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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Elements wie etwa eines Beplankungsteils eines Fahrzeugs, und insbesondere eine Vorrichtung zur Befestigung und Justierung einer Seitenwand eines Kraftfahrzeugs entlang einer Fahrzeugquerrichtung.
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Eine bekannte Vorrichtung zur Befestigung einer vorderen Seitenwand bzw. eines vorderen Kotflügels, der an einer in Fahrrichtung links liegenden Seite bzw. auf einer Fahrerseite eines Kraftfahrzeugs angeordnet wird, wird mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht eines Systems bestehend aus der bekannten Vorrichtung und der Seitenwand, und 2 zeigt eine Ansicht des Systems aus Sicht eines Radkastens bzw. eines Radhauses des vorderen linken Reifens des Kraftfahrzeugs in Richtung einer Rückseite des Kraftfahrzeugs, d. h. in negativer X-Richtung des in den 1 und 2 dargestellten Koordinatensystems.
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Die Vorrichtung zur Befestigung der Seitenwand umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 1 (gestrichelt dargestellt in 1), welche dazu vorgesehen ist, an einem nicht gezeigten Seitenrahmen der Karosserie des Fahrzeugs befestigt, beispielsweise angeschraubt oder angeschweißt zu werden. Durch die Befestigung der Aufnahmeeinrichtung 1 an dem Seitenrahmen der Karosserie wird bereits eine Lage der an der Aufnahmeeinrichtung 1 noch zu befestigenden Seitenwand 2 in einer Höhenrichtung Z und in einer Längsrichtung X des Fahrzeugs, die in dem Koordinatensystem der 1 und 2 dargestellt sind, festgelegt.
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Üblicherweise wird beim Anbringen der Beplankungsteile an die Karosserie eines Kraftfahrzeugs damit begonnen, zunächst die fahrzeugseitig hinteren Teile, wie etwa die hinteren Seitenwände bzw. Kotflügel, an der Karosserie zu befestigen, und falls erforderlich, das jeweils nächste Teil, wie etwa eine Rücksitztür, an dem zuvor montierten Teil auszurichten.
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Für die Montage jedes dieser Teile werden gewisse ggf. nicht vermeidbare Fehlertoleranzen hinsichtlich vorgegebener Y-Positionen festgelegt.
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Obwohl die einzelnen, vorher monierten Teile an der vorgegebenen Y-Position innerhalb der Fehlertoleranzen angeordnet werden, kann die Summe der einzelnen Toleranzen der bereits montierten Teile dazu führen, dass die Einhaltung der vorgegebenen Toleranz für ein neu zu montierendes Teil nicht eingehalten werden kann. In diesem Fall muss das neu zu montierende Teil an dem zuvor montierten Teil ausgerichtet werden.
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Im Hinblick auf die Seitenwand 2 wird zuerst die (nicht gezeigte) Fahrertür und erst danach die linke vordere Seitenwand 2 eingebaut. Demnach muss die Y-Position der Seitenwand 2 bezüglich der Position bzw. Lage der bereits vormontierten Fahrertür, welche beispielsweise als Flügeltür ausgebildet ist, in Y-Richtung eingestellt werden.
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Zur Befestigung der Seitenwand 2 und zur Einstellung bzw. Justierung deren Position in Bezug auf die Fahrzeugquer- bzw. Y-Richtung weist die Aufnahmeeinrichtung 1 wie in 2 gezeigt einen Führungsstift oder -pin 7 und Durchgangslöcher 4 auf, welche entlang der Y-Richtung als Langlöcher ausgebildet sind. Um die Seitenwand 2 zu montieren, wird diese zunächst mittels Befestigungselementen wie etwa der Schrauben 3, welche durch die Durchgangslöcher 4 von der Seite des Türflanschs durchgeführt werden, und nicht gezeigten Muttern an der Aufnahmeeinrichtung 1 locker befestigt und der Führungsstift 7 durch ein Langloch 6 eines an der Seitenwand 2 befestigten Einstellwinkels geführt.
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Danach wird die Position der Seitenwand 2 in Y-Richtung solange geändert, bis ein mit einer Lehre gemessener Abstand des Führungsstifts 7 von einem Ende der Seitenwand 2 einen vorgegebenen Wert erreicht. In diesem Zustand werden die Schrauben 3 angezogen, um die Seitenwand 2 zu befestigen. Die Messung des Abstands mit der Lehre ist jedoch fehlerbehaftet, da bereits die Toleranzen der verwendeten Lehre bei etwa 0,8 mm liegen.
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Zur Kontrolle, ob die eingestellte Y-Position der Seitenwand 2 innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt, wird die Fahrertür geschlossen und eine Y-Position einer Außenfläche der Seitenwand 2 mit der Y-Position einer Außenfläche der zuvor montierten Fahrertür verglichen. Falls die Differenz zwischen den Y-Positionen der Außenflächen der Seitenwand 2 und der Fahrertür einen vorgegebenen Wert, d. h. einen vorgegebenen Toleranzwert überschreitet, muss die Justierung der Y-Position der Seitenwand 2 aufs neue erfolgen, d. h. die Tür geöffnet, die Schrauben 3 gelockert, die Seitenwand neu justiert, die Schrauben 3 erneut angezogen, und die Kontrolle, ob die Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist, erneut durchgeführt werden, was mit einem erhöhten Zeitaufwand und damit erhöhten Kosten verbunden ist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Befestigung eines Elements wie etwa eines Beplankungsteils eines Fahrzeugs zu schaffen, mit der eine Zeit- und damit Kostenersparnis bei der Montage des Elements und eine Reduzierung der zur Justierung erforderlichen Teile erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung eines Elements, insbesondere zur Befestigung eines Beplankungsteils eines Fahrzeugs, umfasst eine Aufnahmeeinrichtung und ein Halteelement, das dazu eingerichtet ist in Zusammenwirkung mit einem Befestigungselement einen Abschnitt des Elements zwischen der Aufnahmeeinrichtung und einem Kopf des Halteelements einzuklemmen, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine Führungseinrichtung und das Halteelement ein erstes Führungselement aufweist, das erste Führungselement dazu eingerichtet ist, in die Führungseinrichtung eingesetzt zu werden, und die Führungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Führungselement derart zu führen, dass eine Bewegung des Halteelements im eingesetzten und unbefestigten Zustand entlang einer Richtung geführt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein als eine Verkleidung für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs ausgebildetes Beplankungsteil, ein als Schweller eines Kraftfahrzeugs ausgebildetes Beplankungsteil, ein als vordere oder hintere Seitenwand bzw. Kotflügel eines Kraftfahrzeugs ausgebildetes Beplankungsteil, oder ein als eine Blende für eine A-Säule, eine B-Säule oder eine C-Säule eines Kraftfahrzeugs ausgebildetes Beplankungsteil zu befestigen.
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Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ferner ein Befestigungselement, das derart eingerichtet, dass das Einklemmen durch eine Betätigung des Befestigungselements von einer dem einzuklemmenden Element abgewandten Seite der Aufnahmeeinrichtung aus erfolgen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Führungseinrichtung und das erste Führungselement rechteckförmig ausgebildet sind, und eine Längsseite der Führungseinrichtung und des Führungselements entlang der Richtung im eingesetzten Zustand des Führungselements in der Führungseinrichtung ausgerichtet sind.
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Das Befestigungselement kann eine Schraube umfassen und das Halteelement ein Loch mit einem Gewinde aufweisen, wobei die Schraube dazu eingerichtet ist, durch eine Öffnung in der Führungseinrichtung durchgeführt zu werden und in das Gewinde des Halteelements einzugreifen.
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Bei einer Ausführungsform kann ein Kopf der Schraube dazu eingerichtet sein, an der Führungseinrichtung abgestützt zu werden.
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Weiterhin kann das Befestigungselement ferner eine Unterlegscheibe umfassen, die dazu vorgesehen ist, zwischen einem Kopf der Schraube und der Führungseinrichtung angeordnet zu werden.
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Bevorzugt weist das Halteelement ein zweites Führungselement auf, welches zwischen dem ersten Führungselement und dem Kopf des Halteelements angeordnet ist, und eine stirnseitige Fläche aufweist, die dazu eingerichtet ist, das Halteelement an einer Anlagefläche der Aufnahmeeinrichtung abzustützen.
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Das zweite Führungselement kann ferner mindestens eine Führungsfläche aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung eines Abschnitts des einzuklemmenden Elements in Folge einer Temperaturänderung gezielt entlang einer weiteren Richtung zu führen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein System bereitgestellt, das eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein einzuklemmendes Element umfasst, welches eine Öffnung aufweist, und bei dem das erste Führungselement und die Öffnung dazu eingerichtet sind, dass das erste Führungselement durch die Öffnung des Elements durchgeführt werden kann, und nach Durchführung des ersten Führungselements durch die Öffnung und Verdrehung des Halteelements um 90° sich das erste Führungselement mit Abschnitten des Elements, welche die Öffnung des Elements umgeben, verhakt.
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Bevorzugt ist eine Länge des zweiten Führungselements in Durchführungsrichtung kleiner oder gleich einer Dicke eines zu verklemmenden Abschnitts des Elements.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das einzuklemmende Element als Seitenwand eines Kraftfahrzeugs ausgebildet, und die Aufnahmeeinrichtung dazu eingerichtet, an einem Seitenrahmen einer Karosserie des Kraftfahrzeugs derart befestigt zu werden, dass die Richtung einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs entspricht.
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Bevorzugt ist die Aufnahmeeinrichtung dazu eingerichtet, derart an dem Seitenrahmen befestigt zu werden, dass die Befestigungseinrichtung von einem Radhaus des Kraftfahrzeugs aus betätigt werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfasst das vorstehend beschriebene System.
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Im Folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Befestigung eines Elements näher beschrieben.
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Darin zeigen:
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1 eine perspektivische schematische Ansicht eines Systems bestehend aus einer bekannten Vorrichtung zur Befestigung einer Seitenwand eines Kraftfahrzeugs und einer Seitenwand;
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2 eine Ansicht des in 1 gezeigten Systems aus Sicht eines Radkastens in Richtung einer Rückseite des Kraftfahrzeugs;
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3 eine perspektivische schematische Ansicht eines Systems bestehend aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung und Justierung einer Seitenwand und der Seitenwand;
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4 eine Detailansicht des in 3 gezeigten Systems aus Sicht eines Radkastens in Richtung einer Fahrzeugrückseite; und
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5 eine Querschnittansicht des in den 3 und 4 gezeigten Systems.
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3 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht eines Systems bestehend aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung eines Elements wie etwa eines Beplankungsteils eines Fahrzeugs, und insbesondere zur Befestigung einer vorderen Seitenwand auf der in Fahrtrichtung gesehenen linken Seite eines Kraftfahrzeugs, und der Seitenwand, welche beispielsweise als ein Kunststoffspritzteil ausgeführt ist. Die Vorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 10 und ein bzw. mehrere Halteelemente 20, die dazu vorgesehen sind, an der Aufnahmeeinrichtung 10 befestigt zu werden, um Abschnitte der Seitenwand 30 zwischen den Halteelementen 20 und der Aufnahmeeinrichtung 10 einzuklemmen.
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Die Aufnahmeeinrichtung 10 kann beispielsweise an einem Seitenrahmen einer Karosserie eines Fahrzeugs, wie etwa an einem Seitenrahmen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, montiert bzw. befestigt werden.
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Das Halteelement 20 umfasst ein erstes Führungselement 21, ein zweites Führungselement 22, und einen Kopf 23. Das erste Führungselement 21 weist im eingebauten Zustand im Y-Z-Querschnitt eine Rechteckform auf, und ist dazu eingerichtet, durch eine Öffnung 31 (nicht gezeigt in 3) der Seitenwand 30 durchgesteckt und in eine Führungseinrichtung 11 (nicht gezeigt in 3) der Aufnahmeeinrichtung 10 eingesetzt bzw. eingeführt zu werden, um eine Ausrichtung bzw. Justierung der Seitenwand in Y-Richtung zu ermöglichen.
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Wie in 3 gezeigt, ist die Rückseite des Kopfs 23 des Halteelements 20, die bei montierter Seitenwand 2 sichtbar ist, im Wesentlichen glatt ausgeführt. Durch die Verwendung des Halteelements 20 mit der im Wesentlichen glatten Rückseite des Kopfs 23 wird eine Aufwertung der sichtbaren Teile der Vorrichtung zur Befestigung der Seitenwand 2 im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung erzielt, bei der die Köpfe der Schrauben 3 bei geöffneter Fahrertür sichtbar sind.
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Bevorzugt ist die Öffnung 31 in der Seitenwand 30 derart ausgeführt, dass nach Durchstecken des ersten Führungselements 21 des Halteelements 20 durch die Öffnung 31 der Seitenwand 30 und anschließendem Verdrehen des Halteelements 20 um beispielsweise 90° die längeren Enden des ersten Führungselements 21 mit der Seitenwand 2 verhakt werden, wodurch ein Herausfallen des Halteelements 20 aus der Öffnung 31 der Seitenwand 30 bei der anschließenden Montage der Seitenwand 30 verhindert wird.
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Mit Bezug auf die 4, welche eine Detailansicht der in 3 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Sicht eines Radkastens der vorderen linken Reifens des Kraftfahrzeugs in Richtung einer Fahrzeugrückseite zeigt, weist die Aufnahmeeinrichtung 10 eine Führungseinrichtung 11 auf, welche durch eine in Y-Richtung verlaufende Aussparung gebildet wird, und vorzugsweise ebenfalls in Form eines Rechtecks im Y-Z-Querschnitt ausgebildet ist.
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Im dargestellten Fall ist das erste Führungselement 21 des Halteelements 20 noch verdreht zu der Führungseinrichtung 11 der Aufnahmeeinrichtung 10 angeordnet. Nach Verdrehen des Halteelements 20 derart, dass dessen erstes Führungselement 21 mit der Führungseinrichtung 11 ausgerichtet ist, d. h. dass die Längsseite des ersten Führungselements 21 parallel zu einer Längsseite der in Y-Richtung verlaufenden Aussparung verläuft, kann das Halteelement 20 weiter in X-Richtung verschoben werden, um das erste Führungselement 21 in die Führungseinrichtung 11 einzusetzen bzw. einzuführen. Das erste Führungselement 21 des Halteelements 20 ist bezüglich der Führungseinrichtung 11 der Aufnahmeeinrichtung 10 vorzugsweise derart eingerichtet, dass das erste Führungselement 21 im Wesentlichen lediglich in Y-Richtung bewegt werden kann, wenn das erste Führungselement 21 in die Führungseinrichtung 11 eingesetzt ist, d. h., dass die Führungseinrichtung 11 der Aufnahmeeinrichtung 10 die Bewegung des Halteelements 20 in Z-Richtung verhindert.
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5 zeigt eine Querschnittansicht entlang einer X-Z-Ebene des in den 3 und 4 dargestellten Systems. Wie in 5 gezeigt, weist die Vorrichtung zur Befestigung eines Elements ferner eine Befestigungseinrichtung 40, 41 auf, die dazu vorgesehen ist, das Halteelement 20 und somit die Seitenwand 30 an der Aufnahmeeinrichtung 10 zu befestigen. Die Befestigungseinrichtung 40, 41 ist insbesondere dazu eingerichtet, das Halteelement 20 in Richtung der Aufnahmeeinrichtung 10 bzw. in X-Richtung zu ziehen. Dadurch wird ein die Öffnung 31 der Seitenwand 30 umgebender Abschnitt der Seitenwand 30 zwischen dem Kopf 23 des Halteelements und einer Anlagefläche 12 der Aufnahmeeinrichtung 10 eingeklemmt. Die Befestigungseinrichtung 40, 41 kann beispielsweise eine Unterlegscheibe 41, welche an der Führungseinrichtung 11 oder an einem anderen Abschnitt der Aufnahmeeinrichtung 10 abgestützt wird, und eine Schraube 40, die in ein Gewinde 24 des Halteelements 20 eingreift, umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann eine Größe des Kopfs der Schraube 40 auch so gewählt werden, dass der Kopf selbst an der Führungseinrichtung 11 abgestützt wird, d. h., dass in diesem Fall auf die Unterlegscheibe 41 verzichtet werden kann.
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Bei der Montage und Justierung der Seitenwand 30 wird das Halteelement 20 in der Führungseinrichtung 11 der Aufnahmeeinrichtung 10 zusammen mit der Seitenwand 30 bei geschlossener Fahrertür so lange in Y-Richtung bewegt, bis die Differenz zwischen der Y-Position der Außenfläche der Seitenwand 30 und der Y-Position der Außenfläche der Fahrertür kleiner als ein vorgegebener Wert ist. In diesem Zustand wird die Schraube 40 von der Seite des Radkastens des vorderen linken Reifens des Kraftfahrzeugs aus angezogen, wodurch die Position der Seitenwand 30 in Y-Richtung festgelegt wird. Auf diese Weise kann die Justierung der Y-Position der Seitenwand 30 bei geschlossener Fahrertür erfolgen, wodurch ein Nachjustieren, wie es bei der bekannten Vorrichtung zur Befestigung der Seitenwand ggf. erforderlich ist, entfallen kann.
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Zur Ermöglichung einer beispielsweise infolge einer Temperaturänderung bewirkten Längenänderung der Seitenwand 30, ohne dass etwa im Falle einer Ausdehnung der Seitenwand 30 ein Aufwölben der Seitenwand 30 erfolgt, ist das zweite Führungselement 22 derart eingerichtet, dass es an der Anlagefläche 12 der Aufnahmeeinrichtung 10 abgestützt wird. Dabei ist eine Tiefe bzw. eine Länge in X-Richtung im eingebauten Zustand des zweiten Führungselements 22 bevorzugt so eingestellt, dass sie im Wesentlichen einer Dicke der Seitenwand 30 entspricht bzw. kleiner oder gleich der Dicke eines eingeklemmten Abschnitts der Seitenwand 30 ist. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Klemmkraft, mit der die Seitenwand 30 eingeklemmt wird, mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart eingestellt wird, dass ein Lösen bzw. Klappern der Seitenwand 30 verhindert wird, während gleichzeitig eine Längenänderung der Seitenwand 30 infolge einer Temperaturänderung ermöglicht wird.
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Weiterhin ist die Öffnung 31 der Seitenwand 30 derart eingerichtet, dass eine Innenfläche bzw. seitliche Wand 32 der Öffnung 31 an einer der Innenfläche der Öffnung 31 zugewandten Führungsfläche 25 des zweiten Führungselements 22 des Halteelements 20 im Falle einer Temperaturänderung entlanggleiten und geführt werden kann. Die Ausrichtung der Führungsfläche 25 des zweiten Führungselements 22 wird dabei in Abhängigkeit von einer Position des jeweiligen Halteelements 20 und einer Position, an der die Seitenwand 30 verankert ist, in Richtung der zu erwartenden bzw. zu berechnenden Wärmeausdehnung gewählt. So kann beispielsweise anhand des Verankerungspunkt der Seitenwand 30 und unter Verwendung des Strahlensatzes die erforderliche Ausrichtung der Führungsfläche für jedes einzelne Halteelement 20 berechnet werden. Daher kann die Orientierung der Führungsflächen 25 von Halteelementen 20, die dazu vorgesehen sind, an unterschiedlichen Positionen angeordnet zu werden, unterschiedlich sein.
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Weiterhin ist die Öffnung 31 der Seitenwand 30 vorzugsweise als Langloch entlang der Wärmeausdehnungsrichtung ausgeführt, um die Wärmeausdehnung der Seitenwand 30 zu ermöglichen.
