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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum rastenden miteinander
Verbinden zweier Bauteile, insbesondere zum rastenden miteinander
Verbinden zweier Gehäusedeckel
eines Gehäuses
eines Fensterhebermotores in einem Kraftfahrzeug.
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Bekannte
in Kraftfahrzeugen eingesetzte Gehäuse für unterschiedliche Anwendungen
bestehen häufig
aus einer Unterschale und einer Oberschale. Um möglichst keine Zusatzbauteile
zur Verbindung der beiden Gehäusebauteile
zu benötigen, wird
in der Regel eine Schnappverbindung eingesetzt, bei der die Rastelemente
einstückig
mit den Gehäusebauteilen
aus Kunststoff ausgebildet sind. Häufig wird gefordert, zwischen
den beiden Gehäuseteilen
ein Dichtelement vorzusehen, insbesondere dann, wenn das Gehäuse in feuchtigkeitskritischen Bereichen
eingesetzt werden soll. Es gibt jedoch auch Anwendungen, bei denen
auf ein derartiges Dichtelement verzichtet werden kann. Lässt man
das Dichtelement zwischen den Gehäusebauteilen weg, sitzen die
Gehäusebauteile
aufgrund des geringeren Abstandes zwischen den beiden Gehäuseteilen
nicht mehr fest aufeinander und es kommt zu Klappergeräuschen während des
Fahrbetriebes. Daher ist es bisher notwendig, für die unterschiedlichen Anwendungen
Gehäuseteile
unterschiedliche mit unterschiedlich bemessenen und/oder ausgestalteten Rastelementen
vorzusehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung
zweier Bauteile vorzusehen, die sowohl mit als auch ohne ein zwischenliegendes
Dichtelement eine feste Verbindung beider Bauteile miteinander gewährleistet.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest
zwei der in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten
Merkmale.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, auf zwei, vorzugsweise in
Umfangsrichtung der Bauteile voneinander beabstandeten Seiten der
Rastelemente jeweils mindestens ein Auflageelement vorzusehen, mit
dem eine definierte Anlage der Bauteile aneinander und ein definierter
Abstand zwischen den Bauteilen eingehalten wird. Dieser Abstand
ist bevorzugt so zu bemessen, dass er die Unterbringung einer, vorzugsweise
umlaufenden Dichtung bei vorgegebener Dichtungspressung zwischen
den beiden zu verbindenden Gehäuseteilen
erlaubt. Um eine feste Verbindung der beiden Bauteile miteinander
sowohl bei der Verwendung eines Dichtelementes als auch ohne die
Verwendung eines Dichtelementes zu gewährleisten, sind die Auflageelemente,
an denen sich das jeweils gegenüberliegende
Bauteil abstützt,
derart bemessen, dass das erste Rastelement und/oder das zweite
Rastelement beim bloßen
Zusammenstecken der beiden Bauteile, d. h. bei einer großflächigen Druckbeaufschlagung,
nicht in seine Rastposition federn kann. Das erste und/oder das
zweite Rastelement sind hierzu in Verhältnis zu der Auflageelementerstreckung
zu kurz bemessen. Lediglich eine lokale Druckbeaufschlagung in Zusammensteckrichtung
in einem Bereich zwischen den beiden Auflageelementen ermöglicht es,
dass zumindest eines der beiden Bauteile in Richtung des gegenüberliegenden Bauteils,
insbesondere elastisch, aus seiner Grundform ausgelenkt (überdrückt) wird,
so dass das erste Rastelement in Querrichtung in seine Rastposition verschwenken
kann. Da bevorzugt zumindest eines der beiden gegenüberliegenden
Bauteile, zumindest in gewissen Grenzen, elastische Eigenschaften
aufweist, ist es bestrebt, seine ursprüngliche Position bzw. Grundform
wieder einzunehmen, wodurch die verrastete Rastverbindung zugkraftbeaufschlagt
wird und die beiden Bauteile fest miteinander verbunden sind. Anstelle
oder zusätzlich
zu mindestens einem der zu verbindenden Bauteile können die
Auflageelemente, zumindest in bestimmten Grenzen in Zusammensteckrichtung
elastisch, d. h. federnd ausgebildet sein. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung
besteht darin, dass diese einfach und kostengünstig herstellbar ist und keine
zusätzlichen
Teile benötigt
werden, um die beiden Bauteile sicher unter axialer Vorspannung miteinander
befestigen zu können.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die
Auflageelemente in Umfangsrichtung vorzugsweise gleich von mindestens
einem der Rastelemente beabstandet sind, so dass die Druckbeaufschlagung
in Zusammensteckrichtung der beiden Bauelemente bevorzugt unmittelbar
im Bereich der Rastelemente erfolgen kann. Diese Anordnung erlaubt
intuitiv richtiges Vorgehen bei der Montage.
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Bevorzugt
ist eine Ausführungsform,
bei der das erste Rastelement mit einem Rastkopf versehen ist, der
das zweite Rastelement in einer Rastposition hintergreift, also
einen Hintergriff bildet. Dieser Rastkopf wird vorzugsweise von
der federnden Wirkung zumindest eines der verbundenen Bauteile und/oder der
Auflageelemente entgegen der Zusammensteckrichtung federkraftbeaufschlagt,
so dass ein sicherer, klapperfreier Halt der beiden Bauteile aneinander,
mit oder ohne Dichtung, gewährleistet
ist.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, nicht nur das
erste Rastelement, sondern auch das zweite Rastelement federnd auszubilden, wobei
das zweite Rastelement derart anzuordnen ist, dass es eine Einführöffnung zum
Ein- und/oder Durchführen des
ersten Rastelementes begrenzt. Beim Einführen des ersten Rastkopfes
des ersten Rastelementes in die Einführöffnung wird das zweite Rastelement
derart in eine erste Querrichtung ausgelenkt, dass sich der Querschnitt
der Einführöffnung vergrößert und
so der Weg in Zusammensteck-, d. h. Einführrichtung für den ersten
Rastkopf des ersten Rastelementes freigegeben wird. Dadurch, dass
die Auflageelemente entsprechend lang bemessen sind, können die
Rastelemente nur in ihre Rastposition verschwenken, wenn in Einführrichtung
ein Druck auf zumindest eines der beiden Bauteile ausgeübt wird. Beim
Verschwenken der Rastelemente in ihre Rastposition bewegt sich das
zweite Rastelement entgegen der ersten Querrichtung, d. h. entgegen
seiner ursprünglichen
Auslenkungsrichtung zurück
und verkleinert somit die Querschnittsfläche der Durchführöffnung,
bis auf ein Maß,
das ein Herausgleiten des Rastkopfes zurück durch die Einführöffnung unmöglich macht,
so dass auch Rüttelbewegungen
oder ein Schwingen der miteinander zu verbindenden Bauteile kein
unbeabsichtigtes Lösen
der Verbindung ermöglichen
können.
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Bevorzugt
ist die Verbindungsanordnung derart ausgebildet, dass zwischen den
beiden Bauteilen eine umlaufende Dichtung anordnenbar ist, wobei
bevorzugt entsprechende Anlagenkonturen zur Anlage der Dichtung
vorgesehen sind. Beim Befestigungsvorgang der beiden Bauteile wird
die Dichtung bei der Druckbeaufschlagung zumindest eines der beiden
Bauteile in Zusammensteckrichtung zusammengedrückt und übt daher bei miteinander verbundenen
Bauteilen eine Zugkraft auf die Rastverbindung aus, die Klappergeräusche zusätzlich verhindert.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Rastkopf
des ersten Rastelementes mit einer Fase versehen, die derart angeordnet
ist, dass beim Einführvorgang
eine Verstellkraft auf zumindest eines der beiden Rastelemente in Querrichtung
resultiert und somit das Öffnungsmaß der Durchführöffnung beim
Einführvorgang
vergrößert wird.
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Vorzugsweise
weist das zweite Rastelement eine mit der ersten Fase des ersten
Rastkopfes zusammenwirkende zweite Fase auf, die sich vorzugsweise
an einem zweiten Rastkopf des zweiten Rastelementes befindet.
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Bevorzugt
ist zwischen dem freien Ende des ersten Rastelements und der Einführöffnung,
zumindest in einem oberen Bereich der Einführöffnung, nicht nur ein geringes
Spiel vorgesehen, um den Zusammensteckvorgang und die Positionsfindung
zu erleichtern. Vorzugsweise verjüngt sich die Einführöffnung in
Einführrichtung,
was bevorzugt auch für das
erste Rastelement gilt.
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Damit
das erste Rastelement eine Federkraft in Richtung seiner Rastposition
ausübt,
ist bevorzugt im oberen Bereich der Einführöffnung, insbesondere radial
außen,
eine Einlaufschräge
vorgesehen, die mit dem ersten Rastelement derart zusammenwirkt, dass
das erste Rastelement in eine zweite, der ersten Querrichtung entgegengesetzte
zweite Querrichtung ausgelenkt wird.
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Um
eine optimale Verbindung der beiden Bauteile miteinander zu erreichen,
ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Vielzahl von Rastelementkombinationen,
insbesondere mit seitlichen Auflageelementen über den Umfang der Bauteile
verteilt angeordnet sind. Dabei können die Rastelemente derart angeordnet
sein, dass zwischen zwei benachbarten Rastelementkombinationen nur
jeweils ein Auflageelement vorgesehen werden muss.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in:
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1: drei zeitlich aufeinanderfolgende Stadien
während
des Verbindungsvorganges zweier als Gehäusedeckel eines Fensterhebergehäuses ausgebildeten
Bauteile,
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2:
ein unteres Gehäuseteil
mit darin aufgenommenem Fensterhebermotor sowie einem diesem zugeordneten
Getriebe,
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3:
die beiden Gehäusedeckel
während des
Verbindungsvorganges in einer perspektivischen Ansicht.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In
den 1a bis 1c sind
drei unterschiedliche Stadien während
des Verbindungsvorganges eines ersten Bauteils 1 mit einem
zweiten Bauteil 2 dargestellt, wobei es sich in diesem
Ausführungsbeispiel
bei den beiden Bauteilen 1, 2 um Gehäusedeckel
(Oberschale und Unterschale) und eines Fensterhebermotorgehäuses aus
Kunststoff handelt.
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Am
in der Zeichnungsebene oberen ersten Bauteil 1 ist ein
erstes Rastelement 3 angeformt, welches im Wesentlichen
in einer Einführ-
bzw. Zusammensteckrichtung E orientiert ist. Das in Einführrichtung
E weisende freie Ende des ersten Rastelementes 3 weist
einen ersten Rastkopf 4 auf mit einer quer zur Einführrichtung
E orientierten Dickenerstreckung Y. Das längliche erste Rastelement 3 aus
Kunststoff ist quer zur Einführrichtung
E federnd ausgebildet.
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An
dem in der Zeichnungsebene unteren Bauteil 2 ist ein zweites
Rastelement 5 aus Kunststoff angeordnet, dessen ebenfalls
in Einführrichtung
E weisendes freies Ende als zweiter Rastkopf 6 ausgebildet
ist. Das zweite Rastelement 5 ist ebenfalls quer zur Einführöffnung E
federelastisch ausgebildet.
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Von
dem zweiten Rastelement 5 wird radial außen eine
in der Zeichnungsebene von oben nach unten führende Einführöffnung 7 für das erste
Rastelement 3 begrenzt. Vor dem Einführvorgang ist ein Öffnungsmaß X der
Einführöffnung 7 in
radialer Richtung kleiner als die gleich orientierte Dickenerstreckung
Y des Rastkopfes 4.
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Beim
Einsteckvorgang in Einführrichtung
E gleitet das erste Rastelement 3 mit einer radial äußeren ersten
Fase 8 entlang einer Einlaufschräge 9 in einem oberen
Bereich der Einführöffnung 7,
so dass das erste Rastelement 3 in eine zweite Querrichtung Q2
radial nach innen ausgelenkt wird und somit in Einführrichtung
in die Einführöffnung hineingleiten kann.
In einem unteren Bereich der Einführöffnung 7 trifft der
erste Rastkopf 4 mit seiner ersten Fase 8 auf eine
zweite Fase 10 des zweiten Rastkopfes 6, wie dies
in 1b gezeigt ist. Hierdurch wird das erste Rastelement 3 mit
erstem Rastkopf 4 noch weiter in die zweite Querrichtung
Q2 ausgelenkt, wobei gleichzeitig das zweite Rastelement 5 mit
seinem zweiten Rastkopf 6 in die entgegengesetzte, erste
Querrichtung Q1 nach radial außen
ausgelenkt wird, so dass sich das ursprüngliche Öffnungsmaß X der Einführöffnung 7 erweitert,
bis auf ein Maß,
so dass der zweite Rastkopf 6 mit seiner Dickenerstreckung
Y in Einführöffnung E
an dem zweiten Rastkopf 6 vorbeigeführt werden kann und schlussendlich
die in 1c gezeigte Rastposition einnimmt,
in der der erste Rastkopf 4 den zweiten Rastkopf 6 in
Querrichtung Q1 hintergreift. Spätestens
in dieser Rastposition bzw. kurz vor Erreichen dieser Rastposition
verschwenkt der erste Rastkopf 4 in die erste Querrichtung 1 und
der zweite Rastkopf 6 in die entgegengesetzte zweite Querrichtung
zurück,
so dass sich das Öffnungsmaß der Einführöffnung 7 in
Querrichtung, d. h. in radialer Richtung, wieder verringert. Insbesondere
verschwenkt das zweite Rastelement 5 mit zweitem Rastkopf 6 bis
zur Anlage des zweiten Rastkopfes an dem ersten Rastelement 3 oberhalb
des ersten Rastkopfes 4. Das Öffnungsmaß der Einführöffnung 7 in der Rastposition
ist kleiner als die Dickenerstreckung Y des ersten Rastkopfes, so
dass dieser nicht entgegen der Einführrichtung E aus der Einführöffnung 7 herausbewegt
werden kann.
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Wie
zu erkennen ist, ist in einem unteren Bereich des in der Zeichnungsebene
oberen ersten Bauteils 1 eine Ringdichtung 11 angeordnet,
die zur Abdichtung der Verbindungsanordnung dient, wobei auf der
der Ringdichtung 11 gegenüberliegenden Seite, d. h. auf
der dem ersten Bauteil 1 zugewandten Oberseite des zweiten
Bauteils 2, ein Ringwulst 12 vorgesehen ist, der
für eine
definierte Pressung der Ringdichtung 11 sorgt.
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Die
in 1c dargestellte Rastposition wird hier nicht durch
großflächiges insbesondere
zentrischens Zusammendrücken
der beiden Bauteile 1, 2 hergestellt. Dies verhindern
Auflageelemente 13, die auf beiden in Umfangsrichtung der
Bauteile 1, 2 gegenüberliegenden Seiten der Rastelemente 3, 5 angeordnet
sind. Dabei sind zwei auf unterschiedlichen Seiten der Rastelemente 3, 5 gelegene
Auflageelemente 13 etwa gleich weit von den Rastelementen 3, 5 in
Umfangsrichtung beabstandet. Die Rastelemente 13 sind derart
bemessen, dass bei Ausübung
eines Flächendruckes
in die Einführrichtung
E, etwa in der Mitte der Bauteile 1, 2 die beiden
Rastelemente 3, 5 nicht in ihre Rastposition verschwenken
können, da
die Rastelemente 3, 5 hierzu im Verhältnis zu
den Auflageelementen 13 zu kurz bemessen sind. Zumindest
eines der beiden Bauteile 1, 2 muss also in einem
Bereich zwischen zwei benachbarten Auflageelementen 13 in
Einführrichtung "überdrückt" werden, damit das Rastelement 3 und/oder
das Rastelement 5 entsprechend in den Querrichtungen Q2,
Q1 verschwenken und die in 1 gezeigte
Rastposition einnehmen. Hierzu sind die Bauteile 1, 2 in
bzw. entgegen der Einführrichtung
E elastisch verformbar, so dass bei erreichter Rastposition eine
Zugkraft auf das erste Rastelement 3 wirkt. Auch beim Weglassen
der Ringdichtung 11 müssen
die Bauteile 1, 2 überdrückt werden, damit die Rastköpfe 4, 6 in
Querrichtung aufeinander zuverschwenken können, wodurch auch in diesem
Fall eine klapperfreie Verbindung sichergestellt ist.
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Wie
in 2 zu erkennen ist, sind im montierten Zustand
zwischen den beiden Bauteilen 1, 2 ein Elektromotor 14 mit
einem Getriebe 16 aufgenommen.
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In 3 ist
die Kombination aus erstem Rastelement 3 und zweitem Rastelement 5 perspektivisch
in einer Ansicht von radial außen
dargestellt. Zu erkennen ist, dass sich das erste Rastelement 3 in Umfangsrichtung
U betrachtet in Einführöffnung E betrachtet,
in Umfangsrichtung U symmetrisch verjüngt. Ebenso ist die Einführöffnung 5 sich
verjüngend
ausgebildet. In 3 ist gut zu erkennen, dass der
Abstand in Umfangsrichtung U zwischen dem freien Ende des ersten
Rastelementes 3 zu den in Umfangsrichtung beabstandeten
Seitenwänden 17, 18 der
Einführöffnung 7 in
einem oberen Bereich mehrere Millimeter beträgt, so dass eine einfache Findung
der Einführöffnung gewährleistet
ist. Wie ebenfalls aus 3 zu ersehen ist, ist das zweite Rastelement 5 durch
in Umfangsrichtung beabstandete Freischnitte 19, 20 aus
einer radial äußeren Wand 21 der
Einführöffnung 7 gebildet.