DE102006033013A1

DE102006033013A1 - Fixiermittel

Info

Publication number: DE102006033013A1
Application number: DE200610033013
Authority: DE
Inventors: Michael Hagemann; Lennart Hansmann; Ulf Hillemann; Andreas Meyer; Siegfried Stache
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2008-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fixiermittel (1), insbesondere für die Kraftfahrzeugtechnik, mit zwei beispielsweise als Bolzen (2) einerseits und als eine Aufnahme (3) andererseits ausgeführten Fixierelementen. Durch eine axiale Relativbewegung des Bolzens (2) gegenüber einer Aufnahme (3) wird ein Spreizkörper (4) der Aufnahme (3) verformt, so dass dieser durch eine radiale Spreizung in einer Ausnehmung kraftschlüssig fixierbar ist. Der Bolzen (2) und die Aufnahme (3) bestehen aus einem unterschiedlichen Kunststoffmaterial, so dass sich aufgrund von Umwelteinflüssen einerseits und materialbedingten Alterungsprozessen andererseits eine gezielte Verstärkung der Fixierung durch eine erhöhte Vorspannung des Spreizkörpers (4) durch Schrumpfung und Quellen realisieren lässt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fixiermittel, insbesondere für die Kraftfahrzeugtechnik, mit zwei in einer Fixierposition in eine vorbestimmte Wirkverbindung tretende Fixierelementen (2, 3) zur form- und/oder kraftschlüssigen Fixierung Kraftfahrzeugtechnik, mit einem Bolzen und mit einem durch eine axiale Relativbewegung des Bolzens gegenüber einer Aufnahme umfangsveränderlichen Spreizkörper zur form- und/oder kraftschlüssigen Fixierung in einer Ausnehmung.
Ein solches Fixiermittel ist grundsätzlich bereits durch die DE-OS 21 25 734 bekannt, welches in seiner Fixierposition in eine Ausnehmung eines Werkstückes eingreift. Dabei sind die Fixierelemente mit einem Bolzen und mit einem durch eine axiale Relativbewegung des Bolzens gegenüber einer Aufnahme umfangsveränderlichen Spreizkörper ausgestattet. Die Aufnahme hat einen gegenüber dem Umfang der Aufnahme vorspringenden, verformbaren Bereich, welcher durch die als Durchbrechung ausgeführte Aufnahme hindurchgeführt werden kann. Der vorspringende Bereich legt sich dadurch rückseitig gegen einen Randbereich der Ausnehmung an. Um ein unerwünschtes Lösen des Fixiermittels zu vermeiden, wird der als Schraube ausgeführte Bolzen in eine Bohrung der Aufnahme eingeschraubt und sichert so den vorspringenden Bereich gegen eine unerwünschte Verformung.
Die DE 10 2004 024 088 B4 beschreibt weiterhin ein als eine Spreizclipverbindung bezeichnetes Fixiermittel zur Verbindung von zwei Bauteilen, mit einer als Cliphülse ausgeführten Aufnahme, bestehend aus einem Abdeckplattenteil mit einer Spreizpin-Einstecköffnung und daran angeformten Spreizkörpern, wobei die Cliphülse in übereinander liegenden Ausnehmungen dergestalt eingesteckt ist, dass die Spreizkörper durch eine erste Ausnehmung hindurchragen und das Abdeckplattenteil eine zweite Ausnehmung überdeckt. Ferner ist ein bolzenförmiger Spreizpin vorgesehen, der bis in den Bereich der Spreizkörper einsteckbar ist und diese radial aufspreizt, wobei unter dem Abdeckplattenteil wenigstens ein bezüglich der Cliphülsenlängsachse nockenartig ausgebildeter Nockenbund angeformt ist. Durch Verdrehen der Cliphülse wird der Nockenbund zur Aufbringung einer Vorspannkraft senkrecht zur axialen Befestigungskraft an wenigstens einem Längsrand der Langlochform verklemmt.
Als nachteilig erweist es sich bei solchen Fixiermitteln, dass sich die vorbestimmte Fixierkraft im Verlauf der Lebensdauer des derart fixierten Bauelementes verändert. Insbesondere führen Umwelteinflüsse zu einer Verminderung der Fixierkraft, so dass sich derartige Fixiermittel lösen können.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Zuverlässigkeit eines solchen Fixiermittels über einen langen Zeitraum sicherzustellen und dabei insbesondere eine unerwünschte Reduzierung der Fixierkräfte zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Fixiermittel gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Fixiermittel vorgesehen, das zur verbesserten Fixierung zumindest abschnittsweise aufgrund äußerer oder alterungsbedingter Einflüsse form- oder volumenveränderlich ausgeführt ist. Hierdurch wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass die Fixierung im Betrieb des mit dem Fixiermittel ausgestatteten Kraftfahrzeuges nicht nachlässt oder beeinträchtigt wird. Vielmehr werden die an sich bekannten Änderungen der Eigenschaften der Fixierelemente aufgrund der Umgebungseinflüsse gezielt beider Formgebung derart berücksichtigt, dass solche voraussichtlich auftretenden Eigenschaftsänderungen zu einer verbesserten Fixierung führen, insbesondere also die so erreichbare Fixierkraft erhöhen. Das Fixiermittel kann dabei beispielsweise als eine lösbare oder unlösbare Spreizclipverbindung oder als eine mit einer Hinterschneidung ausgestattete lösbare oder unlösbare Schnappverbindung ausgeführt sein.
Dabei könnte das Fixiermittel zumindest abschnittsweise aus einem Naturstoff hergestellt sein. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn die Fixierelemente zumindest abschnittsweise aus einem unterschiedlichen Kunststoffmaterial bestehen, um so die Relativbewegung der Fixierelemente aufgrund der Umwelteinflüsse zu realisieren.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Fixierelemente zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund der alterungsbedingten Einflüsse längenveränderlich ausgeführt sind. Hierdurch wird also die im Verlauf der grundsätzlich bekannten alterungsbedingten Verkürzung des Kunststoffmaterials des Fixiermittels in eine Relativbewegung und damit in eine zusätzliche Spreizung oder Vorspannkraft der die Fixierelemente umgesetzt. Beispielsweise wird ein Haken oder ein Bolzen aus einem sich alterungsbedingt verkürzenden Material hergestellt.
Ebenso vorteilhaft erweist sich eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Fixierelemente zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund abweichender thermischer Dehnungskoeffizienten ausgeführt sind. Hierdurch führen also die insbesondere im Kraftfahrzeugbetrieb auftretenden erheblichen Temperaturschwankungen jeweils zu einer Erhöhung der Fixierkraft. Die Fixierelemente sind dabei aus unterschiedlichen Werkstoffen, so dass die Temperaturänderung eine axiale, irreversible Relativbewegung bewirkt.
Eine weitere, ebenfalls besonders praxisgerechte Abwandlung der Erfindung wird dann erreicht, wenn die Fixierelemente zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund der Luftfeuchtigkeit längenveränderlich ausgeführt sind, so dass die witterungsbedingten Änderungen der Luftfeuchtigkeit ebenso wie der Kontakt mit Wasser zu einem Quellen eines Bolzens oder Hakens in einer entsprechenden Aufnahme und damit zu einer weiteren Spreizung oder Vorspannung führt.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dann erreicht, wenn die Fixierelemente, beispielsweise ein Spreizkörper zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund der im Betrieb des Kraftfahrzeugs auftretenden Beschleunigung ausgeführt sind, so dass in einfacher Weise die Fixierelemente durch veränderliche Fahrzustände oder durch insbesondere von der Brennkraftmaschine verursachte Vibrationen relativ zu einander axial verlagert werden und diese dadurch verformt oder zusätzlich vorgespannt werden.
Die Fixierelemente könnten rotationssymmetrisch insbesondere zylindrisch ausgeführt sein, wobei die axiale Position durch Rastnasen festlegbar ist. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn die Fixierelemente einen zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund einer Drehbewegung um die Längsachse bestimmten Gewindeabschnitt aufweisen, so dass zumindest ein Fixierelement mühelos auch manuell durch die Drehung axial verlagert werden kann, um so die Fixierkraft einzustellen. Eine unerwünschte Abweichung lässt sich dabei durch eine entsprechende Markierung einer Sollwinkelstellung visuell überprüfen.
Die Fixierelemente könnten einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt über die jeweilige Erstreckung aufweisen. Besonders sinnvoll ist es hingegen auch, wenn zumindest ein Fixierelement zumindest abschnittsweise konisch ausgeführt ist, so dass die Verformung des Fixierelementes durch die Keilwirkung des konischen, insbesondere kegelförmigen Abschnitts unterstützt wird. Die Formgebung kann dabei auch selbsthemmend ausgeführt werden.
Eine andere, besonders zweckmäßige Ausgestaltung wird dabei erfindungsgemäß auch durch eine die Relativbewegung der Fixierelemente auf eine einzige Richtung beschränkende Beschaffenheit erreicht. Hierdurch wird eine Verminderung der Fixierkraft zuverlässig ausgeschlossen, indem die Relativbewegung zur Spreizung eines Fixierelementes irreversibel auf die Fixierrichtung beschränkt wird. Eine Relativbewegung der Fixierelemente führt demnach stets zu einer erhöhten Fixierkraft.
Diese Beschränkung auf eine Wirkrichtung der Relativbewegung der Fixierelemente kann durch eine formschlüssige Rastverbindung realisiert werden. Besonders sinnvoll ist es hingegen, wenn das Fixiermittel eine relative Drehbewegung der Fixierelemente auf eine einzige Richtung beschränkende Beschaffenheit der Fixierelemente aufweist, so dass nach dem Prinzip einer Ratsche die relative Drehbewegung einseitig beschränkt ist.
Das Fixiermittel könnte zur unlösbaren Fixierung an einem oder mehreren Bauelementen ausgeführt sein. Besonders hilfreich erweist sich demgegenüber jedoch eine Abwandlung, bei der das Fixiermittel lösbar ausgeführt ist und daher insbesondere zu Reparatur- oder Servicezwecken problemlos gelöst werden kann.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer perspektivischen Darstellung in
1 ein erfindungsgemäßes Fixiermittel mit einem Bolzen und einer Aufnahme;
2 das Fixiermittel mit der den Bolzen einschließenden Aufnahme mit einem ungespreizten Spreizkörper;
3 das Fixiermittel mit dem zur Fixierung gespreizten Spreizkörper der Aufnahme.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der 1 bis 3 näher dargestellt, die ein für die Kraftfahrzeugtechnik bestimmtes Fixiermittel 1 jeweils in einer perspektivischen Darstellung in verschiedenen Montagepositionen zeigen. Das Fixiermittel 1 umfasst einen Bolzen 2, welcher durch eine axiale Relativbewegung in eine Aufnahme 3 einschiebbar ist. Durch die Relativbewegung wird ein Spreizkörper 4 der Aufnahme 3 derart verformt, dass dieser entsprechend der in 3 gezeigten Fixierposition radial gespreizt wird und dadurch in einer nicht gezeigten Ausnehmung kraftschlüssig fixierbar ist. Der Bolzen 2 und die Aufnahme 3 bestehen aus einem unterschiedlichen Kunststoffmaterial, so dass sich aufgrund von Umwelteinflüssen einerseits und materialbedingten Alterungsprozessen andererseits eine gezielte Verstärkung der Fixierung durch eine erhöhte Vorspannung des Spreizkörpers 4 realisieren lässt. Hierzu besteht ein Bolzenschaft 5 des Bolzens 2 aus einem Material, welches sich während des fortschreitenden Alterungsprozesses verkürzt und dadurch eine Relativbewegung bewirkt. Zudem besteht ein Bolzenfuß 6 aus einem hydrophilen Material, welches im Bereich des Spreizkörpers 4 quillt und dadurch eine zusätzliche Vorspannung auf diesen ausübt. Zur Vermeidung einer unerwünschten Reduzierung der auf diese Weise im Fahrzeugbetrieb selbsttätig eintretenden verstärkten Fixierung, greift eine als Clipzange ausgeführte Abwinkelung 7 der Aufnahme 3 in Ringnuten 8 des Bolzens 2 ein, um so die axiale Relativbewegung irreversibel auf die Fixierrichtung zu beschränken. Zum Lösen der Fixierung ist der Bolzen 2 mit einem Schraubenkopf 9 ausgestattet, um so durch eine Drehwinkeländerung die axiale Fixierung des Bolzens 2 in der Aufnahme 3 aufzuheben.

1: Fixiermittel
2: Bolzen
3: Aufnahme
4: Spreizkörper
5: Bolzenschaft
6: Bolzenfuß
7: Abwinkelung
8: Ringnut
9: Schraubenkopf

Claims

Fixiermittel (1), insbesondere für die Kraftfahrzeugtechnik, mit zwei in einer Fixierposition in eine vorbestimmte Wirkverbindung tretende Fixierelementen (2, 3) zur form- und/oder kraftschlüssigen Fixierung, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (1) zur verbesserten Fixierung zumindest abschnittsweise aufgrund äußerer und/oder alterungsbedingter Einflüsse form- und/oder volumenveränderlich ausgeführt ist.
Fixiermittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zumindest abschnittsweise aus einem unterschiedlichen Kunststoffmaterial bestehen.
Fixiermittel (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund der alterungsbedingten Einflüsse volumen- und/oder längenveränderlich ausgeführt sind.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund abweichender thermischer Dehnungskoeffizienten ausgeführt sind.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund der Feuchtigkeit volumen- und/oder längenveränderlich ausgeführt sind.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund einer Strahlungseinwirkung, insbesondere UV-Strahlung volumen- und/oder längenveränderlich ausgeführt sind.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund von Umwelteinflüssen, insbesondere chemischer Reaktionen volumen- und/oder längenveränderlich ausgeführt sind.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund einer insbesondere chemischen Reaktionen mit Betriebsstoffen des Kraftfahrzeuges volumen- und/oder längenveränderlich ausgeführt sind.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (2, 3) zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund der im Betrieb des Kraftfahrzeugs auftretenden Beschleunigung ausgeführt sind.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Fixierelement (2, 3) einen zur Einleitung der Relativbewegung aufgrund einer Drehbewegung um die Bolzenlängsachse bestimmten Gewindeabschnitt aufweist.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Fixierelement (2, 3) abschnittsweise konisch ausgeführt ist.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (1) eine die Relativbewegung der Fixierelemente (2, 3) auf eine einzige Richtung beschränkende Beschaffenheit aufweist.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (1) eine relative Drehbewegung der Fixierelemente (2, 3) auf eine einzige Richtung beschränkende Beschaffenheit aufweist.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (1) lösbar ausgeführt ist.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (1) mit einem Bolzen (2) und mit einem durch eine axiale Relativbewegung des Bolzens (2) gegenüber einer Aufnahme (3) umfangsveränderlichen Spreizkörper (4) zur form- und/oder kraftschlüssigen Fixierung in einer Ausnehmung ausgestattet ist.
Fixiermittel (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (1) manuell insbesondere zur Einstellung einer Vorspannkraft betätigbar ist.