DE60113453T2

DE60113453T2 - Vorrichtung und verfahren zum befestigen eines gegenstandes auf einer platte

Info

Publication number: DE60113453T2
Application number: DE60113453T
Authority: DE
Inventors: Thomas Lecuppe
Original assignee: Sofanou SA
Current assignee: Sofanou SA
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: WO2002052160A1; EP1346158A1; MXPA03005504A; MA25926A1; ATE304661T1; EP1346158B1; JP2004516433A; DE60113453D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Befestigen eines Gegenstandes auf einer Platte und genauer auf ein System und ein Verfahren, bei dem der Gegenstand vermittels einer sich abstützenden Unterlegscheibe oder Stützscheibe an der Platte befestigt wird.
Ein System zum Befestigen eines Rohres an einer Platte vermittels einer Stützscheibe ist insbesondere aus dem Dokument US-A-4 667 916 bekannt.
Dieser Offenbarung zufolge ist die Scheibe auf einem inneren Umfang mit Fingern versehen, während die Platte einen durch Schweissen aufgesetzten Gewindestab und eine auf den Gewindestab aufgeschraubte Mutter umfasst. Die Finger des inneren Umfangs der Scheibe verformen sich biegend an der Mutter, wenn die Scheibe an den Gewindestab angedrückt wird. Die Biegung der Finger des inneren Umfangs an der Mutter ermöglichen ein Andrücken der Scheibe an den Gewindestab mit einer Kraft, die gegenüber derjenigen Kraft verhältnismässig gering ist, die erforderlich ist, um die Scheibe nach Andrücken und Biegung der Finger von der Mutter wegzuziehen. Das Rohr ist mit der Scheibe verbunden, damit es bezüglich der Platte festgehalten werden kann, wenn die Scheibe an den Gewindestab angedrückt wird und sich an der Mutter abstützt.
Ein solches System der Befestigung vermittels eines auf die Platte aufgesetzten Elements ist teuer und erfordert zu seiner Realisierung Mittel, die oft schwer in einen Produktionsfluss zu integrieren sind.
Es sei bemerkt, dass eine Stützscheibe als solche wohlbekannt ist. Darüber hinaus gehört es zum Allgemeinwissen des Fachmanns, dass die Stützscheiben nicht auf mit Fingern versehene Scheiben beschränkt sind, die in dem zuvor zitierten Dokument beschrieben und auch als Rippen- oder Zahnscheiben bezeichnet werden.
Tatsächlich wird das Abstützen einer Rippenscheibe hauptsächlich durch die Biegung der Finger oder Rippen gewährleistet. Eine Scheibe, die keine Finger besitzt, ist dennoch in der Lage, sich abzustützen. Eine Scheibe dieses Typs ist insbesondere durch das System der Verbindung zwischen zwei ineinander eingesetzte Rohre bekannt, das im Dokument EP-A-813 018 beschrieben wird.
Dieser Offenbarung zufolge hält das äussere Rohr das innere Rohr vermittels einer mit dem äusseren Rohr verbundenen Scheibe, die eine zentrale Öffnung mit einem kleineren Durchmesser als dem des inneren Rohres besitzt, um sich abzustützen, wenn das innere Rohr durch die zentrale Öffnung gedrückt wird.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Befestigung eines Gegenstande an einer Platte vermittels einer Stützscheibe in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu ermöglichen.
Daher hat die Erfindung ein System zum Befestigen eines Gegenstandes auf einer Platte vermittels einer Unterlegscheibe zum Gegenstand, bei dem der Gegenstand mit der Unterlegscheibe verbunden wird und die Platte eine Struktur umfasst, um den Gegenstand durch Abstützen der Unterlegscheibe an dieser Struktur festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, dass diese Struktur eine kegelförmige, halbkugelförmige oder zylindrische Wölbung der Platte ist.
Die kegelförmige, halbkugelförmige oder zylindrische Wölbung bietet eine in die Platte selbst integrierte Struktur und ermöglicht es somit, auf jegliche aufgesetzte Struktur zum Abstützen der Scheibe zu verzichten. Daraus ergibt sich eine Verringerung der Kosten für die Realisierung des Befestigungssystems. Die in die Platte selbst integrierte Wölbung ermöglicht eine Trennung zwischen der Platte und dem Gegenstand, die gegenüber Fluiden, Geräuschen, Gerüchen oder elektromagnetischen Feldern dicht ist. Hingegen müssen bei einem System der Befestigung vermittels eines Loches zusätzliche Mittel vorgesehen werden, um einen dichten Abschluss zwischen der Platte und dem Gegenstand sicherzustellen.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Befestigen eines Gegenstandes auf einer Platte vermittels einer Unterlegscheibe, die dafür bestimmt ist, mit dem Gegenstand verbunden zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte verformt wird, um ihr eine kegelförmige, halbkugelförmige oder zylindrische Wölbung zu verleihen, und dass die Unterlegscheibe in die Wölbung gepresst wird, um den Gegenstand durch Abstützen der Unterlegscheibe an der Wölbung auf der Platte festzuhalten.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich leicht in einen Produktionsfluss integrieren. Vergleichsweise bringt ein Verfahren, bei dem die Platte durchbohrt wird, Abfälle oder Späne mit sich, die entfernt werden müssen.
Im Falle eines Bleches wird die Verformung bevorzugt durch Ziehen sichergestellt. Allgemein wird die Geometrie der Verformung in Abhängigkeit von den mechanischen Eigenschaften der Platte berechnet.
Weitere Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der Beschreibung von zwei Ausführungsformen ersichtlich werden, die durch die Zeichnungen veranschaulicht werden.
1 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines erfindungsgemässen Befestigungssystems, bei dem die Platte eine kegelförmige Wölbung umfasst und die Scheibe gerippt ist.
2 ist eine geschnittene Ansicht des in 1 veranschaulichten Befestigungssystems, das ein Anfangsstadiums des Eindrückens der Rippenscheibe in eine konvexe Oberfläche der kegelförmigen Wölbung zeigt.
3 ist eine geschnittene Ansicht des in 1. veranschaulichten Befestigungssystems, das ein Endstadium des Eindrückens der Rippenscheibe in die konvexe Oberfläche der kegelförmigen Wölbung zeigt.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Befestigungssystems, bei dem die Platte eine kegelförmige Wölbung umfasst und die Scheibe gerippt ist und sich gegen die konkave Oberfläche dieser Wölbung abstützt.
5 ist eine geschnittene Ansicht des durch 4 veranschaulichten Befestigungssystems.
6 ist eine teilgeschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen Befestigungssystems, bei dem die Platte eine kegelförmige Wölbung umfasst und die Scheibe glatt ist und sich gegen die konvexe Oberfläche dieser Wölbung abstützt.
7 ist eine geschnittene Ansicht der in 1 bis 6 veranschaulichten Wölbung, die durch Ziehen der Platte erhalten wird.
Ein System zum Befestigen eines Gegenstandes an einer Platte vermittels einer Rippenscheibe, wie es in den 1 bis 5 veranschaulicht wird, umfasst einen Gegenstand 1, eine Rippenscheibe 41 und eine Platte 3.
6 veranschaulicht ein System zum Befestigen eines Gegenstandes an einer Platte vermittels einer nicht gerippten Scheibe 42. In dieser Figur tragen die Elemente, die denen der in 1 bis 5 veranschaulichten Befestigungssysteme gemein sind, die gleichen Bezugszahlen.
Die Verbindung zwischen der Scheibe 41, 42 und dem Gegenstand 1 wird durch ein Zwischenstück 9 gewährleistet, das dazu bestimmt ist, den Gegenstand zu halten. In diesem Falle dient die Scheibe 41, 42 als Stütze für dieses Zwischenstück oder ist damit integriert. Die gerippte 41 oder nicht gerippte 42 Scheibe kann auch mit dem Gegenstand 1 verbunden werden, wobei sie diesem direkt als Stütze dient oder mit ihm integriert wird. Wenn der zu befestigende Gegenstand oder das Zwischenstück aus Kunststoff bestehen, wird die Verbindung mit der Scheibe 41, 42 zum Beispiel durch Überformen des Gegenstandes oder des Zwischenstücks um die Scheibe realisiert. Es wird auch vorgesehen, die Verbindung durch elastische Klemmung zwischen der Scheibe und dem zu befestigenden Gegenstand zu realisieren.
Die Scheibe 41 besitzt Rippen 7, die sich beim Eindrücken der Scheibe 41 in die Struktur 2 der Platte 3 durch Biegen an dieser Struktur 2 verformen. Das Abstützen der Scheibe 41 wird hier hauptsächlich durch die Biegung der Rippen an der Struktur 2 der Platte 3 sichergestellt. In gleicher Weise stützt sich die nicht gerippte Scheibe 42 in dem Masse an der Struktur 2 der Platte 3 ab, in dem sie in diese Struktur 2 eingepresst wird.
Erfindungsgemäss ist die Struktur 2 eine kegelförmige, halbkugelförmige oder zylindrische Wölbung der Platte 3.
In einer durch 1 bis 3 veranschaulichten ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Scheibe 41 an ihrem inneren Umfang 41A gerippt, um an einer konvexen Oberfläche 2A der Wölbung 2 der Platte 3 abgestützt zu werden. Die Rippenscheibe 41 dient als Stütze für ein Zwischenstück 9, das dazu bestimmt ist, den zu befestigenden Gegenstand 1 zu halten. Anschläge 13 sind auf dem zu befestigenden Gegenstand 1 oder auf dem Zwischenstück 9 vorgesehen, das dazu bestimmt ist, den zu befestigenden Gegenstand zu halten, um die Weglänge des Einpressens der Rippenscheibe 41 in die Wölbung 2 zu begrenzen.
Es ist vorgesehen, das Zwischenstück 9 oder den zu befestigenden Gegenstand 1 selbst mit einer sichtbaren, fühlbaren oder hörbaren Kontrolle 15 für das richtige Arbeiten des Befestigungssystems zu versehen. Im Beispiel der 1 bis 3 besteht die Kontrolle 15 aus einer bistabilen Kapsel.
In einer durch 4 und 5 veranschaulichten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Scheibe 41 auf ihrem äusseren Umfang 41B gerippt, um an einer konkaven Oberfläche 2B der Wölbung 2 der Platte 3 abgestützt zu werden.
Im Falle einer kegelförmigen oder halbkugelförmigen Wölbung verstärkt sich das Abstützen der Scheibe 41 durch Biegung der Rippen 7 in dem Masse, in dem die Scheibe 41 in die konvexe Oberfläche 2A oder die konkave Oberfläche 2B der Wölbung eingepresst wird.
6 zeigt die nicht gerippte Scheibe 42, wie sie an der konvexen Oberfläche 2A der kegelförmigen Wölbung 2 der Platte 3 abgestützt wird. Die nicht gerippte Scheibe 42 kann ebenfalls an der konkaven Oberfläche 2B der Wölbung 2 der Platte 3 abgestützt werden.
Der Einsatz einer leitenden Stützscheibe ermöglicht es, eine elektrische Verbindung mit der konkaven oder konvexen Oberfläche der Wölbung zu realisieren, um einen Masse- oder elektrischen Potentialabgriff zu realisieren. In diesem Falle umfasst die Stützscheibe einen elektrischen Verbinder.
Im Falle einer metallischen Wölbung wird bevorzugt ein Korrosionsschutzüberzug auf der Stützscheibe vorgesehen, insbesondere ein Korrosionsschutzüberzug mit einem galvanischen Potential, das niedriger als das der konkaven oder konvexen Oberfläche der Wölbung ist. Dieser Überzug wird als anodischer oder Opferüberzug bezeichnet. In dieser Auswahl von Opferüberzügen werden Oxide vorgesehen, die eine Passivierungsschicht bilden, bevorzugt Oxide auf der Basis von Aluminium oder Zink.
Um den Gegenstand 1 vermittels der mit dem Gegenstand 1 verbundenen gerippten 41 oder nicht gerippten 42 Scheibe auf der Platte 3 zu befestigen, verformt man bevorzugtermassen die Platte 3, um ihr eine kegelförmige, halbkugelförmige oder zylindrische Wölbung 2 zu verleihen, und presst die gerippte 41 oder nicht gerippte 42 Scheibe in die Wölbung 2 ein, um durch Abstützen der gerippten 41 oder nicht gerippten 42 Scheibe an der Wölbung 2 den Gegenstand 1 auf der Platte 3 festzuhalten.
Bei der Befestigung auf einem Blech sind die zu berücksichtigenden Parameter und Berechnungsnormen die maximale Dehnung des Blechs, der minimale Krümmungsradius und die minimale Ziehsteigung. In dem in 7 veranschaulichten Beispiel wird das Blech durch Ziehen verformt, wobei die folgenden Parameter berücksichtigt werden: Maximale Dehnung des Blechs: A ≤ 1,3; minimaler Krümmungsradius R ≥ 3 mm; minimale Ziehsteigung α ≥ 3°, maximale Steigung bei der Adhäsionsgrenze θ ≤ 25°. Ein Freiwinkel Ω zwischen α und θ, der der Adhäsionsgrenze θ am nächsten kommt, wird gewählt, um einen maximalen Unterschied zwischen dem Durchmesser X am Kopf der Wölbung und dem Durchmesser Y am Fuss der Wölbung zu erreichen. Durch diesen Unterschied der Durchmesser werden die Toleranzbereiche der Wölbung und der Stützscheibe bestimmt. Der Wert des Winkels θ wird so gewählt, dass die gewünschten Kräfte für Eindrücken und Herausziehen erreicht werden.

Claims

System zum Befestigen eines Gegenstandes (1) auf einer Platte (3) vermittels einer Unterlegscheibe (41, 42), bei dem der Gegenstand mit der Unterlegscheibe verbunden wird und die Platte eine Struktur (2) umfasst, um den Gegenstand durch Abstützen der Unterlegscheibe an dieser Struktur zu festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, dass diese Struktur (2) eine kegelförmige, halbkugelförmige oder zylindrische Wölbung der Platte ist.
System zum Befestigen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (2) eine konvexe Oberfläche (2A) aufweist, an der die Unterlegscheibe (41, 42) abgestützt wird.
System zum Befestigen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (2) eine konkave Oberfläche (2B) aufweist, an der die Unterlegscheibe (41, 42) abgestützt wird.
System zum Befestigen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe (4) einen elektrischen Verbinder umfasst.
System zum Befestigen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe (41) gezahnt ist.
Verfahren zum Befestigen eines Gegenstandes (1) auf einer Platte (3) vermittels einer Unterlegscheibe (41, 42), die dafür bestimmt ist, mit dem Gegenstand. verbunden zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (3) verformt wird, um ihr eine kegelförmige, halbkugelförmige oder zylindrische Wölbung (2) zu verleihen, und dass die Unterlegscheibe (41, 42) in die Wölbung (2) gepresst wird, um den Gegenstand (1) durch Abstützen der Unterlegscheibe (41, 42) an der Wölbung (2) auf der Platte (3) festzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe (41, 42) in eine konvexe Oberfläche (2A) der Wölbung (2) der Platte (3) eingepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe (41, 42) in eine konkave Oberfläche (2B) der Wölbung (2) der Platte (3) eingepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (2) durch Tiefziehen der Platte (3) gebildet wird.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine gezahnte Unterlegscheibe (41) verwendet wird.