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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, eine Formgebungseinrichtung nach Anspruch 12, sowie
ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungseinrichtung gemäß Anspruch
15.
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Verbindungseinrichtungen
der zuvor genannten Art umfassen einen Grundkörper und einen Stift, der vorzugsweise
innerhalb des Grundkörpers verschoben
werden kann. Des Weiteren umfasst der Grundkörper ausladende Arme, die vorzugsweise durch
eine unterschiedliche Oberflächenstrukturen des
Stiftes gespreizt werden können
und es somit ermöglichen,
den Grundkörper
in einer Bohrung eines Karosseriebleches, beispielsweise zur Befestigung einer
Karosserieverkleidung, zu fixieren.
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Als
nachteilig in diesem Zusammenhang erweist sich jedoch die Handhabung
derartiger zweiteiliger Verbindungseinrichtungen. Insbesondere müssen die
Verbindungseinrichtungen vor der Montage entsprechend zusammengesteckt
werden.
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Hier
setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe
eine Verbindungseinrichtung der zuvor genannten Art bereitzustellen,
die eine leichtere Handhabung ermöglicht, bei der insbesondere
sichergestellt werden kann, dass die einzelnen Komponenten nicht
verloren gehen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Mittel zur Ausrichtung der Arme weiterhin dazu eingerichtet
sind, den Stift lösbar
zu verbinden. Dementsprechend kann sichergestellt werden, dass die
Einheit aus Stift und Grundkörper
unverlierbar miteinander verbunden sind, so dass weiterhin sichergestellt
werden kann, dass eine angelieferte Verbindungseinrichtung ohne
Zeitverzögerung
montiert werden kann.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann
vorgesehen sein, dass die Mittel zur Ausrichtung der Arme weiterhin
dazu eingerichtet sind, den Stift in einem werkzeugfallenden Zustand
lösbar
zu verbinden. Der werkzeugfallende Zustand zeichnet sich insbesondere
durch einen Zustand aus, mit der die Verbindungseinrichtung eine Formgebungseinrichtung,
beispielsweise eine Kunststoffspritzmaschine unmittelbar verlässt. Dementsprechend
kann sichergestellt werden, dass die Verbindungseinrichtung in einer
Einheit vorliegt und ggf. sofort verbaut werden kann, wodurch letztendlich
die Handhabung verbessert und Produktionskosten gesenkt werden können.
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Auch
kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Mittel zur Ausrichtung
der Arme weiterhin dazu eingerichtet sind, den Stift in einem Anlieferungszustand
lösbar
zu verbinden. Der Anlieferungszustand kann sich beispielsweise von
dem werkzeugfallenden Zustand unterscheiden, insbesondere dahingehend,
dass sich die Verbindungseinrichtung hier bereits in einem Vormontagezustand
befindet, in der die Verbindungseinrichtung durch Druck auf den Stift
bzw. Stiftkopf unmittelbar in einen Verbindungszustand überführt werden
kann. Durch diese Maßnahme
kann weiterhin ein erhebliches Maß an Montagezeit beim Anwender
erfindungsgemäßer Verbindungseinrichtungen
eingespart werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann
vorgesehen sein, dass die Mittel weiterhin stiftseitige Ringnuten
und eine armseitige Rastnase umfassen. Eine derartige Ausgestaltung
lässt sich
auf einfache Art und Weise fertigungstechnisch erreichen.
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Es
kann weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Grundkörper einen
Teller mit einer mittigen Einschuböffnung umfasst, wobei die Arme
randseitig der Einschuböffnung
angeordnet sind. Der Teller stellt das Gegenlager zu den Armen in
einem Fixierzustand dar. Eine großflächige Auslegung des Tellers
ist hier von Vorteil um als Auflage auf den zu verbindenden Elementen
zu dienen.
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Es
kann weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Stift
jeweils endseitig mit einer Stiftspitze und einem Stiftkopf ausgestattet
ist, wodurch sich weitere Handhabungsvorteile ergeben, insbesondere
kann der Stift ggf. auf einfache Art und Weise in die vorgesehene Öffnung eingebracht
und beispielsweise durch Druck auf den Stiftkopf bewegt werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann
weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine Abfolge
von vier umlaufenden Ringnuten, insbesondere eine erste Ringnut,
eine zweite Ringnut, eine dritte Ringnut, sowie eine vierte Ringnut
zwischen der Stiftspitze und dem Stiftkopf vorgesehen sind. Durch
eine entsprechende Ausgestaltung, insbesondere der Ringnutentiefe
und Abfolge der Ringnuten, können
unterschiedliche Zustände
der Verbindungseinrichtung dargestellt werden.
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In
diesem Zusammenhang kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass
die erste Ringnut zur Ausrichtung der Arme in einen Anlieferungszustand bzw.
Vormontagezustand geeignet ist, wobei die Arme in dem Anlieferungszustand
vorzugsweise senkrecht zu dem Teller ausgerichtet sind. Der Anlieferungszustand
zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Verbindungseinrichtung
durch Druck auf den Stift bzw. Stiftkopf in einen Verbindungszustand
gebracht werden kann.
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Auch
kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die zweite Ringnut
zur Ausrichtung der Arme in eine Verbindungsposition geeignet ist,
wobei die Arme in der Verbindungsposition zumindest abschnittsweise
angewinkelt sind. Dementsprechend hinterschneiden die Arme zumindest
abschnittsweise die Bohrung der zu verbindenden Elemente, wodurch sich
letztendlich eine mindestens formschlüssige Verbindung zwischen den
Elementen ergibt.
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Es
kann weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die dritte
Ringnut zur Ausrichtung der Arme in eine Demontageposition geeignet
ist, wobei die Arme in der Demontageposition vorzugsweise senkrecht
zu dem Teller ausgerichtet sind. Dementsprechend kann die Verbindung
zwischen den Elementen auf einfache Art und Weise durch Druck auf
den Stiftkopf, also auch aus einer Position in der lediglich der
Teller zugänglich
ist, gelöst
werden.
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Zur
vorteilhaften Handhabung der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung
kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Ringnuten mit Anlaufschrägen ausgestattet
sind. Entsprechend der Flankensteilheit bietet sich eine einfache
Möglichkeit
auf den auszuübenden
Druck zur Verschiebung des Stiftes Einfluss zu nehmen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine vorteilhafte
Formgebungseinrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung
vorzuschlagen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Formgebungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
12 gelöst.
Dadurch, dass der zweite Formgebungsraum zumindest abschnittsweise
aus einem Abschnitt des Stiftes gebildet wird, kann eine ursprünglich aufwendig
herstellbare Verbindungseinrichtung auf einfache Art und Weise hergestellt
werden. Insbesondere kann der Grundkörper und der Stift unmittelbar
in einer verbundenen Position (werkzeugfallender Zustand) hergestellt
werden und die zuvor genannten Komponenten müssen nicht nach dem Herstellungsprozess
manuell bzw. separat verbunden werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung kann
vorgesehen sein, dass die erste Spritzwerkzeuganordnung ein erstes
Spritzwerkzeug, ein zweites Spritzwerkzeug, ein drittes Spritzwerkzeug,
ein viertes Spritzwerkzeug, sowie einen Stempel umfasst, die einen
ersten Formgebungsraum ausformen. Die Teilung der Formgebungseinrichtung
in einzelne Spritzwerkzeuge bzw. Stempel erlaubt eine überaus flexible
Anpassung an benötigte
Formgebungsräume.
Darüber
hinaus können
die Spritzwerkzeuge einzeln verfahren werden, so dass die Spritzwerkzeuganordnung
auf einfache Art und Weise geöffnet
werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Spritzwerkzeuganordnung
kann vorgesehen sein, dass die zweite Spritzwerkzeuganordnung ein
fünftes
Spritzwerkzeug, ein sechstes Spritzwerkzeug, ein siebtes Spritzwerkzeug,
ein achtes Spritzwerkzeug, sowie den Stempel umfasst, die einen
zweiten Formgebungsraum ausformen. Dementsprechend ist auch hier
durch die modulare Bauweise ein hohes Maß an Anpassung der Spritzwerkzeuganordnung
möglich.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein vorteilhaftes
Verfahren zur Herstellung einer Verbindungseinrichtung vorzuschlagen.
Gelöst
wird diese Aufgabe durch die Verfahrensschritte gemäß Anspruch
15, nämlich
Ausformung des Stiftes mit der ersten Spritzwerkzeuganordnung, Freigabe
eines Teilbereiches des Stiftes, durch Entfernen mindestens eines
Spritzwerkzeuges der ersten Spritzwerkzeuganordnung, Umschließen des freigegebenen
Teilbereiches des Stiftes mit der zweiten Spritzwerkzeugeinrichtung,
wobei der zweite Formgebungsraum zumindest abschnittsweise von dem
freigegebenen Teilbereich des Stiftes ausgebildet wird, sowie Ausformen
des Grundkörpers
in dem zweiten Formgebungsraum. Durch das hier vorgeschlagene Verfahren
wird der Stift quasi in seinem Herstellungsprozess umspritzt und
fällt in
einem bereits lösbar
verbunden Zustand aus der Formgebungseinrichtung.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen
sein, dass der freigegebene Teilbereich des Stiftes mindestens die
vierte Ringnut umfasst, wobei die vierte Ringnut zur Ausformung der
Rastnase geeignet ist. Dementsprechend kann die Ringnut die Rastnase
in einem Arbeitgang ausformen, sowie ein lösbare Verbindung eingehen,
wodurch der Stift und der Grundkörper
in angemessen sicherer Weise verbunden sind.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann
weiterhin vorgesehen sein, dass der Grundkörper aus einem anderen Material als
der Stift ausgeformt wird. Hierdurch können weitere vorteilhafte Eigenschaften über die
Materialauswahl eingestellt werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungen werden deutlich
anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Spritzwerkzeuganordnung;
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2 eine
schematische Darstellung einer ersten Spritzwerkzeuganordnung mit
einem ausgefüllten
ersten Formgebungsraum (Material X - Stift);
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3 eine
schematische Darstellung einer ersten Spritzwerkzeuganordnung, bei
der durch Entfernen des dritten und vierten Spritzwerkzeuges ein Abschnitt
des Stiftes freigelegt worden ist;
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4 eine
schematische Darstellung einer zweiten Spritzwerkzeuganordnung;
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5 eine
schematische Darstellung einer zweiten Spritzwerkzeuganordnung mit
einem ausgefüllten
zweiten Formgebungsraum (Material Y - Grundkörper);
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6 eine
schematische Darstellung der Abfolge der Öffnung der einzelnen Spritzwerkzeuge (Entformung);
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7 eine
schematische Darstellung einer Verbindungseinrichtung in einem werkzeugzeugfallenden
Zustand;
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8 eine
schematische Darstellung einer Verbindungseinrichtung in einem Vormontagezustand
bzw. Anlieferungszustand;
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9 eine
schematische Darstellung einer Verbindungseinrichtung, eingesetzt
in einer Bohrung zwischen zwei zu verbindenden Elementen;
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10 eine
Einbausituation (Verbindungszustand) einer Verbindungseinrichtung
mit abschnittsweise angewinkelten Armen;
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11 eine
Demontagesituation (Demontagezustand) einer Verbindungseinrichtung;
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12 eine
Andeutung einer Überführung der
Verbindungseinrichtung in einen neuen Vormontagezustand.
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Zunächst wird
auf die 8 bis 12 Bezug
genommen.
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Ein
erfindungsgemäßes Befestigungsmittel umfasst
im Wesentlichen einen Grundkörper 1,
sowie einen Stift 2.
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Der
Grundkörper 1 weist
einen im wesentlichen flachen Teller 11 auf, von dem sich
Arme 8 in einer etwa senkrechten Richtung erstrecken. Die
Arme 8 säumen
eine Einschuböffnung 14 für den Stift 2,
innerhalb derer der Stift 2 verschoben werden kann. Endseitig
der Arme 8 sind Rastnasen 9 vorgesehen, die in
die Einschuböffnung 14 hineinragen.
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Der
Stift 2 weist eine längliche
Gestalt, sowie jeweils endseitig eine Stiftspitze 3 und
einen flachen Stiftkopf 10 auf. Zwischen der Stiftspitze 3 und
dem Stiftkopf 10 sind umlaufende Ringnuten, insbesondere
eine erste umlaufende Ringnut 4, eine zweite umlaufende
Ringnut 5, eine dritte umlaufende Ringnut 6 und
eine vierte umlaufende Ringnut 7 angeordnet.
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Die
Funktionsweise und weitere bauliche Details der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung
lassen sich vorteilhafterweise anhand einer Montage- bzw. Demontageabfolge,
wie in den 8 bis 12 abgebildet,
erläutern.
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Grundsätzlich ist
es möglich
den Stift 2 innerhalb des Grundkörpers 1, insbesondere
innerhalb der durch die Arme 8 gebildeten Einschuböffnung zu bewegen.
Die Rastnasen 9 der Arme 8 greifen jedoch in die
jeweiligen Ringnuten des Stiftes 2 ein und arretieren diesen
in der jeweiligen Position. Die Arme 8 sind elastisch,
so dass der Stift 2 durch einen vorbestimmbaren Kraftaufwand
gegen die Rastverbindung bewegt und in eine beliebige andere Rastposition versetzt
werden kann.
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In 8 ist
nunmehr ein Vormontagezustand bzw. ein Anlieferungszustand der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung
erkennbar, bei dem die Rastnasen 9 in die erste Ringnut 4 eingreifen und
den Stift 2 in einer ersten Position fixieren. In dieser
ersten Position ragt der Stiftkopf 10 zumindest abschnittsweise über dem
Teller 11 hervor. Auch weist die erste Ringnut 4 einen
Durchmesser auf, bei dem die Arme 8 eine im Wesentlichen
längliche
Ausrichtung einnehmen können.
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In 9 ist
die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung
in einer Bohrung 15 zur Befestigung einer Verkleidung 13 an
einem Blech 12 dargestellt. Es ist erkennbar, dass die
Arme 8 bzw. der Stift 2 zumindest abschnittsweise
durch die Bohrung 15 des Bleches 8 hindurchgeführt sind.
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In 9 ist
die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung
in einem arretierten Zustand dargestellt. Hier wurde der Stift 2 durch
entsprechenden Druck auf den Stiftkopf 10 verschoben, so
dass die Rastnasen 8 nunmehr in der zweiten Ringnut 5 einrasten
können.
Da der Ringnutboden der zweiten Ringnut 5 einen größeren Durchmesser
als der Ringnutboden der ersten Ringnut 4 aufweist, werden
die Rastnasen 9 leicht aufgebogen, zumindest aber so weit,
dass die Bohrung 15 des Bleches 12 hinterschnitten
und die Verbindungseinrichtung fixiert werden kann.
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In 11 ist
die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung
in einem Demontagezustand dargestellt. Hier befindet sich der Stift 2 in
einer dritten Position, bei der die Rastnase 9 in die dritte
Ringnut 6 eingreifen kann. Der Stift 2 wurde hier
durch einen weiteren Druck auf den Stiftkopf 10 von der
zweiten Position in die dritte Position überführt. Da sich die dritte Ringnut 6 durch
einen mindestens vergleichbaren bzw. geringeren Durchmesser als
die erste Ringnut 4 auszeichnet, können die Arme 8 eine
Ausgangsposition einnehmen, bei der die Verbindungseinrichtung auf
einfache Art und Weise aus der Bohrung 15 herausgenommen
und die Verbindung zwischen dem Blech 12 und der Verkleidung 13 gelöst werden
kann.
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Grundsätzlich kann
die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung
uneingeschränkt
wiederverwendet werden. In der 12 ist
dargestellt, dass sich der Stift 2 durch Druck auf die
Spitze 3 zurück
in die erste Position gemäß 8 überführen lässt. Grundsätzlich kann
der Stift 2 auch herausgenommen und seitens des Tellers 11 neu
eingesteckt werden.
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Die
Ringnuten 4, 5, 6, 7 weisen
jeweils angeschrägte
Seitenbereiche in Form von Anlaufflanken auf, die zumindest abschnittsweise
mit den ebenfalls angeschrägten
Flanken der Rastnasen 9 korrespondieren können. So
ist beispielsweise vorgesehen, dass die Form der Rastnase 9 im
wesentlichen der ersten Ringnut 4 als auch der vierten
Ringnut 7 angepasst ist. Während die Formkorrespondenz
zwischen der Rastnase 9 und der vierten Ringnut, wie noch
näher zu
beschreiben sein wird, auf den Herstellungsprozess zurückzuführen ist,
bietet die erste Ringnut 4 durch ein hohes Maß an korrespondierender
Form ein hohes Maß an
Formschluss, so dass die Arme 8 den Stift 2 sicher
in einer ersten Position, welche dem Vormontagezustand bzw. dem
Anlieferungszustand entspricht, halten können. Grundsätzlich kann
die Verbindung aber auch durch Kraftschluss entstehen.
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In
den 1 bis 7 ist nunmehr der erfindungsgemäße Herstellungsprozess
einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung
dargestellt.
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In 1 ist
eine Formgebungseinrichtung 100, umfassend eine erste Spritzwerkzeuganordnung,
umfassend ein erstes Spritzwerkzeug 101, ein zweites Spritzwerkzeug 102,
ein drittes Spritzwerkzeug 103, ein viertes Spritzwerkzeug 104,
sowie ein Stempel 109 dargestellt, welches zur Herstellung
einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung, vorzugsweise
bestehend aus zwei unterschiedlichen Materialen X und Y geeignet
ist.
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Die
Spritzwerkzeuge weisen geeignete Aussparungen auf, die sich zu einem
ersten Formgebungsraum 111 ergänzen, welcher in seiner Kontur dem
Stift 2 entspricht.
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In
einem ersten Arbeitgang wird der so gebildete erste Formgebungsraum 111 mit
einem ersten Material X ausgefüllt
und härtet
zu einem Stift 2 aus. Anschließend werden die dritten und
vierten Spritzwerkzeuge 103 und 104 geöffnet, so
dass der ursprünglich
von diesen Spritzwerkzeugen umschlossene Bereich des Stiftes 2 freigegeben
wird. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt.
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In
einem nachfolgenden Arbeitsgang wird der so freigegebene Bereich
des Stiftes 2 von einer zweiten Spritzwerkzeuganordnung,
umfassend ein fünftes
Spritzwerkzeug 105, eine sechstes Spritzwerkzeug 106,
eines siebtes Spritzwerkzeug 107 und ein achtes Spritzwerkzeug 108 umschlossen
und ein zweiter Formgebungsraum 112 ausgebildet, der in seiner
Form dem Grundkörper 1 entspricht
und zumindest abschnittsweise von der vierten Ringnut 7 des
Stiftes 2 ausgebildet wird. Durch diese Maßnahme kann
die bereits ausgeformte vierte Ringnut 7 als Formgebungsmittel
für die
Rastnasen 9 dienen. Es ist darüber hinaus möglich, beispielsweise
durch eine geeignet Materialauswahl bzw. Einstellung der Temperatur,
eine Sollbruchstelle zu erzeugen, falls die Rastnase 9 und
die vierte Ringnut 7 leicht aneinander heften. Grundsätzlich kann
die Verbindung aber auch durch Formschluss bzw. Kraftschluss zustande
kommen.
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Der
so geschaffene zweite Formgebungsraum 112 kann, wie in 5 dargestellt,
mit einem Material Y ausgefüllt
werden und bildet nach dem Aushärten
des Materials Y den Grundkörper 1 aus.
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In 6 ist
nunmehr angedeutet, wie die gesamte Verbindungseinrichtung aus der
Formgebungseinrichtung 100 entfernt werden kann, indem zunächst das
erste Spritzwerkzeug 101 und das zweite Spritzwerkzeug 102,
anschließend
das fünfte Spritzwerkzeug 105 und
sechste Spritzwerkzeug 106, anschließend das siebte Spritzwerkzeug 107 und
das achte Spritzwerkzeug 108, sowie anschließend der
Stempel 109 entfernt werden.
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Werkzeugfallend
würde sich
demnach eine erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung
wie in 7 dargestellt ergeben. Die Verbindungseinrichtung
könnte
demnach durch leichten Druck auf die Stiftspitze 3 in einen
Ausgangszustand nach 8 gebracht und verbaut werden.
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Optional
kann jedoch ebenfalls vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung
in der Formgebungseinrichtung in einen Vormontagezustand bzw. Anlieferungszustand,
wie in 8 abgebildet, überführt wird.
Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass zunächst das
erste Spritzwerkzeug 101 und das zweite Spritzwerkzeug 102,
anschließend das fünfte
Spritzwerkzeug 105 und sechste Spritzwerkzeug 106 mit
dem Stempel entfernt werden. Während
der Bewegung von Spritzwerkzeug 105 und 106 kann
ein Druckstempel (nicht dargestellt) durch Druck auf die Stiftspitze 3 diesen
in einen Vormontagezustand bzw. Anlieferungszustand nach 8 bringen.
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Stift
- 3
- Stiftspitze
- 4
- erste
umlaufende Ringnut
- 5
- zweite
umlaufende Ringnut
- 6
- dritte
umlaufende Ringnut
- 7
- vierte
umlaufende Ringnut
- 8
- Arm
- 9
- Rastnase
- 10
- Stiftkopf
- 11
- Teller
- 12
- Blech
- 13
- Verkleidung
- 14
- Einschuböffnung
- 15
- Bohrung
- 100
- Formgebungseinrichtung
- 101
- erstes
Spritzwerkzeug
- 102
- zweites
Spritzwerkzeug
- 103
- drittes
Spritzwerkzeug
- 104
- viertes
Spritzwerkzeug
- 105
- fünftes Spritzwerkzeug
- 106
- sechstes
Spritzwerkzeug
- 107
- siebtes
Spritzwerkzeug
- 108
- achtes
Spritzwerkzeug
- 109
- Stempel
- 111
- erster
Formgebungsraum
- 112
- zweiter
Formgebungsraum