DE102005029529B4

DE102005029529B4 - Verbindungsvorrichtung zur Befestigung von Bauteilen

Info

Publication number: DE102005029529B4
Application number: DE200510029529
Authority: DE
Inventors: Florian Meyer; Elmar Schreiter; Andreas Kind
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-06-25
Filing date: 2005-06-25
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-06-26
Also published as: DE102005029529B8; DE102005029529A1

Abstract

Es ist bereits ein Doppelbolzen bekannt, der zur Befestigung von Karosseriebauteilen dient. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsvorrichtung zur Befestigung von Bauteilen zu schaffen, die einen geringen Bauraum benötigt. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, dass die Verbindungsvorrichtung zur Befestigung von Bauteilen aus einer Gleitmutter (9) zur verschiebbaren Halterung eines ersten Bauteiles (1), aus einem Doppelbolzen (14, 28), der einen ersten Bolzenabschnitt (13) aufweist, der mit der Gleitmutter (9) verschraubbar ist, und aus einem Anschlag (15, 29), der den ersten Bolzenabschnitt (13) von einem zweiten Bolzenabschnitt (16) des Doppelbolzens (14) trennt, aufgebaut ist, wobei zwischen dem Anschlag (15, 29) und einer auf den zweiten Bolzenabschnitt (16) aufgeschraubten Mutter (26) ein zweites Bauteil (19) befestigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur Befestigung von Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 10152180 A1 ist bereits eine Verbindungsvorrichtung mit einem Doppelbolzen bekannt, der zwei Abschnitte aufweist, die durch einen Bund bzw. einen überstehenden Abschnitt voneinander beabstandet sind.

Aus der GB 2,118,378 A ist eine Gleitmutter bekannt, die zur Befestigung zweier Bauteile dient.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsvorrichtung zur Befestigung von Bauteilen zu schaffen, die wenig Bauraum benötigt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung zur Befestigung von Bauteilen ist eine Gleitmutter zur verschiebbaren Halterung eines ersten Bauteiles vorgesehen. Durch die verschiebbare Halterung des ersten Bauteiles ist bei hohen Temperaturen ein Ausgleich der Wärmedehnung des ersten Bauteiles gegenüber einem fest angeordneten zweiten Bauteil möglich.

Über einen Doppelbolzen, der durch einen ersten Bolzenabschnitt mit der Gleitmutter verschraubbar ist, und einen Anschlag, der den ersten Bolzenabschnitt von einem zweiten Bolzenabschnitt des Doppelbolzens trennt, ist in einfacher Weise ein Abstand zwischen dem Anschlag bzw. mit einem mit dem Anschlag verbundenen zweiten Bauteil einstellbar. Dadurch ist bei der Montage des ersten Bauteiles in Bezug auf das zweite Bauteil ein Toleranzausgleich in Längsrichtung des Doppelbolzens möglich.

Die Befestigung des zweiten Bauteiles erfolgt in einfacher Weise dadurch, dass das zweite Bauteil zwischen dem Anschlag und einer auf den zweiten Bolzenabschnitt aufgeschraubten Mutter festgeklemmt wird. Mit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist sowohl eine Einstellbarkeit in den drei Raumkoordinaten X, Y und/oder Z als auch ein Ausgleich einer Wärmedehnung möglich. Ferner kann die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung den entsprechenden Lastfällen beanspruchungsgerecht ausgelegt werden.

Vorteilhafterweise ist das erste Bauteil ein Kunststoff-Karosseriebauteil eines Fahrzeuges, wobei das Kunststoff-Karosseriebauteil eine Außenhautfunktion hat.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das zweite Bauteil ein unterhalb des Kunststoff-Karosseriebauteils angeordnetes Karosseriebauteil, wie beispielsweise ein Karosserieblech.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist die Gleitmutter vorteilhafterweise ein Kunststoff-Bauteil, so dass die Unterschiede bei der Wärmeausdehnung zwischen dem Kunststoff-Karosseriebauteil und der Gleitmutter gering sind. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Gleitmutter aus Metall, beispielsweise als ein Blechprägeteil, hergestellt.

Die Gleitmutter weist in einer vorteilhaften Ausführungsform an gegenüberliegenden Seitenrändern ausgebildete Längsnuten auf, so dass die Gleitmutter mit Führungsabschnitten einer Längsnut des Kunststoff-Karosseriebauteils längsverschiebbar in Eingriff bringbar ist.

Vorteilhafterweise ist in der Gleitmutter eine Durchgangsöffnung mit einem Kunststoff-Innengewinde und dazu passend am ersten Bolzenabschnitt ein Kunststoff-Außengewinde ausgebildet, wobei der zweite Bolzenabschnitt des Doppelbolzens ein metrisches Gewinde zur Verschraubung mit der Mutter aufweist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist im montierten Zustand des Doppelbolzens zwischen dem Anschlag und dem Karosserieblech eine Dichtung, beispielsweise aus EPDM, vorgesehen.

An einem Ende des zweiten Bolzenabschnittes ist ein Abschnitt ausgebildet, der einen formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Eingriff eines Werkzeuges ermöglicht.

Zwischen einer Außenfläche des Karosseriebleches und der Mutter ist vorteilhafterweise eine Unterlegscheibe oder ein Federelement oder dergleichen im montierten Zustand des Doppelbolzens angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist unterhalb des Anschlages eine zusätzliche Scheibe befestigt. Vorteilhafterweise ist an einem Außenrand der Scheibe eine Dichtung durch einen Spritzvorgang ausgebildet, so dass die Dichtung den Außenrand umgibt und damit unverlierbar ist.

Ferner ist in einer vorteilhaften Ausführungsform die Scheibe mit einer Sicke versehen, die an einer Unterseite der Scheibe einen überstehenden Ring bewirkt, der eine definierte Pressung der Dichtung sicherstellt. Die Scheibe ist vorteilhafterweise aus Stahl hergestellt.

Die Befestigung der Scheibe erfolgt in einer vorteilhaften Ausführungsform dadurch, dass die Scheibe über eine in der Scheibe ausgebildete Durchgangsöffnung an einem Kegelabschnitt des Bolzenabschnittes befestigt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist ein einfacher Toleranzausgleich bei der Montage von Kunststoff-Außenhautteilen möglich. Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung erlaubt bei Schwankungen im Herstellprozess eine Einstellbarkeit der Lage der miteinander zu verbindenden Bauteile. Beispielsweise kann die Fugengenauigkeit durch Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung erhöht werden. Die selbsttätige Einstellbarkeit der Lage der Kunststoff-Außenhaut in Bezug auf die vorhandene Anzahl von Gleitmuttern bei einer Wärmeeinwirkung ergibt eine blockfreie Wärmeausdehnung im montierten Zustand. Die Einstellung der Lage der miteinander verbundenen Bauteile erfolgt in einfacher Weise über Standardwerkzeuge. Ferner sind bei der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung keine zusätzlichen Gewindebuchsen in den Kunststoffteilen erforderlich.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Verbindungsvorrichtung, die über eine Gleitmutter in einer Längsnut eines Kunststoffbauteils angeordnet ist,
2 eine perspektivische Ansicht der in der 1 gezeigten Verbindungsvorrichtung, aus der die Befestigung einer ersten Ausführungsform eines Doppelbolzens der Verbindungsvorrichtung an einem Karosserieblech hervorgeht und
3 eine Ansicht von der Seite einer zweiten Ausführungsform eines Doppelbolzens der in der 1 gezeigten Verbindungsvorrichtung.
In der 1 ist ein Ausschnitt eines Kunststoff-Karosseriebauteils 1 dargestellt, das an seiner, im montierten Zustand nicht sichtbaren Unterseite 2 mit einer Aussparung 3 an einem Befestigungsabsatz oder Befestigungsprofil versehen ist. Die Aussparung 3 weist eine Längsnut 4 mit zwei gegenüberliegenden Seitenrändern 5 und 6 auf. Die Seitenränder 5, 6 sind als Führungsabschnitte 7, 8 für Längsnuten 10, 11 einer in die Längsnut 4 eingeführten Gleitmutter 9 ausgebildet.
In der gezeigten Ausführungsform ist an einer Eintrittsöffnung 4a der Längsnut 4 eine Verliersicherung 27 in Form einer elastisch verformbaren Öse vorgesehen. Beim Einführen der Gleitmutter 9 in die Eintrittsöffnung 4a der Längsnut 4 wird die Verliersicherung 27 zusammengedrückt. Nachdem die Gleitmutter 9 über die Verliersicherung 27 hinweggeschoben ist, richtet sich die Verliersicherung 27 wieder auf und hindert im aufgerichteten Zustand ein Herausrutschen der Gleitmutter 9 aus der Längsnut 4. In einer anderen Ausführungsform ist die Verliersicherung 27 als eine elastisch verformbare Rastnase ausgebildet.
Die Gleitmutter 9, die ebenfalls aus einem Kunststoff hergestellt ist, ermöglicht dem Kunststoff-Karosseriebauteils 1 eine Längenausdehnung infolge thermischer Einflüsse. In der Gleitmutter 9 ist eine Durchgangsöffnung 12 mit einem Kunststoffgewinde vorgesehen. In diesem Gewinde der Durchgangsöffnung 12 ist ein erster Bolzenabschnitt 13 eines Doppelbolzens 14 verschraubt, der ein Kunststoffgewinde aufweist. Der erste Bolzenabschnitt 13 ist prinzipiell bis zu einem Bund oder Anschlag 15 in der Durchgangsöffnung 12 verschraubbar. In der Regel ist die Gleitmutter 9 auf eine bestimmte Verschraubtiefe voreingestellt, die dass Verstellen des montierten Kunststoff-Karosseriebauteils 1 in zwei Richtungen entlang der Längsachse des Doppelbolzens 14 zulässt. Dies ist notwendig, da beim Fertigungsprozess Toleranzen in beiden Richtungen auftreten.
Auf der zu dem ersten Bolzenabschnitt 13 gegenüberliegenden Seite des Doppelbolzens 14 ist ein zweiter Bolzenabschnitt 16 vorgesehen, an dem ein metrisches Gewinde ausgebildet ist. Die Gleitmutter 9 ist in der Längsnut 4 des Kunststoff-Karosseriebauteils 1 verschiebbar, so dass ein Ausgleich einer Wärmeausdehnung bei hohen Temperaturen zwischen der Gleitmutter 9 und dem Kunststoff-Karosseriebauteil 1 möglich ist.
An einem Ende 17 des zweiten Bolzabschnittes 16 des Doppelbolzens 14 ist ein Abschnitt 18 ausgebildet, dessen Form den Eingriff eines Werkzeuges ermöglicht. Beispielsweise ist der Abschnitt 18 als ein Außensechskant oder ein Torx ausgebildet oder mit einem Innensechskant oder dergleichen versehen. Durch Drehen des Doppelbolzens 14 ist ein Abstand a zwischen dem Kunststoff-Karosseriebauteil 1 und einem darunter befindlichen Karosserieblech 19 einstellbar.
Zwischen einer dem Anschlag 15 zugewandten Außenfläche 20 des Karosseriebleches 19 und einer der Außenfläche 20 zugewandten Fläche 21 des in der gezeigten Ausführungsform kreisförmig ausgebildeten Anschlages 15 ist eine Ringdichtung 22 in der Außenfläche 20 des Karosseriebleches 19 oder in dem Anschlag 15 zur Abdichtung einer im Karosserieblech 19 ausgebildeten Durchgangsöffnung 23 vorgesehen.
Auf der zu der Außenfläche 20 gegenüberliegenden Außenfläche 24 des Karosseriebleches 19 ist eine Unterlegscheibe oder ein Federelement oder dergleichen 25 zwischen der Außenfläche 24 des Karosseriebleches 19 und einer Mutter 26 vorgesehen. Über die Mutter 26 erfolgt die Befestigung des Doppelbolzens 14 an dem Karosserieblech 19.
Bei den in den 2 und 3 gezeigten Doppelbolzen 14, 28 sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der in der 3 gezeigte Doppelbolzen 28 weist im Unterschied zum Doppelbolzen 14 der 2 eine Scheibe 29 auf, die im Anschluss an den Anschlag 15 angeordnet ist.
Die Scheibe 29 ist beispielsweise aus Stahl hergestellt und weist einen größeren Außendurchmesser D_A29 als ein Außendurchmesser D_A15 des Anschlags 15 auf. In Höhe eines Außenrandes 30 des Anschlages 15 ist an einer Oberseite 32a der Scheibe 29 eine umlaufende Rille oder Sicke 31 ausgebildet.
Die Sicke 31 bewirkt an einer Unterseite 32b der Scheibe 29 einen vorstehenden Ring 33, der als Anschlag bei der Befestigung des Doppelbolzens 28 an der Außenfläche 20 des Karosseriebleches 19 dient. Durch den vorstehenden Ring 33 wird ein definiertes Andrücken einer Dichtung 35 gewährleistet, die an einem Außenrand 34 der Scheibe 29 angeordnet ist. Ein mittlerer Durchmesser D₃₁ der Sicke 31 ist kleiner als ein Innendurchmesser D_I35 der Dichtung 35. Eine Verminderung der Elastizität (Relaxation) der Dichtung 35 hat aufgrund des vorstehenden Ringes 33 keinen Einfluss auf die Schraubverbindung.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Dichtung 35 um den Außenrand 34 der Scheibe 29 so gespritzt, dass die Dichtung 35 den Außenrand 34 der Scheibe 29 an der Oberseite 32a, der Stirnseite 36 und der Unterseite 32b der Scheibe 29 umschließt.
In einer Ausführungsform ist der Doppelbolzen 14, 28 als ein Mehrstufen-Kaltformteil hergestellt. Der Bolzenabschnitt 16 des Doppelbolzens 28 weist einen Kegelabschnitt 37 auf. Die Scheibe 29 ist mit einer Durchgangsöffnung 38 versehen. Die Scheibe 29 wird über die Durchgangsöffnung 38 nachträglich, beispielsweise durch Aufpressen und Verstemmen, auf den Kegelabschnitt 37 des Bolzenabschnittes 16 aufgebracht. Ein Gewindeaußendurchmesser D_A16 des Bolzenabschnittes 16 ist kleiner als ein Innendurchmesser D_I29 der Scheibe 29.
Die Herstellung der Dichtung 35 erfolgt in einer Ausführungsform nach einer Oberflächenbehandlung der Scheibe 29 dadurch, dass der Außenrand 34 der Scheibe 29 mit Kunststoff, beispielsweise TPE oder EPDM, umspritzt wird. Der Innendurchmesser D_I35 der Dichtung 35 ist kleiner als der Außendurchmesser D_A29 der Scheibe 29 aber größer als der Außendurchmesser D_A15 des Anschlages 15. Die Dichtung 35 ist nur auf der Unterseite 32b der Scheibe 29 notwendig. Durch die Umspritzung des Außenrandes 34 der Scheibe 29 ergibt sich ein im Querschnitt U-förmiger Ring, der aufgrund seiner Geometrie unverlierbar ist. Zusätzlich wird ein Arbeitsgang zur Montage einer Dichtung eingespart.

Claims

Verbindungsvorrichtung zur Befestigung von Bauteilen, mit einer Gleitmutter (9) zur verschiebbaren Halterung eines ersten Bauteiles (1), mit einem Doppelbolzen (14, 28), der einen ersten Bolzenabschnitt (13) aufweist, der mit der Gleitmutter (9) verschraubbar ist, mit einem Anschlag (15), der den ersten Bolzenabschnitt (13) von einem zweiten Bolzenabschnitt (16) des Doppelbolzens (14, 28) trennt, wobei zwischen dem Anschlag (15) und einer auf den zweiten Bolzenabschnitt (16) aufgeschraubten Mutter (26) ein zweites Bauteil (19) befestigbar ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitmutter (9) ein Kunststoff-Bauteil ist oder aus Metall hergestellt ist.
Verbindungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitmutter (9) an gegenüberliegenden Seitenrändern ausgebildete Längsnuten (10, 11) aufweist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gleitmutter (9) eine Durchgangsöffnung (12) mit einem Kunststoff-Innengewinde ausgebildet ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Innengewinde der Gleitmutter (9) in der Gleitmutter (9) unbeweglich ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Innengewinde der Gleitmutter (9) zum Ausgleich von Winkeltoleranzen der montierten Bauteile über Vorrichtungen schwenkbar in der Gleitmutter (9) ausgebildet ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bolzenabschnitt (13) mit einem Kunststoffgewinde versehen ist und dass der zweite Bolzenabschnitt (16) des Doppelbolzens (14, 28) ein metrisches Gewinde aufweist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand des Doppelbolzens (14, 28) zwischen dem Anschlag (15, 29) und dem Karosserieblech (19) eine Dichtung (22, 35) vorgesehen ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende (17) des zweiten Bolzenabschnittes (16) ein Abschnitt (18) ausgebildet ist, der einen formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Eingriff eines Werkzeuges ermöglicht.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Außenfläche (24) des Karosseriebleches (19) und der Mutter (26) eine Unterlegscheibe oder ein Federelement oder dergleichen (25) im montierten Zustand des Doppelbolzens (14, 28) angeordnet ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Anschlages (15) eine zusätzliche Scheibe (29) befestigt ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Außenrand (34) der Scheibe (29) eine Dichtung (35) angeordnet ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (29) mit einer umlaufenden Sicke (31) versehen ist, die an einer Unterseite (32b) der Scheibe (29) einen umlaufenden, überstehenden Ring (33) bewirkt, der eine definierte Pressung der Dichtung (35) sicherstellt.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (29) aus Stahl hergestellt ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (29) eine Durchgangsöffnung (38) aufweist und dass die Scheibe (29) über die Durchgangsöffnung (38) an einem Kegelabschnitt (37) des Bolzenabschnittes (16) befestigt ist.
Verwendung einer Verbindungsvorrichtung entsprechend den Ansprüchen 1 bis 15 zur Befestigung eines als Kunststoff-Karosseriebauteil (1) eines Fahrzeuges ausgebildeten ersten Bauteils mit einem unterhalb des Kunststoff-Karosseriebauteils (1) angeordneten als Karosseriebauteil (19) ausgebildeten zweiten Bauteil.
Verwendung einer Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Karosseriebauteil (1) eine Außenhautfunktion hat.
Verwendung einer Verbindungsvorrichtung nach den Ansprüchen 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kunststoff-Karosseriebauteil (1) ein Befestigungsabschnitt mit einer Aussparung (3) ausgebildet ist, dass die Aussparung (3) mit einer Längsnut (4) mit Seitenrändern (5, 6) versehen ist, dass die Seitenränder (5, 6) als Führungsabschnitte (7, 8) dienen, und dass die Längsnuten (10, 11) der Gleitmutter (9) mit den Seitenrändern (5, 6) der an dem Kunststoff-Karosseriebauteil (1) ausgebildeten Längsnut (4) längsverschiebbar in Eingriff bringbar sind.