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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungssystem mit einem ersten Bauteil,
das ein von dem Bauteil abstehendes Halteelement trägt, einem
zweiten Bauteil, das eine Öffnung
hat, durch die das Halteelement hindurchsteckbar ist, und einem
Clip, der an dem aus der Öffnung
des zweiten Bauteils herausragenden Ende des Halteelements befestigbar
ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Clip für ein derartiges Befestigungssystem
und ein Verfahren zur Montage eines derartigen Befestigungssystems.
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Befestigungssysteme
der angegebenen Art sind allgemein bekannt. Sie werden vielfach
anstelle von Schraubbefestigungen eingesetzt, um eine schnellere
Montage zu ermöglichen.
An unzugänglichen
Befestigungsstellen ist die Montage eines Clips jedoch mitunter
schwierig durchzuführen.
Weiterhin besteht oft das Problem, dass zur Montage eines Bauteils
mehrere Clipse benötigt
werden, die dann einzeln nacheinander zugeführt und montiert werden müssen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungssystem der
eingangs genannten Art zu schaffen, das eine einfache und schnelle
Montage auch an unzugänglichen
Befestigungsstellen ermöglicht.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, einen Clip für ein derartiges
Befestigungssystem zu schaffen, der sich einfach und kostengünstig aus
Kunststoff herstellen lässt.
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Zur
Lösung
der genannten Aufgabe sind bei dem Befestigungssystem nach der Erfindung
an dem zweiten Bauteil und an dem Clip Haltemittel vorgesehen, die
miteinander in Eingriff bringbar sind, um den Clip in einer Vormontagestellung
an dem zweiten Bauteil festzuhalten, und die so ausgebildet sind, dass
der Clip gegenüber
dem zweiten Bauteil aus der Vormontagestellung in eine Befestigungsstellung
bewegbar ist, in der der Clip mit dem aus der Öffnung des zweiten Bauteils
herausragenden Ende des Halteelements verbunden ist.
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Das
erfindungsgemäße Befestigungssystem hat
den Vorteil, dass der Clip vor der Montage an dem zweiten Bauteil
angebracht werden kann. Hierdurch kann der Clip mit Hilfe des zweiten
Bauteils in die Montagestellung gebracht werden, so dass eine separate
Zuführung
des Clips nicht erforderlich ist. Weiterhin wird der Clip in der
Montagestellung durch die Haltemittel an dem zweiten Bauteil in
einer Vormontagestellung gehalten, aus der er beispielsweise mit
Hilfe eines einfachen Werkzeugs zuverlässig in die Befestigungsstellung
bewegbar ist. Störungen des
Montageablaufs durch ungünstige
Positionierung des Clips werden dadurch vermieden. Von besonderem
Vorteil ist das erfindungsgemäße Befestigungssystem
bei Anwendungen, bei denen das zweite Bauteil an mehreren Stellen
an dem ersten Bauteil befestigt wird, da dann nach dem Anbringen
mehrerer Clipse an dem zweiten Bauteil dieses zusammen mit den daran
befestigten Clipsen durch einen einzigen Vorgang in die Montagestellung
gebracht werden kann. In der Montagestellung des zweiten Bauteils
sind dann alle Clipse montagegerecht positioniert, so dass es in
machen Fällen
auch möglich
ist, mit Hilfe eines auf alle Clipse einwirkenden Werkzeugs diese
gleichzeitig in die Befestigungsstellung zu bewegen. Die für einen
solchen Montagevorgang benötigte
Zeit ist daher sehr kurz.
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Vorzugsweise
weisen das zweite Bauteil und der Clip als Haltemittel oder zusätzlich zu
diesen ineinander greifende Führungselemente
auf, durch welche der Clip zwischen der Vormontagestellung und der
Befestigungsstellung beweglich an dem zweiten Bauteil geführt ist.
Das Führungselement des
zweiten Bauteils kann vorteilhaft als Führungsschiene ausgebildet sein,
die einen Fußabschnitt
und einen gegenüber
dem Fußabschnitt
breiteren Kopfabschnitt hat. Der Clip kann hierbei hakenförmige Führungselemente
haben, die den Kopfabschnitt der Führungsschiene von zwei Seiten
umgreifen. Das zweite Bauteil kann ein Gehäuseteil mit einer Wand und
einem an der Wand angeordneten Flansch sein, wobei in dem Flansch
eine Öffnung
für das
Halteelement vorgesehen ist und die Führungsschiene in einem parallelen
Abstand von dem Flansch an der Wand des zweiten Bauteils angeordnet
ist. Als weitere Führung
kann der Flansch in einem konstanten Abstand von der Wand eine der
Wand gegenüber
liegende Führungsrippe
haben. Führungsschiene
und Führungsrippe
bilden eine Art Parallelführung,
die den Clip bei der Bewegung in die Befestigungsstellung exakt
und ohne zu klemmen führt.
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Zur
Erleichterung der Vormontage und zur genauen Festlegung der Vormontagestellung
des Clips kann an einem Ende der Führungselemente ein Anschlag
vorgesehen sein, an dem der Clip bei einer Bewegung entgegen der
Montagerichtung abstützbar
ist. Vorzugsweise ist der Anschlag durch eine Querwand gebildet,
die den Flansch mit der Wand verbindet. Weiterhin kann eine Arretierung
vorgesehen sein, die den durch die Führungselemente an dem zweiten
Bauteil gehaltenen Clip leicht lösbar
in der Vormontagestellung festhält.
Die Arretierung kann aus einem an der Führungsschiene angeordneten
Vorsprung bestehen, der in einer Ausnehmung im Clip eingreift. Als
Alternative kann der Clip mit einem Schnapper versehen sein, der
mit einem Vorsprung am zweiten Bauteil zusammenwirkt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des Befestigungssystems nach der Erfindung
kann zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil ein elastisch
verformbares Dichtelement angeordnet sein, und es können Mittel
vorgesehen sein, die bei der Bewegung des Clips in die Befestigungsstellung
eine Pressung des Dichtelements zwischen dem ersten und dem zweiten
Bauteil bewirken.
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Ein
vorteilhafter Clip für
das Befestigungssystem nach der Erfindung hat im Wesentlichen die Form
eines Rahmens mit einer eine Anlagefläche bildenden Unterseite, zwei
im Wesentlichen parallelen, im Wesentlichen senkrecht zur Unterseite
ausgerichteten Längswänden, einer
die Längswände an einem Ende
verbindenden Querwand und einem die Längswände am anderen Ende verbindenden
Steg, unter dem sich eine Einführöffnung befindet,
die zu einem inner halb des Rahmens ausgebildeten Haltebereich zur
Aufnahme des Befestigungsendes des Halteelements führt.
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Die
erfindungsgemäß Gestaltung
des Clips ermöglicht
eine einfache und kostengünstige
Herstellung des Clips aus Kunststoff, wozu ein einfaches, zweiteiliges
Werkzeug genügt.
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Der
Haltebereich des Clips kann in einer zu dessen Auflagefläche parallelen
Ebene eine Schulter aufweisen, die mit einem Abschnitt des Halteelements
zusammenwirkt. Von der Schulter kann eine geneigte Rampe in Richtung
der Einführöffnung verlaufen,
welche sich mit zunehmendem Abstand von der Schulter der Anlagefläche auf
der Unterseite des Clips nähert.
Durch die Rampe kann das Befestigungsende des Halteelements in die
Eingriffsposition im Haltebereich geführt werden. Weiterhin kann
mit Hilfe der Rampe eine Verlagerung des Clips in Richtung der miteinander
zu verbindenden Bauteile bewirkt werden, um die Bauteile gegeneinander
oder gegen ein zwischen ihnen befindliches Dichtelement zu pressen.
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Der
Haltebereich des Clips ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet und zur Aufnahme
eines Halteelements in Form eines T-förmigen Bolzens ausgebildet.
Zur Arretierung des Clips in der Befestigungsstellung kann dieser
weiterhin einen Sperrfinger haben, der sich von dem Steg in die
Einführöffnung hinein
erstreckt und aus der Einführöffnung heraus
bewegbar ist, um das Einführen
des Halteelements zu ermöglichen,
und der nach Einführen
des Halteelements in die Einführöffnung zurückkehrt,
um ein Zurückziehen
des Halteelements aus der Einführöffnung zu
verhindern. Der Clip kann ferner an der Außenseite einer Längswand
Führungselemente
haben. Weiterhin kann die den Führungselementen
entgegengesetzte Längswand
des Clip eine zur Unterseite parallele Stufe aufweisen. Es kann
ferner vorgesehen sein, dass der Haltebereich des Clips durch eine
zwischen der Querwand und dem Steg angeordnete Zwischenwand begrenzt
ist und zwischen der Querwand und der Zwischenwand ein Werkzeug eingriffbereich
gebildet ist. Der Werkzeugeingriffbereich kann zur Unterseite hin
durch eine Bodenplatte geschlossen sein, um einen Kontakt des Werkzeugs
mit dem zweiten Bauteil zu vermeiden.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Verbinden zweier
Bauteile an mehreren Befestigungsstellen mit Hilfe von Clipsen,
wobei ein erstes Bauteil mehrere Halteelemente trägt, die
von dem ersten Bauteil abstehen und sich in gleicher Richtung erstrecken,
und wobei ein zweites Bauteil mehrere Öffnungen hat, durch die die
Halteelemente hindurchsteckbar sind. Nach der Erfindung werden Clipse
in den Öffnungen
zugeordneten Vormontagestellungen an dem zweiten Bauteil angebracht,
das zweite Bauteil wird dann in eine Montagestellung an dem ersten
Bauteil gebracht wird, in welcher die Halteelemente die Öffnungen
durchdringen, und anschließend
werden die Clipse gemeinsam mit Hilfe eines Montagewerkzeugs von
der Vormontagestellung in eine Befestigungsstellung bewegt, in der
sie mit den Halteelementen fest verbunden sind.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
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1 eine
Seitenansicht eines Clips nach der Erfindung,
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2 eine
Stirnansicht des Clips gemäß 1,
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3 eine
Draufsicht des Clips gemäß 1,
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4 eine
perspektivische Darstellung des Clips gemäß 1,
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5 einen
Längsschnitt
des Clips gemäß 1,
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6 einen
Querschnitt eines Befestigungssystems nach der Erfindung,
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7 einen
Längsschnitt
des Befestigungssystems gemäß 6,
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8 eine
Ansicht eines Befestigungssystems nach der Erfindung in Vormontagestellung
und
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9 eine
Ansicht des Befestigungssystems gemäß 8 in Montagestellung.
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Der
in den 1 bis 5 dargestellte Clip ist ein
Formteil, das mit Hilfe eines zweiteiligen Werkzeugs im Spritzgießverfahren
aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff hergestellt werden
kann. Der Clip 1 hat die Form eines im Wesentlichen rechteckigen
Rahmens, der aus zwei in einem gleichmäßigen Abstand voneinander angeordneten
Längswänden 2, 3,
einer die Längswände 2, 3 an
einem Ende verbindenden Querwand 4 und einem die Längswände 2, 3 am
anderen Ende verbindenden Steg 5 gebildet ist. Die Längswände 2, 3 und
die Querwand 4 sind senkrecht zu einer eine ebene Anlagefläche 6 aufweisenden
Unterseite 7 des Clips ausgerichtet.
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Der
Clip 1 ist zur Befestigung eines Bauteils bestimmt, dessen
Befestigungsbereich die Form eines Rotationskörpers hat. Zur Anpassung des
Clips 1 an diesen Befestigungsbereich sind die Längswände 2, 3 leicht
gekrümmt.
Außerdem
sind die Querwand 4 und der Steg 5 in einem Winkel
zueinander angeordnet, dessen Scheitel auf der gemeinsamen Krümmungsachse
der Längswände 2, 3 liegt.
Die Krümmungsachse
der Längsachse 2, 3 verläuft senkrecht
zur Ebene der Anlagefläche 6.
Ist der Clip an dem Bauteil montiert, so fällt die Krümmungsachse mit der Rotationsachse
des Befestigungsbereichs des Bauteils zusammen. Selbstverständlich können die
Längswände 2, 3 des
Clips auch gerade oder entgegengesetzte Krümmungen haben, und die Querwand 4 und
der Steg 5 können
in anderen Winkeln zueinander angeordnet sein, wenn dies für eine andere
Anwendung zweckmäßig oder
vorteilhaft ist.
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Der
Innenraum des Cliprahmens ist durch eine mit den Längswänden 2, 3 verbundene
Zwischenwand 8 in einen Haltebereich 9 und einen Werkzeugeingriftbereich 10 unterteilt.
Der Haltebereich 9 hat eine U-förmige Schulter 11 mit
einer Schulterfläche 12,
die der Anlagefläche 6 entgegengesetzt
und parallel zu dieser ausgerichtet ist. An die beiden Schenkel
der U-förmigen
Schulter 11 schließen
sich geneigte Rampen 13 an, die sich bis zu einer unter
dem Steg 5 befindlichen Einführöffnung 17 erstrecken.
Die Rampen 13 haben sich an die Schulterfläche 12 anschließende Rampenflächen 14,
deren Abstand von der Unterseite 7 des Clips mit zunehmender
Entfernung von der Schulterfläche 12 abnimmt.
Ein federnd nachgiebiger Sperrfinger 15 erstreckt sich
von dem Steg 5 in Richtung des Haltebereichs 9 und
ragt mit einem an seiner Unterseite ausgebildeten Sperrzahn 16 in
die Einführöffnung 17 hinein.
Der Sperrfinger 15 kann nach oben federnd ausweichen, wenn
ein T-Bolzen durch die Einführöffnung 17 in
den Haltebereich 9 eingeführt wird und federt in seine
Ausgangslage zurück,
wenn sich der T-Bolzen im Haltebereich 9 befindet, um den
T-Bolzen in dem Haltebereich 9 zurückzuhalten.
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An
der Außenseite
der Längswand 3 sind
an dem oberen Rand zwei Führungselemente 18 und
an dem unteren Rand ein Führungselement 19 angeordnet.
Die oberen Führungselemente 18 sind
in einem Abstand von der Längswand 3 hakenförmig nach
unten abgebogen und das untere Führungselement 19 ist
in einem Abstand von der Längswand 3 hakenförmig nach
oben abgebogen. Zwischen den in einem Abstand voneinander angeordneten
Führungselementen 18 befindet
sich ein Zwischenraum, dessen Länge
gleich oder größer ist
als die Länge
des unteren Führungselements 19.
Unter dem Zwischenraum ist das untere Führungselement 19 angeordnet.
Hierdurch ist die Formgebung der Führungselemente 18, 19 mit
Hilfe eines einfachen Werkzeugs möglich.
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Die
Längswand 2 weist
eine sich längs
ihres unteren Randes erstreckende Stufe 20 auf, durch die eine
zur Anlagefläche 6 parallele,
nach unten gerichtete Stufenfläche 21 und
eine zu dieser senkrechte Führungsfläche 22 gebildet
sind.
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Wie
insbesondere aus 5 zu ersehen, ist im Gegensatz
zum Haltebereich 9 der Werkzeugeingriffbereich 10 unten
durch einen Boden 23 verschlossen. Der Boden 23 verhindert,
dass ein in den Werkzeugeingriftbereich 10 eingesetztes
Werkzeug mit einem an der Anlagefläche 6 anliegenden
Bauteil in Kontakt kommen kann.
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Eine
vorteilhafte Anwendung des dargestellten und beschriebenen Clips 1 zeigt
das in den 5 und 6 dargestellte
Befestigungssystem. Das Befestigungssystem umfasst ein erstes Bauteil 30,
ein zweites Bauteil 31 und ein zwischen den Bauteilen 30, 31 angeordnetes
Dichtelement 32. Bei dem ersten Bauteil 30 kann
es sich beispielsweise um den Türbereich
eines Kraftfahrzeugs handeln. An das erste Bauteil 30,
das aus Blech besteht, ist ein T-Bolzen 33 angeschweißt, der
einen zylindrischen Schaft 34 und einen kreisscheibenförmigen Kopf 35 von
gegenüber
dem Schaft 34 größeren Durchmesser
hat. Bei dem zweiten Bauteil 31, von dem nur der Befestigungsbereich
dargestellt ist, kann es sich beispielsweise um ein topfförmiges Lautsprechergehäuse aus Kunststoff
handeln. Das zweite Bauteil 31 hat eine im Wesentlichen
zylindrische Wand 36, an die ein sich radial nach außen erstreckender,
kreisringförmiger Flansch 37 angeformt
ist. Der Flansch 37 weist an seinem radial äußeren Rand
eine Führungsrippe 38 auf,
die der Wand 36 gegenüberliegt.
In dem Flansch 37 befindet sich eine Öffnung 39, durch die
der T-Bolzen 33 mit seinem Kopf 35 hindurchsteckbar
ist. Auch das Dichtelement 32 hat im Bereich der Öffnung 39 eine Öffnung 40 entsprechender
Größe.
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An
die Wand 36 ist weiterhin in einem Abstand von dem Flansch 37 eine
Führungsschiene 41 angeformt,
die sich parallel zum Flansch 37 über einen der Öffnung 39 benachbarten
Umfangsabschnitt der Wand 36 erstreckt. Die Führungsschiene 41 hat ein
T-förmiges
Profil mit einem in gleichmäßigem Abstand
von der Wand 36 angeordneten Kopfabschnitt 42 und
einem den Kopfabschnitt 42 mit der Wand verbindenden Fußabschnitt 43.
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Aus 6 ist
zu ersehen, dass die Führungselemente 18, 19 des
Clips 1 den Kopfabschnitt 42 der Führungsschiene 41 von
oben und von unten umgreifen. Hierdurch ist der Clip 1 an
dem zweiten Bauteil 31 in Umfangsrichtung gehalten und
geführt. Eine
zusätzliche
Führung
wird durch die Führungsrippe 38 bewirkt,
die in die durch die Schulter 11 gebildete Ausnehmung in
der Längswand 2 des
Clips 1 eingreift und an der Schulterfläche 12 anliegt. Wie
im Folgenden noch näher
erläutert
werden wird, wird der Clip 1 vor der Montage des zweiten
Bauteils 31 auf die Führungsschiene 41 aufgeschoben
und dadurch beweglich mit dem Bauteil 31 verbunden. Gemeinsam
mit dem Bauteil 31 wird der Clip 1 dann an das erste
Bauteil 31 herangeführt
und durch Verschieben in Umfangsrichtung gegenüber dem Bauteil 31 in
die in 7 gezeigte Befestigungsstellung gebracht. Bei dem
Verschieben gelangt der Kopf 35 des T-Bolzens 33 zunächst in
Kontakt mit den Rampen 13, so dass der Clip 1 durch
die Neigung der Rampenflächen 14 in
Richtung des ersten Bauteils 30 gedrängt wird. Auf diese Weise wird
das Bauteil 31 fest an das Bauteil 30 angepresst
und das zwischen den Bauteilen 30, 31 befindliche
Dichtelement 32 zusammengedrückt. Der Kopf 35 kommt
außerdem
in Kontakt mit der Unterseite des Sperrzahns 16, wodurch
dieser unter elastischer Verformung des Sperrfingers 15 nach oben
gedrückt
wird, so dass er über
den Kopf 35 hinweggleiten kann. Ist die in 7 gezeigte
Endstellung erreicht, so federt der Sperrfinger 15 in seine
Ursprungslage zurück.
Das Verschieben des Clips 1 gegenüber dem Bauteil 31 kann
mit Hilfe eines Werkzeugs erfolgen, das in den Werkzeugeingriffbereich 10 eingreift.
Eine Abstützung
des Werkzeugs an der Querwand 4 ist aber ebenfalls möglich.
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Der
Clip 1 ist in den 6 und 7 in
der Befestigungsstellung gezeigt, in der er die Bauteile 30, 31 fest
miteinander verbindet und an das Dichtelement 32 anpresst.
In dieser Stellung befindet sich der T-Bolzen 33 im Haltebereich 9,
wobei er mit der Unterseite seines Kopfes 35 an der Schulterfläche 12 anliegt.
In Richtung der Einführöffnung 17 liegt
der Sperrzahn 16 des Sperrfingers 15 dem Rand
des Kopfes 35 unmittelbar gegenüber und verhindert dadurch,
dass der T-Bolzen 33 aus dem Haltebereich 9 wieder
heraustreten kann.
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Anhand
von 8 und 9 wird der Montagevorgang bei
dem zuvor beschriebenen Befestigungssystem näher erläutert. 8 zeigt
das zweite Bauteil 31 von oben. Der Flansch 37 des
Bauteils 31 weist mehrere Öffnungen 39 auf. Jeder Öffnung 39 ist eine
Führungsschiene 41 benachbart,
die sich bis zu einem Anschlag 44 erstreckt. Der Anschlag 44 ist durch
eine radiale Wand gebildet, die auch zur Verstärkung des Flansches 37 dienen
kann. Jede Führungsschiene 41 trägt einen
Clip 1. Die Clips sind über
die freien Enden der Führungsschienen 41 auf diese
aufgeschoben und befinden sich in einer Vormontagestellung, in der
sie mit ihrer Querwand 4 an dem Anschlag 44 anliegen.
Ein an dem oberen Rand der Führungsschienen 41 jeweils
angebrachter Vorsprung 45 greift in den Zwischenraum zwischen
den Führungselementen 18 des
jeweiligen Clips 1 ein und hält diesen dadurch in der Vormontagestellung
fest. Der Vorsprung 45 ist so bemessen, dass das der Querwand 4 benachbarte
Führungselement 18 mit geringer
Kraft über
ihn hinweggeschoben werden kann.
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Das
zweite Bauteil 31 wird mit den vormontierten Clipsen nun
in einem einzigen Arbeitsgang in die Montagestellung auf dem ersten
Bauteil 30 gebracht. In der Montagestellung liegt das Bauteil 31, wie
aus den 6 und 7 zu ersehen,
auf dem Dichtelement 32 auf und die T-Bolzen 33 ragen
durch die Öffnungen 39 hindurch.
Ihre Köpfe 35 befinden sich
unmittelbar vor den Einführöffnungen 17 der Clipse 1.
Zur Befestigung des Bauteils 31 an dem Bauteil 30 wird
nun eine Montagewerkzeug angesetzt, welches eine der Zahl der Clipse
entsprechende Anzahl von Fingern hat, die jeweils in den Werkzeugeingriftbereich 10 der
Clipse 1 eingreifen. Durch Drehen des Montagewerkzeugs
im Uhrzeigersinn um die Rotationsachse des zweiten Bauteils 31 werden gleichzeitig
alle Clipse 1 in die in 9 gezeigte
Befestigungsstellung gebracht, in der die T-Bolzen 33 in die
Haltebereiche eingreifen. Wie bereits beschrieben, wird bei diesem
Vorgang gleichzeitig mit Hilfe der Rampen 13 eine axiale
Pressung des Dichtelements 32 bewirkt.
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Der
beschriebene Montagevorgang ist sehr einfach und schnell durchführbar und
gewährleistet eine
zuverlässige
Montage an allen Befestigungsstellen. Insbesondere durch die gleichzeitige
Montage aller Clipse wird eine erhebliche Zeitersparnis erreicht.
Von Vorteil ist weiterhin, dass die Clipse zu einem früheren Zeitpunkt,
beispielsweise bei dem Hersteller des zweiten Bauteils, vormontiert
werden können,
so dass das zweite Bauteil montagefertig dem Endverbraucher für den Einbau
geliefert werden kann. Das zweite Bauteil kann auch leicht wieder
demontiert werden, indem man den Sperrfinger mit Hilfe eines geeigneten
Werkzeugs nach oben drückt
und dann den Clip in seine Vormontagestellung zurückschiebt.
Das beschriebene Befestigungssystem eignet sich besonders für die Montage
von Lautsprechern in Türen
von Kraftfahrzeugen und ist erheblich einfacher und kostengünstiger
als die hierfür
seither übliche
Befestigung mittels Dübeln
und Schrauben.