WO2017178099A1 - Vorrichtung zum halten eines bauteils an einem trägerteil und verwendung eines schneidelements an einer vorrichtung zum halten eines bauteils an einem trägerteil - Google Patents

Vorrichtung zum halten eines bauteils an einem trägerteil und verwendung eines schneidelements an einer vorrichtung zum halten eines bauteils an einem trägerteil Download PDF

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WO2017178099A1
WO2017178099A1 PCT/EP2017/000422 EP2017000422W WO2017178099A1 WO 2017178099 A1 WO2017178099 A1 WO 2017178099A1 EP 2017000422 W EP2017000422 W EP 2017000422W WO 2017178099 A1 WO2017178099 A1 WO 2017178099A1
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expandable
cutting element
actuating
cutting
actuating part
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PCT/EP2017/000422
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English (en)
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Inventor
Ingo Hauser
Mathias Schwenk
Original Assignee
A.RAYMOND et Cie. SCS
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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
    • F16B21/00—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/02—Releasable fastening devices locking by rotation
    • 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
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
    • F16B19/10—Hollow rivets; Multi-part rivets fastened by expanding mechanically
    • F16B19/1027—Multi-part rivets
    • F16B19/1036—Blind rivets
    • F16B19/1081—Blind rivets fastened by a drive-pin

Definitions

  • the invention relates to a device for holding a component on a support member and a use of a cutting element on a device for holding.
  • fasteners for connection of plate-shaped parts which consist of an anchoring part and a spreading part.
  • DE 29 35 369 A1 discloses a fastening element with an anchoring part and a spreading part.
  • the anchoring part is designed with a retaining collar and can be inserted into fastening holes of plates to be joined, wherein the anchoring part can be anchored by means of expansion tabs.
  • the expansion part can be inserted into the anchoring part.
  • the expansion part has a rotary head, a rectangular cross-section expansion bolt for pushing apart the Sp Sonlappen and one, the rotary head with the expansion bolt connecting cylindrical neck.
  • a rectangular recess of the cross section of the spreader pin and in the center of this recess on the longitudinal sides circular cutouts corresponding to the diameter of the neck are provided.
  • the expansion part and the anchoring part are made of the same hard-elastic plastic and integrally connected by tear-off pouring points.
  • the outer walls of the Sp Drownlappen run in the area below the turret parallel to each other, so that the plug-in socket can be inserted without resistance in the mounting holes of the plates to be joined.
  • the invention has for its object to provide a device for holding a component on a support member, with the improved holding is possible.
  • the invention is based on the basic idea that the actuating part is secured to an expandable part in such a way that one of the two parts cuts into the respective other part and an at least frictional connection exists between the two parts in the region of the cut through the cut. Furthermore, a positive connection in the direction transverse to the cutting direction is possible.
  • the operating part can be secured to the expandable part and a loss prevention can be achieved.
  • the actuating part is secured against being displaced or dropped out relative to the expandable part. In addition to the function "hold” is also a function of "saving" of expandable part and operating part to each other.
  • the invention provides a device for holding a component on a carrier part, the device comprising an expandable part with one or more spreading elements and an actuating part.
  • the expandable part and the actuating part are adapted and have one or more cams, that the spreader can be brought to a spread position in a relative movement of the operating part to the expandable part.
  • the actuating part and / or the expandable part have one or more cutting elements, which are arranged such that they cut into the respective other part, when the actuating part and the expandable part are moved relative to each other.
  • the "component” and the "carrier part” may be plate-shaped parts, in particular in the automotive sector, which are held together.
  • the two parts can have at least one plate-shaped section, which can be held one above the other by means of the device.
  • Each of the two parts has an opening, both of which can be arranged substantially concentrically with one another in order to be able to insert or insert the device into the openings.
  • component in the sense of the invention comprises, for example, a panel or a panel for holding on a vehicle body, in particular on a body panel.
  • holding within the meaning of the invention includes the suitability of the device to connect the “component” with the “support member” and in particular the suitability of the device to hold the component to the support member on which the component is to be held.
  • the term “holding” includes preventing movement of the component with respect to the support member, in particular movement of a longitudinal axis of the apparatus in both directions.
  • the suitability for "holding” the component results in the device according to the invention by expanding the expandable part.
  • the term "expandable part” includes a part having a head portion and the one or more expanding elements
  • the head portion may have an inner contour and / or an outer contour with a geometry for actuation by means of engaging with a tool
  • the spreader elements are preferably located in the region of a foot portion of the expandable part
  • the foot portion may be inserted through the openings of the component and the support part.
  • the one or more expansion members may be placed in a spread position to hold the component and the support member together, wherein the head portion may comprise an abutment for the expansion element be placed in a plausible position. But it can also be provided that an elastic deformation can bring the one or more spreading elements in the spread position.
  • Plastic and elastic forming can be present with different or equal weight to each other.
  • the expandable part may be substantially cylindrical.
  • the expandable part may comprise a metal and / or a plastic.
  • the expandable part may be made of a thermoplastic, preferably a polyoxymethylene (POM) or polyamide (PA), preferably a non-fibrous polyamide, in particular injection-molded or injection-molded.
  • the expandable part can also be made of a polyamide (PA), preferably a non-fibrous polyamide, or polyoxymethylene (POM), in particular injection-molded or injection-molded.
  • the term "operating part” includes a part that can cooperate with the expandable part such that relative movement of the operating part to the expandable part can bring the one or more spreading elements into the spread position Alternatively, or in addition, the expandable part can be moved toward the actuating part, Preferably, the spreading is achieved by rotating the actuating part relative to the expandable part by approximately 10 ° to approximately 180 °, particularly preferably approximately 45 ° up to about 135 °, most preferably about 70 ° to about 110 °, in particular about 90 °, the actuating part may be substantially cylindrically shaped, the actuating part may comprise a metal and / or a plastic from a thermoplastic, preferably a polyoxymethylene (POM) manufactured, in particular injection molded or injection-molded, be.
  • the actuating part can also be made of a polyamide, preferably a non-fibrous polyamide, in particular injection-molded or injection-molded.
  • expandable part and actuating part can be injection-molded in a mold, so that the two parts can be manufactured in one operation.
  • cam in the sense of the invention comprises a projection or an inclined surface, which comes into engagement or engagement with its relative movement with a counter-element or a contact surface, wherein the cam during the movement of a force on the Eingriff Structure and / or causes the contact surface, which leads to a deflection of the expansion element in the spread position.
  • cutting element comprises an element which has a sharp edge, and a cutting element has a sharp edge with which a cut can be made into a portion or region of the other part.
  • At least one cam and at least one cutting element can, preferably separately, be arranged on the actuating part.
  • the at least one cam and the at least one cutting element can be arranged at substantially the same height with respect to the longitudinal extension of the actuating part.
  • the term "at substantially the same height" as used in the description includes such an arrangement that in each case the distance between at least one boundary surface and / or an effective edge of the cam and the cutting element is approximately equal in relation to the distance to an end of the actuating part in the direction of the longitudinal extent.
  • a limiting surface directed towards a foot-side end of the operating member and / or an operative edge of the cam may have a distance to the foot-side end that approximately corresponds to the distance between a delimiting surface directed towards the foot-side end of the actuating member and the active edge of the cutting element and the foot-side end ,
  • the term "effective edge" in the sense of the description comprises an area with which the respective element (cam or cutting element) acts on a counter element The distance can be measured from the center of such a region or from one end of such region.
  • the at least one cam and the at least one cutting element can be arranged spaced from one another in the longitudinal direction of the actuating part.
  • the one or more cams and the one or more cutting element (s) can be arranged approximately one above the other; an overlap is possible.
  • the one or more cams and the one or more cutting element (s) may be arranged one above the other with an angular offset relative to each other with respect to the circumferential direction of the actuating part.
  • the cam or cams may have a smaller distance to the foot end than the distance of the one or more cutting elements (e) to the foot end of the operating part.
  • the cam or cams may have a greater distance from the foot end than the distance of the cutting element or elements (e) to the foot end of the operating part.
  • One or more cams and one or more cutting elements can be arranged on the actuating part.
  • the number of cams may be equal to the number of cutting elements. It can be arranged as a cam on the actuating part more cutting elements. The number of cutting elements may be lower than the number of cams on the actuating part.
  • the cam or cams may alternate or alternate with the cutting element or elements in the circumferential direction or in the longitudinal extent of the actuating part.
  • alternating or “alternating” is not necessarily the same number of cams or cutting elements provided.
  • Alternating or “alternating” involves a change in which one element (cam or cutting element) regularly or irregularly follows another element (cutting element or cam).
  • actuating member number of cams is one
  • a cutting element number of cutting elements is one
  • One or more cams may be distributed regularly or irregularly in the circumferential direction between one or more cutting elements.
  • the cutting element may cut into a "sacrificial element" which is present as a thin section on the part into which the cutting element cuts, for the purpose of easier cutting in.
  • the function of "securing" is, for example, with a thin sheet-shaped section into which is cut , possible. Firstly, by forming a thin section that can be cut into, material and weight can be reduced, and secondly, the requirements for the cutting element for cutting the section are not so high.
  • the actuating part is at least partially surrounded by the expandable part.
  • the actuating part can be arranged at least partially in the expandable part.
  • the expandable part may have a passage in which the actuating part is at least partially arranged.
  • the actuating part is supported rotatably and / or translationally displaceable in the expandable part.
  • the relative movement of the operating part to the expandable part can be carried out by means of a rotation of the two parts to each other.
  • Actuating member and expandable member may be concentric with each other and the relative movement of the operating member to the expandable member may be a rotation about the central axis.
  • the actuating part can perform a translational displacement to the expandable part.
  • the actuating part and the expandable part can be displaced in a translatory manner along a predetermined direction.
  • the expandable part may have a bearing for the actuating part.
  • one or more cutting elements on a metal and / or plastic may be formed of a material and thus can be produced in one operation. It is also possible that the cutting element is integrally formed on the actuating part or the expandable part, so that the part and the cutting element integrally formed on the part can have different materials.
  • the cutting element comprises a metal
  • the part on which the cutting element is to be formed comprises a plastic and the metal for the cutting element is encapsulated by the plastic for the actuating part or the expandable part;
  • the metal is clamped or otherwise attached to the plastic of the operating part or the expandable part.
  • the expandable part or the actuating part comprise a metal, so that the actuating part and / or the expandable part, on which the cutting element is to be formed, can be made in one piece from the same material, which may be metal.
  • the cutting element may be attached to the part to be formed by any joining method, ie welding, gluing, riveting and / or clamping. As a result, a large variety of materials for the individual cutting element and the parts is possible. It is possible, in particular, for the plastic to be used for the cutting element for the essentially one-time cut, so that the production method is simplified.
  • the one or more cutting elements have a straight, smooth, sawtooth or wavy section.
  • a profile adapted to the requirements can be achieved during the cutting process.
  • various cuts may be possible.
  • the cutting element may have two or more cutting sections, in particular a front portion with which the cut begins, and a directly or indirectly adjoining the lateral section.
  • latching-lug-shaped elements can be provided on the cutting element or in the region of the cutting element, which can extend in particular transversely to the cutting direction.
  • the lug-shaped elements can for example be designed such that a latching with the element, in which is cut, can take place.
  • the lug-shaped elements may have such a distance from each other that a portion or projection of the element, in which is cut, between the Rastnasenförmigen elements can be positioned.
  • the cutting into the element to be cut by means of the cutting element can then take place in such a way that a lug-shaped element is guided past the section of the element which is incised, and the operator using the device is made to feel haptically or sensually Section has been guided past the lug-shaped element, when the portion between the two latch-shaped elements is positioned.
  • an additional captive securing can be achieved by, for example, achieving positive locking in the direction of the cutting direction of the cutting element.
  • the lug-shaped elements may be configured on the cutting element or in the vicinity of the cutting element.
  • a stepping or latching between the individual teeth is possible via a sawtooth profile of the cutting element, in particular on the lateral section. It can be formed with defined on the cutting element pockets or gaps that lie between individual cutting sections of the cutting element and in which the cutting element is arranged with its gap such that lies in the gap to be cut or cut section.
  • the thickness of the cutting element increases from the tip of the cutting edge to the middle cutting element edge, so that an improved cutting is possible and the cutting element rests with its central cutting element edge in the material to be cut with increased friction surface.
  • the expandable part has a stop for limiting the movement between the expandable part and the actuating part.
  • the relative movement of the expandable part to the actuating part can be limited in an end position.
  • this may provide a haptic signal to a fitter that the assembly has been successfully completed.
  • the feedback for the fitter may mean that a sufficient movement of the expandable part has taken place to the actuating part, which is sufficient that by means of the relative movement of the parts to each other, the expansion element has reached the spread position and / or the loss of security by cutting is done.
  • the cam comprises a cutting element and / or in the region of the cam and / or in the region of the counter element for the cam is designed a cutting element. This can be achieved that the required number of cams and / or cutting elements for the functions "hold” and “Save” of the operating part relative to the expandable part with the required and required number of cams and / or cutting elements can be performed. As a result, cams or counter-element for the cam and cutting element can be formed in spatial proximity to one another.
  • the cam and cutting element are arranged in the longitudinal direction, so that the cam and cutting element can be arranged in particular "one above the other.”
  • offset in the longitudinal direction comprises an at least partial overlap in the longitudinal direction, and it will also be sufficient can, when the cam and cutting element are assigned to one and the same expansion element.
  • the cams and the cutting element are arranged in the direction transverse to the direction of movement of expandable part and actuating part, so that the most effective possible function of the two elements in the form of the cam and the cutting element is possible.
  • Cam and cutting element can also be arranged one behind the other in the direction of movement of expandable part and / or operating part. Deviations from the direction are possible, so that the cutting element with its cutting edge need not necessarily be arranged perpendicular to the direction of movement of expandable part and operating part. Also, the alignment of the cam is not necessarily necessary in a direction perpendicular to the moving direction of the expandable part to the operating part. Deviations of up to approximately 45 ° are possible.
  • a sacrificial member may be formed on the part into which the cutting element intersects, to achieve a separation between the holding and securing of operating part to the expandable part and not cut into the elements required for holding.
  • the cam and cutting element alternate in the circumferential direction, so that there is a clear separation of the two functions of holding and securing the two elements to each other.
  • the actuating part has one or more stops which define a stop surface with respect to a stop on the expandable part, the stop being formed integrally with a cam.
  • the invention also provides a method for producing a device for holding a component on a carrier part, the device comprising an expandable part with one or more spreading elements and an actuating part.
  • Method is formed on the expandable part and / or the actuating part, a cutting element.
  • the cutting element is arranged such that upon relative movement of the expandable part to the actuating part, the cutting element cuts into one of the parts.
  • the invention also provides a use of a cutting element on a device for holding a component on a carrier part.
  • the device comprises an expandable part with one or more expansion elements and an actuating part, wherein the expandable part and the actuating part are adapted and have one or more cams, that brings the expansion element in a relative movement of the actuating part to the expandable part in a spread position can be.
  • the cutting element is used for cutting into the actuating part and / or the expandable part. In this way, a securing of the two parts of the device to each other can be achieved, which has both a frictional component and a positive component.
  • symmetry and the more specific term “point-symmetrical” within the meaning of the invention may include symmetry with respect to one or more axes or symmetry with respect to a point or with respect to a plane, with slight deviations from pure geometric symmetry should be, which causes no significant impairment of the functions.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in an isometric view
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a side view
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 in a view from above;
  • FIG. 4 shows the device according to FIG. 1 in a view from below;
  • FIG. 5 shows the actuating part of the device according to FIG. 1 in an isometric view
  • Fig. 6 is an enlarged view of the device of FIG. 1 in an isometric
  • Fig. 7 is an enlarged view of the foot portion of the operating part according to
  • FIG. 8 shows a confirmation part of the device in an enlarged view of the foot section with a cutting element according to a further embodiment
  • FIG. 9 shows a confirmation part of the device in an enlarged view of the foot section with a cutting element according to a further embodiment.
  • Figs. 1 to 4 show a device for holding a component on a support part.
  • the device has an expandable part 1 and an actuating part 2.
  • the operating part 2 is surrounded by the expandable part 1 and is rotatable in the expandable part 1.
  • the expandable part has spreading elements 3, which can be brought by means of the actuating part 2 in a spread position.
  • the expandable part 1 has a head section 4 which comprises a contact surface 5 which can come into abutment with a component.
  • the spreading elements 3 can be inserted through an opening of a component and a support part, wherein the contact surface 5 rests on the component and the edge surrounds the opening.
  • the spreading elements 3 extend from the head portion 4 of the expandable part 1 in the longitudinal axial direction.
  • the spreading elements 3 are for profiling on the outside of the same Spreizelementrippen 15 is formed.
  • the spreading elements 3 have a foot side Chamfer 16, which facilitates insertion into the opening of the component and the support member.
  • the head portion 4 of the expandable part 1 may have an outer contour that can be gripped by a tool or a mounting aid.
  • the outer contour of the head portion 4 of the expandable part 1 is formed as a hexagon.
  • the actuating part 2 has a cylindrical or tubular section 6, which is hollow and comprises an inner contour which can be brought into engagement with a tool or an assembly aid.
  • the inner contour of the actuating part 2 is formed in the head portion 7 of the operating part 2.
  • two cams 9 are formed, which arrive at a rotation of the operating part 2 relative to the expandable part 1 in abutment with the spreading elements 3 and bring the spreading 3 foot side in a spread position. The rotation is clockwise.
  • the actuating part 2 has cutting elements 10 on the foot-side section 8.
  • cam 9 and cutting elements 10 are arranged separately from each other on the actuating part 2.
  • Cams 9 and cutting elements 10 are arranged substantially at the same height on the actuating part 2.
  • Cams 9 and cutting elements 10 are arranged on the foot side on the actuating part 2.
  • Cams 9 and cutting elements 10 are arranged at the end of the foot section 8 separated from each other on the fastening part 2.
  • a foot-side boundary surface for cam 9 and cutting elements 10 is at the same height of the actuating part 2. The foot-side boundary surfaces coincide with the end of the operating part 2 substantially together.
  • Fig. 6 it can be seen how cam 9 and expansion element 3 and cutting element 10 and formed on the expansion element 3 sacrificial element 1 1, which is web-shaped, can cooperate.
  • a solid material rib 12 is formed for spreading, which cooperates with the cam 9 during rotation of the actuating part 2 relative to the expandable part 1.
  • the cam 9 urges the solid material rib 12 and the expansion element 3 formed thereon into a spread position.
  • the cutting element 10 cuts into the sacrificial element 11 formed on the expansion element 3.
  • the cutting element 10 is a plastic material which has the same material as the other part of the operating part 2.
  • Cutting element 10 and cam 9 are formed point-symmetrically on the actuating part 2.
  • Cutting element 10 and cam 9 alternate in the circumferential direction. There are two cutting elements 10 and two cams 9 are formed. Cutting element 10 and cam 9 are arranged substantially at the same height in the foot portion 8 of the operating part 2.
  • stops 1 stops 13 are formed in the head portion 4 of the expandable part, which cooperate with stops 14 of the operating part 2.
  • stops 13 are formed in the head portion 4 of the expandable part 1, which are arranged in the circumferential direction winkeläquidistant to each other.
  • two stops 14 are formed, which are arranged at 180 ° to each other.
  • the stops 14 extend over the entire length of the actuating part 2 and are in particular integrally connected to the cam 9.
  • the device 3 shows the device in a starting position, in which the spreading elements 3 are in an unspread position. It can be carried out a 45 ° rotation between the actuating part 2 and the expandable part 1, which is limited by the fact that the stop 14 of the operating part 2 comes to the stop 13 of the expandable part 1 in abutment.
  • the stops 13, against which the stops 14 in the starting position, ensure that the operating part can not be rotated counter to the intended direction of actuation in a clockwise direction.
  • Fig. 7 shows an enlarged view of a foot portion 8 of the operating part 2. Alternating around the circumference of the operating part 2 cutting elements 10 and cam 9 are arranged.
  • the cutting element 10 shown in FIG. 7 is smooth.
  • the cutting element 10 has a front portion and a side portion. With the front portion is first cut into the sacrificial element 11.
  • FIG. 8 shows, in contrast to FIG. 7, a cutting element 10 with a sawtooth-like profile.
  • the sawtooth-like profile is formed both at the front portion of the cutting element 10 and at the lateral portion of the cutting element 10.
  • cutting element 10 and cam 9 alternate around the circumference of the actuating part 2.
  • the sacrificial element 11 can latch between the sawtooth-like projections that follow one another.
  • Fig. 9 shows a further embodiment of a cutting element 10, wherein the front portion of the cutting element 10 is formed smooth and the lateral portion has a sawtooth-like profile.
  • the "saw teeth" of the lateral portion shown in Fig. 9 have a flat leading edge and a steeper trailing edge, and the steeper trailing edge enhances haptic feedback to a user operating the actuating member 2.
  • the shallower rise when incising mediates a more even or increasing feedback, and when the trailing edge is reached, the user is haptically confirmed to the user that he is in a latched position, because the back pressure of the sacrificial element subsides.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil, wobei die Vorrichtung ein expandierbares Teil (1) mit einem oder mehreren Spreizelementen (3) und ein Betätigungsteil (2) umfasst, wobei das expandierbare Teil (1) und das Betätigungsteil (2) derart angepasst sind und einen oder mehrere Nocken (9) aufweisen, dass das Spreizelement (3) bei einer relativen Bewegung des Betätigungsteils (2) zum expandierbaren Teil (1) in eine gespreizte Stellung gebracht werden kann, wobei das expandierbare Teil (1) und/oder das Betätigungsteil (2) ein oder mehrere Schneidelemente (10) aufweisen, die derart angeordnet sind, dass diese in das jeweils andere Teil einschneiden, wenn das Betätigungsteil (2) und das expandierbare Teil (1) relativ zueinander bewegt werden.

Description

"Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil und Verwendung eines Schneidelements an einer Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil und eine Verwendung eines Schneidelements an einer Vorrichtung zum Halten.
Es sind Befestiger zur Verbindung von plattenförmigen Teilen bekannt, die aus einem Verankerungsteil und einem Spreizteil bestehen.
Beispielsweise offenbart DE 29 35 369 A1 ein Befestigungselement mit einem Verankerungsteil und einem Spreizteil. Das Verankerungsteil ist mit einem Haltekragen ausgestaltet und kann in Befestigungslöcher von zu verbindenden Platten eingesteckt werden, wobei das Verankerungsteil mittels Spreizlappen verankert werden kann. Das Spreizteil ist in das Verankerungsteil einführbar. Das Spreizteil weist einen Drehkopf, einen im Querschnitt rechteckigen Spreizbolzen zum Auseinanderdrücken der Spreizlappen und einen, den Drehkopf mit dem Spreizbolzen verbindenden zylindrischen Halsansatz auf. Im Haltekragen des Verankerungsteils sind eine rechteckige Ausnehmung vom Querschnitt des Spreizbolzens sowie im Zentrum dieser Ausnehmung an den Längsseiten kreisförmige Ausschnitte entsprechend dem Durchmesser des Halsansatzes vorgesehen. Ferner sind an den Querseiten des Spreizbolzens im Abstand von der Unterseite des Drehkopfes endende Federschenkel angeordnet, deren Schultern beim Eintauchen des Halsansatzes in die Kreisausschnitte unter dem Kragenrand einrasten. Bei der DE 29 35 369 A1 sind das Spreizteil und das Verankerungsteil aus dem gleichen hartelastischen Kunststoff hergestellt und durch abreißbare Gießpunkte einstückig miteinander verbunden. Die Außenwände der Spreizlappen verlaufen im Bereich unter dem Drehkopf parallel zueinander, sodass die Einsteckbuchse ohne Widerstand in die Befestigungslöcher der zu verbindenden Platten eingesteckt werden kann.
Nachteilig bei einem derartigen Befestigungselement ist, dass das Spreizteil, welches die Spreizlappen zur Ausübung der Befestigung auseinanderspreizt, von dem Verankerungsteil ungewollt gelöst werden kann, sodass das Spreizteil keine Kraft mehr auf die Spreizlappen ausüben kann und die Befestigung der beiden plattenförmigen Teile nicht mehr sicher gestellt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil zu schaffen, mit der ein verbessertes Halten möglich ist.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass das Betätigungsteil an einem expandierbaren Teil derart gesichert wird, dass einer der beiden Teile in den jeweils anderen Teil einschneidet und durch den Schnitt eine zumindest reibschlüssige Verbindung zwischen den beiden Teilen im Bereich des Schnitts vorliegt. Ferner ist ein Formschluss in Richtung quer zur Schneidrichtung möglich. Der Betätigungsteil kann zum expandierbaren Teil gesichert werden und es kann eine Verlustsicherung erreicht werden. Das Betätigungsteil wird gegenüber dem expandierbaren Teil gegen ein Verschieben bzw. Herausfallen gesichert. Neben der Funktion„Halten" erfolgt auch eine Funktion des„Sicherns" von expandierbarem Teil und Betätigungsteil zueinander.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil, wobei die Vorrichtung ein expandierbares Teil mit einem oder mehreren Spreizelementen und ein Betätigungsteil umfasst. Das expandierbare Teil und das Betätigungsteil sind derart angepasst und weisen einen oder mehrere Nocken auf, dass das Spreizelement bei einer relativen Bewegung des Betätigungsteils zum expandierbaren Teil in eine gespreizte Stellung gebracht werden kann. Das Betätigungsteil und/oder das expandierbare Teil weisen ein oder mehrere Schneidelemente auf, die derart angeordnet sind, dass diese in das jeweils andere Teil einschneiden, wenn das Betätigungsteil und das expandierbare Teil relativ zueinander bewegt werden. Bei dem„Bauteil" und dem„Trägerteil" kann es sich um plattenförmige Teile handeln, insbesondere im Automobilbereich, die aneinander gehalten werden. Die beiden Teile können zumindest einen plattenförmigen Abschnitt aufweisen, die übereinanderliegend mittels der Vorrichtung aneinander gehalten werden können. Jedes der beiden Teile weist eine Öffnung auf, die beide im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet werden können, um die Vorrichtung in die Öffnungen einführen bzw. einstecken zu können. Der Begriff„Bauteil" im Sinne der Erfindung umfasst beispielsweise ein Paneel oder eine Platte zum Halten an einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere an einem Karosserieblech. Bei einem Bauteil im Sinne der Erfindung kann es sich insbesondere um eine Halterung an einem Leiterrahmen im LKW-Bereich handeln.
Der Begriff„Halten" im Sinne der Erfindung umfasst die Eignung der Vorrichtung, das „Bauteil" mit dem „Trägerteil" zu verbinden und insbesondere die Eignung der Vorrichtung, das Bauteil an dem Trägerteil, an dem das Bauteil gehalten werden soll, zu halten. Der Begriff„Halten" umfasst das Verhindern einer Bewegung des Bauteils in Bezug auf das Trägerteil, insbesondere eine Bewegung einer Längsachse der Vorrichtung in beide Richtungen. Die Eignung zum„Halten" des Bauteils ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch das Expandieren des expandierbaren Teils.
Der Begriff „expandierbares Teil" umfasst ein Teil mit einem Kopfabschnitt und dem einen oder den mehreren Spreizelementen. Der Kopfabschnitt kann eine Innenkontur und/oder eine Außenkontur mit einer Geometrie zum Betätigen mittels eines bzw. in Eingriff bringen mit einem Werkzeug aufweisen. Der Kopfabschnitt kann einen Sechskant, einen Schlitz, einen kreuzförmigen Schlitz oder eine andere an ein Montagewerkzeug bzw. einen Schraubendreher angepasste Form aufweisen. Die Spreizelemente sind vorzugsweise , im Bereich eines Fußabschnitts des expandierbaren Teils angeordnet. Der Fußabschnitt kann durch die Öffnungen von Bauteil und Trägerteil eingeführt werden. Das eine oder die mehreren Spreizelemente können in eine gespreizte Position gebracht werden, um das Bauteil und das Trägerteil aneinanderzuhalten, wobei der Kopfabschnitt ein Widerlager für das Spreizelement aufweisen kann. Das eine oder die mehreren Spreizelemente können mittels eines plastischen Umformens in die gespreizte Stellung gebracht werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein elastisches Umformen das eine oder die mehreren Spreizelemente in die gespreizte Stellung bringen kann. Plastisches und elastisches Umformen können mit unterschiedlicher oder gleicher Gewichtung zueinander vorliegen. Das expandierbare Teil kann im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein. Das expandierbare Teil kann ein Metall und/oder einen Kunststoff aufweisen. Insbesondere kann das expandierbare Teil aus einem Thermoplast, bevorzugt einem Polyoxymethylen (POM) oder Polyamid (PA), bevorzugt einem nichtfasrigen Polyamid, gefertigt, insbesondere gespritzt bzw. spritzgegossen sein. Das expandierbare Teil kann auch aus einem Polyamid (PA), bevorzugt einem nichtfasrigen Polyamid, oder Polyoxymethylen (POM) gefertigt, insbesondere gespritzt bzw. spritzgegossen, sein.
Der Begriff „Betätigungsteil" umfasst ein Teil, das mit dem expandierbaren Teil derart zusammenwirken kann, dass eine relative Bewegung des Betätigungsteils zum expandierbaren Teil das eine oder die mehreren Spreizelemente in die gespreizte Stellung bringen kann. Die relative Bewegung zueinander kann durch eine Bewegung von Betätigungsteil zum in Ruhe befindlichen expandierbaren Teil erreicht werden. Es kann aber auch alternativ oder zusätzlich das expandierbare Teil zum Betätigungsteil bewegt werden. Bevorzugt wird die Spreizung mittels Drehen des Betätigungsteils gegenüber dem expandierbaren Teil um ungefähr 10° bis ungefähr 180°, insbesondere bevorzugt ungefähr 45° bis ungefähr 135°, ganz besonders bevorzugt ungefähr 70° bis ungefähr 110°, insbesondere ungefähr 90° erreicht. Das Betätigungsteil kann im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein. Das Betätigungsteil kann ein Metall und/oder einen Kunststoff aufweisen. Insbesondere kann das Betätigungsteil aus einem Thermoplast, bevorzugt einem Polyoxymethylen (POM) gefertigt, insbesondere gespritzt bzw. spritzgegossen, sein. Das Betätigungsteil kann auch aus einem Polyamid, bevorzugt einem nichtfasrigen Polyamid, gefertigt, insbesondere gespritzt bzw. spritzgegossen sein.
In einer besonderen Ausführungsform können expandierbares Teil und Betätigungsteil in einer Form spritzgegossen werden, sodass die beiden Teile in einem Arbeitsgang gefertigt werden können.
Der Begriff „Nocken" im Sinne der Erfindung umfasst einen Vorsprung oder eine schräge Fläche, der bzw. die bei seiner/ihrer relativen Bewegung in Anlage oder Eingriff mit einem Gegenelement oder einer Anlagefläche gelangt, wobei der Nocken bei der Bewegung eine Kraft auf die Eingrifffläche und/oder die Anlagefläche bewirkt, die zu einer Auslenkung des Spreizelements in die gespreizte Stellung führt.
Der Begriff „Schneidelement" umfasst ein Element, welches eine Schneide bzw. scharfe Kante aufweist. Ein Schneidelement weist eine scharfe Kante auf, mit der ein Schnitt in einen Abschnitt oder Bereich des jeweils anderen Teils durchgeführt werden kann. Das Schneidelement ist als Klinge ausgestaltet.
Mindestens ein Nocken und mindestens ein Schneidelement können, vorzugsweise separat, am Betätigungsteil angeordnet sein. Der mindestens eine Nocken und das mindestens eine Schneidelement können auf im Wesentlichen gleicher Höhe bezogen auf die Längserstreckung des Betätigungsteils angeordnet sein. Der Begriff „auf im Wesentlichen gleicher Höhe" umfasst im Sinne der Beschreibung eine derartige Anordnung, dass jeweils der Abstand zumindest einer Begrenzungsfläche und/oder eine Wirkkante des Nockens und des Schneidelements bezogen auf den Abstand zu einem Ende des Betätigungsteils in Richtung der Längserstreckung ungefähr gleich ist. Beispielsweise kann eine auf ein fußseitiges Ende des Betätigungsteils gerichtete Begrenzungsfläche und/oder eine Wirkkante des Nockens einen Abstand zum fußseitigen Ende haben, der ungefähr dem Abstand zwischen einer auf das fußseitige Ende des Betätigungsteils gerichteten Begrenzungsfläche und/oder Wirkkante des Schneidelements und dem fußseitigen Ende entspricht. Der Begriff „Wirkkante" umfasst im Sinne der Beschreibung einen Bereich, mit dem das jeweilige Element (Nocken oder Schneidelement) auf ein Gegenelement einwirkt. Der Abstand kann von der Mitte eines derartigen Bereichs oder von einem Ende eines derartigen Bereichs gemessen werden.
Der mindestens eine Nocken und das mindestens eine Schneidelement können in Längsrichtung des Betätigungsteils beabstandet zueinander angeordnet sein. Der oder die Nocken und das oder die Schneidelement(e) können ungefähr übereinander angeordnet sein; ein Überlapp ist möglich. Der oder die Nocken und das oder die Schneidelement(e) können übereinander mit einem Winkelversatz zueinander bezogen auf die Umfangsrichtung des Betätigungsteils angeordnet sein. Der oder die Nocken kann einen geringeren Abstand zum fußseitigen Ende aufweisen als der Abstand des oder der Schneidelemente(e) zum fußseitigen Ende des Betätigungsteils. Der oder die Nocken kann einen größeren Abstand zum fußseitigen Ende aufweisen als der Abstand des oder der Schneidelemente(e) zum fußseitigen Ende des Betätigungsteils.
Mischformen zwischen einer Anordnung von Nocken und Schneidelement in Umfangsrichtung mit im Wesentlicher gleicher Höhe und einer Anordnung von Nocken und Schneidelement mit unterschiedlichem Abstand zu einem Ende des Betätigungsteils sind möglich.
Es können ein oder mehrere Nocken und ein oder mehrere Schneidelemente am Betätigungsteil angeordnet sein. Die Anzahl der Nocken kann gleich der Anzahl der Schneidelemente sein. Es können mehr Schneidelemente als Nocken am Betätigungsteil angeordnet sein. Die Anzahl der Schneidelemente kann niedriger als die Anzahl der Nocken am Betätigungsteil sein.
Der oder die Nocken können sich mit dem oder den Schneidelementen in Umfangsrichtung oder in Längserstreckung des Betätigungsteils abwechseln oder alternieren. Bei einem„Abwechseln" oder einem„Alternieren" ist nicht zwingend die gleiche Anzahl von Nocken oder Schneidelementen vorgesehen. Ein „Abwechseln" oder „Alternieren" umfasst einen Wechsel, bei dem ein Element (Nocken oder Schneidelement) regelmäßig oder unregelmäßig auf ein anderes Element (Schneidelement oder Nocken) folgt. Beispielsweise kann ein Nocken am Betätigungsteil vorgesehen sein (Anzahl der Nocken ist eins), der in Umfangsrichtung zwischen zwei Schneidelementen (Anzahl der Schneidelemente ist zwei) am Betätigungsteil vorgesehen ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein Schneidelement (Anzahl der Schneidelemente ist eins) vorgesehen ist, das in Umfangsrichtung zwischen zwei Nocken (Anzahl der Schneidelemente ist zwei) angeordnet ist. Ein oder mehrere Nocken können in Umfangsrichtung zwischen ein oder mehreren Schneidelementen regelmäßig oder unregelmäßig verteilt sein.
Insbesondere kann das Schneidelement in ein„Opferelement" einschneiden, welches zum Zwecke des leichteren Einschneidens als dünner Abschnitt an dem Teil, in das das Schneidelement einschneidet, vorliegt. Die Funktion des „Sicherns" ist beispielsweise mit einem dünnen flächenförmigen Abschnitt, in den eingeschnitten wird, möglich. Zum einen kann durch die Ausbildung eines dünnen Abschnitts, in den eingeschnitten werden kann, Material und Gewicht reduziert werden und zum anderen sind die Anforderungen an das Schneidelement zum Einschneiden des Abschnitts nicht so hoch.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Betätigungsteil zumindest teilweise von dem expandierbaren Teil umgeben. Das Betätigungsteil kann zumindest teilweise in dem expandierbaren Teil angeordnet sein. Das expandierbare Teil kann einen Durchgang aufweisen, in dem das Betätigungsteil zumindest teilweise angeordnet ist. Hierdurch kann eine kompakte Vorrichtung erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Betätigungsteil drehbar und/oder translatorisch verschiebbar in dem expandierbaren Teil unterstützt. Die relative Bewegung des Betätigungsteils zum expandierbaren Teil kann mittels einer Drehung der beiden Teile zueinander ausgeführt werden. Betätigungsteil und expandierbares Teil können konzentrisch zueinander angeordnet sein und die relative Bewegung des Betätigungsteils zu dem expandierbaren Teil kann eine Drehung um die Mittelachse sein. Es ist auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass das Betätigungsteil eine translatorische Verschiebung zu dem expandierbaren Teil ausführen kann. Bei der Relativbewegung, die zusätzlich oder alternativ translatorisch ausführbar ist, können das Betätigungsteil und des expandierbare Teil entlang einer vorgegebenen Richtung gegeneinander translatorisch verschoben werden. Insbesondere kann das expandierbare Teil eine Lagerung für das Betätigungsteil aufweisen. Durch die Drehung und/oder die translatorische Bewegung des Betätigungsteils zum expandierbaren Teil gelangt der eine oder die mehreren Nocken an entsprechende Anlage- bzw. Eingriffsflächen des anderen Teils und die Spreizelemente werden in die gespreizte Stellung gebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein oder mehrere Schneidelemente ein Metall und/oder einen Kunststoff auf. Es ist möglich, dass das Schneidelement und das Teil, an dem das Schneidelement ausgebildet ist, aus einem Werkstoff gebildet sein können und damit in einem Arbeitsgang hergestellt werden können. Es ist auch möglich, dass das Schneidelement an das Betätigungsteil oder das expandierbare Teil angeformt ist, sodass das Teil und das an dem Teil angeformte Schneidelement unterschiedliche Werkstoffe aufweisen können. Es ist auch möglich, dass das Schneidelement ein Metall aufweist, sodass das Teil, an dem das Schneidelement ausgebildet werden soll, einen Kunststoff aufweist und das Metall für das Schneidelement vom Kunststoff für das Betätigungsteil oder den expandierbaren Teil umspritzt wird; ferner ist es möglich, dass das Metall geklemmt oder anderweitig an den Kunststoff des Betätigungsteils oder des expandierbaren Teils befestigt wird. Es ist auch möglich, dass das expandierbare Teil oder das Betätigungsteil ein Metall aufweisen, sodass das Betätigungsteil und/oder das expandierbare Teil, an dem das Schneidelement ausgebildet sein soll, einstückig aus dem gleichen Werkstoff hergestellt werden können, welcher Metall sein kann. Das Schneidelement kann an dem Teil, an dem es ausgebildet werden soll, mittels jedwedem Fügeverfahren, d.h. Schweißen, Kleben, Nieten und/oder Klemmen, angefügt werden. Hierdurch ist eine große Werkstoffvielfalt für das einzelne Schneidelement und die Teile möglich. Es ist insbesondere möglich, dass für den im Wesentlichen einmaligen Schnitt ein Kunststoff für das Schneidelement verwendet wird, sodass das Herstellungsverfahren vereinfacht ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das eine oder die mehreren Schneidelemente einen geraden, glatten, sägezahnförmigen oder wellenförmigen Abschnitt auf. Hierdurch kann ein an die Anforderungen angepasstes Profil beim Schneidvorgang erzielt werden. Mittels einer Profilierung bzw. unterschiedlicher Ausgestaltung des Schneidelements in Richtung des Schnitts können verschiedene Schnitte möglich sein. Es sind mehrere unterschiedliche Schneidabschnitte an einem Schneidelement möglich, insbesondere kann das Schneidelement zwei oder mehrere Schneidabschnitte aufweisen, insbesondere einen vorderen Abschnitt, mit dem der Schnitt beginnt, und einen unmittelbar oder mittelbar daran anschließenden seitlichen Abschnitt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass an dem Schneidelement bzw. im Bereich des Schneidelements rastnasenförmige Elemente vorgesehen sein können, die sich insbesondere quer zur Schneidrichtung erstrecken können. Die rastnasenförmigen Elemente können beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass eine Verrastung mit dem Element, in das eingeschnitten wird, erfolgen kann. Beispielsweise können die rastnasenförmigen Elemente einen derartigen Abstand zueinander aufweisen, dass ein Abschnitt bzw. Vorsprung des Elements, in das eingeschnitten wird, zwischen den rastnasenförmigen Elementen positioniert werden kann. Das Einschneiden in das einzuschneidende Element mittels des Schneidelements kann dann derart erfolgen, dass ein rastnasenförmiges Element an dem Abschnitt des Elements, in das eingeschnitten wird, vorbeigeführt wird, und dem Bediener, der die Vorrichtung verwendet, haptisch bzw. sensorisch vermittelt wird, dass der Abschnitt an dem rastnasenförmigen Element vorbeigeführt wurde, wenn der Abschnitt zwischen den beiden rastnasenförmigen Elementen positioniert ist. Mittels der rastnasenförmigen Elemente kann eine zusätzliche Verliersicherung erreicht werden, indem beispielsweise ein Formschluss in Richtung der Schneidrichtung des Schneidelements erreicht werden kann. Die rastnasenförmigen Elemente können am Schneidelement ausgestaltet sein oder in der Nähe des Schneidelements.
Beispielsweise ist über ein Sägezahnprofil des Schneidelements, insbesondere am seitlichen Abschnitt, eine Stufung bzw. Verrastung zwischen den einzelnen Zähnen möglich. Es können mit an dem Schneidelement definierte Taschen oder Lücken ausgebildet werden, die zwischen einzelnen Schneidabschnitten des Schneidelements liegen und in denen das Schneidelement mit seiner Lücke derart angeordnet ist, dass in der Lücke der zu schneidende bzw. geschnittene Abschnitt liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform erhöht sich die Dicke des Schneidelements von der Spitze der Schneidkante hin bis zur mittleren Schneidelementflanke, sodass ein verbessertes Einschneiden möglich ist und das Schneidelement mit seiner mittleren Schneidelementflanke in dem zu schneidenden Gut mit erhöhter Reibungsfläche anliegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das expandierbare Teil einen Stopp bzw. Anschlag zur Begrenzung der Bewegung zwischen expandierbarem Teil und Betätigungsteil auf. Hierdurch kann die relative Bewegung des expandierbaren Teils zum Betätigungsteil in einer Endlage begrenzt werden. Beim Montieren der Vorrichtung kann hierdurch für einen Monteur ein haptisches Signal geliefert werden, dass die Montage erfolgreich durchgeführt wurde. Die Rückmeldung für den Monteur kann bedeuten, dass eine hinreichende Bewegung des expandierbaren Teils zum Betätigungsteil stattgefunden hat, die ausreicht, dass mittels der relativen Bewegung der Teile zueinander das Spreizelement in die gespreizte Stellung gelangt ist und/oder die Verlustsicherung durch das Einschneiden erfolgt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Nocken ein Schneidelement und/oder im Bereich des Nockens und/oder im Bereich des Gegenelements für den Nocken ist ein Schneidelement ausgestaltet. Hierdurch kann erreicht werden, dass die benötigte Anzahl von Nocken und/oder Schneidelementen für die Funktionen„Halten" und „Sichern" des Betätigungsteils relativ zum expandierbaren Teil mit der erforderlichen und benötigten Anzahl von Nocken und/oder Schneidelementen durchgeführt werden kann. Hierdurch können Nocken bzw. Gegenelement für den Nocken und Schneidelement in räumlicher Nähe zueinander ausgebildet sein. Es kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass Nocken und Schneidelement in Längsrichtung angeordnet sind, so dass Nocken und Schneidelement insbesondere „übereinander" angeordnet sein können. Der Begriff „in Längsrichtung versetzt" umfasst eine zumindest teilweise Überlappung in Längsrichtung, wobei es auch ausreichend sein kann, wenn Nocken und Schneidelement ein und demselben Spreizelement zugeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nocken und das Schneidelement in Richtung quer zur Bewegungsrichtung von expandierbarem Teil und Betätigungsteil angeordnet, sodass eine möglichst effektive Funktion der beiden Elemente in Form des Nockens und des Schneidelements möglich ist. Nocken und Schneidelement können auch in Richtung der Bewegungsrichtung von expandierbarem Teil und/oder Betätigungsteil hintereinander angeordnet sein. Abweichungen von der Richtung sind möglich, sodass das Schneidelement mit seiner Schneide nicht zwingend senkrecht zur Bewegungsrichtung von expandierbarem Teil und Betätigungsteil angeordnet sein muss. Auch ist die Ausrichtung des Nockens nicht zwingend in einer senkrechten Richtung zur Bewegungsrichtung des expandierbaren Teils zum Betätigungsteil notwendig. Abweichungen von bis zu ungefähr 45° sind möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann an dem Teil, in das das Schneidelement schneidet, ein Opfersteg bzw. Opferelement ausgebildet sein, um eine Trennung zwischen dem Halten und der Sicherung von Betätigungsteil zum expandierbaren Teil zu erreichen und nicht in die für das Halten benötigten Elemente einzuschneiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform alternieren Nocken und Schneidelement in Umfangsrichtung, sodass es zu einer klaren Trennung der beiden Funktionen des Haltens und des Sicherns der beiden Elemente zueinander kommt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Betätigungsteil eine oder mehrere Anschläge auf, welche eine Anschlagfläche im Bezug auf einen Stopp am expandierbaren Teil definieren, wobei der Anschlag einstückig mit einem Nocken ausgestaltet ist. Hierdurch kann eine besonders einfache Ausgestaltung der Form für das Betätigungsteil erreicht werden, welches zu einer besonders einfachen Entformung des insbesondere spritzgegossenen Werkzeugs führen kann.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil, wobei die Vorrichtung ein expandierbares Teil mit einem oder mehreren Spreizelementen und ein Betätigungsteil umfasst. Bei dem Verfahren wird an dem expandierbaren Teil und/oder dem Betätigungsteil ein Schneidelement ausgebildet. Das Schneidelement ist derart angeordnet, dass bei einer relativen Bewegung des expandierbaren Teils zum Betätigungsteil das Schneidelement in eines der Teile einschneidet.
Die Erfindung schafft auch eine Verwendung eines Schneidelements an einer Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil. Dabei umfasst die Vorrichtung ein expandierbares Teil mit einem oder mehreren Spreizelementen und ein Betätigungsteil, wobei das expandierbare Teil und das Betätigungsteil derart angepasst sind und einen oder mehrere Nocken aufweisen, dass das Spreizelement bei einer relativen Bewegung des Betätigungsteils zum expandierbaren Teil in eine gespreizte Stellung gebracht werden kann. Das Schneidelement wird zum Schneiden in das Betätigungsteil und/oder das expandierbare Teil verwendet. Hierdurch kann eine Sicherung der beiden Teile der Vorrichtung zueinander erreicht werden, welche sowohl eine reibschlüssige Komponente als auch eine formschlüssige Komponente aufweist.
Der Begriff „Symmetrie" bzw. „symmetrisch" und der spezifischere Begriff „punktsymmetrisch" im Sinne der Erfindung kann eine Symmetrie bezüglich einer oder mehrerer Achsen oder eine Symmetrie bezüglich eines Punktes oder bezüglich einer Ebene umfassen, wobei geringfügige Abweichungen von der reinen geometrischen Symmetrie umfasst sein sollen, die keine wesentliche Beeinträchtigung der Funktionen bewirkt.
Sofern im Sinne der Erfindung einer Zahlenangabe der Begriff „ungefähr" vorgestellt ist, so kann neben der konkret angegebenen Zahl auch eine bis zu 10-prozentige Abweichung oder insbesondere ein Winke Ibereich von +/- 10° um den konkret angegebenen Zahlenwert umfasst sein.
Sofern der Begriff „ein" und entsprechend grammatikalische Anpassungen an das Genus des dem Begriff nachfolgenden bezeichnenden Elements in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, so umfasst dieser Begriff die Einzahl und die Mehrzahl des bezeichnenden Elements. Der Begriff „ein" und entsprechend grammatikalische Anpassungen an das dem Begriff nachfolgende bezeichnende Element schließt in der Regel das Vorsehen mehrerer Elemente nicht aus. Ein verwendetes Zahlenwort (zwei, drei, vier usw.) umfasst die Möglichkeit, dass mehr als durch das verwendete Zahlenwort bezeichnete Element vorhanden sein können.
Der Begriff„aufweisen" im Sinne der Erfindung umfasst sowohl eine abschließende als auch eine nicht-abschließende Aufzählung von Elementen, die im Kontext des Begriffs „aufweisen" verwendet werden. Neben der sprachüblichen Bedeutung, dass weitere und andere Elemente vorgesehen sein können, umfasst der Begriff „aufweisen" auch erfindungsgemäß den Begriff„bestehen aus".
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen, näher erläutert.
Darin zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in isometrischer Darstellung;
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht;
Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben;
Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von unten;
Fig. 5 das Betätigungsteil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer isometrischen Darstellung;
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer isometrischen
Darstellung von unten;
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des Fußabschnitts des Betätigungsteils gemäß
Fig. 5;
Fig. 8 ein Bestätigungsteil der Vorrichtung in einer vergrößerten Darstellung des Fußabschnitts mit einem Schneidelement gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 9 ein Bestätigungsteil der Vorrichtung in einer vergrößerten Darstellung des Fußabschnitts mit einem Schneidelement gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 1 bis 4 zeigen eine Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil. Die Vorrichtung weist ein expandierbares Teil 1 und ein Betätigungsteil 2 auf. Das Betätigungsteil 2 wird von dem expandierbaren Teil 1 umgeben und ist in dem expandierbaren Teil 1 drehbar. Das expandierbare Teil weist Spreizelemente 3 auf, die mittels des Betätigungsteils 2 in eine gespreizte Stellung gebracht werden können.
Das expandierbare Teil 1 weist einen Kopfabschnitt 4 auf, der eine Anlagefläche 5 umfasst, die in Anlage zu einem Bauteil gelangen kann. Die Spreizelemente 3 können durch eine Öffnung eines Bauteils und eines Trägerteils gesteckt werden, wobei die Anlagefläche 5 auf dem Bauteil aufliegt und die Öffnung randseitig umgibt. Die Spreizelemente 3 erstrecken sich vom Kopfabschnitt 4 des expandierbaren Teils 1 in längsaxialer Richtung.
An den Spreizelementen 3 sind zur Profilierung an der Außenseite derselben Spreizelementrippen 15 ausgebildet. Die Spreizelemente 3 weisen fußseitig einen Fasenabschnitt 16 auf, der das Einführen in die Öffnung des Bauteils und des Trägerteils erleichtert.
Zum Positionieren der Vorrichtung kann der Kopfabschnitt 4 des expandierbaren Teils 1 eine Außenkontur aufweisen, die von einem Werkzeug oder einer Montagehilfe gegriffen werden kann. Die Außenkontur des Kopfabschnitts 4 des expandierbaren Teils 1 ist als Sechskant ausgebildet.
Das Betätigungsteil 2 weist gemäß Fig. 5 einen zylinder- bzw. rohrförmigen Abschnitt 6 auf, der hohl ist und eine Innenkontur umfasst, die mit einem Werkzeug oder einer Montagehilfe in Eingriff gebracht werden kann. Die Innenkontur des Betätigungsteils 2 ist im Kopfabschnitt 7 des Betätigungsteils 2 ausgebildet. Am Fußabschnitt 8 des Betätigungsteils 2 sind zwei Nocken 9 ausgebildet, die bei einer Drehung des Betätigungsteils 2 gegenüber dem expandierbaren Teil 1 in Anlage mit den Spreizelementen 3 gelangen und die Spreizelemente 3 fußseitig in eine gespreizte Stellung bringen. Die Drehung erfolgt im Uhrzeigersinn.
Ferner weist das Betätigungsteil 2 Schneidelemente 10 am fußseitigen Abschnitt 8 auf.
Der Fig. 5 ist zu entnehmen, dass Nocken 9 und Schneidelemente 10 getrennt voneinander am Betätigungsteil 2 angeordnet sind. Nocken 9 und Schneidelemente 10 sind im Wesentlichen auf gleicher Höhe am Betätigungsteil 2 angeordnet. Nocken 9 und Schneidelemente 10 sind fußseitig am Betätigungsteil 2 angeordnet. Nocken 9 und Schneidelemente 10 sind endseitig am Fußabschnitt 8 getrennt voneinander am Befestigungsteil 2 angeordnet. Eine fußseitige Begrenzungsfläche für Nocken 9 und Schneidelemente 10 ist auf gleicher Höhe des Betätigungsteils 2. Die fußseitigen Begrenzungsflächen fallen mit dem Ende des Betätigungsteils 2 im Wesentlichen zusammen.
Am expandierbaren Teil 1 sind in entsprechender Höhe Gegenelemente ausgebildet.
In Fig. 6 ist zu sehen, wie Nocken 9 und Spreizelement 3 sowie Schneidelement 10 und ein am Spreizelement 3 ausgebildetes Opferelement 1 1 , welches stegförmig ist, zusammenwirken können. An dem Spreizelement 3 ist zum Aufspreizen eine Vollmaterialrippe 12 ausgebildet, die mit dem Nocken 9 bei einer Drehung des Betätigungsteils 2 relativ zum expandierbaren Teil 1 zusammenwirkt. Bei der Drehung des Betätigungsteils 2 gegenüber dem expandierbaren Teil 1 drängt der Nocken 9 die Vollmaterialrippe 12 und das daran angeformte Spreizelement 3 in eine gespreizte Stellung. Ferner schneidet das Schneidelement 10 in das am Spreizelement 3 angeformte Opferelement 11 ein. Das Schneidelement 10 ist ein Kunststoff, der das gleiche Material aufweist, wie der andere Teil des Betätigungsteils 2. Schneidelement 10 und Nocken 9 sind punktsymmetrisch am Betätigungsteil 2 ausgebildet. Schneidelement 10 und Nocken 9 alternieren in Umfangsrichtung. Es sind zwei Schneidelemente 10 und zwei Nocken 9 ausgebildet. Schneidelement 10 und Nocken 9 sind im Wesentlichen auf gleicher Höhe im Fußabschnitt 8 des Betätigungsteils 2 angeordnet.
Als Anschläge sind im Kopfabschnitt 4 des expandierbaren Teils 1 Anschläge 13 ausgebildet, die mit Anschlägen 14 des Betätigungsteils 2 zusammenwirken. Es sind vier Anschläge 13 im Kopfbereich 4 des expandierbaren Teils 1 ausgebildet, die in Umfangsrichtung winkeläquidistant zueinander angeordnet sind. Am Betätigungsteil 2 sind zwei Anschläge 14 ausgebildet, die im 180°-Abstand zueinander angeordnet sind. Die Anschläge 14 erstrecken sich über die gesamte Länge des Betätigungsteils 2 und sind insbesondere einstückig mit den Nocken 9 verbunden.
Die Fig. 3 zeigt die Vorrichtung in einer Ausgangsstellung, in der die Spreizelemente 3 sich in einer ungespreizten Stellung befinden. Es kann eine 45°-Drehung zwischen Betätigungsteil 2 und expandierbarem Teil 1 durchgeführt werden, die dadurch begrenzt wird, dass der Anschlag 14 des Betätigungsteils 2 an den Anschlag 13 des expandierbaren Teils 1 in Anlage gelangt. Die Anschläge 13, an denen die Anschläge 14 in der Ausgangsstellung anliegen, stellen sicher, dass das Betätigungsteil nicht entgegen der vorgesehenen Betätigungsrichtung im Uhrzeigersinn gedreht werden kann.
Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Fußabschnitts 8 des Betätigungsteils 2. Alternierend um den Umfang des Betätigungsteils 2 sind Schneidelemente 10 und Nocken 9 angeordnet. Das in der Fig. 7 dargestellte Schneidelement 10 ist glatt ausgebildet. Das Schneidelement 10 weist einen vorderen Abschnitt und einen seitlichen Abschnitt auf. Mit dem vorderen Abschnitt wird zuerst in das Opferelement 11 eingeschnitten.
Die Fig. 8 zeigt im Unterschied zu Fig. 7 ein Schneidelement 10 mit einem sägezahnähnlichen Profil. Das sägezahnähnliche Profil ist sowohl am vorderen Abschnitt des Schneidelements 10 als auch am seitlichen Abschnitt des Schneidelements 10 ausgebildet. Auch im in der Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wechseln sich Schneidelement 10 und Nocken 9 um den Umfang des Betätigungsteils 2 ab. Das Opferelement 11 kann zwischen den sägezahnähnlichen Vorsprüngen, die aufeinanderfolgen, verrasten.
Die Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform für ein Schneidelement 10, bei dem der vordere Abschnitt des Schneidelements 10 glatt ausgebildet und der seitliche Abschnitt ein sägezahnähnliches Profil aufweist. Die in der Fig. 9 dargestellten„Sägezähne" des seitlichen Abschnitts weisen eine flache vordere Flanke und eine steilere hintere Flanke auf. Durch die steilere hintere Flanke kann die haptische Rückmeldung für einen Benutzer, der das Betätigungsteil 2 betätigt, verbessert werden. Der flachere Anstieg beim Einschneiden vermittelt eine gleichmäßige oder stärker werdende Rückmeldung, wobei, wenn die hintere Flanke erreicht ist, dem Benutzer haptisch rückgemeldet wird, dass er in einer Verrastungsposition ist, weil der Gegendruck des Opferelements nachlässt.

Claims

"Patentansprüche:"
1. Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil, wobei die Vorrichtung umfasst:
ein expandierbares Teil (1) mit einem oder mehreren Spreizelementen (3) und
ein Betätigungsteil (2),
wobei das expandierbare Teil (1) und das Betätigungsteil (2) derart angepasst sind und einen oder mehrere Nocken (9) aufweisen, dass das Spreizelement (3) bei einer relativen Bewegung des Betätigungsteils (2) zum expandierbaren Teil (1) in eine gespreizte Stellung gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das expandierbare Teil (1) und/oder das Betätigungsteil (2) ein oder mehrere Schneidelemente (10) aufweisen, die derart angeordnet sind, dass diese in das jeweils andere Teil einschneiden, wenn das Betätigungsteil (2) und das expandierbare Teil (1 ) relativ zueinander bewegt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (2) zumindest teilweise von dem expandierbaren Teil (1 ) umgeben ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (2) drehbar und/oder translatorisch verschiebbar in dem expandierbaren Teil (1) unterstützt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Schneidelemente (10) ein Metall und/oder einen Kunststoff aufweisen und das Betätigungsteil (2) und/oder das expandierbare Teil (1) einen Kunststoff und/oder ein Metall aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Schneidelemente (10) zwei oder mehrere Abschnitte aufweisen, von denen eines gerade, sägezahnförmig oder wellenförmig ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dicke des Schneidelements (10) von der Spitze der Schneidkante hin zur mittleren Schneidelementflanke erhöht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das expandierbare Teil (1 ) einen Stopp (13) zur Begrenzung der Bewegung zwischen expandierbarem Teil (1) und Betätigungsteil (2) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Nockens (9) ein Schneidelement (10) angeordnet ist und/oder der Nocken (9) als Schneidelement (10) ausgestaltet ist und/oder der Nocken (9) in Längsrichtung des Betätigungsteils (2) und/oder des expandierbaren Teils (1) versetzt zueinander angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Nocken (9) und Schneidelement (10) in Richtung der Bewegungsrichtung von expandierbarem Teil (1) und Betätigungsteil (2) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Schneidelemente (10) in ein Opferelement (11) schneidet.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (9) und das Schneidelement (10) in Umfangsrichtung alternieren.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (2) einen oder mehrere Anschläge (14) aufweist, welche eine Anschlagfläche in Bezug auf einen Stopp (13) am expandierbaren Teil (1) definiert, wobei der Anschlag (14) einstückig mit einem Nocken (9) ausgestaltet ist.
13. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil, wobei die Vorrichtung ein expandierbares Teil (1 ) mit einem oder mehreren Spreizelementen (3) und ein Betätigungsteil (2) umfasst, gekennzeichnet durch ein Ausbilden eines Schneidelements (10) an dem expandierbaren Teil (1) und/oder dem Betätigungsteil (2).
14. Verwendung eines Schneidelements (10) an einer Vorrichtung zum Halten eines Bauteils an einem Trägerteil, wobei die Vorrichtung ein expandierbares Teil (1 ) mit einem oder mehreren Spreizelementen (3) und ein Betätigungsteil (2) umfasst, wobei das expandierbare Teil (1) und das Betätigungsteil (2) derart angepasst sind und einen oder mehrere Nocken (9) aufweisen, dass das Spreizelement (3) bei einer relativen Bewegung des Betätigungsteils (2) zum expandierbaren Teil (1) in eine gespreizte Stellung gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (10) zum Schneiden in das Betätigungsteil (2) und/oder in das expandierbare Teil (1) verwendet wird.
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