DE60205579T2 - Selbsthaltende Nietverbindung - Google Patents

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DE60205579T2
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arms
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fastening element
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DE60205579T
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Chad E. Manteno Heflin
George Chicago Heigts Siragusa
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Illinois Tool Works Inc
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Illinois Tool Works Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F16B19/10Hollow rivets; Multi-part rivets fastened by expanding mechanically
    • F16B19/1027Multi-part rivets
    • F16B19/1036Blind rivets
    • F16B19/1081Blind rivets fastened by a drive-pin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S411/00Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
    • Y10S411/904Fastener or fastener element composed of nonmetallic material
    • Y10S411/908Resinous material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die gegenwärtige Erfindung betrifft im Allgemeinen nietartige Befestigungselemente für die Halterung bzw. Befestigung in Löchern von Werkstücken; und insbesondere auf selbst-verriegelnde bzw. selbst-arretierende nietartige Befestigungselemente, welche zur Entfernung und Wiederverwendung gelöst werden können.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Verschiedene Typen von Eindrück- bzw. Einsteck-Befestigungselementen wurden für den Eingriff in Löchern von Werkstücken zum Befestigen von benachbarten Platten aneinander oder zum Befestigen von Objekten am Werkstück benutzt. In einer einfachen Form für solch ein Befestigungselement ist das Werkstück mit einem Loch ausgestattet. Das Befestigungselement beinhaltet einen Kopf und einen Schaft. Der Kopf ist größer als das Loch, so dass der Kopf nicht in das Loch oder durch das Loch hindurch tritt. Der Schaft beinhaltet nach außen vorgespannte, aber nachgiebige Segmente, welche oftmals eine nach innen abgewinkelte verjüngte Spitze aufweisen. Der aufgeweitete Abschnitt des Schafts ist nominal größer als das Loch. Das Befestigen des Befestigungselements im Werkstück wird erreicht durch Hineintreiben des Schafts in das Loch. Wenn der Schaft eintritt und durch das Loch gleitet, bewegen sich die nach außen vorgespannten, aber dennoch nachgiebigen Abschnitte leicht nach innen, um das vollständige Einführen des Befestigungselementes zu ermöglichen, bis der Kopf mit einer Oberfläche des Werkstücks, welche zuerst vom Befestigungselement durchdrungen wurde, in Eingriff gelangt. Ein Segment des Schafts erstreckt sich durch das Loch im Werkstück. Aufgrund der Form des Schafts und der Struktur der Schaftsegmente, welche den Grad, bis zu welchem jedes nachgeben oder sich verbiegen kann, regelt, kann ein Herausziehen des Schafts aus den ausgerichteten Öffnungen erschwert oder verhindert werden. Ein Nachteil dieses Typs von Befestigungselement ist, dass der Einführdruck, welcher erforderlich ist, um das Nachgeben der Schaftsegmente zu bewirken, unvorteilhaft hoch sein kann, wenn die Kraft zum Vorspannen der Segmente nach außen ausreicht, um ein nachfolgendes Herausziehen des vollständig eingeführten Befestigungselementes zu hemmen oder zu verhindern.
  • Bei einer weiteren Art von Befestigungselement beinhaltet der Schaft einen hohlen Kern, auf welchen durch eine Öffnung im Kopf zugegriffen wird. Ein Stift ist bereitgestellt. Nachdem der Schaft vollständig eingeführt wurde, wird der Stift in den Kern des Schafts getrieben, wobei der Schaft nach außen gedrängt wird und das Befestigungselement in dem Loch des Werkstücks befestigt wird. Zweiteilige Befestigungselemente dieser Art haben Nachteile darin, dass die Teile von einander getrennt werden können. Eine einwandfreie Einführung des Stifts in den Schaft kann problematisch sein, wenn der Zugangsbereich eingeschränkt ist oder die Person, die die Befestigungselemente nutzt, nicht über ausreichende Geschicklichkeit verfügt, um mit signifikant kleinen Stiften zu hantieren.
  • Ein Befestigungselement mit einem festgehaltenen beweglichen Stift ist im US-Patent 6 074 144 gezeigt. Ein Nachteil dieses Designs ist, dass mehrere Schritte notwendig sind, um das Befestigungselement vor dem tatsächlichen Gebrauch vorzumontieren. Der Stift muss nach dem anfänglichen Formen bzw. Pressen des Befestigungselements in einer Vorverriegelungsposition positioniert werden.
  • Ähnliche Strukturen können eher als eine Befestigungsbasis oder -verankerung an der Oberfläche eines Werkstücks als als Befestigungselement zum Verbinden zweier Werkstücke verwendet werden. Das Befestigungselement wird in ein Werkstück eingeführt und trägt einen Überbau an der Oberfläche des Werkstücks. Der Überbau ist konfiguriert, um daran ein weiteres Werkstück, eine Abdeckung oder ähnliches zu befestigen. Es wäre vorteilhaft bei vielen derartigen Anwendungen, wenn das Befestigungselement leicht zu entfernen und wieder verwendbar wäre.
  • Die US-A 3 350 976 beschreibt ein einteiliges Kunststoff-Expansions-Befestigungselement, welches einen zentralen Stab und erste und zweite Arme, welche integral mit diesem Stab gebildet sind und sich von diesem weg nach außen erstrecken, aufweist, wobei die ersten und zweiten Arme jeweils proximale Segmente, welche einander in beabstandetem Verhältnis zugewandt sind, und distale Segmente, beinhalten, welche an ihren Enden miteinander verbunden sind.
  • Was im Fachgebiet benötigt wird, ist ein selbstverriegelndes nietartiges Befestigungselement, welches eine Vorverriegelungs-Konfiguration, in welcher der Schaft mit minimalem Einführdruck leicht in ein Loch eingeführt wird, beinhaltet. Was ferner benötigt wird, ist ein selbstverriegelungsartiges Nietbefestigungselement, welches sich als Teil des Einführprozesses automatisch ausdehnt bzw. expandiert, und welches bei vollständiger Einführung an der Stelle einrastet bzw. verriegelt. Was ferner benötigt wird, ist eine Art lösbares Nietbefestigungselement, welches einfach angewendet und sicher positioniert wird, aber dennoch zum Entfernen und Wiederverwenden lösbar ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die gegenwärtige Erfindung liefert ein nietartiges Befestigungselement zum Befestigen in einem Loch eines Werkstücks. Die Struktur des Befestigungselements verursacht eine automatische Ausdehnung des Befestigungselements, wenn das Befestigungselement in das Loch eingeführt ist, und bringt Verriegelungselemente in Eingriff, um das Befestigungselement in dem Loch zu halten bzw. zu befestigen.
  • In einem ihrer Aspekte liefert die Erfindung ein Befestigungselement für ein Werkstück mit einer Basis und ersten und zweiten Armen, welche an der Basis befestigt sind und sich davon nach außen weg erstrecken. Die ersten und zweiten Arme beinhalten jeweils proximale Segmente und distale Segmente, welche an Enden derselben verbunden sind. Ein Stab erstreckt sich nach innen zwischen die Arme, von den verbundenen distalen Segmenten zu der Basis hin. Die Arme und der Stab haben zusammen wirkende Strukturen zum Abspreizen und Verriegeln der Arme in einer abgespreizten Position, wenn eine relative axiale Bewegung zwischen den Armen und dem Stab auftritt.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Befestigungselement mit einer Basis, welche eine Oberfläche aufweist, die einen Kanal definiert, und entgegengesetzten Armen versehen, welche mit der Basis in beabstandetem Verhältnis an gegen überliegenden Seiten des Kanals verbunden sind. Die Arme beinhalten distale Segmente. Ein Stab ist mit den distalen Segmenten der Arme verbunden und erstreckt sich zwischen den Armen zu der Basis hin. Der Stab beinhaltet einen Querriegel (transverse bar) zwischen den Armen und mit dem Kanal fluchtend. Seitliche Vorsprünge erstrecken sich von dem Stab nach außen und weisen Spitzen auf. Kerben bzw. Aussparungen in den Armen bringen die Spitzen der seitlichen Vorsprünge in einer verriegelten Position in Eingriff.
  • In noch einem weiteren Aspekt derselben liefert die Erfindung ein nietartiges Befestigungselement mit einer Basis, die eine Oberfläche aufweist, welche einen Kanal definiert. Erste und zweite entgegengesetzte Arme sind mit der Oberfläche der Basis in einem beabstandeten Verhältnis zu einander und an gegenüber liegenden Seiten des Kanals verbunden. Die Arme beinhalten verhältnismäßig dickere proximale Segmente und verhältnismäßig dünnere distale Segmente. Ein Stab ist mit den distalen Segmenten verbunden und erstreckt sich zwischen den Armen zur Basis hin. Der Stab beinhaltet einen Querriegel zwischen den Armen und mit dem Kanal fluchtend. Der Riegel hat eine Länge, die größer ist als die Lochweite. Seitliche Vorsprünge erstrecken sich von dem Stab nach außen und weisen keilförmige Oberflächen auf, welche an Vorsprungsspitzen enden. In den proximalen Segmenten sind Aussparungen vorgesehen, um die Spitzen der seitlichen Vorsprünge in Eingriff zu bringen. Angeschrägte Oberflächen bzw. Rampenflächen an den Armen führen die Spitzen von der unverriegelten Position in eine verriegelte Position, in welcher die Spitzen mit den Aussparungen in Eingriff gebracht werden, und die Arme werden nach außen abgelenkt bzw. gebogen.
  • Ein Vorteil der gegenwärtigen Erfindung ist die Bereitstellung eines einheitlichen nietartigen Befestigungselements mit automatischen Verriegelungsstrukturen, welche beim Einführen des Befestigungselements in ein Werkstück aktiviert werden.
  • Ein weiterer Vorteil der gegenwärtigen Erfindung ist die Bereitstellung eines Befestigungselements für ein Loch in einem Werkstück, welches während der Einführung verriegelt und zur Entfernung und Wiederverwendung entriegelt werden kann.
  • Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann bei der Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen zum Bezeichnen gleicher Merkmale benutzt werden, offensichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Draufsicht auf ein selbstverriegelndes Nietbefestigungselement gemäß der gegenwärtigen Erfindung;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Befestigungselements;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht des in 1 und 2 gezeigten Befestigungselements, wobei jedoch die Unterseite des in 2 gezeigten Befestigungselements gezeigt wird;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht des in 3 gezeigten Befestigungselements, welche die teilweise Einführung des Befestigungselements in ein Werkstück veranschaulicht;
  • 5 ist eine Draufsicht ähnlich der 1, welche jedoch die vollständige Einführung des Befestigungselements in das Werkstück zeigt;
  • 6 ist eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des Befestigungselements gemäß der gegenwärtigen Erfindung; und
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht noch einer weiteren Ausführungsform des Befestigungselements gemäß der gegenwärtigen Erfindung.
  • Bevor die Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden, gilt es zu verstehen, dass die Erfindung in ihrer Anwendungsbreite nicht auf die Details der Konstruktion und die Komponentenanordnung beschränkt ist, welche in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen veranschaulicht ist. Die Erfindung ist zu anderen Ausführungsformen und zur Praktizierung und Ausführung auf verschiedene Weisen geeignet. Es gilt auch zu verstehen, dass die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie Beschreibungszwecken dienen und nicht als einschränkend betrachtet werden sollten. Der Gebrauch von „beinhaltend" und „umfassend" und Varianten derselben hierin soll die nachfolgend aufgeführten Gegenstände und deren Äquivalente ebenso wie zusätzliche Gegenstände und deren Äquivalente umfassen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Jetzt spezieller auf die Zeichnungen, und insbesondere auf 1 Bezug nehmend, bezeichnet Bezugszahl 10 ein Befestigungselement der gegenwärtigen Erfindung. Das Befestigungselement 10 ist beim Befestigen benachbarter Platten bzw. Paneele miteinander (nicht gezeigt), welche Öffnungen durch dieselben aufweisen, nützlich. Das Befestigungselement 10 kann auch als eine Verankerung genutzt werden, an welcher andere Strukturen befestigt werden können, in welchem Fall das Befestigungselement 10 in ein einziges Werkstück 12, wie in 4 und 5 gezeigt, eingeführt werden kann.
  • Das Befestigungselement 10 beinhaltet eine Basis 14, welche verschiedene Formen und Konfigurationen in Abhängigkeit von der Anwendung und dem Gebrauch des Befestigungselements 10 annehmen kann. Die 5 veranschaulicht das Befestigungselement 10 in einer vertikalen Ausrichtung im Werkstück 12, wobei Basis 14 über dem Werkstück 12 liegt; es sollte jedoch verstanden werden, dass das Befestigungselement 10 auch in Anwendungsfällen genutzt werden kann, in welchen die Basis 14 hinsichtlich des Werkstücks 12 unterhalb, längsseits oder abgewinkelt ausgerichtet ist. Ausdrücke wie „Oberseite", „Unterseite", „oben", „unten" und Varianten davon, werden nur zur einfachen Beschreibung genutzt, und werden im Hinblick auf die Ausrichtung der verschiedenen Ansichten in den Zeichnungen genutzt. Folglich sind die Ausdrücke nicht als Einschränkung der Ausrichtung des Befestigungselements 10 oder wie es verwendet werden könnte, zu verstehen.
  • In den veranschaulichten Ausführungsformen ist die Basis 14 eine im Wesentlichen flache, rechteckige, plattenähnliche Struktur, die eine obere Fläche 16, eine untere Fläche 18, Seitenflächen 20 und 22 und Endflächen 24 und 26 aufweist. Während die Basis 14 in den Zeichnungen rechteckig dargestellt ist, könnte die Basis von anderer Form sein. Zusätzlich kann die obere Fläche 16 zu Befestigungszwecken eine Auswahl an bedarfsgemäßen Überbauten und Befestigungskomponenten tragen. Wie in 1 bis 5 veranschaulicht, beinhaltet die Basis 14 ein Paar Schlitze 28 und 30, welche sich durch diese von der Seitenfläche 20 zu der Seitenfläche 22 zwischen den oberen und unteren Flächen 16 und 18 erstrecken. Die Schlitze 28 und 30 können zum Beispiel zur Aufnahme von Plättchen bzw. Laschen von Platten oder anderen an das Befestigungselement 10 gehängten oder daran befestigten Komponenten genutzt werden.
  • Die untere Fläche 18 definiert einen rechteckigen Kanal 32, welcher die Kanalseiten 34 und 36 und einen Kanalboden 38 aufweist. Die Kanalseiten 34 und 36 sind vom Kanalboden 38 nach außen abgewinkelt (angle), sodass die Öffnung zum Kanal 32 breiter ist als der Kanalboden 38. Der Kanal 32 erstreckt sich zwischen den Seitenflächen 20 und 22 und trennt die Bodenfläche 18 in die Bodenflächensegmente 18A und 18B. In Abhängigkeit von der Größe, der Form, der Anwendung und dem Gebrauch der Basis 14 kann der Kanal 32 zwischen den Seitenflächen 20 und 22 oder den Endflächen 24 und 26, rechtwinklig dazu oder in einem Winkel, und in anderen Formen als der gezeigten rechteckigen Form, angeordnet sein. Ein Durchgang 40 ist in der Basis 14 gebildet, welcher sich von dem Kanalboden 38 zur oberen Fläche 16 erstreckt und Öffnungen in ihnen hat.
  • Erste und zweite Arme, welche mit 50 bzw. 70 bezeichnet sind, sind mit der Basis 14 verbunden und erstrecken sich von der unteren Fläche 18 an gegenüberliegenden Seiten des Kanals 32 nach außen. Werden sie von einer der beiden Seiten des Befestigungselementes 10 betrachtet, sind die Arme 50 und 70 Spiegelbilder von einander, ähnlich geformt und entgegengesetzt gerichtet bzw. angeordnet, um einander so gegenüber zu liegen. Die Arme 50 und 70 haben verhältnismäßig dickere proximale Segmente 52 und 72 am dichtesten bei der Basis 14 und verhältnismäßig dünnere distale Segmente 54 und 74 am weitesten von der Basis 14 entfernt. Die proximalen Segmente 52 und 72 sind leicht von der Basis 14 nach außen abgewinkelt. Werden sie wie in 1 in der Seitenansicht betrachtet, definieren die Arme 50 und 70, wie gezeigt, eine leichte Birnenform in der unverriegelten Position des Befestigungselements 10. Eine breitere Mitte ist in der Nähe der Verbindungsstelle der proximalen Segmente 52 und 72 mit den distalen Segmenten 54 und 74 vorgesehen, und schmälere Enden sowohl an der Basis 14 als auch den distalen Segmenten 54 und 74.
  • Die proximalen Segmente 52 und 72 definieren Kerben bzw. Aussparungen 56 bzw. 76, welche im Allgemeinen mit einander ausgerichtet sind und einander in der Nähe der Enden 58 und 78 der proximalen Segmente 52 und 72 gegenüberliegen, wobei sie sich mit den distalen Segmenten 54 bzw. 74 verbinden. Die Aussparungen 56 und 76 werden durch die sich schneidenden Wände 60, 62 bzw. 80, 82 definiert. Die Rampen 64 und 84 erstrecken sich von den Enden 58 bzw. 78 weg, wobei jede nach innen und zur Basis 14 hin abgewinkelt ist, wobei sie sich mit den Wänden 62 und 82 der Aussparungen 56 und 76 (über)schneiden und Lippen bzw. Ränder 66 bzw. 86 bilden.
  • Die distalen Segmente 54 und 74 erstrecken sich jeweils von den proximalen Segmenten 52 bzw. 72 weg, wobei sie sich nach innen auf einander zu krümmen und die Schleifen (loops) 68 bzw. 88 bilden, welche an einem Stab 90 miteinander verbunden sind. Die Schleifen 68 und 88 sind nachgiebig, sodass sie eine Deformierung derselben aufnehmen, um eine relative axiale Bewegung zwischen dem Stab 90 und den proximalen Segmenten 52 und 72 zu ermöglichen. Der Stab 90 erstreckt sich von den verbundenen distalen Segmenten 54 und 74 zwischen den Armen 50 und 70 zu der Basis 14 hin. Ein Querriegel 92 ist am oberen Ende des Stabes 90 vorgesehen, wobei der Riegel 92 mit dem Kanal 32 ausgerichtet, aber von diesem in einem unverriegelten, entspannten Zustand des Befestigungselements 10, wie in 1 bis 3 gezeigt, beabstandet ist. Der Riegel 92 ist ausreichend lang, um sich über die Breite der Arme 50 und 70 hinaus zu erstrecken. Die Breite des Riegels 92 ist geringer als die Öffnung zum Kanal 32, sodass der Riegel 92 an dem Kanalboden 38 in den Kanal 32 passt. In der in 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform des Befestigungselements 10, erstreckt sich ein Stift 94 von dem Riegel 92 durch die Öffnung 40, und endet etwas über der oberen Fläche 16.
  • Erste und zweite Vorsprünge 96 und 98 stehen seitlich von dem Stab 90 ab, und weisen äußere Spitzen 100 und 102 auf, welche geformt sind, um jeweils in den Aussparungen 56 bzw. 76 aufgenommen zu werden. Die Vorsprünge 96 und 98 haben jeweils keilförmige Oberflächen 104 bzw. 106, welche sich winklig von den Spitzen 100 und 102 weg, beide nach innen hin zu dem Stab 90 und nach oben zu dem Riegel 92, erstrecken.
  • Beim Gebrauch des Befestigungselementes 10 ist ein Loch im Werkstück 12 vorgesehen, welches ausreichend weit ist, um die Arme 50 und 70 dort hindurch zu drücken, aber ausreichend schmal, dass der Sitz mit einigem Widerstand fest (snug) ist. Die Einführung des Befestigungselementes 10 wird eingeleitet, wenn Befestigungselement 10 in einer entspannten, unverriegelten Position, wie in 1 bis 3 gezeigt, ist. Die Weite des Lochs im Werkstück 12 kann etwas geringer sein als die breiteste Abmessung, welche durch die Arme 50 und 70 definiert wird. Das Loch sollte jedoch größer sein, als die Abmessung, welche zwischen den Spitzen 100 und 102 und der Dicke der distalen Segmente 52 und 72 in dem Bereich der Vorsprünge 96 und 98 definiert wird. Der Raum zwischen den Armen 50 und 70 und die Breiten derselben können so sein, dass ein rundes Loch in dem Werkstück 12 vorgesehen werden kann, oder die Konfiguration kann so sein, dass ein längliches Loch oder eine andere Form benötigt wird. Wenn das Befestigungselement 10 in dem Werkstück 12 richtig ausgerichtet ist, ist das Loch in dem Werkstück 12 unmittelbar unterhalb des Riegels 92 schmäler als die Länge des Riegels 92.
  • Die Schleifen 68 und 88 werden in dem Loch des Werkstücks 12 platziert. Wenn eine Kraft angelegt wird, und das Befestigungselement 10 in dem Loch vorangetrieben wird, kommen die proximalen Segmente 52 und 72 mit der Seite des Lochs in dem Werkstück 12 in Berührung. Wird zusätzliche Einführkraft an der Basis 12 angelegt, biegen sich die Arme 50 und 70 etwas nach innen, bis der breiteste Abschnitt derselben durch das Loch hindurch tritt. Die leicht gekrümmte Form der äußeren Flächen der Arme 50 und 70 führt dazu, dass die Biegung der Arme 50 und 70 nach innen reibungslos und leicht geschieht. Nachdem die breitesten Abschnitte derselben durch das Loch in dem Werkstück 12 hindurch getreten sind, springen die Arme 50 und 70 nach außen.
  • In ungefähr der gleichen Position kommt der Riegel 92 an dem Werkstück 12 zur Anlage, ohne durch das Loch in dem Werkstück aufgrund der Länge des Riegels 92 vorzurücken. Die weitere Einführung des Befestigungselements 10 geschieht ohne weitere Bewegung des Stabes 90. Während die proximalen Segmente 52 und 72 weiter in das Werkstück 12 gedrückt werden, beginnen die Schleifen 68 und 88 sich abzuflachen, und die Rampen 64 und 84 gelangen jeweils mit den keilförmigen Oberflächen 104 bzw. 106 in Kontakt. Eine Gleitbewegung der Rampen 64 und 84 an den keilförmigen Oberflächen 104 und 106 verursacht eine Verbreiterung bzw. ein Aufspreizen zwischen den proximalen Segmenten 52 und 72 in der Nähe der Enden 58 und 78.
  • Der Riegel 92 tritt in den Kanal 32 ein, wenn die Bodenfläche 18 sich dem Werkstück 12 nähert, sodass die Bodenfläche 18 an dem Werkstück 12 bündig anliegen kann. Die äußeren Abschrägungen der Kanalseiten 34 und 36 führen den Riegel 92 zum Boden des Kanals 32, an den Kanalboden 38 hin. Wenn das Befestigungselement 10 vollständig eingeführt und verriegelt ist, ist der Riegel 92 in dem Kanal 32, zwischen dem Kanalboden 38 und dem Werkstück 12 befestigt.
  • Wenn der Riegel 92 an dem Kanalboden 38 zur Anlage kommt, gleiten die Spitzen 100 und 102 des Vorsprungs 96 und 98 an den Lippen 66 und 86 vorbei, wobei sie sich jeweils in den Aussparungen 56 bzw. 76 niederlassen. Die Arme 50 und 70 sind ausreichend gespreizt bzw. aufgeweitet, um ein Herausziehen des Befestigungselements 10 aus dem Loch in dem Werkstück 12 zu verhindern. Werden die Vorsprünge 96 und 98 zwischen den Armen 50 und 70 angeordnet, wird eine Biegung der Arme 50 und 70 nach innen verhindert. Folglich ist das Befestigungselement 10 in dem Werkstück 12 verriegelt, und kann nicht leicht herausgezogen werden.
  • In einigen Ausführungsformen derselben ist ein Vorteil der gegenwärtigen Erfindung, dass das Befestigungselement 10 entriegelt und herausgezogen werden kann. Von der verriegelten Position aus, welche in 5 gezeigt ist, wird der Stift 94 mit axialem Druck beaufschlagt. Die Spitzen 100 und 102 werden nach unten gedrängt, vorbei an den Lippen 66 und 86, wobei das Befestigungselement entriegelt wird. Es ist nur eine minimale Verformung der Spitzen 100 und 102 und/oder der Lippen 66 und 86 notwendig, um die Spitzen 100 und 102 aus den Aussparungen 56 und 76 zu entfernen und dabei das Befestigungselement 10 zu entriegeln. Das Befestigungselement kann dann aus dem Werkstück 12 nach außen herausgezogen werden.
  • Das selbstverriegelnde Merkmal der gegenwärtigen Erfindung kann ohne das entriegelnde Merkmal der Erfindung vorteilhaft genutzt werden. 6 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform 120 der Erfindung, welche die Öffnung 40 oder den Stift 94, welcher sich von dem Riegel 92 erstreckt, nicht beinhaltet. Ferner kann die gegenwärtige Erfindung ohne den Stift 94 entriegelbar gestaltet werden. 6 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform 130, welche die Öffnung 40, wie zuvor beschrieben, ohne den sich durch sie von dem Riegel 92 erstreckenden Stift 94 beinhaltet. Um die dritte Ausführungsform 130 zu entriegeln, wird eine Ahle bzw. Nadel, ein Dorn bzw. Stempel oder ein ähnliches Sonden-ähnliches Instrument durch die Öffnung 40 an den Riegel 92 eingeführt. Ein andauernder Druck von dem Instrument gegen den Riegel 92 liefert das zuvor beschriebene Entriegeln durch Entfernen (dislodging) der Spitzen 100 und 102 aus den Aussparungen 56 und 76.
  • Verschiedene Merkmale der Erfindung werden in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims (20)

  1. Befestigungselement (10) für ein Werkstück, beinhaltend: eine Basis (14); erste und zweite Arme (50, 70), welche an der Basis befestigt sind und sich von dieser nach außen erstrecken, wobei die ersten und zweiten Arme jeweils proximale Segmente (52, 72) aufweisen, welche in beabstandetem Verhältnis einander gegenüberliegen, und distale Segmente (54, 74), welche an ihren Enden miteinander verbunden sind; einen Stab (90), welcher sich von den miteinander verbundenen distalen Segmenten zu der Basis hin zwischen den Armen nach innen erstreckt; wobei die Arme (50, 70) und der Stab (90) zusammen wirkende Strukturen zum Aufspreizen und Verriegeln der Arme in einer aufgespreizten Position haben, wenn eine relative axiale Bewegung zwischen den Armen und dem Stab auftritt.
  2. Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei die Arme (50, 70) Aussparungen (56, 76) definieren und der Stab (90) sich seitlich erstreckende Vorsprünge (96, 98) aufweist, welche durch die Aussparungen zum Verriegeln der Arme in der aufgespreizten Position in Eingriff gebracht werden.
  3. Befestigungselement nach Anspruch 2, wobei die Vorsprünge (96, 98) und die Arme (50, 70) zusammen wirkende abgewinkelte Flächen zum Aufspreizen der Arme durch eine relative axiale Bewegung zwischen den Armen und dem Stab (90) aufweisen.
  4. Befestigungselement nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten und zweiten Arme (50, 70) jeweils ein relativ dickeres proximales Segment (52, 72) und ein relativ dünneres distales Segment (54, 74) beinhalten.
  5. Befestigungselement nach Anspruch 4, wobei die proximalen Segmente (52, 72) der ersten und zweiten Arme (50, 70) darin Aussparungen (56, 76) definieren und der Stab (90) sich seitlich erstreckende Vorsprünge (96, 98) beinhaltet, welche in den Aussparungen zum Verriegeln der Arme in der aufgespreizten Position aufgenommen werden.
  6. Befestigungselement nach Anspruch 5, wobei die proximalen Segmente (52 72) jeweils eine Rampenfläche (64, 84) beinhalten, welche zu der Basis (14) und nach innen hin zu dem Stab (90) abgewinkelt ist.
  7. Befestigungselement nach Anspruch 6, wobei die seitlichen Vorsprünge (96, 98) jeweils eine keilförmige Fläche (104, 106) aufweisen, die von der Basis (14) weg und zu den Armen (50, 70) hin abgewinkelt ist.
  8. Befestigungselement nach Anspruch 7, wobei die distalen Elemente (54, 74) nachgiebige Schleifen (68, 88) definieren.
  9. Befestigungselement nach Anspruch 7, wobei die Basis (14) einen Querkanal (32) zwischen den Armen (50, 70) definiert, und der Stab (90) einen Riegel (92) enthält, der mit dem Kanal ausgerichtet ist.
  10. Befestigungselement nach Anspruch 9, wobei die Arme (50, 70) eine Breite und der Riegel (92) eine Länge aufweist, welche länger ist als die Breite.
  11. Befestigungselement nach Anspruch 9, wobei die Basis eine Öffnung (40) definiert, welche sich durch diese vom Kanal (32) aus erstreckt.
  12. Befestigungselement nach Anspruch 11, wobei der Stab (90) einen Stift (94) beinhaltet, welcher sich von dem Riegel (92) durch die Öffnung (40) in der Basis (14) erstreckt.
  13. Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei die Basis (14) eine Oberfläche aufweist, welche einen Kanal (32) definiert; die ersten und zweiten Arme (50, 70) mit der Basis in beabstandetem Verhältnis an gegenüberliegenden Seiten des Kanals (32) verbunden sind, wobei die Arme (50, 70) die distalen Segmente (54, 74) beinhalten; der Stab (90) mit den distalen Segmenten (54, 74) der Arme (50, 70) verbunden ist und sich zwischen den Armen zu der Basis (14) hin erstreckt, der Stab (90) einen Querriegel (92) zwischen den Armen und in Ausrichtung mit dem Kanal beinhaltet; die seitlichen Vorsprünge (96, 98) sich von dem Stab nach außen erstrecken, wobei die Vorsprünge Spitzen (100, 102) aufweisen; und Aussparungen (56, 76) in den Armen vorgesehen sind, um die Spitzen der seitlichen Vorsprünge (96, 98) in einer verriegelten Position in Eingriff zu bringen.
  14. Befestigungselement nach Anspruch 13, wobei die Basis (14) eine Öffnung (40) durch sie hindurch aufweist, welche mit dem Kanal (32) in Verbindung steht.
  15. Befestigungselement nach Anspruch 14, wobei der Stab (90) ferner einen Stift (94) enthält, welcher sich von dem Riegel (92) durch die Öffnung erstreckt.
  16. Befestigungselement nach Anspruch 13 oder 14, wobei die seitlichen Vorsprünge (96, 98) keilförmige Oberflächen (104, 106) aufweisen, welche von dem Stab (90) nach außen und von dem Riegel (92) nach unten abgewinkelt sind.
  17. Befestigungselement nach Anspruch 16, wobei die Arme (50, 70) jeweils ein proximales Segment (52, 72), welches die Aussparung (56, 76) definiert, und eine Rampenfläche (64, 84), welche sich nach oben und nach innen hin erstreckt, um eine Lippe (66, 86) zu definieren, welche in die Aussparung führt, beinhalten.
  18. Befestigungselement nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 17, wobei sich der Riegel (92) von dem Stab (90) seitlich zwischen den Armen (50, 70) und nach außen über die Arme (50, 70) hinaus erstreckt.
  19. Befestigungselement nach Anspruch 1, welches angepasst ist, um in einem Loch eines Werkstücks (12) befestigt zu werden, wobei das Loch eine Lochweite aufweist, wobei das Befestigungselement beinhaltet: eine Basis (14), welche eine Oberfläche aufweist, welche einen Kanal (32) definiert, wobei die Basis (14) größer ist als das Loch in dem Werkstück (12); erste und zweite entgegengesetzte Arme (50, 70), welche mit der Oberfläche der Basis (14) in beabstandetem Verhältnis zu einander und an gegenüberliegenden Seiten des Kanals (32) verbunden sind, wobei die Arme (50, 70) relativ dickere proximale Segmente (52, 72) und relativ dünnere distale Segmente (54, 74) beinhalten, wobei die Arme (50, 70) eine unverriegelte Konfiguration aufweisen, in welcher die Arme durch das Loch in dem Werkstück (12) eingeführt werden können; ein Stab (90), welcher mit den distalen Segmenten (54, 74) verbunden ist und sich zwischen den Armen (50, 70) zu der Basis (14) hin erstreckt, wobei der Stab einen Querriegel (92) zwischen den Armen und in Ausrichtung mit dem Kanal (32) beinhaltet, wobei der Riegel eine Länge aufweist, die größer ist als die Lochweite; seitliche Vorsprünge (96, 98), welche sich nach außen von dem Stab (90) weg erstrecken, wobei die Vorsprünge keilförmige Oberflächen (104, 106) aufweisen, welche an Vorsprungs-Spitzen (100, 102) enden; und Aussparungen (56, 76) in den proximalen Segmenten (52, 72), um die Spitzen (104, 106) der seitlichen Vorsprünge (96, 98) in Eingriff zu bringen, und Rampenflächen (64, 84) an den Armen (50, 70), welche die Spitzen von der unverriegelten Position zu einer verriegelten Position führen, in welcher die Spitzen mit den Aussparungen in Eingriff gebracht und die Arme nach außen gebogen werden.
  20. Nietverbinder nach Anspruch 19, wobei die Basis (14) eine obere Fläche (16) und eine untere Fläche (18) beinhaltet, wobei der Kanal (32) in der unteren Fläche und eine Öffnung (40) in der Basis ist, welche sich von dem Kanal zu der oberen Fläche erstreckt.
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