr. Θ33Θ035 (BLZ 2OO 8OO 00)
DE19853501715 1985-01-22 1985-01-19 Vorrichtung zur befestigung eines bolzens an einem werkstueck Withdrawn DE3501715A1 (de)

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