DE102008061822A1

DE102008061822A1 - Befestigung eines flächigen Kunststoffbauteils an einem Tragteil

Info

Publication number: DE102008061822A1
Application number: DE102008061822A
Authority: DE
Inventors: Peter Kernbeis-Jahnke
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Es ist ferner bereits ein Gleitelement bekannt, das eine Gleitbewegung eines flächigen Karosseriebauteils aus Kunststoff in Bezug auf ein Tragteil des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannte Befestigung eines flächigen Kunststoffbauteils an einem Tragteil mittels eines Gleitelements zu verbessern. Erfindungsgemäß erfolgt die Befestigung eines flächigen Kunststoffbauteils (1) an einem Tragteil mittels eines Gleitelements, das in einem Langloch (2) des Kunststoffbauteils (1) in Längsrichtung des Langlochs (2) verlagerbar geführt ist. Das Gleitelement ist mit dem Tragteil verbunden. Es besteht aus zwei Hälften (3, 4), wobei die erste Hälfte (3) zumindest teilweise in das Langloch (2) hineinragt und auf der einen Seite (5) des Kunststoffbauteils (1) anliegt, und die zweite Hälfte (4) auf der anderen Seite (6) des Kunststoffbauteils (1) anliegt und mit der ersten Hälfte (3) verrastet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigung eines flächigen Kunststoffbauteils an einem Tragteil gemäß dem Patentanspruch 1.
Bei der Befestigung von Karosseriebauteilen an einem Fahrzeug werden diese an bestimmten, vorgegebenen Positionen fixiert. Beispielsweise wird ein Kotflügel an bestimmten Montagepunkten mit dem Fahrzeug verschraubt.
Sind die Karosseriebauteile an dem Fahrzeug angebracht, wird zum Beispiel im Rahmen einer kathodischen Tauchlackierung (KTL) ein Korrosionsschutz in einem sogenannten online Verfahren mit Trocknungstemperaturen von bis zu ca. 200°C aufgebracht. Bei einem sogenannten inline Verfahren dagegen wird das Karosseriebauteil im Anschluss an die KTL-Lackierung an das Fahrzeug montiert. Anschließend erfolgt die eigentliche Lackierung des Fahrzeugs. Hierbei herrschen Temperaturen zum Trocknen des Lacks von bis zu ca. 140°C.
Zunehmend werden Karosseriebauteile aus Kunststoffen eingesetzt, die gegenüber Stahl oder Aluminium einen deutlich größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Bei einer Erwärmung in einem Lacktrockner dehnt sich ein Karosseriebauteil aus Kunststoff entsprechend stärker als die restliche, metallische Karosserie aus. Eine starre Befestigung der Kunststoffbauteile würde dazu führen, dass sich diese irreversibel verformen, zum Beispiel ausbeulen, was im Hinblick auf eine ästhetische Formgebung des Fahrzeugs inakzeptabel ist.
Eine derartige Ausdehnung findet – wenn auch in reduziertem Umfang – auch im üblichen Einsatz eines Kraftfahrzeugs statt. So können in entsprechenden Gegenden zu bestimmten Jahreszeiten Karosseriebauteile Temperaturen von bis zu ca. 85°C erreichen, wohingegen in einer winterlichen Umgebung auch Temperaturen von weniger als –35°C ohne sichtbare Verformung der Karosserieteile möglich sein müssen.
Aufgrund eines höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten ist die Längenausdehnung von Bauteilen aus Kunststoff höher als die von Bauteilen aus Metallen. Damit Bauteile aus Kunststoffen optischen und funktionellen Eigenschaften genügen, ist ein freies Ausdehnen bei Temperaturschwankungen zu gewährleisten. Derzeit werden hierfür sogenannte Gleitelemente eingesetzt.
In der FR 2 800 810 ist ein Kunststoffgleitelement mit einem integrierten Metallring offenbart, wobei der Metallring ein Anzugsmoment bei der Verschraubung des Bauteils mit einem Träger aufnehmen kann und somit ein ”Kriechen” des Bauteils wirksam verhindert.
Ferner offenbart DE 699 03 875 T2 ein Gleitelement, das eine Gleitbewegung des Karosseriebauteils in Bezug auf ein Tragteil des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannte Befestigung eines flächigen Kunststoffbauteils an einem Tragteil mittels eines Gleitelements zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß erfolgt die Befestigung eines flächigen Kunststoffbauteils an einem Tragteil mittels eines Gleitelements, das in einem Langloch des Kunststoffbauteils in Längsrichtung des Langlochs verlagerbar geführt ist. Das Gleitelement ist mit dem Tragteil verbunden und besteht aus zwei Hälften. Die erste Hälfte ragt zumindest teilweise in das Langloch hinein und liegt auf der einen Seite des Kunststoffbauteils an. Die zweite Hälfte liegt auf der anderen Seite des Kunststoffbauteils an und ist mit der ersten Hälfte verrastet.
Bevorzugt weist zumindest eine Hälfte des Gleitelements zumindest einen Sperrhaken auf, der vor dem Befestigen des Gleitelements am Tragteil verrastend in eine Ausnehmung oder eine Vertiefung im Kunststoffbauteil eingreift, sodass das Gleitelement sich im Langloch nicht in Längsrichtung verlagern kann. Das Gleitelement ist also zum Befestigen in einer durch die Positionierung der Ausnehmung oder Vertiefung im Kunststoffbauteil vorgegebenen Position im Langloch formschlüssig gehalten. Dadurch kann das Befestigen des Kunststoffbauteils am Tragteil automatisiert werden. Beispielsweise kann ein Roboter mit einem Schrauber zum Anschrauben des Kunststoffbauteils stets die gleiche Position anfahren, da sich das Gleitelement stets an der gleichen vorgegebenen Stelle im Langloch befindet.
Günstigerweise wird beim Befestigen des Gleitelements am Tragteil zumindest eine Hälfte etwas zur anderen Hälfte hin gedrückt, wodurch der zumindest eine Sperrhaken durch die gegenüberliegende Hälfte so weg gedrückt wird, dass er nicht mehr verrastend im Kunststoffbauteil gehalten ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Gleitelement nach der Befestigung nicht mehr durch den zumindest einen Sperrhaken an einer Verlagerung im Langloch behindert wird. Der Sperrhaken stellt also zum Befestigen sicher, dass das Gleitelement eine definierte Position im Langloch einnimmt. Bereits beim Befestigen verliert der Sperrhaken aber seine Funktion und wird so weggedrückt, dass er eine Verlagerung des Gleitelements im Langloch nicht mehr behindert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
1a eine perspektivische Ansicht einer Explosionsdarstellung eines Kunststoffbauteils mit einem Gleitelement, das nicht an einem Tragteil befestigt ist,
1b einen Schnitt durch das in 1a gezeigte Kunststoffbauteil mit dem Gleitelement,
2a eine perspektivische Ansicht des in 1a gezeigten Kunststoffbauteils mit dem Gleitelement, nachdem es an einem Tragteil befestigt wurde,
2b einen Schnitt durch das in 2a gezeigte Kunststoffbauteil mit dem Gleitelement.
In den Figuren ist ein Abschnitt eines Kotflügels 1 aus einem thermoplastischen Kunststoff dargestellt, der an einer metallischen Karosserie als Tragteil befestigt ist. In 1a und 1b ist der Abschnitt des Kotflügels 1 vor dem Befestigen an der Karosserie, in 2a und 2b nach dem Anschrauben an der Karosserie dargestellt. Der Kotflügel 1 aus Kunststoff weist einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, als die metallische Karosserie, an der er befestigt ist. Wenn nun die Temperatur steigt, dehnt sich der Kotflügel 1 stärker aus als die Karosserie. Um nun bei Temperaturänderungen Verspannungen zwischen dem Kotflügel 1 und der Karosserie zu vermeiden, weisen viele Befestigungen des Kotflügels 1 an der Karosserie die Möglichkeit einer Verlagerung des Kotflügels 1 relativ zur Karosserie in einer Richtung auf.
Für jede solche Befestigung des Kotflügels 1, die eine Verlagerung relativ in einer Richtung zulässt, weist der Kotflügel 1 ein Langloch 2 auf. In dem Langloch 2 befindet sich ein Gleitelement, das aus einer unteren und einer oberen Hälfte 3 und 4 besteht. Die untere Hälfte 3 liegt auf der Unterseite 5 des Kotflügels 1 an und ragt in das Langloch 2 hinein. Die obere Hälfte 4 liegt auf der Oberseite 6 des Kotflügels 1 an und ragt ebenfalls etwas in das Langloch 2 hinein. Eine Kunststofffeder 14 hält die obere Hälfte 4 zum Kotflügel 1 auf Spannung. Die beiden Hälften 3 und 4 bestehen aus Kunststoff und sind miteinander so verrastet, dass das so gebildete Gleitelement nicht mehr aus dem Langloch 2 herausfallen kann, und sich nur mehr in Längsrichtung des Langlochs 2 verschieben kann. An der oberen Hälfte 4 ist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Kragarm 7 angebracht, der sich parallel zu der Seite erstreckt, an der angebracht ist. An seinem freien Ende ist ein Rasthaken 8 angebracht, der zum Kotflügel 1 hin absteht. Die Kragarme 7 mit den Rasthaken 8 sind einteilig an die obere Hälfte 4 mit angespritzt. Seitlich neben dem Langloch 2 befindet sich jeweils ein kleines Loch 9. In diese beiden kleinen Löcher 9 greifen die Rasthaken 8 ein, wenn das Gleitelement noch nicht an der Karosserie angeschraubt ist.
Auf diese Weise befindet sich das Gleitelement in einer definierten Position in dem Langloch 2. Dies ist für eine automatisierte Befestigung wichtig. Nur so ist sichergestellt, dass sich das Gleitelement stets an derselben Stelle befindet, sodass ohne große Aufwendungen ein Roboter mit einem Schrauber die Position anfahren und das Gleitelement an der Karosserie anschrauben kann.
Zum Befestigen weist das Gleitelement im mittleren Bereich eine Ausnehmung 10 auf, die durch beide Hälften 3, 4 hindurchgeht. In diese Ausnehmung 10 ist eine Metallhülse 15 eingesetzt, durch die der Schaft einer Schraube 11 hindurch gesteckt werden kann, die in die Karosserie hineingeschraubt wird. Der Kopf 12 der Schraube 11 liegt dabei an der oberen Hälfte 4 an. Beim Anschrauben wird dadurch die obere Hälfte 4 noch ein Stück zur unteren Hälfte 3 hin gegen die Kunststofffeder 14 verlagert. Dabei drückt jeweils eine Nase 13, die einstückig an der unteren Hälfte 3 angespritzt ist, gegen einen Kragarm 7 und drückt diesen elastisch nach oben. Dadurch wird der Formschluss zwischen den Rasthaken 8 und den kleinen Löchern 9 beim Anschrauben gelöst. Das Gleitelement kann nun nach dem Verschrauben mit der Karosserie ungehindert im Langloch 2 in dessen Längsrichtung gleiten.
Die Ausführung der Gleitelemente aus zwei miteinander verrasteten Hälften 3, 4 mit den Rasthaken 8 vereint somit mehrere Vorteile auf einmal: Das Gleitelement kann unverlierbar in einem Langloch 2 des Kotflügels 1 vormontiert werden. Aufgrund der Rasthaken 8 nimmt es vor der Befestigung an der Karosserie eine definierte Position in dem Langloch 2 ein, sodass eine automatisierte Montage des Kotflügels 1 möglich ist. Beim Verschrauben löst sich automatisch der Rasthaken 8 aus seinem Formschluss, sodass das Gleitelement bei Temperaturänderungen in dem Langloch 2 in Längsrichtung gleiten kann, sodass es zu keinen thermischen Verspannungen des Kotflügels 1 kommt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- FR 2800810 [0007]
- DE 69903875 T2 [0008]

Claims

Befestigung eines flächigen Kunststoffbauteils (1) an einem Tragteil mittels eines Gleitelements, das in einem Langloch (2) des Kunststoffbauteils (1) in Längsrichtung des Langlochs (2) verlagerbar geführt ist, und das mit dem Tragteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement aus zwei Hälften (3, 4) besteht, wobei die erste Hälfte (3) zumindest teilweise in das Langloch (2) hineinragt und auf der einen Seite (5) des Kunststoffbauteils (1) anliegt, und die zweite Hälfte (4) auf der anderen Seite (6) des Kunststoffbauteils (1) anliegt und mit der ersten Hälfte (3) verrastet ist.
Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Hälfte (4) des Gleitelements zumindest einen Sperrhaken (8) aufweist, der vor dem Befestigen des Gleitelements am Tragteil verrastend in eine Ausnehmung (9) oder eine Vertiefung im Kunststoffbauteil (1) eingreift, sodass das Gleitelement sich im Langloch (2) nicht in Längsrichtung verlagern kann.
Befestigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befestigen des Gleitelements am Tragteil zumindest eine Hälfte (4) etwas zur anderen Hälfte (3) hin gedrückt wird, wodurch der zumindest eine Sperrhaken (8) durch die gegenüberliegenden Hälfte (3) so weg gedrückt wird, dass er nicht mehr verrastend im Kunststoffbauteil (1) gehalten ist.
Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement im mittleren Bereich eine Ausnehmung (10) aufweist, die durch beide Hälften (3, 4) hindurchgeht, und die zum Befestigen des Gleitelements am Tragteil, beispielsweise mittels einer Schraube (12), dient.
Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) ein Außenhautbauteil eines Fahrzeugs ist.
Befestigung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil die Karosserie des Fahrzeugs ist.
Befestigung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil (1) ein Kotflügel eines Kraftfahrzeugs ist.