DE102018209726A1

DE102018209726A1 - Befestigungseinrichtung und Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018209726A1
Application number: DE102018209726.7A
Authority: DE
Inventors: Niels Rütthard; Heiko Schönewald; Jan-Hendrik Wolter
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2019-12-19
Also published as: WO2019238349A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, ein Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen.Eine Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, umfasst ein Einsteckteil (20) mit einem Schaftbereich (22) zum zumindest teilweisen Einstecken in eine Öffnung des Tragteils entlang einer Längsachse (27) des Schaftbereichs (22) des Einsteckteils (20) zwecks Befestigung des Einsteckteils (20) am Tragteil. Das Einsteckteil weist einen an einem Ende des Schaftbereichs (22) angeordneten Kopfbereich (24) zur Anlage an einem Anbauteil auf. Die Befestigungseinrichtung umfasst weiterhin ein am Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) angeordnetes bzw. anordbares Dichtelement (30) mit einem Anlagebereich (32) zur Anlage an einem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung. Das Dichtelement (30) umgibt den Schaftbereich (22) auf einem Längenabschnitt radial außen umlaufend.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, ein Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen.
Zur Anordnung von Anbauteilen an Tragteilen werden häufig Clipsverbindungen genutzt, die auf einfache Weise eine den typischen Festigkeitsanforderungen entsprechende Befestigung ermöglichen. Dies ist etwa bei Kraftfahrzeugen beispielsweise bei außen liegenden Beplankungsteilen wie etwa Radabdeckungen, Türabdeckungen, Schwellerbeplankungen oder C-Säulen-Verblendungen der Fall. Bei diesen Verbindungen wird eine Seite eines Einsteckteils, welches auch als Clips bezeichnet wird, am Anbauteil befestigt und die andere Seite wird in eine Öffnung des Tragteils eingeführt und dort befestigt.
Zum Zwecke des Korrosionsschutzes kann als Dichtelement eine Tülle genutzt werden. Diese wird vor Anordnung des Einsteckteils in der Öffnung des Tragteils positioniert und dichtet den Zwischenraum zwischen der Öffnung und dem Einsteckteil ab, sodass ein Eindringen von Wasser oder Verschmutzungen verhindert wird. Auch kann auf diese Weise ein Schutz der Lochwandung realisiert werden, da ein direkter Kontakt zwischen dem Einsteckteil und dem Loch verhindert wird.
Einzelne Aspekte dieser aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungseinrichtung sind in den 1-4 dargestellt.
Gezeigt ist eine Befestigungseinrichtung 10, die ein Einsteckteil 20 mit einem Schaftbereich 22 sowie eine auf den Schaftbereich 22 aufgesteckte bzw. aufsteckbare Tülle 70 aufweist. Nach oben hin schließt an den Schaftbereich 22 des Einsteckteils 20 der einen größeren Durchmesser aufweisende Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 an. An der Oberseite des Kopfbereiches 24 sind zwei Sperrelemente in Form seitlich hervorstehender Arme angeordnet. Zwischen diesen und der darunterliegenden, im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Kopfbereichs 24 wird bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Befestigungseinrichtung 10 ein Anbauteil angeordnet.
Die Befestigung des Einsteckteils 20 und somit der Befestigungseinrichtung 10 am Tragteil erfolgt typischerweise durch Verriegelungselemente, die im Inneren der Tülle 70 angeordnet sind und diese bereichsweise elastisch verformen. In 1 sind die verformten Konturen der Verriegelungselemente dargestellt. Die Verriegelungselemente dienen der Herstellung eines Hinterschnitts zum Hintergreifen des die Öffnung ausbildenden Materials des Tragteils und somit der formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils 20 mit dem hier nicht dargestellten Tragteil.
In einem ersten Schritt zur Befestigung des Anbauteils am Tragteil wird die Tülle 70, wie in 4 dargestellt, in die Öffnung des Tragteils eingesteckt. Das Einsteckteil 20, wie in 3 gezeigt, wird am Anbauteil befestigt. Es erfolgt eine Positionierung des Anbauteils mit dem Einsteckteil 20 in Bezug zum Tragteil und dann ein Einführen des Schaftbereichs 22 des Einsteckteils in die mit der Tülle 70 versehene Öffnung. Die Tülle 70 dient der Abdichtung der Öffnung sowie dem Schutz der Innenwandung der Öffnung vor Korrosion bzw. mechanischer Beschädigung.
Diese Lösung bringt den Nachteil mit sich, dass die Montage zeitaufwändig und somit teuer ist, da wie beschrieben in einem zweischrittigen Verfahren zunächst die Tülle und anschließend das Einsteckteil anzuordnen sind. Darüber hinaus ist die beschriebene Clipsverbindung fehleranfällig, da die Tülle fehlerhaft positioniert werden kann oder die Tülle nach ihrer Anordnung hinausfallen oder verschoben werden kann. Letzteres ist insbesondere der Fall, wenn das Anbauteil bei seiner Befestigung entlang der Oberfläche des Tragteils bewegt, beispielsweise gedreht wird, da sich das freie Ende des Einsteckteils an einem das Tragteil überragenden Rand der Tülle verhaken kann und die Tülle auf diese Weise abstreifen, krempeln oder anderweitig in ihrer Anordnung bzw. Position stören kann. Auch kann es zu einem Krempeln der Tülle kommen, wenn die Tülle bei ihrer Anordnung das Loch nicht exakt mittig trifft oder wenn das Einsteckteil bei seiner Anordnung die Tülle nicht exakt mittig trifft. In diesen Fällen kann der Korrosionsschutz bzw. der Schutz der Innenwandung der Öffnung nicht gewährleistet werden.
Alternativ sind Schaumbänder bekannt, die mittels ihrer flexiblen Eigenschaften eine Abdichtung ermöglichen. Diese sind allerdings nicht in der Lage, die Innenwandung der Öffnung zu schützen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungseinrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisierbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Befestigungseinrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zur Befestigung gemäß Anspruch 9. Ausgestaltungen der Befestigungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2-8 angegeben. Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil. Diese umfasst ein Einsteckteil mit einem Schaftbereich zum zumindest teilweisen Einstecken in eine Öffnung des Tragteils entlang einer Längsachse des Schaftbereichs des Einsteckteils zwecks Befestigung des Einsteckteils am Tragteil. Das Einsteckteil weist weiterhin einen an einem Ende des Schaftbereichs angeordneten Kopfbereich zur Anlage an einem Anbauteil auf. Die Befestigungseinrichtung umfasst weiterhin ein am Schaftbereich des Einsteckteils angeordnetes bzw. anordbares Dichtelement mit einem Anlagebereich zur Anlage an einem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung. Das Dichtelement umgibt den Schaftbereich auf einem Längenabschnitt radial außen umlaufend.
Das Einsteckteil dient der mechanischen Verbindung des Anbauteils mit dem Tragteil. Die Öffnung des Tragteils meint insbesondere eine Durchgangsöffnung.
Der Schaftbereich und der Kopfbereich sind an gegenüberliegenden Endbereichen des Einsteckteils ausgebildet. Der Kopfbereich dient der mittelbaren oder unmittelbaren Anlage an einem Anbauteil. Somit können selbstverständlich Zwischenschichten oder weitere Elemente zwischen dem Kopfbereich und dem Anbauteil angeordnet sein. Insbesondere dient der Kopfbereich zur Befestigung des Einsteckteils am Anbauteil. Er kann beispielsweise eine Anlagefläche und wenigstens ein Sperrelement aufweisen, zwischen welchen das Anbauteil formschlüssig gehalten werden kann. Der Kopfbereich weist einen größeren Durchmesser bzw. eine größere radiale Erstreckung auf als der Schaftbereich.
Das Dichtelement erstreckt sich bei bestimmungsgemäßer Anordnung am Einsteckteil über einen Längenabschnitt des Schaftbereichs. Dieser Längenabschnitt kann zwischen 5% und 75%, insbesondere zwischen 15% und 50% und in einem Beispiel zwischen 20% und 30% der Längserstreckung des Schaftbereichs entsprechen. Diese Längserstreckung meint die entlang der Längsachse des Schaftbereichs gemessene Länge zwischen einer dem Kopfbereich abgewandten Begrenzung des Schaftbereichs, zum Beispiel einer Spitze des Schaftbereichs zum Einführen in die Öffnung, und dem Kopfbereich.
Das Dichtelement umgibt den Schaftbereich radial außen. Dies bedeutet, dass zumindest ein Großteil des Dichtelements radial außerhalb des Schaftbereichs angeordnet bzw. anordbar ist. Selbstverständlich ist es dabei nicht ausgeschlossen, dass Bereiche des Dichtelements von Teilen des Schaftbereichs radial überragt werden. Die Bezeichnungen axial und radial im Sinne der Erfindung beziehen sich auf die Längsachse des Schaftbereichs.
Das Dichtelement umgibt den Schaftbereich umlaufend. Das bedeutet, dass das Dichtelement eine Durchgangsöffnung zur Anordnung des Schaftbereichs aufweist. Das Dichtelement ist insbesondere ringförmig, beispielsweise kreisringförmig, ausgestaltet, kann aber ebenso beliebige andere Formen annehmen und beispielsweise rechteckig sein. Insbesondere ist das Dichtelement in Bezug zur Durchgangsöffnung im Wesentlichen drehsymmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch aufgebaut. Typischerweise ist das Dichtelement aus einem elastischen, zur Abdichtung geeigneten Material wie etwa Gummi hergestellt. Der Anlagebereich des Dichtelements ist insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Einsteckrichtung angeordnet. Er ist insbesondere umlaufend und kann ringförmig, beispielsweise kreisringförmig, sein.
Die zumindest teilweise Abdichtung meint eine zumindest abschnittsweise gas- und/oder flüssichkeitsdichte Abdichtung. Insbesondere dient das Dichtelement der Abdichtung der Öffnung vor eindringender Flüssigkeit bzw. eindringendem Schmutz, sodass eine Korrosion, insbesondere des Tragteils, verhindert wird.
Das Anordnen des Dichtelements am Einsteckteil kann durch Einstecken des Schaftbereichs durch die Öffnung des Dichtelements entlang der Einsteckrichtung bzw. durch Aufstecken des Dichtelements auf den Schaftbereich des Einsteckteils entgegen der Einsteckrichtung erfolgen. Ebenso ist eine direkte Anordnung bzw. Ausbildung des Dichtelements mittels eines Urformverfahrens am Einsteckteil möglich, beispielsweise durch Zweikomponenten-Spritzguss. Insbesondere ist das Dichtelement im Auslieferungszustand der Befestigungseinrichtung am Schaftbereich angeordnet und weist einen entlang der Längsachse gemessenen Abstand zum Kopfbereich auf. Somit stehen das zur Abdichtung genutzte Dichtelement und das der Befestigung des Anbauteils am Tragteil dienende Einsteckteil in der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung als Bauteilsystem bzw. Zusammenbau zur Verfügung, welches in einem einzelnen Verfahrensschritt montiert werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist somit, dass zur Erreichung einer Abdichtung bzw. eines Korrosionsschutzes keine zusätzliche Tülle verwendet werden muss, die vor der Montage des Einsteckteils separat zu montieren wäre, sondern dass das Einsteckteil im vormontierten Zustand, gegebenenfalls mit daran angeordnetem Bauteil, in die Öffnung einsteckbar ist. Auf diese Weise wird der Aufwand minimiert und die Montage erfolgt rascher und weniger fehleranfällig. Etwaiges Krempeln einer vorher zu montierenden Tülle entfällt, da die Positionierung des Dichtelements in einem Schritt mit der Anordnung des Einsteckteils erfolgt. Somit ist die Befestigung einfacher und kostengünstiger realisierbar als bei Nutzung der aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungseinrichtungen.
Eine Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement bei Beaufschlagung mit einer Kraft in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse relativ zum Schaftbereich des Einsteckteils verschieblich ist. Somit ist zwecks Erzielung einer zumindest teilweisen Abdichtung zwischen Tragteil und Einsteckteil zumindest der Anlagebereich des Dichtelements am Kopfbereich des Einsteckteils zur Anlage bringbar.
Mit anderen Worten kann das Dichtelement, insbesondere während der Montage, axial entlang des Schaftbereichs bewegt werden, um auf diese Weise von einer Montageposition zu einer Zielposition gebracht zu werden. Die Montageposition dient insbesondere der Anordnung des Einsteckteils sowie des Dichtelements an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks Montage des Einsteckteils, der Befestigungseinrichtung bzw. des Anbauteils. Hierbei weist das Dichtelement einen entlang der Längsachse gemessenen Abstand zum Kopfbereich auf. In der Zielposition realisiert das Dichtelement mit seinem Anlagebereich einen Kontakt mit dem Kopfbereich des Einsteckteils, sodass es die dichtende Wirkung erzielen kann.
Insbesondere ist diejenige Seite des Anlagebereichs des Dichtelements am Kopfbereich zur Anlage bringbar, die der zur Anlage an dem Material des Tragteils bestimmten Seite abgewandt ist. Somit wird der Anlagebereich zwecks Realisierung der Dichtwirkung zwischen Kopfbereich und Tragteil angeordnet.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass die Anordnung des Dichtelements in der Öffnung besonders einfach und sicher erfolgen kann, da das Dichtelement bereits in der Öffnung positionierbar ist, bevor das Einsteckteil die endgültigen Position am Tragteil erreicht. Das Einsteckteil dient der einfachen Führung des Dichtelements beim Einstecken in die Öffnung.
Eine weitere Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil ist dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckteil zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils mit dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils wenigstens ein im Wesentlichen radial beweglich angeordnetes Verriegelungselement zur Ausbildung eines Hinterschnitts aufweist. Mit diesem ist das die Öffnung ausbildende Material hintergreifbar.
Mit anderen Worten dient das Verriegelungselement der formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils mit dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils. Typischerweise sind wenigstens zwei und insbesondere drei oder vier Verriegelungselemente in gleichmäßigen Winkeln am Umfang des Schaftbereichs angeordnet.
Im Wesentlichen radial beweglich meint, dass eine Bewegung mit einer radialen Komponente möglich ist. Insbesondere ist das Verriegelungselement an einem Arm angeordnet, der mit dem Rest des Einsteckteils bzw. dem Schaftbereich schwenkbar in Bezug zur Längsachse verbunden ist, wobei es insbesondere bei Realisierung der Schwenkbewegung zu einer elastischen Verformung des Arms kommt, sodass das Verriegelungselement bei der infolge der Einführung in die Öffnung auftretenden Schwenkbewegung eine dieser Bewegung entgegenwirkende Rückstellkraft realisiert. Bei Erreichen der Zielposition in der Öffnung dient diese Kraft der Rückstellung des Verriegelungselements in eine radial weiter außen gelegene Position bzw. eine weniger ausgelenkte Position des Arms zum Hintergreifen des die Öffnung ausbildenden Materials bzw. zur Ausbildung des Hinterschnitts.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass die Befestigung des Einsteckteils am Tragteil besonders einfach und sicher möglich ist.
Die dem Kopfbereich abgewandte Seite des Schaftbereichs ist in ihrer Kontur insbesondere spitz bzw. konisch zulaufend ausgestaltet, um bei Einführung in die Öffnung ein automatisches Zentrieren zu ermöglichen und auf diese Weise die Zielposition besonders einfach und sicher zu erreichen.
In einer Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung sind das Verriegelungselement und das Dichtelement derart angeordnet und ausgestaltet, dass das Verriegelungselement mit einer radialen Vorspannkraft an das Dichtelement drückt.
Mit anderen Worten wird das Dichtelement wenigstens bereichsweise mittels des Verriegelungselements nach außen gedrückt. Diese Vorspannkraft ist jedoch relativ gering bemessen, sodass in Abhängigkeit der Reibverhältnisse bzw. der Reibfaktoren, die durch die aneinander anliegenden Materialien des Dichtelements sowie des Verriegelungselements definiert sind, die axiale Verschiebung des Dichtelements auf dem Verriegelungselement bzw. dem Einsteckteil mit einer manuell aufbringbaren Kraft, wie zum Beispiel 50 N, möglich ist.
Derart kann bei Anlage des Dichtelements an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils und bei Ausführung einer Einschub-Bewegung des Einsteckteils in die Öffnung das Dichtelement derart weit verschoben werden, bis es in axialer Richtung an einen Anschlag gerät, um dort die Dichtwirkung zu erzielen.
Insbesondere erfolgt durch die beim Einführen des Einsteckteils in die Öffnung realisierte Kraft der Wandung der Öffnung auf das Verriegelungselement ein Schwenken des Verriegelungselements bzw. eine Deformation wenigstens eines Teils des Einsteckteils.
Typischerweise befindet sich dabei ein Bereich des Dichtelements zwischen dem die Öffnung ausbildenden Material bzw. der Innenwandung der Öffnung und dem Verriegelungselement, sodass die Kraft von dem die Öffnung ausbildenden Material über das Dichtelement auf das Verriegelungselement übertragbar ist.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass das Dichtelement am Einsteckteil gehalten ist und somit ein ungewünschtes Verschieben verhindert wird. Insbesondere kann auf diese Weise die gewünschte Position des Dichtelements während der Einführung in die Öffnung gewährleistet werden, sodass die korrekte Anordnung des Dichtelements am die Öffnung ausbildenden Material sichergestellt wird.
In einer Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist zumindest ein Abschnitt des Schaftbereichs konisch ausgestaltet, sodass eine einen Abstand zwischen Kopfbereich und Dichtelement verringernde Relativbewegung zwischen Einsteckteil und Dichtelement gesperrt ist, wenn der konische Abschnitt des Schaftbereichs zwischen Dichtelement und Kopfbereich angeordnet ist. Dabei kann das Verriegelungselement Teil der konisch geformten Kontur sein, sodass sich bei einer Verformung der zwischen den die Kontur des Konus begrenzenden Seiten des Verriegelungselements bzw. der Verriegelungselemente befindliche Winkel verringert bzw. der Konus spitzer wird und auf diese Weise die oben genannte Relativbewegung zumindest abschnittsweise ermöglicht wird. Typischerweise ist das Dichtelement derart ausgestaltet, dass es sich bei Relativbewegung in Bezug zum Schaftbereich zumindest bereichsweise elastisch verformt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist am Schaftbereich des Einsteckteils wenigstens ein erstes Anlageelement und am Dichtelement wenigstens ein zweites Anlageelement ausgebildet. Wenigstens ein erstes Anlageelement und wenigstens ein zweites Anlageelement sind dazu eingerichtet, einander zu kontaktieren und auf diese Weise in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen Einsteckteil und Dichtelement herzustellen. Somit ist eine einen Abstand zwischen Kopfbereich und Dichtelement vergrößernde Relativbewegung zwischen Einsteckteil und Dichtelement gesperrt.
Mit anderen Worten dient das erste Anlageelement der Kontaktierung des Dichtelements bzw. des zweiten Anlageelements in einer axialen Richtung. Dadurch wird ein Formschluss hergestellt, der gewährleistet, dass das Dichtelement nicht vom Schaftbereich zu der dem Kopfbereich gegenüberliegenden Seite abgezogen werden kann. Ein Hinabgleiten des Dichtelements von Schaftbereich wird verhindert.
Jedes der Anlageelemente kann als Sperrkante oder Sperrfläche ausgestaltet sein. Insbesondere ist das erste Anlageelement und/oder das zweite Anlageelement eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse ausgerichtete Fläche. Typischerweise weist das erste Anlageelement zum Kopfbereich und das zweite Anlageelement vom Kopfbereich weg.
Insbesondere erfolgt die gegenseitige Kontaktierung der Anlageelemente in der Montageposition des Dichtelements am Schaftbereich. Mit anderen Worten definieren die Anlageelemente die Montageposition des Dichtelements.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass das Dichtelement besonders fest am Einsteckteil gehalten ist und somit eine ungewünschte Änderung seiner Position verhindert ist.
In einer Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist der maximale radiale Durchmesser des Einsteckteils, insbesondere des Kopfteils des Einsteckteils, größer als der maximale radiale Durchmesser des Dichtelements, insbesondere eines Anlagebereichs des Dichtelements. Es sind die entlang der radialen Richtung, also senkrecht zur Längsachse des Schaftbereichs, gemessenen Durchmesser gemeint. Mit anderen Worten ragen Teile des Einsteckteils über das Dichtelement hinaus. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein Abstreifen bzw. Verlorengehen des am Schaftbereich vormontierten Dichtelements auf einfache Weise verhindert wird. Auch wird so ein zu tiefes Einbringen des Einsteckteils und des Dichtelements in die Öffnung verhindert, in deren Folge die Dichtwirkung durch fehlerhafte Positionierung des Dichtelements eingeschränkt sein könnte.
In einer weiteren Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung überragt das Einsteckteil das Dichtelement in einer senkrecht zur Längsachse ausgerichteten Ebene im Bereich der dem Kopfbereich abgewandten axialen Begrenzung des Dichtelements radial oder schließt bündig mit diesem ab. Somit ist beim Einstecken des Einsteckteils mit daran angeordnetem Dichtelement in die Öffnung ein Einführen des Dichtelements in die Öffnung erleichtert.
Die dem Kopfbereich abgewandten axialen Begrenzung meint dasjenige Ende des Dichtelements, welches dem Kopfbereich abgewandt ist. Typischerweise bildet es eine Fläche aus, die vom Kopfbereich weg weist.
Mit anderen Worten wird dasjenige Ende des Dichtelements, welches in der Montageposition der Befestigungseinrichtung vom Kopfbereich des Einsteckteils abgewandt ist, von einem in axialer Richtung anschließenden Bereich des Einsteckteils, insbesondere des Schaftbereichs, überragt bzw. schließt bündig mit diesem ab. Insbesondere weist der der genannten axialen Begrenzung des Dichtelements in axialer Richtung benachbarte Bereich des Einsteckteils eine radiale Erstreckung auf, welche um den senkrecht zur Längsachse gemessenen Abstand A größer ist als die radiale Erstreckung des Dichtelements im Bereich seiner genannten axialen Begrenzung. Somit wird effektiv die Bildung einer überstehenden Kante bzw. Fläche im Bereich der dem Kopfbereich abgewandten axialen Begrenzung des Dichtelements verhindert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass dieser Bereich des Dichtelements, welcher bei bestimmungsgemäßer Montage als erster Bereich des Dichtelements in die Öffnung eingeführt wird, störungsfrei und ohne die Gefahr eines Hängenbleibens in die Öffnung führbar ist. Darüber hinaus wird durch den im Bezug zum Dichtelement erweiterten Querschnitt des dem Dichtelement benachbarten Bereichs des Einsteckteils die Zentrierung des Einsteckteils beim Einführen in die Öffnung gewährleistet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung weist das Dichtelement eine an den Anlagebereich axial anschließende, insbesondere ringförmig umlaufende, Manschette zur zumindest bereichsweisen Anlage an eine Innenwandung der Öffnung auf.
Typischerweise ist die Manschette der dem Kopfbereich abgewandte Teil des Dichtelements. Sie dient dem Schutz des die Öffnung ausbildenden Materials, also insbesondere dem Schutz der Lochwandung. Die Manschette kann radial innen an den Anlagebereich anschließen. Mittels der Manschette ist das Dichtelement typischerweise am Schaftbereich befestigt.
Zumindest die Manschette des Dichtelements ist dabei derart weich bzw. elastisch ausgestaltet, dass sie bei punktueller Beaufschlagung mit einer radialen Kraft durch ein Verriegelungselement so verformbar ist, dass das Verriegelungselement über den Durchmesser der Öffnung der Manschette, welchen die Manschette im entspannten Zustand aufweist, nach radial außen bewegbar ist, und derart einen Hinterschnitt hinter dem das Tragteil ausbildenden Material erzeugen kann.
Diese Ausgestaltung ermöglicht auf vorteilhafte Weise den Schutz der Innenwandung der Öffnung vor Beschädigung mittels des Einsteckteils.
Eine weitere Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung ein umlaufendes Dichtungsteil zur zumindest bereichsweisen Anlage an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks Realisierung einer wenigstens teilweisen Abdichtung zwischen dem Kopfbereich und dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils aufweist.
Insbesondere ist das umlaufende Dichtungsteil ringförmig ausgestaltet und/oder radial außen am Kopfbereich des Einsteckteils angeordnet bzw. anordbar. Das umlaufende Dichtungsteil erstreckt sich vom Kopfbereich des Einsteckteils in axialer Richtung auf das Tragteil und liegt an diesem zwecks Realisierung der Dichtwirkung an.
Somit wird eine Dichtwirkung zwischen dem Kopfbereich und der Öffnung realisiert.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass ein zusätzliches, separat wirksames Dichtmittel zur Abdichtung der Öffnung vor über den Kopfbereich eindringender Flüssigkeit bzw. eindringendem Schmutz vorhanden ist. Auf diese Weise wird eine höhere Wasserdichtigkeit erzielt. Durch eine feste Anordnung des umlaufenden Dichtungsteils am Kopfbereich kann eine besonders gute Dichtwirkung erzielt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Bauteilsystem, umfassend eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung und ein Anbauteil. Dabei ist mittels des Kopfbereichs des Einsteckteils eine Verbindung, insbesondere eine formschlüssige Verbindung, zwischen dem Anbauteil und dem Einsteckteil realisiert.
In einer Ausgestaltung umfasst das Bauteilsystem weiterhin ein Tragteil. Es ist mittels des Schaftbereichs des Einsteckteils eine Verbindung, insbesondere eine formschlüssige Verbindung, zwischen dem Tragteil und dem Einsteckteil realisiert.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil. Dabei werden ein Tragteil mit einer Öffnung sowie eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Insbesondere liegt der Kopfbereich des Einsteckteils an einem Anbauteil an. Der Schaftbereich des Einsteckteils wird zwecks Befestigung des Einsteckteils am Tragteil entlang seiner Längsachse zumindest teilweise in die Öffnung eingesteckt. Dabei kommt der Anlagebereich des Dichtelements zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung an einem die Öffnung ausbildenden Material zur Anlage. Wenigstens ein Verriegelungselement bildet durch eine Bewegung mit einer radialen Komponente einen Hinterschnitt hinter dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils aus.
Mit anderen Worten hintergreift das Verriegelungselement das die Öffnung ausbildende Material des Tragteils. Das Anliegen des Kopfbereichs am Anbauteil kann unmittelbar oder mittelbar sein. Mit anderen Worten können weitere Elemente bzw. Zwischenschichten zwischen dem Kopfbereich und dem Anbauteil angeordnet sein. Insbesondere ist gemeint, dass der Kopfbereich des Einsteckteils am Anbauteil befestigt ist.
Insbesondere erfolgt ein Verschieben des Dichtelements entlang der axialen Richtung derart, dass der Anlagebereich am Kopfbereich zur Anlage kommt.
In einer Ausgestaltung wird der Kopfbereich des Einsteckteils an bzw. in einem Anbauteil angeordnet. Dies geschieht insbesondere vor dem Einstecken des Schaftbereichs in die Öffnung. Insbesondere wird ein mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtungen bestücktes Anbauteil in Bezug zum Tragteil positioniert und derart bewegt, dass die Schaftbereiche der Einsteckteile zumindest teilweise in die Öffnungen eingesteckt werden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen. Dieses weist wenigstens eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung auf.
Beispielsweise kann das Tragteil ein Karosseriebauteil und das Anbauteil eine Radabdeckung des Kraftfahrzeugs sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen

1: eine Seitenansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungseinrichtung,
2: eine geschnittene Darstellung der Befestigungseinrichtung aus 1,
3: eine Seitenansicht des Einsteckteils der Befestigungseinrichtung aus den 1 und 2,
4: eine Seitenansicht der Tülle der Befestigungseinrichtung aus den 1 und 2,
5: eine Seitenansicht einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung,
6: eine geschnittene Darstellung der Befestigungseinrichtung aus 5,
7: eine Seitenansicht einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung, sowie
8: eine geschnittene Darstellung der Befestigungseinrichtung aus 7.

Auf die 1 bis 4 wurde bereits im Zuge der Würdigung des Standes der Technik eingegangen.
5 zeigt eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung 10 mit einem Einsteckteil 20 und einem Dichtelement 30. Das Einsteckteil 20 weist einen Kopfbereich 24 zur Anlage bzw. Befestigung an einem Anbauteil auf, welcher analog zu der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ausgestaltet ist. An der Oberseite des Kopfbereiches 24 sind zwei Sperrelemente in Form seitlich hervorstehender Arme angeordnet. Zwischen diesen und der darunterliegenden, im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Kopfbereichs 24 wird bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Befestigungseinrichtung 10 ein Anbauteil angeordnet.
Unterhalb des Kopfbereichs 24 erstreckt sich der Schaftbereich 22 des Einsteckteils 20. Mit anderen Worten ist der Kopfbereich 24 an einem Ende des Schaftbereichs 22 angeordnet. Der Schaftbereich 22 ist zum Einstecken in eine Öffnung des Tragteils zwecks Befestigung am Tragteil ausgebildet.
Das Einsteckteil 20 weist im Schaftbereich 22 mehrere drehsymmetrisch in Bezug zur zentralen Längsachse 27 des Schaftbereichs angeordnete Verriegelungselemente 40 zur Ausbildung eines Hinterschnitts auf, mittels welchen das die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils hintergreifbar ist. Auf diese Weise kann das Einsteckteil 20 am Tragteil formschlüssig befestigt werden. Die Verriegelungselemente 40 sind an schwenkbaren Armen am Einsteckteil 20 angeordnet und können somit eine im Wesentlichen radiale Bewegung ausführen. Sie realisieren bei einem Verschwenken nach radial innen eine nach radial außen gerichtete Rückstellkraft.
Ein derartiges Verschwenken tritt beim Einstecken des Schaftbereichs in die Öffnung des Tragteils auf. Dabei übt die Öffnung indirekt eine Kraft auf die Verriegelungselemente 40 aus, da die Kraft mittels des Dichtelements 30 übertragen wird, welches zwischen dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils und dem Schaftbereich 22 des Einsteckteils 20 angeordnet ist. Bei Fortführung der Einschubbewegung bewirkt diese Rückstellkraft eine nach außen gerichtete Schwenkbewegung der Arme und somit eine nach radial außen gerichtete Rückstellbewegung der Verriegelungselemente, nachdem der den größten Radius aufweisende Bereich der Verriegelungselemente 40 das die Öffnung ausbildenden Material passiert hat. Auf diese Weise wird der Hinterschnitt mit dem Tragteil hergestellt und insbesondere mittels der Rückstellkraft aufrechterhalten.
Das Dichtelement 30 erstreckt sich über einen Längenabschnitt des Schaftbereichs, welcher ungefähr einem Viertel der entlang der Längsachse 27 gemessenen Gesamtlänge des Schaftbereichs 22 entspricht. Es umgibt den Schaftbereich 22 auf diesem Längenabschnitt radial außen umlaufend, nämlich kreisringförmig. Typischerweise sind das Einsteckteil 20 sowie das Dichtelement 30 wie in 5 dargestellt drehsymmetrisch in Bezug zur Längsachse 27 des Schaftbereichs 22 ausgeführt. Selbstverständlich können Einsteckteil und/oder Dichtelement auch einen eckigen Querschnitt aufweisen.
Das Dichtelement 30 weist einen Anlagebereich 32 zur Anlage am die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils auf, um auf diese Weise eine Abdichtung der Öffnung gegenüber eintretenden Partikeln bzw. Flüssigkeiten zu realisieren. In den 5 bis 8 ist das Dichtelement 30 jeweils in einer Montageposition am Einsteckteil 20 gezeigt. Insbesondere wird die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung 10 im dargestellten vormontierten Zustand bereitgestellt.
In den 6 und 8 wird deutlich, dass am Schaftbereich 22 vier erste Anlageelemente 50 ausgebildet sind, die bei Blickrichtung entlang der Längsachse 27 in Form eines Kreuzes angeordnet sind. Diese sind als im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 27 ausgerichtete Sperrflächen ausgestaltet.. Ein zweites Anlageelement 52 ist durch die untere Begrenzung der ringförmigen Manschette 34 des Dichtelements 30 ausgebildet. In der dargestellten Montageposition kontaktieren sich die ersten Anlageelemente 50 und das zweite Anlageelement 52 und bilden somit in axialer Richtung eine formschlüssige Verbindung 55 zwischen Einsteckteil 20 und Dichtelement 30 aus. Mit anderen Worten ist das Dichtelement 30 derart am Einsteckteil 20 angeordnet, dass es nicht axial nach unten hin verschieblich ist.
Durch die konische Ausgestaltung des Schaftbereichs 22 mit den Verriegelungselementen 40 ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Einsteckteil 20 und Dichtelement auch in der entgegengesetzten axialen Richtung realisiert, sodass eine den Abstand zwischen Kopfbereich 24 und Dichtelement 30 verkleinernde Relativbewegung zwischen diesen Elementen ebenfalls gesperrt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass es zu keiner ungewünschten Veränderung der relativen Position von Einsteckteil 20 und Dichtelement 30 kommt.
Wie in den 6 und 8 ersichtlich ist, weist das Abdichtelement 30 eine an den Anlagebereich 32 axial anschließende, ringförmig umlaufende Manschette 34 zur Anlage an der Innenwandung der Öffnung auf. Diese ist in einem Winkel von etwa 100° in Bezug zum Anlagebereich 32 angeordnet. Das Dichtelement 30 bildet einen rotationssymmetrischen Körper in Bezug zur Längsachse 27 aus.
Beim Einstecken der vormontierten Befestigungseinrichtung 10 in die Öffnung des Tragteils entlang der axialen Richtung dient die unten dargestellte, konisch zulaufende Spitze des Einsteckteils der Zentrierung der Befestigungseinrichtung 10 in Bezug zur Öffnung.
Der unten dargestellte, dem Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 abgewandte Rand des Dichtelements 30 weist in einer senkrecht zur Längsachse 27 ausgerichteten Ebene eine radiale Erstreckung bzw. einen Radius auf, welcher um den Abstand A kleiner ist als der benachbarte Bereich des Einsteckteils 20. Mit anderen Worten überragt das Einsteckteil 20 das Dichtelement 30 in der bezeichneten Ebene radial. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Dichtelement 30 beim Einstecken des Einsteckteils 20 in die Öffnung auf einfache und sichere Weise in die Öffnung einführbar ist, ohne dass ein Randbereich des Dichtelements 30 an der Wandung der Öffnung hängen bleibt.
Beim fortgeführten Einstecken der Befestigungseinrichtung 10 in die Öffnung gelangt das Dichtelement 30 derart in Kontakt mit der Öffnung, dass die Manschette 34 die Innenwandung der Öffnung auskleidet und der Anlagebereich 32 auf dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zur Anlage kommt.
Bei der weitergehenden Bewegung der Befestigungseinrichtung 10 in Bezug zum Tragteil verschiebt sich das Dichtelement 30 axial auf dem Schaftbereich 22, bis die Oberseite des Anlagebereichs 32 an der Unterseite des Kopfbereichs 24 zur Anlage kommt. In dieser Position, die auch als Zielposition bezeichnet wird, liegt somit der Anlagebereich 32 flächig zwischen dem Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 und dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils. Auf diese Weise wird die Öffnung effektiv gegen ein Eindringen von Flüssigkeiten bzw. Partikeln geschützt. Zuvor erfolgt typischerweise, wie beschrieben, die Anordnung des Kopfbereichs 24 des Einsteckteils 20 am hier nicht dargestellten Anbauteil.
Die Verriegelungselemente 40 und das Dichtelement 30 sind derart angeordnet und ausgestaltet, dass das Verriegelungselement 40 mit einer radialen Vorspannkraft an die Dichtelemente 30 drückt. Zumindest in den Bereichen der Verriegelungselemente 40 ist somit das Dichtelement kraftschlüssig gehalten, sodass es nicht ohne die Aufbringung äußerer Kräfte axial verschiebbar ist. Dies dient der Positionssicherung des Dichtelements 30 am Einsteckteil 20.
In der in den 7 und 8 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Befestigungseinrichtung 10 weiterhin ein ringförmig umlaufendes Dichtungsteil 60, welches radial außen am hier flach ausgeführten Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 befestigt ist. Dieser dient der Anlage am die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks Abdichtung der Öffnung gegenüber dem Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20. Wie in 8 ersichtlich ist, weist der Kopfbereich 24 zu diesem Zweck eine umlaufenden Nut auf, welche mit einem entsprechend ausgestalteten Formelement des umlaufenden Dichtungsteils 60 eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung nach Art einer Spundung ausbildet. Diese Ausführung weist eine doppelte Dichtlinie auf und kann somit das Versagen einer Dichtkomponente kompensieren.
Bezugszeichenliste

Befestigungseinrichtung	10
Einsteckteil	20
Schaftbereich	22
Kopfbereich	24
Längsachse	27
Dichtelement	30
Anlagebereich	32
Manschette	34
Verriegelungselement	40
Erstes Anlageelement	50
Zweites Anlageelement	52
Formschlüssige Verbindung	55
Umlaufendes Dichtungsteil	60
Abstand	A
Tülle	70

Claims

Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, umfassend - ein Einsteckteil (20) mit einem Schaftbereich (22) zum zumindest teilweisen Einstecken in eine Öffnung des Tragteils entlang einer Längsachse (27) des Schaftbereichs (22) des Einsteckteils (20) zwecks Befestigung des Einsteckteils (20) am Tragteil und einem an einem Ende des Schaftbereichs (22) angeordneten Kopfbereich (24) zur Anlage an einem Anbauteil, sowie - ein am Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) angeordnetes bzw. anordbares Dichtelement (30) mit einem Anlagebereich (32) zur Anlage an einem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) den Schaftbereich (22) auf einem Längenabschnitt radial außen umlaufend umgibt.
Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) bei Beaufschlagung mit einer Kraft in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse (27) relativ zum Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) verschieblich ist, sodass zwecks Erzielung einer zumindest teilweisen Abdichtung zwischen Tragteil und Einsteckteil (20) zumindest der Anlagebereich (32) des Dichtelements (30) am Kopfbereich (24) des Einsteckteils (20) zur Anlage bringbar ist.
Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckteil (20) zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils (20) mit dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils wenigstens ein im Wesentlichen radial beweglich angeordnetes Verriegelungselement (40) zur Ausbildung eines Hinterschnitts aufweist, mit welchem das die Öffnung ausbildende Material hintergreifbar ist.
Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (40) und das Dichtelement (30) derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass das Verriegelungselement (40) mit einer radialen Vorspannkraft an das Dichtelement (30) drückt.
Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) wenigstens ein erstes Anlageelement (50) ausgebildet ist und am Dichtelement (30) wenigstens ein zweites Anlageelement (52) ausgebildet ist, wobei wenigstens ein erstes Anlageelement (50) und wenigstens ein zweites Anlageelement (52) dazu eingerichtet sind, einander zu kontaktieren und auf diese Weise in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse (27) eine formschlüssige Verbindung (55) zwischen Einsteckteil (20) und Dichtelement (30) herzustellen, sodass eine einen Abstand zwischen Kopfbereich (24) und Dichtelement (30) vergrößernde Relativbewegung zwischen Einsteckteil (20) und Dichtelement (30) gesperrt ist.
Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckteil (20) das Dichtelement (30) in einer senkrecht zur Längsachse (27) ausgerichteten Ebene im Bereich der dem Kopfbereich (24) abgewandten axialen Begrenzung des Dichtelements (30) radial überragt oder bündig mit diesem abschließt, sodass beim Einstecken des Einsteckteils (20) mit daran angeordnetem Dichtelement (30) in die Öffnung ein Einführen des Dichtelements (30) in die Öffnung erleichtert ist.
Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) eine an den Anlagebereich (32) axial anschließende, insbesondere ringförmig umlaufende, Manschette (34) zur zumindest bereichsweisen Anlage an einer Innenwandung der Öffnung aufweist.
Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (10) ein umlaufendes Dichtungsteil (60) zur zumindest bereichsweisen Anlage an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks Realisierung einer wenigstens teilweisen Abdichtung zwischen dem Kopfbereich (24) und dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils aufweist.
Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, bei dem - ein Tragteil mit einer Öffnung sowie eine Befestigungseinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1-8 zur Verfügung gestellt werden, wobei insbesondere der Kopfbereich (24) des Einsteckteils (20) an einem Anbauteil anliegt, und - zwecks Befestigung des Einsteckteils (20) am Tragteil der Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) entlang seiner Längsachse (27) zumindest teilweise in die Öffnung eingesteckt wird, wobei der Anlagebereich (32) des Dichtelements (30) zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung an einem die Öffnung ausbildenden Material zur Anlage kommt, und wenigstens ein Verriegelungselement (40) durch eine Bewegung mit einer radialen Komponente einen Hinterschnitt hinter dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils ausbildet.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug wenigstens eine Befestigungseinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1-8 aufweist.