DE102020116676A1

DE102020116676A1 - System for introducing force from a fastener into a plastic component and method of making a system

Info

Publication number: DE102020116676A1
Application number: DE102020116676.1A
Authority: DE
Inventors: Brent Brower; Daniel Stanhope; Matt Carlson; Matt Stolzman
Original assignee: Eco Holding 1 GmbH
Current assignee: Eco Holding 1 GmbH
Priority date: 2019-07-13
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2021-01-14
Also published as: CN112283232A; CN112283232B

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein System (1) für die Einleitung von Kraft von einem Befestigungselement (6) in eine Kunststoffkomponente (4), das eine Kunststoffkomponente (4), ein Kraftbegrenzungselement (5), das in die Kunststoffkomponente (4) eingebettet ist, ein Befestigungselement (6) zum Befestigen der Kunststoffkomponente (4) an einem Körper umfasst, wobei das Befestigungselement (6) so ausgebildet ist, dass es durch das Kraftbegrenzungselement (5) hindurchgeführt werden kann, und wobei die Kunststoffkomponente (4) ein Haltemittel (7) aufweist, das so angeordnet ist, dass es zumindest zum Teil in das Innere (8) des Kraftbegrenzungselements (5) vorragt, um das durch das Kraftbegrenzungselement (5) hindurchgeführte Befestigungselement (6) festzuhalten.Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung eines Systems (1) gemäß der Erfindung, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des Kraftbegrenzungselements (5), Einbetten des Kraftbegrenzungselements (5) in die Kunststoffkomponente (4), und Einführen des Befestigungselements (6) durch das Kraftbegrenzungselement (5).The invention relates to a system (1) for introducing force from a fastening element (6) into a plastic component (4), which is a plastic component (4), a force limiting element (5) which is embedded in the plastic component (4) , a fastening element (6) for fastening the plastic component (4) to a body, wherein the fastening element (6) is designed so that it can be passed through the force-limiting element (5), and wherein the plastic component (4) has a holding means ( 7) which is arranged so that it protrudes at least partially into the interior (8) of the force limiting element (5) in order to hold the fastening element (6) passed through the force limiting element (5). The invention further relates to a Method for producing a system (1) according to the invention, comprising the following steps: providing the force-limiting element (5), embedding the force-limiting element nts (5) into the plastic component (4), and inserting the fastening element (6) through the force-limiting element (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System für die Einleitung von Kraft von einem Befestigungselement in eine Kunststoffkomponente, das eine Kunststoffkomponente, ein Kraftbegrenzungselement, das in die Kunststoffkomponente eingebettet ist, ein Befestigungselement zum Befestigen der Kunststoffkomponente an einem Körper umfasst. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung solch eines Systems.The invention relates to a system for the introduction of force from a fastening element into a plastic component, which system comprises a plastic component, a force-limiting element which is embedded in the plastic component, a fastening element for fastening the plastic component to a body. The invention also relates to a method of making such a system.

Derartige Systeme mit einem Kraftbegrenzungselement oder einer Druckbegrenzungsvorrichtung sind seit langem im Stand der Technik bekannt.Such systems with a force limiting element or a pressure limiting device have long been known in the prior art.

Die US 2016/0356291 A1 offenbart beispielsweise eine Druckbegrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der von einem Befestigungselement während der Befestigung einer Komponente an einem Körper ausgeübten Druckkraft. Hier umfasst die Druckbegrenzungsvorrichtung eine Hülse, die in einer zylindrischen Form mit Öffnungen an beiden Enden ausgebildet ist, und eine Membran, die mit einer Innenfläche der Hülse gekoppelt ist. Die Membran kann zwischen einer ersten Konfiguration, die einen Schlitz auf der Membran mit einer Breite, die weniger als ein Durchmesser des Befestigungselements beträgt, definiert, und einer zweiten Konfiguration verformt werden. Demzufolge wird der Schlitz entsprechend dem Durchmesser des Befestigungselements verbreitert, so dass das Befestigungselement durch eine von der Membran ausgeübte elastische Kraft in der Hülse gehalten wird.The US 2016/0356291 A1 discloses, for example, a pressure relief device for limiting the compressive force exerted by a fastener during attachment of a component to a body. Here, the pressure relief device includes a sleeve which is formed in a cylindrical shape with openings at both ends, and a diaphragm which is coupled to an inner surface of the sleeve. The membrane can be deformed between a first configuration defining a slot on the membrane having a width less than a diameter of the fastener and a second configuration. As a result, the slot is widened in accordance with the diameter of the fastening element, so that the fastening element is held in the sleeve by an elastic force exerted by the membrane.

Als ein weiteres Beispiel offenbart die US 6457925 B1 eine Kraftbegrenzungsanordnung zur Reduzierung von Druckkräften eines Bolzens auf ein erstes Werkstück, das an einem zweiten Werkstück befestigt ist, auf ein Minimum. In diesem Fall umfasst die Kraftbegrenzungsanordnung eine Längshülse, die eine Längsachse definiert, die sich zwischen einem Eingriffsende des ersten Stücks und einem Einführungsende der Bohrung erstreckt. Das Ende, das sich mit dem ersten Stück in Eingriff befindet, weist einen Flansch auf, der verhindert, dass sich der Bolzen vorbei bewegt, wobei die Längshülse einen Halteabschnitt mit einem definierten Innendurchmesser aufweist. Ein zweiter Abschnitt erstreckt sich durch eine Bohrung in einem zweiten Stück. Das zweite Stück weist einen definierten Innendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Halteabschnitts ist, und eine Druckstoppfläche, die sich senkrecht zur Längsachse zwischen dem Halteabschnitt und dem zweiten Abschnitt erstreckt, auf. Die Kraftbegrenzungsanordnung umfasst ferner eine Bolzenhalterung, die in der Längshülse aufgenommen ist, wobei die Bolzenhalterung den Bolzen dahingehend aufnehmen kann, zu verhindern, dass der Bolzen aus der Längshülse herausfällt, wenn die Kraftbegrenzungsanordnung in das erste und das zweite Stück eingeführt wird. Die Kraftbegrenzungsanordnung umfasst ferner eine gerändelte Fläche, die sich um einen Abschnitt des zweiten Abschnitts herum erstreckt.As another example, US Pat US 6457925 B1 a force limiting arrangement for reducing compressive forces of a bolt on a first workpiece, which is attached to a second workpiece, to a minimum. In this case, the force limiting assembly includes a longitudinal sleeve defining a longitudinal axis extending between an engaging end of the first piece and an insertion end of the bore. The end that is in engagement with the first piece has a flange which prevents the bolt from moving past, the longitudinal sleeve having a holding portion with a defined inner diameter. A second section extends through a bore in a second piece. The second piece has a defined inner diameter which is smaller than the inner diameter of the holding section, and a pressure stop surface which extends perpendicular to the longitudinal axis between the holding section and the second section. The force limiting assembly further includes a bolt holder received in the longitudinal sleeve, the bolt holder being able to receive the bolt to prevent the bolt from falling out of the longitudinal sleeve when the force limiting assembly is inserted into the first and second pieces. The force limiting assembly further includes a knurled surface that extends around a portion of the second portion.

Derartige Systeme sind im Hinblick auf Struktur und Verwendung kompliziert und bieten oftmals unzureichendes Haltevermögen des Systems oder des Befestigungselements.Such systems are complex in structure and use, and often provide insufficient retention of the system or fastener.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Kraftbegrenzungsvorrichtung, die oben angeführt wird, strukturell und funktionsmäßig zu verbessern und damit mindestens einen der oben erwähnten Nachteile zu überwinden.The object of the invention is therefore to structurally and functionally improve a force limiting device which is mentioned above and thus to overcome at least one of the disadvantages mentioned above.

Gemäß einem Aspekt wird die Aufgabe durch ein System für die Einleitung von Kraft von einem Befestigungselement in eine Kunststoffkomponente erzielt. Das System umfasst eine Kunststoffkomponente, ein Kraftbegrenzungselement, das in die Kunststoffkomponente eingebettet ist, ein Befestigungselement zum Befestigen der Kunststoffkomponente an einem Körper, wobei das Befestigungselement so ausgebildet ist, dass es durch das Kraftbegrenzungselement hindurchgeführt werden kann, und wobei die Kunststoffkomponente ein Haltemittel aufweist, das so angeordnet ist, dass es zumindest zum Teil in das Innere des Kraftbegrenzungselements vorragt, um das durch das Kraftbegrenzungselement hindurchgeführte Befestigungselement festzuhalten.According to one aspect, the object is achieved by a system for introducing force from a fastening element into a plastic component. The system comprises a plastic component, a force limiting element which is embedded in the plastic component, a fastening element for fastening the plastic component to a body, wherein the fastening element is designed so that it can be passed through the force limiting element, and wherein the plastic component has a holding means, which is arranged in such a way that it protrudes at least partially into the interior of the force limiting element in order to hold the fastening element passed through the force limiting element.

Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den untergeordneten Ansprüchen und zusätzlichen unabhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the subordinate claims and additional independent claims.

Das verbesserte System hat den Vorteil, dass das Befestigungselement durch das Haltemittel vormontiert und zusammen mit der Kunststoffkomponente transportiert werden kann. Das Befestigungselement wird vorzugsweise in die Kunststoffkomponente gepresst oder geschraubt. Der Kunde muss also keine Befestigungselemente extra beschaffen, lagern oder befestigen. Die Montagezeit bei Verwendung des Systems wird durch das vormontierte Befestigungselement für den Kunden ebenso beträchtlich reduziert. Dadurch, dass das Haltemittel in das Innere des Kraftbegrenzungselements vorragt, hält es auch das Kraftbegrenzungsmittel fest in der Kunststoffkomponente und erfüllt somit eine Doppelfunktion.The improved system has the advantage that the fastening element can be preassembled by the holding means and transported together with the plastic component. The fastening element is preferably pressed or screwed into the plastic component. The customer does not have to procure, store or fasten any fastening elements. The assembly time when using the system is also considerably reduced for the customer due to the pre-assembled fastening element. Because the holding means protrudes into the interior of the force-limiting element, it also holds the force-limiting means firmly in the plastic component and thus fulfills a double function.

Im Bedeutungsumfang der vorliegenden Anmeldung bezieht sich der Begriff Kunststoffkomponente auf jegliches Kunststoffelement, das mithilfe eines Befestigungselements an einem Körper angeordnet werden soll. Beispielsweise werden durch Spritzgießen hergestellte Kunststoffhaltevorrichtungen mithilfe von z. B. Schrauben an starren oder unbeweglichen Körpern angebracht. In der Automobilbranche kann dies beispielsweise im Falle von Stellgliedern für Nockenwellensteller eingesetzt werden. Die Haltevorrichtung derartiger Stellglieder entspricht hier einem spritzgegossenen Kunststoffelement, das mit einer Stahlschraube an einem Körper in Form einer Fahrzeugkarosserie oder des Motorblocks angebracht wird.In the scope of the present application, the term plastic component refers to any plastic element that is intended to be arranged on a body with the aid of a fastening element. For example, plastic holding devices made by injection molding are made using e.g. B. screws on rigid or attached to immobile bodies. In the automotive industry, this can be used, for example, in the case of actuators for camshaft adjusters. The holding device of such actuators here corresponds to an injection-molded plastic element which is attached to a body in the form of a vehicle body or the engine block with a steel screw.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Kraftbegrenzungselement durch Spritzgießen in die Kunststoffkomponente eingebettet. Zum Spritzgießen wird ein Material mit einer Spritzgussmaschine verflüssigt oder weich gemacht und in ein Formwerkzeug, das Spritzgießwerkzeug, unter Druck eingespritzt. Das Material kehrt nachfolgend durch Abkühlen oder eine Vernetzungsreaktion in einen festen Zustand zurück und kann als Fertigteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen werden. Zur Erzielung einer Verbindung mit dem Kraftbegrenzungselement wird dieses auch in dem Spritzgießwerkzeug platziert. Durch Überspritzen wird die Verbindung zwischen der erzeugten Kunststoffkomponente und dem Kraftbegrenzungselement besonders fest und abgedichtet ausgebildet. Da in diesem Fall eine Einbettung des Kraftbegrenzungselements und gleichzeitig eine Herstellung der Kunststoffkomponente mit dem Haltemittel durchgeführt werden, wird der Herstellungsprozess des Systems durch das Überspritzen besonders effizient und kostengünstig.In an advantageous embodiment, the force-limiting element is embedded in the plastic component by injection molding. For injection molding, a material is liquefied or softened with an injection molding machine and injected into a mold, the injection molding tool, under pressure. The material then returns to a solid state through cooling or a crosslinking reaction and can be removed from the injection mold as a finished part. To achieve a connection with the force-limiting element, it is also placed in the injection molding tool. The connection between the plastic component produced and the force-limiting element is made particularly firm and sealed by overmolding. Since in this case the force-limiting element is embedded and the plastic component is produced with the holding means at the same time, the production process of the system becomes particularly efficient and cost-effective due to the overmolding.

Gemäß der Erfindung kann das Kraftbegrenzungselement hülsenartig ausgebildet sein. Es könnte auch eine ovale, quadratische oder dreieckige Form aufweisen.According to the invention, the force limiting element can be designed like a sleeve. It could also be oval, square or triangular in shape.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Kraftbegrenzungselement mindestens eine erste Aussparung auf. Diese Aussparung ist beispielsweise als ein Schlitz, ein Loch oder eine Nut ausgebildet. Im Prinzip kann die Aussparung jegliche Form, die ermöglicht, dass während der Verbindung mit der Kunststoffkomponente um sie herum gegossen werden kann, aufweisen. Das Kraftbegrenzungselement wird durch die Aussparung besonders stabil in der Kunststoffkomponente gehalten. Der verflüssigte Kunststoff kann somit durch die Aussparung in das Innere des hülsenartigen Kraftbegrenzungselements fließen.According to a particularly advantageous embodiment, the force-limiting element has at least one first recess. This recess is designed, for example, as a slot, a hole or a groove. In principle, the recess can have any shape which enables it to be cast around it during the connection with the plastic component. The force limiting element is held particularly stable in the plastic component by the recess. The liquefied plastic can thus flow through the recess into the interior of the sleeve-like force-limiting element.

Hier ist die erste Aussparung vorzugsweise an einer ersten Öffnung des Kraftbegrenzungselements angeordnet. Das Kraftbegrenzungselement kann somit während des Spritzgießens von der verflüssigten Kunststoffkomponente an der ersten Öffnung eingeschlossen oder umflossen werden, ohne die Lagerfläche für den Körper, an dem die Kunststoffkomponente befestigt werden soll, abzudecken. Die Vorteile liegen somit in einer funktionsdienlichen Struktur des Systems mit einem besonders stabilen Sitz des Kraftbegrenzungselements in der Kunststoffkomponente. Die Aussparung ist durch ihre Anordnung an der Öffnung leicht zu erzeugen, und durch die Größe der Aussparung kann das Ausmaß des Einströmens des verflüssigten Kunststoffs zusammen mit weiteren Prozessparametern von Spritzgießen beeinflusst werden.Here, the first recess is preferably arranged at a first opening of the force limiting element. The force-limiting element can thus be enclosed or flowed around by the liquefied plastic component at the first opening during injection molding, without covering the bearing surface for the body to which the plastic component is to be attached. The advantages thus lie in a functionally useful structure of the system with a particularly stable seat of the force-limiting element in the plastic component. The recess is easy to produce due to its arrangement at the opening, and the extent of the inflow of the liquefied plastic can be influenced by the size of the recess, together with other process parameters of injection molding.

Darauf aufbauend weist das Kraftbegrenzungselement vorzugsweise mindestens eine zweite Aussparung auf, wobei die zweite Aussparung an einer zweiten Öffnung des Kraftbegrenzungselements angeordnet ist. Die erste und die zweite Öffnung sind vorzugsweise einander gegenüber angeordnet. Das Kraftbegrenzungselement kann dadurch auf beiden Seiten oder an beiden Öffnungen eingeschlossen oder umflossen werden, ohne die Lagerfläche für den Körper abzudecken. Somit ist der Sitz des Kraftbegrenzungselements so ausgebildet, dass er noch stabiler ist, und eine zusätzliche Einströmungsöffnung für den verflüssigten Kunststoff in das Innere des Kraftbegrenzungselements steht zur Verfügung.Building on this, the force-limiting element preferably has at least one second recess, the second recess being arranged on a second opening of the force-limiting element. The first and second openings are preferably arranged opposite one another. The force-limiting element can thereby be enclosed or flowed around on both sides or at both openings without covering the bearing surface for the body. The seat of the force limiting element is thus designed so that it is even more stable, and an additional inflow opening for the liquefied plastic into the interior of the force limiting element is available.

Gemäß der Erfindung ist das Befestigungselement vorteilhafterweise als ein Befestigungsmittel mit einem Gewinde, beispielsweise eine Schraube, ein Bolzen oder ein Schaft, ausgebildet. Das Befestigungsmittel mit einem Gewinde ist ein gewöhnliches Befestigungselement, das leicht zu beschaffen ist und sich daher besonders gut für die Verwendung bei der Kraftbegrenzungsvorrichtung eignet. Das Befestigungselement weist vorzugsweise einen Kopf und einen Schaft auf, wobei ein Außengewinde, das von dem Schaft aus vorragt, in einem Abschnitt des Schafts, der von dem Kopf beabstandet ist, ausgebildet ist. Ein Befestigungselement, das eine derartige Struktur aufweist und in die Kunststoffkomponente eingeführt wird, bietet eine besonders gute Haltekraft. Diese Haltekraft ergibt sich durch das Zusammenwirken des Haltemittels und des vorragenden Außengewindes, sobald das Außengewinde durch das Kraftbegrenzungselement, in dem das Haltemittel angeordnet ist, gedrückt oder geschraubt wurde. Das Befestigungselement kann somit nicht verloren gehen. Gleichzeitig kann das Befestigungselement in solch einer Position auch in Richtungen, die von einer axialen und einer Drehrichtung abweichen, bewegt werden. Kurz gesagt hat das Befestigungselement Spiel. Dies kann insbesondere durch den Schaftabschnitt zwischen dem Kopf und dem vorragenden Gewinde erklärt werden, da der Durchmesser in diesem Schaftabschnitt kleiner als in dem Schaftabschnitt des vorragenden Gewindes ist. Dadurch kann das Befestigungselement besonders leicht und bequem in eine Befestigungsöffnung des Körpers eingeführt und/oder daran platziert werden.According to the invention, the fastening element is advantageously designed as a fastening means with a thread, for example a screw, a bolt or a shaft. The threaded fastener is a common fastener that is easy to obtain and therefore particularly well suited for use with the force limiting device. The fastener preferably has a head and a shaft, with an external thread protruding from the shaft being formed in a portion of the shaft that is spaced from the head. A fastening element that has such a structure and is inserted into the plastic component offers a particularly good holding force. This holding force results from the interaction of the holding means and the protruding external thread as soon as the external thread has been pressed or screwed by the force-limiting element in which the holding means is arranged. The fastening element can therefore not be lost. At the same time, the fastening element can also be moved in such a position in directions which deviate from an axial and a rotational direction. In short, the fastener has play. This can be explained in particular by the shaft section between the head and the protruding thread, since the diameter in this shaft section is smaller than in the shaft section of the protruding thread. As a result, the fastening element can be inserted into and / or placed on a fastening opening in the body particularly easily and conveniently.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet das Haltemittel in dem Kraftbegrenzungselement einen Innendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des vorragenden Außengewindes ist. Dadurch kann Verlorengehen oder Herausfallen des Befestigungsmittels verhindert werden, sofern der Gewindeabschnitt des Schafts durch das Kraftbegrenzungselement, das den durch das Haltemittel reduzierten Innendurchmesser umfasst, gedrückt oder geschraubt ist.According to a further preferred embodiment, the holding means in the force limiting element forms an inner diameter that is smaller than the outside diameter of the male protruding thread. As a result, the fastening means can be prevented from being lost or falling out, provided that the threaded section of the shaft is pressed or screwed by the force-limiting element, which comprises the inner diameter reduced by the holding means.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Innengewinde in dem Haltemittel ausgebildet oder kann in das Haltemittel eingearbeitet werden. In a preferred embodiment, an internal thread is formed in the holding means or can be worked into the holding means.

Im Falle eines ausgebildeten Innengewindes kann ein mit einem Außengewinde ausgebildetes Befestigungselement, vorzugsweise eine Schraube, in die Kunststoffkomponente geschraubt werden. Auf diese Art und Weise kann das Befestigungselement besonders praktisch und ohne Kraftausübung durch die Kunststoffkomponente geführt werden. Das Innengewinde kann beispielsweise durch das mit dem Außengewinde ausgebildete Befestigungselement beim ersten Einschrauben in die Kunststoffkomponente eingearbeitet werden. Somit sind zum Einarbeiten des Innengewindes keine zusätzlichen Hilfsmittel, wie z. B. ein Gewindeschneider, zusätzlich zu einem Schraubendreher, der möglicherweise zur Befestigung der Kunststoffkomponente erforderlich ist, erforderlich. Die zwei angeführten Ausführungsformen erleichtern die Vormontage des Befestigungselements in der Kunststoffkomponente beträchtlich. Die spätere Einarbeitung des Innengewindes reduziert des Weiteren Präzisions- und Toleranzanforderungen bei der Herstellung der Kunststoffkom ponente.In the case of an internal thread formed, a fastening element formed with an external thread, preferably a screw, can be screwed into the plastic component. In this way, the fastening element can be guided through the plastic component in a particularly practical manner and without exerting force. The internal thread can, for example, be incorporated into the plastic component when it is first screwed in by the fastening element formed with the external thread. Thus, no additional aids, such as. B. a tap, in addition to a screwdriver, which may be required to secure the plastic component, is required. The two cited embodiments make the pre-assembly of the fastening element in the plastic component considerably easier. The later incorporation of the internal thread also reduces the precision and tolerance requirements in the manufacture of the plastic component.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Haltemittel einstückig mit der Kunststoffkomponente ausgebildet. Einstückig ausgebildet bedeutet, dass verschiedene Elemente, hier die Kunststoffkomponente und das Haltemittel, in einem Stück oder als ein Teil ausgebildet sind. Demzufolge sind gemäß der Erfindung für eine Haltefunktion keine weiteren Komponenten zusätzlich zur Kunststoffkomponente erforderlich. Dies birgt Kostenvorteile bei der Herstellung, insbesondere da die Kunststoffkomponente und das Haltemittel nicht in einem separaten Arbeitsschritt verbunden werden müssen.In a further preferred embodiment, the holding means is formed in one piece with the plastic component. Formed in one piece means that different elements, here the plastic component and the holding means, are formed in one piece or as one part. Accordingly, according to the invention, no further components in addition to the plastic component are required for a holding function. This has cost advantages in production, in particular since the plastic component and the holding means do not have to be connected in a separate work step.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform weist das Haltemittel Halteelemente auf, die zur Platzierung an dem Schaft ausgebildet sind. Beispielsweise können die Halteelemente in einer beliebigen gewünschten Anzahl und aus einer beliebigen gewünschten Richtung in das Innere des Kraftbegrenzungselements integriert werden. Beispielsweise können die Halteelemente zungenartig ausgebildet sein, und die Zungenspitzen können zur Platzierung an dem Befestigungselement ausgebildet sein.According to an additional embodiment, the holding means has holding elements which are designed for placement on the shaft. For example, the holding elements can be integrated into the interior of the force-limiting element in any desired number and from any desired direction. For example, the holding elements can be designed like tongues, and the tongue tips can be designed for placement on the fastening element.

Das Haltemittel kann weiterhin vorzugsweise abdichtend auf dem Befestigungselement platziert werden. Eine derartige Abdichtungsfunktion ist besonders wichtig, wenn der Körper, an dem die Kunststoffkomponente zu befestigen ist, vor Feuchtigkeit, Druck oder anderen äußeren Einflüssen geschützt werden soll. Das Haltemittel erfüllt somit eine dreifache Funktion. Es hält, wie bereits erwähnt, sowohl das Kraftbegrenzungselement als auch das Befestigungsmittel in der Kunststoffkomponente und schützt den Körper vor äußeren Einflüssen.The holding means can furthermore be placed on the fastening element in a preferably sealing manner. Such a sealing function is particularly important if the body to which the plastic component is to be attached is to be protected from moisture, pressure or other external influences. The holding means thus fulfills a threefold function. As already mentioned, it holds both the force-limiting element and the fastening means in the plastic component and protects the body from external influences.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Systems nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen gelöst. Das Verfahren weist ähnliche Vorteile wie das System gemäß der Erfindung auf und umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen des Kraftbegrenzungselements, Einbetten des Kraftbegrenzungselements in die Kunststoffkomponente und Einführen des Befestigungselements durch das Kraftbegrenzungselement.According to a further aspect, the object is achieved by a method for producing a system according to one of the preceding embodiments. The method has similar advantages as the system according to the invention and comprises the following steps: providing the force limiting element, embedding the force limiting element in the plastic component and inserting the fastening element through the force limiting element.

Das verbesserte Verfahren weist den Vorteil auf, dass das Befestigungselement durch das Haltemittel vormontiert und zusammen mit der Kunststoffkomponente transportiert werden kann. Das Befestigungselement wird vorzugsweise in die Kunststoffkomponente gepresst oder geschraubt. Dadurch wird die Befestigung für einen Benutzer beträchtlich vereinfacht, da keine Befestigungselemente extra beschafft, gelagert oder befestigt werden müssen. Die Montagezeit bei Verwendung des Systems wird für den Kunden ebenso beträchtlich reduziert. Das Haltemittel wird während des Spritzgießens der Kunststoffkomponente in einem Arbeitsschritt integriert, wodurch die Herstellung des Systems selbst stark vereinfacht wird. Es ist somit nicht nötig, weitere Komponenten in einem weiteren Arbeitsschritt hinzuzufügen.The improved method has the advantage that the fastening element can be preassembled by the holding means and transported together with the plastic component. The fastening element is preferably pressed or screwed into the plastic component. This considerably simplifies fastening for a user, since no fastening elements have to be procured, stored or fastened separately. The assembly time when using the system is also considerably reduced for the customer. The holding means is integrated in one work step during the injection molding of the plastic component, which greatly simplifies the manufacture of the system itself. It is therefore not necessary to add further components in a further work step.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Einbetten durch Spritzgießen mit einem verflüssigten Kunststoff durchgeführt. Wie bereits erwähnt wurde, wird dadurch die Verbindung zwischen der erzeugten Kunststoffkomponente und dem Kraftbegrenzungselement besonders fest und abgedichtet ausgebildet.In an advantageous embodiment, the embedding is carried out by injection molding with a liquefied plastic. As already mentioned, this makes the connection between the plastic component produced and the force-limiting element particularly firm and sealed.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform fließt das Haltemittel im Falle der Einbettung des Kraftbegrenzungselements in die Kunststoffkomponente in das Innere des Kraftbegrenzungselements. Dadurch wird die Anordnung des Haltemittels vereinfacht und für eine besonders effiziente und präzise Herstellung gesorgt. Gleichzeitiges Einbetten des Kraftbegrenzungselements und Anordnen des Haltemittels trägt insgesamt zum Wirkungsgrad und zu Kostenvorteilen bei der Herstellung des Systems bei.In a further advantageous embodiment, the holding means flows into the interior of the force limiting element in the case of the force limiting element being embedded in the plastic component. This simplifies the arrangement of the holding means and ensures particularly efficient and precise manufacture. Simultaneous embedding of the force-limiting element and the arrangement of the holding means contributes overall to the efficiency and cost advantages in the production of the system.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform begrenzt ein in das Kraftbegrenzungselement eingeführtes Abstandsmittel die Einströmung des Haltemittels während der Einbettung in die Kunststoffkomponente. Dadurch kann die Penetrationstiefe des einströmenden Kunststoffs in das Innere des Kraftbegrenzungselements präzise gesteuert werden. Die Qualität des Systems und die Zuverlässigkeit des Verfahrens werden somit weiter erhöht.According to an additional embodiment, a spacing means introduced into the force limiting element limits the inflow of the holding means during the embedding in the plastic component. As a result, the depth of penetration of the inflowing plastic into the interior of the force-limiting element can be precisely controlled. The quality of the system and the reliability of the method are thus further increased.

Darüber hinaus wird ein Innengewinde vorzugsweise während des Einführens in das Haltemittel eingearbeitet. Wie bereits erwähnt wurde, wird das Innengewinde vorzugsweise durch das mit dem Außengewinde ausgebildete Befestigungselement beim ersten Einschrauben in die Kunststoffkomponente eingearbeitet. Somit sind keine zusätzlichen Hilfsmittel und/oder Arbeitsschritte zum Einarbeiten des Innengewindes erforderl ich.In addition, an internal thread is preferably worked into the holding means during insertion. As already mentioned, the internal thread is preferably worked into the plastic component by the fastening element formed with the external thread when it is first screwed in. Thus, no additional tools and / or work steps are required to work in the internal thread.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.Further advantages of the invention emerge from the description and the drawings.

Die Erfindung wird nachstehend auf Basis der beispielhaften Ausführungsformen, die in den Zeichnungen dargestellt werden, genauer erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 einen Längsschnitt eines Systems gemäß der Erfindung,
2 Detail II von 1 in einer Draufsicht,
3 Detail III von 1 in einer perspektivischen Darstellung.

The invention will be explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments which are illustrated in the drawings. In the drawings show:

1 a longitudinal section of a system according to the invention,
2 Detail II of 1 in a plan view,
3 Detail III of 1 in a perspective view.

1 zeigt einen Längsschnitt eines Systems 1 gemäß der Erfindung. Für die Zwecke der Beschreibung werden zunächst eine obere Seite 2 und eine untere Seite 3 definiert. Die Begriffe obere Seite 2 und untere Seite 3 werden auch zur Beschreibung einzelner Komponenten sowohl in 1 als auch in weiteren Figuren verwendet. Das System 1 umfasst eine Kunststoffkomponente 4, in die ein Kraftbegrenzungselement 5 eingebettet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Kunststoffkomponente 4 und das Kraftbegrenzungselement 5 jegliche gewünschten weiteren Konfigurationen oder Formen zusätzlich zu der hier dargestellten Ausführungsform aufweisen können. Das Kraftbegrenzungselement 5 kann hülsenartig ausgebildet sein. Es könnte auch eine ovale, quadratische oder dreieckige Form aufweisen. Das System 1 umfasst des Weiteren ein Befestigungselement 6, das hier zum Teil von der oberen Seite 2 durch die Kunststoffkomponente 4 und das Kraftbegrenzungselement 5 hindurch geführt wird. 1 shows a longitudinal section of a system 1 according to the invention. For the purposes of description first an upper page 2 and a lower side 3 Are defined. The terms upper side 2 and lower side 3 are also used to describe individual components in 1 as well as used in other figures. The system 1 comprises a plastic component 4th into which a force limiting element 5 is embedded. It should be noted that the plastic component 4th and the force limiting element 5 may have any other desired configuration or shape in addition to the embodiment illustrated herein. The force limiting element 5 can be designed like a sleeve. It could also be oval, square or triangular in shape. The system 1 further comprises a fastening element 6th , this partly from the upper side 2 through the plastic component 4th and the force limiting element 5 is passed through.

Die Kunststoffkomponente 4 weist einige Haltemittel 7 auf, die einstückig mit der Kunststoffkomponente 4 ausgebildet und so angeordnet sind, dass sie in das Innere 8 des Kraftbegrenzungselements 5 vorragen. Das Kraftbegrenzungselement 5 weist eine erste Hülsenöffnung 9 und eine zweite Hülsenöffnung 10 auf, wobei die erste Hülsenöffnung 9 auf der oberen Seite 2 angeordnet ist und die zweite Hülsenöffnung 10 auf der unteren Seite 3 des Kraftbegrenzungselements 5 angeordnet ist. Das hülsenartige Kraftbegrenzungselement 5 bildet das Weiteren auf der oberen Seite 2 eine erste Lagerfläche 11 und auf der unteren Seite 3 eine zweite Lagerfläche 12 aus. Einige erste Aussparungen 13 sind so ausgebildet, dass sie in die erste Lagerfläche 11 eingesenkt sind, und einige zweite Aussparungen 14 sind so ausgebildet, dass sie in die zweite Lagerfläche 12 eingesenkt sind. Konkret ausgedrückt geht es dabei um die drei ersten Aussparungen 13 und die drei zweiten Aussparungen 14, die hier aufgrund der Längsschnittansicht nicht alle sichtbar sind. Die Kunststoffkomponente 4 ragt durch die Aussparungen 13, 14 und zum Teil in das Innere 8 des Kraftbegrenzungselements 5 vor. Die Kunststoffkomponente 4 ist einstückig mit den Haltemitteln 7 durch die ersten Aussparungen 13 an der ersten Hülsenöffnung 9 verbunden. Die Haltemittel 7 erstrecken sich in der Längsrichtung lediglich über einen Unterabschnitt des Inneren 8.The plastic component 4th has some holding means 7th on, which is integral with the plastic component 4th designed and arranged so that they are inside 8th of the force limiting element 5 protrude. The force limiting element 5 has a first sleeve opening 9 and a second sleeve opening 10 on, the first sleeve opening 9 on the upper side 2 is arranged and the second sleeve opening 10 on the lower side 3 of the force limiting element 5 is arranged. The sleeve-like force limiting element 5 forms the further on the upper side 2 a first storage area 11 and on the lower side 3 a second storage area 12 out. Some first cutouts 13 are designed so that they fit into the first storage area 11 are sunk, and some second recesses 14th are designed so that they fit into the second bearing surface 12 are sunk. In concrete terms, it is about the first three recesses 13 and the three second recesses 14th which are not all visible here due to the longitudinal section view. The plastic component 4th protrudes through the recesses 13 , 14th and partly inside 8th of the force limiting element 5 in front. The plastic component 4th is integral with the holding means 7th through the first notches 13 at the first case opening 9 connected. The holding means 7th extend in the longitudinal direction only over a subsection of the interior 8th .

Das Befestigungselement 6, das hier als ein Befestigungsmittel mit einem Gewinde ausgebildet ist, vorzugsweise eine Schraube, umfasst auf einer oberen Seite 2 einen Kopf 15, von dem sich ein Schaft 16 in der Richtung der unteren Seite 3 erstreckt. Der Schaft 16 ist im Prinzip hinsichtlich seines Durchmessers derart dimensioniert, dass er noch etwas Spiel in Bezug auf die Haltemittel 7 hat. Da sich die Haltemittel 7 in der Längsrichtung lediglich über einen Unterabschnitt des Inneren 8 erstrecken, ist dieses Spiel so groß, dass das Befestigungselement 6 besonders einfach in eine Körperöffnung, die hier nicht dargestellt wird, eingeführt oder daran platziert werden kann. Die Körperöffnung ist an einem Körper, an dem die Kunststoffkomponente 4 befestigt oder angebracht werden soll, angeordnet. Ansonsten ist im Falle eines beendeten befestigten Zustands der Kraftbegrenzungsvorrichtung 1 der Kopf 15 auf der ersten Lagerfläche 11 platziert und die zweite Lagerfläche 12 ist auf dem Körper platziert. Dadurch erfüllt die Kraftbegrenzungsvorrichtung 5 ihre Funktion der Verbesserung der Einleitung von Kraft, die durch das Befestigungselement 6 bewirkt wird, in die an dem Körper zu befestigende Kunststoffkomponente 4.The fastener 6th , which is designed here as a fastening means with a thread, preferably a screw, comprises on an upper side 2 a head 15th from which a stem 16 in the direction of the lower side 3 extends. The shaft 16 is in principle dimensioned in terms of its diameter in such a way that it still has some play in relation to the holding means 7th Has. Since the holding means 7th in the longitudinal direction only over a subsection of the interior 8th extend, this game is so great that the fastener 6th can be inserted or placed particularly easily in a body opening which is not shown here. The body opening is on a body on which the plastic component 4th to be attached or attached, arranged. Otherwise, in the case of a completed attached state of the force limiting device 1 the head 15th on the first storage area 11 placed and the second storage area 12 is placed on the body. This fulfills the force limiting device 5 their function of enhancing the initiation of force by the fastener 6th is effected in the plastic component to be attached to the body 4th .

Das Befestigungselement 6 weist des Weiteren ein Außengewinde 17 auf, das an einem Abschnitt, der von dem Kopf 15 beabstandet ist, des Schafts 16 ausgebildet ist. Das Außengewinde 17 ist so angeordnet, dass es von dem Schaft 16 vorragt. Dementsprechend weist das Haltemittel 7 ein entsprechendes Innengewinde 18 auf, das hier nicht sichtbar ist. Das Innengewinde 18 wurde hier beim ersten Durchführen oder Einschrauben des Befestigungselements 6 in das Haltemittel 7 eingearbeitet.The fastener 6th furthermore has an external thread 17th on that at a section that is from the head 15th is spaced, of the shaft 16 is trained. The external thread 17th is arranged so that it is from the stem 16 protrudes. Accordingly, the holding means 7th a corresponding internal thread 18th that is not visible here. The internal thread 18th was here when the fastening element was first inserted or screwed in 6th into the holding means 7th incorporated.

Wie aus 1 klar hervorgeht, wird das Befestigungselement 6 so weit durch die Kunststoffkomponente 4 und das Kraftbegrenzungselement 5 geführt, dass das vorragende Außengewinde 17 unterhalb der Haltemittel 7 oder davon beabstandet in der Richtung der unteren Seite 3 angeordnet ist. Das Befestigungselement 6 kann sich somit, beispielsweise während des Transports, nicht von der Kunststoffkomponente 4 lösen oder aus dieser herausfallen. Die Haltemittel 7 halten das Befestigungselement 6. Die Kunststoffkomponente 4 und die verbundenen Haltemittel 7 sorgen auch für die Einbettung und einen stabilen Halt oder Sitz des Kraftbegrenzungselements 5.How out 1 clearly shows the fastener 6th so far through the plastic component 4th and the force limiting element 5 led that the protruding external thread 17th below the holding means 7th or spaced therefrom in the direction of the lower side 3 is arranged. The fastener 6th can therefore not get away from the plastic component, for example during transport 4th loosen or fall out of this. The holding means 7th hold the fastener 6th . The plastic component 4th and the associated holding means 7th also ensure the embedding and a stable hold or seat of the force limiting element 5 .

Die Kunststoffkomponente 4 mit dem eingebetteten Kraftbegrenzungselement 5 wird in 2 in einer Draufsicht dargestellt. Dies entspricht einer Ansicht der oberen Seite 2 von 1 ohne ein Befestigungselement 6. Somit ist von dem hülsenartigen Kraftbegrenzungselement 5 eine erste Lagerfläche 11 sichtbar, die durch die drei eingesenkten Aussparungen 13 unterteilt wird. Es ist hier in 2 auch wieder offensichtlich, dass die Kunststoffkomponente 4 durch diese ersten Aussparungen 13 und in das Innere 8 des Kraftbegrenzungselements 5 vorragt. Dadurch ist die Kunststoffkomponente 4 einstückig mit in dem Inneren 8 angeordneten Haltemitteln 7, hier konkret vier Haltemittel 7, verbunden.The plastic component 4th with the embedded force limiting element 5 is in 2 shown in a top view. This corresponds to a view of the upper side 2 of 1 without a fastener 6th . Thus, from the sleeve-like force limiting element 5 a first storage area 11 visible through the three recessed recesses 13 is divided. It's in here 2 also again obvious that the plastic component 4th through these first notches 13 and inside 8th of the force limiting element 5 protrudes. This is the plastic component 4th integral with the inside 8th arranged holding means 7th , here specifically four holding means 7th , connected.

Wie hier in 2 zunächst klar sichtbar ist, sind die Haltemittel 7 in dem Kraftbegrenzungselement 5 oder im Inneren 8 mithilfe von Verbindungsabschnitten 19 auch miteinander verbunden. Dadurch ist das Kraftbegrenzungselement 5 besonders gut in der Kunststoffkomponente 4 eingebettet und wird somit besonders stabil gehalten.Like here in 2 is initially clearly visible, are the holding means 7th in the force limiting element 5 or inside 8th using connection sections 19th also connected to each other. This is the force limiting element 5 especially good in the plastic component 4th embedded and is therefore kept particularly stable.

3 zeigt das Kraftbegrenzungselement 5 in einer perspektivischen Darstellung. Dadurch wird hier in 3 erstmalig die Gesamtformation des Kraftbegrenzungselements 5 deutlich, wobei die Struktur der Formation des Kraftbegrenzungselements 5 hier noch einmal beschrieben wird. Das hülsenartige Kraftbegrenzungselement 5 erstreckt sich von der ersten Lagerfläche 11, die auf der oberen Seite 2 angeordnet ist, zu der zweiten Lagerfläche 12, die auf der unteren Seite 3 angeordnet ist. Das Kraftbegrenzungselement 5 bildet das Innere 8, das sich von der ersten Hülsenöffnung 9, die auf der oberen Seite 2 angeordnet ist, zu der zweiten Hülsenöffnung 10, die auf der unteren Seite 3 angeordnet ist, erstreckt. Die drei ersten Aussparungen 13, die symmetrisch zueinander angeordnet sind, sind in die erste Lagerfläche 11 eingesenkt. Die drei zweiten Aussparungen 14 sind in die zweite Lagerfläche 12 eingesenkt und sind jeweils gegenüber einer der ersten Aussparungen 13 in der Längsrichtung angeordnet. Die Funktion und der Zweck des Kraftbegrenzungselements 5 sind bereits ausreichend in der Beschreibung bezüglich 1 und 2 erörtert worden. 3 shows the force limiting element 5 in a perspective view. This means that in 3 for the first time the overall formation of the force limiting element 5 clearly, the structure of the formation of the force limiting element 5 is described again here. The sleeve-like force limiting element 5 extends from the first storage area 11 that are on the upper side 2 is arranged to the second bearing surface 12 that are on the lower side 3 is arranged. The force limiting element 5 forms the interior 8th that extends from the first case opening 9 that are on the upper side 2 is arranged to the second sleeve opening 10 that are on the lower side 3 is arranged, extends. The first three recesses 13 , which are arranged symmetrically to each other, are in the first bearing surface 11 sunk. The three second recesses 14th are in the second storage area 12 recessed and are each opposite one of the first recesses 13 arranged in the longitudinal direction. The function and purpose of the force limiting element 5 are already sufficient in the description regarding 1 and 2 been discussed.

Alle Merkmale, die in Kombination mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläutert und gezeigt werden, können in einer anderen Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen umzusetzen. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche aufgezeigt und wird nicht durch die in der Beschreibung erläuterten oder in den Figuren gezeigten Merkmale beschränkt.All features that are explained and shown in combination with individual embodiments of the invention can be provided in another combination in the subject matter according to the invention in order to simultaneously implement their advantageous effects. The scope of protection of the present invention is indicated by the claims and is not restricted by the features explained in the description or shown in the figures.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2016/0356291 A1 [0003]
US 6457925 B1 [0004]

Claims

System (1) for the introduction of force from a fastening element (6) into a plastic component (4), comprising: a plastic component (4), a force limiting element (5) which is embedded in the plastic component (4), a fastening element (6) for fastening the plastic component (4) to a body, wherein the fastening element (6) is designed so that it can be passed through the force limiting element (5), and wherein the plastic component (4) has a holding means (7) which is arranged so that it protrudes at least partially into the interior (8) of the force limiting element (5) in order to hold the fastening element (6) guided through the force limiting element (5) .

System (1) according to Claim 1 , wherein the force limiting element (5) is embedded in the plastic component (4) by injection molding.

System (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the force limiting element (5) is designed like a sleeve.

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the force-limiting element (5) has at least one first recess (13).

System (1) according to Claim 4 , wherein the first recess (13) is arranged on a first opening (9) of the force limiting element (5).

System (1) according to Claim 4 or 5 , wherein the force-limiting element (5) has at least one second recess (14), the second recess (14) being arranged on a second opening (10) of the force-limiting element (5).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the fastening element (6) is designed as a fastening means with a thread.

System (1) according to Claim 7 wherein the fastening element (6) has a head (15) and a shaft (16), wherein an external thread (17) protruding from the shaft in a portion of the shaft (16) which extends from the head (15) is spaced, is formed.

System (1) according to Claim 8 wherein the holding means (7) in the force-limiting element (5) forms an inner diameter which is smaller than the outer diameter of the protruding external thread (17).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the holding means (7) is formed in one piece with the plastic component (4).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the holding means (7) has holding elements which are designed for placement on the shaft (16).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the holding means (7) is designed such that it can be placed on the fastening element (6) in a sealing manner.

Method for producing a system (1) according to one of the Claims 1 - 12 which comprises the following steps: - providing the force limiting element (5), - embedding the force limiting element (5) in the plastic component (4), and - introducing the fastening element (6) through the force limiting element (5).

Procedure according to Claim 13 , wherein the embedding is carried out by injection molding with a liquefied plastic.

Procedure according to Claim 13 or 14th , the holding means (7) flowing into the interior (8) of the force limiting element (5) in the event that the force limiting element (5) is embedded in the plastic component (4).

Method according to one of the Claims 13 - 15th , wherein a spacing means introduced into the force limiting element (5) limits the inflow of the holding means (7) during the embedding in the plastic component.