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Die Erfindung betrifft ein System umfassend eine Vorrichtung zum Halten eines an einem Trägerteil zu befestigenden Bauteils.
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Als Vorrichtung zum Halten eines an einem Trägerteil zu befestigenden Bauteils sind Clips mit einer Vielzahl von im Wesentlichen flachen Anlageelementen, die ein Trägerteil hintergreifen können, bekannt. Das Trägerteil wird somit an mehreren Auflagepunkten hintergriffen, welches die Herstellung der Clips erschweren kann, da in dem vorgesehenen Toleranzbereich zur Herstellung der Clips Anlagepunkte bzw. Hintergreifungspunkte erzeugt werden können, die nicht in einer Ebene liegen, sodass ein Spiel beim Halten des Elements erzeugt werden kann.
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DE 20 2007 002 071 U1 offenbart eine Befestigungsvorrichtung, die aus einem Verbindungselement, einem Eingriffsteil und einem Dichtmittel, die jeweils aus Kunststoff gefertigt sind, besteht. Das Verbindungselement weist in einem unteren Abschnitt Einlagerungsbereiche für Spreizelemente des Eingriffsteils auf, die durch endseitig am unteren Abschnitt einstückig angeformte Pfeilsegmente begrenzt sind. In einer Vormontagestellung befinden sich die Spreizelemente des Eingriffsteils in den Einlagerungsbereichen des Verbindungselements. Die Spreizelemente des Eingriffsteils sind in diesem Zustand noch nicht gespreizt. Wird das Verbindungselement in einer Montagerichtung bewegt, treten die Spreizelemente des Eingriffsteils aus den Einlagerungsbereichen aus und werden durch einen konischen Abschnitt des Verbindungselements gespreizt.
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DE 10 2010 008 040 A1 offenbart eine Vorrichtung zur lösbaren Verbindung zweier Bauteile, wobei die Befestigungsvorrichtung ein Verankerungselement und ein Befestigungselement besitzt. Das Befestigungselement weist zueinander in axialer Richtung beabstandete Rastausnehmungen auf. Die Rastausnehmungen sind über den Umfang eines Stiftsabschnitts des Befestigungselements ausgebildet. Am Verankerungselement sind Verankerungsabschnitte mit Rastvorsprüngen ausgebildet, die in Kontakt mit den Rastausnehmungen gelangen können. Die Rastvorsprünge können in den Rastausnehmungen verrasten, sodass das Befestigungselement in dem Verankerungselement gehalten ist.
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DE 602 01 799 T2 offenbart einen lösbaren Befestigungsclip, bei dem fersenförmige Elemente vorgesehen sind.
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DE 10 2010 011 874 A1 offenbart zur Verankerung eines Bauteils ein Zylindersektor eines Spreizelements zu verwenden, um auf Spreizarme eines Verankerungselements einzuwirken, um diese nach außen zu drücken.
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DE 11 2014 002 282 T5 offenbart ein Einschubbefestigungselement mit einer Tülle und einem Stift. Es wird beschrieben, dass zum sicheren Halten der Tülle im Werkstück der Stift mit der Tülle zusammenwirken muss, damit Beine sich nach außen biegen können, um einen größeren maximalen Durchmesser um die Beine herum zu begrenzen.
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DE 603 08 153 T2 beschreibt eine integral geformte Klemme und ein Herstellungsverfahren dafür. Es werden ein Stift und eine mit dem Stift zusammenwirkende Buchse beschrieben. An dem Stift ist eine einzelne Einrastklinke und ein Paar von Verbindungsklinken ausgebildet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein System umfassend eine Vorrichtung zum Halten eines an einem Trägerteil zu befestigenden Bauteils zu schaffen, das einfacher herstellbar ist und/oder bei dem größere Toleranzen zugelassen werden können.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass die Vorrichtung zwei Ankerelemente aufweist, die das Trägerteil hintergreifen. Die beiden Ankerelemente können in Anlage mit dem Trägerteil gelangen und durch die Wahl der Anzahl von zwei Ankerelementen ist gewährleistet, dass genau diese beiden Ankerelemente in einer Ebene liegen. Zwei Ankerelemente führen zu einem sicheren Halt, wobei zumindest eines der Ankerelement, vorzugsweise jedes der Ankerelemente eine Raststruktur (nachfolgend als Struktur bezeichnet) aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass sie im Wesentlichen in Richtung des Kopfs und damit des Trägerteils, mit dem das Ankerelement im eingebauten Zustand in Anlage gelangt, ausgerichtet ist. Dadurch kann die sichere Anlage und der sichere Halt verbessert werden.
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Die Erfindung schafft ein System gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1.
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Die Vorrichtung zum Halten eines an einem Trägerteil zu befestigenden Bauteils weist ein Steckelement auf. Das Steckelement umfasst einen Kopf, der dazu vorgesehen ist, an dem Bauteil befestigt zu werden. Ferner weist das Steckelement einen Stift auf, der sich entlang einer Längsachse von dem Kopf erstreckt. Der Stift ist dafür vorgesehen, in eine Öffnung des Trägerteils eingesetzt zu werden. Der Stift weist zwei Ankerelemente auf, die sich radial von dem Stift erstrecken. Zumindest eines der Ankerelement, vorzugsweise jedes der Ankerelemente weist eine Struktur auf, die im Wesentlichen in Richtung des Kopfs gerichtet ist. Durch die Ausrichtung der Struktur in Richtung des Kopfs kann die Struktur in Anlage zum Trägerteil gebracht werden. Die Strukturen der Ankerelemente können Anlagepunkte definieren, die im Wesentlichen in einer Ebene liegen können. Eine schwimmende Lagerung für den Toleranzausgleich ist möglich. Ein klapperfreier und möglichst spielfreier Festsitz kann realisiert werden. Es ist eine akustische Entkopplung möglich. Dabei ist es auch möglich, dass die Längserstreckung der Vorrichtung in das Trägerteil ungefähr 20 mm, bevorzugt 15 mm, nicht überschreitet; so dass eine geringe Bauhöhe erreichbar ist. Ferner kann mit der Ausgestaltung das bisherige Design anderer Abschnitte der Vorrichtung zum Halten, beispielsweise spezieller anderer Kundenanforderungen, nach Wunsch umgesetzt werden. Die Vorrichtung kann einstückig ausgestaltet sein.
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Der Begriff „Halten“ des Bauteils umfasst die Eignung der Vorrichtung mit dem Bauteil verbunden zu werden und insbesondere die Eignung der Vorrichtung, die an einem Trägerteil befestigt werden kann, das Bauteil relativ zu dem Trägerteil zu halten. In Bezug auf die mit dem Trägerteil verbundene Vorrichtung umfasst der Begriff „Halten“ das Verhindern einer Bewegung des Bauteils in Bezug auf das Trägerteil im Bereich der Vorrichtung, insbesondere eine Bewegung entlang der Stiftachse der Vorrichtung bzw. des Steckelements im Bereich der Vorrichtung in beide Richtungen.
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Der Begriff „Bauteil“ im Sinne der Erfindung umfasst beispielsweise ein Paneel oder ein ein Paneel aufweisendes Bauteil. Das Bauteil kann eine Platte oder einen plattenförmigen Abschnitt aufweisen und insbesondere im Bereich des Kraftfahrzeugbaus verwendet werden. Beispielsweise kann das Bauteil eine Türabdeckung, eine Stoßleiste, eine Radabdeckung, eine Schwellerabdeckung oder dergleichen für ein Kraftfahrzeug sein.
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Der Begriff „Trägerteil“ im Sinne der Erfindung umfasst ein Teil eines Kraftfahrzeugs. Das Trägerteil kann einen Abschnitt des Chassis des Kraftfahrzeugs, eine Tür oder ein Rad des Kraftfahrzeugs sein. Der Begriff „Kraftfahrzeug“ umfasst im Sinne der Erfindung ein Landfahrzeug, welches durch Maschinenkraft bewegt werden kann, ohne schienengebunden zu sein.
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Der Begriff „Steckelement“ im Sinne der Erfindung umfasst ein Element, welches zur Montage bzw. Befestigung am Trägerteil insbesondere ohne ein Werkzeug befestigt werden kann. Eine einfache, werkzeuglose Montage ist möglich, wobei insbesondere die Möglichkeit der Automatisierung besteht. Eine Rotation bzw. ein Drehen der Vorrichtung ist beim Stecken nicht notwendig. Es kann eine hohe Prozesssicherheit geschaffen werden. Mittels des Steckelements kann eine geringe Montagekraft, insbesondere beim Einstecken in eine Öffnung des Trägerteils, erreicht werden, die insbesondere im Bereich von 50 bis 85 N liegen kann.
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Der Begriff „Kopf“ bezeichnet einen endseitigen Bereich des Steckelements, der insbesondere den Endbereich des Steckelements definieren kann. Der Kopf kann der endseitige Abschluss des Steckelements sein. Im eingebauten Zustand kann der Kopf im Bereich des Bauteils angeordnet sein und/oder sich durch das Bauteil zumindest teilweise erstrecken und sich außerhalb einer im Trägerteil ausgebildeten Öffnung, insbesondere des Bauteils, befinden. Der Kopf kann insbesondere Haltemittel aufweisen, mit denen der Kopf an dem Bauteil befestigt ist. Die Haltemittel können insbesondere als Klemmelemente ausgebildet sein, sodass sich der Kopf durch eine Öffnung des Elements erstrecken kann und die Klemmelemente das Bauteil in Richtung einer Dickenerstreckung desselben halten können.
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Der Begriff „Stift“ im Sinne der Erfindung umfasst ein längliches Element, welches die Form eines Schafts aufweisen kann. Wesentlich im Sinne der Erfindung ist dabei die längliche Erstreckung, wobei der Durchmesser bzw. die Kontur des Stifts senkrecht zu seiner Längserstreckung kleiner ist als die Erstreckung in Längsrichtung. Der Stift kann in Längsrichtung jede Kontur annehmen, sofern es im Kontext der Erfindung nicht ausgeschlossen ist. Beispielsweise sollte die Außenkontur des Stifts mit den Ankerelementen durch die Öffnung am Trägerteil eingeführt werden können, wobei eine elastische Deformation der Ankerelemente und/oder des Stifts nicht ausgeschlossen ist, um das Steckelement durch die Öffnung des Trägerteils zu stecken.
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Der Begriff „Öffnung“ im Sinne der Erfindung umfasst ein Durchgangsloch, durch das sich das Steckelement derart erstrecken kann, dass die Ankerelemente die Öffnung randseitig hintergreifen können. Die „Öffnung“ kann auch Teil eines gestuften Sackloches sein. Die Öffnung kann einen Durchmesser von ungefähr 5 mm bis 15 mm, insbesondere ungefähr 7 mm bis 10 mm, ganz besonders bevorzugt 8,5 mm bis 9,0 mm aufweisen. Die Öffnung kann rund, insbesondere kreisförmig sein.
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Der Begriff „Ankerelement“ umfasst im Sinne der Erfindung ein Element mit Hilfe dessen das Steckelement am Trägerteil befestigt werden kann. Das Ankerelement kann die Öffnung des Trägerteils randseitig hintergreifen. Die Ankerelemente können insbesondere in radialer Richtung bezogen auf den Stift elastisch deformierbar sein. Die Ankerelemente können durch die Öffnung gepresst werden und die elastische Deformierung ist im Wesentlichen reversibel, und kann eintreten, nachdem das Ankerelement die Öffnung durchtreten hat. Ein gewisser Anteil einer plastischen Verformung kann technisch bedingt sein und ist nicht ausgeschlossen. Die Ankerelemente können mit der Struktur eine Anlagefläche für das Hintergreifen der Öffnung aufweisen. Die Ankerelemente können an einem gefederten Element mit dem Stift verbunden sein. Eine Federkraft kann das Ankerelement in Richtung von der Längsachse des Stifts weg vorspannen. In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die jeweiligen Ankerelemente aus dem dem Kopf abgewandten Ende des Stifts heraus zurück in Richtung auf den Kopf. In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die an dem dem Kopf abgewandten Ende des Stifts vorgesehenen Abschnitte der Ankerelemente einen Teil einer Spitze an diesem Ende des Stifts aus. In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die jeweiligen Ankerelemente zunächst radial aus dem dem Kopf abgewandten Ende des Stifts heraus und gehen dann über einen Bogen in einen Abschnitt des jeweiligen Ankerelements über, der sich parallel zur Längsachse des Stifts zurück in Richtung auf den Kopf erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Struktur am kopfseitigen Ende dieses Abschnitts des jeweiligen Ankerelements vorgesehen, der sich parallel zur Längsachse des Stifts zurück in Richtung auf den Kopf erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ankerelemente an gegenüberliegenden Seiten des Stifts angeordnet.
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Die Vorrichtung kann als ein Clip ausgestaltet sein. Die Ankerelemente können als „Clipflächen“ ausgestaltet sein, wobei eine verringerte Clipfläche vorgesehen sein kann.
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Der Begriff „Struktur“ im Sinne der Erfindung umfasst eine Struktur, die aufgrund ihrer Form bei Zugbelastung eine derartige Anlagefläche mit dem Trägerteil bildet, dass eine ausreichende Haltekraft vorliegt und ein Ausgleich von Toleranzen möglich ist.
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Der Begriff „in Richtung“ in Bezug auf die Ausrichtung zueinander umfasst im Sinne der Erfindung, dass die beiden Elemente einander zugewandt sind. Es wird eine Ausrichtungskomponente umfasst, die eine Verbindungslinie zwischen den beiden in Bezug genommenen Elementen ist, die nicht notwendigerweise die kürzeste der Verbindungslinien ist. Nicht notwendigerweise wird unter dem Begriff „in Richtung“ nur eine rein auf der Linie zwischen den beiden Elementen angeordnete Richtung verstanden.
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Sofern der Begriff „ein“ und entsprechend grammatikalische Anpassungen an das Genus des dem Begriff nachfolgend bezeichneten Elements in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, so umfasst dieser Begriff die Einzahl und die Mehrzahl des jeweils bezeichneten Elements. Der Begriff „ein“ und entsprechende grammatikalische Anpassungen an das dem Begriff nachfolgenden bezeichneten Element schließt in der Regel das Vorsehen mehrerer der Elemente nicht aus. Sofern eine Zahlenangabe für eine Anzahl verwendet wird, so umfasst die Nennung dieser Anzahl genau die Anzahl aber auch alternativ eine größere Anzahl des jeweils bezeichneten Elements.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Struktur eine sich in Richtung des Kopfs verjüngende Form auf. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Struktur eine möglichst kleine Anlagefläche mit dem Trägerteil ausbildet. Eine möglichst kleine Anlagefläche kann dazu führen, dass unterschiedliche Anlagepunkte, die im Wesentlichen nicht in einer Ebene liegen, und an nur einer Struktur ausgebildet sind, vermieden werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die sich verjüngende Form eine Spitze auf, die durch mindestens zwei Seitenflächen gebildet ist, die einen Winkel zur Längsrichtung des Stifts einschließen. Hierdurch kann die Anlagefläche, die die Struktur für das Trägerteil bietet verringert werden. Der Begriff „Spitze“ im Sinne der Erfindung wird nicht im mathematischen Sinne verstanden, sondern der Begriff „Spitze“ umfasst eine makroskopische, reale Spitze. Der Begriff „Seitenfläche“ im Sinne der Erfindung umfasst Flächen, die jedweden Winkel zur Längsrichtung des Stifts einschließen können. Die Seitenflächen verlaufen damit nicht parallel zur Längsrichtung des Stifts. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine der Seitenflächen parallel zur Längsrichtung des Stifts verläuft, wobei die andere Seitenfläche, die mit der parallel zur Längsrichtung verlaufenden Seitenfläche die Spitze bildet, nicht parallel zur Längsrichtung des Stifts verläuft. Die Struktur kann im Wesentlichen in einer Ebene, die einen definierten Abstand zum Mittelpunkt des Stifts aufweist, ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich die Struktur eines Ankerelements in einer Richtung radial weg vom Stift, sodass der Rand der Öffnung beim Durchtreten des Ankerelements auf der Struktur abgleiten kann. Das Einführen des Steckelements kann hierdurch verbessert werden. Eine geringe Montagekraft kann durch die strukturelle Ausgestaltung der sich in radialer Richtung verjüngenden Struktur erreicht werden. Es können geringe Montagekräfte im Bereich von ungefähr 50 N bis ungefähr 85 N erreicht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Schirm auf, der zentral zum Stift angeordnet ist, um die an dem Trägerteil ausgebildete Öffnung abzudecken und/oder die Vorrichtung auf dem Trägerteil zu unterstützen. Der Schirm kann als Widerlager für die Vorrichtung im Bezug auf die Ankerelemente verwendet werden.
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Das Trägerteil und ggf. das zu befestigende Bauteil kann zwischen dem Schirm und den Ankerelementen geklemmt werden. Der Schirm kann somit die Öffnung, insbesondere randseitig vom Stift aus, überdecken und eine Abdichtung der Öffnung bewirken. Unterschiedliche Grade der Abdichtung sind möglich, beispielsweise kann eine Abdichtung gegen Staub und/oder Wasser erreicht werden. Der Schirm kann auch in Richtung des Trägerteils vorgespannt sein, um einen definierten Abstand zwischen dem Bauteil und dem Trägerteil einstellen zu können. Der Begriff „in Richtung“ in Bezug auf eine Bewegung bzw. Vorspannung umfasst im Sinne der Erfindung eine Bewegung, die eine Richtungskomponente aufweist, die zur Richtung parallel ist. Nicht notwendigerweise wird unter dem Begriff „in Richtung“ nur eine rein translatorische Bewegung in diese eine Richtung verstanden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kopf ein Dachelement auf, welches gekrümmt ist und zwei Wirklinien aufweist, die in Kontakt mit dem Element bringbar sind. Es kann vorgesehen sein, dass das Element mit dem Steckelement durch eine Montage durch Eindrücken in eine Öffnung des Bauteils gelangt. Das Dachelement kann das Bauteil randseitig um die Öffnung hintergreifen. Das Steckelement kann mit dem Bauteil vormontiert sein und das Steckelement zusammen mit dem Bauteil an dem Trägerteil befestigt werden. Bei dem Steckelement kann es sich insbesondere um Schüttware handeln, die vormontiert werden kann. Die Endmontage mit dem Trägerteil kann bei einem Kunden erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stift an dem dem Kopf beabstandeten Ende sich verjüngend zulaufend ausgestaltet. Durch die sich verjüngende Ausgestaltung ist es möglich, die Montage zu vereinfachen; es ist insbesondere eine Blindmontage möglich, bei der der Monteur die Vorrichtung in den Bereich der Öffnung des Trägerteils bringt und die Vorrichtung als Suchelement oder Suchspitze verwendet, um die Vorrichtung in die Öffnung des Trägerteils einzuführen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die sich verjüngende Ausgestaltung im Wesentlichen geschlossen und/oder im Wesentlichen kantenfrei ausgestaltet. Eine abgerundete und/oder glatte Ausgestaltung ist bevorzugt, welches die Möglichkeit eines Verhakens der Vorrichtung beim Gleiten derselben über dem Trägerteil beim Suchen der Öffnung verringert.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung eine glatte Ausgestaltung in Richtung des Kopfes auf, so dass ein Einstecken der Vorrichtung in die Öffnung des Trägerteils oder eine andere Öffnung - nachfolgend die Öffnung einer Tülle - vereinfacht möglich ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Kunststoff auf. Der Begriff „aufweisen“ umfasst im Sinne der Erfindung auch den Begriff „bestehen aus“, sodass die Vorrichtung bzw. das Steckelement aus Kunststoff besteht. Die Verwendung eines Kunststoffs bietet den Vorteil, dass eine korrosionsfreie Montage möglich ist. Mit geeigneter Wahl des Kunststoffs ist zudem eine chemische Beständigkeit, Temperaturbeständigkeit und/oder eine hohe Standzeit möglich. Ferner kann eine Vorrichtung mit einem geringen Gewicht geschaffen werden. Es können insbesondere alle erprobungsrelevanten Anforderungen (beispielsweise Hydropuls-Dauerprüfstandversuche, Waschanlagenfestigkeit, Dichtheitsversuche, Klima- und Temperaturlagerungsversuche) eingehalten werden. Insbesondere kann für das Steckelement ein thermoplastischer Kunststoff verwendet werden, insbesondere ein Polyoxymethylen (POM) oder Polyamid (z.B. PA-66), ganz besonders bevorzugt das Copolymer, POM-C. Insbesondere kann das Steckelement durch Spritzguss oder Extrusion oder Extrusionsblasformen hergestellt werden. Eine wirtschaftliche Fertigung der Vorrichtung ist hierdurch realisierbar. Die Vorrichtung kann einstückig aus einem Werkstoff hergestellt werden.
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Der Begriff „Tülle“ im Sinne der Erfindung umfasst ein rohrförmiges Teil und/oder ein einen rohrförmigen Abschnitt aufweisendes Teil, in das das Steckelement eingesteckt werden kann. Die Tülle kann ihrerseits die Öffnung des Trägerteils durchtreten und kann mit dem Trägerteil verrastet sein. Liegt eine im Sinne der Erfindung ausgebildete Tülle in der Öffnung des Trägerteils vor, so kkönnen die Ankerelemente bei der Montage in Anlage mit Anlageelementen der Tülle gelangen. Die Tülle kann an beiden Enden des rohrförmigen Teils bzw. rohrförmigen Abschnitts eine Öffnung aufweisen, wobei ein Durchgang zwischen den Öffnungen ausgebildet sein kann.
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Die Tülle weist eine Rastschulter auf, mit der die Tülle in dem Trägerteil verrastet bzw. verriegelt ist.
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Durch die Verwendung einer Tülle kann eine definierte Öffnung für das Steckelement bereitgestellt werden. Die Tülle kann ihrerseits Toleranzen im Bereich der Öffnung des Trägerteils ausgleichen. Die Tülle kann ferner definierte Anlageelemente für die Ankerelemente bereitstellen. Unabhängig von der Öffnung am Trägerteil kann das Steckelement ausgebildet sein, sofern eine Anpassung bzw. ein Überdecken eines bestimmten Bereichs mit der Tülle möglich ist. Es ist lediglich notwendig, das Steckelement an die Tülle anzupassen. Die Abmessungen der Vorrichtung können in einem gewissen Umfang von den Abmessungen der Öffnung des Trägerteils entkoppelt werden. Die Tülle kann an die Öffnung und/oder die Dicke des Trägerteils angepasst sein, wobei die Vorrichtung ihrerseits an die Abmessungen der Tülle angepasst sein kann.
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Bevorzugt weist die Tülle eine glatte Ausgestaltung in Richtung des Einschiebens in die Öffnung des Trägerteils auf, so dass ein einfaches Einstecken der Tülle in die Öffnung des Trägerteils möglich ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein oder mehrere Ausrichtelemente auf, wobei die Tülle ein oder mehrere weitere Ausrichtelemente aufweist und das Ausrichtelement der Vorrichtung und das weitere Ausrichtelement der Tülle angepasst sind, miteinander zu interagieren, um die Vorrichtung und die Tülle zueinander in rotatorischer Beziehung auszurichten. Mittels des Vorsehens von Ausrichtelementen kann eine vereinfachte (Blind-)Montage geschaffen werden, bei der eine Ausrichtung der zueinander anordbaren Teile derart erfolgt, dass diese nur unter einem bestimmten Drehwinkel zueinander verbunden werden können. Durch die Ausrichtung in rotatorischer Beziehung zueinander können die Ankerelemente in eine bestimmte Position gebracht werden und in entsprechender Weise mit der Tülle zusammenwirken. Beispielsweise kann das Ausrichtelement an der Vorrichtung als Positionierrippe und/oder das weitere Ausrichtelement an der Tülle als Nut ausgestaltet sein. Bevorzugt kann die Nut endseitig eine verbreiterte Einführöffnung für die Positionierrippe aufweisen. Die Einführöffnung kann gegenüber der Nut eine Vergrößerung in Umfangsrichtung und/oder eine Vergrößerung in radialer Richtung aufweisen, um das Einführen in einem Winkelbereich und/oder in einem Bereich einer möglichen Verkippung der Vorrichtung bzw. des Steckelements zur Tülle zu ermöglichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein oder mehrere Längs- und/oder Querrippen auf, die mit der Innenkontur bzw. dem Innendurchmesser der Tülle zusammenwirken, um eine Zentrierung der Vorrichtung bezogen auf die Tülle und/oder zum Einstellen eines Spiels zwischen Vorrichtung und Tülle zu ermöglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Tülle eine Abdeckung auf, um die Öffnung am Trägerteil abzudecken und/oder die Tülle in longitudinaler Richtung der Tülle in der Öffnung vorzuspannen. Die Abdeckung kann eine Dichtung bewirken, wobei unterschiedliche Grade der Dichtung erzielt werden können. Beispielsweise kann eine Dichtheit gegenüber Staub erreichbar sein. Eine Dichtheit kann auch gegenüber Fluid erreicht werden, wobei unterschiedliche Fluide, Gase oder Flüssigkeiten berücksichtigt werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Tülle einen Tiefenanschlag auf, der derart ausgestaltet ist, die Einsetztiefe der Tülle in der Öffnung zu begrenzen, sodass die Tülle einen Standard für die Vorrichtung bietet und definierte Bedingungen beim Einsatz der Tülle in die Öffnung des Trägerteils vorliegen. Durch die Verwendung des Tiefenanschlags kann eine Referenz verwendet werden, bei der festgelegt wird, welchen Abstand der obere Bereich der Tülle gegenüber der Oberseite des Trägerteils aufweist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Tülle sich radial erstreckende Rippen auf, die derart ausgestaltet sind, die Tülle in der Öffnung des Trägerteils zu zentrieren. Durch eine geeignete Wahl des Werkstoffs für die Rippen, kann eine Anpassung über einen gewissen Bereich des Öffnungsdurchmessers für die Öffnung erzielt werden. Die Rippen können gleichmäßig zusammengedrückt werden, um eine Zentrierung der Tülle in Bezug auf die Öffnung im Trägerteil vorzunehmen. Mit den Rippen ist es möglich, Toleranzen im Bereich der Form der Öffnung des Trägerteils und/oder im Bereich der Größe der Öffnung des Trägerteils auszugleichen. Eine Zentrierung kann derart erfolgen, dass beispielsweise auf den Schwerpunkt der Öffnung hin zentriert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Tülle einen Kunststoff auf. Im Sinne der Erfindung umfasst der Begriff „ausweisen“ auch den Begriff „bestehen aus“. Bei dem Kunststoff kann es sich insbesondere um Polypropylen (PP), Polyoxymethylen (POM), Polyamid (PA) oder Polyetheretherketon (PEEK) handeln. Eine korrosionsfreie Montage ist möglich, chemische Beständigkeit, Temperaturbeständigkeit und/oder hohe Haltbarkeit kann durch eine geeignete Wahl des Kunststoffs erzielt werden. Es können insbesondere alle erprobungsrelevanten Anforderungen (beispielsweise Hydropuls-Dauerprüfstandversuche, Waschanlagenfestigkeit, Dichtheitsversuche, Klima- und Temperaturlagerungsversuche) eingehalten werden. Das Material der Tülle, insbesondere des rohrförmigen Abschnitts der Tülle, weist bevorzugt eine gewisse Festigkeit auf, um eine definierte Öffnung zu bilden, in die die Vorrichtung bzw. das Steckelement eingesteckt werden kann. Vorzugsweise ist das Material der Tülle, insbesondere zumindest das Material des rohrförmigen Abschnitts der Tülle, ein Thermoplast oder Duroplast.
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Das System kann mit dem Bauteil vormontiert sein. Beispielsweise kann an einem insbesondere als Paneel ausgestalteten Bauteil die Vorrichtung zusammen mit der auf der Vorrichtung befestigten Tülle vormontiert sein. Auf diese Weise kann die Endmontage auf einen Montageschritt reduziert werden, indem die Vorrichtung zusammen mit der Tülle und dem an der Vorrichtung befestigten Bauteil mit einem Steckschritt am Trägerteil befestigt werden kann.
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Die Montage kann demnach in zwei Schritten erfolgen: Zunächst kann die Tülle an der Vorrichtung befestigt werden. Dann kann die Vorrichtung an der das Bauteil befestigt ist mit der Tülle bzw. dem Trägerteil mittels eines Steckschritts befestigt werden. Die Montage kann jedoch auch in einem Schritt am Trägerteil durchgeführt werden.
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Es wird ein Verfahren zur Montage eines an einem Trägerteil zu haltenden Bauteils im Kraftfahrzeugbereich beschrieben, bei dem ein an einem Bauteil befestigtes System, welches die Vorrichtung und die Tülle aufweist, in einem Schritt an dem Trägerteil befestigt wird, insbesondere mittels Einsteckens der (vormontierten) Anordnung umfassend das Bauteil, die Vorrichtung und die Tülle in eine Öffnung des Trägerteils.
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Bei einer Demontage des Bauteils kann die Tülle im Trägerteil verbleiben. Das Bauteil kann vom Trägerteil abgezogen werden. Es kann eine Demontage beim Aufbringen einer Kraft von zwischen ungefähr 130 N bis ungefähr 200 N erfolgen. Die Demontagekraft ist dabei über einen Winkel der Struktur einstellbar. Beispielsweise kann die Demontagekraft mittels einer an der Struktur ausgebildeten Spitze bzw. einem an der Struktur ausgebildeten Winkel von radial nach außen abfallenden Flächen einstellbar sein. Besonders bevorzugt verbleibt die Tülle am Trägerteil und das Bauteil an der Vorrichtung. Hierdurch kann eine zerstörungsfreie Demontage der Vorrichtung im Servicefall sichergestellt werden, wenn die Demontagekräfte der Vorrichtung kleiner als die Demontagekräfte der Tülle sind.
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Es wird auch eine Verwendung einer Vorrichtung zum Halten eines Bauteils beschrieben, welches an einem Trägerteil zu befestigen ist, umfassend ein Steckelement. Das Steckelement weist einen Kopf, der dazu ausgestaltet ist, an dem Bauteil befestigt zu werden, auf. Ferner weist das Steckelement einen Stift auf, der sich in eine Längsrichtung von dem Kopf erstreckt, wobei der Stift in eine Öffnung des Trägerteils eingesetzt werden kann. Es werden zwei Ankerelemente verwendet, die sich radial von dem Stift erstrecken und eine Form aufweisen, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Stifts erstreckt, wobei die Form eine in Richtung des Kopfs weisende Struktur aufweist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen, näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung schräg von unten;
- 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1;
- 3 eine isometrische Ansicht einer Tülle schräg von der Seite;
- 4 eine isometrische Ansicht der Tülle gemäß 3 schräg von oben;
- 5 eine isometrische Ansicht der Tülle gemäß 3 schräg von unten;
- 6 eine isometrische Ansicht von Vorrichtung gemäß 1 und Tülle gemäß 3 in einem eingesteckten Zustand;
- 7 eine Schnittdarstellung von der Seite von Vorrichtung und Tülle gemäß 6 mit befestigtem Bauteil und befestigtem Trägerteil.
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1 und 2 zeigen eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist einen Kopf 2 und einen Stift 3 auf. Der Stift 3 erstreckt sich in eine Längsrichtung von dem Kopf 2. Der Stift 3 weist zwei Ankerelemente 4 auf, die sich radial von dem Stift 3 erstrecken. Jedes der Ankerelemente 4 weist eine Struktur 5, die im Wesentlichen in Richtung des Kopfs 2 gerichtet ist. Die Struktur 5 weist eine sich in Richtung des Kopfs 2 verjüngende Form auf.
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In dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die sich verjüngende Form der Struktur 5 eine Spitze 6 auf, die durch zwei Seitenflächen 7, 8 gebildet ist, die einen Winkel zur Längsrichtung des Stifts 3 einschließen. Die Struktur 5 ist in dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch ausgebildet durch die symmetrisch zur Stiftachse verlaufenden Seitenflächen 7, 8.
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Die Struktur 5 der Ankerelemente 4 verjüngt sich in Richtung radial vom Stift 3 weg. Die Struktur 5 fällt von der Richtung des Daches 2 der Vorrichtung 1 zu dem vom Dach 2 beabstandeten Ende 9 der Vorrichtung 1 ab. Das Ende 9 von dem sich die Ankerelemente 4 in Richtung des Kopfes 2 erstrecken, ist glatt und geschlossen ausgebildet.
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Die Ankerelemente 4 der Vorrichtung erstrecken sich jeweils von zwei Stegen 10, die in Umfangsrichtung des Stifts 3 symmetrisch ausgebildet sind. Die Ankerelemente 4 sind rotationssymmetrisch und symmetrisch zum Stift 3 ausgebildet.
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Die Vorrichtung weist einen Schirm 11 auf, der zentral zum Stift 3 angeordnet ist und in Richtung der Ankerelemente 4 bzw. des Endes 9 vorgespannt ist. Der Schirm 11 ist kreisförmig zentriert um den Stift 3 angeordnet. Der Schirm 11 erstreckt sich geschlossen um den Stift 3. Der Schirm 11 ist punktsymmetrisch zum Mittelpunkt des Stifts 3 ausgebildet und weist randseitig eine Auflagefläche für ein Trägerteil auf. Der Schirm 11 kann derart dimensioniert sein, dass er eine Öffnung des Trägerteils überdeckt.
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Am Kopf 2 der Vorrichtung 1 ist ein Dachelement 12 ausgebildet, welches gekrümmt ist. Das Dachelement 12 weist zwei Wirklinien 13, 14, zwischen denen und einem Widerlager 15 ein Bauteil eingeklemmt werden kann.
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Die 3, 4, 5 zeigen eine Tülle 16 für ein erfindungsgemäßes System. Die Tülle 16 weist eine Innenkontur auf, die an den Außenumfang der Vorrichtung 1 angepasst ist. Die Tülle 16 weist ein Anlageelement 17 für das Ankerelement 4 der Vorrichtung 1 auf. Die Anlageelemente 17 der Tülle 16 gelangen in Anlage zu den Ankerelementen 4 der Vorrichtung 1, wenn die Vorrichtung 1 in die Tülle 16 eingeschoben ist.
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Die Tülle 16 weist eine Abdeckung 18 auf, die kopfseitig angeordnet ist. Die Tülle 16 kann an einem Trägerteil 29 zwischen der Abdeckung 18 und einer Rastschulter 19 verrasten. Die Tülle 16 bildet eine vordefinierte Öffnung bzw. einen vordefinierten Durchgang 30 für die Vorrichtung 1.
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Zur zerstörungsfreien Demontage der Tülle 16 weist die Tülle 16 weist eine Nase 31 auf, die an der Rastnase 19 ausgebildet ist und auf die durch die Öffnung 30 der Tülle 16 zugegriffen werden kann. Die Nase 31 kann dazu verwendet werden die Rastnase 19 aus ihrer Rastposition zu lösen. Das Entriegeln kann, z.B. mit einem Werkzeug wie einem Schlitzschraubendreher, geschehen, indem man mit dem Schitzschraubendreher in die Öffnung 30 der Tülle 16 eingreift und die Nase 31 hintergreift, und dann die Nase 31 nach innen kantet, um die Verrastung der Rastnase 19 mit dem Trägerteil 29 zu lösen.
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An der Tülle 16 sind Tiefenanschläge 20 in Umfangsrichtung winkeläquidistant verteilt, die die Einsetztiefe der Tülle 16 begrenzen können. Die Tülle 16 weist sich radial von der Tülle erstreckende Rippen 21 auf, die am Umfang der Tülle winkeläquidistant angeordnet sind.
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Die Tülle 16 weist Ausrichtelemente 22 in Form von Einführöffnungen 33 und Nuten 32 auf, die mit Ausrichtelementen 27 der Vorrichtung 1 in Form von Positionierrippen zusammenwirken. Der Boden der Nut 32 (Tiefe der Nut) und die Seiten der Nut 32 (Breite der Nut) sind an die Abmessungen der Positionierrippe in Form von Höhe und Breite angepasst. Die beiden Böden der gegenüberliegenden Nuten 32 in der Tülle 16 weisen einen Abstand auf, der im Wesentlichen dem Abstand zwischen den Positionierrippen entspricht. Im Bereich der Einführöffnung 33 vergrößert sich der Abstand der Böden der Nuten 32 zueinander, so dass der Boden der Einführöffnung 33 zum endseitigen Bereich der Tülle 16 einen vergrößerten Abstand zur Mitte der Tülle 16 aufweist. Im Bereich der Einführöffnung 33 vergrößert sich der Abstand der Seiten der Nuten 32 zueinander, so dass die Seiten der Einführöffnung 33 zum endseitigen Bereich der Tülle 16 im Bereich der Abdeckung 18 einen vergrößerten - maximalen - Abstand zueinander aufweisen.
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Die Vorrichtung 1 weist Längsrippen 23 für eine Zentrierung bezogen auf den Innendurchmesser der Tülle 16 auf, mit denen ein Spiel zwischen Vorrichtung 1 und Tülle 16 definiert werden kann.
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Die Vorrichtung 1 weist Querrippen 25 für eine Zentrierung bezogen auf den Innendurchmesser der Tülle 16 auf.
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Die 6 zeigt die Vorrichtung 1 in einem Zustand, in dem sie in die Tülle 16 eingeschoben ist. Die Ankerelemente 4 liegen mit ihrer Struktur 5 an den Anlageelementen 17 der Tülle 16 an.
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7 zeigt, wie die Vorrichtung 1 mit einem Bauteil 28 am Kopf 2 befestigt ist. Das Bauteil 28 wird zwischen dem Dachelement 12 und dem Widerlage 15 geklemmt. Die Vorrichtung 1 ist in die Tülle 16 eingesetzt, die an einem Trägerteil 29, mittels der Rastschulter 19, verrastet ist.
