DE102012007973A1

DE102012007973A1 - Vorrichtung zum Befestigen einer komprimierbarenFlächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102012007973A1
Application number: DE102012007973A
Authority: DE
Inventors: Udo Mildner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-10-24
Also published as: GB201305095D0; CN103375467B; CN103375467A; US20130276272A1; US8910991B2; GB2501606A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Befestigen einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges mit wenigstens einem Verbindungselement (2) und wenigstens einem Gegenelement (3), welche unter Fixierung einer komprimierbaren Flächenstruktur (100) an einem Karosserieteil (200) miteinander verbindbar sind. Es ist vorgesehen, dass das Gegenelement (3) eine Aufnahme (4) aufweist, in welche das Verbindungselement (2) zum Verbinden mit dem Gegenelement (3) einführbar ist, wobei die Aufnahme (4) eine Bewegung des Verbindungselementes (2) relativ gegenüber dem Gegenelement (3) unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur (100) und Karosserieteil (200) zulässt. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung von Karosserieteil (200), komprimierbarer Flächenstruktur (100) und wenigstens einer Vorrichtung (1) zum Befestigen der Flächenstruktur (100) an dem Karosserieteil (200). Das Karosserieteil (200) kann eine Scheibenauflage, insbesondere für die Frontscheibe eines Fahrzeuges, und die Flächenstruktur (100) kann eine schall-/und eine wärmeisolierende Dämmstruktur sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges mit wenigstens einem Verbindungselement und wenigstens einem Gegenelement, welche unter Fixierung einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil miteinander verbindbar sind.
Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise genutzt, um eine Stirnwandisolation an der Scheibenauflage für die Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges zu befestigen. Die Vorrichtung weist üblicherweise einen oder mehrere Schweißbolzen auf, welche an die Scheibenauflage angeschweißt werden und nach außen abstehen. Die Stirnwandisolation wird über die Schweißbolzen gestülpt und an die Scheibenauflage angelegt. Um die Stirnwandisolation vor einem Lösen von der Scheibenauflage zu hindern, auf dem von der Stirnwandisolation herausragenden Ende der Schweißbolzen ein Halteelement aufgebracht.
Die Stirnwandisolation ist üblicherweise durch ein wärme- bzw. schallisolierendes Dämmmaterial gebildet, welches kompressibel ist. Dies führt dazu, dass bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges gegen einen Fußgänger, Radfahrer oder Motorradfahrer und einem Durchschlagen der Person durch die Frontscheibe und Aufschlagen auf die Scheibenauflage die Stirnwandisolation durch den Aufprall zusammengedrückt wird. Dadurch kommt es, dass die starren Schweißbolzen gegenüber der komprimierten Stirnwandisolation über eine relativ große Länge nach außen freistehen und damit störend für die aufschlagende Person sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befestigen einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeuges mit den eingangs genannten Merkmalen bereit zu stellen, vor deren Teile eine Person geschützt ist, wenn die Person auf die Flächenstruktur aufschlägt und die Flächenstruktur dadurch komprimiert wird.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befestigen einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise Personenkraftwagen, hat wenigstens ein Verbindungselement und wenigstens ein Gegenelement, welche unter Fixierung einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges miteinander verbindbar sind. Das Karosserieteil kann ein Blechteil oder sonstiges Karosserieteil, insbesondere Trägerteil, sein. Auch kann das Karosserieteil ein Karosserieanbauteil sein.
Nach der Erfindung weist das Gegenelement eine Aufnahme auf, in welche das Verbindungselement zum Verbinden mit dem Gegenelement einführbar ist, insbesondere eingeführt wird, wobei die Aufnahme eine Bewegung des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur und Karosserieteil zulässt.
Durch diese Maßnahme sind bei einem Aufprall von Personen gegen die komprimierbare Flächenstruktur und einer dadurch verursachten Komprimierung der Flächenstruktur störende Wirkungen durch einzelne Bauteile der Vorrichtung wirkungsvoll vermieden, da eine Verschiebung des Verbindungselementes gegen das Gegenelement stattfindet. Bei einer Krafteinwirkung auf die komprimierbare Flächenstruktur macht das Verbindungselement also die Bewegung mit, welche durch die Komprimierung der Flächenstruktur hervorgerufen wird, so dass ein gefährliches Hervorstehen des Verbindungselementes aus der komprimierten Flächenstruktur im Aufprallfall vermieden ist. Zugleich bleibt bei einer Stauchung der Flächenstruktur und damit einer Bewegung des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement die Fixierung der Flächenstruktur an dem Karosserieteil mittels der Vorrichtung aufrecht erhalten.
Bevorzugt lässt die Aufnahme in Dickenrichtung der Flächenstruktur eine Bewegung des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur und Karosserieteil zu. Es ist dadurch im Crashfall des Kraftfahrzeuges die auf das Karosserieteil aufschlagende besonders wirkungsvoll geschützt, da die Bewegung des Verbindungselementes gezielt in Stauchungsrichtung der Flächenstruktur stattfindet. Im Zuge der Erfindung ist unter der Dickenrichtung diejenige Richtung zu verstehen, welche sich im Wesentlichen orthogonal zu der von der Fläche des Flächenelementes gebildeten Ebene erstreckt.
Bevorzugt lässt ferner die Aufnahme in Einführrichtung des Verbindungselementes in die Aufnahme eine Bewegung des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur und Karosserieteil zu. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch technisch in einfacher Weise zu realisieren.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gegenelement eine Halterung zur Anbindung an das Karosserieteil aufweist, durch welche im eingebauten Zustand der Halterung die Aufnahme in Einführrichtung nach außen weg steht. Durch die in dieser Weise an dem Gegenelement angeordnete bzw. ausgebildete Halterung ist in technisch einfacher Weise eine Möglichkeit realisiert, dass bei einer auf die Flächenstruktur ausgeübten Kraft, wie sie beispielsweise bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges gegen einen Fußgänger oder Fahrradfahrer auftritt, das Verbindungselement im Zuge der Komprimierung der Flächenstruktur eine Ausweichbewegung ausführt. Das Verbindungselement bewegt sich dazu weitergehend in Richtung gegen das nach außen wegstehende Ende der Aufnahme hinein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Begrenzungsmittel vorgesehen, durch welche die Bewegung des Verbindungselementes in der Aufnahme begrenzt ist. Dadurch ist das Verbindungselement relativ gegenüber dem Gegenelement über einen vorgegebenen Bereich bewegbar. Durch die Begrenzungsmittel kann die erfindungsgemäße Vorrichtung individuell auf örtliche Gegebenheiten eingestellt werden, indem je nach Erfordernis durch die Begrenzungsmittel der vorgegebene Bewegungsbereich des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement angepasst ist.
Bevorzugt ist der Bewegungsbereich des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement bereits durch die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgegeben. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass durch die Begrenzungsmittel der Bewegungsbereich des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement noch nach der Herstellung einstellbar ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Sicherungsmittel vorgesehen, durch welche Verbindungselement und Gegenelement im gegeneinander verbundenen Zustand gegen ungewolltes Lösen gesichert sind. Dadurch ist sichergestellt, dass im eingebauten Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in dem das Verbindungselement mit dem Gegenelement verbunden und dadurch die Flächenstruktur an dem Karosserieteil fixierend gehalten ist, das Verbindungselement von dem Gegenelement nicht auseinandergebracht werden kann, also ein Herausziehen des Verbindungselementes aus der Aufnahme des Gegenelementes nicht stattfindet.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahme durch einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum eines Grundkörpers gebildet ist, welcher an einem Ende mit einem Boden zumindest teilweise verschlossen ist. Dadurch ist in technisch einfacher Weise die Aufnahme realisiert. Durch den Boden ist die Aufnahme durch ungewollte mechanische Einflüsse von außen weitgehend geschützt, so dass das Hineinbewegen des Verbindungselementes in die Aufnahme auch mit hohem Lebensalter der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufrecht erhalten bleibt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Grundkörper einen vom Boden ausgehenden, freistehenden länglichen Materialabschnitt aufweist, welcher in den Hohlraum hineinragt und an seinem freien Ende eine Verdickung aufweist, die als Widerlager für Formschlussmittel des Verbindungselementes dient. Dadurch sind zusammen mit den Formschlussmitteln des Verbindungselementes in technisch einfacher Weise Sicherungsmittel gebildet, durch welche Verbindungselement und Gegenelement im gegeneinander verbundenen Zustand gegen ungewolltes Lösen gesichert sind.
Indem der längliche Materialabschnitt in dem Hohlraum des Grundkörpers angeordnet ist, ist der Materialabschnitt mit seiner Verdickung vor ungewollten mechanischen Wirkungen von außen geschützt, so dass die Wirkungsweise des Materialabschnittes mit seiner Verdickung als Widerlager für die Formschlussmittel dauerhaft gewährleistet ist.
Es bietet sich an, dass im miteinander verbundenen Zustand von Verbindungselement und Gegenelement die Formschlussmittel des Verbindungselementes den Materialabschnitt zumindest teilweise umgreifen, so dass die Formschlussmittel gegenüber dem Materialabschnitt in Richtung seiner Längsachse bewegbar gehalten sind, um die Bewegung des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement aufrecht zu erhalten. Es sind dadurch in technisch einfacher Weise Begrenzungsmittel realisiert, durch welche die Bewegung des Verbindungselementes in der Aufnahme begrenzt wird. Als Begrenzung dient dabei zum einen der Boden des Grundkörpers, gegen welchen sich das Verbindungselement in die eine Richtung bewegen lässt. Als weitere Begrenzung dient die Verdickung an dem freien Ende des länglichen Materialabschnittes, gegen welche sich das Verbindungselement mit seinen Formschlussmitteln in die andere Richtung unter Beibehaltung der fixierenden Wirkung hinsichtlich der Flächenstruktur und des Karosserieteils bewegen lässt, ohne dass sich das Verbindungselement von dem Gegenelement löst.
Es bietet sich ferner an, dass der freistehende längliche Materialabschnitt mit seiner Längsachse im Zentrum des Hohlraumes liegt. Aufgrund dieser symmetrischen Anordnung sind in technisch einfacher Weise das Gegenelement mit seiner Aufnahme und das damit korrespondierende Verbindungselement zu realisieren.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in Umfangsrichtung des länglichen Materialabschnittes gesehen, die Verdickung unter Bildung von wenigstens zwei Zwischenräumen unterbrochen ist, in welche die Formschlussmittel des Verbindungselementes einführbar sind, so dass durch Verdrehen des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement die Formschlussmittel und die Verdickung in axialer Richtung in Eingriff gegeneinander gelangen. Es ist dadurch das Verbindungselement mit dem Gegenelement in technisch einfacher Weise in axialer Richtung wirkend formschlüssig zu verbinden, so dass die Bewegbarkeit des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement unter Beibehaltung der fixierenden Wirkung hinsichtlich Flächenstruktur an dem Karosserieteil erreicht wird und beibehalten bleibt.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Verbindungselement einen zylinderförmigen, insbesondere hohlzylinderförmigen Einführabschnitt hat, welcher in den Hohlraum des Grundkörpers einführbar ist und vorzugsweise einen Anlageabschnitt zur Anlage gegen die Flächenstruktur aufweist. Dadurch kommt dem Verbindungselement in technisch einfacher Weise eine haltende Wirkung hinsichtlich der Flächenstruktur zu, wobei zugleich das Verbindungselement passend ausgebildet ist, um mit dem Hohlraum des Grundkörpers zu korrespondieren und damit in der Aufnahme beweglich gehalten zu werden.
An dem Verbindungselement können in technisch einfacher Weise die Formschlussmittel durch wenigstens zwei zumindest über einen Abschnitt federelastisch wirkende Materialabschnitte gebildet sein, welche an dem Verbindungselement gebildet sind, insbesondere angeformt sind. Die federelastischen Materialabschnitte können beispielsweise in Art wenigstens eines Clipselementes und/oder Rastelementes ausgebildet sein, welche an dem Widerlager des Gegenelementes formschlüssig in Wirkstellung bringbar sind.
Die Materialabschnitte können beispielsweise an dem vorderen Endbereich, insbesondere vorderen Ende des hohlzylinderförmigen Einführabschnittes des Verbindungselementes angeordnet sein, welche den Einführabschnitt nach vorne hin überragen. Es ist dadurch in radialer Richtung das Verbindungselement trotz der Formschlussmittel kompakt ausgebildet, da die Formschlussmittel sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstrecken. Auch ist die Ausbildung der Formschlussmittel in axialer Richtung eine technisch einfach zu realisierende Möglichkeit, um das Verbindungselement zugleich in axialer Richtung an dem Gegenelement bewegbar halten zu können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, durch welche Verbindungselement und Gegenelement im miteinander verbundenen Zustand relativ zueinander drehfest gehalten sind. Dadurch ist sichergestellt, dass das Verbindungselement relativ gegenüber dem Gegenelement in einer vorgegebenen Drehlage verbleibt, wenn Verbindungselement und Gegenelement miteinander verbunden sind.
Bevorzugt ist die Verdrehsicherung derart ausgebildet, dass das Verbindungselement gegenüber dem Gegenelement in verdrehgesicherte Lage erst dann geht, wenn das Verbindungselement mit seinen Formschlussmitteln in Wirkstellung an dem freistehenden länglichen Materialabschnitt des Gegenelementes gebracht ist. Dadurch ist trotz der Verdrehsicherung gewährleistet, dass Verbindungselement und Gegenelement in einer vorgegebenen Drehlage zueinander in Verbindung gebracht werden können und erst durch Verdrehen gegeneinander über einen vorgegebenen Winkel das Verbindungselement gegenüber dem Gegenelement in axialer Richtung formschlüssig in Wirkverbindung tritt.
Die Verdrehsicherung kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung in technisch einfacher Weise durch eine in axialer Richtung verlaufende Vertiefung in der Berandung der Aufnahme gebildet sein, in welche das Verbindungselement mit wenigstens einem Vorsprung beim Einführen in die Aufnahme in Wirkkontakt tritt.
Um das Verbindungselement in einfacher Weise mit dem Gegenelement in die angestrebte Verbindung bringen zu können, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung an der Außenseite des Anlageabschnittes des Verbindungselementes eine Öffnung oder Vertiefung, insbesondere eine quadratische, sechseckige oder sonstige mehrkantige Öffnung oder Vertiefung oder eine schlitzartige Öffnung bzw. Vertiefung vorgesehen, welche zum Ansetzen oder Aufnehmen eines Werkzeuges dient. Hierdurch kann das Verbindungselement beispielsweise in eine vorgegebene Position relativ gegenüber dem Gegenelement gebracht werden, so dass dadurch die Montage des Verbindungselementes an dem Gegenelement erleichtert ist.
Weiterhin können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an der Außenseite des Anlageabschnittes optische und/oder taktile Hilfsmittel, wie beispielsweise Markierungen oder Markierungspfeile, vorgesehen sein, welche Informationen über die Bewegungsrichtung des Verbindungselementes relativ gegenüber dem Gegenelement zum Einbau und/oder zur Befestigung geben.
Auch können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an der der Flächenstruktur zugewandten Innenseite des Anlageabschnittes mehrere nach außen stehende Vorsprünge, insbesondere Kegelspitzen, angeordnet sein. Dadurch ist in wirkungsvoller Weise eine Formschlussverbindung des Anlageabschnittes zu der Flächenstruktur gebildet, so dass durch den Anlageabschnitt die Flächenstruktur in optimaler Art und Weise gehalten wird.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Anordnung von Karosserieteil, komprimierbarer Flächenstruktur und wenigstens einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art, mittels welcher die Flächenstruktur an dem Karosserieteil befestigt ist.
Es bietet sich an, dass das Verbindungselement der Vorrichtung, die Flächenstruktur durchgreifend, mit dem Gegenelement der Vorrichtung verbunden ist, wobei das Gegenelement an dem Karosserieteil befestigt ist und die Aufnahme des Gegenelementes von dem Karosserieteil nach außen weg steht. Dadurch kann das Verbindungselement in die Aufnahme des Gegenelementes eintauchen, wenn beispielsweise bei einem Aufprall des Fahrzeuges gegen einen Fußgänger oder Fahrradfahrer die Flächenstruktur komprimiert wird. Durch die Bewegung des Verbindungselementes wird die Verzögerung an dem Fußgänger bzw. dem Kopf des Fußgängers oder Radfahrers reduziert und damit eine Maßnahme zum Schutz der Person realisiert.
Das Karosserieteil kann beispielsweise eine Scheibenauflage, insbesondere eine Scheibenauflage für die Frontscheibe eines Fahrzeuges sein. Das Karosserieteil kann ein vorzugsweise in Hybridbauweise hergestelltes Hybridbauteil sein.
Die komprimierbare Flächenstruktur kann eine schall- und/oder wärmeisolierende Dämmstruktur, beispielsweise eine Stirnwandisolation sein, welche beispielsweise an die Scheibenauflage für die Frontscheibe des Fahrzeuges aufgebracht wird.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung:
Es zeigen:
1 eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung zum Befestigen einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges am Beispiel der Befestigung einer Stirnwandisolation an einer Scheibenauflage für die Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges in Schnittdarstellung,
2 ein der Scheibenauflage zugeordnetes Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der 1 in perspektivischer Darstellung.
3 ein der Stirnwandisolation zugeordnetes Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der 1 in perspektivischer Ansicht von oben,
4 das Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der 3 in perspektivischer Ansicht von unten,
5 die Scheibenauflage mit der daran mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung fixierten Stirnwandisolation in Schnittdarstellung entsprechend der 1, wobei die Stirnwandisolation sich in einem komprimierten Zustand befindet und sich die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend der Komprimierung der Stirnwandisolation verschoben hat,
6 die Scheibenauflage gemäß der 1 in perspektivischer Darstellung mit mehreren Öffnungen zur Aufnahme jeweils eines Bauteiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
7 die Scheibenauflage gemäß der 6 in perspektivischer Darstelllung, wobei in den Öffnungen jeweils ein Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung montiert ist.
1 zeigt – in schematischer Darstellung – eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Befestigen einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges. Die Vorrichtung 1 dient in dem Ausführungsbeispiel der 1 zum Fixieren einer komprimierbaren Flächenstruktur 100 in Art einer Stirnwandisolation an einem Karosserieteil 200 in Art einer Scheibenauflage für die Frontscheibe 310 eines Kraftfahrzeuges. Wie aus der 1 ersichtlich ist, befindet sich zwischen der Frontscheibe 310 und dem als Scheibenauflage ausgebildeten Karosserieteil 200 die Armaturentafel 300 des Kraftfahrzeuges. Das Karosserieteil 200 bzw. die Scheibenauflage ist mittels wenigstens eines vorzugsweise mehrerer Abstandsstücke 320 in Abstand zu der Frontscheibe 310 gehalten. Die Abstandsstücke 320 sind bevorzugt aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi oder Kunststoff, gebildet.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 erstreckt sich die Frontscheibe 310 weit in den vorderen Bereich des Kraftfahrzeuges, wodurch die Scheibenauflage 200 im Wesentlichen in einer horizontalen Lage zu liegen kommt. Die Frontscheibe 310 und die Scheibenauflage 200 stehen somit in einem relativ spitzen Winkel zueinander. Kommt es bei einer solchen Anordnung von Frontscheibe 310 und Scheibenauflage 200 zu einem Aufprall des Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger, Fahrradfahrer oder Kradfahrer, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit von einem Aufschlagen der Person bzw. des Kopfes der Person auf die Frontscheibe 310 und einem Durchschlagen bis gegen die Flächenstruktur 100 und das darunter liegende Karosserieteil 200 bzw. Scheibenauflage zu rechnen. Dabei kommt es zu einer Komprimierung der Flächenstruktur 100 in deren Dickenrichtung 5. Die Vorrichtung 1, mittels welcher die Flächenstruktur 100 an dem Karosserieteil 200 bzw. der Scheibenauflage befestigt ist, ist in besonderer Art und Weise ausgebildet, um zu vermeiden, dass die aufschlagende Person sich an den Einzelteilen der Vorrichtung 1 verletzt.
Die Vorrichtung 1 weist dazu ein Verbindungselement 2 und ein Gegenelement 3 auf, welche unter Fixierung der Flächenstruktur 100 an dem Karosserieteil 200 miteinander lösbar verbunden sind. Das Gegenelement 3 weist dazu eine Aufnahme 4 auf, in welche das Verbindungselement 2 zum Verbinden mit dem Gegenelement 3 eingeführt ist. Die Aufnahme 4 ist dabei in der Weise ausgebildet, dass sie eine Bewegung des Verbindungselementes 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur 100 und Karosserieteil 200 zulässt. Durch die Bewegbarkeit des Verbindungselementes 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 führt das Verbindungselement 2 eine Bewegung in Richtung zu dem Gegenelement 3 aus, wenn es zu einer Komprimierung der Stirnwandisolation bzw. Flächenstruktur 100 im Zuge eines Durchschlagens einer Person durch die Frontscheibe 310 und damit eines Aufpralls gegen die Flächenstruktur 100 im Bereich der Vorrichtung 1 kommt. Das Verbindungselement 2 bewegt sich dazu, bevorzugt in Dickenrichtung 5 der Flächenstruktur 100, in welche die Komprimierung der Flächenstruktur 100 stattfindet. Wie aus der 1 ersichtlich ist, entspricht die Dickenrichtung 5 in vorliegender Ausführungsform der Vorrichtung 1 der Einführrichtung 6 des Verbindungselementes 2 in die Aufnahme 4 des Gegenelementes 3.
Um eine solche Bewegung des Verbindungselementes 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 zu ermöglichen, weist das Gegenelement 3 eine Halterung 30 zur Anbindung an das Karosserieteil 200 auf, durch welche die Aufnahme 4 in dem eingebauten Zustand nach der 1 von dem Karosserieteil 200 in Einführrichtung 6 nach außen weg steht.
Bevorzugt ist dazu in dem Karosserieteil 200 eine Durchgangsöffnung 31 vorgesehen, an deren Berandung die Halterung 30 des Gegenelementes 3 formschlüssig in Wirkverbindung mit dem Karosserieteil 200 bringbar ist bzw. gebracht ist. Die Bewegung des Verbindungselementes 2 erfolgt somit in der Aufnahme 4 durch das Karosserieteil 200 hindurch.
2 verdeutlicht zusammen mit der 1 den Aufbau des Gegenelementes 3. Wie daraus ersichtlich ist, ist die Aufnahme 4 durch einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 10 eines Grundkörpers 11 gebildet, welcher an seinem der Flächenstruktur 100 abgewandten Ende durch einen Boden 12 zumindest teilweise verschlossen ist. Bevorzugt ist der Grundkörper 11 zylinderförmig ausgebildet, insbesondere als zylindrische Tasche geformt.
An dem Boden 12 des Grundkörpers 11 ist ein freistehender länglicher Materialabschnitt 20 angeformt, welcher vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet ist. Der Materialabschnitt 20 ragt in den Hohlraum 10 hinein und weist an seinem freien Ende eine Verdickung 21 auf. Der Materialabschnitt 20 liegt mit seiner Längsachse 23 bevorzugt im Zentrum des Hohlraumes 10 und erstreckt sich vorzugsweise entlang der Mittelachse des Hohlraumes und weist ausgehend von dem Boden 12 entgegen die Einführrichtung 6. Der Materialabschnitt 20 und die Verdickung 21 können beispielsweise die Form eines Stiftelementes mit pilzartigem Ende aufweisen.
Die Verdickung 21 dient als Widerlager für Formschlussmittel 22 des Verbindungselementes 2, wie beispielsweise aus der 1 ersichtlich ist. Auf die Ausgestaltung der Formschlussmittel 22 des Verbindungselementes 2 wird nachfolgend noch näher eingegangen.
Das Gegenelement 3 weist ferner zwei in Einführrichtung 6 verlaufende Vertiefungen 27 in der Berandung 28 der Aufnahme 4 auf, um darin korrespondierende Vorsprünge des Verbindungselementes 2 zur Ausbildung einer Verdrehsicherung aufzunehmen. Die Vertiefungen 27 sind beispielsweise durch jeweils eine axial verlaufende Kerbe in dem Grundkörper 11 gebildet.
3 und 4 verdeutlichen das in der Schnittdarstellung der 1 gezeigte Verbindungselement 2.
Wie daraus ersichtlich ist, weist das Verbindungselement 2 einen vorzugsweisen zylinderförmigen, insbesondere hohlzylinderförmigen Einführabschnitt 13 auf, welcher in den Hohlraum 10 des Gegenelementes 3 eingeführt werden kann. Ferner weist das Verbindungselement 2 einen Anlageabschnitt 14 zur Anlage gegen die Flächenstruktur 100 auf. Der Anlageabschnitt 14 ist vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet, beispielsweise in Art einer zylindrischen Scheibe.
An dem freien Ende des Einführabschnittes 13 sind die Formschlussmittel 22 angeordnet, insbesondere ausgebildet, mittels welchen im miteinander verbundenen Zustand von Verbindungselement 2 und Gegenelement 3 gegen die Verdickung 21 des Gegenelementes 3 in Wirkstellung treten, um eine Sicherung gegen ungewolltes Lösen des Verbindungselementes 2 von dem Gegenelement 3 zu bilden. Die Formschlussmittel 22 des Verbindungselementes 2 und die Verdickung 21 des Gegenelementes 3 bilden somit Sicherungsmittel für die Sicherung.
Bevorzugt sind die Formschlussmittel 22 durch zwei Materialabschnitte 24 gebildet, welche von der Umfangsfläche des Einführabschnittes 13 seitlich nach außen ragend ausgebildet sind und sich nach vorne über das freie Ende des Einführabschnittes 13 überragend erstrecken. Die Materialabschnitte 24 sind bevorzugt diametral gegenüberliegend angeordnet und laufen in dem Einführabschnitt 13 nach vorne überragenden Bereich einander zu. Die Materialabschnitte 24 sind vorzugsweise in dem einander zulaufenden vorderen Abschnitt derart freistehend, dass sie zueinander in radialer Richtung bezüglich des Einführabschnittes 13 geringfügig bewegbar sind, vorzugsweise federelastisch ausgebildet sind, um beim Einführen des Gegenelementes 3 in die Aufnahme 4 über die Verdickung 21 des Gegenelementes 3 geschoben werden zu können. Die Verdickung 21 des Gegenelementes ist dazu vorzugsweise konisch ausgebildet, wobei die Außenwandung nach außen hin zusammenläuft. Die Materialabschnitte 24 weisen zudem bevorzugt an ihrem vorderen in Richtung der Längsachse 23 sich erstreckenden Bereich jeweils eine Einlaufschräge 32 auf, mittels welcher das Aufschieben der Materialabschnitte 24 über die konische Außenfläche 34 der Verdickung 21 erleichtert ist.
Die Materialabschnitte 24 bilden somit Rast- bzw. Klipsmittel, welche gegen die als Widerlager wirkende Verdickung 21 des Gegenelementes 3 in axialer Richtung bezüglich der Längsachse 23 wirkende Formschlussverbindung bilden.
An dem Einführabschnitt 13 des Verbindungselementes 2 sind ferner zwei Vorsprünge 29 vorgesehen, welche vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind und von dem Außenumfang des Einführabschnittes 13 nach außen wegstehen. Die Vorsprünge 29 erstrecken sich vorzugsweise über einen vorgegebenen Abschnitt in axialer Richtung bezüglich der Längsachse 23.
Die Vorsprünge 29 sind korrespondierend zu den Vertiefungen 27 des Gegenelementes 3 ausgebildet, so dass im miteinander verbundenen Zustand von Verbindungselement 2 und Gegenelement 3 die Vorsprünge 29 gegen die Vertiefungen 27 in Wirkstellung treten und eine Verdrehsicherung bilden, um das Verbindungselement 2 gegenüber dem Gegenelement 3 drehfest zu halten.
Wie in einer Zusammenschau der 3 und 4 mit der 2 ersichtlich ist, sind die Formschlussmittel 22 des Verbindungselementes 2 und die Verdickung 21 des Gegenelementes 3 derart ausgebildet, dass trotz der Verdickung 21 und den Formschlussmitteln 22 ein Einführen des Verbindungselementes 2 in den Hohlraum 10 des Gegenelementes 3 ermöglicht ist und erst durch Verdrehen des Verbindungselementes 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 über einen vorgegebenen Verdrehwinkel die Formschlussmittel 22 und die Verdickung 21 in axialer Richtung in Eingriff gegeneinander gelangen. Dazu weist die Verdickung 21 wenigstens zwei Unterbrechungen in der Umfangskontur auf, durch welche Zwischenräume 25 gebildet sind. Vorzugsweise ist dazu die Verdickung 21 an zwei gegenüberliegenden Seiten in der Umfangskontur derart abgeflacht, dass der Abstand der gegeneinander abgeflachten Flächen im Wesentlichen dem Durchmesser des Materialabschnittes 20 entspricht. Die Formschlussmittel 22 sind mit ihren Materialabschnitten 24 derart ausgebildet, dass bei einem Einführen des Verbindungselementes 2 in den Hohlraum 10 des Gegenelementes 3 die Materialabschnitte 24 entlang dieser Seitenwandungen in axialer Richtung bezüglich der Längsachse 23 bewegt werden können. Dadurch ist ein Einführen des Verbindungselementes 2 in den Hohlraum 10 des Gegenelementes 3 ohne die in axialer Richtung wirkende Formschlussverbindung möglich. Erst wenn die Formschlussmittel 22 gegen die Verdickung 21 in Wirkstellung getreten sind und damit die in axialer Richtung wirkende Formschlussverbindung hergestellt ist, findet sich das Verbindungselement 2 gegenüber dem Gegenelement 3 in der vorgegebenen Position, in der die Vorrichtung 1 die Wirkung entfaltet, nämlich dass das Verbindungselement 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 eine Bewegung in axialer Richtung ausführen kann.
In dieser Drehlage des Verbindungselementes 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 liegen die Vertiefungen 27 des Gegenelementes 3 und die Vorsprünge 29 des Verbindungselementes 2 zueinander in der ausgerichteten Position, so dass die Vorsprünge 29 in die korrespondierenden Vertiefungen 24 eingeführt werden können und damit die Verdrehsicherung gebildet ist.
Das Verbindungselement 2 weist an seinem Anlageabschnitt 14 an dessen nach außen gewandter Seite 15 optische und/oder taktile Hilfsmittel 18 auf, welche dem Monteur Informationen über die Bewegung des Verbindungselements 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 beim Zusammenbau der Vorrichtung 1 geben. Die Hilfsmittel 18 können beispielsweise in Art von Markierungspfeilen ausgebildet sein.
Wie insbesondere aus der 3 ersichtlich ist, weist der Anlageabschnitt 14 ferner eine Öffnung 17 auf, an welcher Werkzeuge eingeführt werden können, um das Verbindungselement 2 relativ gegenüber dem Gegenelement 3 im Zuge des Zusammenbaus der Vorrichtung 1 bewegen zu können. Die Öffnung 17 ist vorzugsweise als Vierkant- oder Seckskantöffnung ausgebildet.
Wie ferner aus der 4 ersichtlich ist, können an der in Richtung zu der Flächenstruktur 100 weisenden Seite 16 des Anlageabschnittes 14 Vorsprünge 19 angeordnet sein, welche beispielsweise kegelförmig ausgebildet sind und sich im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung 1 in die Flächenstruktur 100 eindrücken. Durch die Vorsprünge 19 ist das Verbindungselement 2 relativ gegenüber der Flächenstruktur 100 zusätzlich formschlüssig fixiert.
5 zeigt die Anordnung von Flächenstruktur 100, Karosserieteil 200 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß der 1, wobei in der 5 der Bereich durch eine strichpunktierte Linie 33 markiert ist, in welchem bei einem Aufprall des Fahrzeuges gegen einen Fußgänger, Fahrradfahrer oder Kraftradfahrer diese Person auf der Scheibenauflage 200 aufschlagen kann. Bei einem solchen Aufprall würde die Flächenstruktur 100, wie in der 5 dargestellt, im vorderen Bereich von der Frontscheibe 310 und der Scheibenauflage bzw. des Karosserieteils 200 komprimiert werden. Bei einer solchen Komprimierung der Flächenstruktur 100 wird die Vorrichtung 1 mit ihrem Verbindungselement 2 sich in axialer Richtung in die Aufnahme 4 des Gegenelementes 3 hinein bewegen, so dass der Anlageabschnitt 14 an der Oberseite der Flächenstruktur 100 trotz der Komprimierung der Flächenstruktur 100 in Anlage bleibt. Es ist damit ein Hervorstehen des Verbindungselementes 2 gegenüber der komprimierten Flächenstruktur 100 vermieden.
Wie aus der 5 ferner ersichtlich ist, bilden der Boden 12 und die Verdickung 21 Begrenzungsmittel, durch welche die Bewegung des Verbindungselementes 2 in der Aufnahme 4 des Gegenelementes 3 begrenzt ist. Die Formschlussmittel 22 bzw. Materialabschnitte 24 bewegen sich dabei in axialer Richtung entlang des freistehenden Materialabschnittes 20 des Gegenelementes 3, bis sie in Anlage gegen den Boden 12 gelangen. In umgekehrter Richtung können die Materialabschnitte 24 entlang des freistehenden Materialabschnittes 20 in der Aufnahme 4 soweit zurückbewegt werden, bis die Materialabschnitte 24 in Anlage gegen die Verdickung 21 des Gegenelementes 3 gelangen.
6 zeigt das als Scheibenauflage ausgebildete Karosserieteil 200 in perspektivischer Darstellung. Wie daraus ersichtlich ist, weist das Karosserieteil 200 mehrere Durchgangsöffnungen 340 auf, an welchen jeweils ein Gegenelement 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 befestigt werden kann. Ferner weist das Karosserieteil 200 mehrere Durchgangsöffnungen 330 auf, an welchen jeweils ein Abstandsstück 320 befestigt werden kann, wie es beispielsweise bereits aus der 1 ersichtlich ist.
7 zeigt das Karosserieteil 200 gemäß der 6, wobei in der 7 jeweils ein Abstandsstück 320 in die zugehörige Durchgangsöffnung 330 montiert ist. Darüber hinaus sind in die Durchgangsöffnungen 340 des Karosserieteils 200 jeweils ein Gegenelement 3 der Vorrichtung 1 eingebaut.
Das fertige Karosserieteil 200 ist bevorzugt ein Blechteil, welches mit Kunststoff beschichtet ist, insbesondere mit Kunststoff umhüllt ist.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Verbindungselement
3: Gegenelement
4: Aufnahme
5: Dickenrichtung
6: Einführrichtung
10: Hohlraum
11: Grundkörper
12: Boden
13: Einführabschnitt
14: Anlageabschnitt
15: Außenseite
16: Innenseite
17: Öffnung
18: Hilfsmittel
19: Vorsprung
20: Materialabschnitt
21: Verdickung
22: Formschlussmittel
23: Längsachse
24: Materialabschnitt
25: Zwischenraum
27: Vertiefung
28: Berandung
29: Vorsprung
30: Halterung
31: Durchgangsöffnung
32: Einlaufschräge
33: strichpunktierte Linie
34: Außenfläche
100: Flächenstruktur
200: Karosserieteil
300: Armaturentafel
310: Frontscheibe
320: Abstandsstück
330: Durchgangsöffnung
340: Durchgangsöffnung

Claims

Vorrichtung (1) zum Befestigen einer komprimierbaren Flächenstruktur an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges mit wenigstens einem Verbindungselement (2) und wenigstens einem Gegenelement (3), welche unter Fixierung einer komprimierbaren Flächenstruktur (100) an einem Karosserieteil (200) miteinander verbindbar sind, wobei das Gegenelement (3) eine Aufnahme (4) aufweist, in welche das Verbindungselement (2) zum Verbinden mit dem Gegenelement (3) einführbar ist, und wobei die Aufnahme (4) eine Bewegung des Verbindungselementes (2) relativ gegenüber dem Gegenelement (3) unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur (100) und Karosserieteil (200) zulässt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (4) in Dickenrichtung (5) der Flächenstruktur (100) eine Bewegung des Verbindungselementes (2) relativ gegenüber dem Gegenelement (3) unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur (100) und Karosserieteil (200) zulässt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (4) in Einführrichtung (6) eine Bewegung des Verbindungselementes (2) relativ gegenüber dem Gegenelement (3) unter Beibehaltung der Fixierung von Flächenstruktur (100) und Karosserieteil (200) zulässt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Begrenzungsmittel vorgesehen sind, durch welche die Bewegung des Verbindungselementes (2) in der Aufnahme (4) begrenzt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherungsmittel vorgesehen sind, durch welche Verbindungselement (2) und Gegenelement (3) im gegeneinander verbundenen Zustand gegen ungewolltes Lösen gesichert sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (4) durch einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum (10) eines Grundkörpers (11) gebildet ist, welcher an einem Ende mit einem Boden (12) zumindest teilweise verschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) einen vom Boden (12) ausgehenden länglichen Materialabschnitt (20) aufweist, welcher in den Hohlraum (10) hineinragt und an seinem freien Ende eine Verdickung (21) aufweist, die als Widerlager für Formschlussmittel (22) des Verbindungselementes (2) dient.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im miteinander verbundenen Zustand von Verbindungselement (2) und Gegenelement (3) die Formschlussmittel (22) des Verbindungselements (2) den Materialabschnitt (20) zumindest teilweise umgreifen, so dass die Formschlussmittel (22) gegenüber dem Materialabschnitt (20) in Richtung seiner Längsachse (23) bewegbar gehalten sind, um eine Bewegung des Verbindungselementes (2) relativ gegenüber dem Gegenelement (3) zuzulassen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabschnitt (20) mit seiner Längsachse (23) im Zentrum des Hohlraums (10) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung des länglichen Materialabschnitts (20) gesehen, die Verdickung (21) unter Bildung von wenigstens zwei Zwischenräumen (25) unterbrochen ist, in welche die Formschlussmittel (22) des Verbindungselementes (2) einführbar sind, so dass durch Verdrehen des Verbindungselementes (2) relativ gegenüber dem Gegenelement (3) die Formschlussmittel (22) und die Verdickung (21) in axialer Richtung in Eingriff gegeneinander gelangen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussmittel (22) durch wenigstens zwei, vorzugsweise federelastische Materialabschnitte (24) gebildet sind, welche an dem Verbindungselement (2), insbesondere an dem vorderen Ende eines hohlzylinderförmigen Einführabschnittes (13), gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdrehsicherung (26) vorgesehen ist, durch welche Verbindungselement (2) und Gegenelement (3) im miteinander verbundenen Zustand relativ zueinander drehfest gehalten sind.
Anordnung von Karosserieteil (200), komprimierbarer Flächenstruktur (100) und wenigstens einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mittels welcher die Flächenstruktur (100) an dem Karosserieteil (200) befestigt ist.
Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (2) der Vorrichtung (1), die Flächenstruktur (100) durchgreifend, mit dem Gegenelement (3) der Vorrichtung (1) verbunden ist, wobei das Gegenelement (3) an dem Karosserieteil (200) befestigt ist und die Aufnahme (4) des Gegenelementes (3) von dem Karosserieteil (200) nach außen weg steht.
Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosserieteil (200) eine Scheibenauflage, insbesondere für die Frontscheibe eines Fahrzeuges, und die Flächenstruktur (100) eine schall-/oder wärmeisolierende Dämmstruktur sind.