DE102020134128A1

DE102020134128A1 - Verbindungsschnittstelle zum sicheren Anordnen von Elementen an einem Fahrzeug und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102020134128A1
Application number: DE102020134128.8A
Authority: DE
Inventors: Josip Durmis; Marcel Wegman; Rainer Hack; Maximilian Prex
Original assignee: FEINWERKTECHNIK HAGO GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: FEINWERKTECHNIK HAGO GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-07-15
Anticipated expiration: 2040-12-19
Also published as: DE102020134128B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsschnittstelle (10) zum Anordnen zumindest eines Elements, insbesondere eines Kindersitzes, an einem Fahrzeug (300). Die Verbindungsschnittstelle (10) umfasst mindestens einen Bügel (30) und mindestens eine Basis (20). Die mindestens eine Basis (20) umfasst mindestens eine Aufnahme (22) umfasst. Die mindestens eine Aufnahme (22) kontaktiert den mindestens einen Bügel (30) flächig und fixiert ihn positionsfest an der Basis (20). Die mindestens eine Aufnahme (22) weist mindestens eine Lasche (23) auf, die um mindestens einen Teil des mindestens einen Bügels (30) gebogen ist. Die mindestens eine Lasche (23) ist dabei mit dem Bügel (30) verstemmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsschnittelle zum sicheren Anordnen eines Elements an einem Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren zum Herstellen der Verbindungsschnittstelle und ein Fahrzeug.
Zum reversiblen Befestigen von Elementen, wie bspw. Kindersitzen, an einem Fahrzeug werden fahrzeugseitig häufig Verbindungsschnittstellen vorgesehen, die mit einem standardisierten Verbindungsmechanismus eines jeweiligen Zubehörteils, wie bspw. einem IsofixⓇ-Mechanismus, zusammenwirken, um das Element gegen eine Bewegung relativ zu dem Fahrzeug zu sichern.
Beispielsweise in der DE 10 2014 207 556 B3 wird eine solche Verbindungsschnittstelle beschrieben, die zudem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildet ist.
Weiterhin werden häufig Befestigungshaken im Laderaum eines Fahrzeugs bereitgestellt, an denen Elemente, wie bspw. Koffer, insbesondere unter Verwendung von Befestigungsmitteln, wie bspw. Zurrgurten, gegen eine Bewegung relativ zu dem Fahrzeug gesichert werden können.
Um insbesondere bei standardisierten Verbindungsmechanismen ein leichtgängiges und sicheres Zusammenwirken von Verbindungsmechanismus und Verbindungsschnittstelle sicherzustellen, ist es erforderlich, dass Kopplungspunkte jeweiliger Verbindungschnittstellen zum Koppeln mit einem Verbindungsmechanismus und einer Verbindungsschnittstelle an geometrisch exakt vorgegebenen Positionen in einem jeweiligen Fahrzeug bereitgestellt werden.
Ferner müssen Verbindungsschnittstellen bei einem Unfall eines Fahrzeugs extremen Belastungen standhalten.
Es ist bekannt, Verbindungsschnittstellen durch Verschweißen eines Bügels an einer Basis in einem Schutzgasschweißverfahren bereitzustellen, wodurch es aufgrund eines großen Materialeintrags in eine entsprechende Schweißverbindung zu einer großen Fertigungstoleranz kommt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine unfallsichere und einfach zu bedienende Verbindungsschnittelle zum Anordnen von Zubehörteilen an einem Fahrzeug bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, eine Verbindungsschnittelle bereitzustellen, die eine minimale Fertigungstoleranz bzw. Materialtoleranz aufweist und die mit minimaler Varianz an einer vorgegebenen Position an einem Fahrzeug fixierbar ist.
Die voranstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verbindungsschnittstelle beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren und dem erfindungsgemäßen Fahrzeug sowie jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise Bezug genommen werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Verbindungsschnittstelle zum Anordnen zumindest eines Elements an einem Fahrzeug gelöst. Die Verbindungsschnittstelle umfasst mindestens einen Bügel und mindestens eine Basis. Die mindestens eine Basis umfasst mindestens eine Aufnahme, die den mindestens einen Bügel flächig kontaktiert und positionsfest an der Basis fixiert. Die mindestens eine Aufnahme weist mindestens eine Lasche auf, die um mindestens einen Teil des mindestens einen Bügels gebogen ist. Die mindestens eine Lasche ist mit dem Bügel verstemmt.
Unter einem Bügel ist im Kontext der vorgestellten Erfindung insbesondere ein Verbindungselement zu verstehen, das eine vorgegebene geometrische Form, insbesondere eine U-Form mit einem Kopplungsbereich und zwei Armen, oder mit anderen Worten Schenkeln, aufweist. Der Bügel kann insbesondere dazu konfiguriert sein, über den Kopplungsbereich mit einem Verbindungsmechanismus in Wirkkontakt zu treten, um ein zu sicherndes Element vor einer Relativbewegung zu dem Bügel bzw. der Verbindungsschnittstelle zu sichern. Insbesondere kann ein Bügel ein einteiliges Element sein. Der Bügel kann bspw. als ein gebogener Metallstift ausgebildet sein. Der Metallstift kann mit einer Stärke im Bereich von bspw. 2 bis 12 mm, insbesondere im Bereich von bspw. 4 bis 10 mm, etwa mit 6 mm, ausgebildet sein.
Unter einer Basis ist im Kontext der vorgestellten Erfindung insbesondere ein Bauteil, welches aus Metall ausgebildet sein kann, zu verstehen, das mit einem Fahrzeug, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie verbindbar ist. Eine Basis kann insbesondere ein Basisgrundelement, wie bspw. eine Basisplatte, umfassen. Das Basisgrundelement kann bspw. als flächiges Element ausgestaltet sein. Das Basisgrundelement kann Bohrungen zum Einbringen von Verbindungsmitteln, wie bspw. Nieten oder Schrauben, umfassen.
Unter einer Aufnahme ist im Kontext der vorgestellten Erfindung insbesondere ein Teil einer Basis zu verstehen, der mit mindestens einer Lasche einen Bügel in einem mit der Basis verbundenen Zustand flächig kontaktiert und dadurch an der Basis sichert. Ferner kann die Aufnahme dazu konfiguriert sein, den Bügel während einer Bewegung zum Verbinden bzw. Anordnen an der Basis zu führen, sodass der Bügel in eine vorgegebene Zielposition relativ zu der Basis geführt und schließlich an der Basis fixiert wird.
Dass die mindestens eine Lasche mit dem Bügel verstemmt ist bedeutet, dass zumindest die Lasche derart gegenüber seiner Ursprungsform bzw. in dem Bereich der Verstemmung plastisch in Richtung des Bügels verformt ist, dass eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Lasche und dem Bügel hergestellt ist. Es kann vorgesehen sein, dass auch der Bügel in dem Bereich der Verstemmung bzw. gegenüber seiner Ursprungsform plastisch verformt ist, um die kraft- und formschlüssige Verbindung herzustellen. Die plastische Verformung des Bügels kann durch Ausübung einer Kraft auf die Lasche und Weitergabe dieser Kraft an den Bügel erzielt werden. Durch die derart hergestellte verstemmte Verbindung zwischen der zumindest einen Lasche und dem Bügel können hohe Kräfte und Drehmomente übertragen werden, die bei einem Unfall des Fahrzeugs auf den Bügel und die mindestens eine Aufnahme wirken können, ohne, dass die Verbindungsschnittstelle beschädigt wird bzw. nachgibt. Ein Lösen des Elements bzw. der Verbindungsschnittstelle von der Fahrzeugkarosserie, an der es befestigt sein kann, wird dadurch besonders sicher vermieden. Außerdem können die Materialien des Bügels und der mindestens einen Lasche bzw. mindestens einen Aufnahme unterschiedlich voneinander sein, etwa aus unterschiedlichen Metallen bestehen, anders als dies etwa bei einem Verschweißen der Fall wäre.
Mittels einer als mindestens eine Lasche ausgestalteten Aufnahme kann ein Bügel in einer Ebene vollständig gegen ein Verschieben gesichert werden, indem der Bügel in 360° bzw. röhrenartig oder kanalförmig, ggf. mit Ausnahme jeweiliger Rand- bzw. Übergangsbereiche, formschlüssig von der mindestens einen Lasche umschlossen ist. Dazu kann die Lasche als (teil-)kreisförmige Aufnahme oder als Konstrukt eines runden Abschnitts, in Gestalt etwa eines Halbkreises, ausgestaltet sein.
Die vorgestellte Erfindung basiert auf einer positionsgenauen Verbindung von einem Bügel und einer Basis. Dazu umfasst die Basis eine Aufnahme, mittels derer der Bügel relativ zur Basis ausgerichtet bzw. fixiert wird.
Zum Bereitstellen eines Wirkkontakts zwischen dem Bügel und der Aufnahme der Basis kann der Bügel in die Aufnahme eingebracht, d.h. bspw. manuell oder automatisch, insbesondere mittels eines Roboters, eingesetzt werden. Da die Aufnahme eine Zielposition des Bügels relativ zu der Basis und eine Trajektorie einer Bewegung des Bügels relativ zu der Basis vorgibt, wird eine Fertigungstoleranz bzgl. einer Position des Bügels relativ zu der Basis durch die Aufnahme minimiert. Insbesondere durch Verwendung mehrerer, bspw. paariger, Aufnahmen an der Basis kann der Bügel besonders positionsgenau an der Basis fixiert und schließlich gesichert werden.
Durch ein Sichern des Bügels an der Basis wird der Bügel gegen hohe Kräfte, wie sie bspw. bei einem Unfall mit einem Fahrzeug wirken können, positionsfest an der Basis gehalten.
Die mindestens eine Aufnahme bzw. die mindestens eine Lasche kann um den Bügel verbogen bzw. gecrimpt werden, um eine sichere Verbindung zwischen dem Bügel und der Basis durch die um mindestens den Teil des Bügels gebogene mindestens eine Lasche bereitzustellen. Dabei wird aufgrund der Fixierung des Bügels durch die Aufnahme der Basis in der Zielposition des Bügels ein Verschieben des Bügels und eine dadurch bedingte Fertigungstoleranz der Verbindungsschnittstelle während eines Prozesses zum Fixieren des Bügels an der Basis minimiert. Zum Sichern des Bügels an der Basis kann der Bügel mit der Basis, insbesondere mit der Aufnahme, zusätzlich verschweißt werden.
Die Aufnahme ermöglicht eine einfache und verlässliche positionsgenaue Anordnung des Bügels an der Basis. Entsprechend werden durch die Aufnahme Bedienungsschwierigkeiten durch nicht exakt positionierte Bügel bzw. Kopplungselemente vermieden. Insbesondere bildet die Aufnahme eine Negativform eines Querschnitts des Bügels, sodass der Bügel, insbesondere ein Arm des Bügels, form- und kraftschlüssig in die Aufnahme eingreifen kann.
Die mindestens eine Aufnahme, insbesondere die mindestens eine Lasche oder mehrere Laschen der mindestens einen Aufnahme, kann insbesondere in die Basis integriert sein bzw. einstückig als Teil der Basis ausgebildet sein. So kann die zumindest eine Lasche aus der Basis ausgeformt und um den Bügel bzw. einen Teil davon gebogen sein. Dazu kann die Aufnahme bspw. durch einen Stanzprozess und/oder durch einen Beschnittprozess und/oder durch einen Umformprozess zu einer Geometrie zum Aufnehmen des Bügels geformt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Lasche eine Kerbe aufweist, mittels der die mindestens eine Lasche mit dem Bügel verstemmt ist. Die Kerbe bzw. eine daraus resultierende Umstülpung auf der anderen bzw. der Kerbe gegenüberliegenden Seite der Lasche sorgt dabei für die verstemmende Verbindung mit dem Bügel. Die Kerbe kann vorteilhafterweise durch ein entsprechendes Werkzeug, etwa einer Zange, einfach erzeugt werden. Dadurch lässt sich die verstemmte Verbindung besonders einfach herstellen. Die Kerbe kann eine längliche Form aufweisen. Die Kerbe kann mittig der Lasche eingebracht sein. Die Kerbe kann zur Vermeidung von Spannungsspitzen an ihren Längsenden abgerundet sein.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Bügel mindestens eine Nut aufweist, in die mindestens eine Ausstülpung der mindestens einen Lasche eingreift, welche der mindestens einen Kerbe gegenüberliegt. Bei mehreren Laschen mit jeweils einer Kerbe kann der Bügel selbstverständlich für jede der Kerben jeweils eine Nut aufweisen. Wie zuvor erläutert, wird die Ausstülpung als plastische Verformung der Lasche auf der Kerbe gegenüberliegenden Seite der Lasche gebildet. Die mindestens eine Nut kann formkorrespondierend zu der Ausstülpung bzw. für einen Formschluss mit der Ausstülpung korrespondierend ausgebildet sein. Dadurch kann eine besonders sichere verstemmende Verbindung zwischen der Aufnahme und dem Bügel erzielt werden. Außerdem kann so das Verstemmen vereinfacht werden, denn die erforderliche Kraft zum Verstemmen der Lasche mit dem Bügel ist geringer, wenn der Bügel nicht zusätzlich plastisch verformt werden muss, um die mindestens eine Lasche und den Bügel miteinander zu verstemmen. Dies erleichtert die Herstellung der Verbindungsschnittstelle.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zwei Aufnahmen parallel zueinander und voneinander beabstandet an unterschiedlichen Armen des Bügels angeordnet sind. Die Arme können sich von einem Kopplungsabschnitt des Bügels für das daran anzuordnende Element, insbesondere den Kindersitz, erstrecken. Mit anderen Worten können die Arme von einem Kopplungsabschnitt des Bügels, insbesondere in dieselbe Richtung, abragen. Insbesondere können die Arme sich U-förmig von dem Kopplungsabschnitt erstrecken, wie zuvor bereits erläutert worden ist. Durch die Festlegung der Aufnahmen an beiden Armen des Bügels wird eine besonders sichere Befestigung erzielt. Dabei kann jede der Aufnahmen selbstverständlich mehrere, etwa zwei, drei oder mehr, Laschen aufweisen, die mit den Armen der Bügel verstemmt sind.
Auch kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Laschen der mindestens einen Aufnahme entlang des Bügels voneinander angeordnet sind. Bei mehr als einer Aufnahme, wie vorstehend erläutert beispielsweise zwei Aufnahmen an unterschiedlichen Armen des Bügels, kann so eine besonders sichere Verbindung zwischen dem Bügel und der Basis erzielt werden. Die mindestens zwei Laschen können beispielsweise auch mindestens drei Laschen, mindestens vier Laschen oder mehr Laschen sein. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Laschen entlang des Bügels (bzw. bei Ausbildung an den Armen entlang der Arme) voneinander beabstandet sind. Durch die Beabstandung der Laschen voneinander kann eine sichere Verbindung an der Basis der Länge des Bügels bzw. der Arme nach erzielt werden, ohne die Verbindungsschnittstelle mit einer zu großen Anzahl oder einer durchgehenden Lasche unnötig zu beschweren und einen großen Material- sowie Fertigungsaufwand zu bedingen. In dem so erzielten Abstand zwischen je zwei Laschen bzw. benachbarten Laschen kann der Bügel bzw. können die Arme jeweils nach außen freiliegen. Der Abstand zwischen benachbarten Laschen kann dabei so gewählt werden, dass er mindestens der halben Länge oder mindestens der gesamten Länge der Laschen in Längserstreckungsrichtung des Bügels bzw. der Arme entspricht. Auch kann der Abstand so gewählt werden, dass er höchstens dem Dreifachen der Länge oder höchstens dem Doppelten der Länge der Laschen in Längserstreckungsrichtung des Bügels bzw. der Arme entspricht. Ein längliches Ende der Arme kann freiliegen bzw. ohne eine Lasche sein. Auch ein Anfangsabschnitt, in dem die Arme an der Basis angeordnet sind, kann freiliegen bzw. ohne eine Lasche sein. So können mögliche Bauteilspannungen in der Verbindungsschnittstelle besser auf einen zentralen Abschnitt der Basis zwischen den länglichen Enden der Arme und dem Anfangsabschnitt der Basis verteilt werden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Basis zumindest eine Einkerbung aufweist, in den der Bügel teilweise formschlüssig aufgenommen ist. Insbesondere kann je eine Einkerbung für je einen Armen des Bügels an der Basis vorgesehen sein, sodass jeder Arm des Bügels teilweise, insbesondere überwiegend, in einer Einkerbung der Basis formschlüssig aufgenommen ist. Die zumindest eine Einkerbung der Basis kann zusammen mit der mindestens einen Lasche die Aufnahme bilden. Alternativ kann die Einkerbung bzw. der Abschnitt mit der Basis mit der Einkerbung als Gegenaufnahme betrachtet bzw. bezeichnet werden. Die Einkerbungen können parallel zueinander in der Basis eingebracht sein. Zwischen den Einkerbungen kann ein Abstand bestehen. Dies ermöglicht zusammen mit der mindestens einen Aufnahme eine einfache und sichere Festlegung des Bügels an der Basis.
Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Basis mindestens ein Basisgrundelement umfasst, wobei die mindestens eine Aufnahme, insbesondere entlang einer Höhenachse, insbesondere orthogonal bzw. im Wesentlichen orthogonal beabstandet, von dem Basisgrundelement angeordnet ist und den mindestens einen Bügel zumindest in einem Bereich des mindestens einen Bügels, der beabstandet von dem Basisgrundelement und beabstandet von mindestens einem Ende des mindestens einen Bügels ist, kontaktiert. Dadurch kann ein Hebel, mit dem eine auf den mindestens einen Bügel einwirkende Kraft auf die mindestens eine Basis einwirkt, minimiert werden.
Durch eine entlang einer Höhenachse und/oder entlang einer Vertikalachse, insbesondere in Richtung eines Kopplungsbereichs, an dem ein Verbindungsmechanismus eines anzuordnenden Elements an dem Bügel eingreift, beabstandet von einem Basisgrundelement der Basis angeordnete Aufnahme wird ein Hebel, mit dem eine auf den Bügel einwirkende Kraft auf die Basis einwirkt, minimiert. Entsprechend kann der Bügel im Vergleich zu einer lediglich an jeweiligen Enden des Bügels vorgesehenen Verbindung zu der Basis, länger ausgestaltet werden, ohne dass es dadurch zu Stabilitätseinbußen in der Verbindungsschnittstelle kommt. Dadurch bedingt ermöglicht die Aufnahme eine deutlich freiere Formgebung bei der Konstruktion der vorgestellten Verbindungsschnittstelle bzw. bei der Positionierung der vorgestellten Verbindungsschnittstelle in einem Fahrzeug als es bei Verbindungsschnittstellen ohne Aufnahme möglich ist.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der mindestens eine Bügel mindestens eine Gegenaufnahme aufweist, wobei die mindestens eine Gegenaufnahme und die mindestens eine Aufnahme in Wirkkontakt stehen, um den mindestens einen Bügel an der mindestens einen Basis positionsfest zu sichern, und wobei der mindestens eine Bügel an der mindestens einen Basis über mindestens eine Schweißverbindung und/oder mindestens eine Biegeverbindung gesichert ist.
Mittels einer Gegenaufnahme des erfindungsgemäß vorgesehenen Bügels kann eine besonders stabile Fixierung bzw. eine besonders exakte und verschiebungssichere Positionierung des Bügels an der Basis erreicht werden. Dazu können Aufnahme und Gegenaufnahme formschlüssig ineinandergreifen und/oder bspw. mittels eines konischen oder schrägen Verlaufs eine Trajektorie, entlang der sich der Bügel beim Anordnen an der Basis bewegt, vorgeben.
Weiterhin wird durch eine Verbindung von Aufnahme und Gegenaufnahme ein mechanisches Sperrelement bereitgestellt, das sich einer Verschiebung des Bügels relativ zu der Basis entgegenstellt und insbesondere bei einem Unfall zur positionsfesten Verbindung von Bügel und Basis beiträgt.
Durch eine Schweißverbindung und/oder eine Biegeverbindung wird ebenfalls eine positionsfeste Anordnung des Bügels relativ zu der Basis sichergestellt. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Schweißverbindung mittels eines Laserschweißverfahrens bereitzustellen, um einen Materialeintrag in die Verbindungsschnittstelle, wie er bspw. für ein Schutzgasschweißverfahren typisch ist und der zu einer Verschiebung von Bügel und Basis im Bereich einer Schweißnaht führt, zu vermeiden bzw. zu minimieren.
Die Aufnahme kann einstückig aus der Basis ausgeformt sein, indem die Aufnahme bspw. bereichsweise von der Basis abgeschert wird. Entsprechend kann die Aufnahme abfalllos bzw. ohne Materialabtrag, aus der Basis herausgeformt werden bzw. herausgeformt sein.
Es ist denkbar, dass die Aufnahme dazu konfiguriert sein kann, einen Schenkel eines Bügels, ggf. in Zusammenwirkungen mit weiteren Elementen bzw. Teilaufnahmen, in einer 360° Ummantelung zu umgeben. Dabei kann sich die 360° Ummantelung aus über verschiedene Ebenen hinweg verteilt angeordneten Teilaufnahmen zusammensetzen, sodass bspw. ein erster Bereich des Schenkels von einer in einer ersten Richtung ausgerichteten Teilaufnahme, die einen Teilkreis, wie bspw. 180° ummantelt und ein zweiter Bereich des Schenkels von einer in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, ausgerichteten Teilaufnahme, die einen Teilkreis, wie bspw. 180° ummantelt, umgeben wird. Dabei können jeweilige Teilaufnahmen mit Ausnahme jeweiliger Rand- bzw. Übergangsbereiche zu der Basis den Bügel formschlüssig umgeben.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die mindestens eine Basis mindestens eine Bombierung umfasst, mittels derer die mindestens eine Basis an einer vorgegebenen Position an einem Fahrzeug auszurichten bzw. ausrichtbar ist.
Durch eine Bombierung bzw. eine Vielzahl von Bombierungen, die mit entsprechenden Gegenelementen an einem Fahrzeug wechselwirken, kann eine exakte bzw. positionsgenaue Ausrichtung der vorgestellten Verbindungsschnittstelle an dem Fahrzeug erreicht werden.
Selbstverständlich kann die Basis der vorgestellten Verbindungsschnittstelle zusätzlich zu einer jeweiligen Bombierung oder unabhängig von einer jeweiligen Bombierung mittels jeder Art von Verbindungsmitteln, wie bspw. Schweißnähten, Nieten, Splinten, Schrauben oder ähnlichem an einem Fahrzeug angeordnet werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Verbindungsschnittstelle als Sicherungselement eines Befestigungssystems für einen Kindersitz oder als Befestigungshaken in einem Laderaum eines Fahrzeugs ausgestaltet ist.
Insbesondere eignet sich die vorgestellte Verbindungsschnittstelle als Sicherungselement zum Eingriff eines IsofixⓇ-Verbindungsmechanismus bzw. als IsofixⓇ-Halter.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die mindestens eine Aufnahme den mindestens einen Bügel in einem Bereich kontaktiert, der sich mindestens über ein Viertel, insbesondere mindestens über ein Drittel oder mindestens über eine Hälfte, einer Höhe des mindestens einen Bügels erstreckt.
Durch eine flächige Kontaktierung des Bügels durch die Aufnahme wird eine besonders stabile Sicherung des Bügels an der Aufnahme und entsprechend an der Basis ermöglicht, die ferner einen Hebel, mit dem der Bügel auf die Basis einwirkt, durch deren obersten bzw. einen Kopplungsbereich des Bügels am nächsten liegenden Punkt minimiert.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Herstellungsverfahren zum Herstellen der Verbindungsschnittstelle nach dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Herstellungsverfahren umfasst einen Verbindungsschritt zum Verbinden mindestens eines Bügels mit mindestens einer Aufnahme mindestens einer Basis, indem der mindestens eine Bügel während einer Bewegung des mindestens einen Bügels an der mindestens einen Basis entlang durch die mindestens eine Aufnahme in eine vorgegebene Zielposition geführt wird, in der die mindestens eine Aufnahme den mindestens einen Bügel flächig kontaktiert und positionsfest an der Basis fixiert und einen Sicherungsschritt zum Sichern des mindestens einen Bügels an der mindestens einen Basis durch Herstellen eines Wirkkontakts zwischen mindestens einem Teil des mindestens einen Bügels und der mindestens einen Basis.
Entsprechend basiert das vorgestellte Herstellungsverfahren auf einem zumindest zweistufigen Ansatz, bei dem der Bügel der vorgestellten Verbindungsschnittstelle zunächst positionsfest und verliersicher an der Basis angeordnet bzw. fixiert wird. Dazu wird der Bügel mittels der Aufnahme entlang einer vorgegebenen Trajektorie zu einer Zielposition geführt, sodass die Zielposition des Bügels relativ zu der Basis exakt durch die Aufnahme vorgegeben ist bzw. vorgegeben wird.
Die Aufnahme führt den Bügel während des Verbindungsschritts insbesondere derart sicher entlang einer vorgegebenen Trajektorie, dass der Verbindungsschritt automatisch, bspw. unter Verwendung eines Roboters durchgeführt werden kann, der den Bügel bspw. lediglich in die Aufnahme einsetzt.
Durch den zweistufigen Prozess ist es ferner möglich, das Sichern des Bügels an der Basis von dem Verbinden bzw. einem Anordnen des Bügels an der Basis zeitlich zu trennen. Dies bedeutet, dass zunächst, bspw. in einem manuellen Prozess ein Bügel an einer Basis fixiert und anschließend, bspw. in einem automatischen Prozess, der Bügel an der Basis fixiert werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass der Wirkkontakt durch Verstemmen der mindestens einen Aufnahme mit dem mindestens einen Bügels bereitgestellt wird.
Vorzugsweise wird der Bügel an der Basis bzw. der Aufnahme mittels eines Verformungsverfahrens, wie bspw. Crimpen oder Biegen, der das Verstemmen ermöglicht, gesichert, wobei selbstverständlich auch ein Schweißverfahren zum Sichern des Bügels an der Basis bzw. der Aufnahme zusätzlich denkbar ist.
Zum Sichern des Bügels an der Basis der vorgestellten Verbindungsschnittstelle wird der Bügel in Wirkkontakt mit der Basis gebracht. Dazu ist insbesondere vorgesehen, dass der Bügel und/oder die Aufnahme verformt wird. Dazu kann die Aufnahme und/oder der Bügel mit einer Zange, wie bspw. einer Crimpzange, verformt werden, sodass die Aufnahme und der Bügel miteinander verstemmt werden, dass eine besonders hohe Kraft erforderlich ist, um eine Bewegung des Bügels relativ zu der Aufnahme zu ermöglichen. Dabei können die Aufnahme bzw. eine Verbindung zwischen Aufnahme und Bügel derart gestaltet sein, dass die Kraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung des Bügels relativ zu der Aufnahme zu ermöglichen, größer ist als eine Kraft, die erforderlich ist um den Bügel zu verformen bzw. abzureißen, sodass die Verbindung zwischen Bügel und Aufnahme quasi „unlösbar“ ist.
Weiterhin kann die Aufnahme derart verformt werden, dass sich Materialausstülpungen in Richtung des Bügels ergeben, die in den Bügel eindringen können bzw. mit dem Bügel wechselwirken können, um den Bügel besonders fest in der Aufnahme zu sichern.
In einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Fahrzeug mit einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Verbindungsschnittstelle.
Durch Verwendung der vorgestellten Verbindungsschnittstelle in einem Fahrzeug kann das Fahrzeug aufgrund der Aufnahme besonders frei konstruiert werden, da der Bügel besonders lang ausgestaltet werden kann.
Ausgestaltungen der vorgestellten Erfindung ergeben sich aus den nachfolgen beschriebenen Zeichnungen. Es zeigen jeweils schematisch:

1 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung einer Verbindungsschnittstelle,
2 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines Herstellungsverfahrens,
3 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines Fahrzeugs,
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Verbindungsschnittstelle,
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der einer Verbindungsschnittstelle.

In 1 ist eine Verbindungsschnittstelle 10 dargestellt. Die Verbindungsschnittstelle 10 umfasst einen Bügel 30 und eine Basis 20.
An der Basis 20 sind zwei Aufnahmen 22 angeordnet, in die der Bügel 30 eingreift. Vollständig zu sehen ist dabei an der sichtbaren vorderen Seite der Verbindungsschnittstelle 10 nur die mit 22 bezeichnete Aufnahme, während auch auf der abgewandten und nicht vollständig sichtbaren Seite eine Aufnahme 22 angeordnet ist, die mit ihren respektiven Bezugszeichen für die später erläuterten Elemente eines Gegenaufnahmeelements 25 und einer Einkerbung 26 bezeichnet sind.
Die bezeichnete (ebenso wie die nicht bezeichnete bzw. abgewandte) Aufnahme 22 ist vorliegend mit einer Lasche 23 ausgebildet. Alternativ kann die Aufnahme 22 mehrere Laschen 23 umfassen, wie später mit Verweis auf die 4 und 5 näher erläutert wird. Die Lasche 23 umgreift einen Arm 32 von zwei Armen 32, 33 des Bügels 30 flächig bzw. liegt flächig an diesem an. Die Lasche 23 ist durch eine Kerbe 24 mit dem Arm 32 verstemmt. Dies bedeutet, dass die Lasche 23 im Bereich der Kerbe 24 derart plastisch verformt ist, dass die Kerbe 24 in die Lasche 23 eingebracht ist, und ein form- und kraftschlüssiger Verbund zwischen der Lasche 23 und dem Arm 32 im Bereich der Kerbe 24 ausgebildet wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Arm 32 eine Nut (nicht gezeigt) aufweist, die zu der Kerbe 24 bzw. der ihr gegenüberliegenden und aus der Kerbbildung resultierenden Ausstülpung korrespondiert. In die Nut kann die Ausstülpung formschlüssig eingreifen, um eine besonders sichere verstemmte Verbindung zu gewährleisten. Entsprechend fixiert die Aufnahme 22 den Arm 32 positionsfest an der Basis 20. Selbiges gilt für den anderen Arm 33, der an der gegenüberliegenden und bzw. auf der abgewandten Seite befindlichen Aufnahme 22 der Basis 20 positionsfest fixiert ist.
Für die positionsfeste Fixierung wurden die Laschen 23 der Aufnahmen 22, nachdem der Bügel 30 mit seinen Armen 32, 33 in die Aufnahmen 22 eingebracht worden ist, wie zuvor erläutert mit den Armen 32, 33 verstemmt, sodass die Aufnahmen 22 den Bügel 30 an der Basis 20 verklemmen. Zusätzlich zu der Verstemmung durch die Aufnahme 22 kann der Bügel 30 mittels einer Schweißverbindung an der Basis 20 gesichert werden.
Die Aufnahmen 22 umfassen damit jeweils ein erstes Aufnahmeelement 23 in Form der Lasche 23, die mit jeweils einem Gegenaufnahmeelement 25 wechselwirken, um die Arme 32, 33 des Bügels 30 gegen sämtliche Richtungen einer Verschiebungsbewegung entlang einer Ebene der Basis 30 zu sichern. Die Gegenaufnahmeelemente 25 sind vorliegend Teile der Basis 20, die sich orthogonal und der Höhe des Bügels 30 bzw. der Arme 32, 33 nach von einem Basisgrundelement 21 erstrecken. Die Gegenaufnahmeelemente 25 sind dabei jeweils plattenförmig ausgebildet, um den Laschen 23 hinreichend Fläche zur Anordnung dieser daran zu bieten. Die Gegenaufnahmeelemente 25 sind jeweils mit Einkerbungen 26 versehen, in die die Arme 32, 33 eingreifen. So werden die Arme 32, 33 zwischen den Laschen 23 und den Einkerbungen 26 mittels der verstemmten Verbindungen eingeklemmt.
Die Laschen 23 sind dabei jeweils beabstandet von dem Basisgrundelement 21 der Basis 21 angeordnet und minimieren, dadurch bedingt, einen Hebel mit dem eine auf einen Kopplungsbereich 31 des Bügels 30 einwirkende Kraft auf die Basis 20 einwirkt.
Weiterhin umgeben die Laschen 23 und entsprechend die Aufnahmen 22 die Arme 32, 33 des Bügels 31 flächig in einem Bereich der zumindest einem Viertel, insbesondere einem Drittel oder einer Hälfte einer Gesamthöhe der Arme 32, 33 bzw. des Bügels 30 entspricht.
In 2 ist ein Herstellungsverfahren 200 für die Verbindungsschnittstelle 10 dargestellt.
Das Herstellungsverfahren umfasst einen Verbindungsschritt 201 zum Verbinden des Bügels 30 mit den Aufnahmen 22 der Basis 20 und einen Sicherungsschritt 203 zum Sichern des Bügels 30 an der Basis 20.
In dem Verbindungsschritt 201 wird der Bügel 30 durch die Aufnahmen 22 entlang einer vorgegebenen Trajektorie zu einer vorgegebenen Zielposition geführt wird, in der die Aufnahmen 22 den Bügel 30 flächig kontaktieren und positionsfest an der Basis 20 fixieren.
In dem Sicherungsschritt 203 wird der Bügel 30 an der Basis 20 durch Herstellen eines Wirkkontakts zwischen mindestens einem Teil des Bügels 30 und der Basis 20 gesichert. Dazu kann der Bügel 30 und/oder die Aufnahmen 22 und/oder die Basis 20 verformt oder verschweißt werden.
Der Verbindungsschritt 201 und der Sicherungsschritt 203 können zeitlich getrennt oder zeitgleich durchgeführt werden.
In 3 ist ein Fahrzeug 300 dargestellt. Das Fahrzeug 300 umfasst eine Vielzahl von Verbindungsschnittstellen 100 zum Anordnen eines Kindersitzes auf einer Rückbank des Fahrzeugs 300 und zum Anordnen von bspw. Gepäck in einem Gepäckraum des Fahrzeugs 300.
In 4 ist eine gegenüber 1 alternative Verbindungsschnittstelle 10 dargestellt. Die Verbindungsschnittstelle 10 umfasst ebenfalls ein Basisgrundelement 21 und zwei Aufnahmen 22. Das Gegenaufnahmeelement 25 ist hier für beide Arme 32, 33 durch ein einziges Teil gebildet, welches vorliegend auch als ein Basisgrundkörper 25 bezeichnet werden kann. Von dem Basisgrundkörper 25 und dem Bügel 30 erstreckt sich orthogonal das Basisgrundelement 21 weg. Der Basisgrundkörper 25 ist dabei mit einer flächigen Form bzw. in Gestalt einer Platte ausgebildet.
Die Aufnahmen 22 sind hier entlang einer Höhenachse und entlang einer Längsachse der Verbindungsschnittstelle 10 beabstandet von dem Basisgrundelement 21 der Basis 20 angeordnet.
Anders als in der 1 ist der Bügel 30 nicht vollständig, sondern nur im Wesentlichen U-förmig geformt. So verlaufen die Arme 32, 33 des Bügels 30 von dem Kopplungsabschnitt 31 zwar noch vollständig U-förmig, dann aber über kreisförmige Segmente der Arme 32, 33 aufeinander zu, sodass die Arme 32, 33 entlang der Basis 20 näher aneinander dran und parallel zueinander verlaufen.
Jeder der beiden Arme 32, 33 wird von parallel zueinander angeordneten Aufnahmen 22 durch die Basis 20 aufgenommen bzw. werden die Arme 32, 33 zwischen Laschen 23 und dem Basisgrundkörper 25 bzw. darin eingebrachten Einkerbungen 26 eingeklemmt. Dazu ist jeder der Arme 32, 33 formschlüssig in je einer von den zwei parallel zu einander verlaufenden und mit Abstand voneinander angeordneten Einkerbungen 26 in dem Basisgrundkörper 25 formschlüssig aufgenommen. Die Einkerbungen 26 haben vorliegend eine runde Form, die formschlüssig zu den vorliegend rund ausgeführten Armen 32, 33 korrespondiert.
Die Aufnahmen 22 werden jeweils durch drei Laschen 23 und die Basis bzw. den Basisgrundkörper 25 der Basis 20 bzw. die Einkerbungen 26 des Basisgrundkörpers 25 gebildet, welche wiederum die Arme 32, 33 zwischen den Laschen 23 und der Basis 20 bzw. dem Basisgrundkörper 25 bzw. den Einkerbungen 26 verklemmen. Alternativ können auch mehr oder weniger Laschen 23 für die Aufnahmen 22 vorgesehen werden. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der Laschen 23 beider Aufnahmen 22 gleich ist, um die Lastverteilung zu optimieren. Alternativ können die Aufnahmen 22 aber auch eine unterschiedliche Anzahl an. Laschen 23 aufweisen.
Zur Sicherung der Laschen 23 an den Armen 32, 33 sind diese miteinander verstemmt. Die verstemmte Verbindung wird durch Erzeugen einer Kerbe 24 in jeder der Laschen 23 hergestellt. Eine auf der gegenüberliegenden Seite der Kerbe 24 erzeugte Ausstülpung sorgt so für eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Laschen 23 und dem jeweiligen der beiden Arme 32, 33.
Dabei sind die Laschen 23 jeder der beiden Aufnahmen 22 entlang der Basis 20 bzw. des Basisgrundkörpers 25 bzw. der Einkerbungen 26 voneinander beabstandet angeordnet. Die Arme 32, 33 selbst sind mit einem Längsende von den Enden der Einkerbungen 26 beabstandet, an deren Position keine Laschen 23 vorgesehen sind. Auch am Anfangsabschnitt des Basisgrundkörpers 25 in Richtung zu dem Kopplungsabschnitt 31 sind keine Laschen 23 vorgesehen. Jede der Laschen 23 selbst ist als eine Ausformung aus der Basis 20 gebildet.
In 5 ist eine weitere alternative Verbindungsschnittstelle 10 dargestellt. Die Verbindungsstelle 10 ist hinsichtlich des Bügels 30 und der Aufnahmen 22 gleich der Verbindungsschnittstelle aus der 4 ausgebildet, sodass nicht sämtliche Bezugszeichen aus der 4 in der 5 wiederholt sind.
Die Verbindungsschnittstelle 10 der 5 umfasst jedoch im Unterschied zu der Verbindungsschnittstelle 10 aus 4 zwei Basisgrundelemente 21. Die Verbindungsschnittstelle 10 ist aufgrund ihrer kompakten Bauform besonders für kleine Bauräume geeignet.
Zwischen den Aufnahmen 22 und den Basisgrundelementen 21 kann optional ein Verstärkungselement vorgesehen sein, das die Verbindungsschnittstelle versteift und entsprechend gegen eine Verformung bei einem Unfall schützt.
Wie bereits im Hinblick auf die 4 erläutert worden ist, sind die Aufnahmen 22 hier jeweils aus drei Laschen 23, die alternativ auch als Gurte bezeichnet werden können, gebildet, die jeweils zwei Einkerbungen 26 überlagern, in denen der Bügel 30 gesichert ist. Dazu wurde der Bügel 30 zunächst zwischen die Einkerbungen 26 und die Laschen 23 eingeführt. Um den Bügel 30 verliersicher und positionsfest in den Aufnahmen 22 zu fixieren, ist ein Bereich zwischen den Laschen 23 und den Einkerbungen 26 geringfügig kleiner als der Bügel 30, sodass die Aufnahmen 22 eine Klemmwirkung bzw. eine Scherwirkung zu dem Bügel 30 aufbauen, wenn der Bügel in die Aufnahmen 22 eingebracht wird.
Nachdem der Bügel in den Aufnahmen 22 positioniert wurde, wurden die Aufnahmen 22 mittels einer Zange verformt, sodass sich die Kerben 24 auf den Laschen 23 gebildet haben, die zu entsprechenden Ausstülpungen auf der Unterseite der Laschen 23 in Richtung des Bügels 30 geführt haben und den Bügel 30 mit den Laschen 23 verstemmen.
Die paarigen Basisgrundelemente 21 sorgen für eine besonders sichere Verbindung zu einem jeweiligen Fahrzeug 300, sodass die Verbindungsschnittstelle 10 besonders gut zum Sichern schwerer Lasten geeignet ist.
Bezugszeichenliste

10: Verbindungsschnittstelle
20: Basis
21: Basiselement
22: Aufnahme
23: Aufnahmeelement, Lasche
24: Kerbe
25: Gegenaufnahmeelement, Basisgrundkörper
26: Einkerbung
30: Bügel
31: Kopplungsabschnitt
32: Arm
33: Arm
200: Herstellungsverfahren
201: Verbindungsschritt
203: Sicherungsschritt
300: Fahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014207556 B3 [0003]

Claims

Verbindungsschnittstelle (10) zum Anordnen zumindest eines Elements, insbesondere eines Kindersitzes, an einem Fahrzeug (300), wobei die Verbindungsschnittstelle (10) umfasst: - mindestens einen Bügel (30), - mindestens eine Basis (20), wobei die mindestens eine Basis (20) mindestens eine Aufnahme (22) umfasst, und wobei die mindestens eine Aufnahme (22) den mindestens einen Bügel (30) flächig kontaktiert und positionsfest an der Basis (20) fixiert, und wobei die mindestens eine Aufnahme (22) mindestens eine Lasche (23) aufweist, die um mindestens einen Teil des mindestens einen Bügels (30) gebogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lasche (23) mit dem Bügel (30) verstemmt ist.
Verbindungsschnittstelle (10) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Lasche (23) eine Kerbe (24) aufweist, mittels der die mindestens eine Lasche (23) mit dem Bügel (30) verstemmt ist.
Verbindungsschnittstelle (10) nach Anspruch 2, wobei der Bügel (30) mindestens eine Nut aufweist, in die mindestens eine Ausstülpung der mindestens einen Lasche (23) eingreift, welche der mindestens einen Kerbe (24) gegenüberliegt.
Verbindungsschnittstelle (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei zwei Aufnahmen (22) parallel zueinander und voneinander beabstandet an unterschiedlichen Armen (32, 33) des Bügels (30) angeordnet sind.
Verbindungsschnittstelle (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Laschen (23) der mindestens einen Aufnahme (22) entlang des Bügels (30) voneinander beabstandet angeordnet sind.
Verbindungsschnittstelle (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Basis (20) zumindest eine Einkerbung (24) aufweist, in den der Bügel (30) teilweise formschlüssig aufgenommen ist.
Verbindungsschnittstelle (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsschnittstelle (10) als Sicherungselement eines Befestigungssystems für einen Kindersitz oder als Befestigungshaken in einem Laderaum eines Fahrzeugs (300) ausgestaltet ist.
Herstellungsverfahren (200) zum Herstellen einer Verbindungsschnittstelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Herstellungsverfahren (200) umfasst: a) Verbinden (201) mindestens eines Bügels (30) mit mindestens einer Aufnahme (22) mindestens einer Basis (20), indem der mindestens eine Bügel (30) während einer Bewegung des mindestens einen Bügels (30) an der mindestens einen Basis (20) entlang durch die mindestens eine Aufnahme (22) in eine vorgegebene Zielposition geführt wird, in der die mindestens eine Aufnahme (22) den mindestens einen Bügel (30) flächig kontaktiert und positionsfest an der Basis (20) fixiert, b) Sichern (203) des mindestens einen Bügels (30) an der mindestens einen Basis (20) durch Herstellen eines Wirkkontakts zwischen mindestens einem Teil des mindestens einen Bügels (30) und der mindestens einen Basis (20).
Herstellungsverfahren (200) nach Anspruch 8, wobei der Wirkkontakt durch Verstemmen der mindestens einen Aufnahme (22) mit dem mindestens einen Bügels (30) bereitgestellt wird.
Fahrzeug (300) mit einer Verbindungsschnittstelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.