DE10023109A1 - Verbindung zwischen einem Träger und einem Element - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Träger, insbesondere einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs und einem Element, insbesondere einer Türverkleidung, mit einem an dem Element befestigbaren oder aus dem Element ausgeformten Aufnahmeteil oder Retainer (1), der einen Eingriffsbereich (2) für ein mit dem Träger verbindbares Halteteil (3) umfaßt. Damit die Verbindung auch durch Toleranzen hervorgerufene Vorspannkräfte in Axialrichtung ohne Dichtigkeitsprobleme sicher aufnehmen kann, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Halteteil (3) in dem Eingriffsbereich (2) des Aufnahmeteils oder Retainers (1) zumindest in Richtung seiner Längsachse (L) elastisch verlagerbar aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Träger, insbeson­ dere einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs mit einem Loch und einem Element, insbesondere einer Türverkleidung, mit einem an dem Element befestigbaren oder damit einstückig ausgebildeten Aufnahmeteil oder Retainer.

Eine solche Verbindung ist z. B. aus der DE 195 04 692 A1 bekannt. Bei der dort beschriebenen Verbindung ist an einem Element, z. B. einer Tür­ verkleidung, ein Aufnahmeteil oder Retainer angebracht. Der Träger, z. B. ein Karosserieteil, besitzt ein Loch. Das Halteteil verbindet das Element mit dem Träger. Das Halteteil umfaßt einen Befestigungsbereich zum Ein­ klemmen in den Träger und einen Kopfteil zum Einsetzen in das Aufnah­ meteil bzw. Retainer. Am Kopfteil sind zwei voneinander beabstandete Flansche vorgesehen, von denen der eine starr und der andere elastisch in Richtung der Längsachse des Halteteils ausgebildet ist. Beim Einsetzen des Halteteils in das Aufnahmeteil oder Retainer werden die beiden Flan­ sche in eine am Aufnahmeteil oder Retainer vorgesehene Tasche mit zwei Fächern, die je einen der Flansche aufnehmen, eingeschoben. Tole­ ranzen in Achsrichtung des Halteteils können wegen des starren Flan­ sches nicht im Kopfteil, sondern nur im Befestigungsbereich (Verclipsung zum Träger) aufgenommen werden.

Dies führt dazu, daß die Vorspannkraft direkt auf den Befestigungsbereich des Halteteils einwirkt, mit der Folge, daß bei zunehmender Vorspannkraft das Halteteil aus dem Träger, z. B. dem Karosserieteil herausgezogen wird. Dadurch hebt ein am Karosserieteil anliegender Dichtteller des Hal­ teteils ab und die gesamte Verbindung wird undicht.

Andere Konstruktionen, die durch eine zweiteilige Konstruktion den Nachteil der Gefahr der Undichtigkeit beseitigen, haben den Nachteil ko­ stenintensiver in der Herstellung zu sein.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindung bereit­ zustellen, die diese Mängel beseitigt und die auch durch Toleranzen her­ vorgerufene Vorspannkräfte in Axialrichtung ohne Dichtigkeitsprobleme sicher aufnehmen kann.

Die erfindungsgemäße Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß vorhandene geometrische Toleranzen der Bauteile in Richtung der Längsachse der Verbindung im Bereich des Eingriffsbe­ reichs des Aufnahmeteils oder Retainers aufgenommen werden und somit keinen Einfluß mehr auf die Lagerung des Halteteils in der Karosserie ha­ ben. Folglich ist die Dichtigkeit der erfindungsgemäßen Verbindung auch unter einer Beanspruchung in Richtung der Längsachse deutlich verbes­ sert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteil­ hafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Verbindung mög­ lich.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Halteteil einen mit dem Träger verbindbaren Befestigungsbereich und einen mit dem Aufnahmeteil oder Retainer verbindbaren Flansch aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird der Verankerungsbereich und der elastische Bereich klar voneinander getrennt, so daß eine gegenseitige Beeinflussung im wesentlichen ver­ mieden wird.

Wenn der Flansch einen äußeren Ring aufweist, der über spiralförmig gewundene Arme an einem Hals des Halteteils befestigt ist, kann die ge­ forderte elastische Verlagerung in einfacher und kostengünstiger Weise realisiert werden, die zudem auch äußerst platzsparend baut.

Damit auch Toleranzen in der Ebene des Flansches aufgenommen wer­ den können, ist es von besonderem Vorteil, wenn das Halteteil zusätzlich in der Ebene des Flansches elastisch verlagerbar in dem Eingriffsbereich des Aufnahmeteils oder Retainers gehalten ist.

Die Maßnahme, das Halteteil am Übergang vom Hals zum Befestigungs­ bereich mit einem elastisch verformbaren Dichtteller zu versehen, trägt in vorteilhafter Weise dazu bei, daß das Eindringen von Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit in die Lagerstelle vermieden wird.

Damit eine sichere und dichte Lagerung des Halteteils in dem Karosse­ rieteil gewährleistet ist, sind am Befestigungsbereich Anker- oder Clipfüße vorgesehen, an denen Rastelemente ausgebildet sind, wobei die Anker- oder Clipfüße vorzugsweise mit steilen Hinterrastschrägen versehen sind.

Wenn der Eingriffsbereich des Aufnahmeteils oder Retainers einen vor­ zugsweise zylindrischen Abschnitt aufweist, der in Richtung auf das Hal­ teteil von einem Abschnitt mit insbesondere konischer Innenfläche fortge­ setzt wird, ergibt sich für die elastische Verlagerung des Halteteils eine einfache, aber trotzdem wirkungsvolle Aufnahme.

Wenn zusätzlich noch die Höhe des Abschnitts in etwa der Höhe des Rin­ ges entspricht, kann der Ring sicher und spielfrei gelagert werden, ohne daß die elastische Verformbarkeit beeinträchtigt wird. Dies wird zusätzlich dadurch unterstützt, daß der Abschnitt mit der vorzugsweise konischen Innenfläche eine Öffnung aufweist, die den Hals mit Abstand umgibt.

Da der maximale Verformungsweg in Richtung der Längsachse des Hal­ teteils durch Anlage der spiralförmig gewundenen Arme an die innere Oberfläche des konischen Abschnitts begrenzt ist, kann in einfacher Wei­ se durch eine entsprechende Bemessung des zylindrischen und des koni­ schen Abschnitts der Verformungsweg den jeweiligen Bedürfnissen ange­ paßt werden.

Wenn nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung benachbart zum Dichtteller ein Anschlagrand vorgesehen ist, der im Ruhezustand nahe einer ebenen Außenfläche des Abschnitts mit der konischen Innenfläche angeordnet ist bzw. an dieser anliegt, ergibt sich ein Anschlag, der bei der Montage ein lagerichtiges Einsetzen der Verbindung signalisiert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist dem Halteteil ein elastisch verformbares Federelement zugeordnet, das an dem Abschnitt des Auf­ nahmeteils oder Retainers anliegt und das Halteteil in Richtung auf den Ruhezustand belastet. Bevorzugt ist das Federelement satteldachförmig ausgebildet, wobei sein First im Bereich des Flansches angeordnet ist und seine Traufen an dem Abschnitt anliegen. Dies gewährleistet eine beson­ ders gute Aufnahme der Kräfte, da das satteldachförmige Federelement eine höhere Steifigkeit und eine progressive Kennlinie aufweist. Denn die Dachflächen wirken als auskragender Biegebalken, so daß der Hebelarm des Federelementes bei einer Verformung abnimmt, während die Steifig­ keit zunimmt. Dies führt zu einer optimalen Ausnutzung des Toleranzbe­ reiches, ohne daß es zu Undichtigkeiten kommen kann, da die gesamten Axialkräfte innerhalb des Aufnahmeteils oder Retainers aufgenommen werden und keinen Einfluß auf die Anlage des Halteteils an dem Karosse­ rieteil haben.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispie­ les einer erfindungsgemäßen Verbindung im Zusammenhang mit der bei­ gefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 das zur erfindungsgemäßen Verbindung gehörende Halteteil,

Fig. 2 den zur erfindungsgemäßen Verbindung gehörenden Aufnah­ meteil oder Retainer,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 4 die erfindungsgemäße Verbindung bei ihrer maximalen elasti­ schen Auslenkung,

Fig. 5 die erfindungsgemäße Verbindung im Ruhezustand ohne ela­ stische Auslenkung,

Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Halteteils,

Fig. 7 die Ausführungsvariante nach Fig. 6, wobei das Halteteil in den Aufnahmeteil oder Retainer eingesetzt ist, und

Fig. 8 die Ausführungsvariante nach Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht.

In den Fig. 1 und 2 sind die Elemente der erfindungsgemäßen Verbindung dargestellt. Die Verbindung umfaßt ein Aufnahmeteil oder Retainer 1 und ein Halteteil 3.

Der Aufnahmeteil oder Retainer 1 kann z. B. an einer Türverkleidung ei­ nes Kraftfahrzeuges angebracht werden oder Bestandteil dieser sein. Er umfaßt einen Eingriffsbereich 2, der aus einem vorzugsweise zylindri­ schen Abschnitt 12 und einem sich daran anschließenden Abschnitt 13 mit einer insbesondere konischen Innenfläche besteht. Statt einer koni­ schen Innenfläche sind auch andere Ausgestaltungen denkbar, z. B. kann die Innenfläche stufenförmig oder auch eben ausgebildet sein. Ebenso kann der Abschnitt 12 auch von der Zylinderform abweichende, andere Formen aufweisen. In dem Abschnitt 13 mit der konischen Innenfläche ist eine Öffnung 15 zum Durchtritt eines Halses 8 des Halteteils 3 vorgese­ hen. An seinem dem Halteteil 3 zugewandten Bereich weist der Aufnah­ meteil oder Retainer 1 eine ebene Außenfläche 17 auf.

Das Halteteil 3 umfaßt einen Befestigungsbereich 4, der z. B. in einem Loch oder einer Öffnung eines Karosserieteils eines Kraftfahrzeuges oder auch in einem Loch oder einer Öffnung eines zusätzlichen Halteteils, z. B. einem Träger- oder Karosserieteil, angebracht werden kann. Dazu sind an dem Befestigungsbereich 4 Anker- oder Clipfüße 10 vorgesehen, die mit Rastelementen 11 versehen sind, welche in einer Öffnung des Karosse­ rieteils verrastbar sind. Der Befestigungsbereich 4 weist an seinem dem Aufnahmeteil oder Retainer 1 zugewandten Ende einen elastisch ver­ formbaren Dichtteller 9 auf, der sich bei in ein Karosserieteil eingesetztem Halteteil 3 dichtend auf dem Karosserieteil abstützt. Zwischen dem Dicht­ teller 9 und dem sich in Richtung auf den Aufnahmeteil oder Retainer 1 erstreckenden Hals 8 ist ein Anschlagrand 16 vorgesehen.

Am vorderen Ende des Halses 8 ist ein Kopfteil 20 mit einem Flansch 5 angebracht, der in den Aufnahmeteil oder Retainer 1 gesetzt und von die­ sem gehalten werden kann. Damit sich das Halteteil 3 bezogen auf den Aufnahmeteil oder Retainer 1 elastisch in alle 3 Raumrichtung verlagern kann, besteht der Flansch 5 aus einem äußeren Ring 6, der über spiral­ förmig gewundene Arme 7 mit dem Hals 8 verbunden ist. Im Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 3 sind lediglich 3 Arme 7 gezeigt, es können aber auch mehr oder weniger sein. Sofern der Abschnitt 12 keine zylindrische Form aufweist, muß der äußere Ring 6 auch nicht zwingend rund sein. Es ist ausreichend, wenn der Abschnitt 12 und der Ring 6 in ihren Formen so ausgestaltet sind, daß sie in der erfindungsgemäßen Art und Weise zu­ sammenwirken können.

Die genaue Lage des Halteteils 3 im Aufnahmeteil oder Retainer 1 und die elastische Verlagerbarkeit ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich. In Fig. 4 ist die maximale Auslenkung in Axialrichtung dargestellt, während die Fig. 5 die Verbindung in ihrer Ruhelage ohne Auslenkung zeigt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird der aus dem äußeren Ring 6 und den spi­ ralförmig gewundenen Armen 7 bestehende Flansch 5 in den Eingriffsbe­ reich 2 des Aufnahmeteils oder Retainers 1 eingesetzt. Die Höhe des zy­ lindrischen Abschnitts 12 des Aufnahmeteils oder Retainers 1 ist dabei so bemessen, daß sie der Höhe des äußeren Rings 6 entspricht, so daß der äußere Ring 6 im wesentlichen spielfrei im Aufnahmeteil oder Retainer 1 aufgenommen werden kann. Wenn nun infolge von Toleranzen zwischen den zu verbindenden Bauteilen eine in Richtung der positiven Längsachse L+ wirkende Kraft auf die Verbindung ausgeübt wird, kann sich das Hal­ teteil 3 elastisch von dem Aufnahmeteil oder Retainer 1 wegbewegen, und zwar solange, bis die spiralförmigen Arme 7 an der inneren Oberfläche des konischen Abschnitts 13 anliegen. Die in der Verclipsung wirkenden Vorspannkräfte werden somit durch eine elastische Verformung des Hal­ teteils 3 im Eingriffsbereich 2 des Aufnahmeteils oder Retainers 1 aufge­ nommen. Dieser Zustand ist in Fig. 4 gezeigt.

Wenn dagegen die Verbindung keine Toleranzen in Axialrichtung auszu­ gleichen braucht und folglich keine in Richtung der positiven Längsachse L+ einwirkenden Kräfte aufzunehmen sind, nimmt die Verbindung die in Fig. 5 gezeigte Lage ein, bei welcher der Anschlagrand 16 nahe der ebe­ nen Außenfläche 17 des Abschnitts 13 angeordnet ist bzw. an dieser an­ liegt.

In den Fig. 6 bis 8 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Verbindung dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 6 das Halteteil 3 ohne den dazugehörigen Aufnahmeteil oder Retainer 1, während Fig. 7 die erfin­ dungsgemäße Verbindung in einem Zustand zeigt, bei dem das Halteteil 3 in den Aufnahmeteil oder Retainer 1 eingesetzt ist und sich in seiner Ru­ helage befindet.

Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Verbindung unterscheidet sich von der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Verbindung dadurch, daß dem Flansch 5 zu­ sätzlich ein Federelement 18 zugeordnet ist. Dieses Federelement 18 hat die Form eines umgekehrten Satteldaches, so daß sich sein First im Be­ reich des Flansches 5 befindet und seine Traufen federnd am Abschnitt 13 des Aufnahmeteils oder Retainers 1 anliegen. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist z. B. der Abschnitt 13 nicht konisch, sondern eben ausge­ bildet.

Kommt es infolge von Axialkräften zu einer Verformung, so kann die Kraft nicht nur über den Flansch 5, sondern zusätzlich auch über das sattel­ dachförmige Federelement 18 aufgenommen werden, welches sich an dem Abschnitt 13 des Aufnahmeteils oder Retainers 1 abstützt. Da die Dachflächen bei einer elastischen Verformung als auskragende Biegebal­ ken wirken, kommt es zu einer progressiven Kennlinie, da der Hebelarm mit zunehmender Verformung ab- und folglich die Steifigkeit zunimmt. Somit kann der gesamte Toleranzbereich der Verbindung in optimaler Weise ausgenutzt werden, ohne daß Undichtigkeiten auftreten können.

In Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 dargestellt, bei der die Lage und Anordnung des satteldach­ förmigen Federelementes 18 gut zu erkennen ist. Die Traufen des Sattel­ daches stehen in Richtung auf den Anschlagrand 16 über den Flansch 5 vor und können sich bei in den Aufnahmeteil oder Retainer 1 eingesetzten Halteteil 3 federnd an dem Abschnitt 13 abstützen, wie in Fig. 7 gezeigt.

Auch wenn das Federelement 18 in der Darstellung nach Fig. 8 eine im wesentlichen rechteckige Grundform aufweist, sind andere Ausgestaltun­ gen möglich. So kann das Federelement 18 z. B. mit mehreren einzelnen Armen ausgebildet sein, die radial von dem Hais 8 abstehen und zur An­ lage an dem Abschnitt 13 des Aufnahmeteils oder Retainers 1 dienen.

Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Ver­ bindung auch Toleranzen in der Ebene des Flansches 5 ausgleichen kann, da nämlich der Hals 8 infolge der Elastizität der spiralförmig gewun­ denen Arme 7 aus der Mitte des äußeren Ringes 6 des Flansches 5 her­ auswandern kann.

Abschließend ist festzuhalten, daß bei der erfindungsgemäßen Verbin­ dung die Hinterrastschräge am Halteteil 3 einen größeren Hinterrastwinkel α bei kleinerer Hinterrastlänge und kleinerer Hinterrastung als der aus der DE 195 04 692 A1 bekannt Clip aufweisen kann. Dies führt dazu, daß bei gleicher Haltekraft die Auszugslänge bis zum Ausrasten des Halteteils aus dem Träger wesentlich kürzer ist und es somit zu keinen Undichtigkeiten kommen kann. Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Verbindung dadurch aus, daß die Arbeitsaufnahme im Wesentlichen im Bereich des Aufnahmeteils oder Retainers 1 und nicht im Bereich der Hinterrastschrä­ ge des Rastelementes 11 erfolgt, so daß ein Abheben des Dichttellers 9 wegen des größeren Hinterrastwinkels α sicher vermieden werden kann.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims (13)

1. Verbindung zwischen einem Träger, insbesondere einem Karosse­ rieteil eines Kraftfahrzeugs und einem Element, insbesondere einer Türverkleidung, mit einem an dem Element befestigbaren oder da­ mit einstückig ausgebildeten Aufnahmeteil (1), der einen Eingriffs­ bereich (2) für ein mit dem Träger verbindbares Halteteil (3) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (3) in dem Ein­ griffsbereich (2) des Aufnahmeteils (1) zumindest in Richtung sei­ ner Längsachse (L) elastisch verlagerbar aufgenommen ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (3) einen mit dem Träger verbindbaren Befestigungsbe­ reich (4) und einen mit dem Aufnahmeteil (1) verbindbaren Flansch (5) aufweist.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (5) einen äußeren Ring (6) aufweist, der über spiral­ förmig gewundene Arme (7) an einem Hals (8) des Halteteils (3) befestigt ist.

4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halteteil (3) zusätzlich in der Ebene des Flan­ sches (5) elastisch verlagerbar in dem Eingriffsbereich (2) des Auf­ nahmeteils (1) gehalten ist.

5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halteteil (3) am Übergang vom Hals (8) zum Befestigungsbereich (4) mit einem elastisch verformbaren Dichttel­ ler (9) versehen ist.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Befestigungsbereich (4) Ankerfüße (10) aufweist, an denen Rastelemente (11) ausgebildet sind, wobei die Ankerfüße (10) vorzugsweise mit steilen Hinterrastschrägen versehen sind.

7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Eingriffsbereich (2) des Aufnahmeteils (1) einen insbesondere zylindrischen Abschnitt (12) aufweist, der in Richtung auf das Halteteil (3) von einem Abschnitt (13) mit vorzugsweise ko­ nischer Innenfläche fortgesetzt wird.

8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Höhe des Abschnitts (12) in etwa der Höhe des Ringes (6) entspricht.

9. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abschnitt (13) mit der insbesondere konischen Innenfläche eine Öffnung (15) aufweist, die den Hals (8) mit Ab­ stand umgibt.

10. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der maximale Verformungsweg in Richtung der Längsachse (L) des Halteteils (3) durch Anlage der spiralförmig gewundenen Arme (7) an die innere Oberfläche des konischen Ab­ schnitts (13) begrenzt ist.

11. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß benachbart zum Dichtteller (9) ein Anschlagrand (16) vorgesehen ist, der im Ruhezustand nahe einer ebenen Außenflä­ che (17) des Abschnitts (13) mit der konischen Innenfläche ange­ ordnet ist bzw. an dieser anliegt.

12. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Halteteil (3) ein elastisch verformbares Fe­ derelement (18) zugeordnet ist, das an dem Abschnitt (13) des Aufnahmeteils (1) anliegt und das Halteteil (3) in Richtung auf den Ruhezustand belastet.

13. Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (18) satteldachförmig ausgebildet ist, wobei sein First im Bereich des Flansches (5) angeordnet ist und seine Traufen an dem Abschnitt (13) anliegen.