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Title:
FASTENING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/042553
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fastening system (10) comprising a fastening part (12) to be fixed to a body (16), which is made of plastic and has at least two through holes (50) into which a blind rivet element (14) is inserted. The blind rivet elements (14) can be inserted into location holes of the body (16) located at a predetermined distance (58) from one another. The through holes (50) each have a retaining section (60) and an expanding section (62) that is connected thereto and are designed in such a manner that the blind rivet elements (14) are pre-assembled on the fastening part (12) in a captive manner and are pivotally mounted in order to adapt to the distance (58) between the location holes of the body (16).

Inventors:
SALTENBERGER REIMAR (DE)
LAUTNER SIEGFRIED (DE)
SCHNEIDER STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/012575
Publication Date:
May 22, 2003
Filing Date:
November 11, 2002
Export Citation:
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Assignee:
NEWFREY LLC (US)
SALTENBERGER REIMAR (DE)
LAUTNER SIEGFRIED (DE)
SCHNEIDER STEFAN (DE)
International Classes:
F16B5/04; (IPC1-7): F16B5/04
Foreign References:
DE3841933A11990-06-21
DE19832513A12000-02-17
DE3819944A11989-12-21
Attorney, Agent or Firm:
Haar, Lucas H. (Lessingstrasse 3, Bad Nauheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Befestigungsanordnung (10) mit einem an einem Körper (16) festzulegenden Befestigungsteil (12), das aus Kunststoff hergestellt ist und wenigstens zwei Durch gangslöcher (50) aufweist, in die jeweils ein Blind nietelement (14) eingesetzt ist, wobei die Blindniet elemente (14) in Aufnahmelöcher des Körpers (16) ein führbar sind, die einen vorbestimmten Abstand (58) voneinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (50) jeweils einen Halteab schnitt (60) und einen sich daran anschließenden, sich aufweitenden Abschnitt (62) aufweisen, die der art ausgebildet sind, daß die Blindnietelemente (14) an dem Befestigungsteil (12) unverlierbar vormontiert sind und zur Anpassung an den Abstand (58) der Auf nahmelöcher des Körpers (16) verschwenkbar gelagert sind.
2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (50) als Kreislöcher (50) ausgebildet sind.
3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Toleranzausgleichsabschnitt (62) sich konisch aufweitet, insbesondere mit einem Winkel (64) im Bereich von 2° bis 15° gegenüber einer Achse (59) des jeweiligen Durchgangsloches (50).
4. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (12) eine Grundplatte (20) aufweist, an die im Be reich der Durchgangslöcher (50) Kreisstege (38) ange formt sind.
5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kreisstege (38) auf der zu dem Körper (16) hin weisenden Seite der Grundplatte (20) angeformt sind.
6. Befestigungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenumfänge der Kreisstege (38) jeweils wenigstens einen Teil der Toleranzaus gleichsabschnitte (62) bilden.
7. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (12) eine Grundplatte (20) aufweist und daß auf der zu dem Körper (16) hin weisenden Seite der Grund platte (20) eine Mehrzahl von Rippen (22,24, 26) angeformt ist, um einen Abstand zwischen der Grund platte (20) und dem Körper (16) einzurichten.
8. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Befestigungs teil (12) ein Zapfenabschnitt (42) angeformt ist, der in ein elastisches Lagerelement (18) einführbar ist, um den Körper (16) elastisch zu lagern.
Description:
Befestigungsanordnung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanord- nung mit einem an einem Körper festzulegenden Befesti- gungsteil, das aus Kunststoff hergestellt ist und wenig- stens zwei Durchgangslöcher aufweist, in die jeweils ein Blindnietelement eingesetzt ist, wobei die Blindniet- elemente in Aufnahmelöcher des Körpers einführbar sind, die einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen.

Bei einer bekannten derartigen Befestigungsanordnung sind die zwei Durchgangslöcher als Langlöcher ausgebildet. Zum Festlegen des Befestigungsteils an dem Körper wird das Be- festigungsteil an den Körper gehalten, die Blindniet- elemente werden durch die Durchgangslöcher hindurch in die Aufnahmelöcher des Körpers eingesetzt, und anschließend werden die Blindniete gesetzt.

Die Langlöcher sind so ausgerichtet, daß ein Toleranzaus- gleich in bezug auf den vorbestimmten Abstand der Aufnah- melöcher möglich ist.

Da das Befestigungsteil aus Kunststoff hergestellt ist, vorzugsweise in einem kostengünstigen Spritzgußverfahren, lassen sich die Durchgangslöcher nicht als Kreislöcher ausbilden. Denn die Toleranz des Abstandes der Aufnahme- löcher und der Lage bzw. des Abstandes der Durchgangs- löcher addieren sich, so daß in manchen Fällen eine Mon- tage nicht möglich wäre.

Die Ausbildung der Durchgangslöcher als Langlöcher führt jedoch zu einer Abnahme der Stabilität des Befestigungs- teils im Bereich der Durchgangslöcher. Bei dem Setzen der Blindniete kann es daher zu Brüchen des Befestigungsteils im Bereich der Durchgangslöcher kommen.

Ferner ist das Festlegen des Befestigungsteils an dem Kör- per aufgrund der vielen Einzelschritte aufwendig.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem liegt folglich darin, eine Befestigungsanordnung zu schaffen, die den Aufwand zum Festlegen des Befestigungsteils an dem Körper verringert, bei insgesamt verringerter Bruchgefahr für das Befestigungsteil.

Dieses Problem wird bei der eingangs genannten Befesti- gungsanordnung dadurch gelöst, daß die Durchgangslöcher jeweils einen Halteabschnitt und einen sich daran an- schließenden, sich aufweitenden Abschnitt aufweisen, die derart ausgebildet sind, daß die Blindnietelemente an dem Befestigungsteil unverlierbar vormontiert sind und zur An- passung an den Abstand der Aufnahmelöcher verschwenkbar gelagert sind.

Durch diese Maßnahmen ist es zum einen möglich, die Befe- stigungsanordnung vorzumontieren, derart, daß die Blind- nietelemente unverlierbar an dem Befestigungsteil gehalten sind. Diese Vormontage kann gegebenenfalls automatisiert erfolgen. Der Gesamtmontageaufwand wird erheblich verrin- gert. Ferner ist der Aufwand für Lagerhaltung, Transport- kosten etc. verringert, da die Befestigungsanordnung als ein einzelnes Montageteil handhabbar ist.

Besonders bevorzugt ist es derzeit, wenn der Halteab- schnitt so ausgebildet ist, daß die Blindnietelemente je- weils durch eine Preßpassung unverlierbar an dem Befe- stigungsteil gehalten sind. Alternativ ist es aber auch denkbar, die Blindnietelemente in das Befestigungsteil einzuspritzen, so daß sie unverlierbar am Halteabschnitt gehalten werden.

Durch das Bereitstellen des sich aufweitenden Abschnittes ist es möglich, die Blindnietelemente zu verschwenken.

Hierdurch ist es möglich, beim Montieren der Befestigungs- anordnung die zwei Blindnietelemente so zu verschwenken, daß sie sich unabhängig von der jeweiligen Maßsituation sicher in die Aufnahmelöcher einführen lassen.

Hierdurch ist es möglich, den Bereich um die Durchgangs- löcher herum insgesamt stabiler auszugestalten, so daß die Bruchgefahr sich insgesamt verringern läßt.

Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn die Durchgangs- löcher als Kreislöcher ausgebildet sind. Hierbei ist der Bereich des Befestigungsteils um die Durchgangslöcher her- um verstärkt. Auch bei Kraftspitzen während des Setzens der Blindniete sind somit Beschädigungen des Befestigungs- teils nahezu ausgeschlossen.

Unter einem Kreisloch ist im vorliegenden Zusammenhang so- wohl ein Loch mit kreisrundem Querschnitt als auch ein Loch mit leicht elliptischem Querschnitt zu verstehen.

Leicht elliptisch heißt beispielsweise, daß die Hauptachse der Ellipse nicht mehr als doppelt so lang ist wie die Ne- benachse.

Auch bei einer leicht elliptischen Ausgestaltung läßt sich eine hinreichende Festigkeit im Bereich der Durchgangs- löcher realisieren.

Von Vorteil ist es ferner, wenn sich der Toleranzaus- gleichsabschnitt konisch aufweitet, insbesondere mit einem Winkel im Bereich von 2° bis 15° gegenüber einer Achse des jeweiligen Durchgangsloches.

Es hat sich gezeigt, daß ein Winkel in diesem Bereich hin- reichend ist, um den notwendigen Toleranzausgleich auch ohne Bereitstellung von Langlöchern zu realisieren. Beson- ders bevorzugt ist ein Winkel im Bereich von 5° bis 12°.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Befestigungsteil eine Grundplatte auf, an die im Bereich der Durchgangslöcher Kreisstege angeformt sind. Auf diese Weise ist es möglich, das Befestigungsteil im Bereich der Durchgangslöcher stabil auszugestalten, insbesondere ge- genüber hohen axialen Belastungen beim Setzen der Blind- niete.

Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn die Kreisstege auf der zu dem Körper hin weisenden Seite der Grundplatte angeformt sind. Diese Maßnahme ermöglicht es, gegenüber der Grundplatte und dem Körper einen Abstand einzurichten und dennoch eine hohe Belastbarkeit gegenüber axialen Kräften im Bereich der Durchgangslöcher zu realisieren.

Von Vorteil ist es insgesamt, wenn die Innenumfänge der Kreisstege jeweils wenigstens einen Teil der Toleranzaus- gleichsabschnitte bilden. Dabei können sich die Toleranz- ausgleichsabschnitte entweder ausschließlich im Bereich der Kreisstege befinden oder sich bis in jenem Abschnitt der Durchgangslöcher hinein erstrecken, der durch die Grundplatte gebildet ist.

Insgesamt ist es ferner von Vorteil, wenn das Befesti- gungsteil eine Grundplatte aufweist und wenn auf der zu dem Körper hin weisenden Seite der Grundplatte eine Mehr- zahl von Rippen angeformt ist, um einen Abstand zwischen der Grundplatte und dem Körper einzurichten. Auf diese Weise ist eine gute Hinterlüftung des Befestigungs- bereiches zwischen der Grundplatte und dem Körper reali- sierbar.

Ferner ist es von Vorteil, wenn an dem Befestigungsteil ein Zapfenabschnitt angeformt ist, der in ein elastisches Lagerelement einführbar ist, um den Körper elastisch zu lagern.

Obgleich oben Bezug genommen wurde auf ein Befestigungs- teil mit zwei Durchgangslöchern, versteht sich, daß das Befestigungsteil auch mehr als zwei Durchgangslöcher auf- weisen kann, die jeweils mit einem Halteabschnitt und ei- nem sich aufweitenden Abschnitt versehen sind. Ferner ver- steht sich, daß nicht alle Durchgangslöcher einen sich aufweitenden Abschnitt zum Toleranzausgleich besitzen müs- sen. Es ist beispielsweise denkbar, daß von zwei Durch- gangslöchern nur eines einen derartigen Abschnitt aufweist und das andere in einem herkömmlichen Durchgangsloch mit kreiszylindrischem Innenumfang gehalten ist.

Soweit oben der Begriff"angeformt"gewählt wurde, ver- steht sich, daß die jeweils angeformten Elemente in einem separaten Schritt nach der Herstellung des Befestigungs- teils angeformt sein können. Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Befestigungsteil einstückig in einem Arbeitsgang her- gestellt ist, vorzugsweise in einem Spritzgußschritt.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach-stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in ande- ren Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Befestigungsanordnung von vorne ; Fig. 2 eine Ansicht der Befestigungsanordnung der Fig.

1 von der Seite ; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Befestigungsanordnung der Fig. 1 und 2 ; Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 3 ; Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Befesti- gungsanordnung der Fig. 1 bis 4 ; und Fig. 6 eine Teilansicht VI aus Fig. 1 im Schnitt.

In den Fig. 1 bis 6 ist eine erfindungsgemäße Befesti- gungsanordnung generell mit 10 bezeichnet.

Die Befestigungsanordnung 10 besteht in der dargestellten Ausführungsform aus einem einstückigen Befestigungsteil 12 aus Kunststoff sowie aus zwei Blindnietelementen 14.

Die Befestigungsanordnung 10 dient dazu, einen Körper 16, wie einen Fahrzeugkühler (Radiator), an einem Lagerelement 18 elastisch zu lagern. Das Lagerelement 18 ist aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt. Im Falle eines Kühlers als Körper 16 ist das Lagerelement 18 an der Ka- rosserie des Kraftfahrzeuges festgelegt.

Der Körper 16 und das Lagerelement 18 sind jeweils nur schematisch dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß in dem Körper 16 geeignete, nicht näher bezeichnete Aufnahme- löcher vorhanden sind, in die die Blindnietelemente 14

einführbar sind, um anschließend die Blindnietelemente mittels eines geeigneten Werkzeuges zu setzen. Hierdurch wird das Befestigungsteil 12 an dem Körper 16 festgelegt.

Das Befestigungsteil 12 weist eine Grundplatte 20 auf, die in der Draufsicht etwa die Form eines stumpfwinkligen Dreieckes mit abgerundeten Ecken besitzt.

An einer Seite der Grundplatte 20 ist eine Mehrzahl von parallel verlaufenden Rippen 22,24, 26 vorgesehen, deren Oberseite eine gemeinsame Anlagefläche 28 definiert.

Die Rippen 22,24, 26 verlaufen etwa parallel zu einer Ba- sis 30 der dreieckigen Grundplatte 20. Die von der Basis 30 ausgehenden Seiten der Dreiecksform sind mit 32 bzw. 34 bezeichnet.

Ein Scheitel der Dreiecksform ist bei 36 gezeigt.

Im Bereich des Scheitels 36 ist an der verrippten Seite der Grundplatte 20 ein Kreissteg 38 ausgebildet, der auf gleicher Höhe endet wie die Rippen 22,24, 26, also auch die Auflagefläche 28 definiert.

Der Kreissteg verläuft bis zum Rand der Grundplatte 30, so daß ein Abschnitt des Außenumfanges des Kreissteges 38 bündig verläuft zu dem Scheitel 36 der Grundplatte 20.

Auf der entgegengesetzten Seite der Grundplatte 20 ist ein dem Kreissteg 38 im Querschnitt entsprechender, zylindri- scher Hohlbuchsenabschnitt 40 ausgebildet. An den zylin- drischen Hohlbuchsenabschnitt 40 schließt sich ein leicht konisch zulaufender Zapfenabschnitt 42 an, der hohl ausge- bildet ist. Folglich ist am vorderen Ende des konusförmig

zulaufenden Zapfenabschnittes 42 eine Öffnung 44 vorgese- hen.

Der konusförmige Zapfenabschnitt 42 ist dazu ausgelegt, in eine entsprechend konusförmige Vertiefung in dem Lagerele- ment 18 eingeführt zu werden, um den Körper 16 elastisch zu lagern.

Da der Zapfenabschnitt 42 sich etwa senkrecht zur Grund- platte 20 erstreckt, ist die elastische Lagerung dazu aus- gelegt, Querkräfte parallel zur Ebene der Grundplatte 20 aufzunehmen. Gegebenenfalls ist die elastische Lagerung auch dazu in der Lage, axiale Stöße in Längsrichtung des Zapfenabschnittes 42 aufzunehmen.

An dem Befestigungsteil 12 sind ferner zwei Kreislöcher 50 ausgebildet. Die Kreislöcher 50 sind so angeordnet, daß sie gemeinsam mit der Öffnung 44 dreieckförmig angeordnet sind, entsprechend der Dreiecksform der Grundplatte 20.

Auf der dem Körper 16 zugewandten Seite der Grundplatte 20 sind um die Kreislöcher 50 herum Kreisstege 52 ausgebil- det, die sich ebenfalls bis zur Anlagefläche 28 erstrek- ken.

Die Kreisstege 52 sind in eine der Rippen integriert, hier die Rippe 24.

Die Blindnietelemente 14 weisen in an sich bekannter Weise jeweils einen Hohlniet 54 mit einem Flansch 55 und einem zylindrischen Schaftabschnitt 57 sowie einen den Hohlniet 54 durchsetzenden Dorn 56 auf.

Die Blindnietelemente 14 sind in den Kreislöchern 50 un- verlierbar vormontiert. Dabei sind die Blindnietelemente

14 von der dem Körper 16 gegenüberliegenden Seite der Grundplatte 20 in die Kreislöcher 50 eingeführt. Die Flan- sche 55 der Hohlniete 54 liegen folglich auf der unver- rippten Seite der Grundplatte 20 an.

Unverlierbar bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, daß die Blindnietelemente 14 und das Befestigungsteil 12 als eine Einheit behandelt werden können. Bei den üblicher- weise auftretenden Kräften im Rahmen von Lagerung und Transport ist es durch die Vormontage im wesentlichen aus- geschlossen, daß sich die Blindnietelemente 14 aus den Kreislöchern 50 lösen. Bei Aufbringen einer die üblichen Kräfte übersteigenden Kraft ist es natürlich dennoch mög- lich, die Blindnietelemente 14 wieder aus den Kreislöchern 50 zu entfernen.

Zur Montage der Befestigungsanordnung 10 an dem Körper 16 sind die von der verrippten Seite der Grundplatte 20 vor- stehenden zylindrischen Schaftabschnitte 57 in entspre- chende Aufnahmelöcher in dem Körper 16 einzuführen.

Die Aufnahmelöcher des Körpers 16 weisen einen vorbestimm- ten Abstand voneinander auf, der in Fig. 1 mit 58 bezeich- net ist.

Der Abstand 58 kann aufgrund von zulässigen Fertigungsto- leranzen variieren. Ferner ist es möglich, daß der Abstand der Kreislöcher 50 aufgrund von Fertigungstoleranzen von Befestigungsteil 12 zu Befestigungsteil 12 variiert.

Um die zylindrischen Schaftabschnitte 57 dennoch leicht in die Aufnahmelöcher in dem Körper 16 einführen zu können, ist das Befestigungsteil 12 wie folgt ausgebildet.

Der Innenumfang der Kreislöcher 50 weist entlang einer Längsachse 59 einen Halteabschnitt 60 und einen Toleranz- ausgleichsabschnitt 62 auf, wie es in Fig. 6 zu sehen ist.

Der Halteabschnitt 60 erstreckt sich von der unverrippten Seite der Grundplatte 20 aus und erstreckt sich etwa bis zur Hälfte der Dicke der Grundplatte 20. Hieran schließt sich der Toleranzausgleichsabschnitt 62 an. Der Toleranz- ausgleichsabschnitt 62 ist als ein sich zum Körper 16 hin konisch aufweitender Abschnitt ausgebildet. Der Konuswin- kel 64 beträgt in der dargestellten Ausführungsform 10°.

Der Halteabschnitt 60 ist so dimensioniert, daß der zylin- drische Schaftabschnitt 57 darin preßeingepaßt ist. Das jeweilige Blindnietelement 14 ist folglich unverlierbar an dem Befestigungsteil 12 vormontiert. Aufgrund der koni- schen Aufweitung des Toleranzausgleichsabschnittes 62 ist es im vormontierten Zustand des Blindnietelementes 14 mög- lich, das Blindnietelement 14 relativ zu der Achse 59 et- was zu verschwenken. Dabei liegt der Drehpunkt aufgrund der Anlage des Flansches 55 an der Grundplatte 20 etwa im Bereich der Oberseite des Flansches 55.

Durch diese Verschwenk-bzw. Verkippbarkeit ist es mög- lich, trotz variierender Abstände 58 beide zylindrischen Schaftabschnitte 57 ohne größere Belastungen für das Befe- stigungsteil 12 in die Aufnahmelöcher in dem Körper 16 einzuführen.

Aufgrund der Tatsache, daß der Flansch 55 vollflächig auf einer Fläche des Befestigungsteils 12 aufliegt, und auf- grund der Tatsache, daß der"darunter"liegende Teil des Befestigungsteiles 12 massiv in Form des Kreissteges 52 ausgebildet ist, können hohe axiale Kräfte beim Setzen des Blindnietelementes 14 aufgenommen werden. Selbst wenn die Blindnietelemente 14 in einer leichten Schrägstellung ge-

setzt werden, treten keine unzulässigen Spannungen an dem Befestigungsteil 12 auf.

Insgesamt läßt sich die Befestigungsanordnung 10 leicht und sicher an dem Körper 16 montieren. Die Befestigungs- anordnung 10 ist als ein Element zu handhaben und lager- bar. Ferner ist aufgrund der massiven Ausgestaltung um den Bereich der Durchgangslöcher 50 herum weitgehend ausge- schlossen, daß beim Setzen der Blindnietelemente 14 Be- schädigungen des Befestigungsteils 12 auftreten.




 
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