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Die vorliegende Erfindung betrifft ein flächiges Kfz-Verkleidungsbauteil, welches zur Verbindung mit einem zu verkleidenden Bauteil eine Mehrzahl von Verbindungsformationen aufweist, von welchen wenigstens eine einstückig mit wenigstens einem Abschnitt des Verkleidungsbauteils ausgebildet ist.
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Ein solches Verkleidungsbauteil ist beispielsweise aus der
DE 10 2016 208 881 A1 bekannt. Ein solches Verkleidungsbauteil dient in Kraftfahrzeugen dazu, Bauteile, an welchen sie angebracht sind, vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor thermischen Einflüssen, abzuschirmen. Das aus der
DE 10 2016 208 881 A1 bekannte Verkleidungsbauteil weist Durchgangsöffnungen als Verbindungsformationen auf, welche im fertig montierten Zustand von Schraubenschäften durchsetzt sind. Das bekannte Verkleidungsbauteil wird folglich an das zu verkleidenden Bauteil angeschraubt. Dies erzeugt nicht nur Aufwand bei der Montage selbst, sondern auch bei der Herstellung des zu verkleidenden Bauteils. Das verkleidete Bauteil muss nämlich an jenen Orten, an welchen die Schrauben zur Befestigung des Verkleidungsbauteils aufgenommen werden sollen, ausreichend dick ausgebildet sein, um ein Innengewinde stabil auszubilden.
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Zur Erleichterung von Montageaufgaben ist aus der
EP 1 150 025 A1 eine Klemmscheibe aus gehärtetem Federstahl bekannt, welche um eine zentrale virtuelle Scheibenachse umlaufend im Wesentlichen gleichartige ausgebildete Klemmfederkrallen aufweist, die von einer radial außen geschlossen umlaufenden Ringstruktur der Klemmscheibe zur Scheibenachse konvergierend einseitig auskragen. Mit ihrem Fußbereich an ihrem Fußbereich-Längsende sind die Klemmfederkrallen einstückig mit der Ringstruktur verbunden. An ihrem dem Fußbereich-Längsende in Auskragrichtung entgegengesetzten Kopfbereich-Längsende können die Klemmfederkrallen als Biegefedern entgegen ihrer durch ihr Material und ihre Gestalt bestimmte Bauteilelastizität orthogonal zur Auskragrichtung ausgelenkt werden und können so im ausgelenkten Zustand durch ihre elastische Rückstellkraft eine Eingriffsstruktur zwischen sich sicher halten.
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Zwar erspart die Verwendung derartiger Klemmscheiben die Herstellung einer Verschraubung. Die Klemmscheiben erlauben beispielsweise bei entsprechend geeigneter Ausgestaltung der Eingriffsstruktur - üblicherweise als einseitig vom zu verkleidenden Bauteil abstehender Zapfen - eine werkzeugfreie sichere Verankerung der Klemmscheibe an der Eingriffsstruktur. Allerdings müssen die Klemmscheiben selbst wiederum am Verkleidungsbauteil angeordnet und mit diesem verbunden werden, damit das Verkleidungsbauteil unter Vermittlung der Klemmscheiben mit dem zu verkleidenden Bauteil verbunden werden kann. Damit wird bei Verwendung von Klemmscheiben anstelle einer Verschraubung im Wesentlichen Montagearbeit verlagert von der Verschraubung hin zur dauerhaften Anordnung der Klemmscheiben am Verkleidungsbauteil.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs genanntes Verkleidungsbauteil derart weiterzubilden, dass es mit möglichst geringem Aufwand hergestellt und an einem zu verkleidenden Bauteil sicher angebracht werden kann.
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Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe mit einem eingangs genannten Verkleidungsbauteil, bei welchem die wenigstens eine einstückig mit dem Verkleidungsbauteilabschnitt ausgebildete Verbindungsformation eine Klemmformation ist, welche wenigstens zwei Klemmfederkrallen aufweist, von denen jede Klemmfederkralle umfasst:
- - einen Fußbereich an einem Fußbereich-Längsende, wobei der Fußbereich einstückig mit einem die Verbindungsformation umgebenden Verbindungsbereich des Verkleidungsbauteils ausgebildet ist und wobei die Klemmfederkralle vom Verbindungsbereich einseitig längs einer Auskragrichtung auskragt,
- - einen Kopfbereich an einem dem Fußbereich-Längsende in Auskragrichtung entgegengesetzten Kopfbereich-Längsende,
wobei der Kopfbereich von einem unbelasteten Ausgangszustand gegen die durch Material und Gestalt bestimmte Bauteilelastizität der jeweiligen Klemmfederkralle quer zur Auskragrichtung und quer zur Flächenerstreckung des Verbindungsbereichs längs einer Auslenkbahn elastisch auslenkbar ist, wobei die wenigstens zwei Klemmfederkrallen derart angeordnet und orientiert sind, dass der Abstand der Kopfbereiche der wenigstens zwei Klemmfederkrallen mit zunehmender gleichsinniger Auslenkung aus dem unbelasteten Zustand größer wird.
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Mit den geschilderten Klemmfederkrallen einer Klemmformation kann eine Eingriffsstruktur, wie etwa ein vom zu verkleidenden Bauteil einseitig abstehender Klemmzapfen sicher geklemmt werden. Die Klemmformation ist jedoch nicht als Klemmscheibe oder sonstiges Verbindungsmittel gesondert ausgebildet und mit dem übrigen Verkleidungsbauteil verbunden, sondern wird bei der Herstellung des Verkleidungsbauteils mit diesem erzeugt. Die Klemmformation ist somit integraler Bestandteil des Verkleidungsbauteils. Somit kann nicht nur das Verkleidungsbauteil in an sich bekannter Weise werkzeugfrei an dem zu verkleidenden Bauteil angeordnet und festgelegt werden, sondern es kann darüber hinaus die wenigstens eine Klemmformation ohne zusätzlichen Montageaufwand mit der Herstellung des Verkleidungsbauteils an diesem erzeugt werden.
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Da die Herstellung flächiger Verkleidungsbauteile in der Regel einen Urformschritt oder einen Umformschritt umfassen, können durch entsprechende Ausgestaltung der urformenden bzw. umformenden Werkzeuge mit dem entsprechenden Schritt sogleich die wenigstens eine Klemmformation erzeugt werden. Gerade im Automobilbau, wo gleichartige Bauteile in hohen Stückzahlen benötigt werden, ist der zusätzliche Aufwand im Werkzeugbau gegenüber der dadurch erzielten Einsparung an Aufwand bei der Herstellung und Montage des Verkleidungsbauteils gering bis vernachlässigbar gering. Je nach Material kann die Klemmformation an dem Verkleidungsbauteil durch Spritzgießen, durch Tiefziehen oder Prägen und Stanzen, durch Heißpressen und dergleichen erzeugt werden.
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Flächig ist ein Verkleidungsbauteil im Sinne der vorliegenden Anmeldung dann, wenn es in seiner Dickenrichtung eine wesentlich geringere Abmessung aufweist als in den zur Dickenrichtung orthogonalen Richtungen der Flächenerstreckung des Bauteils. Dabei kann die das Verkleidungsbauteil lokal in unterschiedlichen Richtungen oder/und in unterschiedlichem Ausmaß gekrümmt sein, sodass die Dickenrichtung des Verkleidungsbauteils lokal unterschiedlich im Raum orientiert sein kann. Mit der Dickenrichtung ändert sich dann lokal auch die Orientierung der Richtungen der Flächenerstreckung, da die Richtungen der Flächenerstreckung und die Dickenrichtung gemeinsam ein dreidimensionales kartesisches Richtungssystem bilden. Bevorzugt weist das Verkleidungsbauteil in jeder seiner beiden Richtungen der Flächenerstreckung wenigstens das Zehnfache, vorzugsweise wenigstens das Zwanzigfache seiner Dickenabmessung auf.
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Auch die Dicke selbst des Verkleidungsbauteils kann lokal unterschiedlich sein. Als Dicke gilt dann eine über die unterschiedlichen Dicken gemittelte mittlere Dicke, wobei die unterschiedlichen Dicken mit dem jeweiligen Flächenanteil der sie aufweisenden Bauteilbereiche an der Gesamtfläche des Verkleidungsbauteils zu gewichten sind.
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Bevorzugt weist das Verkleidungsbauteil eine Mehrzahl von einstückig mit Abschnitten des Verkleidungsbauteils ausgebildeten Klemmformationen mit Abstand voneinander angeordnet auf, sodass ein und dasselbe Verkleidungsbauteil durch die Klemmformationen an mehreren Verankerungsorten gleichzeitig mittels einer einzigen Anordnungsbewegung an dem zu verkleidenden Bauteil hinsichtlich Lage und Orientierung eindeutig sowie in der Verbindung sicher festgelegt werden kann. Für den Fall der Ausbildung einer Mehrzahl derartiger Klemmformationen gilt für jede dieser Klemmformationen bevorzugt das in der vorliegenden Anmeldung zu der wenigstens einen Klemmformation Gesagte entsprechend.
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Aufgrund der während einer Herstellung eines Klemmeingriffs unter zunehmender gleichsinniger bzw. gleichgerichteter Auslenkung der Klemmfederkrallen entstehenden Aufspreizung der Klemmfederkrallen und damit verbunden der zunehmenden Entfernung der Kopfbereiche der wenigstens zwei Klemmfederkrallen voneinander können Eingriffsstrukturen unterschiedlicher Dicke sicher von den Klemmfederkrallen klemmend in Eingriff genommen werden. Die elastische Kraft, mit welcher die ausgelenkten Klemmfederkrallen an der Eingriffsstruktur anliegen steigt mit dem Ausmaß der Auslenkung aus dem unbelasteten Zustand.
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Grundsätzlich kann es ausreichen, die Verbindungsformation durch Aufschieben der Klemmformation auf eine Eingriffsstruktur anzuordnen. Ein Abziehen in entgegengesetzter Richtung von der Eingriffsstruktur ist in der Regel nicht möglich, da eine solche Abzugsbewegung in der Regel nur dazu führt, dass sich die mit ihrem Kopfbereich bereits an der Eingriffsstruktur anliegende Klemmfederkralle nur noch stärker in die Eingriffsstruktur verkrallt. Wenn dagegen gewünscht ist, einen einmal hergestellten Klemmeingriff der Klemmformation mit einer Eingriffsstruktur eines zu verkleidenden Bauteils wieder zu lösen, kann hierzu wenigstens eine Klemmfederkralle einer Klemmformation zwischen ihrem Fußbereich und ihrem Kopfbereich eine Eingriffsausnehmung für einen Werkzeugangriff aufweisen. Es können auch mehrere Klemmfederkrallen einer Klemmformation eine solche Eingriffsausnehmung aufweisen, jedoch reicht es in der Regel aus, wenn eine Klemmfederkralle eine solche Eingriffsausnehmung umfasst.
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Die Eingriffsausnehmung kann beispielsweise eine längliche Nut, etwa zum Eingriff eines Werkzeugendes eines Schlitzschraubendrehers, oder eine kreisrunde oder polygonal berandete oder ovale Ausnehmung sein. Die Eingriffsausnehmung kann als sacklochartige Eingriffsausnehmung die Klemmfederkralle in Dickenrichtung nicht vollständig durchsetzen. Die Eingriffsausnehmung kann die Klemmfederkralle in Dickenrichtung durchsetzen, was einen hebelnden Werkzeugansatz erleichtert. Bei einer in Dickenrichtung durchsetzenden Eingriffsausnehmung kann ein beliebiges abmessungsmäßig passendes Werkzeug durch die Eingriffsausnehmung hindurchgeführt und dann an diametral einander gegenüberliegenden Kanten bzw. Rändern der Eingriffsausnehmung zur Einleitung von Kraft in die Klemmfederkralle abgestützt werden. In der Regel wird durch ein solches Hebelwerkzeug ein Biegemoment in Auslenkrichtung in die Klemmfederkralle eingeleitet und dadurch die Klemmfederkralle von der Eingriffsstruktur abgehoben.
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Grundsätzlich kann die wenigstens eine Klemmfederkralle an ihrem Kopfbereich eine Spitze aufweisen, um eine möglichst gute in die Eingriffsstruktur einkrallende Wirkung zu erzielen. Ebenso kann der Kopfbereich geradlinig ausgebildet sein, insbesondere quer zur Auskragrichtung. Um einen möglichst großen Anlageeingriffsbereich des Kopfbereichs an einer in der Regel zylindrischen oder sich vom zu verkleidenden Bauteil weg verjüngenden, insbesondere konischen oder kegelstumpfförmigen, Eingriffsstruktur zu erzielen, kann der Kopfbereich wenigstens einer Klemmfederkralle einen konkaven endseitigen Rand aufweisen, an welchem die Klemmfederkralle endet. Sind dann zwei oder mehr Klemmfederkrallen an einer Klemmformation vorgesehen, ist zwischen den Kopfbereichen unterschiedlicher Klemmfederkrallen ein Spalt vorgesehen, bzw. begrenzen die Kopfbereiche unterschiedlicher Klemmfederkrallen eine Öffnung.
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Grundsätzlich kann es zur Erzielung einer ausreichenden symmetrischen Klemmwirkung ohne resultierendes Moment am Klemmeingriff mit der Eingriffsstruktur ausreichen, dass wenigstens zwei Klemmfederkrallen einer Verbindungsformation einander mit aufeinander zu weisenden Kopfbereichen gegenüberliegen. Beispielsweise kann eine Klemmformation nur genau zwei Klemmfederkrallen aufweisen, welche von ihren jeweiligen Fußbereichen aufeinander zu auskragen. Zur Unterstützung einer Auslenkbewegung der Klemmfederkrallen beim Festlegen an der Eingriffsstruktur, können die wenigstens zwei Klemmfederkrallen gegenüber dem Verbindungsbereich in einer gemeinsamen Richtung vorstehen. Die Richtung eines gemeinsamen Vorstehens ist in der Regel die Richtung, in welcher bei der Festlegung des Verkleidungsbauteils eine Eingriffsstruktur des zu verkleidenden Bauteils zwischen die Klemmfederkrallen einer Klemmformation eingeführt wird.
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Bevorzugt ist der Verbindungsbereich, von welchem aus die Klemmfederkrallen auskragen, ein ebener Verbindungsbereich.
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Wenngleich bereits zwei Klemmfederkrallen zur Bildung einer funktionierenden Klemmformation ausreichen können, kann zur möglichst querkraft- und momentenfreien Klemmung einer Eingriffsstruktur durch eine Klemmformation die als Klemmformation ausgebildete Verbindungsformation mehr als zwei Klemmfederkrallen aufweisen, welche derart angeordnet sind, dass ihre Auskragrichtungen ausgehend von den jeweiligen Fußbereichen zu einem näher bei den Kopfbereichen als bei den Fußbereichen gelegenen Konvergenzbereich konvergieren. Im Falle einer Ausbildung des oben beschriebenen konkaven endseitigen Randes des Kopfbereichs bzw. der Kopfbereiche der Klemmfederkrallen liegt der Konvergenzbereich bevorzugt in der zwischen den Kopfbereichen gebildeten Öffnung.
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Bevorzugt ist die Mehrzahl von Klemmfederkrallen um eine den Konvergenzbereich quer, bevorzugt orthogonal, durchsetzende virtuelle Klemmachse umlaufend angeordnet. Die virtuelle Klemmachse liegt bei hergestellter Klemmverbindung in der Regel innerhalb der in Klemmeingriff genommenen Eingriffsstruktur. Dann, wenn sich die Eingriffsstruktur, wie häufig oder meistens, symmetrisch um eine in Abstehrichtung der Eingriffsstruktur verlaufende Mittelachse erstreckt, ist die Mittelachse die virtuelle Klemmachse. Die oben genannte Auslenkbahn des Kopfbereichs hat vor allem in unmittelbarer Nähe des unbelasteten Ausgangszustands der Klemmfederkralle eine überwiegende Verlaufskomponente parallel zur Klemmachse.
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Die Eingriffsstruktur steht in der Regel in der Abstehrichtung längs einer Abstehachse von dem zu verkleidenden Bauteil ab.
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Bevorzugt sind die derart umlaufenden Klemmfederkrallen mit identischen Abmessungen ausgebildet, wobei, wie oben bereits dargelegt, wenigstens eine Klemmfederkralle die Eingriffsausnehmung zum Lösen des Klemmeingriffs aufweisen kann, während andere Klemmfederkrallen ohne Eingriffsausnehmung ausgebildet sind.
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Zur Einstellung einer zum Auslenken einer Klemmfederkralle benötigten Kraft bzw. eines zum Auslenken benötigten Auslenkmoments kann die Federkralle wenigstens abschnittsweise eine sich hauptsächlich oder vollständig in Auskragrichtung erstreckende Rippe, Sicke oder sonst eine das Flächenträgheitsmoment der Klemmfederkralle um ihre Auslenkachse erhöhende Gestalt aufweisen. Die Auslenkachse ist dabei jene Biegeachse, um welche die Klemmfederkralle längs der Auslenkbahn gegen ihre Material- und Gestaltelastizität ausgelenkt wird, um eine Eingriffsstruktur in Anlage- bzw. Klemmeingriff zu nehmen. Bevorzugt befindet sich diese das Flächenträgheitsmoment um die Auslenkachse erhöhende Gestalt näher beim Fußbereich als beim Kopfbereich, da sie dort eine größere die Biegesteifigkeit erhöhende Wirkung erzielt. Die Gestalt kann sich außerdem über den Fußbereich hinaus in den Verbindungsbereich hinein erstrecken.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann wenigstens eine Klemmfederkralle, bzw. können alle Klemmfederkrallen einer Klemmformation, in einer zur Dickenrichtung und zur Auskragrichtung der Klemmfederkralle orthogonalen Breitenrichtung mit Abstand voneinander verlaufende Seitenränder aufweisen, wobei die Seitenränder unterschiedlich lang sind. In einem solchen Fall verläuft der Fußbereich und damit in der Regel auch die Auslenkachse der betreffenden Klemmfederkralle in einem von 90° verschiedenen Winkel zur Auskragrichtung. Mit solchen Klemmfederkrallen, insbesondere wenn die gesamte Klemmformation mit derartigen Klemmfederkrallen ausgebildet ist, können vorteilhaft auch Eingriffsstrukturen in Klemmeingriff genommen werden, welche orthogonal zu ihrer Abstehachse keinen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, sondern beispielsweise einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt mit in zueinander und zur Abstehachse ungleichen Abmessungen.
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Der die Verbindungsformation einstückig aufweisende Abschnitt kann zur Bildung auch komplexer Gestalten thermoplastischen Kunststoff umfassen, wobei bevorzugt zur Erzielung höherer Festigkeiten der thermoplastische Kunststoff faserverstärkt sein kann. Der Kunststoff kann ein glasmattenverstärkter Thermoplast, ein langfaserverstärkter Thermoplast oder ein LWRT („Low Weight Reinforced Thermoplast“), also ein faserverstärkter Thermoplast geringen Gewichts sein. Ein LWRT ist dabei ein Fasergewirr, bei welchem Faserabschnitte lokal durch thermoplastischen Kunststoff miteinander verbunden sind, sodass der LWRT-Kunststoff insgesamt porös ist. In der Regel wird ein LWRT erzeugt, indem Strukturfasern mit höherem Schmelzpunkt und Binderfasern mit niedrigerem Schmelzpunkt als Fasergemisch auf eine Temperatur erwärmt werden, welche über dem Schmelzpunkt der Binderfasern liegt, welche jedoch die Gestalt der Strukturfasern unbeeinflusst lässt.
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Zu Erzielung einer möglichst hohen Festigkeit kann der die Verbindungsformation einstückig aufweisende Abschnitt ein Metallblech umfassen oder sein. Überdies verbessert ein solches Metallblech auch die Wärmeleitung des Verkleidungsbauteils innerhalb seiner Flächenerstreckung. Zusätzlich oder alternativ kann der die Verbindungsformation einstückig aufweisende Abschnitt eine Metallfolie umfassen, welche insbesondere mit der Kunststofflage verbunden sein kann, um eine verbesserte thermische oder/und akustische Abschirmung des zu verkleidenden Bauteils durch das Verkleidungsbauteil zu erzielen.
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Ebenso kann das Kfz-Verkleidungsbauteil ein Lagenverbundbauteil mit Lagen unterschiedlichen Materials sein, insbesondere mit Lagen aus Kunststoff, besonders bevorzugt mit einem oder mehreren der oben genannten thermoplastischen Kunststoffe, und mit einer oder mehreren Lagen aus Metall, insbesondere aus einer Metallfolie oder/und einem Metallblech. Dabei können die Klemmfederkrallen über alle Lagen des Lagenverbunds hinweg als mehrlagige Klemmfederkrallen ausgebildet sein. Ebenso können die Klemmfederkrallen nur durch einen Teil der Lagen des Lagenverbunds ausgebildet sein, während wenigstens eine Lage des Lagenverbunds nicht zur Bildung der Klemmfederkrallen beiträgt. Dies schließt auch die Möglichkeit ein, dass die Klemmfederkrallen nur durch eine Lage des Lagenverbunds gebildet sind, während alle übrigen Lagen nicht zur Bildung der Klemmfederkrallen beitragen.
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Insbesondere dann, wenn das Verkleidungsbauteil eine Lage aus Metallblech aufweist, ist vorteilhaft die Klemmformation einstückig mit der Lage aus Metallblech ausgebildet, optional nur mit und in der Lage aus Metallblech ausgebildet, da Klemmfederkrallen aus Metall eine betragsmäßig besonders hohe und dauerhafte Klemmkraft auf eine Eingriffsstruktur ausüben können. Außerdem werden Klemmfederkrallen aus Metall üblicherweise durch erhöhte Temperaturen, wie sie beispielsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs herrschen können, nicht in ihrem elastischen Verhalten beeinflusst oder beeinträchtigt.
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Es kann also allgemein vorgesehen sein, dass im Bereich der Verbindungsformation die wenigstens zwei Klemmfederkrallen durch eine erste Lage oder Lagenkombination gebildet sind. Dann kann vorteilhaft eine von der ersten Lage bzw. von der ersten Lagenkombination verschiedene zweite Lage bzw. zweite Lagenkombination einen Schutzschild bilden, welcher bei aus dem unbelasteten Zustand ausgelenkten Klemmfederkrallen längs der Auslenkbahn mit Abstand wenigstens von den Fußbereichen der Klemmfederkrallen angeordnet ist und die Klemmfederkrallen über wenigstens ihre halbe Auskraglänge, vorzugsweise über wenigstens drei Viertel ihrer Auskraglänge überdeckt. Dadurch kann der durch die zweite Lage oder zweite Lagenkombination gebildete Schutzschild die Klemmfederkrallen vor äußeren mechanischen oder/und thermischen Einflüssen abschirmen. Bevorzugt ist der Schutzschild mit Abstand von einem Abschnitt der Klemmfederkrallen angeordnet, welcher sich über mehr als die Hälfte der Auskraglänge, besonders bevorzugt über die gesamte Auskraglänge der Klemmfederkrallen erstreckt.
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Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Klemmformationen, besonders bevorzugt sind alle Klemmformationen, des Verkleidungsbauteils durch ein und denselben Abschnitt des Verbindungsbauteils ausgebildet und sind somit einstückig miteinander ausgebildet. Dieser Abschnitt kann, wie oben dargelegt, eine Lage des Verkleidungsbauteils sein.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch Baugruppe aus einem verkleideten Kfz-Bauteil und einem mit diesem durch Klemmung verbundenen Kfz-Verkleidungsbauteil, wie es oben beschrieben und weitergebildet ist, wobei vom verkleideten Kfz-Bauteil wenigstens zwei Klemmzapfen als die oben genannten Eingriffsstrukturen abstehen. Jeder dieser Klemmzapfen ist dabei durch eine andere einstückig mit wenigstens einem Abschnitt des Verkleidungsbauteils ausgebildete Verbindungsformation zwischen ausgelenkten Kopfbereichen von wenigstens zwei Klemmfederkrallen der jeweiligen Verbindungsformation klemmend in Eingriff genommen.
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Dabei kann das Verkleidungsbauteil zusätzlich versteifend wirken und so das Schwingungsverhalten des verkleideten Bauteils für den jeweiligen Anwendungsfall verbessern. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das verkleidete Bauteil wenigstens eine Eigenschwingform mit Bereichen größerer Schwingungsamplitude und mit Bereichen geringerer Schwingungsamplitude aufweist, wobei die wenigstens zwei Klemmzapfen in Bereichen unterschiedlicher Schwingungsamplitude oder/und Schwingungsrichtung angeordnet sind.
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Im Falle des oben genannten Schutzschilds ist dieser bevorzugt auf der vom zu verkleidenden Bauteil weg weisenden Seite des Verkleidungsbauteils, also üblicherweise auf der zur Gefahrenquelle hinweisenden Seite des Verkleidungsbauteils, ausgebildet.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
- 1 eine grobschematische perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Kfz-Verkleidungsbauteils,
- 2 eine grobschematische Draufsicht auf eine weitere als Klemmformation ausgebildete integrale Verbindungsformation,
- 3 eine grobschematische Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 1 durch eine erfindungsgemäße Baugruppe, umfassend ein verkleidetes Bauteil und das daran durch Klemmverbindung angeordnete Kfz-Verkleidungsbauteil von 1, und
- 4 eine grobschematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform zu jener von 3.
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Die 1 bis 3 sind lediglich grobschematisch und nicht maßstäblich.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines flächigen Kfz-Verkleidungsbauteils allgemein mit 10 bezeichnet. Die Abmessung des Verkleidungsbauteils 10 in der zu der in 1 betrachteten Oberfläche 11a der obersten Lage 11 des Verkleidungsbauteils 10 orthogonalen Dickenrichtung D ist erheblich kleiner, wenigstens um den Faktor 0,05 kleiner als die Abmessungen des Verkleidungsbauteils 10 in den zueinander und zur Dickenrichtung D orthogonalen Flächenerstreckungsrichtungen F1 und F2.
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Das lediglich beispielhaft dargestellte Verkleidungsbauteil 10 weist fünf als Klemmformationen ausgestaltete Verbindungsformationen 12, 14, 16, 18 und 20 auf, von welchen die Klemmformation 12 lediglich zwei einander diametral gegenüberliegende Klemmfederkrallen 22a und 22b aufweist, wohingegen die Verbindungsformationen 14, 16, 18 und 20 jeweils drei Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c umfassen, welche bis auf nachfolgend diskutierte Unterschiede hinsichtlich einer an einzelnen Klemmfederkrallen 24a ausgebildeten Eingriffsausnehmung im Wesentlichen identisch ausgebildet sind.
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Die Klemmfederkralle 22a ist an einem Fußbereich 22a1 einstückig mit der in 1 dem Betrachter zugewandten Lage 11 ausgebildet und kragt von Fußbereich 22a1 in Auskragrichtung A zu einem endseitig konkav berandeten Kopfbereich 22a2 aus. Die Klemmfederkralle 22a bildet daher eine einseitig von dem Verbindungsbereich 13 der Lage 11 und damit des Verkleidungsbauteils 10 um die Klemmformation 12 herum auskragende Feder, deren Kopfbereich 22a2 gegen eine durch das Material und die Gestalt der Klemmfederkralle 22a bestimmte Bauteilelastizität orthogonal zur Lage 11 aus der in 1 gezeigten unbelasteten Stellung auslenkbar ist. Die Klemmfederkralle wird bei Auslenkung orthogonal zur Lage 11 um eine Auslenkachse AA Fußbereich 22a1 derselben durch elastische Biegung ausgelenkt.
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Die Klemmfederkralle 22a weist einen beispielhaft rechteckigen Querschnitt orthogonal zur Auskragrichtung A auf, welche im dargestellten Beispiel längs der Auskragrichtung A bis zum Erreichen des Kopfbereichs 22a2 konstant ist, also seine Kantenabmessungen nicht ändert.
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Die der Klemmfederkralle 22a diametral gegenüberliegende Klemmfederkralle 22b entspricht im Wesentlichen der lediglich um 180° in der Erstreckungsebene des Verbindungsbereichs 13 gedrehten Klemmfederkralle 22a, mit der Ausnahme, dass die Klemmfederkralle 22b eine schlitzförmige Eingriffsausnehmung 26 aufweist, welche längs der Auskragrichtung A eine größere Abmessung aufweist als quer dazu. Die Eingriffsausnehmung 26 dient zum Werkzeugeingriff, um mit einem hebelnden Werkzeug die Klemmfederkralle 22b außer Eingriff mit einer zuvor in von den Klemmfederkrallen 22a und 22b in Eingriff genommenen Eingriffsstruktur (in 1 nicht dargestellt) zu verformen und so den Klemmeingriff zwischen der Klemmformation 12 und einer Eingriffsstruktur wieder zu lösen. Die den Klemmeingriff lösende Verformung ist eine Biegeverformung gegen die Bauteilelastizität der Klemmfederkralle 22b von der Ebene des Verbindungsbereichs 13 und von der zwischen den biegeverformten Klemmfederkrallen 22a und 22b in Eingriff genommenen Eingriffsstruktur weg.
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Die beiden Kopfbereiche der sich aufeinander zu erstreckenden Klemmfederkrallen 22a und 22b der Klemmformation 12 begrenzen zwischen sich eine Öffnung 28. Die Öffnung 28 kann als Einführöffnung für eine Eingriffsstruktur eines zu verkleidenden Bauteils dienen, etwa eines in 3 gezeigten konischen oder kegelstumpfförmigen Klemmzapfens 52.
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Die Klemmfederkrallen 22a und 22b sind durch beiderseits der Klemmfederkrallen 22a und 22b gelegene Schlitze 30 bzw. 32, welche ebenfalls parallel zu den Auskragrichtungen A der Klemmfederkrallen 22a und 22b verlaufen, von dem die Klemmfederkrallen 22a und 22b umgebenden Verbindungsbereich 13 getrennt.
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Die Klemmfederkrallen 22a und 22b sind im unbelasteten Ausgangszustand im Wesentlichen eben und erstrecken sich dann in der Ebene des Verbindungsbereichs 13.
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Die Klemmformationen 14, 16, 18 und 20 sind Klemmformationen einer von der Klemmformation 12 abweichenden zweiten Bauart. Stellvertretend für diese zweite Bauart von Klemmformationen wird zunächst die Klemmformation 14 beschrieben, deren Beschreibung auch für die Klemmformationen 16, 18 und 20 gilt. Unterschiede der Klemmformation 16, 18 und 20 zur Klemmformation 14 werden nachfolgend gesondert hervorgehoben.
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Die Klemmformation 14 weist drei Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c auf, welche eine Klemmachse K umgebend angeordnet sind. Die Klemmachse K durchsetzt orthogonal zur Erstreckungsebene des Verbindungsbereichs 15, von welchen die drei Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c konvergierend auskragen, eine Öffnung 34, welche von den endseitig konkav berandeten Kopfbereichen (siehe beispielsweise Kopfbereich 24a2 der Klemmfederkralle 24a) der drei Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c eingefasst ist. Die Öffnung 34 ist gleichzeitig ein den Kopfbereichen der drei Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c näher als ihren Fußbereichen (siehe beispielsweise Fußbereich 24a1) gelegener Konvergenzbereich 36, zu welchem die drei Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c hin konvergierend auskragen. Dies bedeutet, die Fußbereiche der Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c können zwar um die Klemmachse K die gleiche Winkelerstreckung aufweisen wie die Kopfbereiche derselben Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c. Aufgrund der größeren radialen Nähe der Kopfbereiche zur Klemmachse K weisen deren konkave endseitige Ränder eine in Umfangsrichtung geringere Bahnlänge auf als die weiter von der Klemmachse K entfernt gelegenen Fußbereiche.
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Die drei Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c sind im Wesentlichen identisch ausgestaltet und lediglich um 120° zueinander um die Klemmachse K verdreht angeordnet. Die Anzahl von drei Klemmfederkrallen ist lediglich beispielhaft. Ebenso könnten vier, fünf, sechs oder mehr Klemmfederkrallen an einer Klemmformation, insbesondere um die Klemmachse K umlaufend, ausgebildet sein.
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Im Gegensatz zu den im unbelasteten Zustand ebenen Klemmfederkrallen 22a und 22b wölben sich die Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c im unbelasteten Zustand in Richtung der Klemmachse K aus der Erstreckungsebene des Verbindungsbereichs 15 heraus. Die Klemmformation 14 ist daher gegenüber dem sie umgebenden Verbindungsbereich 15 erhaben.
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Durch die gekrümmte Gestalt der Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c und durch die größere Bahnlänge ihrer jeweiligen Fußbereiche sind die Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c bezüglich einer Biegung um ihre Auslenkachsen AA biegesteifer als die zuvor beschriebenen Klemmfederkrallen 22a und 24b.
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Im Gegensatz zur Klemmformation 12 weist keine der Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c der Verbindungsformation 14 eine Eingriffsausnehmung zum Lösen eines Klemmeingriffs auf.
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Diese Eingriffsausnehmung zum Lösen eines Klemmeingriffs ist der einzige Unterschied, den die Klemmformationen 16, 18 und 20 zur Klemmformation 14 aufweisen.
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Die Klemmfederkrallen 24a der Klemmformationen 16, 18 und 20 weisen jeweils eine Eingriffsausnehmung 38a, 38b bzw. 38c auf, welche sich lediglich in ihrer Gestalt und Größe unterscheiden.
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Die Eingriffsausnehmung 38a in der Klemmfederkralle 24a der Klemmformation 16 ist beispielsweise oval bzw. elliptisch, wobei sich beispielhaft die lange Halbachse in Umfangsrichtung um die Klemmachse K erstreckt, während die kurze Halbachse sich längs der Auskragrichtung erstreckt. Die Eingriffsausnehmung 38a kann allerdings auch um 90° gedreht an der Klemmfederkralle 24a ausgebildet sein, also mit der langen Halbachse parallel zur Auskragrichtung.
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Die Eingriffsausnehmung 38b in der Klemmfederkralle 24a der Klemmformation 18 ist beispielhaft zylindrisch ausgebildet, wobei sie sich näher beim Fußbereich als beim Kopfbereich der Klemmfederkralle 24a befindet.
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Die Eingriffsausnehmung 38c in der Klemmfederkralle 24a der Klemmformation 20 ist als gerader Schlitz, beispielsweise zum Eingriff mit dem Werkzeugendes eines Schlitzschraubendrehers ausgebildet.
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In 2 ist eine weitere Klemmformation 40 dargestellt, welche im Wesentlichen den Eingriffsformationen 14, 16, 18 und 20 entspricht, mit dem einen Unterschied, dass die Klemmformation 40 vier Klemmfederkrallen 42a, 42b, 42c und 42d aufweist, welche sich jeweils eine Viertelumdrehung um die orthogonal zur Zeichenebene von 2 verlaufende Klemmachse K erstrecken. Der andere Unterschied besteht darin, dass die Klemmformation 40 nicht kreisförmig um die Klemmachse K umläuft, sondern elliptisch. Folglich weisen die Fußabschnitte 42a1, 42b1, 42c1 und 42d1 keinen konstanten Abstand von der Klemmachse K auf. Die Seitenränder der Klemmfederkrallen 42a, 42b, 42c und 42d, beispielhaft erläutert an den Seitenrändern 42a3 und 42a4 der Klemmfederkralle 42a, sind daher unterschiedlich lang. Damit können Klemmzapfen mit elliptischem Querschnitt nahezu querkraft- und momentenfrei in Klemmeingriff genommen werden.
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Die Klemmfederkralle 42a weist beispielsweise eine Eingriffsausnehmung 44 auf, um einen Klemmeingriff der Klemmfederkralle 42a und damit der Klemmformation 40 insgesamt zu lösen. Im dargestellten Beispiel befindet sich die Eingriffsausnehmung 44 näher am Kopfbereich 42a2 der Klemmfederkralle 42a als an deren Fußbereich.
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In 3 ist ein beispielhafter Klemmeingriff der Verbindungsformation 18 des Verkleidungsbauteils 10 von 1 mit einem zu verkleidenden bzw. tatsächlich bereits verkleideten Bauteil 50 gezeigt. Hierzu steht vom Bauteil 50 als Eingriffsstruktur für einen Klemmeingriff mit der Verbindungsformation 18 ein beispielhaft kegelstumpfförmiger Klemmzapfen 52 längs einer Abstehachse PA ab. Die Abstehachse PA fällt mit der Klemmachse K zusammen und ist eine Mittellängsachse des kegelstumpfförmigen Klemmzapfens 52. Das zu verkleidende bzw. verkleidete Bauteil 50 und das daran durch Klemmeingriff festgelegte Verkleidungsbauteil 10 bilden eine Baugruppe 53.
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Wie die Querschnittsansicht von 3 zeigt, ist das Verkleidungsbauteil 10 ein dreilagiges Bauteil mit der äußeren, d. h. vom verkleideten Bauteil 50 weg weisenden Metalllage 11 aus Metallblech, einer dem verkleideten Bauteil 50 nächst gelegenen Metalllage 54, wiederum aus Metallblech, und einer zwischen der Metalllage 11 und der Metalllage 54 gelegenen Lage 56 aus faserverstärkten Thermoplast, vorzugsweise aus einem porösen LWRT.
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Wie 3 zeigt, ist die Klemmformation 18 nur in der Metalllage 11 ausgebildet, wenngleich dies nicht so sein muss. Der Klemmzapfen 52 durchsetzt alle drei Lagen 11, 54 und 56 des Verbindungsbauteils 10.
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Eine Auslenkbahn B zeigt in 3 an, längs welchen Wegs die Klemmfederkralle 24c gegenüber ihrer in 1 gezeigten unbelasteten Ausgangslage durch den Klemmzapfen 52 in die in 3 gezeigte belastete Ausgangslage verformt wurde. Aufgrund der Bauteilelastizität der Klemmfederkralle 24c wirkt auf deren Kopfbereich 24c2 eine Rückstellkraft R in Richtung der unbelasteten Ausgangslage. Durch diese Rückstellkraft R wird der Kopfbereich 24c2 gegen die Außenfläche des Klemmzapfens 52 gedrückt. Gleiches geschieht mit den weiteren Klemmfederkrallen 24a (in 3 nicht dargestellt) und 24b der Klemmformation 18. Da die resultierenden Rückstellkräfte aller Klemmfederkrallen 24a, 24b und 24c betragsmäßig etwa gleich groß und jeweils um 120° um die Klemmachse K verdreht wirken, ist das Verkleidungsbauteil 10 am Klemmzapfen 52 im Wesentlichen querkraftfrei und momentenfrei verankert.
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Eine Festlegung des Verkleidungsbauteils 10 an dem Bauteil 50 kann ohne Werkzeug und ohne vorherige Montage eines Verbindungsmittels an das Verkleidungsbauteil 10 erfolgen.
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Die Metalllage 11, beispielsweise gebildet aus einem Metallblech, kann durch Umformen, wie beispielsweise Tiefziehen, und Stanzen gebildet sein, erforderlichenfalls sogar in einem einzigen kombinierten Tiefzieh- und Stanzschritt.
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Sind Klemmfederkrallen an einer Kunststofflage ausgebildet, können diese durch Spritzgießen, durch Heißpressen und dergleichen einstückig mit der sie tragenden Kunststofflage ausgebildet werden.
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In 4 ist eine alternative Ausführungsform zu der Ausgestaltung von 3 dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Bauteile und Bauteilabschnitte wie in der Ausführungsform von 3 sind in 4 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. Die Ausführungsform von 4 wird nachfolgend nur insoweit erläutert werden, als sie sich von der Ausführungsform von 3 unterscheidet, auf deren Beschreibung zur Erläuterung von 4 ansonsten ergänzend verwiesen wird.
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Im Grunde unterscheiden sich die Ausführungsformen von 4 und 3 nur darin, dass die Klemmformation 118 der Ausführungsform von 4 in der dem verkleideten Bauteil 150 nähergelegenen Metalllage 154 ausgebildet ist. Die damit erzielbaren Klemmkräfte sind mit der Ausführung vom von 3 im Wesentlichen identisch oder sind sogar geringfügig höher, da die Klemmfederkrallen 124a, 124b und 124c etwas näher beim Bauteil 150 am Klemmzapfen 152 angreifen, wo dieser einen etwas größeren Durchmesser aufweist und somit die Klemmfederkrallen 124a, 124b und 124c stärker ausgelenkt werden als bei einem Angriff an einem Abschnitt geringeren Durchmessers.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass die vom verkleideten Bauteil 150 weiter entfernt gelegene Metalllage 111 die Klemmformation 118 mit Abstand von derselben überspannen bzw. überdecken kann, sodass die Metalllage 111 einen Schutzschild 158 ausbilden kann, welcher die Klemmformation 118 zu der vom verkleidenden Bauteil 150 weg weisenden Seite hin vor äußeren Einflüssen abschirmt. Der Schutzschild 158 kann eine zentrale Öffnung 160 aufweisen, welche im fertig montierten Zustand vom Klemmzapfen 162 durchsetzt sein kann. Bei ausreichend kurzer Ausbildung des Klemmzapfens 162 kann die zentrale Öffnung 160 auch entfallen. Allerdings kann die zentrale Öffnung 160 die Montage des Verkleidungsbauteils 110 am Bauteil 150 unterstützen, da sie anzeigt wo die Verbindungsformationen angeordnet sind, die ansonsten von außen nicht mehr erkennbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016208881 A1 [0002]
- EP 1150025 A1 [0003]
