DE102004049886B4

DE102004049886B4 - Einrichtung zum Verbinden eines Anbauteils mit einem Blechträger, insbesondere einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004049886B4
Application number: DE102004049886.5A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schatz; Frank Herter; Johann Praml
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: DE102004049886A1

Abstract

Einrichtung zum Verbinden eines Anbauteils (10) mit einem Blechträger (11), insbesondere einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs, der eine Öffnung aufweist, umfassend eine Gewindebuchse (2), die im Bereich der Öffnung mit dem Blechträger (11) drehfest verbindbar ist, und eine Schraube (14), die durch eine Öffnung des Anbauteils (10) hindurch in die Gewindebuchse (2) einschraubbar ist, wobei der Blechträger (11) zwei Öffnungen aufweist, von denen eine als Langloch (12) und die andere als Arretierloch (13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Langlochs (12) dem Arretierloch (13) zugekehrt ist, daß die Gewindebuchse (2) mit einem Adapter (1) drehfest verbunden ist, der in das Langloch (12) des Blechträgers (11) einsetzbar ist, daß der Adapter (1) eine Deckplatte (3), einen länglichen Flansch (5) und einen die Deckplatte mit dem Flansch (5) verbindenden Zentrierbund (4) aufweist, dessen axiale Erstreckung der Dicke des Anbauteils (10) entspricht, daß der Flansch (5) etwas kürzer ist als das Langloch (12), daß an den Flansch (5) eine Lasche (7) angeformt ist, daß an der Lasche (7) im radialen Abstand von der Gewindebuchse (2) ein Kragen (8) angeordnet ist, der mit dem Arretierloch (13) des Blechträgers (11) in Eingriff bringbar ist, wobei die Längsachse des Flansches (5) zu der die Achsen des Kragens (8) und der Gewindebuchse (2) verbindenden Linie näherungsweise rechtwinklig ist, daß der Durchmesser des Zentrierbundes (4) in Richtung der Längsachse des Flansches (5) kleiner ist als die Breite des Langlochs (12) und rechtwinklig zur Längsachse des Flansches (5) gleich oder geringfügig größer ist als die Breite des Langlochs (12), daß der Adapter (1) aus Kunststoff besteht, und daß die Gewindebuchse (2) aus Metall besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbinden eines Anbauteils mit einem Blechträger, insbesondere einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs, der eine Öffnung aufweist, umfassend eine Gewindebuchse, die im Bereich der Öffnung mit dem Blechträger drehfest verbindbar ist, und eine Schraube, die durch eine Öffnung des Anbauteils hindurch in die Gewindebuchse einschraubbar ist.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Gattung ist die Gewindebuchse mit dem Blechträger verschweißt. Durch diese Schweißverbindung wird das Gefüge und damit die mechanische Festigkeit des Blechträgers beeinflußt. Da innerhalb einer bestimmten Modellreihe eines Kraftfahrzeugs häufig unterschiedliche Anbauteile, wie z. B. Ölkühler oder Wärmetauscher von Klimaanlagen, eingebaut werden, sind an einem Blechträger, insbesondere einem Längsträger unterschiedliche Befestigungspunkte erforderlich. Aus Rationalisierungsgründen werden an dem betreffenden Blechträger an allen in Frage kommenden Befestigungspunkten Schweißmuttern befestigt. An dem Längsträger sind daher mehr Schweißmuttern angebracht als tatsächlich benötigt werden. Wie bereits erwähnt, wird durch die Schweißverbindung die mechanische Festigkeit des Blechträgers beeinträchtigt. Da solche Blechträger, insbesondere Längsträger als sogenannte Crashelemente dienen, die im Falle eines Aufpralls des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis durch gezielte Verformung Energie verzehren sollen, sind derartige Schweißmuttern unerwünscht.
Aus DE 76 18 440 U ist eine Mutter bekannt, die in eine Aussparung eines Bleches eingreift und mit diesem zusammenzuwirken vermag. Dazu umfasst die Mutter zwei sich diametral gegenüberliegende und mit der Mutter einstückig ausgebildete Halteglieder. Ferner weist die Mutter eine mit ihr einstückig ausgebildete Zunge mit einem Ansatz auf. Der Ansatz ist dazu vorgesehen, in eine zweite Aussparung des Bleches einzugreifen und damit ein Verdrehen der Mutter zu verhindern. Die Mutter selbst ist aus einem einheitlichen Material und bevorzugt aus Kunststoff hergestellt.
Aus DE 690 03 933 T2 ist eine Vorrichtung zum Befestigen einer Mutter an eine Tafel bekannt. Die Vorrichtung umfasst zwei übereinanderliegende Platten, die einen Käfig ausbilden und darin eine Mutter verdrehsicher aufnehmen. Dabei ist eine Platte zur Anlage an der Tafel bestimmt und weist an ihren entgegengesetzten Enden Fixierelemente, wie einen Haken und eine Zunge, zum Eingreifen in je eine Öffnung der Tafel auf. Zudem ist über einer der beiden Öffnungen die Mutter platziert, durch die eine Schraube durchzuführen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die das Metallgefüge des Blechträgers nicht beeinflußt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Blechträger zwei Öffnungen aufweist, von denen eine als Langloch und die andere als Arretierloch ausgebildet ist, wobei die Längsachse des Langlochs dem Arretierloch zugekehrt ist, daß die Gewindebuchse mit einem Adapter drehfest verbunden ist, der in das Langloch des Blechträgers einsetzbar ist, daß der Adapter eine Deckplatte, einen länglichen Flansch und einen die Deckplatte mit dem Flansch verbindenden Zentrierbund aufweist, dessen axiale Erstreckung der Dicke des Anbauteils entspricht, daß der Flansch etwas kürzer ist als das Langloch, daß an den Flansch eine Lasche angeformt ist, daß an der Lasche im radialen Abstand von der Gewindebuchse ein Kragen angeordnet ist, der mit dem Arretierloch des Blechträgers in Eingriff bringbar ist, wobei die Längsachse des Flansches zu der die Achsen des Kragens und der Gewindebuchse verbindenden Linie näherungsweise rechtwinklig ist, und daß der Durchmesser des Zentrierbundes in Richtung der Längsachse des Flansches kleiner ist als die Breite des Langlochs und rechtwinklig zur Längsachse des Flansches gleich oder geringfügig größer ist als die Breite des Langlochs.
In dem Blechträger, insbesondere einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs werden an den bei der betreffenden Baureihe in Frage kommenden Befestigungspunkten für ein Anbauteil jeweils ein Langloch und ein Arretierloch ausgebildet. Dies kann beispielsweise mit einem Stanzvorgang durchgeführt werden. Da die Ausbildung dieser Öffnungen bei Raumtemperatur erfolgt, ist eine Änderung des Metallgefüges des Blechträgers ausgeschlossen. Durch die Ausbildung der Öffnungen wird die mechanische Festigkeit des Blechträgers zwar beeinflußt, sie Iäßt sich aber exakt berechnen. Dadurch ist gewährleistet, daß der Blechträger auch nach Ausbildung der Öffnungen die erforderliche Festigkeit aufweist.
Die Gewindebuchse hat vorzugsweise einen unrunden Querschnitt, so daß sie sich in dem Adapter nicht verdrehen kann.
Während der Adapter erfindungsgemäß aus Kunststoff besteht, so daß er eine gewisse Elastizität aufweist, besteht die Gewindebuchse erfindungsgemäß aus Metall. In diesem Fall kann die Gewindebuchse in den Adapter eingegossen sein.
Der Adapter hat vorzugsweise eine sich an den Flansch anschließende, die Gewindebuchse aufnehmende Nabe, an der zwei schräge Führungsrippen ausgebildet sind, die sich zu den Längsenden des Flansches erstrecken. Durch diese Führungsrippen wird einerseits der Flansch versteift. Andererseits wird das Einsetzen des Adapters in das Langloch des Blechträgers erleichtert. Zu dem nämlichen Zweck ist vorgesehen, daß die Deckplatte in ihrem der Lasche zugekehrten Bereich nach außen abgeschrägt ist.
Die Deckplatte ist vorzugsweise kreisrund, wobei ihr Zentrum gegenüber der Achse der Gewindebuchse vom Kragen weg versetzt ist. Die Deckplatte verhindert somit das Eindringen von Spritzwasser in das Langloch des Blechträgers, ohne jedoch das Einsetzen des Adapters in das Langloch zu behindern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Unteransicht eines Adapters zum Verbinden eines Anbauteils mit einem Blechträger,
2 eine Seitenansicht des Adapters gemäß 1 von rechts,
3 eine Seitenansicht des Adapters gemäß 1 von unten, und
4 einen Schnitt nach der Linie A-A in 1 durch einen in einen Blechträger eingesetzten Adapter und ein damit verbundenes Anbauteil.
Der Adapter 1 besteht aus einem Kunststoff, der eine gewisse Elastizität aufweist. Der Adapter 1 wird vorzugsweise mit einem Spritzgußverfahren hergestellt, wobei gleichzeitig eine Gewindebuchse 2 in den Adapter eingegossen wird. Die Gewindebuchse 2 hat einen sechseckigen Querschnitt mit einer Einschnürung. Durch diese Raumform wird erreicht, daß sich die Gewindebuchse 2 in dem Adapter 1 nicht verdrehen und auch nicht von diesem axial lösen kann. Der Adapter 1 umfaßt eine Deckplatte 3, einen Zentrierbund 4, einen länglichen Flansch 5 und eine Nabe 6. In der Deckplatte 3 ist eine Ausnehmung ausgebildet, so daß der Sechskantkopf der Gewindebuchse 2 mit einem Werkzeug erfaßt werden kann. An den Flansch 5 des Adapters 1 ist eine Lasche 7 angeformt. An der Lasche 7 ist im Abstand von der Gewindebuchse 2 ein der Deckplatte 3 zugekehrter Kragen 8 angeordnet. Wie aus 1 hervorgeht, ist die Längsachse des Flansches 5 zu der die Achsen des Kragens 8 und der Gewindebuchse 2 verbindenden Linie näherungsweise rechtwinklig. Wie aus 2 hervorgeht, sind an der Nabe 6 des Adapters 1 zwei Führungsrippen 9 ausgebildet, die sich zu den Längsenden des Flansches 5 erstrecken. Die Deckplatte 3 ist in ihrem der Lasche 5 zugekehrten Bereich nach außen abgeschrägt. Wie aus 1 hervorgeht, ist die Deckplatte 3 kreisrund, wobei ihr Zentrum gegenüber der Achse der Gewindebuchse 2 vom Kragen 8 weg versetzt ist.
Der mit der Gewindebuchse 2 einstückig ausgebildete Adapter der vorstehend beschriebenen Konstruktion dient zum Verbinden eines Anbauteils 10 mit einem Blechträger 11, insbesondere einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs. Wie aus 4 hervorgeht, ist der Blechträger 11 mit einem Langloch 12 zur Aufnahme des Zentrierbundes 4 des Adapters 1 und mit einem Arretierloch 13 zur Aufnahme des Kragens 8 versehen. Dabei ist die Längsachse des Langlochs 12 dem Arretierloch 13 zugekehrt. Das Anbauteil 10 ist mit einer Öffnung zur Aufnahme einer Schraube 14 und mit einem in den Kragen 8 des Adapters 1 einsetzbaren Zapfen 15 versehen. Der Abstand des Zapfens 15 von der Öffnung des Anbauteils 10 entspricht dem Abstand des Kragens 8 von der Gewindebuchse 2.
Damit sich der Adapter 1 mit dem Blechträger 11 drehfest verbinden Iäßt, ist sein Flansch 5 etwas kürzer als das Langloch 12. Aus dem gleichen Grund ist der Durchmesser des Zentrierbundes 4 des Adapters 1 in Richtung der Längsachse des Flansches 5 kleiner als die Breite des Langlochs 12 und rechtwinklig zur Längsachse des Flansches gleich oder geringfügig größer als die Breite des Langlochs.
Die drehfeste Verbindung des Adapters 1 mit dem Blechträger 11 erfolgt folgendermaßen. Zunächst wird die Lasche 7 des Adapters 1 in das Langloch 12 des Blechträgers 11 in Querrichtung eingeführt, wobei der Kragen 8 der Rückseite des Blechträgers 11 zugekehrt ist. In dieser Position des Adapters 1 erstrecken sich die Längsachsen des Flansches 5 und des Zentrierbundes 4 in Richtung des Langlochs 12. Der Flansch 5 und der Zentrierbund 4 können daher in das Langloch 12 des Blechträgers 11 eingesetzt werden. Das Einsetzen des Adapters 1 in das Langloch 12 des Blechträgers 11 wird durch die beiden an der Nabe 6 angeordneten Führungsrippen 9 erleichtert. Aus dem gleichen Grund ist die Deckplatte 3 in ihrem der Lasche 5 zugekehrten Bereich nach außen abgeschrägt, wie aus 2 hervorgeht. Daraufhin wird der Adapter 1 gegenüber dem Blechträger 11 um 90° verdreht, so daß die Längsachse des Zentrierbundes 4 quer zum Langloch 12 angeordnet ist und der Kragen 8 mit dem Arretierloch 13 fluchtet. Zum Verdrehen des Adapters 1 in die Endstellung kann ein Werkzeug mit dem Sechskantkopf der Gewindebuchse 2 in Eingriff gebracht werden, weil, wie bereits erwähnt, in der Deckplatte 3 des Adapters eine entsprechende Ausnehmung vorgesehen ist. Unter der Elastizität der Lasche 7 rastet der Kragen 8 in das Arretierloch 13 des Blechträgers 11 ein. Da der Durchmesser des Zentrierbundes 4 in Richtung der Längsachse des Flansches 5 geringfügig größer ist als die Breite des Langlochs 12, kommt es zu einer Verformung des Zentrierbundes, so daß dieser in dem Langloch 12 spielfrei festgelegt ist.
Da das Zentrum der Deckplatte 3 gegenüber der Achse der Gewindebuchse 2 des Adapters 1 vom Kragen 8 weg versetzt ist, verdeckt sie das Langloch 12 im Einbauzustand, ohne jedoch das Einsetzen des Adapters in das Langloch zu behindern.
Nachdem der Adapter 1 mit dem Blechträger 11 in der in 4 gezeigten Weise drehfest verbunden wurde, kann das Anbauteil 10 befestigt werden. Zu diesem Zweck braucht lediglich der Zapfen 15 des Anbauteils 10 in den Kragen 8 des Adapters eingeführt und die Öffnung des Anbauteils mit der Gewindebuchse 2 zur Deckung gebracht zu werden, woraufhin eine Schraube 14 in die Gewindebuchse 2 eingeschraubt wird. Da das Anbauteil 10 beim Eindrehen der Schraube 14 an der metallischen Gewindebuchse 2 zur Anlage gelangt, ist eine metallische Maßkette zur Erhaltung des Drehmoments unter allen Betriebspunkten und Temperatureinflüssen gewährleistet.
Bezugszeichenliste

1: Adapter
2: Gewindebuchse
3: Deckplatte
4: Zentrierbund
5: Flansch
6: Nabe
7: Lasche
8: Kragen
9: Führungsrippen
10: Anbauteil
11: Blechträger
12: Langloch
13: Arretierloch
14: Schraube
15: Zapfen

Claims

Einrichtung zum Verbinden eines Anbauteils (10) mit einem Blechträger (11), insbesondere einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs, der eine Öffnung aufweist, umfassend eine Gewindebuchse (2), die im Bereich der Öffnung mit dem Blechträger (11) drehfest verbindbar ist, und eine Schraube (14), die durch eine Öffnung des Anbauteils (10) hindurch in die Gewindebuchse (2) einschraubbar ist, wobei der Blechträger (11) zwei Öffnungen aufweist, von denen eine als Langloch (12) und die andere als Arretierloch (13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Langlochs (12) dem Arretierloch (13) zugekehrt ist, daß die Gewindebuchse (2) mit einem Adapter (1) drehfest verbunden ist, der in das Langloch (12) des Blechträgers (11) einsetzbar ist, daß der Adapter (1) eine Deckplatte (3), einen länglichen Flansch (5) und einen die Deckplatte mit dem Flansch (5) verbindenden Zentrierbund (4) aufweist, dessen axiale Erstreckung der Dicke des Anbauteils (10) entspricht, daß der Flansch (5) etwas kürzer ist als das Langloch (12), daß an den Flansch (5) eine Lasche (7) angeformt ist, daß an der Lasche (7) im radialen Abstand von der Gewindebuchse (2) ein Kragen (8) angeordnet ist, der mit dem Arretierloch (13) des Blechträgers (11) in Eingriff bringbar ist, wobei die Längsachse des Flansches (5) zu der die Achsen des Kragens (8) und der Gewindebuchse (2) verbindenden Linie näherungsweise rechtwinklig ist, daß der Durchmesser des Zentrierbundes (4) in Richtung der Längsachse des Flansches (5) kleiner ist als die Breite des Langlochs (12) und rechtwinklig zur Längsachse des Flansches (5) gleich oder geringfügig größer ist als die Breite des Langlochs (12), daß der Adapter (1) aus Kunststoff besteht, und daß die Gewindebuchse (2) aus Metall besteht.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebuchse (2) einen unrunden Querschnitt hat.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebuchse (2) in den Adapter (1) eingegossen ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (1) eine sich an den Flansch (5) anschließende, die Gewindebuchse (2) aufnehmende Nabe (6) aufweist, an der zwei schräge Führungsrippen (9) ausgebildet sind, die sich zu den Längsenden des Flansches (5) erstrecken.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (3) in ihrem der Lasche (7) zugekehrten Bereich nach außen abgeschrägt ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (3) kreisrund ist, wobei ihr Zentrum gegenüber der Achse der Gewindebuchse (2) vom Kragen (8) weg versetzt ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbauteil (10) einen Zapfen (15) aufweist, der in den an der Lasche (7) des Adapters (1) angeordneten Kragen (8) spielfrei einsetzbar ist.