DE102009024529A1

DE102009024529A1 - Verbindungselement und eine über das Verbindungselement gebildete Baueinheit

Info

Publication number: DE102009024529A1
Application number: DE200910024529
Authority: DE
Inventors: Josef Schambeck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-06-06
Filing date: 2009-06-06
Publication date: 2010-12-09

Abstract

Es ist bereits ein Verbindungselement in Form einer Clip-Mutter bekannt, über das zwei Bauteile vormontierbar und über eine Schraubverbindung zu einer Baueinheit endmontierbar sind. Aufgabe der Erfindung ist es, ein weiteres Verbindungselement zu schaffen, das einen einfachen Aufbau aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine über das Verbindungselement gebildete Baueinheit zu schaffen, die eine sichere Verbindung aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass das Befestigungs-Bauteil (40) über eine Halterungsvorrichtung (39) verschiebbar an dem Verbindungselement (36) gehaltert ist, so dass das Befestigungs-Bauteil (40) aus einer Ausgangsposition (55) in eine Montageposition (57) zur Verbindung mit der Schraube (31) verschiebbar ist, und dass das Befestigungs-Bauteil (40) einen vorstehenden Abschnitt (44) aufweist, an dessen freiem Ende (45) ein Dichtelement (48) angeordnet ist, das in der Montageposition (57) an einem Innenrand (58) der Durchgangsöffnung (43) des Verstärkungselementes (42) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine über das Verbindungselement gebildete Baueinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Es ist bereits ein Verbindungselement bekannt, das in Form einer C-förmigen Clipmutter ausgebildet ist. Das Verbindungselement weist ein Federelement mit zwei Armen auf, die einen U-förmigen Querschnitt bilden. An einer Außenseite eines oberen Armes des Federelementes ist eine Mutter angeordnet. Auf einer Außenfläche des dazu gegenüberliegenden unteren Armes des Federelementes ist ein scheibenförmiges Verstärkungselement befestigt. Das Verstärkungselementweist weist an seiner nach außen gerichteten Außenfläche ein Dichtelement oder einen abdichtenden Abschnitt auf.
Über das bekannte Verbindungselement sind zwei zu befestigende Bauteile vormontierbar und über eine Schraubverbindung zu einer Baueinheit verbindbar. Bei der Herstellung der Baueinheit wird zunächst das Verbindungselement an eine vorbestimmte Befestigungsstelle an einem ersten Bauteil angeordnet. Die Anordnung erfolgt so, dass Durchgangsöffnungen in den beiden Armen des Federelementes mit einer Durchgangsöffnung in dem ersten Bauteil übereinstimmen. Das zweite Bauteil liegt an der Außenfläche des Verstärkungselementes in Höhe einer Durchgangsöffnung des Verstärkungselementes an. Eine Schraube wird durch Durchgangsöffnungen hindurchgeführt und mit der Mutter des Verbindungselementes mit einem vorbestimmten Drehmoment verschraubt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselement zu schaffen, über das zwei Bauteile in einfacher Weise verbindbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine über das Verbindungselement gebildete Baueinheit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verbindungselement zur Verbindung von zwei Bauteilen weist das Verbindungselement ein Federelement mit zwei Armen auf. Zwischen den beiden Armen des Federelementes ist ein Zwischenraum ausgebildet. Das Verbindungselement ist über den Zwischenraum auf ein erstes zu befestigendes Bauteil an einer dafür vorgesehenen Befestigungsstelle steckbar. An einer Außenfläche des einen Armes des Federelementes ist ein Befestigungs-Bauteil mit einem Innengewinde angeordnet. An einer Außenfläche des dazu gegenüberliegenden Armes des Federelementes ist ein Verstärkungselement vorgesehen. Die Arme des Federelementes und das Verstärkungselement weisen jeweils eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Schraube auf, die in Eingriff mit dem Befestigungs-Bauteil bringbar ist.
Vorteilhafterweise ist das Befestigungs-Bauteil über eine Halterungsvorrichtung verschiebbar an dem Verbindungselement angeordnet. Das Befestigungs-Bauteil ist aus einer Ausgangsposition in eine Montageposition zur Verbindung mit der Schraube verschiebbar. Ferner weist das Befestigungs-Bauteil einen vorstehenden Abschnitt auf, an dessen freiem Ende ein Dichtelement angeordnet ist. Das Dichtelement liegt in der Montageposition an einem Innenrand der Durchgangsöffnung des Verstärkungselementes an.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Halterungsvorrichtung an einer Außenfläche eines oberen Armes des Federelementes befestigt.
Vorteilhafterweise ist an einer Innenfläche der Halterungsvorrichtung mindestens eine Befestigungseinrichtung zur Halterung des Befestigungs-Bauteil vorgesehen.
Die Befestigungseinrichtung ist in einer vorteilhaften Ausführungsform mindestens ein vorstehender Abschnitt.
Der vorstehende Abschnitt hat vorteilhafterweise eine punktförmige oder linienförmige Auflagefläche.
Vorteilhafterweise ist an einer Außenfläche des Verstärkungsbauteils eine Dichtvorrichtung vorgesehen, die in Anlage mit einer Außenfläche eines zu befestigenden Bauteils bringbar ist.
Die Dichtvorrichtung ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ein ringförmig umlaufender, vorstehender Steg.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Bauteile über ein erfindungsgemäßes Verbindungselement nach den Ansprüchen 1 bis 7 miteinander verbunden, so dass eine erfindungsgemäße Baueinheit entsteht.
Bei der erfindungsgemäßen Baueinheit ist das Verbindungselement in einer Montageposition vorteilhafterweise an einer Durchgangsöffnung des ersten Bauteils angeordnet. Die Außenfläche des zweiten Bauteils liegt in einer Montageposition mit einer Durchgangsöffnung an der Durchgangsöffnung des Verstärkungselementes an. In der Montageposition wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Baueinheit eine Schraube durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen des zweiten Bauteils, des Verstärkungselementes, des ersten Bauteils und des Federelementes hindurchgeführt und in dem Befestigungs-Bauteil mit einem vorgegebenen Drehmoment verschraubt.
Vorteilhafterweise bestehen das erste Bauteil und das zweite Bauteil aus dem gleichen Material oder aus einem unterschiedlichen Material.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Bauteil aus Stahl hergestellt und das zweite Bauteil besteht aus einem Leichtmetall.
Das erste Bauteil ist vorteilhafterweise ein Seitenaufprallträger und das zweite Bauteil ist ein Rahmen eines Türkörpers eines Kraftfahrzeuges.
Der Seitenaufprallträger ist mit seinen gegenüberliegenden Enden über jeweils ein Verbindungselement an dem Rahmen des Türkörpers befestigt.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine Seitenansicht auf eine schematisch dargestellte Tür eines Kraftfahrzeuges, bei der ein Rahmen eines Türkörpers mit einem diagonal verlaufenden Seitenaufprallträger versehen ist,
2 einen Längsschnitt, der zwei über ein bekanntes Verbindungselement zu einer Baueinheit miteinander verbundene Bauteile zeigt,
3 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Verbindungselement, der das erfindungsgemäße Verbindungselement im Anlieferungszustand zeigt,
4 eine Ansicht von oben auf das in der 3 gezeigte erfindungsgemäße Verbindungselement,
5 einen Längsschnitt entsprechend der 3, wobei an Verbindungsstellen von zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen das erfindungsgemäße Verbindungselement angeordnet ist und
6 ein Längsschnitt entsprechend der 5, der die endmontierte Baueinheit zeigt.
Die 1 zeigt eine Tür 1 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges 2. Die Tür 1 weist einen Türkörper 3 mit einem umlaufenden, in etwa rechteckförmigen Rahmen 4 auf. Zwischen zwei, in etwa senkrecht verlaufenden Abschnitten 5 und 6 des Türrahmens 4 ist ein Seitenaufprallträger 7 über zwei Verbindungselemente 8 und 9 an Befestigungsstellen 16 am Türrahmen 4 befestigt.
In der 1 ist jeweils eine Befestigungsschraube 10, 11 erkennbar. In der gezeigten Ausführungsform sind die Verbindungselemente 8, 9 an jeweils gegenüberliegenden Enden 14, 15 des Seitenaufprallträgers 7 an jeweils einer Stirnseite 12, 13 des Seitenaufprallträgers 7 angeordnet.
Die 2 zeigt einen Längsschnitt an einer Befestigungsstelle 16, an der ein erstes Bauteil 17 in einem Zwischenraum 18 eines Federelementes 19 eines vorbekannten Verbindungselementes 20 angeordnet ist. Das erste Bauteil 17 kann beispielsweise ein Ende 14, 15 eines Seitenaufprallträgers 7 sein.
Das Federelement 19 weist einen oberen und einen unteren Arm 19a und 19b auf, die einen U-förmigen Querschnitt bilden. Der obere und der untere Arm 19a und 19b des Federelementes 19 ist jeweils mit einer Durchgangsöffnung 33a und 33b versehen.
An einer in der 2 nach oben gerichteten Außenfläche 21 des oberen Armes 19a des Federelementes 19 ist ein Befestigungs-Bauteil mit einem Innengewinde 22, beispielsweise eine Mutter 22, befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise über Schweißpunkte 23 erfolgen. An einer Außenfläche 24 des unteren Armes 19b ist ein ringförmiges oder ein scheibenförmiges Verstärkungselement 25 mit einer Durchgangsöffnung 26 angeordnet.
Eine in der 2 nach unten gerichtete Außenfläche 27 des scheibenförmigen Verstärkungselementes 25 liegt an einer Außenfläche 28 eines zweiten Bauteils 29 an. In dem zweiten Bauteil 29 ist eine Durchgangsöffnung 30 ausgebildet. Das zweite Bauteil ist beispielsweise ein senkrechter Abschnitt 5, (6) des Türrahmens 4. Über eine Schraube 31, die in der Mutter 22 verschraubt ist, sind die beiden Bauteile 17 und 29 miteinander befestigt.
Die Schraube 31 wird durch die Durchgangsöffnung 30 des zweiten Bauteils 29, die Durchgangsöffnung 26 des scheibenförmiges Verstärkungselementes 25, die Durchgangsöffnungen 33a und 33b der Arme 19a und 19b des Federelementes 19 und die Durchgangsöffnung 34 des ersten Bauteils 17 bis zur Mutter 22 hindurchgeführt und dann mit der Mutter 22 verschraubt.
In der 2 zeigen Pfeile 32, dass auf das Verbindungselement 20 auftreffende Flüssigkeit über die Durchgangsöffnung 33a des oberen Armes 19a des Federelementes 19, die Durchgangsöffnung 34 in dem ersten Bauteil 17, die Durchgangsöffnung 33b des unteren Armes 19b des Federelementes 19 und die Durchgangsöffnung 26 in dem scheibenförmigen Verstärkungselement 25 auf die Außenfläche 28 des zweiten Bauteils 29 und über die Durchgangsöffnung 30 in dem zweiten Bauteils 29 zu einem Schraubenkopf 35 der Schraube 31 gelangt. Durch die eindringende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, kann es zu einer Korrosion an dem Verbindungselement 20, den beiden Bauteilen 17, 29 und an der Schraube 31 kommen.
Die 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 36. An einer Außenfläche 37 eines oberen Armes 38a des Federelementes 38 ist eine Halterungsvorrichtung 39 angeordnet. In der Halterungsvorrichtung 39 ist verschiebbar eine Mutter 40 gehaltert. Die Verschiebbarkeit der Mutter 40 in der Halterungsvorrichtung 39 ist in der 3 durch einen Pfeil 52 gezeigt.
Wie aus der 4 hervorgeht, weist die Halterungsvorrichtung 39 in der gezeigten Ausführungsform zwei gegenüberliegende Halterungsarme 39a und 39b auf. Die Halterungsarme 39a und 39b ragen nach oben und dienen zur Halterung der Mutter 40. Die Mutter 40 ist in der gezeigten Ausführungsform rechteckig und in einer anderen Ausführungsform quadratisch ausgebildet. Durch die Halterungsarme 39a und 39b wird auch eine Verdrehsicherung der Mutter 40 erreicht.
Die Halterungsarme 39a und 39b der federnden Halterungsvorrichtung 39 liegen an jeweils einer Außenfläche 49 eines oberen Abschnittes 50 der Mutter 40 an.
Die Herstellung der Halterungsvorrichtung 39 erfolgt beispielsweise dadurch, dass aus dem oberen Arm 38a des Federelementes 38 der jeweilige Halterungsarm 39a und 39b an jeweils drei Seiten ausgeschnitten und nach oben geklappt wird. Damit entsteht jeweils eine Durchgangsöffnung vor dem jeweiligen Halterungsarm 39a und 39b. Ferner wird eine Durchgangsöffnung 46a zum Hindurchführen eines vorstehenden, unteren Abschnittes 44 der Mutter 40 ausgebildet, die sich an die Durchgangsöffnungen vor dem jeweiligen Halterungsarm 39a und 39b anschließt.
Der vorstehende, untere Abschnitt 44 der Mutter 40 ragt mit seinem nach unten zeigenden Ende 45 in eine Durchgangsöffnung 46a eines oberen Armes 38a des Federelementes 38. An einem umlaufenden, äußeren Rand 47 des vorstehenden Endes 45 der Mutter 40 ist ein Dichtelement 48, beispielsweise ein gummielastischer Kunststoff oder dergleichen, angeordnet.
An einer Außenfläche 41 eines unteren Armes 38b des Federelementes 38 ist ein ringförmiges oder scheibenförmiges Verstärkungselement 42 befestigt. Das Verstärkungselement 42 weist eine Durchgangsöffnung 43 auf. An einer in Richtung der Außenfläche 28 des zu befestigenden zweiten Bauteils 29 zeigenden Außenfläche 53 des Verstärkungselementes 42 ist in der gezeigten Ausführungsform ein ringförmiger Steg oder eine ringförmige Erhebung 54 ausgebildet.
Über den ringförmigen Steg 54 der Scheibe 42 kann ein Formschluss und eine Abdichtung gegen Flüssigkeit erreicht werden. Dazu ist es erforderlich, dass der Steg 54 über die Anpresskraft der in der 5 gezeigten Befestigungsschraube 31 um einen vorbestimmten Betrag in die Außenfläche 28 des zweiten Bauteils 29 gedrückt ist.
In der 4 befindet sich die Mutter 40 noch in der Ausgangsposition 55. Das erste Bauteil 17 und das zweite Bauteils 29 sind in der jeweiligen Montageposition 56 und 60 ausgerichtet. In der Montageposition 56 des ersten Bauteils 17 befindet sich das erste Bauteil 17 im Zwischenraum 38c zwischen den beiden Armen 38a und 38b. Die Durchgangsöffnung 34 des ersten Bauteils 17 ist in Höhe der Durchgangsöffnungen 46a, 46b, 43 des Verbindungselementes 36 ausgerichtet. In der Montageposition 60 des zweiten Bauteils 29 ist das Verbindungselement 36 mit seinen Durchgangsöffnungen 43, 46b, 46a über der Durchgangsöffnung 30 des zweiten Bauteils 29 angeordnet.
In der 5 ist die Mutter 40 aus der Ausgangsposition 55 in eine Endposition oder Montageposition 57 verschoben worden. Dazu wurde die Mutter 40 durch die Durchgangsöffnung 46a des oberen Armes 38a, die Durchgangsöffnung 34 des ersten Bauteils 17 und durch die Durchgangsöffnung 46a des unteren Armes 38b bis auf einen Innenrand 58 der Durchgangsöffnung 43 des scheibenförmigen Verstärkungselementes 42 bewegt. Das Dichtelement 48 am umlaufenden, äußeren Rand 47 des vorstehenden Endes 45 der Mutter 40 liegt an einem Innenrand 58 der Durchgangsöffnung 43 des scheibenförmigen Verstärkungselementes 42 dichtend an.
Die Schraube 31 wird durch die Durchgangsöffnung 30 des zweiten Bauteils 29, die Durchgangsöffnung 43 des scheibenförmiges Verstärkungselementes 42, die Durchgangsöffnungen 46b und 46a des unteren und des oberen Armes 38b und 38a des Federelementes 38 und die Durchgangsöffnung 34 des ersten Bauteils 17 bis zur Mutter 40 hindurchgeführt und dann mit der Mutter 40 verschraubt.

Claims

Verbindungselement zur Verbindung von zwei Bauteilen, wobei das Verbindungselement ein Federelement mit zwei Armen aufweist, wobei zwischen den beiden Armen ein Zwischenraum ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement über den Zwischenraum auf ein erstes zu befestigendes Bauteil an einer dafür vorgesehenen Befestigungsstelle steckbar ist, wobei an einer Außenfläche des einen Armes des Federelementes ein Befestigungs-Bauteil mit einem Innengewinde angeordnet ist, wobei an einer Außenfläche des dazu gegenüberliegenden Armes des Federelementes ein Verstärkungselement vorgesehen ist, wobei die Arme des Federelementes und das Verstärkungselement jeweils eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Schraube aufweisen, die in Eingriff mit dem Befestigungs-Bauteil bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungs-Bauteil (40) über eine Halterungsvorrichtung (39) verschiebbar an dem Verbindungselement (36) gehaltert ist, so dass das Befestigungs-Bauteil (40) aus einer Ausgangsposition (55) in eine Montageposition (57) zur Verbindung mit der Schraube (31) verschiebbar ist, und dass das Befestigungs-Bauteil (40) einen vorstehenden Abschnitt (44) aufweist, an dessen freiem Ende (45) ein Dichtelement (48) angeordnet ist, das in der Montageposition (57) an einem Innenrand (58) der Durchgangsöffnung (43) des Verstärkungselementes (42) anliegt.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsvorrichtung (39) an einer Außenfläche (37) eines oberen Armes (38a) des Federelementes (38) befestigt ist.
Verbindungselement nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Innenfläche (59) der Halterungsvorrichtung (39) mindestens eine Befestigungseinrichtung (51) zur Halterung des Befestigungs-Bauteil (40) vorgesehen ist.
Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (51) mindestens ein vorstehender Abschnitt ist.
Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorstehende Abschnitt eine punktförmige oder linienförmige Auflagefläche hat.
Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenfläche (53) des Verstärkungsbauteils (42) eine Dichtvorrichtung (54) vorgesehen ist, die in Anlage mit einer Außenfläche (28) eines zu befestigenden Bauteils (29) bringbar ist.
Verbindungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtvorrichtung (54) ein ringförmig umlaufender, vorstehender Steg ist.
Baueinheit, die zwei Bauteile aufweist, wobei die Bauteile über ein Verbindungselement nach den Ansprüchen 1 bis 7 miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (36) in einer Montageposition (57) an einer Durchgangsöffnung (34) des ersten Bauteils (17) angeordnet ist, dass die Außenfläche (28) des zweiten Bauteils (29) in einer Montageposition (60) mit einer Durchgangsöffnung (30) an der Durchgangsöffnung (26) des Verstärkungselementes (42) anliegt, dass eine Schraube (31) durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen (30, 43, 34, 46,) des zweiten Bauteils (29), des Verstärkungselementes (42), des ersten Bauteils (17) und des Federelementes (38, 46) hindurchgeführt und in dem Befestigungs-Bauteil (40) mit einem vorgegebenen Drehmoment verschraubt ist.
Baueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (17) und das zweite Bauteil (29) aus dem gleichen Material oder aus einem unterschiedlichen Material bestehen.
Baueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (17) aus Stahl hergestellt ist und dass das zweite Bauteil (29) aus einem Leichtmetall besteht.
Baueinheit nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (29) ein Seitenaufprallträger (7) ist und dass das zweite Bauteil (17) ein Rahmen (4) eines Türkörpers (3) eines Kraftfahrzeuges (2) ist.
Baueinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenaufprallträger (7) mit seinen gegenüberliegenden Enden (14, 15) über jeweils ein Verbindungselement (36) an dem Rahmen (4) des Türkörpers (3) befestigt ist.