DE60301994T2 - Kunststoffniet - Google Patents

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DE60301994T2
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leg
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DE60301994T
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Benjamin H. Chippewa Falls Moerke
James T. Chippewa Falls Kirchen
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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
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T24/00Buckles, buttons, clasps, etc.
    • Y10T24/30Trim molding fastener
    • Y10T24/309Plastic type

Description

  • Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein nietartiges Befestigungselement, welches angepasst ist, Abweichungen in der Lochgröße oder der Plattenstärke auszugleichen, um die Installation desselben zu erleichtern.
  • Solche Befestigungselemente sind zum Beispiel in der US-A 5 775 860 und der US-A 6 074 144 gezeigt.
  • Nietartige Kunststoff-Befestigungselemente sind weit verbreitet, da sie leicht zu installieren sind, gut unter Scher- und Zugbelastung funktionieren, zweckdienlich sind, und über einen Bereich von Plattenstärken hinweg benutzt werden können. Diese Art von Befestigungselement besteht typischerweise aus einem Stiftteil, welcher in einen Körperteil eingeführt wird, wobei der Körperteil in einem Loch aufgenommen ist, welches durch ein Substrat gebildet ist. Wird der Stiftteil in den Körperteil hinein getrieben, fängt der Stiftteil eine Platte oder ein anderes Objekt zwischen einem Kopf desselben und dem Körperteil des Befestigungselements. Typischerweise werden beide Platten unter dem Körperkopf zurückgehalten.
  • Ein Nachteil eines nietartigen Befestigungselementes ist, dass die Anstrengung, welche erforderlich ist, den Stiftteil in den Körperteil zu treiben, in extremer Weise von der Dicke der Platte, in welcher der Körperteil aufgenommen wird und/oder der Größe des Loches, in welchem der Körperteil aufgenommen wird, abhängt. Kleine Änderungen in der Lochgröße oder der Plattenstärke bzw. -dicke können einen unverhältnismäßig großen Einfluss auf die zum Installieren des Teils erforderliche Anstrengung haben. Dieses Verhältnis ist insbesondere im Lichte sicherheitsbegründeter ergonomischer Anforderungen signifikant, welche verringerte Installationskräfte für diese Art von Befestigungselement fordern, welche so gering wie zehn (10) Pfund (4,5 kg) an Kraft sein können. Es gilt festzuhalten, dass die ergonomischen Anforderungen von Anwendung zu Anwendung variieren können. Es gibt entsprechend einen erkannten Bedarf, ein nietartiges Befestigungselement bereit zu stellen, welches sich an Abweichungen in der Größe des Loches und der Dicke der Platte, in welchem/r es installiert ist, anpasst. Zusätzlich zur Befriedigung von Sicherheits- und Ergonomieanforderungen kann ein Befestigungselement gemäß der gegenwärtigen Erfindung bei einer größeren Anzahl ungleichartiger Einrichtungen verwendet werden, wodurch weniger Befestigungselemente verschiedener Größe und Ausführung bei einer vorhandenen Anordnung erforderlich sind.
  • Die Ziele der gegenwärtigen Erfindung werden durch ein nietartiges Befestigungselement erreicht, welches einen Stiftteil umfasst, welcher konstruiert und angeordnet ist, um in einem Körperteil aufgenommen zu werden. Der Körperteil umfasst einen Flansch, von welchem ein Paar Beine abstehen, welche an ihren distalen Enden verbunden oder nicht verbunden sein können. Ein Kanal ist durch den Flansch des Körperteils gebildet und verläuft zwischen den Beinen desselben. Der Stiftteil des Befestigungselements hat einen Kopf, von welchem sich ein Schaft erstreckt. Der Schaft ist konstruiert und angeordnet, um in dem in dem Körperteil gebildeten Kanal so aufgenommen zu werden, dass, wenn der Schaft in den Kanal in dem Körperteil getrieben wird, die Beine des Körperteils nach außen gedrängt werden.
  • Wenn der Körperteil in einer Öffnung oder Bohrung, welche durch ein Substrat, wie zum Beispiel einen Kraftfahrzeugrahmen, gebildet ist, aufgenommen ist, treibt ein Einführen des Schafts des Stiftteils in die durch den Körperteil gebildete Bohrung, die Beine nach außen in den Druckkontakt mit dem Inneren und den Rändern der Öffnung, welche durch das Substrat gebildet ist, um das Befestigungselement darin festzustellen. Es gilt zu verstehen, dass der Schaft und die zusammen wirkende, in dem Körperteil gebildete Bohrung jede Form annehmen können, die dazu führt, dass der Schaft die Beine des Körperteils nach außen in den Kontakt mit der Bohrung, in welcher er aufgenommen ist, drängt.
  • Eine Ausführungsform des Körperteils beinhaltet eine Bohrung, welche zwischen den Beinen gebildet ist, welche von dem Flansch des Körperteils sich nach innen hin zu dem distalen Ende der Beine so verjüngt, dass der Schaft gezwungenerweise die Beine nach außen in Kontakt mit einer Bohrung drängt, in welcher der Körperteil aufgenommen ist. Eine weitere Ausführungsform des Körperteils führt zu solch einer Konstruktion der Beine, dass, wenn die Beine in eine Bohrung in der Platte eingeführt werden, die Beine zueinander hin nach innen vorgespannt sind. Das nachfolgende Einführen des Schafts in die Bohrung zwischen den Beinen treibt die Beine nach außen in Kontakt mit der Bohrung, in welcher der Körperteil aufgenommen wird. Ein Eingriffsteuermechanismus (interference control mechanism) ist in mindestens einem der Beine des Körperteils des Befestigungselements enthalten, um so die Kraft zu steuern, die erforderlich ist, um den Stiftteil des Befestigungselements in den Körperteil des Befestigungselements einzuführen.
  • Der Eingriffsteuermechanismus verringert vorzugsweise die Druckfestigkeit des Beins oder der Beine des Körperteils des Befestigungselements, wo diese an die Innenfläche der Öffnung, in welcher der Körperteil aufgenommen wurde, herantreten. Indem die Druckfestigkeit des Beines dort verringert wird, wo es mit dem Inneren der Öffnung Kontakt sucht, innerhalb derer der Körperteil des Befestigungselements aufgenommen ist, kann der Stiftteil des Befestigungselements leichter in den Körperteil getrieben werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die erforderliche Kraft zum Eintreiben des Stiftteils des Befestigungselements in den Körperteil desselben gleich oder weniger als 10 Pfund (4,5 kg) an Kraft.
  • Der Eingriffsteuermechanismus kann ein einziges Merkmal oder eine Kombination verschiedener Merkmale umfassen. Bei einer Ausführungsform umfasst der Eingriffsteuermechanismus eine Bohrung oder einen Kern, welcher quer dort durch das Bein des Körperteils des Befestigungselements gebildet ist, wo das Bein an das Innere der Öffnung, in welcher der Körperteil aufgenommen wurde, herantritt. Diese Querbohrung entfernt Material des Beines an dieser Stelle und gestaltet es deshalb einfacher, diesen Teil des Beines gegen das Innere der durch das Substrat gebildeten Öffnung zusammen zu drücken. Das hat die Wirkung, dass der Kraftaufwand, welcher notwendig ist, um den Stiftteil des Befestigungselements in den Körperteil desselben zu treiben, verringert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Querbohrung oder der Kern, welche durch das Bein gebildet sind, eine glatte innere Oberfläche. Um jedoch unerwünschte Verformungen in dem Bein zu vermeiden, kann es wünschenswert sein, die Innenflächen der Querbohrung mit miteinander verriegelnden Zähnen auszustatten, welche eine relative Bewegung zwischen den jeweiligen Innenflächen der durch das Bein gebildeten Querbohrung verhindern.
  • Eine weitere Ausführungsform des Eingriffsteuermechanismus umfasst eine Verringerung in der Querschnittsfläche des Beines dort, wo es an die Innenfläche der Öffnung herantritt, in welcher der Körperteil des Befestigungselements aufgenommen ist. Die Verringerung der Querschnittsfläche des Beines an dieser Stelle verringert die Druckfestigkeit des Beines an diesem Teil und verringert dadurch den Kraftaufwand, der erforderlich ist, um den Stiftteil des Befestigungselements in den Körperteil desselben einzuführen. Es gilt zu bemerken, dass als Beigabe oder Alternative zur Verringerung der Querschnittsfläche des Beines, der Eingriffsteuermechanismus eine komplexe Querschnittsform umfassen kann, welche eine niedrigere Druckfestigkeit aufweist als eine einfache, massive Querschnittsform. Entsprechend kann, ungeachtet dessen, ob die tatsächliche Querschnittsfläche des Eingriffsteuermechanismus-Teils des Beines von der des Rests des Beines verschieden ist, der Eingriffsteuermechanismus viele verschiedene Formen umfassen, welche entweder selbst oder in Kombination mit einer Verringerung in der Querschnittsfläche des Beines wirken, um die Druckfestigkeit des Beines zu verringern.
  • Noch eine weitere Ausführungsform des Eingriffsteuermechanismus umfasst ein elastomeres Element, welches an einer Position in dem Bein gebildet ist, wo es die Innenflächen und Ränder der Öffnung durch das Substrat, in welcher der Körperteil des Befestigungselements aufgenommen ist, in Eingriff bringt. Das elastomere Material hat typischerweise eine niedrigere Druckfestigkeit als das Material, aus welchem der Rest des Körperteils des Befestigungselements gefertigt ist, wodurch die Kraft reduziert wird, welche erforderlich ist, um den Stiftteil des Befestigungselements in dem Körperteil desselben einzusetzen. Das elastomere Element kann in einem Zwei-Schuss Formungsprozess oder in einem Überspritzungsprozess gebildet werden. Vorzugsweise wird das Bein mit einer Art mechanischer Schlüsselstruktur so ausgestattet, dass das elastomere Element mechanisch an dem Bein selbst befestigt wird.
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen des Eingriffsteuermechanismus die Druckfestigkeit des Beines verringern, um so die Kraft zu reduzieren, die erforderlich ist, um den Stiftteil des Befestigungselements in den Körperteil desselben zu treiben, gilt es zu verstehen, dass der Eingriffsteuermechanismus angepasst werden kann, um so sogar die Druckfestigkeit des Beines zu erhöhen und dadurch die Kraft zu steigern, die erforderlich ist, um den Stiftteil des Befestigungselements in den Körperteil desselben zu treiben. Wie leichthin zu verstehen ist, kann der Eingriffsteuermechanismus dieser Ausführungsform eine Zunahme in der Querschnittsfläche des Beines, eine Modifizierung der Form eines Beines, welche die Druckfestigkeit des Beines erhöht, oder die Bereitstellung eines nicht-elastomeren Elements einschließen, welches eine höhere Druckfestigkeit aufweist, als das Material des restlichen Beines.
  • Besondere Ausführungsformen in Übereinstimmung mit dieser Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen
  • 1 eine Explosions-Seitenansicht eines Befestigungselements ist;
  • 2 eine Seitenansicht ist, die den in einer Platte aufgenommenen Körperteil des Befestigungselements und den teilweise in den Körperteil eingeführten Stiftteil des Befestigungselements zeigt;
  • 3 eine Seitenansicht eines Befestigungselements in einer vollständig installierten Anordnung ist;
  • 4 eine Draufsicht eines teilweise montierten Befestigungselementes ist;
  • 5 ein vertikaler Querschnitt eines weiteren Befestigungselementes ist, welches einen elastomeren Abschnitt in seinem Körperteil aufweist; und
  • 6 eine Explosions-Seitenansicht des Befestigungselements der 1 ist, welche die Platte in einer alternativen Position zeigt.
  • 1 veranschaulicht das Befestigungselement 10 der gegenwärtigen Erfindung in Bezug zu einer Platte 12, welche an einem Substrat 14 befestigt werden soll, welches typischerweise der Blechrahmen eines Kraftfahrzeuges ist. Das Befestigungselement 10 umfasst einen Stift 16, welcher in einen Körper 18 eingeführt werden kann, um die Platte 12 am Substrat 14 zu befestigen.
  • Der Stift 16 des Befestigungselementes 10 umfasst einen Kopf 19, von welchem sich ein Schaft 20 erstreckt. Typischerweise erstreckt sich der Schaft senkrecht von dem Kopf 19 des Stifts 16, obwohl es selbstverständlich ist, dass der Schaft 20 des Stifts 16 sich von dem Kopf 19 desselben in jedem nützlichen Winkel erstrecken kann. Ein distales Ende 26 des Schafts 20 weist vorzugsweise ein oder mehrere flexible Nasen (tabs) 28 auf, welche sich davon erstrecken, obwohl es zu verstehen gilt, dass die flexiblen Nasen 28 an sich optional sind. Diese Nasen 28 sind allgemein mit dem Schaft 20 ausgerichtet. Jede der flexiblen Nasen 28 weist ein Hakenelement 30 auf, welches sich seitlich von diesen erstreckt. Diese Hakenelemente 30 wirken dahingehend, den Schaft 20 innerhalb einer Bohrung 24, welche durch den Körper 18 des Befestigungselements 10 gebildet ist, zurückzuhalten.
  • Der Körper 18 umfasst allgemein einen Flansch 32, von welchem sich ein Paar Beine 34 erstrecken. Obwohl bei der in 1 veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform die distalen Enden 36 der Beine miteinander verbunden sind, können diese Beine 34 getrennt bleiben, ohne die Funktion des Befestigungs elements 10 zu beeinflussen. Die Beine 34 des Körpers 18 sind angepasst, um in einer Öffnung oder Bohrung 38, welche durch das Substrat 14 gebildet ist, aufgenommen zu werden. Die Öffnung weist eine Innenfläche 40 und einen unteren Rand 42 auf. Obwohl die Platte 12 zwischen dem Kopf 19 des Stifts 16 und dem Flansch 32 des Körpers 18 dargestellt ist, ist es selbstverständlich, dass die Platte 12 angrenzend an das Substrat 14 und unterhalb des Flanschs 32 des Körpers 18 gemäß den Prinzipien der gegenwärtigen Erfindung angeordnet werden kann. 6 veranschaulicht das Befestigungselement 10 der 1, wobei die Platte 12 gegen das Substrat 14 angeordnet ist.
  • 2 veranschaulicht den in der durch das Substrat 14 gebildeten Öffnung 38 aufgenommenen Körper 18. Um den Körper 18 in die Öffnung 38 einzuführen, müssen sich die Beine 34 nach innen zu einander hin biegen. Wie in den Fig. zu sehen ist, umfassen die Beine 34 vorzugsweise einen Rückhaltemechanismus 44, welcher dahingehend wirkt, das Entfernen des Körpers 18 des Befestigungselementes 10 aus der Öffnung 38, in welcher er aufgenommen ist, zu verhindern. Die Beine 34 des Körpers 18 müssen sich nach innen biegen, um dem Rückhaltemechanismus 44 zu ermöglichen, sich durch die Öffnung 38 zu bewegen. Die nachgiebige Beschaffenheit der Beine 34 bewegt die Rückhaltemechanismen 44 wie in 2 gezeigt zu ihrer Rückhalteposition, wenn die Beine 34 durch die Öffnung 38 aufgenommen wurden. Der Rückhaltemechanismus 44 bei der gegenwärtigen Erfindung umfasst einen einfachen Vorsprung der Beine 34.
  • Es gilt jedoch zu verstehen, dass verschiedene andere Arten von Rückhaltemechanismen, einschließlich flexibler Finger, kegelstumpfartiger Flügel, oder einfacher Sperren anstelle des in 1 und 2 veranschaulichten Vorsprungs genutzt werden können. Mehr noch sind, obwohl die Rückhaltemechanismen 44 bei der Montage des Körpers 18 mit einem Substrat 14 nützlich sind, die Rückhaltemechanismen 44 nicht notwendig, wie weiter unten detaillierter beschrieben wird.
  • 2 veranschaulicht den Stift 16, wenn er durch die Bohrung 22 in der Platte 12 und teilweise in die durch den Körper 18 gebildete Bohrung 24 gelangt ist. Die Bohrung 24 erstreckt sich durch den Flansch 32 des Körpers 18 und zwischen den Beinen 34 so dass, wenn der Schaft 20 des Kopfs des Stifts 16 dort eingeführt wird, der Schaft 20 dazwischen angeordnet und im Wesentlichen mit den Beinen 34 ausgerichtet wird. Wie in 2 am besten zu sehen ist, ist das Hakenelement 30 der flexiblen Nase 28 angepasst, um mit einer Vertiefung 31, welche an einer Innenfläche des Beins 34 gebildet ist, in Eingriff zu gelangen. Durch In-Eingriff-Bringen der Hakenelemente 30 des Stifts 16 in den in den Beinen des Körpers 18 geformten Vertiefungen 31, kann das Befestigungselement 10 für den Transport vormontiert werden, oder kann mit einer Platte 12 vormontiert werden, so dass eine Platte 12 komplett mit den Befestigungselementen 10, welche benötigt werden, um sie an einem Substrat 14 zu befestigen, montiert und in toto an einen entfernten Montageort transportiert werden kann.
  • Wenn der Stift 16 vollständig in die Bohrung 24, welche durch den Flansch 32 des Körpers 18 gebildet ist, getrieben wird, drängt der Schaft 20 die Beine nach außen in Kontakt mit der Innenfläche 40 und dem unteren Rand 42 der Öffnung 38, welche durch das Substrat 14 gebildet ist. Dadurch verriegelt der Schaft 20 des Stifts 16 den Körper 18 sicher in der Öffnung 38 durch das Substrat 14. Es gilt festzuhalten, dass der Raum zwischen den Beinen 34 einen Kanal 25 definiert, in welchem der Schaft 20 des Stifts 16 aufgenommen ist. Die Beine 34 sind so gefertigt, dass der Schaft 20 notwendigerweise die Beine 34 des Körpers 18 nach außen drängt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich der Kanal 25 vom Flansch des Körpers 18 zum distalen Ende der Beine 34 hin. Auf diese Weise werden, wenn der Stift 16 in den Körper 18 getrieben wird, die Beine 34 nach außen gedrängt. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Beine 34 mit Bezug auf die Öffnung 38 etwas überdimensioniert gebildet, so dass, wenn die Beine 34 des Körpers 18 in die Öffnung 38 eingeführt werden, die Beine 34 zusammengedrängt werden, wobei der dazwischen gebildete Kanal 25 verdunkelt wird. Die nachfolgende Einführung des Stifts 16 in den Kanal 25 drängt die Beine 34 nach außen.
  • Durch Hineindrängen des Schafts 20 in den Kanal 25 wird das Material, welches die Beine 34 bildet, zusammengedrückt und/oder durch den Druck, welcher durch das Zusammenwirken des Schafts 20 mit den Beinen 34 erzeugt wird, nach außen verformt und gelangt sicher mit der Innenfläche 40 und dem unteren Rand 42 der Öffnung 38, welche durch das Substrat 14 gebildet ist, in Eingriff. Es ist diese Kompressionskraft, welche in erster Linie für die Halteleistung des Befestigungselements 10 verantwortlich ist, und welche den oben beschriebenen Rückhaltemechanismus 44 optional macht. Weil die Druckfestigkeit des Materials des Beins 34 direkt mit dem Maß an Kraft in Beziehung steht, welches am Stift 16 angelegt werden muss, um den Schaft 20 in den Kanal 25 einzusetzen, sind die Beine 34 des Befestigungselementes 10 mit einem Eingriffsteuermechanismus 50 ausgestattet.
  • Der Zweck des Eingriffsteuermechanismus 50 ist es, die Druckfestigkeit des Materials der Beine 34 zu modifizieren und dadurch den Kraftaufwand zu steuern, der erforderlich ist, um den Stift 16 vollständig, wie in 3 gezeigt, in dem Körper 18 einzusetzen.
  • Der Eingriffsteuermechanismus 50 des Befestigungselements 10 wirkt typischerweise dahingehend, die Druckfestigkeit des Materials der Beine 34 an der Stelle zu verringern, wo die Beine 34 mit der durch das Substrat gebildeten Öffnung 38 in Eingriff gelangen. Es gilt jedoch zu verstehen, dass ein Eingriffsteuermechanismus unter bestimmten Umständen angepasst werden kann, um die Druckfestigkeit des Materials der Beine 34 zu erhöhen, um die Kraft zu erhöhen, die notwendig ist, um den Stift 16 in dem Körper 18 einzusetzen. Mittel zum Erhöhen der Druckfestigkeit des Beins 34 an dem Eingriffsteuermechanismus 50 können eine Vergrößerung der Querschnittsfläche des Beins, eine Änderung der Form des Querschnitts des Beins oder den Ersatz eines Teils des Beines 34 durch ein Material einschließen, welches kompressionsresistenter ist, als das Material des restlichen Beines 34.
  • 1 veranschaulicht ein Befestigungselement 10, welches zwei getrennte Ausführungsformen eines Eingriffsteuermechanismus 50 umfasst. Die erste Ausführungsform des Eingriffsteuermechanismus 50 umfasst einen entkernten Abschnitt oder eine Bohrung 52, welche die Druckfestigkeit der Beine 34 in einer seitlichen Richtung an der Stelle an den Beinen reduziert, wo die Beine 14 mit der Öffnung 38 in Eingriff gelangen, welche durch das Substrat 14 gebildet ist. Durch Entfernen von Material von den Beinen 34, verringern die Bohrungen 52 den Kraftaufwand, welcher nötig ist, um die Beine 34 zusammenzudrücken oder zu verformen, um eine wünschenswerte Einführkraft zu erreichen, welche notwendig ist, um den Stift 16 in den Körper 18 einzuführen.
  • Um die Form und die Haltekraft des Körpers 18 aufrecht zu erhalten, kann die Bohrung 52 mit Zähnen 53 an gegenüber liegenden Innenflächen der Bohrung 52 ausgestattet sein, wie in 1 zu sehen ist. Die Zähne 53 verhindern eine relative Bewegung zwischen den Teilen des Beins 34 zu einer jeden Seite der Bohrung 52 und erhalten dadurch die strukturelle Integrität des Körpers 18 aufrecht.
  • In ähnlicher Weise verringert eine weitere Ausführungsform eines Eingriffsteuermechanismus 50 die Materialmenge, welche in den Beinen 34 gegenwärtig ist, indem sie die Querschnittsfläche der Beine verringert, wie am besten in 4 bei 54 zu sehen ist. Die Querschnittsfläche der Beine 34 am Eingriffsteuermechanismus 50 kann jede nützliche Form einnehmen, solange die Druckfestigkeit des Eingriffsteuermechanismus 50 für die gewünschte Einführkraft für den Stift 16 sorgt. Es gilt festzuhalten, dass Rippen 45 in die Beine 34 als Teil des Rückhaltemechanismus 44 gearbeitet sein können.
  • Noch eine weitere Ausführungsform des Eingriffsteuermechanismus 50 ist in 5 veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist ein elastomeres Element 56, welches im Allgemeinen nachgiebiger ist als das Material, aus dem der Rest des Befestigungselementes 10 gefertigt ist, an den Beinen 34 so angeordnet, dass es die Öffnung 38, welche durch das Substrat 14 gebildet ist, in Eingriff bringt. Das elastomere Element 56 kann an dem Bein in einem Zwei-Schuss-Formungsprozess gebildet werden, wobei das elastomere Element 56 unmittelbar nachdem das Befestigungselement 10 selbst geformt wurde, auf das Befestigungselement 10 durch einen Überspritzungsprozess aufgeformt wird, wobei ein bereits geformtes Befestigungselement 10 ein elastomeres Element angefügt bekommt, nachdem es gefertigt wurde (after the fact), oder einfach durch Befestigen eines geeigneten, bereits existierenden elastomeren Elements 56 an den Beinen 34. Die Beine 34 sind vorzugsweise mit Schlüsselstrukturen 57 ausgestattet, welche sich davon erstrecken, welche ermöglichen, dass das elastomere Element mechanisch mit den Beinen verbunden wird. Das elastomere Element 56 ermöglicht, dass sich die Beine 34 leichter nach außen in Kontakt mit der Öffnung 38 bewegen, als wenn die Beine 34 massiv wären, wodurch die Kraft reduziert wird, welche erforderlich ist, um den Stift 16 in den Körper 18 einzuführen.
  • In 1 bis 4 ist der Eingriffsteuermechanismus 50 als sowohl eine Bohrung 52 als auch einen verringerten Querschnitt 54 umfassend veranschaulicht. Es gilt zu verstehen, dass das Befestigungselement 10 der gegenwärtigen Erfindung jede Kombination einer Bohrung 52, eines verringerten Querschnitts 54 und eines elastomeren Elements 56 umfassen kann. Das heißt, die Bohrung 52, der verringerte Querschnitt 54 und das elastomere Element 56 können für sich allein oder in Kombination mit einander verwendet werden.
  • Wie anhand der Figuren geschätzt werden kann, kann der Gebrauch eines Eingriffsteuermechanismus 50 bei einem Befestigungselement 10 es erlauben, eine sehr präzise Einführkraft für den Stift 16 zu spezifizieren. Die geeignete Spezifikation eines Eingriffsteuermechanismus kann die erforderliche Einführkraft zum Einsetzen des Stifts 16 in den Körper 18 bis zu einem Wert, welcher so gering wie zehn Pfund (4,5 kg) an Kraft oder geringer ist, reduzieren.

Claims (11)

  1. Befestigungselement (10) zum Befestigen einer Platte (12) an einem Substrat (14), beinhaltend: einen Stiftteil (16), welcher einen Kopf (19) aufweist, von welchem sich ein Schaft (20) erstreckt; und einen Körperteil (18), wobei der Körperteil (18) einen Flansch (32) aufweist, von welchem sich ein Paar Beine (34) erstreckt, wobei die Beine (34) zur Einführung in eine in dem Substrat (14) gebildete Bohrung (40) konstruiert und angeordnet sind, wobei der Flansch (32) selbst einen Kanal (24) aufweist, der durch diesen hindurch gebildet ist, so dass der Kanal (24) zwischen dem Paar von Beinen (34) verläuft, wobei der Kanal (24) ebenfalls angeordnet ist, um den Schaft (20) des Stifts (16) darin so aufzunehmen, dass der Schaft (20) in den Kanal (24) gedrängt wird, wobei das Paar von Beinen (34) voneinander weg und, bei Gebrauch, in Druckkontakt mit einer Innenfläche der Bohrung (40), welche durch das Substrat (14) gebildet ist, gedrängt wird, um so das Befestigungselement (10) und nachfolgend die Platte (12) an dem Substrat (14) zu befestigen; dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriffsteuermechanismus (50) als Teil des Äußeren mindestens eines der Beine (34) des Körpers (18) benachbart zu dessen Basis gebildet ist, wobei der Eingriffsteuermechanismus (50) dahingehend wirkt, die Druckfestigkeit des mindestens einen Beines (34) beim Gebrauch zu steuern, um den Druckkontakt zwischen dem mindestens einen Bein (34) und der Innenfläche der Bohrung (40), welche durch das Substrat (14) gebildet ist, zu steuern, und dabei die erforderliche Einführkraft zu steuern, welche an dem Stift (16) angelegt werden muss, um den Stift (16) in dem Körper (18) des Befestigungselements einzusetzen, wobei der Eingriffsteuermechanismus (50) eine Bohrung (52) umfasst, welche quer durch das mindestens eine Bein (34) gebildet ist, wobei die Bohrung (52) dahingehend wirkt, die Druckfestigkeit des Beins (34) zu reduzieren, um die Druckkraft zu reduzieren, welche erforderlich ist, um den Schaft (20) des Stifts (16) in die durch den Körper (18) gebildete Bohrung (24) zu treiben.
  2. Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei die Bohrung (52), welche durch das mindestens eine Bein (34) gebildet ist, darin ineinander greifende Zähne (53) vorsieht, welche eine relative Bewegung der Außenseite der Bohrung (52) und der Innenseite der Bohrung (52) verhindern.
  3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Eingriffsteuermechanismus (50) einen Bereich von verringertem Querschnitt (54) des mindestens einen Beines (34) umfasst, wobei der Bereich verringerten Querschnitts die Druckfestigkeit des mindestens einen Beins (34) reduziert, um die erforderliche Einführkraft, welche an den Stift (16) angelegt werden muss, um den Stift (16) in den Körper (18) einzusetzen, zu reduzieren.
  4. Befestigungselement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Eingriffsteuermechanismus (50) ein elastomeres Material (56) umfasst, welches mit dem mindestens einen Bein (34) verbunden ist, wobei die elastomeren Eigenschaften des Materials (56) die effektive Druckfestigkeit des mindestens einen Beins (34) reduzieren, um so die erforderliche Einführkraft, welche an den Stift (16) angelegt werden muss, um den Stift (16) in den Körper (18) einzusetzen, zu verringern.
  5. Befestigungselement nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine Bein (34) ferner mindestens eine Schlüsselstruktur (57) umfasst, welche ermöglicht, dass das elastomere Material (56) mechanisch mit dem mindestens einen Bein (34) verbunden wird.
  6. Befestigungselement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erforderliche Einführkraft, welche an den Stift (16) angelegt werden muss, um den Stift (16) in den Körper (18) einzusetzen, 10 Pfund (4,5 kg) an Kraft oder weniger beträgt.
  7. Befestigungselement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaft (20) des Stifts (16) ferner mindestens eine elastische Nase (26) umfasst, welche sich von einem distalen Ende des Schafts (20) erstreckt, wobei die mindestens eine Nase (26) ein Hakenelement (30) aufweist, welches sich seitlich von dieser erstreckt, wobei das Hakenelement (30) konstruiert und angeordnet ist, um mit einer komplementären Struktur (31) in Eingriff zu gelangen, welche in dem Körper (18) gebildet ist, um es dem Stift (16) zu ermöglichen, mit dem Körper (18) vormontiert zu werden.
  8. Befestigungselement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaft des Stifts (16) eine Form aufweist, welche mit der Form der Bohrung (24), welche durch den Flansch (32) des Körpers (18) gebildet ist, zusammen wirkt, um eine relative Rotation zwischen dem Stift (16) und dem Körper (18) zu verhindern.
  9. Befestigungselement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Bein (34) des Körpers (18) ein Rückhalteelement (44) an seinem Äußeren einschließt, welches distal zu dem Eingriffsteuermechanismus (50) angeordnet ist, wobei die Rückhalteelemente (44) im Gebrauch dahingehend wirken, das Herausziehen des Körpers (18) aus der Bohrung (40), welche durch das Substrat (14) gebildet ist, zu verhindern.
  10. Befestigungselement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die distalen Enden (36) der Beine (34) miteinander verbunden sind.
  11. Befestigungselement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kanal (24), welcher zwischen den Beinen (34) gebildet ist, sich von dem Flansch (32) zu einem distalen Ende (36) der Beine (34) hin verjüngt, wobei der Schaft (20) des Stiftteils konstruiert und angeordnet ist, um mit dem sich verjüngenden Kanal in Eingriff zu gelangen und die Beine (34) nach außen zu drängen, wenn der Schaft (20) zwischen den Beinen (34) eingeführt wird.
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