-
Die Erfindung betrifft eine Bauteilanordnung, bei der ein Grundbauteil, ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mittels einer Schraube verbindbar sind, ein zweites Bauteil und eine dafür verwendbare Schraube als Einzelteile, eine Heckklappenschließvorrichtung eines Fahrzeugs, in eine entsprechende Bauteilanordnung verbaut ist, eine die Heckklappenschließvorrichtung umfassend Heckklappe sowie ein die vorgenannten Teile umfassendes Fahrzeug.
-
Schraubverbindungen sind stellen eine wichtige Befestigungsart im Maschinen- und Fahrzeugbau dar. Durch ein entsprechend hohes Drehmoment beim Einschraubvorgang werden das Außengewinde eines Schraubenschafts und das Innengewinde einer zugehörigen Mutter kraftschlüssig miteinander verbunden. Wird die dabei erzeugte Anpresskraft über geeignete Mittel wie Unterlegscheiben auf zwei mittels der Schraubverbindung zu fixierende Teile übertragen, können diese Teile sicher und belastbar miteinander verbunden werden, wobei üblicherweise zwischen den beiden Teilen ebenfalls ein Kraftschluss wirkt. Probleme treten jedoch auf, wenn weitere Teile fixiert werden sollen. Diese können zusammen mit den ursprünglichen Teilen fixiert werden, etwa über Bohrungen, durch die der gleiche Schraubenschaft geführt wird, unterliegen dabei jedoch zwangläufig auch den gleichen Kräften beim Kraftschluss. Alternativ müssen unabhängige Schraubverbindungen verwendet werden, was den Konstruktions- und Materialaufwand erhöht.
-
Die
DE 198 02 152 A1 bezieht sich auf eine Befestigungsanordnung bei der ein erstes Blechteil mit einer Wandung mittels einer Schrauben-Mutter-Verbindung an einem zweiten Blechteil befestigt ist. Die Mutter ist als eine Blechmutter mit einem Flansch ausgebildet und weist an diesem schraubenkopfseitig innerhalb eines von Buckeln begrenzten Bereichs eine konzentrische Ringwulst, Ringwulstsegmente oder konzentrisch angeordnete Erhebungen auf. Dabei ist die Höhendifferenz zwischen Ringwulst, etc. und den Buckeln größer als die Dicke der blechmutterseitigen Wandung. Das zweite Blechteil ist somit zwischen dem ersten Blechteil und der Blechmutter befestigt und nicht den gleichen Kräften ausgesetzt. Allerdings ist für das zweite Blechteil aufgrund der Höhendifferenz ein Spiel vorgegeben, das für die in der
DE 198 02 152 A1 beschriebene Anwendung zwar sinnvoll ist, für andere Anwendungen jedoch nachteilig ist.
-
Insbesondere existieren Anwendungen, bei denen es wünschenswert wäre, zusätzlich zu zwei Bauteilen, die fest und mit hohem Kraftschluss verbunden werden sollen, was ein entsprechendes Drehmoment beim Einschraubvorgang voraussetzt, ein weiteres Bauteil mit jedoch geringerem Kraftschluss zu verbinden, ohne das Drehmoment beim Einschraubvorgang zu beeinflussen. Bevorzugte Anwendungen sind Schlösser an Heckklappen von Kraftfahrzeugen, die über mechanisch stark belastbare Schraubverbindungen mit den Heckklappen verbunden werden müssen. Gleichzeitig weisen Schlösser in der Regel Abdeckvorrichtung auf, die ebenfalls befestigt werden müssen. Die Verwendung separater Schraubverbindungen erhöht den Konstruktions- und Materialaufwand und erfordert zusätzliche Bohrungen zur Aufnahme der Schrauben, so dass eine Befestigung über gemeinsame Schraubverbindungen wünschenswert ist. Bei Verwendung der gleichen Schrauben, die auch für die Befestigung der Schlösser mit den Heckklappen verwendet werden, sind die Abdeckvorrichtungen den gleichen Kräften bei Kraftschluss ausgesetzt, die auch auf die Schlösser wirken. Dies ist nachteilig, da die Schlösser aufgrund der zu erwartenden starken mechanischen Beanspruchung aus belastbarem Material gefertigt sind, während die Abdeckvorrichtungen aus Gründen der Gewichtsersparnis oft aus leichterem und weniger belastbarem Kunststoff gefertigt sind. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass beim Einschraubvorgang das Drehmoment durch die zusätzlich zu befestigende Abdeckvorrichtung abgeändert wird und nicht in der für die sichere Befestigung des Schlosses erforderlichen Größe bereitsteht.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauteilanordnung bereitzustellen, welche die Befestigung eines Grundbauteils mit einem ersten Bauteil über eine Schraubverbindung ermöglicht. Gleichzeitig soll die Befestigung eines zweiten Bauteils über dieselbe Schraubverbindung ermöglicht werden, ohne den Schraubfall zwischen dem Grundbauteil und dem ersten Bauteil zu beeinträchtigen.
-
Die Lösung der Aufgabe und somit die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Die Aufgabe ist gelöst durch eine Bauteilanordnung, die ein Grundbauteil, ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil umfasst, die mittels einer Schraube verbindbar sind, die einen Schraubenschaft und einen Schraubenkopf aufweist. Das zweite Bauteil umfasst einen flächig ausgebildeten Befestigungsflansch mit wenigstens einer Befestigungsflanschöffnung zur Durchführung des Schraubenschafts der Schraube, und umfasst weiterhin einen die Befestigungsflanschöffnung umschließenden ringförmigen Schraubenkopfauflagebereich. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schraubenkopf eine erste Auflagefläche aufweist, die sich am Grundbauteil abstützt sowie eine mittels eines Absatzes gebildete zweite Auflagefläche, die sich auf dem Schraubenkopfauflagebereich abstützt. Am Schraubenkopfauflagebereich sind mehrere über den Umfang verteilte Erhebungen angeformt, die beim Einschraubvorgang verformbar oder abreibbar sind.
-
Die Erhebungen sind verformbar, wobei diese Verformbarkeit elastisch oder plastisch sein oder in Übergangsstufen zwischen plastischer und elastischer Verformbarkeit liegen kann. Ebenso brauchbar sind abreibbare Erhebungen, wobei es dem Fachmann klar ist, dass je nach verwendetem Material und Umgebungstemperatur beim Einschraubvorgang Übergangsbereiche zwischen elastischer und plastischer Verformbarkeit sowie Abreibbarkeit vorliegen können.
-
Die erste Auflagefläche des Schraubenkopfs stützt sich nach dem Einschraubvorgang am Grundbauteil beziehungsweise dessen schraubenkopfseitiger Fläche ab. Der Befestigungsflansch des zweiten Bauteils kommt nach dem Einschraubvorgang auf der schraubenschaftseitigen Oberfläche des Grundbauteils zu liegen. Die schraubenkopfseitige Oberfläche des Befestigungsflansches umfasst den Schraubenkopfauflagebereich, dessen Erhebungen beim Einschraubvorgang als erstes mit der zweiten Auflagefläche des Schraubenkopfs in Kontakt treten. Aufgrund der Verformbarkeit und/oder Abreibbarkeit der Erhebungen ist vorteilhaft gewährleistet, dass der Einschraubvorgang ohne wesentlichen Drehmomentverlust mit dem für den Schraubfall zwischen dem Grundbauteil und dem ersten Bauteil vorgesehenen Drehmoment erfolgen kann. Gleichzeitig erfolgt eine Befestigung, insbesondere eine spielfreie Befestigung des zweiten Bauteils mit dem Grundbauteil durch Klemmung, wobei dieselbe Schraube verwendet wird wie für die Befestigung zwischen dem Grundbauteil und dem ersten Bauteil. Somit muss in material-, gewichts- und platzsparender Weise keine zusätzliche Schraube verwendet werden und auch keine für eine solche Schraube erforderliche Bohrung bereitgestellt werden.
-
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist das Grundbauteil eine Heckklappe oder ein Heckklappenteil eines Fahrzeugs, wobei das erste Bauteil ein Schloss der Heckklappe und das zweite Bauteil eine Schlossverkleidung für dieses Schloss Ist. Der Begriff des Schlosses ist im Rahmen der Erfindung als allgemeiner Oberbegriff zu verstehen, wobei es für den Fachmann klar ist, dass in konkreten Ausgestaltungen ein Schloss mehrere Einzelkomponenten umfassen kann, die hier nicht erfindungsrelevant sind und somit nicht notwendigerweise besprochen werden. Gemäß einer Weiterbildung ist das Schloss zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem Schlossvorderteil und einem Schlosshinterteil, die jeweils zwei im zusammengebauten Zustand konzentrisch aufeinanderliegende Schraubenöffnungen zur Durchführung des Schraubenschafts umfassen. Ebenso ist im Rahmen der Erfindung der Begriff der Heckklappe als allgemeiner Oberbegriff aufzufassen, so dass diese mehrere Einzelteile wie etwa Blechteile umfassen kann, wobei das Schloss an einem oder mehreren davon anbringbar ist. Die Ausführungsform als Heckklappe, Schloss und Schlossverkleidung ermöglicht eine extrem platz- und bauteilsparende Anbringung der Schlossverkleidung an der Heckklappe, ohne die Verschraubung des Schlosses mit der Heckklappe zu beeinträchtigen. Angesichts der Doppelverwendung der Schraube zur Verbindung des Schlosses und der Schlossverkleidung mit der Heckklappe ist vorteilhaft keine zusätzliche Bohrung für eine weitere Schraube erforderlich, welche die Stabilität der Heckklappe verringern könnte.
-
Weitere Ausführungsformen der Bauteilanordnung, insbesondere bei Ausgestaltung als Heckklappe, Schloss und Schlossverkleidung sehen vor, dass das Grundbauteil zwei Öffnungen umfasst, das erste Bauteil zwei Gewindebohrungen umfasst, die insbesondere als Innengewindeschäfte ausgebildet sein können, und das zweite Bauteil zwei Befestigungsflanschöffnungen umfasst. Dadurch wird vorteilhaft eine sicherere Befestigung des zweiten Bauteils am Grundbauteil gewährleistet.
-
Die Anzahl der Erhebungen ist vom Fachmann in Abhängigkeit vom jeweiligen Befestigungsfall, den dabei verwendeten Materialien und Kräften zweckmäßig bestimmbar. Besondere Ausführungsformen sehen eine Anzahl von zwei bis zwölf Erhebungen vor, etwa zwei, drei, vier, fünf, sechs oder acht Erhebungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen vier Erhebungen vor. Weiterbildungen sehen vor, dass die Erhebungen gleichmäßig über den Umfang des Schraubenkopfauflagebereichs verteilt sind.
-
Die Dimensionen der Erhebungen sind vom Fachmann in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien und Drehmomenten beim Einschraubvorgang sowie den resultierenden Klemmkräften leicht bestimmbar. Besondere Ausführungsformen sehen vor, dass die Erhebungen an ihrem höchsten Punkt 0,5 Millimeter bis 5 Millimeter über der Ebene des Befestigungsflansches stehen, wie etwa 0,5 Millimeter, 0,75 Millimeter, 1,0 Millimeter, 1,25 Millimeter, 1,5 Millimeter, 1,75 Millimeter oder 2,0 Millimeter, bezogen auf die nicht verformten oder abgeriebenen Erhebungen vor dem Einschraubvorgang. Nach dem Einschraubvorgang können die Erhebungen teilweise oder vollständig unter Zusammenpressung deformiert oder abgerieben sein. Die Form der Erhebungen ist vom Fachmann ebenfalls zweckmäßig wählbar. Besondere Ausgestaltungen sehen zylinder-, kegel-, kegelstumpf- oder kalottenförmige Formen vor.
-
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bauteilanordnung sieht vor, dass das zweite Bauteil wenigstens im Bereich der Befestigungsflanschöffnung und/oder der Erhebungen aus einem plastischen oder elastischen Material besteht. So können ausschließlich die Erhebungen aus einem solchen Material bestehen, oder die Erhebungen zusammen mit dem Bereich der Befestigungsflanschöffnung, oder noch weitere Bereiche des zweiten Bauteils bis hin zum gesamten zweiten Bauteil.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das zweite Bauteil einen Kunststoff umfasst, insbesondere daraus besteht. Nicht-beschränkende Beispiele für geeignete Teile umfassen Kunststoffe auf der Grundlage von Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Polyamid. Gemäß einer besonderen Ausführungsform besteht das zweite Bauteil, insbesondere in seiner Verwendung als Schlossverkleidung aus Polyamid 6.6. Eine Weiterbildung sieht eine Schlossverkleidung aus Polyamid 6.6 vor, das einen Glasfaseranteil von 30% aufweist.
-
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein zweites Bauteil zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Bauteilanordnung wie vorstehend beschrieben. Ein solches Bauteil umfasst eine Schraubenöffnung zur Durchführung eines Schraubenschafts sowie einen die Schraubenöffnung umschließenden ringförmigen Schraubenkopfauflagebereich, an dem mehrere über den Umfang verteilte Erhebungen angeformt sind, die bei einem Einschraubvorgang verformbar oder abreibbar sind. Der ringförmige Schraubenkopfauflagebereich ist insbesondere Bestandteil eines Befestigungsflansches. Der nicht zum Befestigungsflansch gehörige Teil des zweiten Bauteils kann je nach zu erfüllender Aufgabe zweckmäßig geformt oder ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Bauteil eine Schlossverkleidung, insbesondere die Schlossverkleidung der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs. Im Falle einer Verwendung als Schlossverkleidung kann das zweite Bauteil in diesem Bereich beispielsweise kappenförmig ausgebildet sein, wobei die Kappe an ihrem Scheitelbereich eine Öffnung aufweist, wohingegen der Befestigungsflansch flächig ausgebildet ist.
-
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Schraube zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Bauteilanordnung oder zur Verwendung zusammen, mit einem erfindungsgemäßen zweiten Bauteil. Die Schraube umfasst einen Schraubenkopf und einen Schraubenschaft, wobei der Schraubenkopf eine erste Auflagefläche zur Abstützung am Grundbauteil und weiterhin eine zweite Auflagefläche zur Abstützung auf einem Schraubenkopfauflagebereich eines zweiten Bauteils umfasst.
-
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Heckklappenschließvorrichtung, welche eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung, und/oder ein erfindungsgemäßes zweites Bauteil, insbesondere in Form einer Schlossverkleidung, und/oder eine Schraube umfasst. Ebenfalls umfasst von der Erfindung sind eine Heckklappe, insbesondere die Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, welche eine erfindungsgemäße Heckklappenschließvorrichtung, eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung, ein erfindungsgemäßes zweites Bauteil, und/oder eine erfindungsgemäße Schraube umfasst. Erfindungsgemäß umfasst ist auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung, ein erfindungsgemäßes zweites Bauteil, insbesondere in Form einer Schlossverkleidung, und/oder eine erfindungsgemäße Schraube, eine erfindungsgemäße Heckklappenschließvorrichtung oder eine erfindungsgemäße Heckklappe umfasst.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnungen zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Es zeigen:
-
1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung mit einer zusätzlichen perspektiven Teilzeichnung
-
2 eine perspektivische Aufsicht auf eine Bauteilanordnung
-
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2 mit einem teilweise eingezeichneten Schnitt
-
4 die gleiche Ansicht wie in 3 bei entferntem zweiten Bauteil
-
5 einen Schnitt durch einen vergrößerten Ausschnitt aus 3
-
1 zeigt in der oberen Zeichnung einen schematischen Schnitt durch eine Bauteilanordnung 10. Angelagert an ein Grundbauteil 20 sind ein erstes Bauteil 30 mit einem Innengewindeschaft 32 sowie ein zweites Bauteil 40 mit einem Befestigungsflansch 42 und einer Befestigungsflanschöffnung 44. Das zweite Bauteil 40 umfasst einen in der Schnittzeichnung nicht sichtbaren, jedoch in der unteren perspektivischen schematischen Teilzeichnung des zweiten Bauteils 40 dargestellten Schraubenkopfauflagebereich 46, dessen Umriss in 1 durch einen gepunkteten Kreis angedeutet ist und über dessen Umfang vier Erhebungen 48 angeformt sind. Die gestrichelte Linie in der perspektivischen Teilzeichnung deutet die ungefähre Schnittebene an, die für die obere Schnittzeichnung zugrunde gelegt ist. Das Grundbauteil 20 weist eine Grundbauteilöffnung 22 auf. Eine Schraube 50 weist einen Schraubenkopf 52 und einen Schraubenschaft 58 mit einem Schraubengewinde 60 auf. Der Schraubenkopf 52 umfasst eine erste Auflagefläche 54 und eine zweite Auflagefläche 56, die durch einen Absatz 51 gebildet werden.
-
In der Schnittzeichnung von 1 ist der Schraubenschaft 58 der Schraube 50 durch die Befestigungsflanschöffnung 44 sowie die Grundbauteilöffnung 22 geführt, wobei dessen Schraubengewinde 60 in den Innengewindeschaft 32 des ersten Bauteils eingreift. Die erste Auflagefläche 54 des Schraubenkopfs 52 stützt sich am Grundbauteil 20 ab, so dass das Grundbauteil 20 kraft- und reibschlüssig mit dieser ersten Auflagefläche 54 sowie dem ersten Bauteil 30 verbunden ist. Die zweite Auflagelagefläche 56 kommt beim Einschraubvorgang mit den verformbaren oder abreibbaren Erhebungen 48 des Schraubenkopfauflagebereichs 46 in Kontakt, wodurch das zweite Bauteil 40 kraftschlüssig mit dem Schraubenkopf 52 und dem Grundbauteil 20 verbunden wird. Die Verformbarkeit beziehungsweise Abreibbarkeit der Erhebungen 48 stellt sicher, dass beim Einschraubvorgang kein wesentlicher Drehmomentverlust auftritt und der Schraubfall zwischen dem Grundbauteil 20 und dem ersten Bauteil 30 nicht oder im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Gleichzeitig wird eine Verbindung zwischen dem Grundbauteil 20 und dem zweiten Bauteil 40 ermöglicht.
-
2 zeigt eine perspektivische Aufsicht auf eine Bauteilanordnung 10, die einen Teil einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs darstellt, Das zweite Bauteil 40 ist eine Schlossverkleidung, die ein Schloss als erstes Bauteil 30 teilweise abdeckt. Sichtbar sind zwei Schraubenköpfe 52, die im Bereich von zwei Befestigungsflanschen 42 angeordnet sind.
-
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Bauteilanordnung 10 aus 3. Auf der linken Seite ist eine Schnittebene gelegt, die durch die Schraube 50 verläuft. Die erste Auflagefläche 54 des Schraubenkopfs 52 liegt auf dem Grundbauteil 20 auf, die zweite Auflagefläche 56 über in der Darstellung nicht sichtbare Erhebungen 48. Die Gewinde des Innengewindeschafts 32 und des Schraubengewindes 60 sind nicht dargestellt. Das erste Bauteil 30 ist zweiteilig ausgeführt.
-
In 4 ist die Schlossverkleidung als zweites Bauteil 40 entfernt, so dass das Schlossvorderteil 30a und das Schlosshinterteil 30b weitgehender sichtbar sind. Da damit auch der Befestigungsflansch 42 entfernt ist, ist auch die erste Auflagefläche 56 nicht belegt.
-
5 zeigt einen Schnitt durch einen vergrößerten Bereich aus 3. Die zweite Auflagefläche 56 liegt auf den Erhebungen 48 des als Schlossverkleidung ausgeführten zweiten Bauteils 40 auf, so dass dieses kraftschlüssig mit dem Schraubenkopf 52 und dem Grundbauteil 20 verbunden ist. Das Grundbauteil 20 ist zweiteilig ausgeführt, wobei ein Teil zur Heckklappe gehört und der andere Teil ein Verstärkungselement bildet. Die erste Auflagefläche 54 stützt sich somit direkt auf einem Teil und indirekt auf dem anderen Teil des Grundbauteils 20 ab. In der 5 schließt sich unter dem zweiteiligen Grundbauteil 20 ein zweites Bauteil 40 an, das ebenfalls zweiteilig als Schlossvorderteil 30a und Schlosshinterteil 30b ausgeführt ist. Das Schlossvorderteil 30a und das Schlosshinterteil 30b sind kraftschlüssig miteinander verbunden, wobei der Innengewindeschaft 32 ist als Bestandteil des Schlosshinterteils 30b ausgeführt ist und in das Schraubengewinde 60 des Schraubenschafts 58 der Schraube 50 eingreift, die durch die Befestigungsflanschöffnung 44 und die Grundbauteilöffnung 22 geführt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Bauteilanordnung
- 20
- Grundbauteil
- 22
- Grundbauteilöffnung
- 30
- erstes Bauteil
- 30a
- Schlossvorderteil
- 30b
- Schlosshinterteill
- 32
- Innengewindeschaft
- 40
- zweites Bauteil
- 42
- Befestigungsflansch
- 44
- Befestigungsflanschöffnung
- 46
- Schraubenkopfauflagebereich
- 48
- Erhebung
- 50
- Schraube
- 52
- Schraubenkopf
- 51
- Absatz
- 54
- erste Auflagefläche
- 56
- zweite Auflagefläche
- 58
- Schraubenschaft
- 60
- Schraubengewinde
-
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
-
- DE 19802152 A1 [0003, 0003]
