DE102005029544A1

DE102005029544A1 - Verbindungsvorrichtung zur Befestigung eines Stoßfängerseitenteils an einem Kotflügel

Info

Publication number: DE102005029544A1
Application number: DE200510029544
Authority: DE
Inventors: Harald Orlogi; Karsten Strobel; Martin Schäfer
Original assignee: Rehau AG and Co; DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-06-25
Filing date: 2005-06-25
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2025-06-26
Also published as: DE102005029544B4

Abstract

Eine Verbindungsvorrichtung (1) dient zur Befestigung eines Stoßfängerseitenteils an einem Kotflügel. Die Verbindungsvorrichtung (1) hat eine Aufnahmenut (8) zur Aufnahme einer längs des Stoßfängerseitenteils verlaufenden Befestigungsleiste. Mindestens ein zumindest abschnittsweise in der Aufnahmenut (8) angeordnetes Rastelement (9) dient zum Zusammenwirken mit einem zugeordneten Rastfenster in der Befestigungsleiste. Das Rastelement (9) ist so ausgeführt, dass es in einer Raststellung mit einem Rastvorsprung (12) in das Rastfenster (7) eingreift. Eine Anlage- und Führungswand (15) des Rastvorsprungs (12), die beim Rasten in die Raststellung zunächst zurückweicht, ist konvex ballig ausgeführt. Die Anlage- und Führungswand (15) verjüngt sich entgegen einer quer zu einer Nuterstreckungsrichtung (16) gerichteten Einrastrichtung. Mit einer ersten Wandkrümmung (19) verjüngt sich die Anlage- und Führungswand (15) entgegen einer längs der Nuterstreckungsrichtung (16) gerichteten Ausrastrichtung (18). Mit einer zweiten Wandkrümmung (20) verjüngt sich die Anlage- und Führungswand (15) entgegen einer Stoßrichtung (17). Es resultiert eine Verbindungsvorrichtung, bei der definierte Auslöse- und Betätigungskräfte des Rastelements beim Einrasten, beim Ausrasten und im Crashfall vorgegeben sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur Befestigung eines Stoßfängerseitenteils an einem Kotflügel.

Eine derartige Verbindungsvorrichtung ist aus der DE 699 02 324 T2 bekannt. Dort ist der Rastvorsprung mit einer Mehrzahl von Fasen ausgeführt, so dass sich der Rastvorsprung nach drei Seiten verjüngt. Hierdurch ist eine Montage, eine Demontage sowie ein Ausknüpfen des Stoßfängerseitenteils im Crashfall möglich. Was die Auslöse- und Betätigungskräfte angeht, die beim bekannten Rastelement beim Einrasten, beim Ausrasten und im Crashfall vorliegen, so besteht bei der bekannten Verbindungsvorrichtung noch Verbesserungsbedarf.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass definierte Auslöse- und Betätigungskräfte des Rastelements beim Einrasten, beim Ausrasten und im Crashfall vorgegeben sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbindungsvorrichtung mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Durch die erfindungsgemäße Ausformung des Rastvorsprungs mit einer Anlage- und Führungswand mit zwei stetigen Wandkrümmungen wird eine definierte Vorgabe eines notwendigen Kraftverlaufs beim Ausrasten und im Crashfall ohne unerwünschte Haftreibungseffekte oder Sprünge bei den erforderlichen Auslöse- und Betätigungskräften erreicht. Dieser Kraftverlauf kann angepasst werden an die verwendeten Materialien, an das Gewicht der beteiligten Fahrzeugkomponenten und an zusätzliche, sich z. B. aus Normungen oder Crashtestvorgaben ergebende Anforderungen. Beim Einrasten kann weiterhin eine fasenartige, also eine im Schnitt einen ebenen Verlauf aufweisende, Verjüngung, wirksam sein.

Alternativ ist es auch hier möglich, mit einer weiteren Wandkrümmung zu arbeiten. Es resultiert eine vielseitig anpassbare und daher flexibel einsetzbare Verbindungsvorrichtung.

Unterschiedliche Wandkrümmungen nach Anspruch 2 erlauben eine unabhängige Anpassung des Kräfteverlaufs für das Ausrasten einerseits und für den Crashfall andererseits. Dies hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da die Kräfte, die für das Ausrasten erforderlich sein sollen, sich in den meisten Fällen von den Kräften, die im Crashfall ein Ausknüpfen hervorrufen sollen, unterscheiden. Diesen unterschiedlichen Anforderungen kann der Rastvorsprung mit den unterschiedlichen Wandkrümmungen gerecht werden. Auch die beim Einrasten wirkende Verjüngung des Rastvorsprungs kann mit einer nochmals unterschiedlichen Wandkrümmung ausgeführt sein.

Eine Relation der Wandkrümmungen nach Anspruch 3 ergibt, dass die Ausknüpfkraft im Crashfall größer ist als die Ausrastkraft. Weitere konstruktive Anpassungen des Rastelements, um dieses Kräfteverhalten zu erzeugen, sind dann nicht erforderlich.

Eine separate Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5 erweitert die baulichen Gestaltungsmöglichkeiten der Verbindungsvorrichtung. Alternativ ist es natürlich möglich, die Verbindungsvorrichtung als einstückig an den Kotflügel angeformtes Bauteil auszuführen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kotflügel aus Kunststoff gefertigt ist.

Eine 2K-Bauweise nach Anspruch 6 ermöglicht eine Feinabstimmung des Kräfteverhaltens des Rastelements beim Einrasten, Ausrasten und im Crashfall durch eine entsprechende Materialwahl.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 perspektivisch und nicht sichtbare Details freigebend einen Ausschnitt der Karosserie eines Kraftfahrzeugs;
2 perspektivisch aus einer zu 1 ähnlichen Blickrichtung eine Verbindungsvorrichtung zur Befestigung eines in 1 sichtbaren Stoßfängerseitenteils mit einem Kotflügel;
3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in 1;
4 einen zu 3 ähnlichen Schnitt in einer Momentanposition des Stoßfängerseitenteils vor dem Einrasten bei noch nicht aufgespreizter Rastverbindung;
5 eine zu 4 ähnliche Momentanposition bei aufgespreizter Rastverbindung;
6 vergrößert eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts der Verbindungsvorrichtung mit einem Rastelement; und
7 gegenüber 6 nochmals vergrößert eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts der Verbindungsvorrichtung mit einem Rastelement aus verglichen mit 6 etwa entgegengesetzter Blickrichtung.
Eine in den 1 und 2 insgesamt dargestellte Verbindungsvorrichtung 1 dient zur Befestigung eines Stoßfängerseitenteils 2 an einem Kotflügel 3 (vgl. z. B. 4). Die Verbindungsvorrichtung 1 und das Stoßfängerseitenteil 2 sind aus Kunststoff. Der Kotflügel 3 ist aus Blech, kann alternativ aber auch aus Kunststoff sein. Die Verbindungsvorrichtung 1 ist mithilfe einer Mehrzahl von nicht im Einzelnen interessierenden Befestigungselementen 4 fest an einem Rücksprung 5 des Kotflügels 3 montiert.
In Einbauposition oben schließt das Stoßfängerseitenteil 2 mit einer um etwa 90° umgebogenen, etwa horizontal verlaufenden Befestigungsleiste 6 ab. Diese weist längs ihres Verlaufs eine Mehrzahl von rechteckigen Rastfenstern 7 auf. Dargestellt sind in 1 acht derartige Rastfenster 7. Zur Aufnahme der Befestigungsleiste 6 des Stoßfängerschenkels 2 dient eine Aufnahmenut 8 der Verbindungsvorrichtung 1 (vgl. 6). Längs der Aufnahmenut 8 und in der Einbauposition des Stoßfängerschenkels 2 den Rastfenstern 7 zugeordnet weist die Verbindungsvorrichtung 1 eine Mehrzahl, nämlich ebenfalls acht, von Rastelementen 9 auf. Die Rastelelemente 9 weisen jeweils eine elastische Zunge 10 auf, die einstückig an einem Grundkörper 11 der Verbindungsvorrichtung 1 angeformt ist. Die Zunge 10 verläuft in der Einbauposition der Verbindungsvorrichtung 1 zunächst vom Grundkörper 11 aus nach oben und ist dann um etwa 90° umgebogen, so dass das freie Ende der Zunge 10 in etwa horizontal verläuft.
Dieses freie Ende der Zunge 10 trägt einen Rastvorsprung 12 des Rastelements 9. Zum Boden der Aufnahmenut 8 hin hat der Rastvorsprung 12 eine in der Einbauposition etwa vertikal verlaufende ebene Rastwand 13.
Im Bereich jedes Rastelements 9 weist der Grundkörper 11 der Verbindungsvorrichtung 1 eine Aussparung 14 auf, die bei der Herstellung der Verbindungsvorrichtung 1 das Material für das Rastelement 9 liefert.
In der Einbauposition oben hat der Rastvorsprung 12 eine Anlage- und Führungswand 15. Beim Rasten gleitet die Befestigungsleiste 6 auf der Anlage- und Führungswand 15, wobei letztere nach unten zurückweicht, wodurch wiederum die Zunge 10 elastisch deformiert wird.
Der Verlauf der Aufnahmenut 8 gibt eine Nuterstreckungsrichtung 16 vor (vgl. 6). Quer zu dieser Nuterstreckungsrichtung 16, also in der Schnittebene der 3 bis 5, verjüngt sich der Rastvorsprung 12 zur Fahrzeugaußenseite hin. Die Schnittdarstellungen der 3 bis 5 zeigen den Rastvorsprung 12 daher als sich nach rechts verjüngenden Keil.
Das Stoßfängerseitenteil 2 ist gegenüber einem nicht dargestellten Stoßfängermittelteil um etwa 90° um eine in Einbauposition vertikale Achse umgebogen. Eine Stoßrichtung 17 frontal auf dieses Mittelteil, also die typische Kraftrichtung im Crashfall, verläuft also etwa parallel zur Nuterstreckungsrichtung 16 in 6 nach links und aufgrund der um etwa 180° gedrehten Perspektive in 7 nach rechts. Da es sich beim Stoßfängerseitenteil 2 um das Teil eines hinteren Stoßfängers handelt, stimmt die Stoßrichtung 17 mit der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs überein. Der Stoßrichtung 17 entgegengesetzt parallel zur Nuterstreckungsrichtung 16 verläuft eine Ausrastrichtung 18 zum Ausrasten des Stoßfängerseitenteils 2 aus der Verbindungsvorrichtung 1. Entgegen der Ausrastrichtung 18 verjüngt sich die Anlage- und Führungswand 15 mit einer ersten stetigen Wandkrümmung 19. Entgegen der Stoßrichtung 17 wiederum verjüngt sich die Anlage- und Führungswand 15 mit einer zweiten stetigen Wandkrümmung 20. Die erste Wandkrümmung 19 hat einen kleineren Krümmungsradius als die zweite Wandkrümmung 20. Der in Stoßrichtung 17 führende Abschnitt 21 der ersten Wandkrümmung 19 ist daher stärker verjüngt als der in Ausrastrichtung 18 führende Abschnitt 22 des Rastvorsprungs 12. Die beiden Abschnitte 21, 22 gehen stetig, also ohne Kante ineinander über.
Aufgrund der beiden Wandkrümmungen 19, 20 ist die Anlage- und Führungswand 15 des Rastvorsprungs 12 also konvex ballig, insbesondere kantenfrei, ausgeführt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Verbindungsvorrichtung 1 als separates Bauteil an den Kotflügel 3 montiert. Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist die Verbindungsvorrichtung 1 ein einstückig an den Kotflügel 3 angeformtes Bauteil.
Das Rastelement 9 und der sonstige Grundkörper 11 sind aus dem gleichen Kunststoffmaterial. Alternativ ist es möglich, das Rastelement 9 und den sonstigen Grundkörper 11 der Verbindungsvorrichtung 1 als Zweikomponenten-(2K-)Kunststoffbauteile auszuführen. Dabei stellt das Rastelement 9 eine Weichkomponente und der Grundkörper 11 eine Hartkomponente dieses 2K-Verbundes dar.
Das Stoßfängerseitenteil 2 wird folgendermaßen am Kotflügel 3 montiert:
Zunächst wird die Verbindungsvorrichtung 1 am Kotflügel 3 mithilfe der Befestigungselemente 4 montiert. Anschließend wird das Stoßfängerseitenteil 2 von der Fahrzeugaußenseite her gegenüber der Verbindungsvorrichtung 1 derart in Position gebracht, dass die Befestigungsleiste 6 auf Höhe der Aufnahmenut 8 liegt. Diese Vorbereitungsposition ist in 4 dargestellt. Sodann wird die Befestigungsleiste 6 in einer Einrastrichtung 23, also zur Fahrzeuginnenseite hin, relativ zur Verbindungsvorrichtung 1 verlagert. Hierbei dringt die Befestigungsleiste 6 in die Aufnahmenut 8 ein. Dabei verdrängt die Befestigungsleiste 6 zunächst die Rastvorsprünge 12, die daher zurückweichen, wie in 5 dargestellt, wobei die Rastzungen 10 elastisch nachgeben. Nach vollständigem Eindringen der Befestigungsleiste 6 in die Aufnahmenut 8 und Ausrichten des Stoßfängerseitenteils 2 längs der Nuterstreckungsrichtung 16 rasten die Rastvorsprünge 12 der Verbindungsvorrichtung 1 jeweils in die Rastfenster 7 des Stoßfängerseitenteils 2 ein. Dabei hintergreifen die Rastwände 13 die ihnen zugewandten Begrenzungswände der Rastfenster 7, so dass eine Sicherung der Stoßfängerseitenteile 2 am Kotflügel 3 gegen eine Verlagerung entgegen der Einrastrichtung 23 gegeben ist.
Zur Demontage des Stoßfängerseitenteils 2 wird letzteres relativ zur Verbindungsvorrichtung 1 in der Ausrastrichtung 18, also entgegen der Stoßrichtung 17, verlagert. Im Falle des hinteren Stoßfängers erfolgt also eine Ausrastverlagerung entgegen der Fahrtrichtung.
Bei dieser Verlagerung in der Ausrastrichtung 18 drückt der in Stoßrichtung 17 führende Abschnitt 21 des Rastvorsprungs 12 gegen die ihm zugewandte Begrenzungswand des Rastfensters 7 bei jeden Rastelement 9, mit der der Abschnitt 21 teilweise überdeckt. Da der in Stoßrichtung führende Abschnitt 21 wegen der relativ kleinen Wandkrümmung 19 relativ stark verjüngt ist, liegt nur eine geringe Überdeckung des in Stoßrichtung führenden Abschnitts 21 mit der ihm zugewandten Begrenzungswand des Rastfensters 7 vor, so dass nach Überwindung einer relativ geringen Ausrastkraft ein Zurückweichen des Rastvorsprungs 12 in 6 nach unten erfolgt, wodurch die Rastverbindung zwischen dem Stoßfängerseitenteil 2 und der Verbindungsvorrichtung 1 freigegeben ist. Das Stoßfängerseitenteil 2 kann dann vom Kotflügel 3 abgenommen werden.
Im Crashfall erfolgt oberhalb einer vorgegebenen Stoßkraft, deren Absolutbetrag größer ist als die Ausrastkraft, ein kontrolliertes Ausknüpfen des Stoßfängerseitenteils 2 aus der Verbindungsvorrichtung 1. Im Crashfall drückt der in Ausrastrichtung führende Abschnitt 22 des Rastvorsprungs 12 gegen die ihm zugewandte Begrenzungswand des Rastfensters 7 bei jedem Rastelement 9. Aufgrund der relativ großen zweiten Wandkrümmung 20 ist die Überdeckung des Abschnitts 22 mit der ihm zugewandten Begrenzungswand des Rastfensters 7 relativ groß. Dies bedingt, dass im Crashfall ein größerer Widerstand des Rastvorsprungs 12 überwunden werden muss, bis dieser zurückweicht, als dies im Ausrastfall notwendig ist. Sobald dieser Widerstand überwunden ist, weicht der Rastvorsprung 12 in 6 nach unten zurück, so dass sich das Stoßfängerseitenteil 2 vom Kotflügel 3 lösen kann. Ein kontrolliertes Ausknüpfen des Stoßfängerseitenteils 2 und damit das Vermeiden einer Beschädigung des Kotflügels 3 als Folge eines Stoßes auf den Stoßfänger ist damit gegeben.
Die Wandkrümmungen 19 und 20 weisen einen in etwa konstanten Krümmungsradius auf. Alternativ ist es möglich, die Wandkrümmungen 19, 20 so auszuführen, dass ihr Krümmungsradius einen sich stetig ändernden Verlauf hat. Der Krümmungsradius kann z. B., ausgehend vom jeweils führenden Abschnitt 21, 22 stetig zunehmen, so dass der Rastvorsprung 12, ausgehend von den führenden Abschnitten 21, 22, zunehmend abflacht. Durch einen derartigen stetigen Verlauf des Krümmungsradius ist es möglich, den Kräfteverlauf, der zum Zurückweichen des Rastvorsprungs 12 im Ausrast- oder Crashfall erforderlich ist, definiert zu beeinflussen.

Claims

Verbindungsvorrichtung (1) zur Befestigung eines Stoßfängerseitenteils (2) an einen Kotflügel (3) – mit einer Aufnahmenut (8) zur Aufnahme einer längs des Stoßfängerseitenteils (2) verlaufenden Befestigungsleiste (6), – mit mindestens einem zumindest abschnittsweise in der Aufnahmenut (8) angeordneten Rastelement (9) zum Zusammenwirken mit einem zugeordneten Rastfenster (7) in der Befestigungsleiste (6) des Stoßfängerseitenteils (2), – wobei das Rastelement (9) so ausgeführt ist, dass es in einer Raststellung mit einem Rastvorsprung (12) in das Rastfenster (7) eingreift, – wobei die Verbindungsvorrichtung (1) fest am Kotflügel (3) anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlage- und Führungswand (15) des Rastvorsprungs (12), die beim Rasten in die Raststellung zunächst zurückweicht, konvex ballig ausgeführt ist, wobei sich die Anlage- und Führungswand (15) – entgegen einer quer zu einer Nuterstreckungsrichtung (16) gerichteten Einrastrichtung (23) derart verjüngt, dass zunächst ein Zurückweichen des Rastvorsprungs (12) vor der Befestigungsleiste (6) und anschließend ein Einrasten des Rastvorsprungs (12) in das Rastfenster (7) beim Einschieben der Befestigungsleiste (6) in die Einrastrichtung (23) in die Aufnahmenut (8) erfolgt, – mit einer ersten stetigen Wandkrümmung (19) entgegen einer längs der Nuterstreckungsrichtung (16) gerichteten Ausrastrichtung (18), die wiederum einer Stoßrichtung (17) auf ein Stoßfängermittelteil entgegengesetzt ist, derart verjüngt, dass ein Ausrasten des Rastvorsprungs (12) aus dem Rastfenster (7) beim Verlagern der Befestigungsleiste (6) relativ zur Aufnahmenut (8) in Ausrastrichtung (18) erfolgt, – mit einer zweiten stetigen Wandkrümmung (20) entgegen der Stoßrichtung (17) derart verjüngt, dass ein Ausknüpfen des Rastvorsprungs (12) aus dem Rastfenster (7) beim durch einen Stoß auf das Stoßfängermittelteil hervorgerufenen Verlagern der Befestigungsleiste (6) relativ zur Aufnahmenut (8) in Stoßrichtung (17) erfolgt.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wandkrümmungen (19, 20) der Anlage- und Führungswand (15) unterschiedlich sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wandkrümmung (19) einen kleineren Krümmungsradius hat als die zweite Wandkrümmung (20).
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Wandkrümmungen (19, 20) einen sich stetig ändernden Verlauf des Krümmungsradius aufweist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese als separates Bauteil an den Kotflügel (3) montierbar ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rastelement (9) und ein sonstiger Grundkörper (11) der Verbindungsvorrichtung (1) als 2K-Kunststoff-Bauteile vorliegen, wobei das Rastelement (9) eine Weichkomponente und der Grundkörper (11) eine Hartkomponente darstellt.