Schnappverbindungen: 5 Tipps für die Konstruktion von Verbindungselementen (2024)

Schnappverbindungen: 5 Tipps für die Konstruktion von Verbindungselementen. Einleitung: Konstrukteure haben viele Möglichkeiten, die Elemente auf unterschiedliche Weise zu befestigen. Wenn jedoch die Struktur oder der Kunde eine bestimmte Methode zum Verbinden benötigt, ist dies keine einfache Aufgabe. Denn bei einer Verbindungsmethode muss man sich unter Berücksichtigung der Tragfähigkeit, der Materialauswahl, der langen Lebensdauer und der zuverlässigen Befestigungsverbindung spezifisch entscheiden. Daher ist es in vielen Fällen aufgrund der Ästhetik, der Verarbeitung der Verbindungen, der nahtlosen Verbindung und der mechanischen Befestigung erforderlich, eine bestimmte Verbindung mit Schnappverschluss aufzukleben.

Was ist Snap-Fit?

Es handelt sich um eine Verbindungskonstruktion zur Befestigung der beiden Elemente in der Struktur mit vorübergehender Verformung im männlichen Teil, so dass das Gegenstück dauerhaft gehalten und bei Bedarf wieder auseinandergebaut werden kann. Schnappverschlüsse finden in Kunststoffprodukten Anwendung, da sie ästhetisch ansprechend sind, kein Gewindemechanismus erforderlich sind und für den allgemeinen Anwender eine einfache Klemmwirkung mit geringem Kraftaufwand bieten. Schnappverbindungen sind die beste Alternative zu Schrauben, Schweißnähten, Riegeln und Nieten mit der flexiblen Möglichkeit, sie einfach und benutzerfreundlich zu verbinden und zu trennen.

Arten von Schnappverbindungen

Es gibt Typen je nach Gelenkkonfiguration, Kraftausübung und Arbeitsbereich mit Befestigungsmechanismus für verschiedene Bearbeitungsverbindungen/mechanische Befestigungselemente. Es gibt drei Hauptkategorien:

1. Auslegergelenk

2. Ringgelenk

3. Torsionsgelenk

Bei der Kragarmverbindung sorgt ein Kragarm für nahtlose Verbindungen, bei Federwirkung mit demselben Kragarm entsteht jedoch eine neue Kategorie von Torsionsgelenktypen. Bei der ringförmigen Schnappverbindung handelt es sich um eine abnehmbare Passung des Umfangsbereichs mit Einsteck- und Gegenstücken in einer Linie zum Schließen und Öffnen.

Ringförmige Schnappverbindung

Bei dieser Noppenpassung liegen die Gelenkgrößen im Bereich des Umfangs des Gelenkbereichs oder der Verbindung, da der gesamte Schließ- und Öffnungsmechanismus innerhalb dieses Bereichs funktionieren muss. Wenn andernfalls Patches rund um den Umfang funktionieren, ändert die ringförmige Schnappverbindung ihre Kategorie von diesem Design zum freitragenden Typ derselben Klasse. Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Verbindung besteht darin, dass sie aufgrund der großen Kontaktfläche und der geringen Spannungswertverteilung im Umfangsbereich große Kräfte aufnehmen kann.

Abbildung Nr. 2 zeigt eine ringförmige Schnappverbindung.

Abbildung.Nr.2.Ringförmige Schnappverbindung.

Wie funktionieren ringförmige Schnappverbindungen?

Ihre Aufgabe besteht darin, das Verriegelungsteil während des Einsetzens in das Gegenstück vorübergehend zu verformen, um durch Scherwiderstand eine feste Verbindung mit der Verriegelungswand des weiblichen Elements herzustellen. Um das gesamte System zu entriegeln, müssen Sie mit der Hand auf den entsprechenden Punkt einwirken, sodass der abnehmbare Schnappverschluss zum Entriegeln gelangt. Das vollständige Verfahren ist auch im Snap-Fit-Designleitfaden des jeweiligen Produkts enthalten, um einen sicheren, einfachen und benutzerfreundlichen Betrieb des Produkts während der gesamten Lebensdauer zu gewährleisten.

Beispiele für ringförmige Schnappverbindungen

Gängige Beispiele für diese Art von Schnappverbindungen sind Kugelschreiberverschlüsse, Flaschenverschlüsse und Flaschenböden mit Flansch. Sie werden dort eingesetzt, wo der gesamte Umfang in dichtender Position sein muss.

Torsions-Schnappverbindung

Es handelt sich um eine Schnappverbindung aus Kunststoff, die das männliche Teil im Gegenstück verriegelt, wobei das Material verformt wird und eine Torsion in der Wellenfeder entsteht, so dass der Verriegelungsmechanismus eine feste Verbindung hat. Es ist auch eine abnehmbare Schnappverbindung, da es die Möglichkeit bietet, den Mechanismus zu verriegeln und zu entriegeln. Es handelt sich dabei um die gleiche Art der freitragenden Schnappverbindung, aber die zusätzliche Federtorsion ist das zusätzliche Sicherheitsmerkmal. Das Verriegelungssystem ist einfach zu handhaben und bietet eine benutzerfreundliche Arbeitsatmosphäre.

Abbildung Nr. 2 zeigt die Torsionsschnappverbindung.

Abbildung Nr. 2 Torsionsschnappverbindung.

Wie funktionieren Torsionsschnappverbindungen?

Es funktioniert, indem es eine Federwirkung ausübt, um den Mechanismus des männlichen Teils zu verriegeln, und danach kann sich dieselbe Federwirkung lösen, um dasselbe Teil zu entriegeln. In Echtzeitsituationen geht dieselbe Feder auf Torsion über, um die Torsionskraft des Verriegelungsmechanismus zu absorbieren und eine Spannung in radialer Richtung unterhalb der Streckgrenze auszuüben.

Beispiele für Torsionsschnappverbindungen

Die Kipphebelkombination mit Ausleger und Schaftstange ist das perfekte Beispiel für eine Torsionsschnappverbindung, da die Welle über eine Feder zur Aufnahme der Torsionskraft verfügt. Und es kann die Struktur mit geringem Kraftaufwand verriegeln und entriegeln, um eine benutzerfreundliche Bedienung zu gewährleisten.

Wofür werden Torsionsschnappverbindungen verwendet?

Sie werden dort eingesetzt, wo eine freitragende Schnappverbindung der Arme erforderlich ist, das Teil jedoch nur mit geringem Kraftaufwand verriegelt und entriegelt werden kann. Aus diesem Grund werden diese Verbindungen häufig anstelle von Sicherheitsboxen mit separatem Verriegelungssystem eingesetzt.

Freitragende Schnappverbindung

Es handelt sich um ein gängiges Konzept in den Konstruktionsleitfäden für Schnappverbindungen, da es gemeinsame Merkmale und Vorteile von Schnappverbindungen aufweist. Im Fall von Ring- und Torsions-Schnappverbindungen sind auch einige zusätzliche Zusatzfunktionen vorhanden. Hier ist jedoch kein zusätzlicher Kraftaufwand und ein vollständiger Kontakt am Umfang erforderlich. Auch Zylinder-Schnappverbindungen können die gleiche Arbeit leisten, aber in diesem Fall ist es sehr schwierig, eine einfache Lösung zum Verriegeln und Entriegeln der Schnappverbindungen mit üblicher Praxis anzubieten.

Wie funktionieren freitragende Schnappverbindungen?

Dies funktioniert, indem Sie einfach auf den Schnappverschluss klicken und ihn dann in das weibliche Gegenstück einführen, sodass die Scherwirkung ihn mit gutem Halt und dem Widerstandsmechanismus der Verriegelungswand halten kann.

Abbildung Nr. 3 zeigt eine freitragende Schnappverbindung.

Abbildung.Nr.3.Cantilever-Schnappverbindung.

Beispiele für freitragende Schnappverbindungen

Aufgrund des einfachen Verbindungsdesigns kann die Kunststoff-Gegenfläche über ein einfaches und benutzerfreundliches Verriegelungs- und Entriegelungssystem für den Einsatz vor Ort mit dieser Art von Verbindung verfügen. Sie können unterschiedliche Arten von Schnappbefestigungsgrößen haben, da hier keine abhängigen Variablen in der Struktur des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus vorhanden sind. Gängige Beispiele hierfür sind der Verschluss von Reißverschlusstaschen und das Schnappverschluss-Design der mobilen Rückabdeckung aus Kunststoff.

Wofür werden freitragende Schnappverbindungen verwendet?

Sie werden dort eingesetzt, wo eine vorübergehende Verriegelung und Entriegelung erforderlich ist, da für Langzeitverriegelungssysteme Torsions-Schnappverbindungen oder Zylinder-Schnappverbindungen üblich sind.

Tabelle Nr. 1 zeigt verschiedene Beziehungen für Cantilever Snap Joint.

Tabelle Nr. 1. Parameter für Schnappverbindungen.

So entwerfen Sie Schnappverbindungen: Schnappverbindungen aus Metall und Kunststoff

Für diese Art von Kunststoff- und Metall-Einrastdesign müssen einige Grundprinzipien beachtet werden, andernfalls funktioniert das Design zwar, aber man kann sagen, dass es nicht zuverlässig ist. Und diese Grundprinzipien sind:

1. Gleichmäßige Dickenreduzierung von einer Seite der Schnappverbindungen bis zum anderen äußersten Teil.

2. Im Profil ist kein großer scharfer Radius vorhanden.

3. Vermeiden Sie Spannungskonzentrationsbereiche im gesamten Profil.

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5 Tipps zum Entwerfen langlebiger Schnappverbindungen

Es gibt viele Faktoren, die darüber entscheiden, welches Design einer Schnappverbindung langlebiger, zuverlässiger, langlebiger und hochfester ist. Hier sind jedoch 5 Tipps für langlebige Schnappverbindungen:

Radiusverhältnis

Das Verhältnis des Radius des Auslegeranfangs zur Dicke des Arms sollte größer als 0.6 sein, da dieser Konstruktionsfaktor die Spannungskonzentration verringert.

Radiuswert

Der absolute Radiuswert des Auslegerarms sollte größer als 0.015 Zoll sein.

Länge des Auslegerarms

Die Länge des Auslegerarms sollte sich in der Tapper-Position befinden, da er auf diese Weise am Ende weniger Kraft und mehr Flexibilität haben kann.

Rechteckiger Ausleger

Rechteckige Ausleger haben, insbesondere im Falle einer Schnappbefestigung aus Metall, ein größeres Trägheitsmoment und eine größere Festigkeit, um der äußeren Kraft standzuhalten.

Design minimale Dehnung

Minimale Dehnung ist der beste Konstruktionsfaktor bei Schnappverbindungen, da auf diese Weise mehr Energie gespeichert werden kann, ohne dass es zu Brüchen kommt.

Tabelle Nr. 2 zeigt Materialien für Schnappverbindungen.

Tabelle Nr. 2 Materialien für Schnappverbindungen.

Häufige Probleme mit dem Snap-Fit-Design

Eines der Hauptprobleme bei diesen Verbindungen besteht darin, dass sie aufgrund der geringen Spannungstragfähigkeit im Feld bei geringer Festigkeit versagen können, da aufgrund des Vorhandenseins des größten Dehnungsfaktors im Feld eine Überdehnung möglich ist. Der zweite Faktor besteht darin, dass bei einem Ausfall im Betrieb das gesamte Teil für die verbleibende Lebensdauer nutzlos ist. Der dritte Faktor besteht darin, dass es manchmal sogar mit großer Kraft schwierig ist, es zu lösen. Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass der Unterschnitt- und Kriechfaktor das Teil schon vor seiner geplanten Lebensdauer und bei niedrigem Simulationsspannungsniveau beschädigen kann.

Was sind die Vorteile der Schnappmontage mit CNC-Bearbeitung?

Präzision ist nur durch einen CNC-Bearbeitungsprozess möglich, insbesondere im Falle einer Schnappverbindung aus Metall, da auf diese Weise Abmessungen mit genauen Toleranzen zur Anpassung des Verriegelungs- und Entriegelungssystems erzielt werden können. Andernfalls können Herstellungs- und Schweißtechniken mit Toleranzwerten für die gleiche Art von System und Auftrag kein genaues Ergebnis liefern.

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Vorteile von 3D-Druck-Schnappverbindungen:

Dabei benötigen Sie lediglich eine 3D-Simulationsdatei im .Stl-Format, um den 3D-Druck des Auftrags mit Präzision und genauen Maßen zu zeichnen, ohne dass CNC-Bearbeitung, Schweißen, Biegen und Fertigungstechniken erforderlich sind. Aufgrund der einzigen Prozessanlage des 3D-Druckers und seiner Methodik mit schichtweiser Ansammlung von Material sind für den gleichen Prozess sogar keine Formarbeiten erforderlich.

Nachteile von Schnappverbindungen

Aufgrund der geringen Festigkeit des Materials und der sehr geringen Dicke, um der Flexibilität des Auslegerarms Rechnung zu tragen, können sie bei Einsatz im Einsatzgebiet keiner zusätzlichen oder höheren Kraft standhalten. Aus diesem Grund sind diese Verbindungen aufgrund der geringen Krafttragfähigkeit, der Material- und Dimensionsbeschränkungen in der Literatur zu Verbindungskonstruktionsrichtlinien nicht dauerhaft.

So installieren und warten Sie Schnappverbindungen

Die Installation dieser Schnappverbindungen ist einfach und benutzerfreundlich, weil:

1. Bei diesem Vorgang müssen Sie nur auf die bestimmte Stelle des Produkts drücken, 2. bis es in das Gegenstück gelangen kann.

3. Dann kann das Schließsystem es für den Rest der Zeit halten.

4. Sie können es über Wochen oder Monate in dieser Position belassen, ohne an Festigkeit und Verriegelungsmechanismus zu verlieren.

Einer der wichtigen Aspekte bei der Wartung desselben Systems besteht darin, das gesamte System so zu gestalten, dass beim Klicken auf einen Teil davon keine Kraft entsteht, sich zu verbiegen. Denn wenn es die Kraft erhält, öffnet es das Schließsystem in der Position, in der es aufgrund seiner Konstruktion nicht geführt wird.

Anwendungen von Schnappverbindungen

Aufgrund der einfachen, praktischen und ästhetischen Natur dieser Option gibt es viele Anwendungen für diese Art von Verbindungen. Hauptanwendungen sind jedoch Zip-Beutel-Verschlüsse, mobile Rückabdeckungen, Stiftkappen, Flaschenverschlüsse und Riegelverriegelungen für Werkzeugkästen. Sie werden dort eingesetzt, wo Konstruktionsanforderungen aufgrund von Platzmangel, Interferenzen und einem zuverlässigen Öffnungs-/Schließmechanismus die Verwendung von Schrauben-, Niet- und Schweißverbindungsmethoden nicht zulassen. Bei Kunststoffprodukten gibt es aufgrund der begrenzten Verwendung von Schrauben, Nieten und Schweißverbindungen viele verschiedene Arten von Schnappverbindungen, und diese Produkte benötigen außerdem eine wiederverwendbare Verbindung.

Was kann Tuofa für Ihr Schnappverbindungsprojekt tun?

Tuofa verfügt über ein erfahrenes Team von Konstrukteuren für die Konstruktion von Schnappverbindungen mit ISO 9001-Zertifizierung, sodass Schnappverbindungen über die verbleibende Lebensdauer hinweg zuverlässig funktionieren können.

Es kann die Herstellung derselben Verbindungen mit modernen Produktionsanlagen und Qualitätskontrolle während der Massenproduktion derselben ermöglichen, so dass es auf dem allgemeinen Markt keine negativen Rückmeldungen gibt.

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FAQs zu Snap-Fit-Verbindungen

Aus welchen Teilen besteht eine Schnappverbindung?

Zu den verschiedenen Teilen, die es ausmachen, gehören der Vorsprung der Endverriegelung, die Nut an der Basis, die komplette männliche Komponente des Verriegelungsarms, der Haken und das weibliche Gegenstück mit Hohlraum. Diese Teile sind separat konstruiert, um Spannungskonzentrationen in jedem Bereich entgegenzuwirken und einen Kraftaufbau in kleinen Bereichen mit Spannungsgradienten zu vermeiden.

Aus welchem ​​Material lassen sich Ringschnappverbindungen am besten herstellen?

Kunststoffe, die von Natur aus thermoplastisch und flexibel sind und Biegekräften ohne Bruch standhalten können, sind die besten Beispiele für ringförmige Schnappverbindungen. Daher ist es hilfreich, den gesamten Umfangsbereich mit dieser Verbindungsmethode abzudichten.

Welche Materialien eignen sich am besten zur Herstellung einer freitragenden Schnappverbindung?

Aufgrund der Biegefestigkeit, des Trägheitsmoments und der geringeren Spannungskonzentration im Bereich der Basisnut sind ABS- oder Nylon-Materialien die besten Materialien für die Herstellung von freitragenden Schnappverbindungen. Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Verwendung des gleichen Materials ist die hohe Ermüdungs- und Kriechfestigkeit, um die Verwendung von Allwettereigenschaften in das Hauptprodukt zu integrieren, da andernfalls der Temperaturgradient zu Spannungsrissen im Produkt führen kann.