WO2006103265A1 - Befestigungselement zur anbringung auf einem gewindebolzen - Google Patents

Befestigungselement zur anbringung auf einem gewindebolzen Download PDF

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WO2006103265A1
WO2006103265A1 PCT/EP2006/061162 EP2006061162W WO2006103265A1 WO 2006103265 A1 WO2006103265 A1 WO 2006103265A1 EP 2006061162 W EP2006061162 W EP 2006061162W WO 2006103265 A1 WO2006103265 A1 WO 2006103265A1
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WO
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flange
fastening element
threaded bolt
fastening
holding element
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/061162
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Rosemann
Johann Reindl
Original Assignee
Newfrey Llc
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Publication date
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Priority to US11/910,234 priority patent/US20080181748A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/08—Quickly-detachable or mountable nuts, e.g. consisting of two or more parts; Nuts movable along the bolt after tilting the nut
    • F16B37/0807—Nuts engaged from the end of the bolt, e.g. axially slidable nuts
    • F16B37/0857—Nuts engaged from the end of the bolt, e.g. axially slidable nuts with the threaded portions of the nut engaging the thread of the bolt by the action of one or more springs or resilient retaining members

Definitions

  • the invention relates to a fastening element for attachment to a threaded bolt with a sleeve-like holding element, which is located in
  • Fasteners of the specified type are used in particular in the automotive industry for mounting parts on threaded bolts.
  • the peculiarity of these fasteners is that they can be brought without rotation solely by an axial movement in the mounting position on a threaded bolt and firmly connected to the threaded bolt.
  • the connection can be released again by unscrewing the fastening element like a nut from the threaded bolt.
  • By turning the fastener in the tightening direction is also possible to increase the axial clamping force of a compound produced.
  • the holding element has a polygonal cross-section and a wall with radially yielding wall sections which are deformed radially outwardly when the retaining element is pushed onto the threaded bolt.
  • a collet is breakably formed on one end of the support member and its inner cross section is dimensioned so that it can be pushed over the outside of the support member, wherein the radially yielding wall sections are deformed inwardly, so that the thread of the threaded bolt partially into the yielding wall sections can be formed.
  • a flange is attached directly to the holding element. To attach an object several mounting steps and tools are required in this fastener.
  • a fastener for fastening a component to a threaded bolt which has a sleeve-shaped, provided with longitudinal slots holding element, arranged in the longitudinal slots, resilient retaining fingers for clamping the threaded bolt and a auflegbaren to the component flange.
  • angled clips are arranged, the ends of which extend radially outwardly at a distance from the flange.
  • a plastic push button for fastening a trim strip or a body panel to a vehicle body which has a cylindrical shaft with holding fingers arranged therein for gripping a threaded bolt.
  • a kreiusionnförmiger holding head is formed and the other end of the shaft has a conically widening in mounting direction collar having at its peripheral edge several brackets, by means of which the push button for pre-assembly in a mounting hole of the component to be fastened is firmly established.
  • the component In the pre-assembled position of the push button achieved thereby, the component can first be aligned in the mounting position and then the component can be definitively fixed by completely pressing in the print head into the mounting hole and pressing on the threaded bolt.
  • this fastener In this fastener is to be regarded as a disadvantage that the head is in the mounting position at a considerable distance from the surface to which the threaded bolt is welded.
  • the component to be fastened must therefore have a special bulge, so that it rests in the mounting position on the head.
  • the invention has for its object to provide a fastener of the type mentioned, which can be pre-assembled on the object to be fastened and in the pre-assembled position facilitates the placement and alignment of the object to be fastened. Furthermore, the fastener to be connected without the aid of tools by hand with a threaded bolt.
  • the attachable to the object to be fastened flange of the fastening element is arranged at a distance from the retaining element and secured by spring tabs on the retaining element.
  • the flange can be preassembled on the object to be fastened, wherein the holding element, held by the spring tabs, remains at a distance from the object to be mounted, which can be dimensioned so large that during assembly of the article to a support by the mounting opening of the object and the flange projecting threaded bolt is not yet detected by the clamping element.
  • the object to be mounted can therefore first be aligned and moved in the required manner, without the fastener locked to the threaded bolt and thereby affects or prevents alignment movements.
  • the retaining element can be pressed by hand on the threaded bolt, wherein the spring tabs are elastically deformed and press with the thus emphasized spring force the flange to the object.
  • the spring tabs are designed so that their deformation by hand is readily possible.
  • the fastening element according to the invention also has the advantage that a clearance is created by the distance between the flange and the holding element, through which the opening of the flange is clearly visible.
  • the flange has a greater radial extent than the front end of the holding element and that the spring tabs of the holding element radially outwardly and after bending by about 90 ° to the holding element facing back of the flange extend.
  • This design favors the deformation of the spring tabs and allows a direct contact between the holding member and the flange in the mounting position, so that the holding forces can be transmitted directly to the flange.
  • a low insertion force with simultaneous secure anchoring of the holding element on a threaded bolt is achieved according to a further proposal of the invention in that the inner diameter of the cavity is greater than the outer diameter of the threaded bolt and that the holding element has protruding into the cavity holding fingers which are to the longitudinal axis of the holding member are inclined so as to move away from the wall of the cavity with increasing distance from the front end of the holding member.
  • the retaining fingers can wear teeth to improve adhesion, which engage in the thread grooves of the threaded bolt.
  • the holding element may have a polygonal, in particular hexagonal outer contour. This makes it possible to rotate the fastener by means of a key to solve it after its attachment by a threaded bolt again. This in
  • the flange of the fastener is annular and has a central opening which is smaller than the radial extent of the retaining element, with its rear side forms a contact surface for the front end of the retaining element.
  • the flange is designed in the manner of a plate spring in order to be able to cause a resilient bias between the holding element and the object to be fastened in the fastening position.
  • the flange may have a reinforced peripheral edge and a plurality of slots extending substantially radially from the opening in the direction of the peripheral edge. As a result, a flat spring characteristic can be achieved.
  • FIG. 2 shows a plan view of the fastening element according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a cross section through a fastening arrangement using the fastening element according to FIG. 1 in the pre-assembly position, FIG.
  • Figure 4 shows a cross section of the fastening arrangement according to Figure 3 in final assembly position.
  • the fastening element 1 shown in the drawing consists of a holding element 2 and a flange 3, which are interconnected by spring tabs 4.
  • the holding element 2 has the shape of a sleeve of hexagonal cross-section, which encloses a hexagonal in cross-section cavity 5 and is closed at one end by a hexagonal bottom 6.
  • two holding fingers 9, 10 are attached, which extend at an angle of approximately 45 ° to the longitudinal axis of the holding element 2 in the cavity 5 and in the direction of the bottom 6.
  • the holding fingers 9, 10 each have two teeth which have a suitable distance for engaging in threaded grooves of a threaded bolt.
  • the retaining fingers 9 are offset in the axial direction by half the pitch of the associated bolt thread in the axial direction relative to the holding fingers 10 opposite them.
  • the bottom 6 of the opposite end of the support member 2 is provided with a conical, widening in the direction of the flange 3 opening 11, see Figure 3.
  • the Halteele- ment 2 rectangular openings 12, 13, which serve to receive mandrels in the manufacture of the fastener.
  • an axially parallel web 14 which is located at a corner of the hexagonal cross section, the openings 12, 13 are separated from each other.
  • a second web 14 is located in a mirror-image arrangement on the not visible in Figure 1 back of the fastener.
  • the spring tabs 4 are formed on opposite sides outside of the open end of the support member 2 and extend in a mirror image of the support member 2 approximately along a quarter circle to the outside and in the mounting direction forward, so that their integrally formed on the flange 3 ends approximately perpendicular to the flat back 15 of the flange 3 impinge.
  • the distance between the retaining element 2 and the flange 3 is thus approximately equal to the radius of curvature of the spring tabs 4.
  • the holding element 2 On both sides of the spring tabs 4, the holding element 2 has radially outwardly extending projections 16, 17, which support the retaining element 2 at the rear 15 of the flange 3 are determined. Between the projections 16, 17 is in each case one serving as a coupling element recess 18.
  • the recesses 18 cooperate with driving pins 19, which is arranged on the back 15 of the flange 3 and form counter-coupling elements.
  • driving pins 19 penetrate into the recesses 18, thereby enabling the transmission of torque between the holding member 2 and the flange third
  • the flange 3 has a central opening 20 whose diameter is approximately equal to the distance between opposite side surfaces (key width) of the retaining element 2. From the opening 20, four slots 21 extend outwardly approximately to half of the radial width of the flange 3. Through the slots 21, the elastic compliance of the inner peripheral edge of the flange 3 is increased.
  • the flange 3 also has a reinforced peripheral edge 23, which forms a raised contact surface 22 on the front of the flange 3 facing away from the holding element 2. At two opposite points of the peripheral edge 23 3 fingers 24 are formed on the flange, which protrude approximately tangentially beyond the peripheral edge 23 and are intended to secure the flange 3 against rotation.
  • FIGS. 3 and 4 show a fastening arrangement using the fastening element 1.
  • a threaded bolt 31 is fixed by welding.
  • a cladding panel 32 for example a subfloor, has a recess 33 at an attachment point interacting with the threaded bolt 31 and an opening 34 therein, through which the threaded bolt 31 is inserted.
  • the fastening element 1 is inserted with the flange 3 in the recess 33 of the cladding panel 32 and latched by means of holding elements 35 which are provided on the cladding panel 32 and engage over the outer edge of the flange 3.
  • the latching on the holding elements 35 is designed and the recess 33 is sized so large that the flange 3 can be moved in the radial direction to compensate for deviations relative to the cladding panel 32.
  • the cladding panel 32 After the pre-assembly of the fastener 1 to the cladding panel 32, the cladding panel 32 is placed in its installed position on the base 30 in which it rests against the base 30 as shown in FIG.
  • the threaded bolt 31 penetrates the opening 34 in the cladding panel 32 and the openings 20 and 11 in the fastener 1.
  • the flange 3 and the pad 30 located portion of the cladding panel 32 are coordinated so that the threaded bolt 31 can not be detected by the holding fingers 9, 10 and held.
  • the cladding panel 32 can therefore be moved in this mounting situation for proper placement relative to the pad 30 and, if necessary, again removed from the pad 30, so as to facilitate the correct alignment.
  • the retaining element 2 is pressed by hand onto the threaded bolt 31 for its attachment to the threaded bolt 31 and thereby brought into the position shown in Figure 4.
  • the inner ends of the Federla- see 4 bend down and the support member 2 comes with its front end and the projections 16, 17 in contact with the back 15 of the flange 3.
  • the retaining fingers 9, 10 are pressed apart upon penetration of the threaded bolt 31 in the retaining element 2 and skip the individual thread ribs until they finally engage in the final mounting position with their teeth in the thread grooves of the threaded bolt 31 and the retaining element 2 on the threaded bolt 31st hold tight.
  • the release of the fastening arrangement is possible by turning the retaining element 2 by means of a wrench.
  • the rotational force is transmitted via the engaging in the recesses 18 driving pin 19 on the flange 3, whereby the inhibiting effect of the fingers 23 must be overcome.
  • the fastener described allows by the design of the retaining element a low assembly force, but still high withdrawal forces, since the retaining fingers wedged under load in the release direction against the threaded bolt.
  • the spring tabs ensure that the holding element is always in the correct position prior to assembly. After unscrewing the pressed into the mounting position fastener return the spring tabs back to their original position and allow easy installation again. With the help of the spring tabs and the elastic deformability of the flange can during assembly a comparatively large Pressure force can be generated, which protects the mounting assembly against vibration.

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Abstract

Beschrieben ist ein Befestigungselement (1) zur Anbringung auf einem Gewindebolzen (31) mit einem hülsenartigen Halteelement (2), das einen sich in Richtung seiner Längsachse erstreckenden Hohlraum (5) zur Aufnahme des Gewindebolzens (31) und wenigstens einen verformbaren Klemmbereich aufweist, der bestrebt ist, eine in den Hohlraum (5) hinein ragende, den Gewindebolzen (31) festhaltende Klemmstellung einzunehmen, und mit einem an einen zu befestigenden Gegenstand (32) andrückbaren Flansch (3), der an dem in Montagerichtung vorderen Ende des Halteelements (2) angeordnet ist, wobei der Flansch (3) in einem Abstand von dem Halteelement (1) angeordnet und mittels Federlaschen (4) an dem Halteelement (1) befestigt ist.

Description

Befestigungselement zur Anbringung auf einem Gewindebolzen
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Anbringung auf einem Gewindebolzen mit einem hülsenartigen Halteelement, das einen sich in
Richtung seiner Längsachse erstreckenden Hohlraum zur Aufnahme des
Gewindebolzens und wenigstens einen verformbaren Klemmbereich aufweist, der bestrebt ist, eine in den Hohlraum hinein ragende, den Gewindebolzen festhaltende Klemmstellung einzunehmen, und mit einem an einen zu befesti- genden Gegenstand andrückbaren Flansch, der an dem in Montagerichtung vorderen Ende des Halteelements angeordnet ist.
Befestigungselemente der angegebenen Art werden insbesondere im Automobilbau zur Befestigung von Teilen auf Gewindebolzen verwendet. Die Beson- derheit dieser Befestigungselemente besteht darin, daß sie ohne Drehung allein durch eine axiale Bewegung in die Befestigungsstellung auf einen Gewindebolzen gebracht und fest mit dem Gewindebolzen verbunden werden können. Die Verbindung kann wieder gelöst werden, indem das Befestigungselement wie eine Mutter von dem Gewindebolzen abgeschraubt wird. Durch Drehen des Befestigungselementes in Anzugsrichtung besteht außerdem die Möglichkeit, die axiale Klemmkraft einer hergestellten Verbindung zu erhöhen.
Bei einem aus DE 101 33 063 A1 bekannten Befestigungselement der angegebenen Art hat das Halteelement einen polygonalen Querschnitt und eine Wand mit radial nachgebenden Wandabschnitten, die radial nach außen verformt werden, wenn das Halteelement auf den Gewindebolzen aufgeschoben wird. Eine Spannhülse ist abbrechbar an einem Ende des Halteelementes angeformt und ihr innerer Querschnitt ist so bemessen, daß er über die Außenseite des Halteelementes geschoben werden kann, wobei die radial nachgebenden Wandabschnitte nach innen verformt werden, so daß das Gewinde des Gewindebolzens teilweise in die nachgebenden Wandabschnitte eingeformt werden kann. Ein Flansch ist unmittelbar an dem Halteelement angebracht. Zur Befestigung eines Gegenstandes sind bei diesem Befestigungselement mehrere Montageschritte und Werkzeuge erforderlich. Aus JP 61-79018 ist ein Befestigungselement zur Befestigung eines Bauteils an einem Gewindebolzen bekannt, welches ein hülsenförmiges, mit Längsschlitzen versehenes Halteelement, in den Längsschlitzen angeordnete, federnde Haltefinger zum Festklemmen des Gewindebolzens und einen auf das Bauteil auflegbaren Flansch aufweist. An dem in Montagerichtung vorderen Ende des Halteelements sind abgewinkelte Spangen angeordnet, deren Enden sich in einem Abstand von dem Flansch radial nach außen erstrecken. Mit Hilfe der Spangen kann das Befestigungselement an dem zu befestigen Bauteil vormontiert werden, wobei die Spangen den Innenrand einer Montage- Öffnung umgreifen. Zur endgültigen Montage kann dann das Bauteil mit dem vormontierten Befestigungselement auf den an einer Unterlage befestigten Gewindebolzen gedrückt werden. Bei diesem Befestigungselement ist als nachteilig anzusehen, daß der Gewindebolzen bereits von dem Haltefinger erfaßt wird, bevor das Bauteil seine endgültige Lage ander Unterlage erreicht. Hierdurch wird ein nachträgliches Ausrichten des Bauteils erschwert. Auch das Einführen des Gewindebolzens in das Befestigungselement ist hierbei schwierig, weil der Gewindebolzen durch das Bauteil und den Flansch des Befestigungselements verdeckt ist.
Aus EP 0 566 296 B1 ist ein Kunststoffdruckknopf zur Befestigung einer Zierleiste oder eines Karosseriepanels an einer Fahrzeugkarosserie bekannt, welcher einen zylindrischen Schaft mit darin angeordneten Haltefingern zum Ergreifen eines Gewindebolzens aufweist. An dem in Montagerichtung hinteren Ende des Schaftes ist ein kreischeibenförmiger Haltekopf ausgebildet und das andere Ende des Schaftes weist einen sich in Montagerichtung konisch erweiternden Kragen auf, der an seinem Umfangsrand mehrere Klammern hat, mittels welcher der Druckknopf zur Vormontage in einem Montierloch des zu befestigenden Bauteils festhaltbar ist. In der hierdurch erreichten Vormontageposition des Druckknopfes kann das Bauteil zunächst in der Montageposition ausgerichtet werden und danach durch vollständiges Eindrücken des Druckkopfes in das Montierloch und Aufdrücken auf den Gewindebolzen das Bauteil endgültig befestigt werden. Bei diesem Befestigungselement ist als nachteilig anzusehen, daß sich der Kopf in der Befestigungsstellung in einem erheblichen Abstand von der Oberfläche befindet, an der der Gewindebolzen ange- schweißt ist. Das zu befestigende Bauteil muß daher eine besondere Auswölbung haben, damit es in der Befestigungsstellung an dem Kopf anliegt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches an dem zu befestigenden Gegenstand vormontiert werden kann und in der vormontierten Stellung das Plazie- ren und Ausrichten des zu befestigenden Gegenstands erleichtert. Weiterhin soll das Befestigungselement ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen von Hand mit einem Gewindebolzen verbindbar sein.
Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nach der Erfindung ist der an den zu befestigenden Gegenstand andrückbare Flansch des Befestigungselements in einem Abstand von dem Halteelement angeordnet und mittels Federlaschen an dem Halteelement befestigt. Hierdurch kann der Flansch an dem zu befestigenden Gegenstand vormontiert werden, wobei das Halteelement, durch die Federlaschen gehalten, in einem Abstand von dem zu montierenden Gegenstand verbleibt, der so groß bemessen werden kann, daß der bei der Montage des Gegenstands an einem Träger der durch die Montageöffnung des Gegenstands und den Flansch hindurchragende Gewindebolzen noch nicht von dem Klemmelement erfaßt wird. Der zu montierende Gegenstand kann daher zunächst in der erforderlichen Weise ausgerichtet und bewegt werden, ohne daß das Befestigungselement mit dem Gewindebolzen verrastet und dadurch Ausrichtbewegungen beeinträchtigt oder verhindert. Ein vorzeitiges Verrasten des Befestigungselements an einer falschen Stelle wird somit vermieden. Ist das Ausrichten erfolgt, so kann das Halteelement von Hand auf den Gewindebolzen gedrückt werden, wobei die Federlaschen elastisch verformt werden und mit der dadurch hervorgehobenen Federkraft den Flansch an den Gegenstand andrücken. Die Federlaschen sind hierbei so ausgelegt, daß ihre Verformung von Hand ohne weiteres möglich ist.
Das erfindungsgemäße Befestigungselement hat weiterhin den Vorteil, daß durch den Abstand zwischen dem Flansch und dem Halteelement ein Frei- räum geschaffen ist, durch den die Öffnung des Flansches gut sichtbar ist.
Hierdurch wird das Positionieren des Flansches relativ zu einem Gewindebol- zen erleichtert, da durch die Öffnung im Flansch der hinter dem Bauteil befindliche Bolzen besser gesehen werden kann.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß der Flansch eine größere radiale Erstreckung hat als das vordere Ende des Halteelements und daß die Federlaschen sich von dem Halteelement radial nach außen und nach einer Biegung um etwa 90° zu der dem Halteelement zugekehrten Rückseite des Flansches hin erstrecken. Diese Gestaltung begünstigt das Verformen der Federlaschen und ermöglicht einen direkten Kontakt zwischen dem Halteelement und dem Flansch in der Befestigungsstellung, so daß die Haltekräfte unmittelbar auf den Flansch übertragen werden können.
Als ausreichend und vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn wenigstens zwei Federlaschen in symmetrischer Anordnung einander gegenüberliegend vorge- sehen sind. Hierdurch läßt sich das Befestigungselement einfach herstellen und die symmetrische Anordnung der Federlaschen gewährleistet, daß das Halteelement beim Andrücken an den Flansch seine Mittellage zum Flansch beibehält. Abweichend von dieser Gestaltung können aber durchaus auch mehr als zwei Federlaschen vorgesehen sein. Auch eine Verbindung des Halteelements mit dem Flansch durch nur eine einzige Federlasche ist möglich, erfordert aber etwas mehr Geschicklichkeit beim Aufdrücken des Halteelements auf einen Gewindebolzen.
Eine geringe Steckkraft bei gleichzeitig sicherer Verankerung des Halteele- ments auf einem Gewindebolzen wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht, daß der Innendurchmesser des Hohlraums größer ist als der Außendurchmesser des Gewindebolzens und daß das Halteelement in den Hohlraum hineinragende Haltefinger aufweist, die zur Längsachse des Halteelements derart geneigt sind, daß sie sich mit zunehmendem Abstand von dem vorderen Ende des Halteelements von der Wand des Hohlraums entfernen. An ihren freien Enden können die Haltefinger zur Verbesserung der Haftung Zähne tragen, die in die Gewinderillen des Gewindebolzens eingreifen.
Das Einführen eines Gewindebolzens in den Hohlraum des Halteelements wird durch eine Ausgestaltung erleichtert, bei der die Eintrittsöffnung des Hohl- raums eine konische Erweiterung aufweist, deren Durchmesser nach außen zunimmt.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann das Halteelement eine polygonale, insbesondere sechskantige Außenkontur haben. Hierdurch ist es möglich, das Befestigungselement mit Hilfe eines Schlüssels zu drehen, um es nach seiner Befestigung von einem Gewindebolzen wieder zu lösen. Das in
Montagerichtung hintere Ende des Halteelements kann einen geschlossenen, insbesondere ebenfalls polygonalen bzw. sechskantigen Boden haben, der zur Versteifung des Halteelements insbesondere für das Losschrauben beiträgt.
Der Flansch des Befestigungselements ist ringförmig und hat eine zentrale Öffnung, die kleiner ist als die radiale Erstreckung des Halteelements, wobei seine Rückseite eine Anlagefläche für das vordere Ende des Halteelements bildet. Vorzugsweise ist der Flansch nach Art einer Tellerfeder gestaltet, um in der Befestigungsstellung eine federnde Vorspannung zwischen dem Halteelement und dem zu befestigenden Gegenstand hervorrufen zu können. Zur Erzielung der gewünschten Federwirkung kann der Flansch einen verstärkten Umfangsrand und mehrere, sich im wesentlichen radial von der Öffnung in Richtung des Umfangsrandes erstreckende Schlitze haben. Hierdurch läßt sich eine flache Federkennlinie erzielen.
Eine ungünstige Verformung der Federlaschen beim Losschrauben des Befestigungselements wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch vermieden, daß an dem Flansch einerseits und an dem dem Flansch zugekehrten Ende des Halteelements andererseits Kupplungselemente und Gegenkupplungselemente angeordnet sind, die ineinandergreifen und eine Drehung des Flansches relativ zum Halteelement verhindern, wenn der Flansch in montiertem Zustand des Befestigungselements an dem Halteele- ment anliegt. Die Kupplungselemente können durch axiale Vorsprünge an dem Flansch und die Gegenkupplungselemente durch die Vorsprünge aufnehmende Aussparungen im Halteelement gebildet sein.
Zur Sicherung des Klemmelements gegen Lösen kann der Flansch eine Ver- drehsicherung aufweisen, die im Zusammenwirken mit dem zu befestigenden Bauteil einen Drehwiderstand hervorruft. Das Befestigungselement ist vorzugsweise einteilig aus Kunststoff hergestellt. Das Halteelement ist hierzu mit seitlichen Öffnungen für die Formkerne zur Ausbildung der Haltefinger versehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
Figur 1 eine Seitenansicht eines Befestigungselements nach der Erfin- düng,
Figur 2 eine Draufsicht des Befestigungselements gemäß Figur 1 ,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine Befestigungsanordnung unter Verwendung des Befestigungselements gemäß Figur 1 in Vormontagestellung,
Figur 4 einen Querschnitt der Befestigungsanordnung gemäß Figur 3 in Endmontagestellung.
Das in der Zeichnung dargestellte Befestigungselement 1 besteht aus einem Halteelement 2 und einem Flansch 3, die durch Federlaschen 4 miteinander verbunden sind. Das Halteelement 2 hat die Form einer Hülse von sechseckigem Querschnitt, die einen im Querschnitt ebenfalls sechseckigen Hohlraum 5 umschließt und an einem Ende durch einen sechseckigen Boden 6 verschlossen ist. An zwei einander gegenüberliegenden Wänden 7, 8 des Hohlraums 5 sind jeweils zwei Haltefinger 9, 10 angebracht, die sich in einem Winkel von etwa 45° zur Längsachse des Halteelements 2 in den Hohlraum 5 und in Richtung des Bodens 6 erstrecken. An ihren freien Enden weisen die Haltefin- ger 9, 10 jeweils zwei Zähne auf, die einen zum Eingreifen in Gewinderillen eines Gewindebolzens geeigneten Abstand haben. Die Haltefinger 9 sind gegenüber den ihnen gegenüberliegenden Haltefingern 10 in axialer Richtung um die halbe Ganghöhe des zugeordneten Bolzengewindes in axialer Richtung versetzt. Das dem Boden 6 entgegengesetzte Ende des Halteelements 2 ist mit einer konischen, sich in Richtung des Flansches 3 erweiternden Öffnung 11 versehen, siehe Figur 3. Beiderseits der Wände 7, 8 weist das Halteele- ment 2 rechteckige Öffnungen 12, 13 auf, die zur Aufnahme von Formkernen bei der Herstellung des Befestigungselements dienen. Durch einen achsparallelen Steg 14, der sich an einer Ecke des sechseckigen Querschnitts befindet, sind die Öffnungen 12, 13 voneinander getrennt. Ein zweiter Steg 14 befindet sich in spiegelbildlicher Anordnung auf der in Figur 1 nicht sichtbaren Rückseite des Befestigungselements.
Die Federlaschen 4 sind auf entgegengesetzten Seiten außen an dem offenen Ende des Halteelements 2 angeformt und erstrecken sich in spiegelbildlicher Anordnung von dem Halteelement 2 etwa entlang eines Viertelkreises nach außen und in Montagerichtung nach vorn, so daß ihre an den Flansch 3 angeformten Enden ungefähr senkrecht auf die ebene Rückseite 15 des Flansches 3 auftreffen. Der Abstand zwischen dem Halteelement 2 und dem Flansch 3 ist somit ungefähr gleich dem Krümmungsradius der Federlaschen 4. Auf beiden Seiten der Federlaschen 4 weist das Halteelement 2 sich radial nach außen erstreckende Vorsprünge 16, 17 auf, die zur Abstützung des Halteelements 2 an der Rückseite 15 des Flansches 3 bestimmt sind. Zwischen den Vorsprüngen 16, 17 befindet sich jeweils eine als Kupplungselement dienende Aussparung 18. Die Aussparungen 18 wirken mit Mitnehmerzapfen 19 zusammen, der auf der Rückseite 15 des Flansches 3 angeordnet ist und Gegenkupplungselemente bilden. Bei Annäherung des Halteelements 2 an den Flansch 3 dringen die Mitnehmerzapfen 19 in die Aussparungen 18 ein und ermöglichen dadurch die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Halteelement 2 und dem Flansch 3.
Der Flansch 3 hat eine zentrale Öffnung 20, deren Durchmesser etwa gleich dem Abstand entgegengesetzter Seitenflächen (Schlüsselweite) des Halteelements 2 ist. Von der Öffnung 20 erstrecken sich vier Schlitze 21 nach außen etwa bis zur Hälfte der radialen Breite des Flansches 3. Durch die Schlitze 21 wird die elastische Nachgiebigkeit des inneren Umfangsrandes des Flansches 3 erhöht. Der Flansch 3 weist außerdem einen verstärkten Umfangsrand 23 auf, der auf der dem Halteelement 2 abgekehrten Vorderseite des Flansches 3 eine erhabene Anlagefläche 22 bildet. An zwei einander entgegengesetzten Stellen des Umfangsrandes 23 sind an den Flansch 3 Finger 24 angeformt, die annähernd tangential über den Umfangsrand 23 hinausragen und dazu bestimmt sind, den Flansch 3 gegen Verdrehen zu sichern. In den Figuren 3 und 4 ist eine Befestigungsanordnung unter Verwendung des Befestigungselements 1 gezeigt. Auf einer Unterlage 30 aus Blech, beispielsweise einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs, ist ein Gewindebolzen 31 durch Schweißen befestigt. Eine Verkleidungsplatte 32, beispielsweise ein Unterboden, weist an einer mit dem Gewindebolzen 31 zusammenwirkenden Befestigungsstelle eine Ausnehmung 33 und in dieser eine Öffnung 34 auf, durch die der Gewindebolzen 31 hindurchgesteckt wird. Zur Vorbereitung der Montage wird das Befestigungselement 1 mit dem Flansch 3 in die Ausneh- mung 33 der Verkleidungsplatte 32 eingesetzt und mittels Halteelementen 35 verrastet, die an der Verkleidungsplatte 32 vorgesehen sind und den Außenrand des Flansches 3 übergreifen. Die Verrastung an den Halteelementen 35 ist so gestaltet und die Ausnehmung 33 ist so groß bemessen, daß der Flansch 3 in radialer Richtung zum Ausgleich von Maßabweichungen relativ zur Verkleidungsplatte 32 bewegt werden kann.
Nach der Vormontage des Befestigungselements 1 an der Verkleidungsplatte 32 wird die Verkleidungsplatte 32 in ihre Einbaulage an der Unterlage 30 gebracht, in der sie wie in Figur 3 gezeigt, an der Unterlage 30 anliegt. Hierbei durchdringt der Gewindebolzen 31 die Öffnung 34 in der Verkleidungsplatte 32 und die Öffnungen 20 und 11 im Befestigungselement 1. Die Länge des Gewindebolzens 31 und der Abstand der Haltefinger 9, 10 des Halteelements 2 von der Anlagefläche 22 des Flansches 3 sowie die Dicke des zwischen dem Flansch 3 und der Unterlage 30 befindlichen Abschnitts der Verkleidungsplatte 32 sind jedoch so aufeinander abgestimmt, daß der Gewindebolzen 31 nicht von den Haltefingern 9, 10 erfaßt und festgehalten werden kann. Die Verkleidungsplatte 32 kann daher in dieser Montagesituation zur richtigen Plazierung relativ zur Unterlage 30 bewegt werden und bei Bedarf auch nochmals von der Unterlage 30 entfernt werden, um so das richtige Ausrichten zu erleichtern.
Ist die gewünschte Lage der Verkleidungsplatte 32 erreicht, so wird zu ihrer Befestigung an dem Gewindebolzen 31 das Halteelement 2 von Hand auf den Gewindebolzen 31 gedrückt und dadurch in die in Figur 4 gezeigte Position gebracht. Bei diesem Vorgang biegen sich die inneren Enden der Federla- sehen 4 nach unten und das Halteelement 2 gelangt mit seinem vorderen Ende und den Vorsprüngen 16, 17 in Kontakt mit der Rückseite 15 des Flan- sches 3. Die Haltefinger 9, 10 werden beim Eindringen des Gewindebolzens 31 in das Halteelement 2 auseinandergedrückt und überspringen die einzelnen Gewinderippen, bis sie schließlich in der endgültigen Befestigungsstellung mit ihren Zähnen in die Gewinderillen des Gewindebolzens 31 einrasten und das Halteelement 2 an dem Gewindebolzen 31 festhalten. Die in der Befestigungsstellung stärker gebogenen Federlaschen 4 erzeugen eine in axialer Richtung gegen den Flansch 3 gerichtete Federkraft, durch die der Flansch 3 gegen die Verkleidungsplatte 32 gedrückt wird. Zusätzlich kann bei der Montage das Halteelement 2 noch näher als in Figur 4 gezeigt an die Verkleidungsplatte 32 angenähert werden, wodurch sich auch der Flansch 3 elastisch verformt und dadurch die Andruckkraft erhöht. Somit verbleibt die Befestigungsanordnung in der Befestigungsstellung federnd verspannt und ist dadurch gegen Schwingen und Verdrehen gesichert. Eine zusätzlich Verdrehsicherung wird durch die Finger 23 erreicht, die sich in den Rand der Ausnehmung 33 eingraben.
In der Befestigungsstellung greifen die Mitnehmerzapfen 19 am Flansch 3 in die Aussparungen 18 am Halteelement 2 ein und sichern dadurch das Halteelement 2 mit Hilfe des Flansches 3 gegen Verdrehen auch dann, wenn durch äußere Einwirkung, beispielsweise Steinschlag, die Federlaschen 4 zerstört werden sollten.
Das Lösen der Befestigungsanordnung ist durch Drehen des Halteelements 2 mit Hilfe eines Schraubenschlüssels möglich. Die Drehkraft wird hierbei über die in die Aussparungen 18 eingreifenden Mitnehmerzapfen 19 auf den Flansch 3 übertragen, wobei auch die Hemmwirkung der Finger 23 überwunden werden muß.
Das beschriebene Befestigungselement ermöglicht durch die Gestaltung des Halteelements eine geringe Montagekraft, dennoch aber hohe Abzugskräfte, da sich die Haltefinger bei Belastung in Löserichtung gegen den Gewindebolzen verkeilen. Die Federlaschen sorgen dafür, daß das Halteelement sich vor der Montage immer in der richtigen Position befindet. Nach dem Losschrauben des in die Befestigungsstellung gedrückten Befestigungselements kehren die Federlaschen wieder in ihre Ausgangslage zurück und ermöglichen erneut eine einfache Montage. Mit Hilfe der Federlaschen und der elastischen Verformbarkeit des Flansches kann bei der Montage eine vergleichsweise große Andruckkraft erzeugt werden, die die Befestigungsanordnung gegen Schwingungseinflüsse schützt.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Befestigungselement zur Anbringung auf einem Gewindebolzen mit einem hülsenartigen Halteelement, das einen sich in Richtung seiner Längsachse erstreckenden Hohlraum zur Aufnahme des Gewindebolzens und wenigstens einen verformbaren Klemmbereich aufweist, der bestrebt ist, eine in den Hohlraum hinein ragende, den Gewindekörper festhaltende Klemmstellung einzunehmen, und mit einem an einen zu befestigenden Gegenstand andrückbaren Flansch, der an dem in Montagerichtung vorderen Ende des Halteelements angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) in einem Abstand von dem Halteelement (1 ) angeordnet und mittels Federlaschen (4) an dem
Halteelement (1 ) befestigt ist.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) eine größere radiale Erstreckung hat als das vordere Ende des Halteelements (1 ) und daß die Federlaschen (4) sich von dem
Halteelement radial nach außen und nach einer Biegung um etwa 90° in Richtung des Flansches (3) erstrecken.
3. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlaschen (4) an der dem
Halteelement (1 ) zugekehrten Rückseite (15) des Flansches (4) befestigt sind.
4. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (1 ) in den Hohlraum (5) hineinragende Haltefinger (9, 10) aufweist, die zur Längsachse des Halteelements (1) derart geneigt sind, daß sie sich mit zunehmendem Abstand von dem vorderen Ende des Halteelements (1 ) von der Wand (7, 8) des Hohlraums (5) entfernen.
5. Befestigungselement nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Haltefinger (9, 10) zum Eingreifen in Gewinderillen eines Gewindebolzens ausgebildete Zähne haben.
6. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung des Hohlraums (5) eine konische Erweiterung aufweist, deren Durchmesser nach außen zunimmt.
7. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (2) eine polygonale, insbesondere sechskantige Außenkontur hat.
8. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in Montagerichtung hintere Ende des Halteelements (2) einen geschlossenen, insbesondere polygonalen bzw. sechskantigen Boden (6) hat.
9. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) ringförmig ist und eine zentrale Öffnung (20) hat, die kleiner ist als die radiale Erstreckung des Halteelements (2), wobei die Rückseite (15) des Flansches (3) eine Anlagefläche für das vordere Ende des Halteelements (2) bildet.
10. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) nach Art einer Tellerfeder gestaltet ist, welche in der Befestigungsstellung zwischen dem Halteelement und dem zu befestigenden Gegenstand federnd vorspannbar ist.
11. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) einen verstärkten Um- fangsrand (23) und mehrere, sich im wesentlichen radial von der Öffnung in Richtung des Umfangsrandes (23) erstreckende Schlitze (21 ) hat.
12. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Flansch (3) einerseits und an dem dem Flansch (3) zugekehrten Ende des Halteelements (2) andererseits Kupplungselemente und Gegenkupplungselemente angeordnet sind, die ineinandergreifen und eine Drehung des Flansches(3) relativ zum Halteelement (2) verhindern, wenn sich der Flansch (3) im montierten Zustand des Befestigungselements (1 ) an dem Halteelement (2) anliegt.
13. Befestigungselement nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente durch Mitnehmerzapfen (19) an dem Flansch (3) und die Gegenkupplungselemente durch die Mitnehmerzapfen (19) aufnehmende Ausnehmungen (18) im Flansch (3) des Halteelementes (2) gebildet sind.
14. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einteilig aus Kunststoff hergestellt ist.
15. Befestigungsanordnung mit einem Befestigungselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einer Unterlage (30) mit einem daran angeschweißten Gewindebolzen (31 ) und einem mit Hilfe des Befestigungselements (1 ) an der Unterlage (30) zu befestigenden Bauteil (32), wobei das Bauteil (32) eine Öffnung (34) hat, die größer ist als der Durchmesser des Gewindebolzens (31 ), wobei der Flansch (3) des Befestigungselements (1 ) im wesentlichen konzentrisch zu der Öffnung
(34) ausgerichtet auf einer Seite des Bauteils (32) begrenzt bewegbar gehalten ist und wobei der Abstand des verformbaren Klemmbereichs des Befestigungselements (1 ) von der der Unterlage (30) zugekehrten Anlagefläche des Bauteils (32) größer ist, als die Länge des Gewinde- bolzens (31 ).
16. Befestigungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Hohlraums (5) des Befestigungselements (1 ) größer ist als der Außendurchmesser des Gewindebolzens (31 ).
17. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) des Befestigungselements (1 ) eine Öffnung (20) hat, die gleich oder größer ist als die Öffnung (34) im Bauteil (32).
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