DE102016221145A1

DE102016221145A1 - Bauteilverbindung

Info

Publication number: DE102016221145A1
Application number: DE102016221145.5A
Authority: DE
Inventors: Johann van Niekerk; Georg Bergweiler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-05-03

Abstract

Bauteilverbindung miteinem ersten Bauteil (6),einem in einer ersten Richtung von dem ersten Bauteil (6) abstehenden männlichen Fixierelement (7),einem zweiten Bauteil (1), in dem ein Durchgangsloch (2) vorgesehen ist, wobei das Durchgangsloch (2)einen ersten Lochbereich (2a) aufweist, der so dimensioniert ist, dass das männliche Fixierelement (7) in den ersten Lochbereich (2a) einführbar ist, derart, dass das männliche Fixierelement (7) durch das Durchgangsloch (2) hindurch ragt, undeinen sich an den ersten Lochbereich (2a) anschließenden zweiten Lochbereich (2b), der in einer zweiten Richtung (5), die quer oder senkrecht zur ersten Richtung ist, eine geringere lichte Weite aufweist, als der erste Lochbereich (2a), wobei nach einem Einführen des männlichen Fixierelements (7) in den ersten Lochbereich (2a) durch relatives Verschieben der beiden Bauteile (1, 6) das männliche Fixierelement (7) in den zweiten Lochbereich (2b) schiebbar ist, wobei das männliche Fixierelement in dem zweiten Lochbereich (2b) durch das Durchgangsloch (2) hindurch ragt und den zweiten Lochbereich (2b) in der zweiten Richtung (5) formschlüssig überkragt, wodurch die beiden Bauteile in der ersten Richtung formschlüssig verbunden sind, wobei mindestens ein Sperrelement (3, 3a) vorgesehen ist, welches so angeordnet ist, dass es sich einem Verschieben des männlichen Fixierelements (7) von dem zweiten Lochbereich (2b) in den ersten Lochbereich (2a) widersetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bauteilverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Bauteilverbindung ist aus der DE 10 2009 049 602 B3 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauteilverbindung zu schaffen, die weitere vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, insbesondere eine Bauteilverbindung, bei der die Gefahr eines unbeabsichtigten Lösens verringert ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Bauteilverbindung mit einem ersten Bauteil, von dem in einer ersten Richtung ein männliches Fixierelement absteht. Die erste Richtung kann senkrecht zu dem ersten Bauteil im Aufstandspunkt des männlichen Fixierelements sein.
Bei dem männlichen Fixierelement kann es sich um ein Fixierelement handeln, welches mindestens eine Kugel aufweist oder welches durch genau eine oder mehrere Kugeln gebildet ist. Das männliche Fixierelement kann stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden sein, z. B. Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen. Bei dem ersten Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Blechbauteil oder um ein Kunststoffbauteil handeln. Bei dem männlichen Fixierelement kann es sich z.B. um ein Fixierelement aus Metall oder Kunststoff handeln. Anstatt einer stoffschlüssigen Verbindung sind auch andere Verbindungstechniken zwischen dem männlichen Fixierelement und dem ersten Bauteil denkbar.
Die erfindungsgemäße Bauteilverbindung weist ferner ein zweites Bauteil auf, in dem ein Durchgangsloch vorgesehen ist. Das Durchgangsloch weist einen ersten Lochbereich und einen zweiten Lochbereich auf, die, ähnlich wie bei einem Langloch, ineinander übergehen. Der erste Lochbereich ist so dimensioniert, dass das männliche Fixierelement in den ersten Lochbereich einführbar ist, derart, dass das männliche Fixierelement durch das Durchgangsloch zumindest teilweise hindurch ragt.
Der sich an den ersten Lochbereich anschließende zweite Lochbereich weist in einer Richtung, die quer oder senkrecht zur ersten Richtung ist, eine geringere lichte Weite auf als der erste Lochbereich. Nach einem Einführen des männlichen Fixierelements in den ersten Lochbereich kann durch relatives Verschieben der beiden Bauteile das männliche Fixierelement in den zweiten Lochbereich gebracht bzw. geschoben werden. Nach dem relativen Verschieben der beiden Bauteile ragt das männliche Fixierelement in dem zweiten Lochbereich durch das Durchgangsloch hindurch. Das männliche Fixierelement ist in Bezug auf die lichte Weite des zweiten Lochbereichs so gestaltet und so dimensioniert, dass es den Lochbereich in der zweiten Richtung formschlüssig überkragt. Durch das formschlüssige Überkragen des zweiten Lochbereichs sind die beiden Bauteile in der ersten Richtung formschlüssig miteinander verbunden.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass mindestens ein Sperrelement vorgesehen ist, welches so angeordnet ist, dass es sich einem (selbsttätigen oder unbeabsichtigten) Verschieben des männlichen Fixierelements von dem zweiten Lochbereich in den ersten Lochbereich widersetzt.
Das Sperrelement kann so gestaltet bzw. angeordnet sein, dass sich eine Selbsthemmung ergibt, d. h. dass auch bei hohen oder sehr hohen „Rückschiebekräften“ das Sperrelement sich einem Verschieben des männlichen Fixierelements von dem zweiten Lochbereich in den ersten Lochbereich widersetzt. Alternativ dazu kann das Sperrelement so gestaltet und angeordnet sein, dass es sich bis zu einer vorgegebenen „Höchstrückschiebkraft“ einem Zurückschieben des männlichen Fixierelements von dem zweiten Lochbereich in den ersten Lochbereich widersetzt und dass es bei Überschreiten der „Höchtsrückschiebekraft“ nachgibt bzw. zurückfedert und ein Zurückverschieben des männlichen Fixierelements von dem zweiten Lochbereich in den ersten Lochbereich ermöglicht.
Das Sperrelement kann z.B. die Form einer Sperrklinke oder eines zungenartigen Sperrelements haben.
Selbstverständlich können anstatt eines einzigen Sperrelements auch zwei oder mehr Sperrelemente vorgesehen sein, die so angeordnet sind, dass sie sich einem Verschieben des männlichen Fixierelements von dem zweiten Lochbereich in den ersten Lochbereich widersetzen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Richtung quer, insbesondere senkrecht, zu einer Richtung, welche den ersten Lochbereich mit dem zweiten Lochbereich verbindet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Sperrelement ähnlich einer Sperrklinke ein freies Ende auf, welches dem ersten Lochbereich abgewandt ist. Es kann vorgesehen sein, dass das freie Ende des mindestens einen Sperrelements an dem männlichen Fixierelement ansteht oder anliegt, wenn sich das männliche Fixierelement in dem zweiten Lochbereich befindet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Sperrelement biegeelastisch ausgebildet ist. Durch Verschieben des männlichen Fixierelements von dem ersten Lochbereich in den zweiten Lochbereich verformt bzw. verbiegt sich das Sperrelement ausgehend von einer unbelasteten Grundposition elastisch derart, dass ein Verschieben des männlichen Fixierelements von dem ersten Lochbereich in den zweiten Lochbereich ermöglicht wird. Wenn das männliche Fixierelement sich in dem zweiten Lochbereich befindet oder in den zweiten Lochbereich reicht, federt das biegeelastische Sperrelement in seine Grundposition zurück, in der es sich dann einem Verschieben des männlichen Fixierelements von dem zweiten Lochbereich in den ersten Lochbereich widersetzt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Bauteil zumindest im Bereich des Durchgangslochs, d. h. zumindest im Bereich des ersten und des zweiten Lochbereichs eben ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Sperrelement in ein- und derselben Ebene wie das Durchgangsloch liegt, d.h., dass es nicht von dem zweiten Bauteil absteht, sondern lediglich in den Bereich des Durchgangslochs hineinragt. Wenn die beiden Bauteile miteinander verbunden sind, kann also vorgesehen sein, dass das Sperrelement nicht in der ersten Richtung von dem zweiten Bauteil absteht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich das mindestens eine Sperrelement in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Lochbereich und dem zweiten Lochbereich befindet.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein zweites Bauteil gemäß der Erfindung;
2 eine Bauteilverbindung gemäß der Erfindung vor dem formschlüssigen Verbinden der beiden Bauteile;
3 die Bauteilverbindung der 2 im formschlüssig verbundenen Zustand; und
4 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines zweiten Bauteils gemäß der Erfindung.

1 zeigt ein zweites Bauteil 1, bei dem es sich beispielweise um ein ebenes Bauteil handeln kann, z. B. um ein Stahl- oder Aluminiumblechbauteil oder um ein ebenes Kunststoffbauteil.
In dem zweiten Bauteil 1 ist ein Durchgangsloch 2 vorgesehen, das einen ersten Lochbereich 2a und einen zweiten Lochbereich 2b aufweist und das hinsichtlich seiner Form so gestaltet ist, dass es eine biegeelastische Sperrklinke 3 aufweist. Das Durchgangsloch 2 kann beispielsweise durch Stanzen, durch Schneiden, insbesondere durch Laserstrahlschneiden, oder in anderer Weise aus einer ebenen Ausgangsplatine, z. B. aus einem Blech, hergestellt werden.
Eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene wird im Folgenden als erste Richtung bezeichnet. Eine die beiden Lochbereiche 2a, 2b verbindende Richtung wird im Folgenden als dritte Richtung 4 bezeichnet und eine Richtung, die senkrecht zu ersten Richtung (d. h. senkrecht zur Zeichenebene) und gleichzeitig senkrecht zur dritten Richtung 4 ist, wird als zweite Richtung 5 bezeichnet.
Wie aus 1 ersichtlich ist, weist der erste Lochbereich 2a in der zweiten Richtung 5 eine größere lichte Weite auf als der zweite Lochbereich 2b.
2 zeigt eine Bauteilverbindung vor dem formschlüssigen Verbinden. Senkrecht zur Zeichenebene „unterhalb“ des zweiten Bauteils 1 befindet sich ein erstes Bauteil 6, bei dem es sich z. B. ebenfalls um ein Blechbauteil (z. B. Stahl- oder Aluminiumblechbauteil) oder um ein Kunststoffbauteil oder um ein Bauteil aus einem anderen Material handeln kann. Fest verbunden mit dem ersten Bauteil 6 ist ein männliches Fixierelement 7, das hier durch eine Kugel gebildet ist. Das männliche Fixierelement 7 kann in seinem Aufstandspunkt 8 auf dem ersten Bauteil (6) z. B. stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil 6 verbunden sein. Beispielsweise kann es sich bei dem männlichen Fixierelement 7 um eine Stahl- oder Aluminiumkugel handeln, die auf das erste Bauteil 6 aufgeschweißt ist.
In dem in 2 gezeigten Zustand ragt das männliche Fixierelement 7, das hier durch eine Kugel gebildet ist, durch den ersten Lochbereich 2a des Durchgangslochs 2 hindurch. Insbesondere eine Äquatorebene der das männliche Fixierelement 7 bildenden Kugel steht über die dem ersten Bauteil 6 abgewandte Seite des zweiten Bauteils 1 vor, (d. h. aus der Zeichenebene heraus).
Das Sperrelement 3 ist so gestaltet und dimensioniert, dass es biegeelastisch in Richtung eines Pfeils 9 ist.
Durch relatives Verschieben der beiden Bauteile 1, 6 kann das männliche Fixierelement 7 von dem ersten Lochbereich 2a (vgl. 2) in den zweiten Lochbereich 2b (vgl. 3) verschoben werden. Bei Verschieben der beiden Bauteile 1, 6 federt das Sperrelement 3 zunächst ein Stück weit nach außen in Richtung des Pfeils 9.
Spätestens bei Erreichen des zweiten Lochbereichs 2b federt das Sperrelement 3 in seine in 1 gezeigte Grundposition zurück oder zumindest in eine Position, in der es sich einem Zurückverschieben des männlichen Fixierelements 7 von dem zweiten Lochbereich 2b in den ersten Lochbereich 2a widersetzt. Das Sperrelement 3 kann so ausgebildet sein, dass eine Selbsthemmung eintritt, d. h. dass sich das Sperrelement 3 auch bei sehr hohen Rückschiebekräften einem Zurückverschieben des männlichen Fixierelements 7 von dem zweiten Lochbereich 2b in den ersten Lochbereich 2a widersetzt. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Rückschiebekraft in das Sperrelement 3 „nach außen“ zurückfedert und ein Zurückverschieben des männlichen Fixierelements 7 von dem zweiten Lochbereich 2b in den ersten Lochbereich 2a ermöglicht.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Lochbereich 2a und dem zweiten Lochbereich 2b auf einander gegenüberliegender Seiten jeweils ein Sperrelement 3, 3a vorgesehen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009049602 B3 [0002]

Claims

Bauteilverbindung mit - einem ersten Bauteil (6), - einem in einer ersten Richtung von dem ersten Bauteil (6) abstehenden männlichen Fixierelement (7), - einem zweiten Bauteil (1), in dem ein Durchgangsloch (2) vorgesehen ist, wobei das Durchgangsloch (2) - einen ersten Lochbereich (2a) aufweist, der so dimensioniert ist, dass das männliche Fixierelement (7) in den ersten Lochbereich (2a) einführbar ist, derart, dass das männliche Fixierelement (7) durch das Durchgangsloch (2) hindurch ragt, und - einen sich an den ersten Lochbereich (2a) anschließenden zweiten Lochbereich (2b), der in einer zweiten Richtung (5), die quer oder senkrecht zur ersten Richtung ist, eine geringere lichte Weite aufweist, als der erste Lochbereich (2a), wobei nach einem Einführen des männlichen Fixierelements (7) in den ersten Lochbereich (2a) durch relatives Verschieben der beiden Bauteile (1, 6) das männliche Fixierelement (7) in den zweiten Lochbereich (2b) schiebbar ist, wobei das männliche Fixierelement in dem zweiten Lochbereich (2b) durch das Durchgangsloch (2) hindurch ragt und den zweiten Lochbereich (2b) in der zweiten Richtung (5) formschlüssig überkragt, wodurch die beiden Bauteile in der ersten Richtung formschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sperrelement (3, 3a) vorgesehen ist, welches so angeordnet ist, dass es sich einem Verschieben des männlichen Fixierelements (7) von dem zweiten Lochbereich (2b) in den ersten Lochbereich (2a) widersetzt.
Bauteilverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Richtung (5) quer, insbesondere senkrecht zu einer den ersten Lochbereich (2a) mit dem zweiten Lochbereich (2b) verbindenden dritten Richtung (4) ist.
Bauteilverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sperrelement (3, 3a) ein freies Ende aufweist, welches dem ersten Lochbereich (2a) abgewandt ist.
Bauteilverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sperrelement (3, 3a) biegeelastisch ist, wobei das mindestens eine Sperrelement (3, 3a) ausgehend von einer Grundposition beim Verschieben des männlichen Fixierelements (7) von dem ersten Lochbereich (2a) in den zweiten Lochbereich (2b) sich zunächst elastisch verformt und, wenn das männliche Fixierelement (7) den zweiten (7) Lochbereich erreicht hat, in eine Sperrstellung zurückfedert.
Bauteilverbindung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn sich das männliche Fixierelement (7) in dem zweiten Lochbereich (2b9) befindet, ein freies Ende des mindestens einen Sperrelements (3, 3a) an dem männlichen Fixierelement (7) ansteht oder anliegt.
Bauteilverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (1) zumindest im Beriech des Durchgangslochs (2) eben ist.
Bauteilverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sperrelement (3, 3a) in ein- und derselben Ebene wie das Durchgangsloch (2) ist.
Bauteilverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sperrelement (3, 3a) in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Lochbereich (2a, 2b) angeordnet ist.
Bauteilverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass männliches Fixierelement (7) mindestens eine Kugel aufweist oder durch mindestens eine Kugel gebildet ist.