DE4109902A1 - Verbindungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungselement, bei dem sich ein mit dem Ende eines Bolzens verbundenes keilförmiges Verriegelungsteil durch Eindrücken des Bolzens in einer Feder verhakt, und ein auf dem Bolzen bis zu einer Schulter verschiebliches Entriegelungsteil bei weiterem Eindrücken des Bolzens die Feder zum Lösen der Verbindung spreizt.

Einfache und schnell herzustellende Verbindungen zweier Bauteile, von denen insbesondere eines plattenförmig ist, sind insbesondere im Kraftfahrzeug- oder Flugzeugbau erforderlich. Solche Verbindungen werden beispielsweise benutzt, um Innenverkleidungen an Rahmenteilen zu befestigen. Hierfür können natürlich Schraubverbindungen verwendet werden. Da die Herstellung von Schraubverbindungen jedoch zeitaufwendig ist, haben sich für das Befestigen von Verkleidungen andere Verbindungselemente durchgesetzt, die nur eingedrückt werden müssen. Viele dieser Verbindungselemente haben jedoch den Nachteil, daß die Verbindungen, beispielsweise bei Reparaturen, nicht zerstörungsfrei gelöst werden können.

Ein Verbindungselement mit einer Eindrückvorrichtung, das durch weiteres Eindrücken einer Betätigungsvorrichtung lösbar ist, ist von der Firma Deutsch Fastener Corporation, Los Angeles angeboten worden. Bei diesem bekannten Verbindungselement ist in einer Bohrung des einen zu verbindenden Bauteils ein federnd in einer Führungshülse geführter Bolzen vorgesehen. Am Ende des Bolzens ist ein kalottenförmiges Verriegelungsteil aus Kunststoff befestigt. Dahinter, auf dem Bolzen bis zu einer Schuler verschieblich, befindet sich ein etwa zylindrisches Entriegelungsteil, dessen Durchmesser größer als der des Verriegelungsteils ist. An dem zweiten zu verbindenden Bauteil ist ein mit dem bisher beschriebenen Teil des Verbindungselements zusammenwirkendes korbförmiges mit vier federnden Zungen versehenes Kunststoffteil befestigt.

Zur Herstellung der Verbindung wird der an seinem Ende mit einem Drücker versehene Bolzen so weit in das korbförmige Kunststoffteil hineingedrückt, bis das Verriegelungsteil über die Enden der Zungen des korbförmigen Kunststoffteiles heraustritt und sich an diesen verhakt. Zum Lösen der Verbindung wird der Bolzen über den Drücker noch weiter eingedrückt, so daß das Entriegelungsteil vermöge der Schulter des Bolzens in das korbförmige Kunststoffteil eindringt, bis es in eine Vertiefung im Innern des korbförmigen Teils einrastet, deren Druchmesser so gewählt ist, daß das Entriegelungsteil das korbförmige Kunststoffteil so ausweitet, daß die Verhakung des Verriegelungsteils an den Federenden gelöst wird.

Wenn auch der Verbindungs- und Lösemechanismus gut funktioniert, so hat doch diese bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß das korbförmige Teil in der Formgebung so kompliziert ist, daß es praktisch nur aus Kunststoff gespritzt werden kann. Dies wiederum hat den Nachteil, daß die Federeigenschaften und die Festigkeit begrenzt sind, weshalb diese bekannten Verbindungselemente nur für Verbindungen in Frage kommen, die geringen Kräften ausgesetzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das beschriebene bekannte Verbindungselement so zu verbessern, daß statt des korbförmigen Kunststoffteiles eine starke und einfach geformte Metallfeder verwendet werden kann, so daß das Verbindungselement auch starke Kräfte aufnehmen, aber trotzdem leicht wieder gelöst werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet. Die Ansprüche 7 bis 9 kennzeichnen eine einfache Verstellvorrichtung, mit der das Verbindungselement unterschiedlichen Materialstärken der zu verbindenden Teile angepaßt oder nachjustiert werden kann.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselements dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine Variante des Verbindungselementes der Fig. 1, die die oben geschilderte Verstellung ermöglicht.

Fig. 1 zeigt das Verbindungselement und die zu verbindenden Bauteile 1 und 2 im Schnitt. Das Bauteil 1 sei eine Kunststoffplatte, deren Inneres 1a wabenförmig aufgebaut ist. Die Wabenstruktur hat den Vorteil hoher Festigkeit bei geringem Gewicht. Das Bauteil 2 sei hier ein Blech. Zum Verbindungselement gehört ein Bolzen 4, der in einer vorzugsweise metallischen Führungshülse 5 verschiebbar geführt ist. Der Bolzen 4 hat an seinem äußeren Ende einen Bolzenkopf 4a, auf den zur besseren Handhabung eine Betätigungsscheibe 6 aufgepreßt ist. Der Bolzen 4 besteht vorzugsweise aus Metall, die Betätigungsscheibe 6 vorzugsweise aus Kunststoff. Zwischen dem Bolzenkopf 4a und einer Schulter in der Führungshülse 5 ist eine zylinderförmige Druckfeder 7 eingesetzt, die den Bolzen 4 nach außen drückt. Die Führungshülse 5 läuft an ihrem oberen Ende in einen Konus 5a aus, der in eine entsprechende konische Ausnehmung 1b des Bauteils 1 eingesetzt ist. Durch diese konische Ausnehmung 1b und eine mit Zähnen versehene Haltescheibe 3 wird die Führungshülse 5 im Bauteil 1 gehalten.

Im Bauteil 1 ist in der Darstellung oberhalb der konischen Ausnehmung 1b eine zylindrische Ausnehmung 1c vorgesehen, die ein Eindrücken der Betätigungsscheibe 6 und damit des Bolzens 4 zur Verriegelung und Entriegelung des Verbindungselementes ermöglicht.

Der Bolzen 4 ist nach innen hin verjüngt, so daß er aus einem Teil 4b größeren Durchmessers und einem Teil 4c mit kleinerem Durchmesser besteht. Der Übergang vom Teil 4b zum Teil 4c bildet eine Schulter 4d. Auf das, hier untere, Ende des Bolzens 4 ist ein keilförmiges Verriegelungsteil 8 aufgenietet, das, wie hier dargestellt, vorzugsweise in etwa die Form eines Konus hat, also auch bei Verdrehung des Bolzens 4 immer seine Funktion erfüllt. Auf dem verjüngten Teil 4c des Bolzens 4 ist ein, hier zylindrisches, Entriegelungsteil 9 verschieblich angeordnet, das auf der dem Verriegelungsteil 8 zugewandten Seite eine Ausnehmung 9a aufweist, in die die breitere Seite des Verriegelungsteils 8 hineinpaßt. Verriegelungs- und Entriegelungsteil bestehen vorzugsweise aus Metall.

Im Bauteil 2 ist eine Öffnung 2a vorgesehen, und unter dieser Öffnung 2a ist eine Feder 10, mit einer zentralen Öffnung 10a, an dem Bauteil 2 befestigt. Die Befestigung der Feder 10 am Bauteil kann beispielsweise mit Nieten erfolgen, die in der Fig. 1 nicht zu sehen sind, da sie vor und hinter der Schnittebene liegende lappenartige Erweiterungen des Basisteils der Feder 10 mit dem Bauteil 2 verbinden. Die Feder 10 weist zwei Federzungen 10b auf, die zusammen mit dem Basisteil der Feder etwa ein gleichseitiges Dreieck bilden.

Zur Herstellung der Verbindung werden zunächst die zwei Bauteile 1 und 2 aufeinandergelegt, dann wird die in dieser Stellung über die Außenfläche des Bauteils 1 herausragende Betätigungsscheibe soweit eingedrückt, bis sich das Verriegelungsteil 8 zwischen den Enden der Federzungen 10b hindurchschiebt und sich schließlich, wie in Fig. 1 gezeigt, an den nach außen gebogenen Federenden verhakt. In dieser Stellung schließt die Betätigungsscheibe 6 bündig mit der Außenfläche des Bauteils 1 ab.

Zum Lösen der Verbindung wird die Betätigungsscheibe 6 mit einem Finger oder einem speziellen Werkzeug weiter in die Ausnehmung 1c hineingedrückt. Da das Entriegelungsteil 9 an der Schulter 4d anliegt, wird es dabei gegen die Enden der Federzungen 10b gedrückt und spreizt diese so weit bis das Verriegelungsteil 8 in die Ausnehmung 9a eintritt. Der Bolzen 4 befindet sich jetzt in seiner untersten Stellung. Läßt man jetzt die Betätigungsscheibe 6 wieder los, so gleitet das Verriegelungsteil 8 zusammen mit dem Entriegelungsteil 9 zwischen den Federzungen 10b in das Innere der Feder 10 und die beiden Bauteile 1 und 2 können wieder voneinander getrennt werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann das Entriegelungsteil 9 an seiner Stirnseite abgeschrägt sein, wodurch das Gleiten an den Federzungen erleichtert wird.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Verbindungselementes ist in der gegenüber der Fig. 1 vergrößert dargestellten Detailzeichnung der Fig. 2 dargestellt. Alle übrigen Teile entsprechen denen der Fig. 1. In dieser Detailzeichnung erkennt man wieder die Enden der Federzungen 10b, die nach außen gebogen sind. Ein Verriegelungsteil 20, das aus Gründen, die später erläutert werden, etwas anders geformt ist als das der Fig. 1, ist hier nicht auf das Bolzenteil 4c aufgenietet, sondern auf ein Gewinde 21 auf dem Ende des Bolzenteils 4c aufgeschraubt. Damit sich das Verriegelungsteil 20 nicht vom Bolzen 4 lösen kann, ist dessen Ende durch eine Stauchung 22 verdickt. Durch Verdrehen des Verriegelungsteiles 20 und damit Längsverschiebung auf dem Bolzenteil 4c kann die wirksame Länge des Bolzens 4 verändert und damit an unterschiedliche Stärken der Bauteile 1 und 2 angepaßt oder so feinjustiert werden, daß die Betätigungsschraube 6 bündig mit der Außenfläche des Bauteils 1 ist. Damit sich das Verriegelungsteil nicht von alleine verstellt, ist das Gewinde 21 durch Stauchen schwergängig gemacht. Die Verdrehung des Verriegelungsteils 20 gegenüber dem Bolzenteil 4c kann durch Schraubenschlüssel erleichtert werden. Um solche Schraubenschlüssel ansetzen zu können, ist das Bolzenteil 4c an zwei gegenüberliegenden Seiten mit ebenen parallelen Schlüsselflächen 23 versehen. Entsprechende Schlüsselflächen 24 weist auch das Verriegelungsteil 20 auf.

Die Abmessungen des erfindungsgemäßen Verbindungselementes, insbesondere seine Länge, hängen natürlich von den Dickenabmessungen der zu verbindenden Bauteile ab. Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel hat folgende typische Abmessungen: Gesamtlänge 25 mm, Länge der Feder 10 (vom Basisteil bis zu den Enden der Federzungen 10a) 10,4 mm, Durchmesser der Führungshülse 6,5 mm.

Claims (9)

1. Verbindungselement bei dem sich ein mit dem Ende eines Bolzens verbundenes keilförmiges Verriegelungsteil (8) durch Eindrücken des Bolzens (4) in einer Feder (10) verhakt und ein auf dem Bolzen (4) bis zu einer Schulter (4d) verschiebbares Entriegelungsteil (9) bei weiterem Eindrücken des Bolzens (4) die Feder (10) zum Lösen der Verbindung spreizt, dadurch gekennzeichnet, daß das Entriegelungsteil (9) eine Vertiefung (9a) aufweist, in die das breite Ende des keilförmigen Verriegelungsteils (8) hineinpaßt.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entriegelungsteil (9) zylindrisch ist.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsteil (8) ein Kegel ist.

4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10) zwei Federzungen (10b) aufweist, in deren Enden das Verriegelungsteil (8) einrastet.

5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eindrücken des Bolzens (4) auf dessen äußeres Ende eine Betätigungsscheibe (6) aufgesetzt ist, die bündig mit dem einen zu verbindenden Bauteil (1) abschließt.

6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (4) in einer Führungshülse (5) geführt ist, in der sich eine zylindrische Druckfeder (7) gegen einen den Bolzen (4) nach außen hin abschließenden Bolzenkopf (4a) abstützt.

7. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsteil (20) auf das Ende des Bolzens (4) aufgeschraubt ist, und daß die wirksame Länge des Bolzens (4) durch Verdrehen des Verriegelungsteils (20) gegenüber dem Bolzen (4) veränderbar ist.

8. Verbindungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (21) des Bolzens (4) durch Stauchen schwergängig gemacht ist.

9. Verbindungselement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsteil (20) und der Bolzen (4) Abflachungen (23, 24) zum Ansetzen von Schraubenschlüsseln aufweisen.