EP0760217B1

EP0760217B1 - Druckknopf-Verschlussteil

Info

Publication number: EP0760217B1
Application number: EP96113949A
Authority: EP
Inventors: Thomas Pferdehirt
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1999-12-22
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: DE19532339A1; ATE187874T1; ES2097727T3; ES2097727T1; DE59603961D1; DE19532339C2; EP0760217A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckknopf-Verschlußteil aus einem kalottenförmigen Knopf aus Kunststoff und einem von dessen Unterseite abstehenden, nach Hindurchführen durch ein vorzugsweise flexibles Ansetzmaterial zwecks Festlegung an letzterem verformbaren, durch einen Nietteil oder einen Zackenring gebildeten, vorzugsweise metallischen Fixierelement, das knopfseitig in einen sich etwa radial erstreckenden runden Halteflansch ausläuft, der nach Verpressen und radialem Aufweiten unter Eingriff in das Material einer eine Ausnehmung begrenzenden, etwa zylindrischen Wand des Knopfs von diesem Material umfaßt wird.

Bei einem bekannten Druckknopf-Verschlußteil dieser Art (GB 851762) ist das metallische Fixierelement kegelförmig ausgebildet und sein im Bereich der Kegelbasis befindlicher, in der Ausnehmung des Knopfes zur Anlage gelangender Rand mit größtem Durchmesser erhält durch das besondere Preßwerkzeug eine Abflachung und radiale Abwinkelung und dabei Aufweitung, so daß die dort befindlichen Zähne entsprechend radial in die zylindrische Wand des Knopfes hineingedrückt werden. Bekannt ist ferner eine ähnliche Druckknopf-Ausführung (US 3002246), bei der am äußeren Rand des Halteflansches vorgesehene Zähne unter der Druckbeaufschlagung des Fixierelements in einer schräg nach aufwärts und außen verlaufenden Richtung in das Material des Knopfes eingreifen.

Es hat sich gezeigt, daß die Haltbarkeit der Verbindung der Fixierelemente mit dem Knopf in der Praxis zu wünschen übrig läßt, ganz abgesehen von der Tatsache, daß sich die bekannten Herstellungsmethoden als äußerst arbeitsintensiv und für große Stückzahlen zu zeitaufwendig erwiesen haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Druckknopf-Verschlußteil der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß sich eine einfachere, schnellere Fertigung, d.h. eine wesentlich höhere Stückzahl von Druckknopf-Verschlußteilen höherer Stabilität erreichen läßt, bei der auch Kunststoffe einsetzbar sind, die bislang aus fertigungstechnischen Gründen nicht Verwendung finden können.

Das Druckknopf-Verschlußteil nach der Erfindung, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß der Übergangsbereich des Fixierelements unmittelbar vor dem Halteflansch, der in einer einen rechten Winkel mit der Achse des Fixierelementes einschließenden Ebene liegt, einen spitzen Winkel mit der Achse des Fixierelements einschließt oder abgerundet ausgebildet ist, wobei dem abgerundeten Übergangsbereich an der Unterseite des Knopfes eine beim axialen Verpressen des Fixierelements das Aufweiten des Halteflansches bewirkende, sich zum Ansatz der Wand erstreckende Stützzone zugeordnet ist.

Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, durch geeignete Ausbildung des Verschlußteils bei ausschließlich axialer Beaufschlagung eine solche Verformung des Halteflanschrandes zu erzielen, die ein Eindringen des vorzugsweise mit Zähnen ausgerüsteten Randes nicht nur quer zur Verschlußteilachse sicherstellt, sondern vielmehr gewährleistet, daß sogar eine Art Richtungsumkehr stattfindet. Der ausschließlich radialen Einschneidkomponente folgt nämlich eine axiale Komponente entgegen der Axialbeaufschlagung des Verschlußteils mitsamt dem zentralen Fixierelement, und es kann dabei sogar eine Totpunktüberschreitung erfolgen. Durch dieses sich beim Verpressen vom Knopf und Verschlußteil ergebende gekrümmte Einschneiden des Flanschrandes in das Knopfmaterial, das auf in fertigungstechnisch einfacher Weise erzielt wird, läßt sich eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen den Angriff axialer Kräfte und damit eine Stabilitätsverbesserung erzielen. Als sehr vorteilhaft hat es sich in weiterer Ausgestaltung erwiesen, wenn die Stützzone von einer beim axialen Verpressen den Preßweg begrenzenden, sich an der Unterseite des Knopfes in dessen zylindrische Ausnehmung vorerstreckenden Anschlagebene ausgeht. Auf diese Weise ist es möglich, durch Wahl der Tiefe der Ausnehmung die Lage des Flansches und damit des Fixierelements in bezug auf den Knopf vorzubestimmen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1a und 1b schematische Axialschnittansichten der Bestandteile eines Druckknopf-Verschlußteils vor der Verbindung miteinander, in größerem Maßstab,

Fig. 1c eine Draufsicht auf den unteren Bestandteil gemäß Fig. 1b,

Fig. 2a eine Axialschnittansicht des Druckknopf-Verschlußteils aus den Bestandteilen nach den Fig. 1a-1c,

Fig. 2b eine Schnittansicht des Ansetzmaterials,

Fig. 2c eine Seitenansicht der zugehörigen Ringfederöse, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines aus den Teilen nach Fig. 2a-2c zusammengesetzten Ringfeder-Druckknopfverschlusses, teilweise im Schnitt,

Fig. 4a und 4b schematische Axialschnittansichten der Bestandteile eines Druckknopf-Verschlußteils gemäß einer abgewandelten Ausführung,

Fig. 4c eine Draufsicht auf den unteren Bestandteil gemäß Fig. 4b,

Fig. 5a eine Axialschnittansicht des Druckknopf-Verschlußteils aus den Bestandteilen nach den Fig. 4a-4c,

Fig. 5b eine Seitenansicht des Ansetzmaterials,

Fig. 5c eine schematische Axialschnittansicht einer zum Druckknopf-Verschlußteil nach Fig. 5a gehörenden Stabfederöse,

Fig. 6 eine Axialschnittansicht eines aus den Teilen nach Fig. 5a-5c zusammengesetzten Stabfeder-(S-Feder)Druckknopf-Verschlusses,

Fig. 7a und 7b schematische Axialschnittansichten der Bestandteile eines Druckknopf-Verschlußteils gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführung,

Fig. 7c eine Draufsicht auf den unteren Bestandteil gemäß Fig. 7b,

Fig. 8a eine Axialschnittansicht des Druckknopf-Verschlußteils aus den Bestandteilen nach den Fig. 7a-7c,

Fig. 8b eine Schnittansicht des Ansetzmaterials,

Fig. 8c eine Seitenansicht der zugehörigen Radialfederöse, teilweise im Schnitt,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines aus den Teilen nach Fig. 8a-8c zusammengesetzten Radialfeder-Druckknopf-Verschlusses, teilweise im Schnitt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht das in Fig. 2a im Schnitt dargestellte Druckknopf-Verschlußteil 1 aus einem kalottenförmigen Knopf 2 aus Kunststoff und einem von dessen Unterseite abstehenden, im veranschaulichten Beispiel durch einen Nietteil gebildeten, metallischen Fixierelement 3. Dieses Fixierelement läuft kopfseitig in einen sich etwa radial erstreckenden runden Halteflansch 4 aus. Wie aus Fig. 1c ersichtlich, ist der Halteflansch 4 des Fixierelements 3 mit einer Verzahnung 5 versehen. An seiner Unterseite weist der Knopf 2 eine von einer zylindrischen Wand 6 begrenzte Ausnehmung auf. Der Innendurchmesser der Ausnehmung entspricht dem Außendurchmesser des die Verzahnung 5 umfassenden Halteflansches 4 des Fixierelementes 3, so daß letzteres leicht in die Ausnehmung einführbar ist. Die Verbindung des Fixierelements 3 mit dem Knopf 2 erfolgt durch vorzugsweise axiales Verpressen und radiales Aufweiten des Halteflansches 4 des Fixierelements 3, dabei greift dieser Halteflansch 4 in das Material des Knopfes 2 ein, was durch die Verzahnung 5 begünstigt wird.

Unmittelbar vor dem Halteflansch 4 weist das Fixierelement 3 einen abgerundeten Übergangsbereich 7 auf, dem an der Unterseite des Knopfes 2 eine beim axialen Verpressen des Fixierelementes 3 das Aufweiten des Halteflansches 4 bewirkende Stützzone 8 zugeordnet ist. Diese Stützzone 8, die im Beispiel nach den Figuren 1a-1c ähnlich wie der Übergangsbereich 7 abgerundet ausgebildet ist, erstreckt sich bis zum Ansatz der Wand 6. An der dem Wandansatz abgewandten Seite der Wand 6 ist letztere leicht abgerundet, was die Einführung des Fixierelements 3 mit dem Halteflansch 4 in die Ausnehmung des Knopfes 2 begünstigt.

Den Figuren 1a und 2a ist entnehmbar, daß die Stützzone 8 von einer beim axialen Verpressen den Preßweg begrenzenden, sich an der Unterseite des Knopfes 2 in dessen zylindrische Ausnehmung vorerstreckende Anschlagebene 9 ausgeht. Der Anschlagebene 9 des Knopfes 2 ist eine Stufenebene 10 des Fixierelements 3 zugeordnet, die sich quer zur Achse erstreckt und von der der zum Halteflansch 4 führende Übergangsbereich 7 des Fixierelements 3 ausgeht.

Fig. 2a zeigt, daß der ursprünglich in einer sich quer zur Achse erstreckenden Ebene liegende Halteflansch 4 mit der Verzahnung 5 beim axialen Verpressen der Krümmung der Stützzone 8 folgt, d.h. sich schräg nach unten in die die Ausnehmung begrenzende zylindrische Wand 6 eingräbt. Aus Fig. 2a ist ferner ersichtlich, daß nach Abschluß des Verpreßvorgangs die Stufenebene 10 des Fixierelements 3 aufgrund der sich in der zylindrischen Ausnehmung des Knopfes vorerstreckenden Anschlagebene 9 eine Position einnimmt, in der dieser Bereich des das Fixierelement 3 bildenden Nietteils in einer Ebene nahe der durch den unteren Rand der zylindrischen Wand definierten Ebene liegt. Dadurch wird die Planlage des Ansetzmaterials 11 beim Ansetzen der in Fig. 2c veranschaulichten Ringfederöse 12 nur unwesentlich verändert. Wie Fig. 3 zeigt, kommt es somit zu keiner Faltenbildung (Kräuselbildung) des Ansetzmaterials 11. Zu dieser Figur ist zu bemerken, daß das Ansetzmaterial in der Praxis nicht so hoch aufträgt, wie in der Zeichnung dargestellt.

Das Druckknopf-Verschlußteil 1 nach Fig. 5a aus den in den Figuren 4a-4c veranschaulichten Bestandteilen unterscheidet sich von dem Druckknopf-Verschlußteil nach Fig. 2a lediglich insofern, als der Knopf 2 an seiner Unterseite zwar ebenfalls die von der zylindrischen Wand 6 begrenzte Ausnehmung aufweist. In letztere erstreckt sich jedoch keine beim axialen Verpressen des Fixierelements 3 den Preßweg begrenzende, sich in den an der Knopfunterseite von der Wand 6 begrenzte Ausnehmung vorerstreckende Anschlagebene. Andererseits ist bei dieser Ausführung der Halteflansch 4 nicht am Ende eines abgerundeten Übergangsbereichs vorgesehen. Das Fixierelement 3 weist vielmehr einen Übergangsbereich 7' unmittelbar vor dem in einer einen rechten Winkel mit der Achse des Fixierelements einschließenden Ebene liegenden Halteflansch 4 auf, und dieser Übergangsbereich 7' schließt einen spitzen Winkel mit der Achse des Fixierelements 3 ein.

Beim axialen Verpressen wird, wie Fig. 5a zeigt, der Übergangsbereich 7' derart verformt, daß er eine praktisch ebene Lage einnimmt. Damit geht eine Aufweitung einher, unter deren Wirkung der Halteflansch 4 mit der Verzahnung 5 in feste Eingriffslage mit der Wand 6 des Knopfes 2 gelangt. Die aus den Fig. 4a und 5a ersichtliche leicht gewölbte Form der Ausnehmung des Knopfes 2 ermöglicht es dem Fixierelement 3, beim axialen Verpressen gewissermaßen eine Totpunktlage zu durchlaufen, so daß am unteren Ende des Fixierelements 3 angreifenden axialen Kräften erhöhter Widerstand entgegengesetzt wird.

Im übrigen zeigt Fig. 5a, daß auch bei dieser Ausführung der Halteflansch 4 mit der Verzahnung 5 aus der ursprünglichen quer zur Achse verlaufenden Ebene in eine Lage gelangt, in der die Verzahnung 5 schräg nach außen und unten gerichtet ist.

Die vorstehend beschriebene abgewandelte Ausführung des Druckknopf-Verschlußteils 1 gemäß Fig. 5a ist mit dem Vorteil verbunden, daß beim Verpressen des Ansetzmaterials 11 zwischen der unteren Ringfläche des Mantels 6 des Knopfes 2 und der Bördelkante 13 der vom das Fixierelement 3 bildenden Nietteil erfaßten Stabfederöse 14 eine Faltenbildung infolge der nicht mehr vorhandenen Planlage des Ansetzmaterials 11 reduziert wird.

Die weiterhin abgewandelte Ausführung des Druckknopf-Verschlußteils gemäß Fig. 8a unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungen nach den Fig. 2a und 5a in erster Linie dadurch, daß das mit dem Knopf 2 verbundene Fixierelement 3 durch einen Zackenring gebildet ist. Soweit Übereinstimmungen vorhanden sind, ist dies durch Verwendung entsprechender Bezugszeichen für gleiche Teile verdeutlicht. Die Fig. 7a, 7b und 8a zeigen, daß beim axialen Verpressen aufgrund des Zusammenspiels des abgerundeten Übergangsbereichs 7 des das Fixierelement 3 bildenden Zackenrings mit der sich zum Ansatz der Wand 6 erstreckenden Stützzone 8 des Knopfes 2 ein radiales Aufweiten des Halteflansches 4 mit der Verzahnung 5 ergibt. Der sich zunächst axial parallel erstreckende Abschnitt des abgerundeten Übergangsbereichs 7 ist, wie Fig. 7b deutlich zeigt, dünner gezogen. Dies begünstigt ein Weiten und somit Eingraben der Spitzen der Verzahnung 5 in die Wand 6 des Knopfes 2 unter einem schrägen Winkel. Dieses Weiten wird bei axialer Montagedruckbeaufschlagung über die schräg verlaufende Stützzone 8 der kegelstumpfförmigen Erhebung des Knopfes 2 einerseits und den abgerundeten Übergangsbereich 7 andererseits unmittelbar vor dem Halteflansch 4 eingeleitet. Wie anhand der Fig. 8a verständlich, begünstigt auch hier die im Bereich des Halteflansches 4 mit der Verzahnung 5 erfolgende Verformung schräg nach unten beim Eingriff in die Wand 6 des Knopfes 2 hinein die Festigkeit der so geschaffenen Verbindung. Auch bei dieser Ausführung dient die sich in den von der zylindrischen Wand 6 begrenzten Raum des Knopfes 2 erstreckende kegelstumpfförmige Erhebung mit der Anschlagebene 9 dazu, beim axialen Verpressen den Preßweg zu begrenzen, indem die Stufenebene 10 des Fixierelements 3 am Rand der Anschlagebene 9 zur Anlage gelangt. Aus Fig. 8a geht auch hervor, daß die kegelstumpfförmige Erhebung mit der Anschlagebene 9 der Vermeidung der Nutzlängenreduzierung der Beine 15 des das Fixierelement 3 bildenden Zackenrings dient.

Die Verbindung des Druckknopfverschlußteils 1 gemäß Fig. 8a mit der Radialfederöse 16 gemäß Fig. 8c unter Erfassen des Ansetzmaterials 11 gemäß Fig. 8b führt zu dem in Fig. 9 gezeigten Radialfeder-Druckknopf-Verschluß.

Claims

Druckknopf-Verschlußteil aus einem kalottenförmigen Knopf (2) aus Kunststoff und einem von dessen Unterseite abstehenden, nach Hindurchführen durch ein vorzugsweise flexibles Ansetzmaterial (11) zwecks Festlegung an letzterem verformbaren, durch einen Nietteil oder einen Zackenring gebildeten, vorzugsweise metallischen Fixierelement (3), das knopfseitig in einen sich etwa radial erstreckenden runden Halteflansch (4) ausläuft, der nach Verpressen und radialem Aufweiten unter Eingriff in das Material einer eine Ausnehmung begrenzenden, etwa zylindrischen Wand des Knopfs (2) von diesem Material umfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (7) des Fixierelements (3) unmittelbar vor dem Halteflansch (4), der in einer einen rechten Winkel mit der Achse des Fixierelementes einschließenden Ebene liegt, einen spitzen Winkel mit der Achse des Fixierelements (3) einschließt oder abgerundet ausgebildet ist, wobei dem abgerundeten Übergangsbereich (7) an der Unterseite des Knopfes (2) eine beim axialen Verpressen des Fixierelements (3) das Aufweiten des Halteflansches (4) bewirkende, sich zum Ansatz der Wand (6) erstreckende Stützzone (8) zugeordnet ist.
Druckknopf-Verschlußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützzone (8) von einer beim axialen Verpressen den Preßweg begrenzenden, sich an der Unterseite des Knopfes in dessen zylindrische Ausnehmung vorerstreckenden Anschlagebene (9) ausgeht.
Druckknopf-Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagebene (9) des Knopfes (2) eine Stufenebene (10) des Fixierelements (3) zugeordnet ist, die sich quer zur Achse erstreckt und von der der zum Halteflansch (4) führende Übergangsbereich (7) des Fixierelements (3) ausgeht.
Druckknopf-Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteflansch (4) des Fixierelements (3) mit einer das Eingreifen in das Material des Knopfs (2) begünstigenden Verzahnung (5) versehen ist.
Druckknopf-Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der an der Unterseite des Knopfs (2) vorgesehenen zylindrischen Wand (6) dem Außendurchmesser des die Verzahnung (5) umfassenden Halteflansches (4) des Fixierelementes (3) vor dem Verpressen und radialen Aufweiten entspricht.