DE60201799T2

DE60201799T2 - Lösbarer Befestigungsclip

Info

Publication number: DE60201799T2
Application number: DE60201799T
Authority: DE
Inventors: Peder Johansson; Kristan Östergren
Original assignee: ITW Sverige AB
Current assignee: ITW Sverige AB
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: SE0102970L; US6752576B2; BR0203268B1; SE523210C2; CA2399568C; SE0102970D0; EP1291534B1; DE60201799D1; ES2232730T3; EP1291534A1; BR0203268A; US20030053880A1; CA2399568A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft Befestigungsmittel des Typs, welcher im Fachgebiet als Clip bezeichnet wird. Solche Clips werden in Löchern verschiedenen Typs in einer großen Vielfalt an Konstruktionselementen benutzt. Clips sind sehr verbreitet in der Kraftfahrzeugindustrie und werden beispielsweise benutzt, um Verkleidungen bzw. Platten zu befestigen, aber auch verschiedene Typen von funktionalen Elementen, wie zum Beispiel Kabel, Rohrleitungen verschiedener Arten, usw., vgl. zum Beispiel GB-A-2 305 961.
Clips erscheinen auch in verschiedenen Typen von Sicherheitseinrichtungen, zum Beispiel um lebenswichtige Teile in Sicherheitseinrichtungen zu tragen, welche bei einem Kollisionsereignis automatisch auslösen, wie zum Beispiel in Airbags.
STAND DER TECHNIK
Clips des fraglichen Typs sind Einsatzgüter. Solche Güter müssen in punkto Preis wettbewerbsfähig sein und stringenten Anforderungen hinsichtlich gleichmäßiger Qualität genügen, und sie müssen auch stringente Anforderungen hinsichtlich Stärke, Stabilität und Handhabung erfüllen.
Einteilig aus Kunststoffmaterial oder dergleichen gefertigte Clips sind sehr verbreitet. Das Material des Clips wird so gewählt, dass das Material zusätzlich zu der benötigten mechanischen Stabilität/Stärke auch ein bestimmtes Maß an elastischem Rückfederungsvermögen in den Bereichen des Clips erlaubt, wo eine Art Gelenk oder Brücke zwischen Materialteilen geformt wird. Eine Anzahl verschiedener Typen von einteilig gefertigten Clips, in weichen fersenartige (heel-like, absatzartige) Elemente mit dem Schaft des Clips über ein Gelenk, welches als Torsionsgelenk ausgebildet ist, zusammenwirken, ist bereits bekannt. Diese Fersen können mit elastischem Rückfederungsvermögen in eine Ausnehmung des Clip-Schafts geschwenkt werden. Bei der Montage wird der Schaft des Clips ganz einfach in ein korrespondierendes Loch gedrückt, wobei die Fersen automatisch einschwenken und anschließend zu ihrer ursprünglichen Position zurückkehren, so dass sie sich gegen die Unterseite des Objekts, in welchem das Loch gefertigt ist, abstützen.
Clips besagten Typs werden normalerweise in Multi-Abteil-Werkzeugen (multi-compartment tools) spritzgeformt oder in einer Gussform gegossen. Das Kunststoffmaterial ist vorzugsweise ein Thermoplast, zum Beispiel werden verschiedene Typen von Acetalkunststoffen, Polypropylen, Polyamid und dergleichen genutzt. Es ist auch möglich, wärmehärtbaren Kunststoff zu nutzen.
ZIEL DER ERFINDUNG
Ziel der Erfindung ist es, Clips des erwähnten Typs dadurch weiter zu verbessern, dass die Möglichkeit geboten wird, den Clip optimal zu lösen. Dieses optimale Lösen führt dazu, dass Clips demontiert werden können, ohne irgendeine Schwächung oder dergleichen, und dann in dasselbe Loch oder ein anderes korrespondierendes Loch wieder eingesetzt werden können.
Für Wartungsarbeiten und Teileaustausch, z. B. in Fahrzeugen, werden Clips verfügbar gemacht, die ein zerstörungsfreies Demontieren erlauben.
Die neuartige Clip-Konstruktion macht es wie zuvor möglich, die neuartige Clip-Konstruktion in der Form eines Clips, welcher mit einem funktionalen Konstruktionselement integral gefertigt ist, herzustellen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Das Ziel der Erfindung wird durch eine Clip-Konstruktion gemäß dem Patentanspruch 1 der Anlage erreicht. Vorteilhafte Details und Ausführungsformen sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 dargelegt.
Ein Verfahren zum Herstellen des Clips ist in Patentanspruch 9 dargelegt, und ein Verfahren zum Demontieren desselben ist in Patentanspruch 10 dargelegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein zentraler Längsschnitt, der einen Clip in einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
2 zeigt den Clip von 1, der die Breitseite seines Schaftteils zeigt,
3 zeigt den Clip von 1, der die Schmalseite seines Schaftteils zeigt,
4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in 2,
5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in 3,
6 bis 8 zeigen das Prinzip, durch welches der Clip in der gezeigten Ausführungsform montiert wird, und
9 bis 12 zeigen, wie der Clip demontiert wird.
BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die 1 zeigt eine Ausführungsform eines Clips 10 gemäß der Erfindung im Längsschnitt in einer Ebene, die dessen Mittelachse enthält. In der gezeigten Ausführungsform weist der Schaftteil 11 des Clips einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit gegenüberliegenden Paaren von im wesentlichen identisch breiten und schmalen Seiten (vgl. 2 und 3) auf. Der Längsschnitt durch die Schmalseiten ist in 1 gezeigt.
Der Clip 10 in 1 umfasst zusätzlich zum angesprochenen Schaftteil 11 der axialen Länge l₁ ein Lochkantenbefestigungsende 12, von welchem in der Ausführungsform im Prinzip gesagt werden kann, dass es eine axiale Länge l₂ und ein Eingangsende 13 mit der axialen Länge l₃ aufweist.
Ein Paar der Elemente 14, 15, welche zum Greifen des Randabschnitts in einem Loch und zum Zurückhalten des Clips in dem Loch vorgesehen sind und worauf im Weiteren als fersenförmige (heel shaped, absatzförmige) Elemente Bezug genommen wird, stehen von den Schmalseiten des Schaftteils 11 ab. Die fersenförmigen Elemente liegen in einer diametral fortlaufenden Ausnehmung 18, welche sich zwischen den Schmalseiten des Schaftteils erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform ist jedes der fersenförmigen Elemente 14, 15 integral mit den Breitseiten des Schaftteils über ein Paar von Gelenken des Torsionsgelenk-Typs, wobei die Brücken 16 und 17 gebildet werden.
An jedem fersenförmigen Element 14, 15 gibt es eine Manövrierschulter 19, 20 und zwischen diesen Schultern ist im wesentlichen zentral auf beiden Seiten der Mittelachse des Schaftteils 11 eine Lücke 21 gelassen.
Besagte transversale bwz. Quer-Ausnehmung 18 im Schaftteil ist in solch einer Weise gestaltet, dass unter den zwei fersenförmigen Elementen 14, 15 ein Freiraum 22 zwischen der Unterseite der Manövrierschultern 19, 20 und dem Eingangsende 13 gebildet ist. Dieser Freiraum ist so dimensioniert, dass die fersenförmigen Elemente 14, 15 um die Gelenke 16, 17 in die Ausnehmung 18 hinein schwenken können, bis sie im wesentlichen radial innerhalb der äußeren Oberfläche der Schmalseiten des Schaftteils 11 liegen.
Im Clip 10 gibt es ein axiales Loch 23, welches sich durch das Lochkantenbefestigungsende 12 und den Schaftteil 11 hindurch zur Ausnehmung 18 hin erstreckt. Das Loch 23 steht folglich mit den Manövrierschultern 19, 20 in Verbindung.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform der fersenförmigen Elemente 14, 15, weisen diese eine im wesentlichen ebene Lagerfläche bzw. Stützoberfläche 14a, 14b auf, welche dazu vorgesehen ist, mit einem Randabschnitt der Unterseite eines Loches, in welches der Clip eingeführt werden soll, in Eingriff gebracht zu werden. Um den notwendigen Spielraum zum Schwenken der fersenförmigen Elemente 14, 15 um die Gelenke 16, 17 zu reduzieren, bilden die Stützoberflächen 14a, 14b vorzugsweise einen Winkel von etwas mehr als 90° mit der Mittelachse des Schaftteils.
Die Anordnung, welche das axiale Loch 23, die Manövrierschultern 19, 20, die Gelenke 16, 17 und den Freiraum 22 umfasst, stellt die Basisanforderung zum Erzielen eines effektiven Einführens des Clips in ein Loch und eines zerstörungsfreien Demontieren des Clips dar, zum Beispiel um denselben unter Beibehaltung derselben mechanischen Eigenschaften wieder zu benutzen.
Zusätzlich dazu, dass das axiale Loch 23 ein wichtiges Element für das zerstörungsfreie Demontieren darstellt (was später noch in Verbindung mit 9 bis 12 diskutiert werden wird), trägt es auch zur vergleichsweise einfachen Herstellung des Clips in seiner Gesamtheit bei.
Die gesamte Struktur – Lochkantenbefestigungsende 12, Schaftteil 11, fersenartige Elemente 14, 15, Gelenke 16, 17 und Eingangsende 13 – können unter Anwendung einfachen Kernziehens in einem geteilten Gusswerkzeug hergestellt werden, wobei die Teilungsebene sich axial mittig durch die Schmalseiten des Clips erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform kann es ausreichend sein, die Kerne axial von dem Lochkantenbefestigungsende 12 weg und in rechten Winkeln zu den Schmalseiten des Schaftteils und dem Eingangsende hin zu ziehen. Ein Eingangsende 13, welches dem Einsatzzweck besonders gut entgegenkommt, kann massiv gefertigt sein, und materialsparende Ausnehmungen können unter Nutzung besagten einfachen Kernziehens in dem restlichen Eingangsende und dem Schaftteil gefertigt werden.
Clips des fraglichen Typs, einschließlich derer der gezeigten Ausführung, sind entsprechend aus spritzformfähigem oder gussfähigem Material, insbesondere Acetal-Kunststoffen, Polypropylen, Polyamid und dergleichen gefertigt, welche, zusätzlich zum Verleihen der gewünschten mechanischen Stärke, auch Materialeigenschaften aufweisen, welche, soweit es die Gelenke 16, 17 betrifft, elastisches Rückfederungsvermögen ähnlich des selbstschließenden Gelenk-Typs verleihen, und folglich Gelenke formen können, die dem Torsions-Prinzip entsprechend arbeiten.
1 zeigt ein Lochkantenbefestigungsende 12 eines einfachen Typs. Es hat einen kreisförmige manschettenartigen Kragen 12a und einen weiteren Kragen 12b, der das äußerste Ende des Clips bildet. Mittels der ihm verliehenen Form weist der Manschettenkragen 12a eine bestimmte Rückkehrelastizität in der axialen Längsrichtung des Clips auf. Zwischen den Stützoberflächen 14a, 14b der fersenartigen Elemente und dem Manschettenkragen 12a gibt es dafür eine Einführabmessung mit einer gewissen Toleranz, d. h. ein Clip mit bestimmter nominaler Größe der Distanz zwischen dem Manschettenkragen und den Stützoberflächen kann auch für Löcher verwendet werden, die leicht von der Nominalgröße abweichen. Der Ausdruck Abstützen, wie er in dem gegenwärtigen Kontext verwendet wird, muss natürlich nicht bedeuten, dass der Schaftteil des Clips die Lage betreffend komplett in einem Loch fixiert ist, obwohl so etwas der Fall sein kann. Ein gewisses Spiel oder ein gewisser Freiheitsgrad sind möglich, wenn es so benötigt wird oder es wünschenswert ist.
Die Clipkonstruktion gemäß 1 ist in den 2 bis 5 detailreicher dargestellt. Gezeigt werden hier beispielsweise Ausnehmungen 24 im Eingangsende und dem Ende des Schaftteils, welche Material einsparen und welche durch das erwähnte Kernziehen hergestellt werden können. Die durchbrochenen Linien 25 deuten darauf hin, dass der Clip mit einem Element integral hergestellt werden kann, welches eine spezifische Funktion aufweist, zum Beispiel einem Befestigungsband für Verkabelungen oder dergleichen.
6 bis 8 veranschaulichen die Prozedur für das Befestigen des beschriebenen Clips. Der Clip wird in der Richtung des Pfeils 28 in ein Loch 27 in einem Konstruktionselement, zum Beispiel einer Wandverkleidung bzw. -Platte oder einem anderen Strukturelement eines Kraftfahrzeugs oder anderen Objekts eingeführt. Besagte nominale axiale Abmessung zwischen dem Manschettenkragen 12a und der Stützoberfläche 14a, 15a entspricht prinzipiell der Stärke des Konstruktionselements 26, d. h. der axialen Länge des Lochs 27.
7 zeigt die in die radiale Ausnehmung 18 im Schaftteil 11 geschwenkten fersenartigen Elemente 14a, 15a, was erreicht wird durch Abstützung an der Begrenzungswand des Lochs 27. Das Einführen des Clips in das Loch wird beispielsweise manuell oder maschinell bewerkstellligt.
In 8 befindet sich der Clip in seiner endgültigen befestigten Position. Im gezeigten Beispiel erfolgt die tatsächliche Abstützung gegen die Unterseite des gelochten Konstruktionselements 29, und der Manschettenkragen 12a stützt sich auch für seinen Teil gegen die Oberseite des Konstruktionselementes ab.
9 bis 12 zeigen das zerstörungsfreie Demontagenprinzip.
Ein Werkzeug 30 mit einem stabförmigen operativen Teil 31 wird in das Loch 23 in der Richtung des Pfeils 32 entweder manuell oder maschinell eingeführt. In 10 befindet sich das Werkzeug in seiner untersten Position. Durch Abstützung an den Manövrierschultern 19, 20 hat das Element 31 die fersenartigen Elemente 14, 15 in die Ausnehmung 18 geschwenkt, so dass die fersenartigen Elemente innerhalb oder im wesentlichen in der Ebene der äußeren Schmalseiten des Schaftteils 11 liegen.
Mit dem Werkzeug 30 in der genannten Position wird anschließend eine Kraft in der Richtung des Pfeils 33 (11) manuell oder maschinell ausgeübt, und der Clip wird ohne Zerstörung aus dem Loch 27 gepresst (12).
In der gezeigten Ausführungsform des Clips, weist der Clipschaft einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Andere Gestaltungsvarianten, z. B. ringförmig oder polygonal sind natürlich möglich.
Es ist auch möglich, die Anzahl der so genannten fersenförmigen Elemente zu variieren, welche in einer elastisch schwenkbaren Weise mit dem Schaftteil verbunden sind. In der gezeigten Ausführungsform gibt es zwei solche Elemente. In einer Ausführungsform mit einem Schaftteil ringförmigen Querschnitts können zum Beispiel drei oder mehr „fersenförmige" Elemente sein.
Es wird folglich verstanden werden, dass die beschriebene und in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsform nur ein Beispiel darstellt. Abweichungen in Design und Abmessungen und unzählige Variationen einschließlich der Clips, welche in verschiedenen Typen von Konstruktionen integriert sind, sind im Rahmen dieser Erfindung möglich.
Die Erfindung wird nur durch das beschränkt, was in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt ist.

Claims

Clip (10), der einstückig aus einem Kunststoffmaterial geformt oder spritzgegossen und zur Einführung in ein Loch (27) vorgesehen ist, aufweisend: ein Schaftteil (11), ein Eingangsende (13) und ein Lochkanten-Befestigungsende (12) mit Mitteln (12a) zur Anlage gegen ein Kantenteil, das das Loch (27) umgibt, und mindestens zwei absatzartige Elemente (14, 15), die am Schaftteil (11) angeordnet sind, die elastisch einschwenken und wieder zurückschwenken können, und sich von der maximalen äußeren Querabmessung des Schaftteils (11) nach außen zu einer äußeren Querabmessung erstrecken, die größer ist als die Abmessung des Lochs (27) und die gegen eine Seite eines Objekts mit dem Loch, die von dem Kantenteil weg zeigt, anliegen kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein axiales Loch (23) zur Aufnahme eines separaten Demontagewerkzeugs (30) gebildet ist, das sich durch das Lochkanten-Befestigungsende (12) und den Schaftteil (11) zu einer Manövrierschulter (19, 20) für jedes der absatzartigen Elemente innerhalb eines Gelenks (16, 17), das jedes absatzartige Element und den Schaffteil verbindet, erstreckt, und dass ein freier Raum (22) zwischen den Manövrierschultern (19, 20) und dem Eingangsende (13) liegt, um es den Manövrierschultern zu ermöglichen mit dem Demontagewerkzeug um ihre Gelenke (16, 17) in der Richtung zum Eingangsende (13) hin geschwenkt zu werden, und so die absatzartigen Elemente (14, 15) aus ihrer Anlage gegen das Objekt freizugeben.
Clip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochkanten-Befestigungsende (12) und folglich der Clip (10) integral mit einem Element (25) zur Erfüllung einer bestimmten Funktion gebildet sind, zum Beispiel einem Befestigungsband zum Verkabeln oder ähnlichem.
Clip nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Manövrierschulter (19, 20) eine im wesentlichen ebene Oberfläche aufweist, die im wesentlichen unter rechten Winkeln zur axialen Ausdehnung des Schaffteils (11) ausgerichtet ist und dass die ebenen Oberflächen zusammenwirkender absatzartiger Elemente sich im wesentlichen zur Mittelachse des Schaffteils erstrecken, wobei sie eine Lücke (21) lassen.
Clip nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (16, 17) im größt möglichen Abstand von der Mittelachse des Schaftteils (11) entfernt angeordnet ist, wobei seine radial äußere Grenzfläche vorzugsweise mit der Grenzfläche des Schaftteils übereinstimmt.
Clip nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ausführungsform, bei der der Schaftteil zwei gegenüberliegende breite Seiten und zwei gegenüberliegende schmale Seiten aufweist, das Gelenk (16, 17) sich zwischen den breiten Seiten erstreckt und die mindestens zwei absatzartigen Elemente (14, 15) aus den schmalen Seiten herausragen.
Clip nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes absatzartige Element an dem zum Lochkanten-Befestigungsende (12) hin gerichteten Ende eine im wesentlichen ebene Lagerfläche (14a, 14b) aufweist, die vorzugsweise einen Winkel zur Mittelachse des Schaftteils bildet, der geringfügig größer als 90° ist.
Clip nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Clip (10) ein geteiltes Formwerkzeug ist und die Teilungsebene des Formwerkzeugs so gewählt ist, dass sie zentral in gegenüberliegenden Seiten des Schaftteils liegt, denen absatzartige Elemente (14, 15) fehlen.
Verfahren zur Herstellung des Clips nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (23), das sich zur Manövrierschulter (19, 20) hin erstreckt, und die Ausnehmung (18) im Schaftteil unter Verwendung des geteilten Formwerkzeugs unter Anwendung von Kernziehen gebildet werden.
Verfahren zur Demontage des Befestigungsclips nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein stabförmiges Demontagewerkzeug (31) in das Loch (23) im Schaftteil (11) bis zu den Manövrierschultern (19, 20) eingeführt wird, wobei das Ende des Werkzeugs mit den Schultern in Eingriff gelangt, dass die Schultern zum Eingangsende (13) hin und die Gelenke (16, 17) in den freien Raum (22) zwischen den Manövrierschultern und dem Eingangsende hinunter geschwenkt werden, und dass ein greifbarer Teil des Lochkanten-Befestigungsendes oder des Schaftteils danach manuell oder mit einem Werkzeug ergriffen und der Befestigungsclip ohne Störung durch die absatzartigen Elemente entfernt wird.