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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungselement für ein Kraftfahrzeug.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
Kraftfahrzeugen ist es oftmals erforderlich, im Außenbereich
Bauteile anzubringen, die sicher mit der Karosserie oder einem Außenteil
des Kraftfahrzeugs verbunden werden müssen. Hierzu ist es bekannt,
separate Befestigungselemente einzusetzen. So werden im Bereich
von Kühlergittern
als Befestigungen Rasthaken oder externe Befestigungen, wie push-pins,
Stahlklammern usw., benutzt.
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Bei
Kühlgittern
kann es erforderlich sein, nachträglich sogenannte CW-Abdeckungen (cW-Wert: Strömungswiderstandskoeffizient)
anzubringen, um den Strömungswiderstand
des Fahrzeugs geeignet zu beeinflussen. Dazu werden derzeit Klammern
oder Federmuttern aus Stahl verwendet. Bei anderen Bauteilen werden
bspw. Klebebänder,
Schrauben, Stahlklammern oder sogenannte push-pins (Stoßnadeln
bzw. -stifte) eingesetzt.
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Der
Einsatz bekannter Befestigungselemente erweist sich jedoch als nachteilhaft,
da diese gesonderte Bauteile darstellen, wodurch der Aufwand an
Logistik und bei der Hers tellung erhöht ist. Weiterhin entfällt der
Aufwand für
Korrosionsschutz bei Stahlklammern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das
vorgestellte Befestigungselement dient zum Befestigen eines ersten
Bauteils an einem zweiten Bauteil, wobei das Befestigungselement
beweglich an dem ersten Bauteil angeformt ist und einen Zapfen trägt, der
zum Eingriff in eine Ausnehmung in dem zweiten Bauteil vorgesehen
ist.
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Es
ist somit kein gesondertes Befestigungselement mehr erforderlich,
da das Befestigungselement an dem ersten Bauteil angeformt ist und
daher fest, bspw. nicht zerstörungsfrei
trennbar, mit diesem verbunden ist.
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Die
Bezeichnung erstes und zweites Bauteil ist so zu verstehen, dass
bei einem Kraftfahrzeug das Befestigungselement an dem anzubringenden
Bauteil oder aber auch an dem Bauteil des Fahrzeugs angeformt sein
kann, an dem ein weiteres Bauteil angebracht werden soll.
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Als
Materialien für
das erste Bauteil kommen bspw. Elastomere, wie bspw. Polypropylen,
zum Einsatz. Für
das zweite Bauteil können
glasfaserverstärkte
Kunststoffe eingesetzt werden.
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In
Ausgestaltung umfasst das Befestigungselement einen Zapfen mit einem
Zapfenkopf und einem Zapfensteg. In diesem Fall ist vorgesehen,
dass der Zapfenkopf durch die Ausnehmung in dem zweiten Bauteil
durchgeführt
wird und dort bspw. durch Verrasten kraft- und/oder formschlüssig gehalten
ist.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Befestigungselement und das erste
Bauteil in einem Spritzgussverfahren einstückig ausgebildet sind. Dies
bedeutet, dass das erste Bauteil zusammen mit dem Befestigungselement
in einem Verfahren hergestellt wird. Hierbei ist darauf zu achten,
dass das erste Bauteil zusammen mit dem Befestigungselement ohne
Schieber hergestellt werden kann. Die Ausnehmung bzw. das Durchgangsloch
in dem zweiten Bauteil wird regelmäßig mit einem Schieber realisiert.
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Eine
Möglichkeit
der Herstellung sieht vor, dass das Befestigungselement in einem
Zweikomponenten-Spritzgussverfahren gemeinsam mit dem ersten Bauteil
hergestellt wird.
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In
einer möglichen
Ausführung
ist das Befestigungselement über
einen Bereich verringerter Dicke mit dem ersten Bauteil verbunden.
Dies ermöglicht
eine bessere Beweglichkeit des Befestigungselements zu dem ersten
Bauteil und daher ein erleichtertes Einführen des Zapfens des Befestigungselements
in die Ausnehmung in dem zweiten Bauteil. Dieser Bereich verringerter
Dicke wirkt somit als eine Art Scharnier bzw. Filmscharnier.
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Weiterhin
kann das Befestigungselement bzw. der Zapfen des Befestigungselements
zum Durchstoßen
einer Wandung im Bereich der Ausnehmung in dem zweiten Bauteil vorgesehen
sein. Beim erstmaligen Durchführen
des Zapfens durch die Ausnehmung wird dann diese Wandung durchstoßen.
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Der
Zapfen kann weiterhin zumindest abschnittsweise elastisch verformbar
ausgebildet sein. Auf diese Weise ist der Zapfen durch eine Ausnehmung
führbar,
deren Ausmaße
geringer als die des Zapfens sind, um auf diese Weise ein Verrasten
des Zapfens nach Durchführen
zu bewirken. Alternativ ist auch das zweite Bauteil im Bereich der
Ausnehmung elastisch verformbar ausgeführt.
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Es
wird weiterhin ein Kühlergitter
beschrieben, das mindestens ein Befestigungselement der vorstehend
beschriebenen Art aufweist. An dieses Kühlergitter als erstes Bauteil
kann dann auf einfache Weise ein zweites Bauteil, bspw. eine CW-Abdeckung,
die an geeigneter Stelle über
eine entsprechende Ausnehmung verfügt, angebracht werden.
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Weiterhin
ist ein Montagebauteil, bspw. eine CW-Abdeckung für ein Kühlergitter,
mit mindestens einem vorstehend beschriebenen Befestigungselement
versehen. Es ist dann möglich,
dieses Bauteil auf einfache Weise mit dem Kühlergitter, das in diesem Fall über die
notwendige Ausnehmung verfügt, zu
verbinden.
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Das
vorgestellte Befestigungselement und dessen Einsatz beim Befestigen
von Bauteilen an einem Kraftfahrzeug erweist sich, zumindest in
den beschriebenen Ausführungen,
als vorteilhaft gegenüber Befestigungselementen
aus dem Stand der Technik. So ist durch die Vereinfachung bei der
Herstellung und der Montage und aufgrund des verringerten Logistikaufwands
eine erhebliche Kostenersparnis zu erzielen. Zudem ist das Befestigungselement
gegen Verlust gesichert.
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Bei
der Herstellung des ersten Bauteils zusammen mit dem Befestigungselement
kann ein einfaches ”Auf-Zu”-Werkzeug
ohne zusätzliche
Schieber eingesetzt werden. Lediglich bei der Herstellung des zweiten
Bauteils kann für
die Ausnehmung bzw. die Ausnehmungen ein Schieber erforderlich sein.
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Die
beiden Bauteile sind durch den Einsatz des Befestigungselements
genau zueinander positioniert und gesichert.
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Diese
können
auch diebstahlgesichert sein, wenn das Befestigungselement im Hinterschnitt,
und daher nicht zugänglich,
vorgesehen ist.
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Das
Befestigungselement ermöglicht
eine einfache Montage, da dieses bereits in der Ausgangslage positioniert
ist und lediglich noch in die Ausnehmung bzw. durch die Ausnehmung
gedrückt werden
muss. Dabei kann die Montagekraft durch die Auswahl der Materialien,
die Dimensionierung des Zapfens und der Ausnehmung sowie durch das
Vorsehen einer zusätzlichen
Wandung im Bereich der Ausnehmung genau abgestimmt werden.
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All
dies führt
dazu, dass die Befestigung von Bauteilen, insbesondere von Kunststoffbauteilen,
bei Kraftfahrzeugen erheblich vereinfacht ist und die Kosten wesentlich
verringert werden können.
Es müssen
keine gesonderten Befestigungselemente, wie bspw. Stahlklammern,
und somit Fremdbauteile verwendet werden, was zu einer erheblichen
Gewichtsreduzierung führt.
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Es
ist somit möglich,
mit geringem Aufwand ein Bauteil, bspw. ein Kühlgitter, mit einer CW-Abdeckung
oder ähnlichem
zu verbinden. Eine Kostenverringerung wird durch einen verringerten
Lagerhaltungsaufwand, eine vereinfachte Stücklistenpflege und Zeichnungserstellung
erzielt.
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Das
Befestigungselement gestattet ein komfortables und sicheres Verbinden
von Bauteilen, wobei diese Befestigungselemente immer korrekt positioniert
sind und nur eingedrückt
werden müssen.
Abstimmungsmaßnahmen
sind ebenfalls einfach zu gestalten. Hinzu kommt die erreichte Gewichtsverringerung
durch Vermeidung zusätzlicher
Befestigungsbauteile, wie bspw. von Stahlklammern.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines ersten Bauteils mit einem Befestigungselement.
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2 zeigt
ein erstes und ein zweites Bauteil, die miteinander mittels eines
Befestigungselements verbunden sind.
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3 zeigt
einen Schnitt durch eine Anordnung mit einem ersten und einem zweiten
Bauteil, wobei der Befestigungsvorgang mit einem Befestigungselement
verdeutlicht ist.
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4 zeigt
einen Abschnitt eines Befestigungselements.
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5 zeigt
einen Abschnitt eines zweiten Bauteils mit einer Ausnehmung.
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Detaillierte Beschreibung
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In 1 ist
ein erstes Bauteil dargestellt, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet
ist. Dieses erste Bauteil 10 trägt ein Befestigungselement 12,
das als flexibles bzw. bewegbares Element an dem ersten Bauteil 10 angeformt
ist. In diesem Fall sind das erste Bauteil 10 und das Befestigungselement 12 einstückig ausgebildet.
Das Befestigzungselement 12 ist dabei mit einem beweglichen Schenkel 14 ausgeführt, der über einen
Bereich 16 verringerter Dicke mit dem ersten Bauteil 10 verbunden
ist. Der Bereich 16 wirkt als Scharnier bzw. Filmscharnier
und unterstützt
die Beweglichkeit des Befestigungselements 12 zu dem ersten
Bauteil 10.
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Das
Befestigungselement 12 weist einen Zapfen 18 auf,
der einen Zapfensteg 20 und einen auf diesem angesetzten
Zapfenkopf 22 umfasst. Dieser Zapfen 18 dient
zum Durchführen
in eine Ausnehmung (nicht dargestellt), wobei insbesondere der Zapfenkopf 22 ein
Verrasten und damit eine sichere Verbindung zwischen zwei Bauteilen
gewährleistet.
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Der
Zapfenkopf 22 ist kegelförmig ausgebildet, d. h. dieser
hat einen sich verjüngenden
kreisförmigen
Querschnitt, der ein Einführen
in eine Ausnehmung unterstützt.
Dabei kann der Zapfenkopf 22 aus einem elastisch verformbaren
Material bestehen. Der Zapfensteg 20 weist einen kreisförmigen Querschnitt mit
konstantem Durchmesser auf und stellt die Verbindung zwischen dem
Schenkel 14 und dem Zapfenkopf 22 dar.
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In 2 ist
wiederum das erste Bauteil 10 dargestellt, das mit einem
zweiten Bauteil 30 verbunden ist. Dabei ist der Zapfenkopf 22 durch
eine Ausnehmung 32 in dem zweiten Bauteil 30 geführt ist. Weiterhin
kann der Zapfenkopf 22 und/oder das zweite Bauteil 30 im
Bereich der Ausnehmung 32 aus einem elastisch verformbaren
Material bestehen. Auf diese Weise wird ein Durchdrücken des
Zapfenkopfs 22 durch die Ausnehmung 32, wenn diese
einen kleineren Durchmesser als der Zapfenkopf 22 hat,
erleichtert. Es bietet sich an, den Zapfenkopf 22 derart zu
gestalten, dass dessen kleinster Durchmesser kleiner als der Durchmesser
der Ausnehmung 32 ist. Der größte Durchmesser des Zapfenkopfs 22 ist dann
größer als
der Durchmesser der Ausnehmung 32. Auf diese Weise ist
nach Durchführen
bzw. Durchdrücken
des Zapfenkopfs 22 durch die Ausnehmung 32 ein
sicheres Verrasten und damit ein form- und/oder kraftschlüssiges Halten
des Zapfens 18 in der Ausnehmung 32 gewährleistet.
Dies wird durch Verwenden elastisch verformbarer Materialien für den Zapfen 18 und/oder
für das
zweite Bauteil 30 im Bereich der Ausnehmung 32 unterstützt.
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Das
Befestigungselement 12 kann an dem ersten Bauteil 10 angespritzt
sein. In diesem Fall wird dabei der Zapfen 18 mit einem
kegelförmigen
Zapfenkopf 22 mit Hinterschnitt gebildet. Auf diese Weise ist
auch sichergestellt, dass nach Positionieren der beiden Bauteile 10 und 30 zueinander
das Befestigungselement 12 richtig positioniert ist. Das
Befestigungselement 12 kann dabei auch ein richtiges Positionieren
der beiden Bauteil 10 und 30 zueinander unterstützen.
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Selbstverständlich ist
es möglich,
dass das zweite Bauteil 30 alternativ oder ergänzend über ein Befestigungselement
verfügt,
das zum Eingriff in eine Ausnehmung in dem ersten Bauteil 10 vorgesehen ist.
Dies ermöglicht
ein sicheres und genaues Positionieren der beiden Bauteile 10 und 30 zueinander.
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In 3 ist
in einer Schnittdarstellung ein erstes Bauteil 40 und ein
zweites Bauteil 42 dargestellt, die miteinander zu verbinden
sind. Dazu verfügt
das erste Bauteil 40 über
ein Befestigungselement 44, das beweglich zu dem ersten
Bauteil 40 an diesem angeformt ist. Hierbei ist das Be festigungselement 44 über einen
Bereich 46 verringerter Dicke mit dem ersten Bauteil 40 verbunden.
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Das
Befestigungselement 44 umfasst einen beweglichen Schenkel 48,
der einen Zapfen 50 trägt. Dieser
Zapfen 50 wiederum weist einen Zapfensteg 52 und
einen Zapfenkopf 54 auf, der kegelförmig ausgebildet ist.
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Der
Zapfenkopf 54 ist dafür
vorgesehen, bei Durchführen
einer Schwenkbewegung des Befestigungselements 44 in Richtung
eines Pfeils 56 um den Bereich 46 verringerter
Dicke in eine Ausnehmung 58 in dem zweiten Bauteil 42 einzugreifen.
Dabei ist in dem zweiten Bauteil 42 im Bereich bzw. hinter
der Ausnehmung 58 eine Wandung 60 vorgesehen,
die dafür
ausgebildet ist, von dem Zapfenkopf 54 durchstoßen zu werden.
Dies stellt einerseits einen Originalitätsschutz, da die Wandung 60 bei
dem ersten Durchstoßen
zerstört
wird, und andererseits eine zusätzlichen
Halt des Zapfens 50 in der Ausnehmung 58 bereit.
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Die
Darstellung zeigt, dass der Durchmesser des Zapfenkopfs 54 im
vorderen Bereich, d. h. der Bereich der als erstes in die Ausnehmung 58 eintritt, geringer
als der Durchmesser der Ausnehmung 58 ist. Dies erleichtert
ein Einführen
des Zapfenkopfs 54 in die Ausnehmung 58 und ein
Durchstoßen
der Wandung 60. Der Durchmesser des Zapfenkopfs 54 im
hinteren Bereich ist aufgrund der Kegelform des Zapfenkopfs 54 größer als
der Durchmesser der Ausnehmung 58. Somit ist ein sicherer
Halt des Zapfens 50 in der Ausnehmung 58 gewährleistet.
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In 4 ist
das Durchtreten eines Befestigungselements 70 durch eine
Ausnehmung 72 in einem zweiten Bauteil 74 dargestellt.
Das Befestigungselement 70 trägt einen Zapfen 76 mit
einem Zapfensteg 78 und einem Zapfenkopf 80. In
der ersten Position des Zapfens 76a befindet sich der Zapfensteg 78a und
der Zapfenkopf 80a vor der Ausnehmung 72. Nach
Durchführen
des Zapfenkopfs 80b durch die Ausnehmung 72 durch
eine Bewegung in Richtung des Pfeils 82 ist der Zapfenkopf 80b hinter der
Ausnehmung 72.
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Der
Zapfensteg 78b befindet sich teilweise innerhalb der Ausnehmung 72.
Der Zapfenkopf 80b sichert den Zapfen 76b in der
Ausnehmung 72. Hierzu kann zusätzlich ein Element (nicht dargestellt)
vorgesehen sein, dass zwischen Zapfenkopf 80b und Ausnehmung 72 gesteckt
wird und ein Zurückbewegen
des Zapfenkopfs 80b durch die Ausnehmung 72 entgegen
der Richtung des Pfeils 82 verhindert. Dieses Element kann
auch mehrteilig ausgebildet sein.
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In 5 ist
ein zweites Bauteil 90 in einer Draufsicht gezeigt, das über eine
Ausnehmung 92 verfügt,
die einen sich ändernden
Durchmesser hat. Dies kann das Durchführen eines Zapfens (nicht dargestellt)
erleichtern.