DE102009012783A1 - Fügebolzen und Befestigungsanordnung - Google Patents

Fügebolzen und Befestigungsanordnung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bolzen (10) zum Fügen auf eine Werkstückoberfläche (33), mit einem Schaftabschnitt (12) und mit einem Fügeabschnitt (18), der an einem Ende des Schaftabschnitts (12) vorgesehen und als Ringflansch ausgebildet ist, der einen größeren Durchmesser (22) als der Schaftabschnitt (12) aufweist. Dabei ist an dem anderen Ende des Schaftabschnittes (12) ein Kopfabschnitt (24) mit einem größeren Durchmesser (22) als der Schaftabschnitt (12) vorgesehen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bolzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Befestigungsanordnung mit einem Werkstück, auf dessen Oberfläche ein Bolzen gefügt ist, und mit einem Clip, mittels dessen ein Gegenstand an dem Werkstück festgelegt ist.
  • Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen solchen Fügebolzen und eine Befestigungsanordnung, die dazu ausgelegt sind, einen im Wesentlichen flächig ausgebildeten Gegenstand wie eine Unterbodenverkleidung an einem Werkstück wie einem Fahrzeugkarosserieabschnitt festzulegen. Das Werkstück kann beispielsweise ein Blechmaterial oder ein sonstiges dünnes Material sein.
  • Zum Befestigen von Gegenständen an Werkstücken ist es bekannt, Bolzen auf Werkstückoberflächen zu fügen, insbesondere durch Schweißen oder durch Klebstoffverbindungen. An einem derartigen Bolzen wird ein Clip, der in der Regel aus Kunststoff hergestellt ist, festgelegt. Der Clip dient dazu, den Gegenstand relativ zu dem Werkstück festzulegen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Bolzen und eine verbesserte Befestigungsanordnung für die oben genannten Zwecke anzugeben.
  • Die obige Aufgabe wird durch einen Bolzen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Befestigungsanordnung gemäß Anspruch 8 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Bolzen weist zum einen einen Fügeabschnitt auf, der an einem Ende des Schaftabschnittes vorgesehen und als Ringflansch ausgebildet ist. Derartige Ringflanschbolzen sind dem Grunde nach bekannt. Solche Bolzen eignen sich insbesondere zum Fügen auf Werkstücke mit einer relativ geringen Materialstärke (beispielsweise < 1 mm oder dergleichen). Hierdurch kann eine größere projizierte Fläche erreicht werden, so dass die Fügeverbindung trotz der geringen Werkstückmaterialstärke eine hohe Festigkeit aufweisen kann. Ferner ist an dem anderen Ende des Schaftabschnittes ein Kopfabschnitt vorgesehen. Durch den Kopfabschnitt, der einen größeren Durchmesser als der Schaftabschnitt aufweist, ist es möglich, Clips an dem Bolzen festzulegen, indem diese nicht in axialer Richtung auf den Bolzen aufgedrückt werden sondern seitlich auf den Bolzen aufgeschoben werden, wobei der Clip den Kopfabschnitt axial hintergreift. Hierdurch kann eine Befestigungsanordnung mit einer niedrigeren Höhe realisiert werden. Vorteilhafterweise ist der erforderliche Montageraum oberhalb des Bolzens ebenfalls kleiner.
  • Demzufolge wird bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung ein Clip in einer Richtung quer zu dem Schaftabschnitt auf den Kopfabschnitt aufgeschoben, um den Gegenstand an dem Werkstück festzulegen.
  • Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
  • Der Kopfabschnitt kann als massiver Abschnitt ausgebildet sein, ist jedoch vorzugsweise als Ringflansch ausgebildet. Hierdurch kann der Kopfabschnitt ähnlich ausgeformt sein wie der Flanschabschnitt, was Vorteile bei der automatischen Zuführung des Bolzens zu einem Fügewerkzeug mit sich bringt.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn der Kopfabschnitt den gleichen Durchmesser wie der Fügeabschnitt aufweist. Hierdurch kann der Bolzen problemlos zu einem Fügewerkzeug zugeführt werden, beispielsweise durch pneumatische Zuführleitungen.
  • Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Bolzen in Bezug auf eine quer zum Schaftabschnitt verlaufende Ebene symmetrisch ausgebildet ist.
  • Hierbei ist von besonderem Vorteil, dass es unerheblich ist, ob der Bolzen mit dem Kopfabschnitt oder mit dem Fügeabschnitt voran in ein Fügewerkzeug eingesetzt wird, da der Fügeabschnitt und der Kopfabschnitt identisch ausgelegt sind und sich beide sowohl als Fügeabschnitt als auch als Kopfabschnitt eignen.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Bolzen einstückig ausgebildet ist. Hierdurch kann der Bolzen kostengünstig hergestellt werden.
  • Dabei kann der Bolzen aus Metall oder aus Kunststoff hergestellt sein. Beim Metallbolzen wird dieser vorzugsweise durch Schweißen auf ein Werkstück aus Metall gefügt (so genanntes ”Bolzenschweißen”). Bei einem Bolzen aus Kunststoff kann dieser auf eine Werkstückoberfläche aus einem beliebigen Material geklebt werden. Wenn das Werkstück ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist, ist es möglich, den Kunststoffbolzen durch thermisches Schweißen mit dem Werkstück zu verbinden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung ist es von Vorzug, wenn der Clip einen Einspannabschnitt aufweist, der zwischen dem Kopfabschnitt und dem Füge abschnitt des Bolzens eingespannt ist. Bei dieser Variante wird der Clip an dem Bolzen nicht zwischen dem Kopfabschnitt und dem Werkstück eingespannt sondern zwischen dem Kopfabschnitt und dem Fügeabschnitt. Der Abstand zwischen dem Kopfabschnitt und dem Fügeabschnitt kann mit einer deutlich geringeren Toleranz (d. h. maßhaltiger) hergestellt werden, so dass eine besonders sichere Festlegung des Clips an dem Bolzen möglich ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Gegenstand zwischen einem Befestigungsabschnitt des Clips und der Oberfläche des Werkstücks festgelegt.
  • Hierbei ist der Gegenstand insbesondere flächig anliegend an dem Werkstück ausgerichtet und wird mittels des Clips von oben an dem Werkstück gehalten.
  • Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Befestigungsabschnitt wenigstens einen Befestigungsarm aufweist, der sich von dem Einspannabschnitt radial nach außen erstreckt.
  • Hierdurch kann der flächige Gegenstand mit einer relativ großen projizierten Fläche und damit sicher an dem Werkstück festgelegt werden.
  • Ferner ist es hierbei von Vorteil, wenn wenigstens zwei Befestigungsarme an ihren distalen Enden miteinander zu einem Andruckabschnitt verbunden sind.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die auf den Gegenstand wirkende Andruckfläche vergrößert werden. Der Andruckabschnitt kann sich dabei im Wesentlichen entlang einer Kreisform erstrecken, die konzentrisch zu dem Bolzen ausgerichtet ist und von einer Längsachse des Bolzens wenigstens zweimal so weit entfernt ist wie der Durchmesser des Kopfabschnittes.
  • Durch die vergrößerte Andruckfläche kann insbesondere bei elastisch oder plastisch nachgebenden Materialien des Gegenstandes eine sichere Verbindung erzielt werden, ohne zu hohe punktuelle Kräfte auf den Gegenstand auszuüben.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend 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.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Längsschnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bolzens;
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung, bei der ein Bolzen auf eine Werkstückoberfläche gefügt ist und ein Gegenstand (schematisch hier kreisscheibenförmig dargestellt, in der Regel sich jedoch über eine größere Fläche erstreckend) auf die Werkstückoberfläche gelegt ist; dabei weist der Gegenstand eine Ausnehmung auf, durch die der Bolzen gegenüber der Oberseite des Gegenstandes hervorsteht;
  • 3 die Befestigungsanordnung der 2, wobei ein Clip seitlich auf den Bolzen aufgeschoben ist, wodurch der Gegenstand an dem Werkstück festgelegt ist;
  • 4 eine Schnittansicht durch die Befestigungsanordnung der 3;
  • 5 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bolzens von schräg oben; und
  • 6 eine Darstellung des Bolzens der 5 von schräg unten.
  • Die in den Figuren enthaltenen Bezugszeichen beziehen sich auf die folgenden Elemente:
    • 10
    Bolzen
    12
    Schaftabschnitt
    14
    Durchmesser Schaftabschnitt
    16
    Längsachse
    18
    Fügeabschnitt
    20
    Ausnehmung in Fügeabschnitt
    22
    Durchmesser Fügeabschnitt
    24
    Kopfabschnitt
    26
    Ausnehmung in Kopfabschnitt
    28
    Symmetrieebene
    30
    Befestigungsanordnung
    32
    Werkstück
    33
    Werkstückoberfläche
    34
    Gegenstand
    36
    Ausnehmung in Gegenstand
    40
    Clip
    42
    Aufschubrichtung
    44
    Einspannabschnitt
    46
    Befestigungsabschnitt
    48
    Befestigungsarm
    50
    Andruckabschnitt

Claims (12)

  1. Bolzen (10) zum Fügen auf eine Werkstückoberfläche (33), mit einem Schaftabschnitt (12) und mit einem Fügeabschnitt (18), der an einem Ende des Schaftabschnittes (12) vorgesehen und als Ringflansch ausgebildet ist, der einen größeren Durchmesser (22) als der Schaftabschnitt (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem anderen Ende des Schaftabschnittes (12) ein Kopfabschnitt (24) mit einem größeren Durchmesser (22) als der Schaftabschnitt (12) vorgesehen ist.
  2. Bolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt (24) als Ringflansch ausgebildet ist.
  3. Bolzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt (24) den gleichen Durchmesser (22) wie der Fügeabschnitt (18) aufweist.
  4. Bolzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10) in Bezug auf eine quer zum Schaftabschnitt (12) verlaufenden Ebene (28) symmetrisch ausgebildet ist.
  5. Bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10) einstückig ausgebildet ist.
  6. Bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10) aus Metall hergestellt ist.
  7. Bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10) aus Kunststoff hergestellt ist.
  8. Befestigungsanordnung (30) mit einem Werkstück (32), auf dessen Oberfläche (33) ein Bolzen (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gefügt ist, und mit einem Clip (40), der in einer Richtung quer zu dem Schaftabschnitt (12) auf den Kopfabschnitt (24) aufgeschoben ist und mittels dessen ein Gegenstand (34) an dem Werkstück (32) festgelegt ist.
  9. Befestigungsanordnung nach Anspruch 8, wobei der Clip (40) einen Einspannabschnitt (44) aufweist, der zwischen dem Kopfabschnitt (24) und dem Fügeabschnitt (18) des Bolzens (10) eingespannt ist.
  10. Befestigungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Gegenstand (34) zwischen einem Befestigungsabschnitt (46) des Clips (40) und der Oberfläche (33) des Werkstücks (32) festgelegt ist.
  11. Befestigungsanordnung nach Anspruch 10, wobei der Befestigungsabschnitt (46) wenigstens einen Befestigungsarm (48) aufweist, der sich von dem Einspannabschnitt (44) radial nach außen erstreckt.
  12. Befestigungsanordnung nach Anspruch 11, wobei wenigstens zwei Befestigungsarme (48) an ihren distalen Enden miteinander zu einem Andruckabschnitt (50) verbunden sind.
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