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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Träger eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Bauteil.
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STAND DER TECHNIK
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Üblicherweise werden Bauteile, wie zum Beispiel eine Mittelkonsole, mit Schrauben in einem Kraftfahrzeuginnenraum befestigt. Daneben kommen auch Drehverschlüsse zum Einsatz, die zum Teil ein werkzeugloses Anbringen der Mittelkonsole im Kraftfahrzeug ermöglichen. Eine solche Mittelkonsole wird typischerweise in einem vorderen Bereich an der Instrumententafel des Fahrzeugs und in einem hinteren Bereich direkt oder über einen Halter am Rohbau des Fahrzeugs angebracht.
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Für eine derartige Befestigung werden Werkzeuge und Materialien benötigt, und die Montage der Mittelkonsolen erfordert Montagezeit, die zu einer erhöhten Fertigungszeit des Fahrzeugs und somit einer verminderten Effizienz der Herstellung des Fahrzeugs führt.
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Bei der Konstruktion einer solchen Mittelkonsole ist wichtig, dass die Schrauben so angeordnet und ausgeführt sind, dass die Schraubenköpfe abgedeckt werden können und auch nach dem Einbau der Mittelkonsole im Rahmen von Wartungsarbeiten an dem Fahrzeug wieder gelöst werden können. Derartige Randbedingungen reduzieren die Gestaltungsfreiheit der Mittelkonsole erheblich.
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In der
US 51 06 143 A wird eine an einem Boden montierte Mittelkonsole beschrieben, die durch eine Schnappverbindung am Boden eines Fahrzeugs befestigt werden kann. In einem ersten Bereich wird die Mittelkonsole durch eine erste Fixiereinrichtung ohne Verwendung eines Werkzeugs am Boden angebracht. Die erste Fixiereinrichtung besteht dabei aus einem Verzahnungssystem, das die Mittelkonsole im vorderen Bereich festhält.
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Für den hinteren Bereich der Mittelkonsole wird in diesem Dokument eine Schnappverbindung gezeigt, durch die die Mittelkonsole in einer Position gehalten wird, so dass die erste Fixiereinrichtung auf die Mittelkonsole wirkt.
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Durch Lösen der Schnappverbindung lässt sich die Mittelkonsole verschwenken, so dass sie von der ersten Fixiereinrichtung gelöst und aus dieser herausgenommen werden kann.
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Ein Nachteil der in
US 51 06 143 A beschriebenen Konstruktion besteht darin, dass die Mittelkonsole aufgrund von Herstellungstoleranzen und thermischen Dehnungen nicht exakt an dem Fahrzeug befestigt werden kann. Vielmehr müssen die Fixiereinrichtungen für die Mittelkonsole einen gewissen Toleranzbereich (Spiel) zulassen, so dass sich die Mittelkonsole bewegen kann, was zu einer unbefriedigenden Befestigung führt.
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Ein weiterer Nachteil der Konstruktion aus dem Stand der Technik liegt darin, dass die Konsole während ihrer Montage sehr genau in die erste Fixiereinrichtung eingeführt werden muss, damit diese ihre Funktion erfüllen kann. Da die Fixiereinrichtung durch die Konsole selbst verdeckt ist, ist es für den Monteur oft schwierig, die Konsole passgenau in die Fixiereinrichtung einzuführen. Dies führt dazu, dass oft mehrere Versuche zum Befestigen der Konsole an dem Fahrzeug nötig sind, was die durchschnittliche Montagezeit verlängert.
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Aus
DE 198 55 095 A1 ist eine Vorrichtung zur Ablage und Aufbewahrung von Gegenständen im Innenraum von Fahrzeugen nach Art einer Ablagebox, -tasche oder eines Ablagenetzes bekannt, die seitlich am Fahrzeugsitz gehalten wird, indem sie beispielsweise durch Schnapp-, Steck- oder Schraubverbindungen am Rahmen des Fahrzeugsitzes befestigt ist.
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DE 10 2006 023 948 A1 offenbart ein Transportbehältersicherungssystem für Fahrgast- und/oder Kofferräume von Fahrzeugen. Über Schnappverbinder, die an einem Rahmen des Systems befestigt sind und in einen oder mehrere Befestigungsbügel der Karosserie oder eines Sitzrahmens greifen, ist der Rahmen an der Karosserie oder dem Sitzrahmen befestigt und die Transportbox ist über ein Transportboxbefestigungselement formschlüssig in zwei Bewegungsrichtungen mit dem Rahmen verbindbar und über ein Verschlusselement in der dritten Bewegungsrichtung formschlüssig verbindbar.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Befestigungssystem des obigen technischen Gebiets dahingehend zu verbessern, dass eine exakte Befestigung eines Bauteils an einem Träger eines Kraftfahrzeugs möglich ist, die zudem leicht benutzt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Gegenstand des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10.
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Erfindungsgemäß ist ein Befestigungssystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Träger eines Kraftfahrzeugs umfassend eine erste Fixiereinrichtung zum werkzeuglosen Fixieren des Bauteils in einem ersten Bereich des Bauteils und eine zweite Fixiereinrichtung zum werkzeuglosen Fixieren des Bauteils in einem zweiten Bereich des Bauteils dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fixiereinrichtung einen Schnappverschluss aufweist, so dass das Bauteil in dem ersten Bereich in drei linear unabhängigen Richtungen fixierbar ist, und die zweite Fixiereinrichtung eine Schiene aufweist, so dass das Bauteil in dem zweiten Bereich in einer Richtung verschiebbar am Träger fixierbar ist.
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Durch den Schnappverschluss der ersten Fixiereinrichtung wird dem Monteur beim Befestigen des Bauteils an dem Träger unmittelbar eine haptische und/oder akustische und/oder optische Rückmeldung über den korrekten Sitz der Fixiereinrichtung gegeben. Durch den Schnappverschluss wird eine werkzeuglose und schnelle Befestigung des Bauteils an dem Träger ermöglicht. Eine Verschraubung des Bauteils am Träger ist daher nicht mehr nötig, so dass einerseits die Montagezeit stark reduziert und andererseits die Gestaltungsfreiheit des Bauteils erhöht wird.
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Durch die Ausgestaltung der zweiten Fixiereinrichtung mit einer Schiene, so dass das Bauteil in dem zweiten Bereich in einer Richtung verschiebbar an dem Träger fixiert werden kann, lassen sich Fertigungstoleranzen und thermische Ausdehnung oder Kontraktion in dieser Richtung leicht ausgleichen, ohne dass die präzise Fixierung des Bauteils im ersten Bereich darunter leidet. Zudem ist es möglich, das Bauteil zunächst im zweiten Bereich über die Schiene in zwei Dimensionen zu fixieren, so dass eine Befestigung des Bauteils auch im ersten Bereich erleichtert wird. Dadurch lässt sich eine Fehlmontage weitgehend verhindern, so dass die durchschnittliche Montagezeit des Bauteils am Träger wesentlich verkürzt wird.
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Bevorzugt ist die erste Fixiereinrichtung in einem vorderen Bereich einer Mittelkonsole vorgesehen, um dort eine präzise Fixierung der Mittelkonsole an einer Instrumententafel oder dem Rohbau des Fahrzeugs zu bewirken, so dass Spaltmaße und Anbringungsgenauigkeit auch hohen, im Premiumfahrzeugbereich üblichen Qualitätsanforderungen gerecht werden. Der hintere Bereich der Mittelkonsole liegt weniger im Gesichtsfeld der Fahrzeuginsassen, so dass ein Ausgleich von thermischen Längenänderungen oder Fertigungstoleranzen in diesem Bereich des Bauteils weniger auffällt.
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Erfindungsgemäß ist für die erste Fixiereinrichtung eine erste Montagerichtung und für die zweite Fixiereinrichtung eine zweite Montagerichtung definiert, wobei die erste Montagerichtung parallel zur zweiten Montagerichtung verläuft. Bevorzugt ist die zweite Fixiereinrichtung dazu ausgestaltet, das Bauteil in zwei von der zweiten Montagerichtung linear unabhängigen Richtungen zu fixieren.
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Dadurch, dass die erste und zweite Fixiereinrichtung parallele Montagerichtungen aufweisen, ist eine besonders leichte Montage des Bauteils an dem Träger möglich. Unter dem Begriff ”Montagerichtung” ist dabei eine Richtung zu verstehen, in der das Bauteil relativ zu dem Träger zum Befestigen an diesem Träger bewegt werden muss. Insbesondere kann also die Schiene der zweiten Fixiereinrichtung bevorzugt parallel zu der Einführungsrichtung des Schnappverschlusses der ersten Fixiereinrichtung verlaufen. Das Bauteil kann dann, geführt durch die Schiene der zweiten Fixiereinrichtung, mit großer Sicherheit und hoher Geschwindigkeit in die erste Fixiereinrichtung eingeführt werden.
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Darunter, dass die zweite Fixiereinrichtung bevorzugt dazu ausgestaltet ist, das Bauteil in zwei von der zweiten Montagerichtung linear unabhängigen Richtungen zu fixieren, ist zu verstehen, dass das Bauteil sich nur auf der Schiene in Richtung der Ausrichtung dieser Schiene verschieben lässt. Eine transversale Bewegung des Bauteils senkrecht zur Ausrichtung der Schiene soll durch die zweite Fixiereinrichtung unterbunden werden, bevorzugt wird auch eine Kippbewegung senkrecht zur Ausrichtung der Schiene unterbunden. Somit wird eine hohe Befestigungsqualität erreicht, wobei gleichzeitig eine gewisse Flexibilität in Bezug auf thermische Ausdehnung oder Kontraktion des Bauteils, z. B. der Mittelkonsole, sichergestellt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schnappverschluss ein männliches Element und ein weibliches Element auf, das zum Zusammenwirken mit dem männlichen Element ausgestaltet ist, so dass das männliche Element in dem weiblichen Element zentrierbar und darin fixierbar ist.
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Insbesondere kann es sich bei dem männlichen Element um einen Kugelbolzen handeln, der in eine Kugelpfanne, die eine bevorzugte Form des weiblichen Elements ist, einschnappen kann. Bei einer geeigneten Ausgestaltung der Kugelpfanne und ihrer Umgebung wird der Kugelbolzen direkt in die Kugelpfanne geführt und dadurch zentriert. Nach dem Einschnappen ist der mit der ersten Fixiereinrichtung, d. h. insbesondere dem Kugelbolzen bzw. der Kugelpfanne versehene Bereich des Bauteils in allen drei Raumrichtungen befestigt.
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Alternativ ist es möglich, andere beispielsweise zapfen- oder stiftförmige männliche Elemente und entsprechende weibliche Gegenstücke als Schnappverschluss vorzusehen.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das männliche Element an dem Bauteil oder dem Träger vorgesehen, insbesondere integral damit ausgeführt. Es wird also besonders bevorzugt, das männliche Element direkt an das Bauteil oder den Träger anzuformen, so dass ein etwaiger Befestigungsschritt zwischen dem männlichen Element und dem Bauteil bzw. Träger während der Montage des Bauteils an dem Träger entfällt. Daneben ist es möglich, das männliche Element als Einzelteil an dem Bauteil oder dem Träger zu befestigen.
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Mit Vorteil wirkt die Schiene mit einer Führung zusammen, die als T-Führung, Schwalbenschwanzführung oder Rundführung ausgebildet ist. Eine derartige Führung erleichtert die Fixierung des Bauteils an dem Träger in dem zweiten Bereich, indem sie ein definiertes Zusammenwirken mit der Schiene erzielt. Die Auswahl der Führung für die Schiene und folglich auch die Gestaltung der Schiene und der dazugehörigen Führung erfolgt abhängig davon, welche Kräfte voraussichtlich zwischen dem Bauteil und dem Träger wirken werden, wenn das Bauteil in Benutzung ist. Besonders bevorzugt werden dabei Führungen, die, wie etwa die T-Führung oder die Schwalbenschwanzführung, auch Kippkräfte gut aufnehmen können.
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Bevorzugt umfasst die zweite Fixiereinrichtung einen Sicherungsmechanismus, insbesondere einen Sicherungsstift, der dazu ausgestaltet ist, eine Bewegung des Bauteils gegenüber dem Träger in zumindest einer Richtung zu begrenzen, insbesondere bei einem Unfall ein Abreißen des Bauteils von dem Träger zu verhindern.
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Die zweite Fixiereinrichtung kann auf diese Weise als zusätzliche Sicherung fungieren, falls die erste Fixiereinrichtung einer besonders starken, auf das Bauteil einwirkenden Kraft nicht standhalten kann. Ein Sicherungsstift ist dabei eine besonders einfache Realisierung eines solchen Sicherungsmechanismus. Dabei sollte der Sicherungsmechanismus die Bewegung des Bauteils gegenüber dem Träger im Rahmen der normalerweise zu erwartenden Größen erlauben und erst bei einer nicht mehr tolerierbaren Bewegung zwischen dem Bauteil und dem Träger eingreifen. Insbesondere lässt sich so verhindern, dass das Bauteil im Fall eines Unfalls des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Heckaufpralls, in den Fahrgastraum eindringt und so zu einer Gefahr für die Insassen des Fahrzeugs würde.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bauteil derart an dem Träger befestigbar, dass es werkzeuglos von dem Träger abnehmbar ist, d. h. ohne Verwendung von Werkzeug von dem Träger abgenommen werden kann. Durch die werkzeuglose Abnehmbarkeit des Bauteils von dem Träger wird auch eine Demontage im Rahmen von Wartungsarbeiten an dem Kraftfahrzeug schneller durchführbar und daher effizienter. Der Schnappverschluss kann zu diesem Zweck insbesondere so ausgestaltet sein, dass er sich bei gezielter Krafteinwirkung, insbesondere nach einer Entriegelung, öffnen lässt, so dass das Bauteil ohne Verwendung eines Werkzeugs von dem Träger gelöst werden kann.
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Mit Vorteil ist der Träger ein Rohbau eines Kraftfahrzeugs und/oder eine Instrumententafel des Kraftfahrzeugs, wobei das Bauteil insbesondere im ersten Bereich an der Instrumententafel und in dem zweiten Bereich an dem Rohbau befestigbar ist. Unter dem Begriff ”Träger” lassen sich also auch verschiedene Teile des Kraftfahrzeugs verstehen, die zumindest indirekt miteinander verbunden sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Fixiereinrichtung einen Kugelbolzen und eine dazu passende Aufnahme, in die der Kugelbolzen in einer ersten Montagerichtung einführbar ist, wobei die zweite Fixiereinrichtung eine Schiene und eine dazu passende Führung umfasst, so dass die Schiene in der Führung entlang der ersten Montagerichtung verschiebbar ist, wobei die zweite Fixiereinrichtung das Bauteil in zwei von der Montagerichtung linear unabhängigen Richtung fixiert.
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Der Kugelbolzen kann in der Aufnahme im Sinne eines Kugelgelenks bewegt, d. h. rotiert werden, solange die zweite Fixiereinrichtung nicht eingreift. Die Aufnahme lässt sich beispielsweise durch einen elastischen Ring realisieren, durch den der Kugelkopf des Kugelbolzens hindurch geführt werden kann und dadurch elastisch gehalten wird. Daneben sind beispielsweise auch mehrere Rasten als Aufnahme geeignet, die den Kugelkopf des Kugelbolzens umfangseitig festhalten können.
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Ein erfindungsgemäßes Bauteil ist zur Befestigung an einem Träger eines Kraftfahrzeugs durch ein Befestigungssystem nach der obigen Beschreibung ausgestaltet. Insbesondere umfasst das Bauteil also jeweils einen Teil der ersten Fixiereinrichtung und der zweiten Fixiereinrichtung, deren entsprechende Gegenstücke an dem Träger vorgesehen sind.
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Die erste Fixiereinrichtung ist bevorzugt wie ein ”Snaplock” ausgeführt, der aus einem harten Kugelbolzen an einem langen Zapfen, der an dem Bauteil befestigt oder daran angeformt ist, besteht und mit einem an dem Träger vorgesehenen Gegenstück in Form einer elastischen Kupplung für den schnellen Einbau zusammenwirkt. Die elastische Kupplung kann bevorzugt auf einer einfachen elastischen Schnappverbindung basieren. Innerhalb der Kupplung ist bevorzugt eine Kugelpfanne ausgebildet, in die der Kugelbolzen als Gegenstück einschnappen kann.
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Es ist möglich, mehrere Fixiereinrichtungen vorzusehen. Dabei können sowohl mehrere erste Fixiereinrichtungen als auch mehrere zweite Fixiereinrichtungen vorgesehen sein.
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Unter dem Begriff ”Schnappverschluss” sind jedoch auch Ausgestaltungen zu verstehen, die auch als ”Clipverschluss” bezeichnet werden. In diesem Fall wird keine elastische Ausgestaltung des weiblichen Elements benötigt, sondern nur eine Clipöffnung. In Bezug auf die zweite Fixierung ist es ferner möglich, zusätzlich Ausgleichselemente vorzusehen, die eine Toleranz für das Zusammenwirken zwischen der Schiene und dem dazugehörigen Element, insbesondere also der Führung ausgleicht.
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Neben einer Mittelkonsole lassen sich durch das erfindungsgemäße Befestigungssystem auch andere Bauteile im Kraftfahrzeug oder von außen am Kraftfahrzeug befestigen. Hierzu zählen beispielsweise Ablagefächer, Verkleidungen im Innenraum und solche am Außenraum des Fahrzeugs.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und der Gesamtheit der Ansprüche.
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KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines bevorzugten Befestigungssystems zwischen einer Mittelkonsole, einem Fahrzeugrohbau und einer Instrumententafel;
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2 zeigt eine Schnittansicht des Befestigungssystems aus 1 im zweiten Bereich, in dem die zweite Fixiereinrichtung vorgesehen ist.
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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt ein Befestigungssystem 10 zur Befestigung einer Mittelkonsole 12 an einer Instrumententafel 14.1 und einem Rohbau 14.2 eines Kraftfahrzeugs. Die 1 ist eine Seitenansicht auf das Befestigungssystem 10, wobei eine Montagerichtung X der Mittelkonsole 12 in 1 von rechts nach links verläuft. Die Richtung Z verläuft in der 1 von unten nach oben und steht daher senkrecht auf der Montagerichtung X.
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In einem ersten Bereich 16 ist an der Mittelkonsole 12 ein Kugelbolzen 20.1 vorgesehen, der zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden Aufnahme 20.2 an der Instrumententafel 14.1 ausgestaltet ist. Durch Schieben der Mittelkonsole 12 in der Montagerichtung X gelangt der Kugelbolzen 20.1 in die Aufnahme 20.2 und wird darin in X-, Y- und Z-Richtung fixiert. Die Y-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene der 1.
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Der Kugelbolzen 20.1 ist als Stift ausgeführt, der an seinem Ende mit einem Kugelkopf versehen ist. Der Kugelkopf ist dazu ausgestaltet, mit der Aufnahme 20.2 zusammenzuwirken. Die Aufnahme 20.2 ist dabei beispielsweise als ein elastischer Ring, durch den der Kugelkopf elastisch hindurch geführt werden kann, ausgeführt. Auch können mehrere, entlang des Umfangs der Aufnahme 20.2 vorgesehene Rasten mit dem Kugelkopf des Kugelbolzens 20.1 zusammenwirken und ihn so festhalten.
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In einem zweiten Bereich 18 der Mittelkonsole 12 befindet sich eine Schiene 22.1, die in der bevorzugten Ausführungsform als T-Schiene ausgeführt ist. Die Schiene 22.1 ist ausgestaltet, um mit einer Führung 22.2 zusammenzuwirken, die an dem Rohbau 14.2 des Fahrzeugs fest angebracht ist. Durch Schieben der Mittelkonsole 12 entlang der Montagerichtung X lässt sich die Schiene 22.1 in die Führung 22.2 einschieben. In eingeschobenem Zustand erlaubt die Führung 22.2 eine Verschiebung der Schiene 22.1 entlang der Montagerichtung X. Im Übrigen wird die Mittelkonsole 12 auch im zweiten Bereich 18 in Z- und Y-Richtung festgehalten.
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Auf diese Weise ist es möglich, dass auch Fertigungstoleranzen der Mittelkonsole 12 einer spielfreien Befestigung der Mittelkonsole 12 an der Instrumententafel 14.1 und dem Rohbau 14.2 nicht entgegenstehen. Darüber hinaus erlauben die Ausgestaltung der Schiene 22.1 und die der Führung 22.2, dass sich die Mittelkonsole 12 thermisch ausdehnen und zusammenziehen kann, ohne die präzise Befestigung der Mittelkonsole 12 an der Instrumententafel 14.1 zu beeinträchtigen.
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2 ist eine Querschnittsansicht des Befestigungssystems 10 im zweiten Bereich 18, d. h. in der Höhe der zweiten Fixiereinrichtung, die in der dargestellten Ausführungsform durch die Schiene 22.1 in Verbindung mit der Führung 22.2 an dem Rohbau 14.2 des Fahrzeugs gebildet wird.
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In 2 sind die Richtungen Y und Z aufgezeichnet, in denen die zweite Fixiereinrichtung in Form der Schiene 22.1 und Führung 22.2 die Mittelkonsole 12 am Rohbau 14.2 befestigt.
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Alternativ zu der T-Form der Schiene 22.1 kann hier auch eine Schwalbenschwanzführung oder eine Rundführung oder eine anders ausgebildete Führung vorgesehen sein. Insbesondere im Fall einer Rundführung wird jedoch bevorzugt, mindestens zwei Schienen und entsprechende Führungen vorzusehen, um auch eine zuverlässige Befestigung gegenüber einer Krafteinwirkung auf die Mittelkonsole 12 in Y-Richtung auszuhalten.
