-
TECHNISCHES GEBIET
-
Diese Erfindung betrifft allgemein Mutter zum Koppeln von Befestigungselementen für dünnwandige Strukturen.
-
HINTERGRUND
-
Zahlreiche Bauteile – wie etwa jene innerhalb von Fahrzeugen – sind mit dünnwandigen, beispielsweise aus Blech geformten Strukturen gekoppelt. Die Bauteile können ein oder mehrere Löcher aufweisen, durch welche hindurch Befestigungselemente eingesetzt werden, um das Bauteil an dem Blech in Position zu halten. Das Koppeln des Befestigungselements mit dem Blech umfasst im Allgemeinen, dass das Befestigungselement in einem im Wesentlichen senkrechten Winkel (Neunzig-Grad-Winkel) direkt in das Blech eingebracht wird.
-
Fahrzeugtüren können im Allgemeinen aus zumindest drei Schichten oder Platten gebildet sein. Eine Karosserieaußenbeplankung ist oft die Schicht, die von außerhalb des Fahrzeugs sichtbar ist. Ein Innenverkleidungsteil ist oft die Schicht, die von der Innenseite oder Fahrgastzelle des Fahrzeugs aus sichtbar ist, und diese kann Tür-Zuziehgriffe oder -griffschalen, sowie Befestigungsflächen für Bedienungselemente wie beispielsweise Fensterhebertasten und Türschlösser umfassen. Eine äußere Blechplatte ist oft zwischen der Karosserieaußenbeplankung und dem Innenverkleidungsteil angeordnet. Bei der äußeren Blechplatte kann es sich um ein Strukturbauteil handeln, an welchem die Befestigungspunkte für das Innenverkleidungsteil und für Türeinrichtungen, wie beispielsweise Schlösser und Fensterhebermotoren, vorgesehen sind.
-
KURZFASSUNG
-
Es wird eine Winkelmutter zum Koppeln eines Befestigungselements mit einem Plattenelement bereitgestellt. Das Plattenelement definiert eine erste Ebene und die Winkelmutter definiert eine zweite Ebene, die einen Winkelversatz in Bezug auf die erste Ebene aufweist. Das Plattenelement definiert ein erstes Loch, das im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Ebene verläuft, und die Winkelmutter ist so ausgelegt, dass sie mit dem ersten Loch zusammenpasst. Ein zweites Loch ist in der Winkelmutter definiert und verläuft im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Ebene. Das zweite Loch ist für die Aufnahme des Befestigungselements ausgelegt.
-
Der Winkelversatz kann zwischen ungefähr dreißig bis ungefähr sechzig Grad betragen. Die Winkelmutter kann einen ersten Kragarm und einen zweiten Kragarm umfassen. Der erste Kragarm und der zweite Kragarm sind so ausgelegt, dass sie eine Drehung um das erste Loch herum verhindern.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der Erfindung und anderer Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische, auseinandergezogene, isometrische Ansicht einer Winkelmutter zum Koppeln eines Befestigungselements mit einem Plattenelement.
-
2 ist eine schematische, isometrische Ansicht der montierten Winkelmutter, durch die das Befestigungselement und das Plattenelement, die in 1 gezeigt sind, miteinander gekoppelt sind.
-
3 ist eine schematische Querschnittsansicht der Winkelmutter samt Plattenelement aus 1 und 2 in einem geschlossenen Zustand vor dem Einsetzen des Befestigungselements.
-
4 ist eine schematische Seitenansicht des Plattenelements, der Winkelmutter und des Befestigungselements aus 1 und 2 in gedehntem Zustand mit eingesetztem Befestigungselement.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
In den Zeichnungen, auf welche nun Bezug genommen wird und in denen gleiche Bezugszahlen über die verschiedenen Figuren hinweg gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 eine isometrische Explosionszeichnung einer Winkelmutter 10 zum Koppeln eines Bolzens, einer Schraube oder eines Befestigungselements 12 mit einem Plattenelement 14 oder einer anderen, dünnwandigen Struktur gezeigt. In ähnlicher Weise ist in 2 eine schematische, isometrische Ansicht der Winkelmutter 10 gezeigt, die an dem Plattenelement 14 montiert ist und das Befestigungselement 12 mit dem Plattenelement 14 koppelt.
-
Bei dem Plattenelement 14 kann es sich, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um einen Abschnitt oder Bereich einer äußeren Blechplatte einer Fahrzeugtüranordnung handeln. Bei einer solchen Anwendung kann das Befestigungselement 12 dazu verwendet werden, ein Innenverkleidungsteil, einen Tür-Zuziehgriff oder eine ähnliche Struktur an der äußeren Blechplatte anzubringen. Das Plattenelement 14 kann um Vieles größer als der in 1 und 2 gezeigte, als veranschaulichendes Beispiel dienende Abschnitt sein. Die Fahrzeugtüranordnung kann weiterhin auf der in Bezug auf das Befestigungselement 12 (und das Innenverkleidungsteil) entgegengesetzten Seite des Plattenelements 14 (das einen Abschnitt der äußeren Blechplatte darstellt) eine Karosserieaußenbeplankung (nicht gezeigt) umfassen. Wie weiter unten beschrieben, ermöglicht die Winkelmutter 10 ungeachtet der Anwendung oder Anordnung, in welche die Winkelmutter 10 integriert ist, ein Koppeln des Befestigungselements 12 mit dem Plattenelement 14 in einem nicht-senkrechten Winkel.
-
Die vorliegende Erfindung ist großteils zwar im Detail in Bezug auf Kraftfahrzeuganwendungen beschrieben, für den Fachmann ist jedoch die breitere Anwendbarkeit der Erfindung erkenntlich. Für den Fachmann ist außerdem festzustellen, dass Begriffe wie „oberhalb”, „unterhalb”, „aufwärts”, „abwärts” usw. in beschreibender Weise in Zusammenhang mit den Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen hinsichtlich des Umfangs der Erfindung darstellen, welche in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
-
Eine erste Ebene oder Plattenebene 16 ist durch das Plattenelement 14 definiert und verläuft im Wesentlichen parallel zu dem Plattenelement 14. Die Gesamtheit des Plattenelements 14 braucht nicht ebenflächig zu sein und bei vielen Anwendungen kann es vorkommen, dass ein wesentlicher Abschnitt des Plattenelements 14 nicht koplanar oder parallel mit der Plattenebene 16 verläuft. Beispielsweise, und ohne darauf beschränkt zu sein, kann sich die Plattenebene 16 auf einem vorstehenden Teil oder einem runden Vorsprung befinden, der sich von der Hauptmasse der äußeren Blechplatte der Fahrzeugtür weg zu dem Innenverkleidungsteil hin erstreckt. Es ist jedoch der an die Winkelmutter 10 angrenzende Bereich, welcher die Plattenebene 16 definiert und auch koplanar zu dieser verläuft.
-
Eine zweite Ebene oder Befestigungselementebene 18 ist durch die Winkelmutter 10 definiert. Die Befestigungselementebene 18 weist einen Winkelversatz 20 in Bezug auf die Plattenebene 16 auf. Das Plattenelement 14 definiert ein erstes Loch oder Plattenloch 22, das im Wesentlichen senkrecht zu der Plattenebene 16 verläuft. Die Winkelmutter 10 ist so ausgelegt, dass sie mit dem Plattenloch 22, welches, wie in 1 und 2 gezeigt, im Querschnitt oder in der Form im Allgemeinen rechteckig sein kann, zusammenpasst. Ein zweites Loch oder Befestigungselementloch 24 ist durch die Winkelmutter 10 definiert. Das Befestigungselementloch 24 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Befestigungselementebene 18 und ist für die Aufnahme des Befestigungselements 12 ausgelegt. Ein bestimmter Teil oder die Gesamtheit des Befestigungselementlochs 24 und ein Abschnitt des Befestigungselements 12 können jeweils ein einander entsprechendes Gewinde aufweisen.
-
Während der Montage kann die Winkelmutter 10 zunächst an dem Plattenelement 14 montiert werden, indem die Winkelmutter 10, wie in 2 gezeigt, in dem Plattenloch 22 platziert wird. Die Winkelmutter 10 ist selbsttragend in dem Plattenloch 22 angeordnet. Anschließend kann das Befestigungselement 12 über die Gewindeabschnitte in das Befestigungselementloch 24 eingebracht werden. Daher braucht die Winkelmutter 10 nicht in unabhängiger Weise durch andere Bauteile oder Montagewerkzeuge gehalten oder getragen werden, bevor das Befestigungselement 12 in das Befestigungselementloch 24 eingepasst wird.
-
Während des Zur-Passung-bringens oder Koppelns des Befestigungselements 12 mit dem Plattenelement 14 kann das Befestigungselement 12 im Allgemeinen senkrecht zu der Befestigungselementebene 18 und im Wesentlichen koaxial mit dem Befestigungselementloch 24 ausgerichtet sein. Dadurch kann das Befestigungselement 12 mit der Winkelmutter 10 zur Passung gebracht werden, ohne dass dazu ein senkrechter Zugriff auf die Plattenebene 16 notwendig ist. Darüber hinaus wird durch die Winkelmutter 10 das Befestigungselement 12 – und jedes andere an dem Befestigungselement 12 angebrachte Bauteil – ohne zusätzliche Komponenten oder Einrichtungen mit dem Plattenelement 14 gekoppelt.
-
Ein senkrechter Zugang zu der Plattenebene 16 und dem Plattenloch 22 kann durch Abschnitte des Innenverkleidungsteils oder durch andere innenliegende Bauteile blockiert oder erschwert sein. Darüber hinaus ist die Winkelmutter 10 so ausgelegt, dass das Befestigungselement 12 nach dem Zusammenbau nicht in direktem Kontakt mit dem Plattenelement 14 steht.
-
Der Winkelversatz 20 kann in einem Bereich von vierzig bis (inklusive) fünfzig Grad liegen. Bei den in 1 und 2 gezeigten Auslegungen beträgt der Winkelversatz 20 ungefähr 45 Grad. Die Winkelmutter 10 kann jedoch mit einem größeren Wertebereich für den Winkelversatz 20 ausgelegt sein, so dass der Winkelversatz 20 unter Umständen auch nur dreißig Grad oder sogar 60 Grad betragen kann.
-
Während der Montage kann sich der Winkelversatz 20, und somit der daraus resultierende Winkel des Befestigungselements 12, geringfügig verändern, wenn das Befestigungselement 12 mit der Winkelmutter 10 zur Passung gebracht wird. Das in 1 und 2 gezeigte Plattenloch 22 weist einen im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt auf, wodurch ein Verdrehen der Winkelmutter 10 verhindert wird, während das Befestigungselement 12 in das Befestigungselementloch 24 eingesetzt wird.
-
In 3, auf welche nun – nebst weiterer Bezugnahme auf 1 und 2 – Bezug genommen wird, ist eine schematische Querschnittsansicht der Winkelmutter 10 und des Plattenelements 14 gezeigt. In 3 ist die Winkelmutter 10 mit dem Plattenloch 22 zur Passung gebracht, das Befestigungselement 12 (in 3 nicht gezeigt) muss jedoch erst noch in das Befestigungselementloch 24 eingesetzt werden.
-
Die Winkelmutter 10 umfasst einen Widerhaken 26, der sich zu der Plattenebene 16 hin erstreckt. Der Widerhaken 26 ist so ausgelegt, dass er eine Entfernung der Winkelmutter 10 aus dem Plattenloch 22 verhindert, er ist jedoch dergestalt abgewinkelt, dass er ein Einsetzen der Winkelmutter 10 in das Plattenloch 22 nicht verhindert. Eine Mehrzahl von ebenflächigen Armen 28 stützt sich an dem Plattenelement 14 ab und verläuft im Allgemeinen parallel zu der Plattenebene 16. Die Mehrzahl von ebenflächigen Armen 28 kann verhindern, dass sich die Winkelmutter 10 durch das Plattenloch 22 hindurchbewegt oder hindurchdreht.
-
Die Winkelmutter 10 umfasst außerdem einen ersten Kragarm 30 und einen zweiten Kragarm 32. Der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32 erstrecken sich durch das Plattenloch 22 hindurch und wirken mit den Wänden des Plattenlochs 22 zusammen, um ein Verdrehen der Winkelmutter 10 relativ zu dem Plattenloch 22 oder dem Plattenelement 14 zu verhindern. Jeder der beiden Arme kann als „erster” oder „zweiter” bezeichnet werden. Der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32 wirken mit der Mehrzahl von ebenflächigen Armen 28 zusammen, um eine Bewegung der Winkelmutter 10 relativ zu dem Plattenelement 14 zu verhindern. Der Widerhaken 26 kann als ein Vorsprung an dem ersten Kragarm 30 ausgebildet sein und kann sich quer über die gesamte Breite des ersten Kragarms 30 oder nur über einen Abschnitt derselben erstrecken.
-
Wie in 3 gezeigt, definieren der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32 einen dehnbaren Schlitz 34, der sich zum Teil in dem Einsetzpfad des Befestigungselements 12 (in 3 nicht gezeigt) befindet. Der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32 sind daher so ausgelegt, dass sie das Befestigungselement 12 fassen und aufnehmen, während es durch das Befestigungselementloch 24 hindurch eingebracht wird.
-
Der dehnbare Schlitz 34 ist so ausgelegt, dass er sich durch das Befestigungselement 12 von einem geschlossenen Zustand in einen gedehnten Zustand überführen und an die Winkelmutter 10 anpassen lässt. Da die Winkelmutter 10 hier gezeigt ist, bevor sie mit dem Befestigungselement 12 (das in 3 nicht gezeigt ist) zur Passung gebracht wird, ist der dehnbare Schlitz 34 in 3 in dem geschlossenen Zustand gezeigt. Im geschlossenen Zustand ermöglichen es der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32, dass die Winkelmutter 10 in das Plattenloch 22 eingesetzt wird.
-
In 4, auf welche nun – nebst weiterer Bezugnahme auf 1–3 – Bezug genommen wird, ist eine schematische Seitenansicht der Winkelmutter 10 gezeigt, nachdem das Befestigungselement 12 in das Befestigungselementloch 24 eingebracht worden ist. Durch das Einbringen des Befestigungselements 12 in das Befestigungselementloch 24 wird der dehnbare Schlitz 34 der Winkelmutter 10 in den gedehnten Zustand versetzt. Das Befestigungselement 12 kann mit einem Anbringabschnitt (nicht gezeigt) eines Tür-Zuziehgriffs, einer Tür-Zuziehgriffschale oder eines Innenverkleidungsteils mit dem Plattenelement 14 zur Passung gebracht sein oder mit diesem zusammenwirken, so dass der Anbringabschnitt zwischen der Befestigungselementebene 18 der Winkelmutter 10 und dem Kopf des Befestigungselements 12 gefasst wird.
-
In 4 sind die Winkelmutter 10 und der dehnbare Schlitz 34 im gedehnten Zustand gezeigt. In dem gedehnten Zustand haben sich der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32 von dem Befestigungselement 12 weggedreht, wodurch bewirkt wird, dass Abschnitte des ersten Kragarms 30 und des zweiten Kragarms 32 gegen das Plattenelement 14 hin vorgespannt sind. Darüber hinaus ist der Widerhaken 26 in dem gedehnten Zustand durch den ersten Kragarm 30 gegen das Plattenelement 14 hin vorgespannt.
-
In dem gedehnten Zustand sind der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32 gegen das Plattenelement 14 und die Ränder des Plattenlochs 22 hin vorgespannt und erlauben es dadurch nicht (zumindest nicht ohne Aufwendung großer Kräfte), dass die Winkelmutter 10 aus dem Plattenloch 22 entfernt wird. Durch das Vorspannen des ersten Kragarms 30 und des zweiten Kragarms 32 gegen das Plattenelement 14 und die Ränder des Plattenlochs 22 wird ermöglicht, dass die Winkelmutter 10 während des Montagevorgangs dem Drehmoment gegenüber Halt entgegenbringt.
-
Außerdem bringen der erste Kragarm 30 und der zweite Kragarm 32 dem Drehmoment Halt entgegen, indem sie eine Federkraft (Druckkraft) gegen das Befestigungselement 12 erzeugen. Durch diesen dem Drehmoment entgegengebrachten Halt verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Befestigungselement 12 lockert oder gegenüber der Winkelmutter 10 zurückweicht, und kann sich außerdem die Wahrscheinlichkeit verringern, dass sich der Anbringabschnitt des Innenverkleidungsteils an dem Befestigungselement 12 und der Winkelmutter 10 lockert oder sich davon ablöst. Durch den dem Drehmoment entgegengebrachten Halt verringert sich außerdem die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Winkelmutter 10 an dem Plattenelement 14 lockert oder von diesem abgezogen wird.
-
Wenn der dehnbare Schlitz 34 von dem geschlossenen Zustand in den gedehnten Zustand versetzt wird, können die Befestigungselementebene 18 und der Winkelversatz 20 geringfügig gedreht oder verändert werden. Als Beispiel ohne einschränkenden Charakter kann der Winkelversatz 20 ungefähr 40 Grad betragen, wenn die Winkelmutter 10 zunächst (in geschlossenem Zustand) in dem Plattenloch 22 platziert wird. Nachdem jedoch das Befestigungselement 12 in die Winkelmutter 10 eingesetzt worden ist und die Winkelmutter 10 dehnt, kann der Winkelversatz 20 ungefähr 45 Grad betragen.
-
Während die besten Umsetzungsarten und andere Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung hier im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem die Erfindung gehört, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der in den beigefügten Patentansprüchen definierten Erfindung erkenntlich.
