DE102016204483A1

DE102016204483A1 - Befestigungselement mit mindestens einem Clip zur Herstellung einer Verbindung mit einem korrespondierenden Ansteckelement und Anordnung eines Befestigungselements an einem Ansteckelement

Info

Publication number: DE102016204483A1
Application number: DE102016204483.4A
Authority: DE
Inventors: Norman Zacharias; Reiner Schulz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: CN107202054B; DE102016204483B4; CN107202054A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit mindestens einem Clip (14) zur Herstellung einer Verbindung mit einem korrespondierenden Ansteckelement (12), wobei der Clip (14) einen Grundkörper (26) aufweist, der sich ausgehend von einem Anbindungsbereich (28) am Befestigungselement (10) in einer Verbindungsrichtung (V) erstreckt und wobei an dem Grundkörper (26) eine Anschlagfläche (30) mit einer Oberkante (32) ausgebildet ist, wobei sich die Anschlagfläche (30) quer zu der Verbindungsrichtung (V) erstreckt und wobei die Anschlagfläche (30) als Widerlager dient, wenn mit dem Clip (14) durch Relativbewegung eines korrespondierenden Ansteckelements (12) in Verbindungsrichtung (V) bis in eine Soll-Lage eine Verbindung zwischen dem Befestigungselement (10) und dem korrespondierenden Ansteckelement (12) hergestellt ist, wobei an dem Grundkörper (26) eine Demontagefläche (34) ausgebildet ist, welche sich von einem unmittelbar an die Anschlagfläche (30) angrenzenden Bereich bis in den Bereich der Oberkante (32) erstreckt, wobei die Demontagefläche (34) in Verbindungsrichtung (V) betrachtet zumindest teilweise einen kleineren Winkel gegenüber der Verbindungsrichtung (V) aufweist als die Anschlagfläche (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit mindestens einem Clip (im Allgemeinen auch als Clip-Element bezeichnet) zur Herstellung einer Verbindung mit einem korrespondierenden Ansteckelement sowie eine Anordnung eines Befestigungselements an einem Ansteckelement. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Befestigungselement in Form einer Befestigungsleiste mit mehreren Clips, die zum Herstellen einer Steckverbindung mit einem als Ansteckelement dienenden Außenhautelement oder einem Zierbauteil eines Kraftfahrzeugs dienen. Unter einem Außenhautelement wird in diesem Zusammenhang insbesondere eine Stoßfängerabdeckung verstanden.
Aus der Praxis ist es bekannt, als Ansteckelemente ausgebildete Stoßfängerabdeckungen zur Befestigung am Kraftfahrzeug an Befestigungselementen mit Clips zu befestigen. Als Befestigungselemente dienen beispielsweise langgestreckte Befestigungsleisten, die rohbauseitig am Kraftfahrzeug befestigt sind. Zur Herstellung von Clip-Verbindungen können an dem Befestigungselement Clips ausgebildet sein, die im verbundenen Zustand mit korrespondierenden Öffnungen in den Stoßfängerabdeckungen und den die Öffnungen umgebenden Materialabschnitten der Stoßfängerabdeckungen zusammenwirken. Zum Verbinden werden das Befestigungselement und die Stoßfängerabdeckungen relativ zueinander in einer Verbindungsrichtung bis in eine Soll-Lage bewegt. In der Soll-Lage ist der Clip verrastet und gewährleistet eine sichere Verbindung des Stoßfängers am Befestigungselement. Problematisch ist es bei den aus der Praxis bekannten Stoßfängerabdeckungen, wenn der Clip selbst nach Herstellung der Verbindung nicht oder nur schwer zugänglich ist und eine Demontage mit einer hohen Gefahr einer Beschädigung der Stoßfängerabdeckungen im Bereich der Öffnungen einhergeht, insbesondere im Bereich von die Öffnungen umgebenden Materialstegen (Bindenähten).
Aus DE 102 50 392 A1 ist ein System zur Steckbefestigung einer Stoßleiste an einem Stoßfänger mittels Rasthaken bekannt, das die Anordnung der Stoßleiste in einer nicht vollständig eingesteckten Zwischenposition und einer Endposition ermöglicht. Dazu ist der Rasthaken entsprechend konturiert. Die Stoßleiste ist derart konturiert und gestaltet, dass sie durch Einstecken mit dem Stoßfänger verbunden und durch Herausziehen wieder von dem Stoßfänger gelöst werden kann.
Aus EP 1 728 687 A1 ist eine Anordnung zur Montage einer Zierleiste auf ein Kraftfahrzeug-Karosserieelement bekannt, gemäß welcher ein an der Zierleiste ausgebildeter Zapfen mit einer an dem Karosserieelement befestigten Klammer zusammenwirkt. Diese Anordnung aus Zapfen und Klammer ist ebenfalls so gestaltet, dass der Zapfen in einer Verbindungsrichtung in die Klammer eingesteckt werden und entgegen der Verbindungsrichtung wieder aus der Klammer herausgezogen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement mit Clip sowie eine Anordnung eines solchen Befestigungselements an einem Ansteckelement zur Verfügung zu stellen, mittels welchen eine sichere Clip-Verbindung herstellbar ist, die eine zerstörungsfreie Demontage auch dann ermöglicht, wenn der Clip nicht oder nur schlecht zugänglich ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Befestigungselement umfasst mindestens einen Clip zur Herstellung einer Verbindung mit einem korrespondierenden Ansteckelement. Der Clip weist einen Grundkörper auf, der sich ausgehend von einem Anbindungsbereich am Befestigungselement in einer Verbindungsrichtung erstreckt. An dem Grundkörper ist eine Anschlagfläche mit einer Oberkante ausgebildet, wobei sich die Anschlagfläche quer zu der Verbindungsrichtung erstreckt, insbesondere senkrecht dazu. Die Anschlagfläche dient ferner als Widerlager (bei Bewegung entgegen der Verbindungsrichtung), wenn mit dem Clip durch Relativbewegung eines korrespondierenden Ansteckelements in Verbindungsrichtung bis in eine Soll-Lage eine Verbindung zwischen dem Befestigungselement und dem korrespondierenden Ansteckteil hergestellt ist. An dem Grundkörper ist ferner eine Demontagefläche ausgebildet, welche sich von einem unmittelbar an die Anschlagfläche angrenzenden Bereich bis in den Bereich der Oberkante erstreckt, wobei die Demontagefläche in Verbindungsrichtung zumindest teilweise einen kleineren Winkel gegenüber der Verbindungsrichtung aufweist als die Anschlagfläche. Eine Verbindung zwischen dem Befestigungselement und einem Ansteckelement kann durch Relativbewegung des Befestigungselements mit dem mindestens einen Clip in Verbindungsrichtung gegenüber einem Ansteckelement erfolgen, indem die Elemente bis in eine Soll-Lage aufeinander zubewegt werden, d.h. es kann beispielsweise nur ein Ansteckelement in Form eines Stoßfängers in Richtung eines karosserieseitig festgelegten Befestigungselementes mit Clip bewegt werden, um die Herstellung einer Clip-Verbindung zu bewirken. Dazu genügt es, wenn in einem besonders einfach gestalteten Ansteckelement nur eine mit dem Clip korrespondierende Öffnung oder Anschlagkante ausgebildet ist, insbesondere eine Öffnung mit einfacher kreisförmiger oder eckiger (z.B. rechteckiger) Kontur.
Durch die Anschlagfläche am Grundkörper des Clips, die sich quer, insbesondere ungefähr senkrecht zur Verbindungsrichtung erstreckt (d.h. in einem Winkel von 90° +/– 10° zur Verbindungsrichtung und weiter bevorzugt in einem solchen Winkel gegenüber einer Längen-Breitenerstreckungsebene des Grundkörpers, wenn die Verbindungsrichtung der Längsrichtung des Grundkörpers entspricht), kann einem Lösen der Verbindung zwischen Befestigungselement und Ansteckelement ausgehend von der Soll-Lage dieser Elemente entgegen der Verbindungsrichtung effizient entgegengewirkt werden. Ein Lösen durch einfaches Herausziehen entgegen der Verbindungsrichtung ist in diesem Fall nicht möglich bzw. würde zu einer Zerstörung des Clips und/oder des Ansteckelements führen, weil das Anschlagelement an der Anschlagfläche des Befestigungselements zur Anlage kommt und eine Bewegung entgegen der Verbindungsrichtung blockiert. Um ein zerstörungsfreies Lösen der Verbindung bedarfsweise auch aus der Soll-Lage zu ermöglichen, auch wenn der Clip selbst in Soll-Lage nicht oder nur schwer zugänglich ist, ist eine Demontagefläche an dem Clip ausgebildet, die in Verbindungsrichtung betrachtet einen kleineren Winkel gegenüber der Verbindungsrichtung aufweist als die Anschlagfläche. Ein Lösen der Verbindung ist in diesem Fall möglich, wenn das Ansteckelement gegenüber dem Befestigungselement in eine Relativlage gebracht wird, in welcher die Demontagefläche als „Rampe“ wirksam wird, indem diese ein Abgleiten des Ansteckelements entlang der Demontagefläche bis zur Oberkante der Anschlagfläche ermöglicht und so die Clip-Verbindung löst.
Die Demontagefläche kann dazu insbesondere in einer Richtung quer zur Verbindungsrichtung und quer zu einer Breiten-Erstreckungsrichtung des Grundkörpers (beispielsweise in Hochrichtung des Grundkörpers) derart ausgebildet sein, dass das Ansteckelement im verbundenen Zustand gegenüber dem Befestigungselement noch in eine Relativlage bringbar ist (z.B. durch Anheben des Ansteckelements oder des Befestigungselements), die ein unmittelbares Abgleiten einer die korrespondierende Öffnung umgebenden Sperrfläche auf der Demontagefläche in Richtung Oberkante des Grundkörpers ermöglicht, insbesondere bis zur Oberkante selbst.
Die Demontagefläche kann ferner derart ausgelegt sein, dass ein Zusammenwirken zwischen der Demontagefläche und einer eine korrespondierende Öffnung eines Ansteckelements umgebenden Sperrfläche in bestimmungsgemäßen Belastungsfällen nicht wirksam ist, so dass ein unbeabsichtigtes Lösen der Clip-Verbindung ausgeschlossen ist. Das Ansteckelement kann dann nur durch Ausführen einer bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Gegenstände nicht auftretenden Bewegung und/oder Belastung (z.B. einem Anheben und/oder einer Biege- und/oder Torsionsbelastung) gelöst werden, wenn eine Demontage tatsächlich gewünscht ist.
Es ist bevorzugt, wenn ein Teil des Grundkörpers eines Clips in seiner Soll-Lage gegenüber einem Ansteckelement mit darin ausgebildeten Öffnungen die Öffnungen zumindest teilweise durchdringt, weil so eine besonders gute Verrastung und dadurch eine besonders sichere Verbindung hergestellt werden kann. Mit Durchdringen ist hier insbesondere gemeint, dass das Ansteckelement eine größere Höhe aufweist als die Höhe der Anschlagfläche, so dass in der Soll-Lage die Anschlagfläche zumindest in Hochrichtung vollflächig mit einem Materialabschnitt des Ansteckelements zur Anlage kommen kann.
Vorzugsweise ist als Demontagefläche eine Fase an dem Grundkörper des Clips ausgebildet. In diesem Fall ist die Demontagefläche als ebene Fläche ausgebildet, so dass der Winkel zwischen der Demontagefläche und der Verbindungsrichtung überall gleich groß ist. Eine Fase lässt sich als einfache Geometrie besonders kostengünstig herstellen. Sie kann, insbesondere bei Befestigungselementen aus Kunststoff, nahezu jeder Clip-Geometrie auch nachträglich hinzugefügt werden, entweder indem die Gießform entsprechend überarbeitet oder neu erstellt wird, oder indem die Fase durch nachträgliche Bearbeitung des Bauteils erzeugt wird. Der Winkel, den die Verbindungsrichtung und eine Fase (ebenfalls in Verbindungsrichtung betrachtet) miteinander einschließen, liegt vorzugweise zwischen 30° und 60°. Weiter bevorzugt liegt er zwischen 40° und 50°, und besonderes bevorzugt wird er auf ca. 45° festgelegt. Die vorstehend genannten Winkelbereiche sind auch bevorzugte Winkelbereiche mit anders gestalteten Demontageflächen, beispielsweise konkav oder konvex gekrümmten oder Demontageflächen mit anderen geometrischen Strukturen, bei welchen die Winkel im Verlauf von der Unterkante der Demontagefläche bis zur Oberseite des Grundkörpers variieren können.
Die Sicherheit einer mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement hergestellten Clip-Verbindung ist besonders groß, wenn sich die Demontagefläche nur über einen Teil der sich quer zur Verbindungsrichtung erstreckenden Breite des Grundkörpers im Bereich der Anschlagfläche erstreckt. Darüber hinaus gilt, dass – ebenfalls zur Erhöhung der Sicherheit einer Clip-Verbindung – die als Widerlager dienende Anschlagfläche vorzugsweise größer ist als der in die Anschlagflächenebene projizierte Bereich der Demontagefläche. Bevorzugt beträgt die in die Anschlagflächenebene projizierte Demontagefläche maximal 30 Prozent der Anschlagfläche, weiter bevorzugt maximal 25 Prozent und besonders bevorzugt maximal 20 Prozent.
Wenn als Deformationsfläche eine Fase vorgesehen ist, erstreckt sich diese vorzugsweise über weniger als 50 Prozent der Breite der Anschlagfläche und/oder nur über einen Teilbereich der Höhe der Anschlagfläche.
Falls ein Befestigungselement mehrere Clips aufweist, beispielsweise zur Verbindung mit einer als Ansteckteil dienenden Stoßfängerabdeckung mit mehreren korrespondierenden Öffnungen, ist die Demontagefläche in einer praktischen Ausführungsform jeweils auf einer von der Fahrzeugmittenlängsachse abgewandten Seite des Grundkörpers ausgebildet. In diesem Fall kann eine Stoßfängerabdeckung, die sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) über einen Großteil der Breite des Kraftfahrzeugs erstreckt, jeweils von den Außenseiten aus zur Fahrzeugmitte hin von dem Befestigungselement gelöst werden, indem von außen beginnend eine Biegebelastung auf die Stoßfängerabdeckung derart aufgebracht wird, dass die Demontageflächen sukzessive wirksam werden und die Clip-Verbindungen gelöst werden.
Um die Clip-Verbindung(en) in einer Soll-Lage einer erfindungsgemäßen Anordnung zu sichern, ist es hilfreich, wenn der Grundkörper des Clips eines erfindungsgemäßen Befestigungselements über ein elastisch ausgebildetes Rückstellelement mit dem Befestigungselement verbunden ist. Durch ein solches Rückstellelement können über eine elastische Verformbarkeit und Anbindung eines Grundkörpers selbst zusätzliche Rückstellkräfte bereitgestellt werden, die während einer Auslenkung des Clips aus einer Neutrallage wirken, insbesondere während des Verbindens eines Ansteckelements an einem Befestigungselement. Als Rückstellelemente kommen insbesondere separate Bauteile, wie z.B. Federelemente, als auch Rückstellelemente in Form von konstruktiven Lösungen in Betracht, einschließlich einstückig ausgebildete Lösungen aus Kunststoffspritzguss.
In einer praktischen Ausführungsform ist der Grundkörper mindestens einseitig in einer Richtung quer zur Verbindungsrichtung von Material umgeben, so dass sich zwischen dem Material und dem Grundkörper eine Materialausnehmung ergibt. Die Materialausnehmung kann insbesondere u-förmig ausgebildet sein. Vorzugsweise sind an beiden Seiten Materialausnehmungen ausgebildet, die bevorzugt symmetrisch in Bezug zu dem Grundkörper ausgebildet sind. Durch derartig ausgebildete Materialausnehmungen kann ein Grundkörper eines Clips vorteilhaft einstückig, biegeelastisch und gleichzeitig robust an einem Befestigungselement ausgebildet werden.
Ein weiterer Vorteil derartiger Materialausnehmungen ist, dass diese zumindest teilweise von einem dünnwandigen Materialabschnitt überspannt sein können, um durch einen derartigen Materialabschnitt ein kostengünstig herstellbares, einstückig ausgebildetes Rückstellelement bereitzustellen. Ein solcher, einstückig hergestellter, dünnwandiger Materialabschnitt aus Kunststoffspritzguss wird auch als Filmanguss bezeichnet. Unter einem Filmanguss wird vorliegend ein dünner, biege- und torsionselastischer Materialfilm verstanden, der insbesondere eine Dicke zwischen 0,3 mm–2,0 mm aufweist, bevorzugt zwischen 0,4 mm–1,5 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm–1,2 mm. Ein solcher Filmanguss erzeugt während der Herstellung einer Clip-Verbindung bei Auslenkung des Clips aus einer Ruhelage eine zusätzliche Rückstellkraft und erhöht damit die Sicherheit einer herzustellenden Clip-Verbindung, indem er eine zusätzliche Kraft bereitstellt, um den Clip in Soll-Lage zurück in Richtung seiner Neutrallage zu bewegen. Während der Auslenkung eines Clips mit Filmanguss aus seiner Neutrallage, wölbt sich der Filmanguss nach Art eines Segels unter Ausbildung einer Vorspannung.
Für die Anbindung einer Stoßfängerabdeckung an einem Befestigungselement hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn sich ein dünnwandiger Materialabschnitt, insbesondere nach Art eines Filmangusses, über maximal 80 Prozent der sich in Verbindungsrichtung erstreckenden Länge des Clips erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der dünnwandige Materialabschnitt in Verbindungsrichtung beginnend ab dem Anbindungsbereich eines Grundkörpers eines Clips am Befestigungselement in Verbindungsrichtung. Je weiter sich der Filmanguss vom Anbindungsbereich entlang der Länge des Clips in Verbindungsrichtung erstreckt, umso größer ist die erzeugte Rückstellkraft, welche der dünnwandige Materialabschnitt während einer Auslenkung aus der Neutrallage auf den Clip ausübt, da der Betrag der Auslenkung mit zunehmendem Abstand von dem Anbindungsbereich steigt.
Für die Herstellung und Montage eines erfindungsgemäßen Befestigungselements mit Clip ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper des Clips im Bereich seiner Unterseite und/oder Oberseite im Anbindungsbereich zu dem Befestigungselement eine stufenfreie Materialgeometrie aufweist. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Übergang vom Befestigungselement zum Grundkörper des Clips vorzugsweise im Bereich der Oberseite und/oder Unterseite im Anbindungsbereich stufenfrei ausgebildet. Vorzugsweise ist der Grundkörper des Clips an einer Seite, d.h. im Bereich der Oberseite oder Unterseite, über die gesamte Länge des Grundkörpers in Verbindungsrichtung stufenfrei ausgebildet.
Wenn der Clip und/oder der Filmanguss einstückig am Befestigungselement ausgebildet ist, kann die Herstellung des Befestigungselements in kostengünstiger Art und Weise in Massenherstellung erfolgen, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren. Eine wie vorstehend erläuterte Geometrie mit einem dünnwandig ausgebildeten Materialabschnitt, insbesondere als Filmanguss, und ebener Materialgeometrie des Befestigungselements und des Anbindungsbereichs des Grundkörpers kann mit einem einzigen Kunststoffspritzgießwerkzeug hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung eines – insbesondere wie vorstehend beschriebenen – Befestigungselements mit einem Clip und einem Grundkörper an einem Ansteckelement, wobei das Ansteckelement mindestens eine zu dem Clip korrespondierende Öffnung aufweist, die im verbundenen Zustand des Ansteckelements mit dem Befestigungselement von einem Teil des Grundkörpers mindestens teilweise durchdrungen wird. Hinsichtlich der Vorteile einer erfindungsgemäßen Anordnung wird zunächst auf die bereits in Verbindung mit dem Befestigungselement beschriebenen Vorteile verwiesen. Mit einer solchen Anordnung kann eine sichere Befestigung und ein Lösen einer Verbindung zu einem Ansteckelement auch dann sehr gut bewerkstelligt werden, wenn der Clip nicht oder nur schwer zugänglich ist. Darüber hinaus kann das Ansteckelement mit einer einfachen Geometrie ausgebildet sein, insbesondere mit einem dünnwandigen Materialsteg, in welchem zur Herstellung der Verbindung ausschließlich Öffnungen eingebracht sein müssen.
In einer weiteren Ausführungsform der Anordnung liegt die Demontagefläche in Soll-Lage des Befestigungselements und des Ansteckelements außerhalb eines Kontaktbereichs zwischen Befestigungselement und Ansteckelement. In diesem Fall ist es zunächst erforderlich, die Relativlage zwischen Befestigungselement und Ansteckelement aus der Soll-Lage in eine davon abweichende Lage zu verändern, damit anschließend unter Ausnutzung der Demontagefläche ein Lösen der Clip-Verbindung bewirkt werden kann. Die Änderung der Relativlage kann beispielsweise durch Anheben, Absenken, seitliches Verschieben, Biegebelastung und/oder Torsionsbelastung des Befestigungselements und/oder des Ansteckelements bewirkt werden. Dadurch wird eine hergestellte Verbindung vor versehentlichem Lösen der Verbindung trotz der vorhandenen Demontagefläche besonders geschützt.
Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Befestigungselement in einer perspektivischen Ansicht,
2a ein Ansteckelement in einer perspektivischen Ansicht,
2b einen vergrößerten Ausschnitt des Ansteckelements des mit IIb gekennzeichneten Bereichs aus 2a in einer perspektivischen Ansicht,
3 einen vergrößerten Ausschnitt des mit III gekennzeichneten Bereichs des Befestigungselements aus 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne und von oben,
4 den Ausschnitt des erfindungsgemäßen Befestigungselements gemäß 3 in einer perspektivischen Ansicht von schräg hinten und von oben,
5 den Ausschnitt des erfindungsgemäßen Befestigungselements gemäß 3 in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne und von unten,
6 einen vergrößerten Ausschnitt des mit VI gekennzeichneten Bereichs aus 1 des erfindungsgemäßen Befestigungselements in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne und von oben,
7a eine Anordnung des nur teilweise dargestellten Befestigungselements aus 2 an einem nur teilweise dargestellten Ansteckelement gemäß 2a in einer perspektivischen Ansicht in einem Mitten-Längsschnitt durch einen Clip,
7b den mit VIIb gekennzeichneten Bereich aus 7a in einer vergrößerten Ansicht,
8a eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer Längs-Schnittdarstellung durch einen Clip zur Visualisierung einer ersten Belastungssituation,
8b eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Clips in einer Öffnung in einer Längs-Schnittdarstellung durch einen Clip zur Visualisierung einer zweiten Belastungssituation und
9 das Ansteckelement aus 2a zusammen mit einem Hinterwagen eines Kraftfahrzeuges in einer perspektivischen Ansicht von schräg hinten zur Visualisierung der Demontage des Ansteckelements.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 10 in Form einer Befestigungsleiste dargestellt. Die Befestigungsleiste ist hier ein rohbauseitig an einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug festgelegtes Befestigungselement 10.
Das Befestigungselement 10 weist zur Herstellung einer Verbindung mit einem Ansteckelement 12 (vgl. 2a) Clips 14 auf. Die Clips 14 sind über die Breite des Befestigungselements 10 verteilt in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet. Vorliegend sind jeweils fünf Clips 14 rechts und links des als Mitte M bezeichneten Überschneidungsbereichs einer nicht dargestellten Mittel-Längsachse des ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugs mit dem Befestigungselement 10 angeordnet. Die Clips 14 sind einstückig an dem aus Kunststoff hergestellten Befestigungselement 10 ausgebildet.
In 2a ist eine als Ansteckelement 12 dienende Stoßfängerabdeckung dargestellt, die mittels Befestigungselementen 10 an einem Hinterwagen 56 eines Kraftfahrzeuges montiert werden kann (vgl. 9). Das Ansteckelement 12 weist zwei äußere Bereiche 16 auf, die sich überwiegend in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und sich rechts und links an einen mittleren Bereich 18 anschließen. Der mittlere Bereich 18 des Ansteckelements 12, welcher sich überwiegend in Fahrzeugquerrichtung erstreckt, kann mittels Clip-Verbindungen mit dem in 1 gezeigten Befestigungselement 10 verbunden werden.
Das Ansteckelement 12 weist dazu mit den Clips 14 korrespondierende Öffnungen 20 auf. Diese Öffnungen 20 sind in der vergrößerten Darstellung in 2b gut erkennbar. Die Öffnungen 20 sind in 2a nur in den äußeren Bereichen 16 sichtbar, in dem mittleren Bereich 18 werden die Öffnungen 20 von einer darüber liegenden Designleiste 22 verdeckt (vgl. hierzu auch 7a und 7b). Die Öffnungen 20 weisen eine rechteckige Grundform auf und werden in der Soll-Lage einer erfindungsgemäßen Anordnung bei hergestellter Clip-Verbindung von korrespondierenden Clips 14 zumindest teilweise durchragt.
Die Erfindung wurde insbesondere vor dem Hintergrund gemacht, dass Risse im Bereich von Bindenähten 24 (derartige Risse sind in 2b durch gestrichelte Linien angedeutet) vermieden werden sollen. Solche Risse können insbesondere währender einer Demontage des Ansteckelements 12 entstehen, vor allem dann, wenn sich die Clip-Verbindung aufgrund einer fehlenden oder schlechten Zugänglichkeit der Clips 14 nicht gut lösen lässt und unzulässig hohe Kräfte im Bereich der Bindenähte 24 aufgebracht werden.
Zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Befestigungselement 10 und dem Ansteckelement 12 wird das Ansteckelement 12 relativ zum Befestigungselement 10 in einer Verbindungsrichtung V in Richtung des Befestigungselements 10 bis in eine Soll-Lage bewegt. Die Verbindungsrichtung ist vorliegend somit auf den Fall bezogen, dass das Befestigungselement 10 ortsfest z.B. an einer Fahrzeugkarosserie festgelegt ist und das Ansteckelement 12 bewegt wird, um eine Verbindung zwischen Ansteckelement 12 und Befestigungselement 10 herzustellen. In der Soll-Lage, die in den 7a und 7b sowie in den 8a und 8b dargestellt ist, ist der Clip 14 in die korrespondierende Öffnung 20 eingetaucht.
Die geometrische und funktionale Ausbildung des Clips 14 wird im Folgenden anhand der 3 bis 5 im Detail erläutert. Der Clip 14 weist einen Grundkörper 26 auf, welcher sich ausgehend von einem Anbindungsbereich 28 am Befestigungselement 10 in die vorstehend erläuterte Verbindungsrichtung V erstreckt. Die Verbindungsrichtung V entspricht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Längserstreckungsrichtung des Clips 14. An dem Grundkörper 26 ist eine Anschlagfläche 30 ausgebildet, die sich in einer Ebene senkrecht zur Verbindungsrichtung V erstreckt, wie insbesondere aus 4 hervorgeht. Die Anschlagfläche 30 erstreckt sich vorliegend in einer Breitenerstreckungsrichtung und in einer Höhenerstreckungsrichtung des Clips 14. Die Anschlagfläche 30 ist in Hochrichtung an der Oberseite durch eine Oberkante 32 begrenzt, welche den Übergang zwischen der Anschlagfläche 20 und einer Oberseite bildet.
Als Demontagefläche 34 ist eine Fase 36 an dem Grundkörper 26 des Clips 14 ausgebildet. Die Fase 36 ist hier auf der – in Verbindungsrichtung V betrachtet – rechten Seite des Grundkörpers 26 ausgebildet. Sie ist durch eine dreieckige Fläche gebildet und erstreckt sich im Bereich der Anschlagfläche 30 von einem Eckpunkt im unteren Bereich der Anschlagfläche 30 bis zu einem ersten mit der Oberkante 32 zusammenfallenden Eckpunkt. Ein dritter Eckpunkt ist in Längserstreckungsrichtung des Grundkörpers 26 näher an dem Anbindungsbereich 26 angeordnet als die beiden zuvor beschriebenen Eckpunkte im Bereich der Anschlagfläche 30. Wie aus 4 gut ersichtlich ist, erstreckt sich die Oberkante 32 in der gezeigten Ausführungsform im Bereich der Fase 36 entlang einer Oberseite 46 entgegen der Verbindungsrichtung V bis zum dem dritten Eckpunkt.
Die Fläche der Fase 36 weist (in Orientierung der Verbindungsrichtung gemessen) einen kleineren Winkel zur Verbindungsrichtung V auf, als die Anschlagfläche 30. Denn der Winkel zwischen der Verbindungsrichtung V und der Anschlagfläche 30 beträgt vorliegend 90°. Der Winkel zwischen der – in Orientierung der Verbindungsrichtung gemessenen – Fläche der Fase 36 und der Verbindungsrichtung V beträgt hingegen hier 45°. Wie in den 4 und 5 gut erkennbar ist, erstreckt sich die als Fase 36 ausgebildete Demontagefläche 34 nur über einen Teil der Breite des Grundkörpers 26 im Bereich der Anschlagfläche 30, vorliegend über ca. 30 Prozent der Breite.
An dem Grundkörper 26 des Clips 14 sind auf der der Anschlagfläche 30 abgewandten Seite drei Rippen 38 ausgebildet, die sich in Verbindungsrichtung V rampenartig bis in den Bereich der Oberkante 32 erstrecken. Die Rippen 38 dienen zum einen zur Versteifung des Clips 14 und zusätzlich als Einführschrägen (Rampen) für die Herstellung einer Verbindung mit einem Ansteckelement 12. Wird ein Ansteckelement 12 in Verbindungsrichtung V mit den Bindenähten 24 voraus über die Rippen 38 geführt, wird der Grundkörper 26 nach unten elastisch ausgelenkt. Sobald die Soll-Lage zwischen Ansteckelement 12 und Befestigungselement 10 erreicht ist, federt der Grundkörper 26 elastisch zurück und sichert so die Clip-Verbindung vor unbeabsichtigtem Lösen.
Wie in 5 zu erkennen ist, sind rechts und links seitlich des Anbindungsbereichs 28 u-förmige Materialausnehmungen 40 ausgebildet. Die Materialausnehmungen 40 sind von einem als Rückstellelement 42 dienenden dünnwandigen Materialabschnitt 44 in Form eines Filmangusses überspannt. Wie in 3 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, werden die Materialausnehmungen 40 von den jeweiligen dünnwandigen Materialabschnitten 44 oberseitig teilweise überdeckt. Die dünnwandigen Materialabschnitte 44 sind vorliegend einstückig zusammen mit dem Grundkörper 26 aus Kunststoff ausgebildet. Die sich in Hochrichtung erstreckende Materialstärke beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 0,8 mm. Die dünnwandigen Materialabschnitte 44 erstrecken sich auf beiden Seiten des Grundkörpers 26 von dem Anbindungsbereich 28 in Verbindungsrichtung V über ca. 60 Prozent der Länge des Grundkörpers 26 des Clips 14.
In 5 ist gut zu erkennen, dass der Grundkörper 26 des Clips 14 im Bereich seiner Unterseite 48 vom Anbindungsbereich 28 bis zur Anschlagfläche 30 eine stufenfreie, eben ausgebildete Materialgeometrie aufweist.
In 5 ist auch zu erkennen, dass im Bereich des freien Endes des Grundkörpers 26 eine Aussparung 50 vorgesehen ist, um den Materialeinsatz und das Gewicht des Clips 14 möglichst gering zu halten. Oberhalb des Clips 14 ist eine Materialbrücke 52 am Befestigungselement 10 ausgebildet, um das Befestigungselement 10 trotz der Vielzahl von Clips 14 und der die Clips 14 seitlich umgebenden Materialausnehmungen 40 um die Hochachse eines Kraftfahrzeugs biegesteif zu gestalten. Durch die Materialbrücken 52 sind die Clips 14 rahmenartig umschlossen an dem Befestigungselement 10 angeordnet.
6 zeigt den Bereich um die Mitte M des Befestigungselements 10. Wie erkennbar ist, ist die Fase 36 an dem Grundkörper 26 jeweils auf der von der Mitte M abgewandten Seite ausgebildet. Eine Demontage des Ansteckelements 12 erfolgt bei der gezeigten Ausführungsform dementsprechend ausgehend von den jeweiligen Außenseiten zur Mitte in einer Art Reissverschlussverfahren, indem durch Anheben und Aufbringen einer Biegebelastung um die Fahrzeughochachse nacheinander die einzelnen Clip-Verbindungen gelöst werden. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit 9 noch näher erläutert.
In den 7a bis 8b sind verschiedene Ausführungsformen eines Befestigungselements 10 und eines Ansteckelements 12 in einer Soll-Lage dargestellt. In der Soll-Lage sind das Befestigungselement 10 und das Ansteckelement 12 zuvor so weit in Verbindungsrichtung V relativ aufeinander zubewegt worden, bis der Clip 14 mit einem oberseitigen Bereich in die korrespondierende Öffnung 20 des Ansteckelements 12 eingedrungen ist. Ein Lösen der Verbindung durch Bewegen des Ansteckelements 12 entgegen der Verbindungsrichtung V wird in dieser Soll-Lage verhindert, weil eine Sperrfläche 54 der Öffnung 20 mit der als Widerlager dienenden Anschlagfläche 30 zur Anlage kommt.
In den 8a sind mit den Pfeilen F1 in Fahrzeughochrichtung nach unten (in Richtung der Schwerkraft) wirkende Kräfte dargestellt, die an einem Kraftfahrzeug beim Aufknien einer Person auf einer als Ansteckelement 12 ausgebildeten Stoßfängerabdeckung oder beim Abstellen eines Gegenstands auf der Oberseite einer als Ansteckelement 12 dienenden Stoßfängerabdeckung wirken können. In diesem Fall wird einem Lösen der Verbindung durch Ausübung von Kräften in Richtung der Pfeile F2 (entgegen der Verbindungsrichtung V) wirksam entgegengewirkt. Die Krafteinwirkung gemäß der Pfeile F1 erhöht in diesem Fall die Sicherheit der Verbindung, weil zur Nutzung der Demontagefläche 34 ein Anheben des Ansteckelements 12 erforderlich ist. Dies wird im Folgenden anhand der 8b noch detaillierter beschrieben.
Wie anhand der in 8b dargestellten, stark vereinfachten Wiedergabe eines nur teilweise dargestellten Clips 14 eines hier nicht dargestellten Befestigungselements 10 in einer Soll-Lage zu einem Ansteckelement 12 erkennbar ist, kann eine Anordnung eines Befestigungselements 10 mit Grundkörper 26 und Clip 14 an einem Ansteckelement 12 auch derart ausgelegt sein, dass der Clip 14 in der Soll-Lage die Öffnung 20 vollständig durchragt und somit in Hochrichtung aus der Öffnung 20 hervorsteht (hier um die Höhe h). In der in 8b dargestellten Soll-Lage ist die Fase 36 nicht wirksam, da sie keinen Kontakt zu der Sperrfläche 54 des Ansteckelements 12 aufweist. Um die Fase 38 mit der Demontagefläche 34 in Kontakt treten zu lassen, muss in der in 8b gezeigten Darstellung zumindest das Ansteckelement 12 gegenüber dem Befestigungselement 10 um den Betrag a in Hochrichtung angehoben werden. Dann kann die Unterkante der Sperrfläche 54 mit der Demontagefläche 34 in Kontakt treten und entlang der hier im 45°-Winkel gegenüber der Verbindungsrichtung schräg nach oben verlaufenden Demontagefläche 34 nach links oben abgleiten.
Die Demontage eines Ansteckelements 12 in Form einer Stoßfängerabdeckung von Befestigungselementen 10 an einem Hinterwagen 56 eines nur teilweise dargestellten Kraftfahrzeuges 58 wird nun anhand der 9 erläutert. An dem Hinterwagen 56 ist ein mittleres Befestigungselement 10 angeordnet, das sich überwiegend in Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Darüber hinaus ist rechts und links je ein seitliches Befestigungselement 10 angeordnet, von welchen in 9 nur das linke zu erkennen ist.
Um ein mittels der oben beschriebenen Clip-Verbindungen mit den Befestigungselementen 10 verbundenes Ansteckelement 12 zu demontieren, muss dieses in Richtung der Pfeile D1 in Fahrzeughochrichtung angehoben und zusätzlich um die Fahrzeughochachse in Richtung der Pfeile D2 auf Biegung beansprucht werden. Durch das Anheben in Richtung der Pfeile D1 wird die in Verbindung mit den 8a und 8b beschriebene Voraussetzung geschaffen, dass die Demontageflächen 34 mit den Sperrflächen 54 in Kontakt tritt. Da die Demontageflächen 34 jedoch nicht über die gesamte Breite ausgebildet sind, muss durch Biegung des gesamten Ansteckelements 12 um die Fahrzeughochachse das Ansteckelement 12 so weit elastisch verformt werden, dass die jeweils auf der von der Mitte M abgewandten Seite ausgebildete Demontagefläche 34 tatsächlich wirksam wird und durch Nach-Oben-Gleiten der Sperrflächen 54 entlang der Demontageflächen 34 bis zur jeweiligen Oberkante 32 von außen zur Mitte des Kraftfahrzeugs hin jede Clip-Verbindung einzeln gelöst ist. Anschließend kann das Ansteckelement 12 entgegen der Verbindungsrichtung V von dem Hinterwagen 56 gelöst und abgenommen werden.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste

10: Befestigungselement
12: Ansteckelement
14: Clip
16: äußerer Bereich
18: mittlerer Bereich
20: Öffnung
22: Designleiste
24: Bindenaht
26: Grundkörper
28: Anbindungsbereich
30: Anschlagfläche
32: Oberkante
34: Demontagefläche
36: Fase
38: Rippe
40: Materialausnehmung
42: Rückstellelement
44: Materialabschnitt
46: Oberseite
48: Unterseite
50: Aussparung
52: Materialbrücke
54: Sperrfläche
56: Hinterwagen
58: Kraftfahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10250392 A1 [0003]
EP 1728687 A1 [0004]

Claims

Befestigungselement mit mindestens einem Clip (14) zur Herstellung einer Verbindung mit einem korrespondierenden Ansteckelement (12), wobei der Clip (14) einen Grundkörper (26) aufweist, der sich ausgehend von einem Anbindungsbereich (28) am Befestigungselement (10) in einer Verbindungsrichtung (V) erstreckt und wobei an dem Grundkörper (26) eine Anschlagfläche (30) mit einer Oberkante (32) ausgebildet ist, wobei sich die Anschlagfläche (30) quer zu der Verbindungsrichtung (V) erstreckt und wobei die Anschlagfläche (30) als Widerlager dient, wenn mit dem Clip (14) durch Relativbewegung eines korrespondierenden Ansteckelements (12) in Verbindungsrichtung (V) bis in eine Soll-Lage eine Verbindung zwischen dem Befestigungselement (10) und dem korrespondierenden Ansteckelement (12) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (26) eine Demontagefläche (34) ausgebildet ist, welche sich von einem unmittelbar an die Anschlagfläche (30) angrenzenden Bereich bis in den Bereich der Oberkante (32) erstreckt, wobei die Demontagefläche (34) in Verbindungsrichtung (V) betrachtet zumindest teilweise einen kleineren Winkel gegenüber der Verbindungsrichtung (V) aufweist als die Anschlagfläche (30).
Befestigungselement nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Demontagefläche (34) eine Fase (36) an dem Grundkörper (26) des Clips (14) ausgebildet ist.
Befestigungselement nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Demontagefläche (34) über einen Teil der sich quer zur Verbindungsrichtung (V) erstreckenden Breite des Grundkörpers (26) im Bereich der Anschlagfläche (30) erstreckt.
Befestigungselement nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (26) des Clips (14) über ein elastisch ausgebildetes Rückstellelement (42) mit dem Befestigungselement (10) verbunden ist.
Befestigungselement nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (26) mindestens einseitig in einer Richtung quer zur Verbindungsrichtung (V) derart von Material umgeben ist, dass sich zwischen dem Material und dem Grundkörper (26) eine Materialausnehmung (40) ergibt.
Befestigungselement nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Materialausnehmung (40) mindestens teilweise von einem dünnwandigen Materialabschnitt (44) überspannt ist.
Befestigungselement nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der dünnwandige Materialabschnitt (44) über maximal 80 Prozent der sich in Verbindungsrichtung (V) erstreckenden Länge des Clips (14) erstreckt.
Befestigungselement nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (26) des Clips (14) mit seiner Unterseite (48) und/oder Oberseite (46) im Anbindungsbereich (28) zu dem Befestigungselement (10) eine stufenfreie Materialgeometrie aufweist.
Anordnung eines Befestigungselements (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 an einem Ansteckelement (12), wobei das Ansteckelement (12) mindestens eine mit dem Clip (14) korrespondierende Öffnung (20) aufweist, die im verbundenen Zustand mit dem Befestigungselement (10) von einem Teil des Grundkörpers (26) mindestens teilweise durchdrungen wird.
Anordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Demontagefläche (34) in Soll-Lage des Befestigungselements (10) und des Ansteckelements (12) außerhalb eines Kontaktbereichs zwischen Befestigungselement (10) und Ansteckelement (12) liegt.