[0001] Die Erfindung richtet sich auf eine Kunststoffkappe am Endflansch eines Halteteils,
wie eines Niets, eines Stechnagels, eines Zackenrings, einer Annähöse od.dgl., für
Kurzwarenartikel, wie Druckknopfteile, Verstärkungsniete, Hosenhaken, Knöpfe, Zierteile
od.dgl., wobei die Kappe unterseitig eine zentrale Aussparung mit hinterschnittenen
Innenseitenwänden aufweist, worin der konische Endflansch durch Einebnen seiner Konizität
befestigt ist.
[0002] Die Festigkeit der Anbringung solcher Halteteile an bekannten Kunststoffkappen dieser
Art erwies sich als unzureichend. Wurden diese Kappen nach ihrer Fertigstellung eingefärbt,
so ergaben sich aufgrund verschiedener Profildicke störende Farbunterschiede.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine einfache und preiswerte Kunststoffkappe
dieser Art zu entwickeln, bei der eine gleichmäßige Einfärbung erreicht ist und worin
der Halteteil zuverlässig zu befestigen ist.
[0004] Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kappe unterseitig eine Wabenstruktur
mit einer allseits im wesentlichen gleichförmigen Wandstärke aufweist, worin die Aussparung
als eine von einem Ringwall umgrenzte Zentralwabe einbezogen ist, der Ringwall an
seinen Innenseitenwänden die lichte Aussparungsweite verengende Axialrippen trägt,
in welche sich der eingeebnete Endflansch mit seiner Umfangskante einbeißt, und der
Kunststoff im Kuppenbereich des Ringwalls über die Randzone des Endflansches gequescht
ist.
[0005] Durch die Wabenstruktur erhält man eine Kappe großer Festigkeit mit verhältnismäßig
geringem Materialaufwand, wobei die als Aussparung genutzte Zentralwabe dennoch in
der Kappenmitte eine beträchtliche Bauhöhe aufweisen kann, die einen hohen Ringwall
entstehen läßt für eine einwandfreie Befestigung des Halteteils. Die seitlichen Axialrippen
im Ringwall gestatten beim Einebnen des Endflansches am Halteteil einen verhältnismäßig
leicht zu bewerkstelligenden Befestigungsvorgang, der für die Anbringungsfestigkeit
genauso beiträgt wie die nachfolgende Quetschung im Kuppenbereich des Ringwalls, wobei
die vorerwähnte große Bauhöhe sich in dieser Hinsicht günstig auswirkt. Die Herstellung
einer solchen Kunststoffkappe als Spritzgußteil ist mit ihrer Wabenstruktur in ihren
Axialrippen bequem ausführbar. Ein Angußzapfen wird zweckmäßigerweise im Inneren einer
Wabe untergebracht, so daß er nicht restlos abgeschnitten werden braucht, was die
Fertigung vereinfacht und beschleunigt. Dieser Angußzapfen kann aber zugleich zur
Drehorientierung einer rotationssymmetrisch ausgebildeten Kappe bei ihrer Anbringung
verwendet werden, wenn es darauf ankommt, eine auf der Kappenschauseite befindliches
Dessin in einer bestimmten Drehlage der Kappe zu montieren.
[0006] Fertigungstechnisch einfach und für die Festigkeit sehr förderlich ist, wenn man
auf einer Grundplatte der Kappe die aufgebrachte Wabenstruktur speichenradförmig gestaltet.
In diesem Fall ist der.Innenring dieser Struktur vom Ringwall gebildet, während ihr
Außenring längs des Kappenumrisses verläuft und zwischen dem Innen- und Außenring
radial verlaufende Speichenstege liegen. Die Gleichförmigkeit der Wandstärke ist hier
gut zu verwirklichen.
[0007] Die Befestigungssicherheit wird entscheidend verbessert, wenn die Umfangskante des
Endflansches vom Halteteil mit einer Zahnung versehen ist, weil diese leichtgängig
in die Axialrippen der Ringwall-Innenseitenwand sich eindrückt. Das Einebnen des Endflansches
ist leicht ausführbar und dennoch die Eindringtiefe des Endflansches in den Werkstoff
der Aussparung beträchtlich erhöht. Die Ausreißfestigkeit des angebrachten Halteteils
wird verbessert, wenn man seinen Endflansch mit Radialsicken versieht. Ein "Abschälen"
des Endflansches aus der Aufnahme in der Kappe wird dadurch verhindert. Diese Radialsicken
können für die erwähnte Umfangszahnung des Endflansches mitnutzbar gemacht werden,
wenn man sie bis zur Umfangskante des Endflansches durchgehen läßt. Damit erhält man
eine axialverlaufende Umfangszahnung statt einer sonst sich radial erstreckenden Umfangszahnung.
Beide Formen der Zahnung haben ihre besonderen Vorteile.
[0008] In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Beispielen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in starker Vergrößerung die Unteransicht einer erfindungsgemäß gestalteten
Kunststoffkappe,
Fig. 2 einen Radialschnitt durch die Kappe längs der Schnittlinie II - II von Fig.
1, wobei in einem Halbmesser eine alternative andere Profilform der Kappe angedeutet
ist,
Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht aus dem Radialschnitt von Fig. 2,
Fig. 4 ein Axialschnitt durch einen zugehörigen Halteteil, der hier als Hohlniet ausgebildet
ist,
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Hohlniet von Fig. 4,
Fig. 6 eine geschnittene Detailansicht durch ein Teilstück des Endflansches vom Halteteil
der Fig. 5 längs der dort eingezeichneten Schnittlinie VI - VI,
Fig. 7 im Radialschnitt zusammengehörige Bestandteile eines Kurzwarenartikels, nämlich
eines matrizenförmigen Druckknopfteils mit dessen Befestigung,
Fig. 8 die Unteransicht auf den in Fig. 7 verwendeten matrizenförmigen Druckknopfteil
und
Fig. 9 eine der Fig. 5 entsprechende Draufsicht auf einen bei der Erfindung verwendbaren
Halteteil, nämlich ebenfalls eines Hohlniets, einer anderen Ausführungsform.
[0009] Die Kunststoffkappe 10 ist bestimmt,mit einem Halteteil 11 fest verbunden zu werden,
der in allen Ausführungsbeispielen als Hohlniet ausgebildet ist. Danach liegt ein
aus Fig. 7 ersichtliches Befestigungselement 12 vor, das dazu bestimmt ist, einen
beliebigen Kurzwarenartikel 13, gemäß Fig. 7, ein matrizenförmigen Druckknopfteil,
an einer Stoffbahn 14 zu verbinden.
[0010] Die Kunststoffkappe 10 ist einstückig ausgebildet, läßt sich aber gliedern in eine
schauseitig gewölbt verlaufende Grundplatte 15, die auf der Unterseite 16 mit einer
Wabenstruktur 17 ausgerüstet ist. Die Wabenstruktur hat die Form eines Speichenrads.
Sie umfaßt einen zentralen Innenring 21, einen längs des Kappenumrisses verlaufenden
Außenring 22 und diese radial verbindenden Speichenstegen 23. Der Außenring ist im
Bereich des Kappenumrisses mit einer Abstufung 24 versehen. Dadurch entsteht im Zentralbereich
der Kappe eine Aussparung 20, die von dem Innenring 21 umschlossen ist. Zwischen den
beiden Ringen 21, 22 entsteht eine Schar von Waben 25, die trotz beachtlicher Bauhöhe
26 der Kappe nur einen geringen Werkstoffaufwand zur Kappenherstellung erfordert.
Die Tiefe der Waben 25 und insbesondere der Aussparung 20 kann sich über mehr als
die halbe Bauhöhe 26 erstrecken. Die obere Schauseite 27 der Kappe 10 kann besonders
profiliert sein, z.B. ein Dessin tragen, wie aus dem rechts oben in Fig. 2 angedeuteten
Profilstück 28 zu entnehmen ist. Zur Lagefixierung der Kappe bei der Montage kann
ein im Inneren einer Wabe 25 angeordneter Angußzapfen 18 dienen, der einfach im Höhenbereich
der Kappenunterseite 16 enden kann. Das Dessin 28 auf der Kappen-Schauseite 27 ist
bezüglich des Zapfens 18 anordnungsmäßig fixiert. Die Wabenstruktur 17 schafft bei
der Kappe 10 überall gleichförmige Wandstärken 19, die es ermöglichen, je nach Bedarf,
die aus weißem Kunststoff bestehende Kappe 10 gleichmäßig in die gewünschte Farbe
oder Farbkombination einzufärben. Die Farbe dringt überall in gleicher Weise ein.
Man erhält ein ideales Färbungsprodukt.
[0011] Die Aussparung 20 der Kappe 10 ist in besonderer Weise ausgebildet. Die Innenseitenwand
31 der zentralen Aussparung 20 verengt sich konisch in Richtung auf die Kappenunterseite
16 hin, wie besonders deutlich aus der Vergrößerung von Fig. 3 hervorgeht. In Verteilung
längs dieser Innenseitenwand 31 ist eine Schar von Axialrippen 30 angeordnet, welche
im öffnungsbereich die lichte Aussparungsweite 32 verengen.Bezogen auf die strichpunktiert
in Fig. 2 angedeutete Achse 33 der Kappe 10 verlaufen die der Achse zugekehrten innersten
Mantellinien dieser Axialrippen 30 mit einer zu der erwähnten Konizität der Innenseitenwand
31 entgegengesetzten konischen Neigung. Zum Boden 34 dieser Aussparung 20 hin verengen
die Axialrippen 30 zunehmend den lichten Durchmesser zwischen diametral einander gegenüberliegenden
Axialrippen 30. Die größte Verengung ihrer Weite liegt also im bodenseitigen Fußpunkt
der Axialrippen 30 vor. Die Konizität beträgt 3°.
[0012] Der hier zur Anwendung kommende Halteteil, wie nämlich ein Hohlniet 11 von Fig. 4
und 5, ist in sich einstückig ausgebildet, gliedert sich aber in einen unteren, im
Ausgangszustand konisch verlaufenden Endflansch 35 und einen axialen Halteschaft 36,
der hier natürlich aus einem Hohlrohr besteht. Als ein solcher Halteschaft 36 könnte
auch ein stauchfähiger Nagel oder ein umbiegbarer Zacken dienen. Bedarfsweise könnte
ein solcher Halteschaft 36 auch aus einer unmittelbar an der Stoffbahn 14 annähbaren
Öse bestehen, so daß in diesem Anwendungsfall auf eine Befestigung an einem Kurzwarenartikel
entfällt. In diesem Fall ist die mit dem Halteteil 11 versehene Kunststoffkappe 10
ein Knopf oder Zierteil.
[0013] Im Fall der Fig. 4 bis 7 ist der Halteteil 11 an seinem Endflansch 35 mit Radialsicken
37 versehen, die zu seiner Versteifung beitragen. Diese Sicken 37 beginnen innenwärts
an einer am besten aus Fig. 4 ersichtlichen Stufe 38. Der Umfang des Flansches 35
ist mit einer Zuschärfung 39 versehen, die bei der Anbringung dieses Halteteils 11
ein leichtes Eindringen in den Kunststoff der Kappe 10 ermöglicht. Dies vollzieht
sich in der aus Fig. 7 im Endzustand ersichtlichen Weise.
[0014] Der Endflansch 35 wird in die zentrale Aussparung 20 bis zum Boden 34 zunächst widerstandslos
geschoben, was durch entsprechende Bemessung der lichten Aussparungsweite 32 und des
Flanschdurchmessers 40 erreicht wird. Dann wird aber zusätzlicher Axialdruck auf den
Halteteil 11 in Richtung auf die Kappe 1o ausgeübt, so daß es zu einerAbflachung der
Konizität im Flansch 35 kommt und diese sich daher in seinem Durchmesser 40 erweitert.
Die umfangsseitigen Zuschärfungen schneiden sich daher im Bereich des Bodens 34 in
den Fuß der Axialrippen 30 ein und dringen von dort noch weiter in die Wand des Innenrings
21 ein. Der Kuppenbereich 41 des Innenrings 21 verformt sich, so daß die aus Fig.
7 ersichtlichen Werkstoffbereiche 42 über die Randzone des Endflansches 35 gedrückt
werden. Dadurch ergibt sich eine sehr feste Verankerung des Halteteils 11 in der Kappe
10.
[0015] Alternativ könnte dabei der in Fig. 9 gezeigte Halteteil 11' verwendet werden, dessen
Endflansch 35' sich vom vorhergehenden dadurch unterscheidet, daß der Flanschumfang
mit einerZahnung versehen ist, welche eine radiale Profilierung erzeugt. Diese Zähne
43 wirken wie Schneiden, die bei dem geschilderten Befestigungsvorgang eines solchen
Halteteils 11' besonders gut in den Werkstoff der Axialrippen 30 und der Innenringwand
31 eindringen. Alternativ könnte eine solche Zahnung auch dadurch entstehen, daß man
die im Zusammenhang mit Fig. 5 erläuterten Sicken 37 bis in die umfangsseitige Zuschärfung
39 überführt, so daß sich hier ein axialgewelltes Zahnprofil ergibt, das einerseits
den Vorteil der Steifigkeit und andererseits den Vorteil einer guten Eindringfähigkeit
besitzt.
[0016] Das durch diese Vereinigung von Kappe 10 und Halteteil 11 erreichte Befestigungselement
12 kann nun, wie aus Fig. 7 erkennbar wird, mit seinem Halteschaft 36 durch die Stoffbahn
14 gestochen werden, um auf der gegenüberliegenden Bahnseite mit dem erwähnten Kurzwarenartikel
13 verbunden zu werden. Im vorliegenden Fall handelt es sich, wie bereits erwähnt
wurde, um einen matrizenförmigen Druckknopfteil, der hier als sogenannter S-Federdruckknopf
ausgebildet ist. Dieser besteht aus einem profilierten Blechkörper mit einem zentral
hochgezogenen, eine Öffnung 45 aufweisenden Topf 44 und mit einem randseitig umbördelten
Teller 46, der zur Lagerung einer Bügelfeder 47 dient. Die Bügelfeder 47 hat an ihren
beiden Bügelschenkeln jeweils einen S-Verlauf, so daß Schenkelbereiche 48 nachgiebig
federnd durch seitliche Schlitze in das Innere des Topfes 44 treten und dort kuppelnd
mit geeignet profilierten patrizenförmigen Schließflächen eines komplementären Druckknopfteils
zusammenwirken.
[0017] Zwecks Montage wird der durch die Stoffbahn 14 getriebene Halteschaft 36 über die
Öffnung 45 in das Innere des Topfes 44 eingeführt und dort durch Umbördeln des Schaftendes
fest mit diesem Druckknopfteil 13 vernietet. Dadurch ist der Druckknopfteil 13 auf
der gegenüber der Kappe 10 gegenüberliegenden Seite der Stoffbahn 14 befestigt.
[0018] Eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung bestände darin, statt der
dargestellten breitrandigen Kappe auch Kappen kleineren Durchmessers zu verwenden,
deren Umfang bereits mit dem erwähnten Innenring 21 endet. In diesem Fall fallen die
Stege 23 und der Außenring 22 zusammen mit den Waben 25 weg. Auch dabei läßt sich
erfindungsgemäß die Befestigungssicherheit durch die geschilderte Ausführung der zentralen
Aussparung 20 und ihre erwähnte Wechselwirkung mit dem Endflansch 35 eines Halteteils
11 verbessern. Im übriger Hinsicht kann die vorbeschriebene Gestaltung der Bauteile
auch hier angewendet werden.
[0019] Für die geschilderte Erweiterung des Durchmessers 40 des Endflansches 35 am Halteteil
11 bzw. 11', die sich beim Einebnen seiner Konizität während des Befestigungsvorgangs
in der Kappe 10 ergibt, sind die Radialsicken 37 sehr günstig. In ihnen ist Werkstoff
gespeichert, der bei dieser Einebnung für die Durchmessererweiterung zur Verfügung
steht. Die Versteifungswirkung der Radialsicken 37 ergibt sich in radialer Richtung
imEndflansch 35.
[0020] Das geschilderte Uberquetschen der im Kappenbereich 41 befindlichen Werkstoffbereiche
42 des Innenrings 21 kann auch segmentweise geschehen. Normalerweise erfolgt diese
Quetschung durch eine Kaltstauchung. Bedarfsweise wird man aber auch eine Wärmeeinwirkung
dazu nutzen, die z.B. durch ein Ultraschallfeld in diesem Bereich erzeugt ist.
1.) Kunststoffkappe am Endflansch eines Halteteils,
wie eines Niets, eines Stechnagels, eines Zacken
rings, einer Annähöse od.dgl.,
für Kurzwarenartikel,
wie Druckknopfteilen, Verstärkungsnieten,Hosen- haken, Knöpfen, Zierteilen od.dgl.,
wobei die Kappe unterseitig eine zentrale Aussparung mit hinterschnittenen Innenseitenwänden
aufweist,
worin der konische Endflansch durch Einebnen seiner Konizität befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kappe (10) unterseitig (16) eine Wabenstruktur (17) mit einer allseits im
wesentlichen gleichförmigen Wandstärke (19) aufweist,
worin die Aussparung als eine von einem Ringwall (21) umgrenzte Zentralwabe (20) einbezogen
ist,
der Ringwall (21) an seiner Innenseitenwand (31) die lichte Aussparungsweite (32)
verengende Axialrippen (30) trägt,
in welche sich der eingeebnete Endflansch (35) mit seiner Umfangskante (39) einbeißt,
und der Kunststoff (42) im Kuppenbereich (41) des Ringwalls (21) über die Randzone
des Endflansches (35) ge- . quetscht ist.
2.) Kappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Grundplatte (15)
der Kappe (10) aufgebrachte Wabenstruktur (17) speichenradförmig gestaltet ist, bestehend
aus
einem den Ringwall bildenden Innenring (21),
aus einem längs des Kappenumrisses verlaufenden Außenring (22) und
aus zwischen dem Innen- und Außenring radial verlaufenden Speichenstegen (23).
3.) Kappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (22) am äußeren
Umfangsrand eine Abstufung (24) aufweist, die an der Kappe eine umlaufende Randnut
bildet.
4.) Kappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens im Inneren einer Wabe (25) ein während des Befestigungsvorgangs zur
Drehlagenfixierung der Kappe (10) dienender Angußzapfen (18) angeordnet ist.
5.) Kappe nach einem oder mehreren der'Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Endflansch (35) des Halteteils (11) mit ihn versteifenden Radialsicken (37)
versehen ist.
6.) Kappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangskante des Endflansches (35') mit einer Zahnung (43) versehen ist.
7.) Kappe nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung durch die
bis zur Umfangskante des Endflansches (35) durchgehenden Radialsicken (37) erzeugt
ist.
8.) Kappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Endflansch (35, 35') durch zusätzliche Klebstoffe in der Zentralwabe (20)
befestigt ist.