DE102012023044B4

DE102012023044B4 - Befestigungsvorrichtung für ein Kunststoffbauteil

Info

Publication number: DE102012023044B4
Application number: DE102012023044.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Lücke; Andreas Kloth; Stephan Wenzel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN204095759U; DE102012023044A1

Abstract

Befestigungsvorrichtung für ein Kunststoffbauteil, insbesondere einen Flüssigkeitsbehälter (1) in einem Kraftfahrzeug, das zumindest an einem Wandabschnitt (2) einen Durchlass (5a) aufweist, den ein im Durchmesser kleinerer Schraubenbolzen (6) eines Tragteils (3) zur Herstellung einer festen Schraubverbindung durchragt, wobei der Wandabschnitt (2) an dem Kunststoffbauteil vorgesehen ist, wobei an dem Wandabschnitt (2) des Kunststoffbauteils zumindest ein radial nach innen in den lichten Querschnitt (d) des Durchlasses (5a) einragendes, elastisch verformbares Fixiermittel (2b) angeformt ist und wobei das Fixiermittel (2b) durch eine dünnwandige Membran mit einer Durchtrittsöffnung (2c) kleiner als der Durchmesser des Schraubenbolzens (6) gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein Kunststoffbauteil, insbesondere einen Flüssigkeitsbehälter in Kraftfahrzeugen, gemäß Patentanspruch 1.
Die DE 101 17 851 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum verspannenden Verbinden in einer Abstandsstellung zueinander liegender Bauteile mit Hilfe einer Verbindungsschraube. Die DE 10 2005 044 064 A1 zeigt eine Schraubverbindung zwischen zwei Bauteilen mit einem selbsttätigen Toleranzausgleich zwischen den beiden Bauteilen. Weiter ist aus der DE 10 2008 044 027 A1 eine Befestigungsvorrichtung für einen Waschflüssigkeitsbehälter bekannt. Der Flüssigkeitsbehälter weist an einem Wandabschnitt einen Durchlass auf, der von einem, im Durchmesser kleineren Bolzen eines Tragteils zur Herstellung einer festen Verbindung durchragt ist.
Bei einer Befestigungsvorrichtung für einen Waschflüssigkeitsbehälter kann in dem Durchlass des Flüssigkeitsbehälter-Wandabschnittes eine Verstärkungshülse vorgesehen sein, die schädlichen Materialverquetschungen durch die Befestigungsmittel (zum Beispiel Schrauben) entgegenwirkt und eine dauerhaft feste Schraubverbindung sicherstellt.
Aus Toleranz- und Montagegründen sind die lichten Weiten der am Waschflüssigkeitsbehälter vorgesehenen Schraublöcher im Durchmesser oftmals deutlich größer ausgelegt als die zugehörigen, am Tragteil gehalterten Schraubenbolzen. Entsprechend wird der Waschflüssigkeitsbehälter in einem Vormontageschritt zunächst lose auf die Schraubenbolzen aufgesteckt. Anschließend wird der Waschflüssigkeitsbehälter in einem Endmontageschritt an den Schraubenbolzen des Tragteils festgespannt. Für den Fall, dass der Waschflüssigkeitsbehälter in seinem Vormontagezustand nicht durchgängig vom Werker manuell lagegesichert wird, besteht die Gefahr, dass sich der Waschflüssigkeitsbehälter von den Schraubenbolzen ablöst.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Befestigungsvorrichtung vorzuschlagen, die mit fertigungstechnisch äußerst einfachen Mitteln die Montage des Kunststoffbauteils vereinfacht.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angeführt. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass an den Wandabschnitt des Kunststoffbauteils radial nach innen in den lichten Querschnitt eines Durchlasses einragende, elastisch verformbare Fixiermittel angeformt sind. Die unmittelbar an den Wandabschnitt des Kunststoffbauteils angeformten Fixiermittel können quasi ohne fertigungstechnischen Mehraufwand erzeugt werden und stellen während des oben erwähnten Vormontageschrittes eine Vorfixierung des Bauteils dar. Durch die Fixiermittel ist das Bauteil im Vormontagezustand nicht mehr nur lose aufgesteckt, sondern wird das Bauteil im aufgesteckten Zustand festgehalten und kann dementsprechend leichter (zum Beispiel in Einhandbedienung oder an weniger gut zugänglicher Stelle) befestigt werden.
Erfindungsgemäß sind die Fixiermittel durch eine dünnwandige Membrane mit einer Durchtrittsöffnung kleiner als der Durchmesser des Schraubenbolzens gebildet. Die an den Wandabschnitt in einem einheitlichen Fertigungsprozess mit dem Kunststoffbauteil angeformte Membrane umschließt den Schraubenbolzen, wobei Fertigungstoleranzen zwischen dem Kunststoffbauteil und der jeweiligen Position des Schraubenbolzens ausgeglichen werden. Die Membrane kann sehr dünnwandig, zum Beispiel zwischen 0,2 bis 0,5mm ausgelegt sein.
Aufgrund seines Fließverhaltens verlagert sich das im Bereich der Befestigungsstelle unter Spannung stehende Kunststoffmaterial im Laufe der Zeit, wodurch es zu einem Drehmomentabfall am Schraubenbolzen kommt. Um einem solchen Drehmomentabfall entgegenzuwirken, kann zusätzlich eine Verstärkungshülse vorgesehen werden, die den oben erwähnten Durchlass begrenzt. Zudem kann der Schraubenbolzen mit einem freien Radialspalt von der Innenwandung des Durchlasses oder der Verstärkungshülse beabstandet sein. Die Verstärkungshülse ist jedoch nicht notwendiger Bestandteil der Erfindung. Des Weiteren kann die Membrane mit zumindest zwei oder mehr, zum Beispiel bevorzugt drei oder vier Radialschlitzen versehen sein, die zu deren Durchtrittsöffnung hin offen ausgeführt sind und demzufolge die Ausgleichsfunktion der Membrane noch erhöhen.
Alternativ zur Ausbildung als Membrane können die Fixiermittel auch allgemein zum Beispiel durch mehrere, radial nach innen und von der Durchtrittsöffnung des Wandabschnitts abragende, elastisch ausgebildete Nasen gebildet sein.
Besonders zweckmäßig können die Fixiermittel an den Wandabschnitt an der dem Tragteil zugewandten Stirnseite angeformt sein. Daraus resultiert, dass bei einem Aufstecken des Kunststoffbauteils bzw. dessen Wandabschnitts die Fixiermittel nach innen, in den Durchlass bzw. die Verstärkungshülse hinein verformt werden und die nachträglich herzustellende Schraubverbindung nicht behindern.
Schließlich besteht eine besonders bevorzugte Verwendung der Befestigungsvorrichtung an einem Flüssigkeitsbehälter aus Kunststoff in Kraftfahrzeugen, der mit mehreren, abragenden Laschen mit optional integrierten Verstärkungshülsen an einem Karosseriebauteil mit entsprechend fest angeordneten Schraubenbolzen befestigt ist darin, dass zumindest eine, bevorzugt alle Befestigungsstellen mit angeformten Fixiermitteln ausgeführt sind.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 in raumbildlicher Darstellung einen an einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs über mehrere angeformte Laschen befestigten Scheibenwaschbehälter aus Kunststoff;
2 eine der Laschen des Scheibenwaschbehälters mit einer angeformten Membrane als Fixiermittel relativ zu einem tragenden Schraubenbolzen;
3 einen Schnitt gemäß Linie III - III der 2 durch die mit einer Verstärkungshülse versehene Lasche; und
4 in der Ansicht gemäß 3 die an dem Karosseriebauteil befestigte Lasche des Scheibenwaschbehälters mittels des Schraubenbolzens und einer Schraubenmutter.

In der 1 ist mit 1 ein blasgeformter oder spritzgußgeformter Flüssigkeitsbehälter aus Kunststoff bezeichnet, der mittels mehrerer angeformter Laschen 2 an einem Karosseriebauteil 3, zum Beispiel einer Seitenwand oder Stirnwand eines Kraftfahrzeugs, befestigt ist. Der Flüssigkeitsbehälter 1 kann zur Aufnahme einer Scheiben- und/oder Scheinwerferreinigungsflüssigkeit, einer Kühlflüssigkeit oder dergleichen, dienen und kann gegebenenfalls mit einem nur angedeuteten Füllrohr 4 mit nicht dargestellter Verschlusskappe verbunden sein. Der Flüssigkeitsbehälter 1 ist im Übrigen in bekannter Weise ausgeführt.
Die 2, 3 und 4 zeigen eine der Laschen 2 in vergrößerter Darstellung. Die an ihrer Rückseite (2) gegebenenfalls mit aussteifenden Stegen 2a versehenen Laschen 2 sind mit in ihre Durchtrittsöffnungen eingesetzten Verstärkungshülsen 5 (3) zum Beispiel aus Metall versehen. Der Flüssigkeitsbehälter kann beispielhaft ein Kunststoffspritzgußteil sein, bei dessen Herstellung das später beschriebene Fixiermittel 2b materialeinheitlich und einstückig angeformt wird. Die mit ihrer Innenseite einen Durchlass 5a begrenzende Verstärkungshülse 5 ist ein separates Bauteil, das bei der Herstellung des Kunststoffbauteils eingespritzt wird oder alternativ nach dem Spritzgußvorgang mit dem Kunststoffbauteil verpressbar ist.
Die in der 3 gezeigte lichte Weite d der Verstärkungshülsen 5 ist dabei im Durchmesser deutlich größer ausgelegt als der Durchmesser der die Verstärkungshülsen 5 durchragenden Schraubenbolzen 6 (vergleiche 4).
Die Schraubenbolzen 6 (Schweißbolzen) sind jeweils an das Karosseriebauteil 3 in den vorgegebenen Positionen der Laschen 2 angeschweißt und bilden mit jeweils einer an der Vorderseite der Laschen 2 aufgebrachten Schraubenmutter 7 die feste Verbindung des Flüssigkeitsbehälters 1 mit dem Karosseriebauteil 3.
Der Flüssigkeitsbehälter 1 kann in einem Vormontageschritt auf die Schraubenbolzen 6 des Tragteils 3 aufgesteckt werden. Um bereits im Vormontagezustand eine zuverlässige Lagesicherung zu gewährleisten, sind an die Laschen 2 (vergleiche insbesondere 3) bzw. an deren Durchgangsöffnungen in die lichte Weite d der Verstärkungshülsen 5 einragende Fixiermittel bzw. dünnwandige Membrane 2b mit Durchtrittsöffnungen 2c angeformt. Die Durchtrittsöffnungen 2c der Membrane 2b sind kleiner als der Durchmesser der Schraubenbolzen 6 ausgebildet ist. Die Membrane 2b sind in einem Arbeitsgang mit dem Herstellen des Flüssigkeitsbehälters 1 ausgebildet. Alternativ dazu können die Membrane 2b auch in einem nachträglichen Arbeitsschritt ausgebildet werden.
Anschließend wird der bereits vorfixierte Waschflüssigkeitsbehälter in einem Endmontageschritt an den Schraubenbolzen 6 des Tragteils 3 festgespannt.
Die ringförmigen Membrane 2b sind an der dem Karosseriebauteil 3 zugewandten Stirnseite der Laschen 2 unmittelbar angeformt und weisen zudem vier Radialschlitze 2d (2) auf, die zur Durchtrittsöffnung 2c offen sind und jeweils diametral gegenüberliegend verlaufen.
Wie aus der 3 weiter hervorgeht, ragen die Membrane 2b mit einem Überstand a in den lichten Querschnitt d der Verstärkungshülse 5 ein, und zwar unter Bildung eines Ringbundes, der den, dem Tragteil 2 zugewandten Öffnungsrand der Verstärkungshülse 5 umgreift.
Bei der Montage des Flüssigkeitsbehälters 1 durch Aufstecken der Laschen 2 auf die Schraubenbolzen 6 werden die Membranen 2b, wie in 4 dargestellt, verformt, wodurch eine zuverlässige Vorpositionierung des Flüssigkeitsbehälters 1 bei noch gelöster Schraubverbindung gewährleistet ist. Der Flüssigkeitsbehälter 1 ist daher in der aufgesteckten Position bis zum Aufschrauben der Schraubenmuttern 7 montageerleichternd gehalten.
Die Membrane 2b werden also beim Einsetzen des Schraubenbolzens 6 in die Verstärkungshülse 5 elastisch nachgiebig unter Aufbau einer Zentrierkraft Fz in den freien Radialspalt 8 verformt. Dadurch wird der Wandabschnitt 2 lagegenau mit Bezug auf das Tragteil 3 vorpositioniert.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So können auch andere Kunststoffbauteile oder Flüssigkeitsbehälter der gattungsgemäßen Art wie beansprucht ausgeführt sein.
Die Fixiermittel können anstelle der Membranen 2b gegebenenfalls auch durch radial nach innen gerichtete, elastisch ausgebildete Nasen (nicht dargestellt) gebildet sein.
Anstelle der Laschen 2 können auch andere Wandabschnitte wie vorstehend beschrieben mit Durchgangsöffnungen und daran angeformten Fixiermitteln versehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Flüssigkeitsbehälter
2: Laschen
2a: Stege
2b: Membranen
2c: Durchtrittsöffnung
2d: Radialschlitze
3: Karosseriebauteil
4: Füllrohr
5: Verstärkungshülse
5a: Durchlass
6: Schraubenbolzen
7: Schraubenmutter
8: Radialspalt

Claims

Befestigungsvorrichtung für ein Kunststoffbauteil, insbesondere einen Flüssigkeitsbehälter (1) in einem Kraftfahrzeug, das zumindest an einem Wandabschnitt (2) einen Durchlass (5a) aufweist, den ein im Durchmesser kleinerer Schraubenbolzen (6) eines Tragteils (3) zur Herstellung einer festen Schraubverbindung durchragt, wobei der Wandabschnitt (2) an dem Kunststoffbauteil vorgesehen ist, wobei an dem Wandabschnitt (2) des Kunststoffbauteils zumindest ein radial nach innen in den lichten Querschnitt (d) des Durchlasses (5a) einragendes, elastisch verformbares Fixiermittel (2b) angeformt ist und wobei das Fixiermittel (2b) durch eine dünnwandige Membran mit einer Durchtrittsöffnung (2c) kleiner als der Durchmesser des Schraubenbolzens (6) gebildet ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffbauteil ein Gußteil ist, bei dessen Herstellung das Fixiermittel (2b) materialeinheitlich und einstückig anformbar ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (a) von einer Verstärkungshülse (5) begrenzt ist, und dass insbesondere der Schraubenbolzen (6) mit einem freien Radialspalt (8) von der Innenwandung des Durchlasses (5a) oder der Verstärkungshülse (5) beabstandet ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (2b) beim Einsetzen des Schraubenbolzens (6) in den Durchlass (5a) elastisch nachgiebig unter Aufbau einer Zentrierkraft (Fz) in den freien Radialspalt (8) verformbar ist und den Wandabschnitt (2) lagegenau mit Bezug auf das Tragteil (3) vorpositioniert.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (2b) mit zumindest einem, bevorzugt mehreren Radialschlitzen (2d) versehen ist, und/oder dass die Membran (2b) voneinander beabstandete, umfangsverteilte Membransegmente aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (2b) durch zumindest eine, radial nach innen abragende, elastisch verformbare Nase gebildet ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (2b) an den Wandabschnitt (2) an der dem Tragteil (3) zugewandten Stirnseite angeformt ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel (2b) mit einem Überstand (a) in den lichten Querschnitt (d)des Durchlasses (5a) einragt, und zwar unter Bildung eines Ringbundes, der insbesondere den, dem Tragteil (3) zugewandten Öffnungsrand der Verstärkungshülse (5) umgreift.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungshülse (5) ein separates Bauteil, insbesondere eine Metallhülse, ist, die bei der Herstellung des Kunststoffbauteils integrierbar ist oder nach der Herstellung mit dem Kunststoffbauteil verpressbar ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche an einem Flüssigkeitsbehälter (1) in einem Kraftfahrzeug, der mit mehreren, abragenden Laschen (2) an einem Karosseriebauteil (3) mit entsprechend fest angeordneten Schraubenbolzen (6) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, bevorzugt alle Befestigungsstellen (2) mit angeformten Fixiermitteln (2b) ausgeführt sind.