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Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zum Befestigen einer Verkleidung an einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur gemäß Anspruch 1, sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Verkleidungen, Verkleidungsteile und/oder Verbreiterungen - insgesamt im Folgenden „Verkleidung“ genannt - werden üblicherweise direkt mit einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur beziehungsweise Karosserie mittels Spreiznieten, Stiften und/oder Schraubverbindungen verbunden. Diese Vorgehensweise ist aufwendig und daher in der Montage teuer, wobei auch die beteiligten Bauteile teuer sind. Hinzu kommt, dass im Verbindungsbereich keinerlei Dichtungsfunktion gegeben ist, sodass insbesondere in einem Nassbereich von Radlaufverkleidungen eine erhöhte Korrosionsgefahr besteht. Nachteilig ist weiterhin, dass die herkömmlichen Fügetechniken nicht alle für jede denkbare Materialpaarung anwendbar sind, sodass verschiedene Verkleidungsvarianten für verschiedene Rohbauvarianten vorgesehen sein müssen. Dies erhöht die logistischen Kosten.
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Aus der
DE 20 2010 008 192 U1 geht ein Befestigungselement zum Befestigen einer Verkleidung, insbesondere einer Türverkleidung, an einem Trägerteil, insbesondere einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs, hervor. Das Befestigungselement ist mit einem Halteabschnitt formschlüssig in einer Ausnehmung der Verkleidung gehalten und weist eine Rastaufnahme auf, in welche ein mit dem Trägerteil verbundener Bolzen einsteckbar und mittels einer Rastverbindung lagefest fixierbar ist.
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Aus der
DE 10 2008 034 400 A1 geht ein Befestigungselement zum Befestigen einer feststehenden Kraftfahrzeugscheibe an einem Karosserieflansch hervor. Das mit der Kraftfahrzeugscheibe verbundene Befestigungselement weist einen Befestigungsclip auf, welcher in eine Durchstecköffnung des Karosserieflanschs eingreift und dort verrastet.
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Zur Abdichtung des Spalts zwischen dem Karosserieflansch und der Karosseriescheibe ist eine den Rand der Scheibe umgreifende Umspritzung vorgesehen, welche gegebenenfalls mit dem Befestigungselement verbunden sein kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anbindung von Verkleidungsteilen an eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur insoweit zu verbessern, als die Montage wenig aufwendig und kostengünstig sein, eine Vielzahl von Verkleidungsvarianten nach Möglichkeit vermieden werden, und eine Dichtungsfunktion zur Vermeidung korrosionsbedingter Schäden insbesondere im Nassbereich eines Radlaufs gegeben sein soll.
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Die Aufgabe wird gelöst, in dem ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Die Verkleidung wird nicht über Spreizniete, Stifte oder Schraubverbindungen unmittelbar an der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur befestigt, sondern vielmehr über mindestens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente.
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Ein solches Befestigungselement ist kraftschlüssig in einer Ausnehmung eines Rohbauelements vorfixierbar, indem ein bei Raumtemperatur fester, als Profilteil ausgeformter Klebstoff so in einem Aufnahmebereich des Befestigungselements vorgesehen ist, dass durch den Klebstoff Klemmkräfte in das bereichsweise in dem Aufnahmebereich angeordnete Rohbauelement einleitbar sind. Das Befestigungselement ist hierdurch an dem Rohbauelement festklemmbar, sodass es einfach und rasch montiert werden kann. Dabei ist der Aufnahmebereich bevorzugt in Hinblick auf den Klebstoff so geformt, dass er mit diesem zusammenwirkt, um Klemmkräfte in das Rohbauelement einzuleiten.
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Das Befestigungselement ist vorzugsweise als im Wesentlichen zylindrisches, besonders bevorzugt rotationssymmetrisches Teil ausgebildet, welches in eine bevorzugt komplementäre, besonders bevorzugt kreiszylindrische Ausnehmung in dem Rohbauelement einklemmbar ist. Dabei ist der Aufnahmebereich des Befestigungselements vorzugsweise entlang von dessen äußerem Umfang ausgebildet, wobei der in dem Aufnahmebereich vorgesehene Klebstoff klemmend mit einem inneren Umfang der Ausnehmung des Rohbauelements zusammenwirkt. Dabei ist eine Rotationssymmetrie für das Befestigungselement nicht zwingend erforderlich. Es sind ebenso Ausführungsbeispiele möglich, bei denen das Befestigungselement - und bevorzugt entsprechend auch die Ausnehmung des Rohbauelements - eine mehreckige, insbesondere hexagonale Querschnittsform aufweist.
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Das Befestigungselement selbst ist vorzugsweise als Hartkomponente, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet.
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Bereits durch die Klemmung der Rohbaukomponente in dem Aufnahmebereich ergibt sich eine gewisse Dichtungsfunktion. Dadurch, dass die Verkleidung nicht unmittelbar, sondern über die Befestigungselemente an der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur befestigt wird, wird auch das Problem einer Kontaktkorrosion vermieden. Außerdem müssen keine verschiedenen Verkleidungsvarianten für verschiedene Rohbauvarianten vorgehalten werden, weil ein Fügen mithilfe der Befestigungselemente stets unabhängig von den gewählten Materialien möglich ist. Eine geometrische Variantenvielfalt kann entweder über eine Vielzahl von verschieden ausgebildeten Befestigungselementen abgedeckt sein, oder die Befestigungselemente sind universell einsetzbar, was logistisch besonders günstig ist, weil keinerlei Varianten vorgehalten werden müssen.
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Es wird ein Befestigungselement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Klebstoff durch Wärme, insbesondere in einem Ofen, besonders bevorzugt in einem KTL-Ofen, aktivierbar ist. Er ist dann nach dem Vorfixieren in dem Ofen aktivierbeziehungsweise schmelzbar, wobei das Befestigungselement mit dem Rohbauelement verklebt wird. In dem Klebebereich ergibt sich eine Dichtungsfunktion, sodass hier keine Korrosionsprobleme auftreten, auch nicht im Nassbereich eines Radlaufs.
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Es wird auch ein Befestigungselement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Aufnahmebereich - im Längsschnitt gesehen - im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist. Er weist eine Wandung sowie einen im Wesentlichen senkrecht - in radialer Richtung gesehen - von der Wandung vorspringenden Stützkragen auf. An einem dem Stützkragen gegenüberliegenden Ende der Wandung ist vorzugsweise ein Rastabschnitt vorgesehen, der sich ausgehend von dem gegenüberliegenden Ende der Wandung schräg auf den Stützkragen hin erstreckt. Dieser Rastabschnitt wirkt vorzugsweise mit dem als Profilteil ausgeformten Klebstoff zusammen, um das Befestigungselement mit dem Aufnahmebereich an dem Rohbauelement festzuklemmen.
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Das - entlang einer Längsachse gesehen - vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildete Befestigungselement wird daher in einer bevorzugten Ausführungsform mit einem Bodenbereich, von dem der Rastabschnitt bevorzugt ausgeht, voran in die Ausnehmung des Rohbauelements hineingedrückt. Dabei schwenkt der Rastabschnitt, dessen Durchmesser in undeformiertem Zustand vorzugsweise größer ist als ein Durchmesser der Ausnehmung, radial nach innen, sodass das Befestigungselement durch die Ausnehmung hindurchgeführt werden kann. Tritt der Rastabschnitt auf der gegenüberliegenden Seite aus der Ausnehmung aus, federt er radial zurück nach außen in seine undeformierte Position, sodass er das Rohbauelement auf der dem Stützkragen gegenüberliegenden Seite hintergreift. Auf diese Weise ist das Befestigungselement in die Ausnehmung des Rohbauelements eingeclipst, wobei von dem Stützkragen einerseits und dem Rastabschnitt andererseits Klemmkräfte in das Rohbauelement eingeleitet werden. Zugleich wird durch den Rastabschnitt ein Formschluss verwirklicht, sodass das Befestigungselement nicht mehr ohne Weiteres aus der Ausnehmung des Rohbauelements herausgezogen werden kann.
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Der Rastabschnitt ist vorzugsweise als - in Umfangsrichtung gesehen - umlaufende Rastlippe ausgebildet, die - in radialer Richtung gesehen - federelastisch ist.
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Es wird auch ein Befestigungselement bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das aus dem Klebstoff geformte Profilteil - im Längsschnitt gesehen - im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist. Es weist einen Stützabschnitt und einen im Wesentlichen senkrecht zu diesem orientierten Wandabschnitt auf. Es zeigt sich, dass der Aufnahmebereich und der als Profilteil ausgeformte Klebstoff vorzugsweise passend zueinander geformt sind, sodass sie zusammenwirken können, um das Befestigungselement an dem Rohbauelement festzuklemmen.
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In diesem Zusammenhang wird auch bevorzugt, dass der Stützabschnitt einen Klemmvorsprung aufweist. Über diesen sind gezielt lokal Klemmkräfte in das Rohbauelement einleitbar, und es wird eine gewisse Dichtungsfunktion im Bereich des Klemmvorsprungs verwirklicht.
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Es wird auch bevorzugt, dass der Stützabschnitt an dem Stützkragen anliegt, wobei der Wandabschnitt an der Wandung anliegt. Der L-förmige Klebstoff ist also in dem L-förmigen Aufnahmebereich passgenau aufgenommen, wobei sich insbesondere der Klemmvorsprung und der Rastabschnitt - in Längsrichtung gesehen - gegenüberliegen, um Klemmkräfte in das Rohbauelement einleiten zu können.
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Dabei zeigt sich insbesondere Folgendes: Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist auch der Klebstoff rotationssymmetrisch ausgebildet und in dem Aufnahmebereich aufgenommen, sodass er sich entlang des Umfangs des Befestigungselements erstreckt. Das Befestigungselement wird gemeinsam mit dem Klebstoff in die Ausnehmung des Rohbauelements eingeclipst, wobei zwischen dem Klemmvorsprung und dem Rastabschnitt Klemmkräfte in einen Randbereich der Ausnehmung des Rohbauelements eingeleitet werden, um das Befestigungselement vorzufixieren.
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Schließlich wird ein Befestigungselement bevorzugt, das sich durch eine Rastausnehmung zur Anbindung eines Verkleidungselements auszeichnet. Dabei wird bevorzugt, dass das Verkleidungselement einen entsprechenden Rastvorsprung aufweist, der zur Befestigung des Verkleidungselements an dem Befestigungselement in der Rastausnehmung einrastet. Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass das Verkleidungselement mittels mindestens eines Stifts befestigt wird, in dem der Stift mit der Rastausnehmung, die bevorzugt als muldenförmige Vertiefung ausgebildet ist, in Eingriff gebracht wird.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, in dem ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 geschaffen wird. Das Verfahren bedient sich eines Befestigungselements nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und zeichnet sich dadurch aus, dass das Befestigungselement mit dem Aufnahmebereich zwischen dem Klemmvorsprung und dem Rastabschnitt vorzugsweise dichtend in eine Ausnehmung eines Rohbauelements eingeclipst wird. Hierdurch wird eine sichere und stabile Vorfixierung des Befestigungselements an dem Rohbauelement bewirkt, die einfach und rasch durch Clipsen herstellbar ist. Überdies bewirkt die Vorfixierung bereits eine gewisse Dichtungsfunktion.
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Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem der Klebstoff durch Wärme, vorzugsweise in einem Ofen, besonders bevorzugt in einem KTL-Ofen, aktiviert, insbesondere aufgeschmolzen wird. Dabei wird das Befestigungselement mit dem Rohbauelement verklebt. Nach dem Befestigen des Befestigungselements an dem Rohbauelement wird ein Verkleidungselement durch Einrasten in die Rastausnehmung des Befestigungselements - entweder mittels eines Rastvorsprungs oder mittels mindestens eines Stifts - befestigt. Durch das Aufschmelzen des Klebers und dessen Verteilung in dem Aufnahmebereich wird die Ausnehmung des Rohbauelements abgedichtet. Ist das Befestigungselement aus Kunststoff gebildet, hat das Rohbauelement lediglich Kontakt zu dem Klebstoff und zu dem Kunststoff. Es kann keine Kontaktkorrosion zwischen dem Verkleidungselement und dem Rohbauelement auftreten, weil diese nicht mehr unmittelbar aneinander anliegen. Das Verkleidungselement ist somit durch das Befestigungselement von dem Rohbauelement entkoppelt. Damit ist nicht nur eine Abdichtung des Rohbauelements gegeben, sondern dieses ist auch vor Beschädigungen durch das Verkleidungselement geschützt.
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Insgesamt verwirklichen sich in Hinblick auf das Verfahren die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Befestigungselement beschrieben wurden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Teil-Längsschnittdarstellung eines an einem Rohbauelement vorfixierten Ausführungsbeispiels eines Befestigungselements vor einem Aktivieren des Klebstoffs, und
- 2 eine schematische Teil-Längsschnittdarstellung des Befestigungselements gemäß 1 nach dem Aktivieren des Klebstoffs und nach dem Befestigen eines Verkleidungselements.
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1 zeigt eine schematische Teil-Längsschnittdarstellung eines Befestigungselements 1 mit einem Aufnahmebereich 3. Das Ausführungsbeispiel des Befestigungselements 1 ist um eine Längsachse A rotationssymmetrisch ausgebildet und quasi hutförmig ausgestaltet. Dementsprechend erstreckt sich der Aufnahmebereich 3 - in Umfangsrichtung gesehen - entlang des Umfangs des Befestigungselements 1. Dieses ist in eine bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls um die Längsachse A rotationssymmetrische Ausnehmung 4 eines Rohbauelements 5 einsteckbeziehungsweise einclipsbar.
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1 zeigt eine Teil-Längsschnittdarstellung derart, dass nur der Bereich oberhalb der Längsachse A dargestellt ist. Die komplette Längsschnittdarstellung kann erhalten werden, indem die Darstellung gemäß 1 an der Längsachse A gespiegelt wird.
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In dem Aufnahmebereich 3 ist ein bei Raumtemperatur formstabiler, als Profilteil ausgeformter Klebstoff 7 so angeordnet, dass Klemmkräfte in das bereichsweise in dem Aufnahmebereich 3 angeordnete Rohbauelement 5 einleitbar sind.
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Der Aufnahmebereich 3 ist - im Längsschnitt gesehen - im Wesentlichen L-förmig ausgebildet. Er weist eine Wandung 9 und einen senkrecht von dieser vorspringenden Stützkragen 11 auf. An einem dem Stützkragen 11 gegenüberliegenden Ende 13 der Wandung 9 ist ein Rastabschnitt 15 angeordnet, der sich ausgehend von dem Ende 13 schräg in Richtung auf den Stützkragen 11 - in 1 schräg nach links oben - erstreckt.
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Insbesondere entspringt der Rastabschnitt 15 von einem Bereich, in dem die Wandung 9, die im Übrigen als Umfangswandung des Befestigungselements 1 ausgebildet ist, in einen Bodenbereich 14 des hutförmigen Befestigungselements 1 übergeht. Der Rastabschnitt 15 ist dabei als - in radialer Richtung - elastisch verformbare Rastzunge ausgebildet, die ausgehend von dem Ende 13 radial nach außen abragt.
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Der Klebstoff 7 ist als - im Längsschnitt gesehen - im Wesentlichen L-förmiges Profilteil ausgebildet, welches einen Stützabschnitt 17 und einen im Wesentlichen senkrecht zu diesem orientierten Wandabschnitt 19 aufweist.
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An dem Stützabschnitt 17 ist ein Klemmvorsprung 21 vorgesehen, der in vorfixiertem Zustand des Befestigungselements 1 an einer ersten Fläche 23 des Rohbauelements 5 anliegt.
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Es zeigt sich auch, dass der Stützabschnitt 17 an dem Stützkragen 11 anliegt, wobei der Wandabschnitt 19 an der Wandung 9 anliegt.
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Damit zeigt sich insgesamt, dass sowohl der Aufnahmebereich 3 als auch der Klebstoff 7 rotationssymmetrisch und im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sind, wobei sie sich entlang eines Umfangs des Befestigungselements 1 erstrecken, und wobei der Klebstoff 7 in dem Aufnahmebereich 3 passgenau angeordnet ist.
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Um das Befestigungselement 1 an dem Rohbauelement 5 zu befestigen, wird es - in 1 - von links nach rechts mit dem Bodenbereich 14 voran in die Ausnehmung 4 eingeführt. Dabei schwenkt der Rastabschnitt 15 zunächst federnd radial nach innen ein, sodass er an einer Innenfläche 25 der Ausnehmung 4 vorbeigeführt werden kann. Erreicht der Rastabschnitt 15 die in 1 rechts dargestellte Seite des Rohbauelements 5, federt er wiederum elastisch radial nach außen aus, sodass er schließlich das Rohbauelement 5 hintergreift, sodass das Befestigungselement 1 in die Ausnehmung 4 eingeclipst ist. Dabei liegt die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Fläche 23 orientierte Innenfläche 25 an dem Wandabschnitt 19 an. Ein Außendurchmesser des Klebstoffs 7 im Bereich des Wandabschnitts 19 ist vorzugsweise so auf einen Innendurchmesser der Ausnehmung 4 im Bereich der Innenfläche 25 abgestimmt, dass hier Klemmkräfte entstehen, wobei das Befestigungselement 1 auch ohne die zusätzliche Clip-Funktion des Rastabschnitts 15 in der Ausnehmung 4 hält. Im Bereich der Innenfläche 25 wird also eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt.
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Der Aufnahmebereich 3, der Klebstoff 7 und insbesondere der Rastabschnitt 15 sind so aufeinander und auf eine - in 1 in horizontaler Richtung gemessene - Stärke des Rohbauelements 5 abgestimmt, dass das Befestigungselement 1 in dem in 1 dargestellten, vorfixierten Zustand mit dem Klemmvorsprung 21 und dem Rastabschnitt 15 in die Ausnehmung 4 eingeklemmt wird. Dadurch hält das Befestigungselement 1 klemmend an dem Rohbauelement 5. Dabei leitet der Klemmvorsprung 21 Klemmkräfte in die erste Fläche 23 ein, während zugleich der Rastabschnitt 15 Klemmkräfte in eine - entlang der Längsachse A gesehen - gegenüberliegende, dritte Fläche 27 einleitet.
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Damit zeigt sich, dass letztlich eine Kombination einer kraftschlüssigen und einer formschlüssigen Verbindung des Befestigungselements 1 mit dem Rohbauelement 5 vorgesehen ist, wobei die formschlüssige Verbindung durch das Einclipsen bewirkt wird, und wobei die kraftschlüssige Verbindung durch die Klemmung einerseits im Bereich der Innenfläche 25 und andererseits zwischen dem Klemmvorsprung 21 und dem Rastabschnitt 15 bewirkt wird.
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Es wird auch deutlich, dass der auf der ersten Fläche 23 aufliegende, vorzugsweise als Ringwulst ausgebildete Klemmvorsprung 21 bereits in dem vorfixierten Zustand eine gewisse Dichtungsfunktion der Verbindung des Rohbauelements 5 mit dem Befestigungselement 1 bewirkt. Die Ausnehmung 4 wird so durch den Klemmvorsprung 21 abgedichtet, der sie - in Umfangsrichtung gesehen - als Ringwulst umgibt. Außerdem wird die Ausnehmung 4 zusätzlich durch die Klemmung des Klebstoffs 7 im Bereich der Innenfläche 25 auch in vorfixiertem Zustand bereits gedichtet.
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In 1 ist noch kein Verkleidungselement an dem Befestigungselement 1 befestigt. Es ist jedoch eine Rastausnehmung 29 dargestellt, die der Anbindung eines Verkleidungselements dient.
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Auf der typischerweise einem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der dritten Fläche 27 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kunststoff-Applikation 31 vorgesehen, die an dem Befestigungselement 1 und/oder an dem Rohbauelement 5 befestigt sein kann. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Kunststoff-Applikation 31 vorzugsweise nicht vorgesehen. Die Kunststoff-Applikation 31 umfasst vorzugsweise PVC oder besteht bevorzugt aus diesem.
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2 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in der Darstellung gemäß 1 nach dem Aktivieren, beziehungsweise Aufschmelzen des Klebstoffs 7 in einem Ofen, vorzugsweise einem KTL-Ofen, und nach der Befestigung eines Verkleidungselements 33. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Es zeigt sich, dass der Klebstoff 7 geschmolzen ist und sich in dem Aufnahmebereich 3 insbesondere zwischen dem Stützkragen 11 und der Wandung 9 sowie dem Rohbauelement 5 verteilt hat. Das Befestigungselement 1 ist so mit dem Rohbauelement 5 verklebt. Es zeigt sich auch, dass auf diese Weise ein abgedichteter Anbindungsbereich des Befestigungselements 1 an dem Rohbauelement 5 gegeben ist, wobei die Ausnehmung 4 insbesondere durch den Klebstoff 7 gedichtet ist.
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Das Verkleidungselement 33 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines Rastvorsprungs 35 in die als muldenförmige Vertiefung ausgebildete Rastausnehmung 29 eingerastet. Hierdurch ergibt sich eine Fixierung des Verkleidungselements 33 an dem Befestigungselement 1. Das Verkleidungselement 33 ist also nicht - wie bei bekannten Verbindungsvarianten - unmittelbar an dem Rohbauelement 5 befestigt, sondern an dieses vermittelt über das Befestigungselement 1 angebunden. Es ist möglich, dass das Verkleidungselement 33 über mehr als ein Befestigungselement 1 mit der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, entweder mit einem Rohbauelement 5 oder auch mit mehreren Rohbauelementen 5 verbunden wird.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich vorgesehen, dass das Verkleidungselement 33 mithilfe eines Klebstoffs 37 an das Rohbauelement 5 geklebt ist. Dies erhöht die Festigkeit der Verbindung des Verkleidungselements 33 mit dem Rohbauelement 5, wodurch das Verkleidungselement 33 durch den Klebstoff 37 von dem Rohbauelement 5 beabstandet ist, sodass auch hier keine Kontaktkorrosion auftreten kann.
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Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Befestigungselements 1 und des Verfahrens möglich ist, eine einfache, kostengünstige und schnelle Montage eines Verkleidungselements 33 an einem Rohbauelement 5 zu verwirklichen. Gleichzeitig werden aufgrund der Dichtungsfunktion der Anbindung hohe Korrosionsschutzanforderungen verwirklicht. Daher eignet sich die hier vorgeschlagene Befestigung insbesondere für die Verkleidung des Nassbereichs eines Radlaufs. Im Übrigen ist die Befestigung mithilfe des Befestigungselements 1 für alle Rohbaumaterialen, insbesondere Stahl und/oder Aluminium, möglich, sodass jedenfalls nicht aus Gründen einer abweichenden Materialwahl für verschiedene Rohbauvarianten verschiedene Verkleidungsvarianten vorgehalten werden müssen.
