DE102011051137A1 - Befestigungselement - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Befestigungselement für eine Aufbaustruktur eines Fahrzeugs geschaffen, das aus einer Blindnietmutter und einer eingedrehten Befestigungsschraube besteht und zwischen der Blindnietmutter und dem Kopf der Befestigungsschraube Masseschuhe eingespannt angeordnet sind. Damit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Masseschuhen und dem Blechteil herstellbar ist, ist der Flächenbereich unterhalb der Masseschuhe plan und blank von einer Lackierung ausgestaltet. Zur leitenden Verbindung sind die Masseschuhe mit einer Zinnschicht versehen, die beim Verspannen der Befestigungsschraube gegen eine leitende Kontaktfläche gedrückt werden.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement für Massebolzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der
US 7,131,807 B1 ist ein einteiliger Massebolzen bekannt, der über einen endseitigen in einem Werkzeug hergestellten Wulst in einem Blechteil festgehalten ist. - Ferner ist aus der
DE 102 43 759 A1 ein Befestigungselement bekannt, das ein in einem Blechteil über einen endseitigen in einem Werkzeug hergestellten Wulst, in einem Blechteil festsetzbar ist. In dieses Befestigungselement ist ein Massebolzen einschraubbar, der zwischen einem Kopf und dem Befestigungselement einen Masseschuh aufnimmt. - In der Praxis des Fahrzeugsbaus werden Massebolzen aus Aluminium verwendet, die im Fertigungsprozess der Aufbaustruktur des Fahrzeugs vor einer Lackierung der Bauteile mit der Aufbaustruktur verbunden werden. Während Arbeiten am Fahrzeug, bzw. im Kundendienst kann es vorkommen, dass diese Massebolzen abgerissen bzw. beschädigt werden und nicht mehr verwendbar sind.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement für Massebolzen zur Verbindung mit Masseschuhen mit einem Blechteil oder Bauteilen eines Fahrzeugaufbaus zu schaffen, der vorzugsweise im Reparaturfall zum Einsatz kommt und herkömmliche im Fertigungsprozess mit dem Fahrzeugaufbau verbundene Massebolzen, die abgerissen oder beschädigt worden sind, in einfacher Herstellungsweise ersetzt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
- Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass das erfindungsgemäße Befestigungselement, vorzugsweise bei Entfall der im Fertigungsprozess der Fahrzeugkarosserie angebrachten Massebolzen, in einfacher Herstellungsweise mit geringem Werkzeugaufwand und hoher Prozesssicherheit ersetzt werden kann. Diese wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem das Befestigungselement eine in eine Bohrung eines Blechteils oder eines Bauteils festsetzbare Blindnietmutter umfasst, die mit einem Senkkopf in einer hierzu korrespondierenden Ansenkung einer Bohrung bündig mit der Oberfläche des Blechteils angeordnet ist. Diese Ansenkung ist von einer planen und blanken lackierungsfreien Kontaktfläche des Bauteils kreisförmig umgeben und zwischen einem Kopf bzw. einem Flansch einer in die Blindnietmutter eingedrehten Befestigungsschrauben und der planen Kontaktfläche sowie dem Senkkopf der Blindnietmutter sind die Masseschuhe elektrisch leitend eingespannt gehalten. Durch die Befestigungsweise der Masseschuhe wird die Lackierschicht nicht beschädigt, da kein Schweißvorgang zum Festsetzen des Befestigungselements erforderlich ist. Zudem wird erreicht, dass der Masseanschluss auf Niveau des originalen Masseanschlusses mit relativ großer Kontaktfläche erfolgt.
- Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das Blechteil der Aufbaustruktur aus einem Aluminium-Werkstoff besteht und im Einbauzustand eine lackierte Oberfläche aufweist, welche vor dem Festsetzen der Blindnietmutter in der Bohrung des Blechteils mit der Ansenkung und der planen Kontaktfläche versehbar ist. Durch diese vorbereitenden Maßnahmen des Blechteils ist sicher gestellt, dass zum einen die fertig lackierte Oberfläche des Blechteils mit einer ausreichenden Kontaktfläche versehen wird und zum anderen die lackierte Oberfläche rund um das Befestigungselement herum nicht durch Schweißen oder dergleichen Vorgänge beschädigt wird.
- Damit eine gute elektrische Leitfähigkeit zwischen den Masseschuhen und dem Blechteil erzielt werden kann, ist nach der Erfindung des Weiteren vorgesehen, dass die in der Bohrung des Blechteils festgesetzte Blindnietmutter aus Stahl besteht und eine Oberfläche aus Zinn (Zn) oder einer Legierung aus Zinn und Nickel (Zn Ni) aufweist und die in die Blindnietmutter eingedrehte Befestigungsschraube aus einem Stahlwerkstoff besteht.
- Des Weiteren sind die Masseschuhe aus Stahl bestehend und weisen eine rundum Verzinnung auf, die im Befestigungszustand der planen Kontaktfläche des Blechteils zugerichtet ist und die Masseschuhe über den eine Flächenpressung auf die Masseschuhe ausübenden Kopf bzw. Flansch der Befestigungsschraube die Zinnschicht einen verformten Zustand derart aufweist, dass eine Verbindung unter Sauerstoffabschluss erzielbar ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise nach der Erfindung erreicht, dass in Verbindung mit der absolut blanken, d.h. lackierungsfreien und planen Oberfläche des Blechteils die dick verzinnten Masseschuhe bei ausreichender hoher Flächenpressung durch Aufschrauben der Befestigungsschraube so stark verformt werden, dass eine Verbindung unter Sauerstoffabschluss entsteht und keine Korrosion der Kontaktstellen auftritt.
- Insbesondere ist der Einsatz des Befestigungselements derart vorgesehen, dass dieses, bestehend aus der Blindnietmutter und der Befestigungsschraube ein sogenanntes Reparaturset bzw. Reparaturkonzept für vom Blechteil abgerissene Massenbolzen bildet, die im Fertigungsprozess mit der Aufbaustruktur vor dem Lackiervorgang verbunden waren. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Befestigungselements als Ersatz für einen herkömmlichen abgerissenen oder beschädigten Massebolzen ist somit in einfacher Herstellungsweise möglich und bedarf keiner umfänglichen Nacharbeit. Auch ist jederzeit eine erneute Reparaturfähigkeit gegeben.
- Die Blindnietmutter nach der Erfindung kann aus einem nach unten hin geschlossenem Hülsenteil oder einem nach unten hin offenem Hülsenteil bestehen, welches ein durchgehendes Innengewinde aufweist, in das die Befestigungsschraube eindrehbar ist und in welches ein temporär ein Gewindedorn eines Nietgeräts zur Herstellung eines ringförmig als Wulst gestauchten Blindnietschaftes einsetzbar ist. Durch das geschlossene Hülsenteil ist ein unterer dichter Abschluss gewährleistet. Insgesamt ist auch bei einer nach unten hin offenen Blindnietmutter durch die hohe Bohrlochtoleranz die Verbindung dicht, da die Blindnietmutter selbst kein Wasser durchlässt.
- Die vorstehenden erfindungsgemäßen Merkmale nach den Ansprüchen sind auch in einer Kombination anwendbar.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 eine schaubildliche Darstellung auf ein in die Fahrzeugkarosserie eingesetztes Befestigungselement für einen Massebolzen -
2 einen Vertikalschnitt durch das eingebaute Befestigungselement, -
3 einen Vertikalschnitt gemäß2 durch eine Blindnietmutter des Befestigungselements als offene Hülse, -
4 einen Vertikalschnitt durch die Blindnietmutter des Befestigungselements als geschlossene Hülse, -
5 eine Draufsicht auf eine plane und blanke lackierungsfreie kreisringförmige Fräsung einer Kontaktfläche mit Ansenkung, -
6 eine in die Bohrung des Bauteils eingesetzte Blindnietmutter mit in der Ansenkung liegendem Senkkopf von oben her gesehen und -
7 eine Ansicht von unten her gesehen auf die eingesetzte Blindnietmutter in das Bauteil. - Das Befestigungselement
1 zur elektrisch leitfähigen Anbringung von Masseschuhen2 ,3 und4 eines Masseanschlusses in ein Blechteil5 oder in ein sonstiges Bauteil einer Aufbaustruktur6 für ein Kraftfahrzeug, umfasst im Wesentlichen eine Blindnietmutter7 und einen in diese über ein Innengewinde9 eindrehbare Befestigungsschraube8 . - Die Blindnietmutter
7 ist in einer Bohrung10 des Blechteils5 oder in übereinander angeordneten Blechteilen festsetzbar und liegt mit einem Senkkopf11 formschlüssig in einer hierzu korrespondierenden Ansenkung12 der Bohrung10 . Der Senkkopf11 schließt bündig mit der Oberfläche14 des Blechteils5 ab. - Die Ansenkung
12 des Bohrlochs10 ist durch einen sog. Planfräsers von einer planen und blanken und von einer lackierungsfreien kreisringförmigen Kontaktfläche15 umgeben. Auf dieser Kontaktfläche15 liegen die Masseschuhe2 ,3 und4 übereinander und werden über den Kopf16 bzw. einen Flansch der Befestigungsschraube8 im eingedrehten Zustand eingespannt gehalten. - Im Einbauzustand des Blechteils
5 zur Bildung der Aufbaustruktur6 des Fahrzeugs, besteht dieses aus einem Aluminium-Werkstoff und weist eine Fertiglackierung auf. Damit eine elektrisch leitende Verbindung mit den nachträglich befestigbaren Masseschuhen2 ,3 und4 über das Befestigungselement1 in einfacher Weise herstellbar ist, wird die lackierte Oberfläche um die Bohrung10 herum plan und blank gefräst, wobei ebenfalls die Ansenkung12 blank und frei von einer Lackierung ausgeführt wird. - Die Blindnietmutter
7 besteht vorzugsweise aus Stahl und weist eine Oberfläche aus Zn oder Zn Ni auf und die in die Blindnietmutter7 eingeschraubte Befestigungsschraube8 besteht vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff. - Die Masseschuhe
2 ,3 und4 bestehen aus einem Stahlwerkstoff und sind mit einer Verzinnung überzogen. Diese Verzinnung ist im Befestigungszustand bei in die Blindnietmutter7 eingedrehter Befestigungsschraube8 gegenüberstehend der planen Kontaktfläche15 angeordnet. Mittels des eine Flächenpressung auf die Masseschuhe2 ,3 und4 ausübenden Kopfes16 der Befestigungsschraube8 wird die relativ dicke Zinnschicht der Masseschuhe2 ,3 und4 derart verformt zur Kontaktfläche15 , dass eine Verbindung unter Sauerstoffabschluss entsteht und keine Korrosion der Kontaktstellen auftreten kann. - Die Blindnietmutter
7 kann aus einem nach unten hin offenen Hülsenteil H oder aus einem nach unten hin abgeschlossenen Hülsenteil H1 gemäß der3 und4 bestehen. In jedem Fall ist aufgrund der mit engen Toleranzen an den Blindnietdurchmesser angepassten Bohrung eine Wasserdichtheit gewährleistet. - Die Blindnietmutter
7 wird mittels eines sogenannten Nietgerätes mit einem Wulst W versehen, wobei das Nietgerät einen Gewindedorn aufweist, der in das Innengewinde9 der Blindnietmutter7 eingeschraubt und durch ein Zurückziehen des Gewindedornes wird dann der Wulst W an der Hülse der Blindnietmutter7 hergestellt. - Vorzugsweise wird das Befestigungselement
1 als sogenanntes Reparaturset bzw. Reparaturkonzept eingesetzt, der bei abgerissenen oder beschädigten Massebolzen, diesen in einfacher Handhabungsweise ersetzen kann, ohne dass beim Einsetzen des Befestigungselements eine Schweißung und eine Nachlackierung oder dergleichen am Blechteil erforderlich wird. - Die Vorgehensweise zum Einsetzen des Befestigungselements für die Masseschuhe und die Vorbereitungen hierzu ergeben sich wie folgt.
- Der abgebrochene ursprüngliche Massebolzen wird vom Blechteil
5 entfernt. Anschließend wird in das Blechteil5 eine Bohrung für den Einsatz eines Flachfräsers zum Herstellen der Kontaktfläche15 eingebracht. Danach erfolgt eine Aufbohrung entsprechend dem Durchmesser der Blindnietmutter7 . Anschließend wird diese Bohrung durch einen Senkbohrer mit der Ansenkung12 versehen. Danach wird die Blindnietmutter7 in die vorbereitete Bohrung10 eingesetzt und danach werden die Masseschuhe2 ,3 und4 auf die Schraube8 eingefädelt und über den Kopf16 zur Kontaktfläche15 verspannt, wodurch eine elektrisch leitende Verbindung zum Bauteil5 hergestellt wird. - 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
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- US 7131807 B1 [0002]
- DE 10243759 A1 [0003]
Claims (6)
- Befestigungselement zur elektrisch leitfähigen Anbringung von Masseschuhen eines Masseanschlusses an einem Blechteil einer Aufbaustruktur für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (
1 ) eine in eine Bohrung (10 ) des Blechteils (5 ) festsetzbare Blindnietmutter (7 ) umfasst, die mit einem Senkkopf (11 ) in einer hierzu korrespondierenden Ansenkung (12 ) der Bohrung (10 ) bündig mit der Oberfläche (14 ) des Blechteils (5 ) angeordnet ist und die Ansenkung (12 ) von einer planen und blanken lackierungsfreien Kontaktfläche (15 ) des Blechteils (5 ) kreisförmig umgeben ist und zwischen einem Kopf (16 ) einer in die Blindnietmutter (7 ) eingedrehten Befestigungsschraube (8 ) und der Kontaktfläche (15 ) sowie dem Senkkopf (11 ) der Blindnietmutter (7 ), die Masseschuhe (2 ,3 und4 ) elektrisch leitend eingespannt gehalten sind. - Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (
5 ) der Aufbaustruktur (6 ) aus einem Aluminium-Werkstoff besteht und im Einbauzustand eine fertig lackierte Oberfläche aufweist, welche vor dem Festsetzen der Blindnietmutter (7 ) in die Bohrung (10 ) des Blechteils (5 ) mit der Ansenkung (12 ) und der Kontaktfläche (15 ) versehbar ist. - Befestigungselement nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Bohrung (
10 ) des Blechteils (5 ) festgesetzte Blindnietmutter (7 ) aus Stahl besteht und eine Oberfläche (14 ) aus Zn oder Zn Ni aufweist und die in die Blindnietmutter (7 ) eingedrehte Befestigungsschraube (8 ) aus einem Stahlwerkstoff besteht. - Befestigungselement nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseschuhe (
2 ,3 und4 ) aus Stahl bestehen und von einer Verzinnung umgeben sind und im Befestigungszustand der Kontaktfläche (15 ) des Bauteils (5 ) zugerichtet sind, wobei die Masseschuhe (2 ,3 und4 ) über den eine Flächenpressung auf die Masseschuhe (2 ,3 und4 ) ausübenden Kopf (16 ) der Befestigungsschraube (8 ), die Zinnschicht einen verformten Zustand derart aufweisen, dass eine Verbindung unter Sauerstoffabschluss erzielbar ist. - Befestigungselement nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindnietmutter (
7 ) aus einem nach unten hin geschlossenen Hülsenteil (H1) oder einem nach unten hin offenem Hülsenteil (H) besteht, welches ein durchgehendes Innengewinde (9 ) aufweist, in das die Befestigungsschraube (8 ) eindrehbar ist und welches zur temporären Aufnahme eines Gewindedorns eines Nietgeräts zur Herstellung eines ringförmigen gestauchten Wulstes (W) am Blindnietschaft dient. - Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (
1 ), bestehend aus der Blindnietmutter (7 ) und der Befestigungsschraube (8 ) ein Reparaturset für einen vom Blechteil (5 ) abgerissenen Massebolzen bildet, der im Fertigungsprozess mit der Aufbaustruktur (6 ) verbunden ist und das Befestigungselement (1 ) anstatt des abgerissenen Massebolzens am Blechteil (5 ) festsetzbar ist.
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