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Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungsset mit einer Befestigungsklammer zur Befestigung eines Bauteils an einem Tragelement und eine Befestigungsanordnung. Dazu besitzt die Befestigungsklammer einen ersten U-förmigen Schenkel und einen zweiten U-förmigen Schenkel. Jeder der U-förmigen Schenkel ist aus einem Außenschenkel und einem Innenschenkel aufgebaut. An jedem Innenschenkel sind jeweils mindestens zwei Seitenwangen ausgeformt, die das Tragelement in einer Gebrauchsstellung hintergreifen.
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Derartige Befestigungsklammern werden häufig in der Automobiltechnik eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Zier- und Schutzleisten, Innenverkleidungen, Bauteilen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs etc. Deren Vorteil liegt insbesondere in der schnellen Montage durch einfaches Eindrücken der Befestigungsklammer in eine korrespondierende Ausnehmung eines Halteteiles, Karosserieteils oder Tragelements. Hinzu kommt, dass Befestigungsklammern oftmals mit einem Sicherungsstopfen versehen sind. Die Montagekräfte des Sicherungsstopfens sind gegenüber einem Festsitz der Befestigungsklammer beim Airbagschuss abzustimmen. Ein Nachteil des Sicherungsstopfens ist, dass dieser einen relativ großen Steigungswinkel besitzt.
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Die Federarme der Befestigungsklammer hintergreifen die Ausnehmung formschlüssig. Eine derartige Befestigungsklammer zeigt beispielsweise die deutsche Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2006 004 486 U1 bzw. die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2007 033 541 A1 .
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Die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2007 005 475 A1 offenbart eine Befestigungseinheit mit einem Befestigungselement, welches an einem Trägerelement, beispielsweise einem Halteblech innerhalb eines Kraftfahrzeugs, angebracht werden kann. Zur Befestigung sind bevorzugt zwei Federarme vorgesehen, an denen Hintergreifvorsprünge einstückig angeformt sind.
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Die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2005 062 979 A1 offenbart ein Befestigungselement, das an einem Trägerelement anbringbar oder befestigbar ist. Das Befestigungselement trägt dabei zwei in eine Befestigungsöffnung des Trägerelements einführbare Federarme. Mittels Hintergreifvorsprüngen wird das Befestigungselement an der Befestigungsöffnung festgelegt. Das Befestigungselement kann mit einem Sperrelement kombiniert sein, wobei das Sperrelement näher an die U-Schenkel heranbewegt wird, so dass dadurch die Hintergreifvorsprünge weiter unter die Ränder der Einführöffnung für das Befestigungselement gebracht werden.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 2007/ 048 530 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Befestigen eines Anbauteiles an einem Trägerteil mittels einer Klammer. Die Klammer verfügt über Innenschenkel und Außenschenkel. Ein Sperrteil weist wenigstens zwei Sperrfüße auf und ist in einer Freigabestellung wirkeingriffsfrei zu der Klammer angeordnet. In einer Sperrstellung steht das Sperrteil mit den Sperrfüßen derart mit der Klammer in Eingriff, dass jeweils wenigstens ein Sperrfuß eine Bewegung eines Außenschenkels in Richtung des mit ihm verbundenen Innenschenkels blockiert. Dadurch ist eine sehr zuverlässige Handhabung sowie eine hohe Auszugsfestigkeit erzielt.
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Die deutsche Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2006 006 709 U1 zeigt eine Befestigungsvorrichtung mit zwei an gegenüberliegenden Randseiten an der Deckplatte angesetzten Klammerarmen. Jeder Klammerarm hat einen Innenschenkel und einen Außenschenkel. Jede Abstützstruktur eines jeden Klammerarms ist mit zwei flachen Seitenwangen ausgebildet, die an einander gegenüberliegenden Seitenrändern des jeweiligen Außenschenkels angesetzt sind.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2010 035 012 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines Anbauteiles an einem Trägerteil in einer Montagestellung. In einer Auszugsstellung sind eine Eintauchklammer und ein Einsteckteil vorhanden. In einer Montagestellung des Anbauteiles an dem Trägerteil ist das Einsteckteil in Eingriff mit der Eintauchklammer.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Befestigungsklammer zur Befestigung eines Bauteils an einem Tragelement der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die mit einem Sicherungselement derart zusammenwirkt, dass auch bei höheren und schlagartig auftretenden Belastungen ein zuverlässiger Halt des Bauteils in der Montagestellung und Gebrauchsstellung gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird mittels eines Befestigungssets nach Patentanspruch 1 zur Befestigung eines Bauteils an einem Tragelement gelöst, das eine Befestigungsklammer und ein darin einsetzbares Sicherungselement aufweist. Ferner wird die Aufgabe durch eine Befestigungsanordnung, umfassend die Merkmale des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung beinhalten die abhängigen Patentansprüche.
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Hierzu besitzt die Befestigungsklammer einen ersten U-förmigen Schenkel und einen zweiten U-förmigen Schenkel. Jeder der U-förmigen Schenkel ist aus einem Außenschenkel und einem Innenschenkel aufgebaut. An jedem Innenschenkel sind jeweils mindestens zwei Seitenwangen ausgeformt, die das Tragelement in einer Gebrauchsstellung hintergreifen. Jeder Innenschenkel hat eine derart ausgeformte Prägung, dass ein Abstand zwischen dem Außenschenkel und dem Innenschenkel im Bereich der Prägung reduziert ist. Die Prägung liegt in der Gebrauchsstellung form- und kraftschlüssig an mindestens einer pinartigen Verlängerung des Sicherungselements an, wenn dieses in die Befestigungsklammer eingesetzt ist. Durch die zusätzliche Prägung wird z.B. im Airbagschuss das Einleiten von Kräften, die entgegen einer Montagerichtung des Sicherungselements wirken, vermieden und das Bauteil bleibt sicher in der Montagestellung.
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Eine robuste Auslegung und Abstimmung der Montagekräfte gegenüber dem Festsitz der Befestigungsklammer ist durch Reduzierung des Steigungswinkels möglich. Der Steigungswinkel sollte dabei unter dem Reibwinkel einer entsprechenden Werkstoffpaarung liegen. Erfindungsgemäß haben die pinartige Verlängerung des Sicherungselements und die Prägung, bezogen auf eine Mittenachse der Befestigungsklammer, einen Steigungswinkel ausgebildet, der kleiner ist als ein resultierender Reibwinkel einer Materialpaarung aus dem Material des Sicherungselements und dem Material der Befestigungsklammer. Bevorzugt beträgt der Steigungswinkel 5°. Die Außenschenkel weisen, bezogen auf eine Mittenachse der Befestigungsklammer, einen Winkel auf, der größer ist als der Steigungswinkel der Innenschenkel bzw. der pinartigen Verlängerung. Bevorzugt beträgt der Winkel des Innenschenkels zur Mittenachse der Befestigungsklammer 15°.
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Die Prägung eines jeden Innenschenkels besitzt einen Anschlag für ein freies Ende der mindestens einen pinartigen Verlängerung.
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Das Sicherungselement hat zwei voneinander beabstandete pinartige Verlängerungen ausgeformt. An den pinartigen Verlängerungen liegt jeweils die an jedem Innenschenkel ausgeformte Prägung an und wirkt form- und kraftschlüssig mit den Innenschenkeln zusammen.
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Die Außenschenkel weisen jeweils einen endständigen Fußabschnitt auf, wobei die Fußabschnitte derart ausgebildet sind, dass sie das Sicherungselement seitlich umgreifen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Befestigungsanordnung mit einem Tragelement und einem daran zu befestigenden Bauteil angegeben, wobei das Tragelement ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs ist. Das Bauteil ist im Innenraum des Kraftfahrzeugs montiert. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass das Bauteil unterschiedliche Ausgestaltungen annehmen kann. So kann das Bauteil z.B. ein Haltegriff sein, der schwenkbar an mindestens einem Montageelement befestigt ist. Das Sicherungselement greift durch das mindestens eine Montageelement hindurch, um mit der Befestigungsklammer zusammenzuwirken. Somit wird der Haltegriff am Karosserieteil befestigt und gesichert. Der Haltegriff ist bevorzugt mit zwei Montageelementen am Karosserieteil montiert. Ein Gelenk verbindet den Haltegriff schwenkbar mit dem Montageelement.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer mit einem in der Befestigungsklammer angebrachten Sicherungselement;
- 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer aus 1 in der Montagestellung, wobei das Sicherungselement die Befestigungsklammer sicher am Tragelement hält;
- 3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer der Seitenansicht aus 1, die den Aufbau des Sicherungselements erkennen lässt;
- 4 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer entlang der in 3 mit C-C gekennzeichneten Schnittlinie;
- 5 eine perspektivische Schnittansicht der Befestigungsklammer, wobei ein Sicherungselement gemäß einer weiteren Ausführungsform eingesetzt ist;
- 6 eine perspektivische und teilweise Schnittansicht einer Befestigungsanordnung eines Haltegriffs für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs an einem Karosserieteil als Tragelement, wobei das Sicherungselement aus 5 noch nicht in die Befestigungsklammer eingesetzt ist;
- 7 eine perspektivische und teilweise Schnittansicht einer Befestigungsanordnung eines Haltegriffs für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs an einem Karosserieteil als Tragelement, wobei das Sicherungselement aus 5 in die Befestigungsklammer eingesetzt ist;
- 8 eine Draufsicht auf das Karosserieteil mit dem über die Befestigungsklammer montierten Haltegriff;
- 9 eine Seitenansicht des Karosserieteils mit dem über die Befestigungsklammer montierten Haltegriff;
- 10 eine Schnittansicht von der Seite entlang der in 8 mit A-A gekennzeichneten Linie, wobei das Sicherungselement noch nicht in die Befestigungsklammer für den Haltegriff eingesetzt ist; und
- 11 eine Schnittansicht von der Seite entlang der in 8 mit A-A gekennzeichneten Linie, wobei das Sicherungselement in die Befestigungsklammer für den Haltegriff eingesetzt ist.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine Möglichkeit dar, wie die Befestigungsklammer sowie das zu befestigende Bauteil ausgestaltet sein können.
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1 zeigt eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer 1 mit einem in die Befestigungsklammer 1 eingesetzten Sicherungselement 2. In einem Fußabschnitt 7 der Befestigungsklammer 1 sind die Außenschenkel 11a, 12a (siehe 5) derart ausgebildet, dass sie das Sicherungselement 2 teilweise seitlich umgreifen. Auf den beiden Seiten der Befestigungsklammer 1 sind jeweils mindestens zwei Seitenwangen 9 vorgesehen, die, wie in 2 dargestellt, ein Tragelement 3 in der Gebrauchsstellung hintergreifen. Die Befestigungsklammer 1 dient zur Befestigung des Bauteils (hier nicht dargestellt) an dem Tragelement 3. Zur Montage der Befestigungsklammer 1 ist ein erster U-förmiger Schenkel 11 und ein zweiter U-förmiger Schenkel 12 vorgesehen. Jeder der U-förmigen Schenkel 11 und 12 besteht aus einem Außenschenkel 11a und 12a und einem Innenschenkel 11i und 12i. An jedem Innenschenkel 11i und 12i sind jeweils mindestens zwei Seitenwangen 9 angeformt. Zur Montage des Bauteils am Tragelement 3 werden der erste U-förmige Schenkel 11 und der zweite U-förmige Schenkel 12 der Befestigungsklammer 1 elastisch deformiert und die Befestigungsklammer 1 so durch eine Öffnung 4 in das Tragelement 3 eingesetzt. Nach dem Einsetzen der Befestigungsklammer 1 hintergreifen die Seitenwangen 9 das Tragelement 3 in der Gebrauchsstellung. Das Sicherungselement 2 wird entlang einer Montagerichtung M in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt. Die Montagerichtung M ist im Wesentlichen entlang der Mittenachse 5 der Befestigungsklammer 1 ausgerichtet.
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3 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer in einer Seitenansicht aus 1, die den Aufbau und die Ausgestaltung des Sicherungselements 2 erkennen lässt. Das Sicherungselement 2 trägt in der hier dargestellten Ausführungsform zwei pinartige Verlängerungen 20. Der hier dargestellte Schnitt durch das Sicherungselement 2 ermöglicht z.B. den Blick auf den Innenschenkel 12i des zweiten Schenkels 12. Der Innenschenkel 12i hat an jeweils gegenüberliegenden Seiten des zweiten Schenkels 12 die Seitenwangen 9 ausgeformt. Ebenso hat der Innenschenkel 12i die Prägung 10 ausgebildet, die mit den beiden pinartigen Verlängerungen 20 des Sicherungselements 2 form- und kraftschlüssig zusammenwirkt.
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4 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer 1 entlang der in 3 mit C-C gekennzeichneten Schnittlinie. Das Sicherungselement 2 trägt die mindestens eine pinartige Verlängerung 20. Der erste U-förmige Schenkel 11 und der zweite U-förmige Schenkel 12 haben jeweils ein abgerundetes Kopfende 13. Vom jeweiligen Kopfende 13 aus erstecken sich der Außenschenkel 11a und der Innenschenkel 11 i des ersten Schenkels 11 und der Außenschenkel 12a und der Innenschenkel 12i des zweiten Schenkels 12 in Richtung des freien Endes 7 der Befestigungsklammer 1. Die Befestigungsklammer 1 ist derart geformt, dass die Außenschenkel 11a und 12a im Bereich des freien Endes 7 am Sicherungselement 2 anliegen. Der Innenschenkel 11i des ersten Schenkels 11 und der Innenschenkel 12i des zweiten Schenkels 12 liegen im Bereich der Prägung 10 an jeweils gegenüberliegenden Seiten an der pinartigen Verlängerung 20 an. Die Prägung 10 ist dabei derart gestaltet, dass sie einen Anschlag 6 besitzt, an dem ein freies Ende 22 der pinartigen Verlängerung 20 anliegt. Jeder Innenschenkel 11i und 12i ist zur Mittenachse 5 der Befestigungsklammer 1 um den Winkelbetrag β geneigt. Im Bereich der Prägung 10 ist jeder Innenschenkel 11i und 12i zur Mittenachse 5 der Befestigungsklammer 1 um einen Winkelbetrag geneigt, der als Steigungswinkel α des Sicherungselements 2 bezeichnet wird. Die Prägung 10 ist an jedem Innenschenkel 11i und 12i derart ausgeformt, dass ein Abstand A zwischen dem Außenschenkel 11a, 12a und dem Innenschenkel 11i, 12i im Bereich der Prägung 10 reduziert ist. Jeder Innenschenkel 11i und 12i liegt im Bereich der Prägung 10 form- und kraftschlüssig an mindestens einem Teil der pinartigen Verlängerung 20 des Sicherungselements 2 in der Gebrauchsstellung an.
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Die pinartige Verlängerung 20 und die Prägung 10 haben, bezogen auf eine Mittenachse 5 der Befestigungsklammer 1, den Steigungswinkel α derart ausgebildet, dass dieser kleiner ist als ein resultierender Reibwinkel einer Materialpaarung aus dem Material des Sicherungselements 2 bzw. der pinartigen Verlängerung 20 und dem Material der Befestigungsklammer 1. Bevorzugt beträgt der Steigungswinkel α der Prägung 10 5°. Bevorzugt beträgt der Winkel β eines jeden Innenschenkels 11i und 12i 15°.
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5 zeigt eine perspektivische Schnittansicht der Befestigungsklammer 1, wobei ein Sicherungselement 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform eingesetzt ist. Die Innenschenkel 11i und 12i sind derart geformt, dass sie jeweils eine Seitenwange 9 tragen. Zwischen den Seitenwangen 9 hat jeder Innenschenkel 11i und 12i die Prägung 10 ausgeformt, die mit dem freien Ende 22 der pinartigen Verlängerung 20 zusammenwirkt, wenn das Sicherungselement 2 in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt ist. Die Prägung 10 dient als Anschlag für das Sicherungselement 2. Die Innenschenkel 11i und 12i liegen ab dem Bereich der Prägung 10 an der pinartigen Verlängerung 20 des Sicherungselements 2 an. Die Außenschenkel 11a und 12a erstecken sich bis zu einem Fußabschnitt 7 der Befestigungsklammer 1. Das Sicherungselement 2 hat in dieser Ausgestaltung ein abgeschrägtes Ende 15, das mit einer in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs weisenden Oberfläche des zu befestigenden Bauteils fluchtet (siehe z. B. 6 und 7).
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6 zeigt eine perspektivische und teilweise Schnittansicht einer Befestigung des Bauteils, das in dieser Ausführungsform ein Haltegriff 24 für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs ist, der an einem Karosserieteil 25 als Tragelement 3 montiert ist. Das Sicherungselement 2 aus 5 ist noch nicht in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt. Bei der in 7 gezeigten perspektivischen und teilweisen Schnittansicht des Haltegriffs 24 für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs am Karosserieteil 25 ist das Sicherungselement 2 in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt. Der schwenkbare Haltegriff 24 selbst ist an zwei Montageelementen 26 gehaltert, die zum Teil in eine entsprechend ausgeformte Öffnung 27 des Karosserieteils 25 eingreifen. Jedes Montageelement 26 ist mit dem Haltegriff 24 über ein Gelenk 28 verbunden. Die Montageelemente 26 besitzen eine in den Innenraum des Kraftfahrzeugs weisende Oberfläche 29, die mit dem abgeschrägten Ende 15 des Sicherungselements 2 fluchtet, wenn dieses ordnungsgemäß in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt ist. Wie bereits erwähnt ist in 6 das Sicherungselement 2 noch nicht in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt. Das Sicherungselement 2 verhindert, dass sich die Montageelemente 26 für den Haltegriff 24 bei der Auslösung des Airbags lösen und so zu Verletzungen der Insassen eines Kraftfahrzeugs führen.
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In 8 ist eine Draufsicht auf das Karosserieteil 25 gezeigt, an dem über die Befestigungsklammer 1 der Haltegriff 24 montiert wird. Das Karosserieteil 25 ist in der Regel ein kalt umgeformtes Blechteil, das zur Montage des Haltegriffs 24 entsprechende Öffnungen 27 ausgebildet hat, durch die die Befestigungsklammer 1 hindurchgreift. Die in 9 dargestellte Seitenansicht des Karosserieteils 25 verdeutlicht das Zusammenwirken der Befestigungsklammer 1 mit dem Karosserieteil 25. Die Befestigungsklammer 1 hintergreift mit den angeformten Seitenwangen 9 das Karosserieteil 25. Die Befestigungsklammer 1 haltert das Montageelement 26 für den Haltegriff 24. Die in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs weisende Oberfläche 29 des Montageelements 26 besitzt keine für dessen Befestigung erforderlichen und hervorstehenden Bauteile.
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Die 10 und 11 zeigen jeweils eine Schnittansicht von der Seite entlang der in 8 mit A-A gekennzeichneten Schnittlinie, wobei im Falle der 10 das Sicherungselement 2 noch nicht in die Befestigungsklammer 1 für das Montageelement 26 des Haltegriffs 24 eingesetzt ist. Bei der Darstellung der 11 ist das Sicherungselement 2 in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt und fluchtet mit ihrem abgeschrägten Ende 15 mit der Oberfläche 29 des Montageelements 26, die zum Innenraum des Kraftfahrzeugs hinweist. Der Haltegriff 24 selbst ist über das Gelenk 28 mit dem Montageelement 26 schwenkbar verbunden. Die 10 und 11 verdeutlichen ebenfalls das Verfahren, mit dem der Haltegriff 24 im Innenraum eines Kraftfahrzeugs montiert wird. Zunächst wird das Montageelement 26 für den Haltegriff 24 zusammen mit der Befestigungsklammer 1 in die Öffnung 27 des Karosserieteils 25 eingesetzt. Anschließend wird das Sicherungselement 2 in das Montageelement 26 und in die Befestigungsklammer 1 eingesetzt. Das Sicherungselement 2 wird derart weit eingeschoben, dass das freie Ende 22 der pinartigen Verlängerung 20 mit der Prägung 10 des Befestigungselements 1 zusammenwirkt. Das abgeschrägte Ende 15 des Sicherungselements 2 fluchtet mit der Oberfläche des Montageelements 26.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können mehrere Bauteiltypen mit der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer 1 und dem Sicherungselement 2 befestigt werden. Ferner soll die Beschreibung der Erfindung an Hand des Haltegriffs 24 mit den Montageelementen 26 nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Ebenso kann die Ausgestaltung der Oberfläche 29 des Montageelements 26 und des Endes 15 des Sicherungselements 2 beliebige Formen haben. Die beschriebenen Mittel zum Anbringen des Sicherungselements 2 in der Befestigungsklammer 1 können von dem beschriebenen 5°-Steigungswinkel α abweichen. Änderungen der Ausführungsbeispiele der Erfindung können vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungsklammer
- 2
- Sicherungselement
- 3
- Tragelement
- 4
- Öffnung
- 5
- Mittenachse
- 6
- Anschlag
- 7
- Fußabschnitt
- 9
- Seitenwangen
- 10
- Prägung
- 11
- erster U-förmiger Schenkel
- 11a
- Außenschenkel
- 11i
- Innenschenkel
- 12
- zweiter U-förmiger Schenkel
- 12a
- Außenschenkel
- 12i
- Innenschenkel
- 13
- Kopfende
- 15
- abgeschrägtes Ende
- 20
- pinartige Verlängerung
- 22
- freies Ende
- 24
- Bauteil, Haltegriff
- 25
- Karosserieteil
- 26
- Montageelement
- 27
- Öffnung
- 28
- Gelenk
- 29
- Oberfläche
- A
- Abstand
- M
- Montagerichtung
- α
- Steigungswinkel
- β
- Winkel
- A-A
- Schnittlinie
- C-C
- Schnittlinie
