DE102021130178A1

DE102021130178A1 - Blech für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102021130178A1
Application number: DE102021130178.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Heim
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Blech für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges, mit einem Durchbruch, in den ein Befestigungspin einbringbar ist, wobei der Befestigungspin an einem Ende eine weitgehend senkrecht zu einer Längsachse nach radial außen gerichtete Auflagefläche zur Auflage radial außen um den Durchbruch auf einer ersten Seite des Bleches aufweist und axial beabstandet zu der Auflagefläche zumindest eine Rastnase aufweist, die nach einem Einbringen des Befestigungspins in den Durchbruch bei Auflage der Auflagefläche auf dem Blech den Befestigungspin durch einen Spreizvorgang auf einer zweiten Seite des Bleches axial verriegelt, wobei ein Abstand zwischen der Auflagefläche und einem Berührpunkt der Rastnase auf dem Blech einer Dicke des Bleches entspricht, wobei, wenn das Blech in einem Bereich der Rastnase und der Auflagefläche eine kleinere Dicke als die Dicke aufweist, dass dieser Bereich auf eine Dicke entsprechend dem Abstand verdickt ist.Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Bleches kann in vorteilhafter Weise ein Einheits-Befestigungspin für unterschiedliche Blechstärken zum Einsatz kommen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Blech für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2016 012 250 A1 hingewiesen. Aus dieser Schrift ist ein Clip mit schwimmender Lagerung bekannt. Beschrieben wird ein Clip zum Befestigen eines ersten Elements an einem zweiten Element, insbesondere für die Montage von Bauteilen für Fahrzeuge. Der Clip weist einen Kopf mit zwei sich in Richtung senkrecht zur Längsachse des Clips voneinander erstreckenden Flügeln und eine Spitze und eine erste Seite und eine zweite Seite auf. Die erste Seite und die zweite Seite erstrecken sich von dem Kopf in Richtung der Längsachse des Clips auf die Spitze zu und die erste und die zweite Seite sind über die Spitze miteinander verbunden und derart zusammendrückbar, dass sie um die Spitze aufeinander zu bewegt werden können. Mindestens eine Seite weist dabei einen Abschnitt auf, der weiter von der Längsachse entfernt ist als ein anderer Abschnitt, wobei mindestens ein Flügel am Flügelende eine Abstützfläche aufweist, welche zumindest abschnittsweise in einem Winkel von weniger als 45° zur Längsachse des Clips verläuft.
Derartige Clipse oder Befestigungspins können beispielsweise in der Vorderwand von Kraftfahrzeugen zur Kühlerfixierung in der X-Y-Richtung des Kraftfahrzeuges verwendet werden. Derartige Befestigungspins sind üblicherweise Spritzgussbauteile aus Kunststoff, welche in Z-Richtung (in Richtung ihrer Längsachse) in die Vorderwand gesteckt werden. Diese Befestigungspins bilden beispielsweise die Verbindung von der Vorderwand oben (Stahlbauteil) mit der Mitte des Kühlerpaketes (Alubauteil). Zur endgültigen Lagefixierung muss der Befestigungspin sicher in der Vorderwand beispielsweise mit zumindest einer Rastnase verrasten. Wird die Wandstärke der Vorderwand lokal reduziert, beispielsweise um Gewicht einzusparen, ist eine sichere Verrastung des Befestigungspins in der Vorderwand nicht mehr möglich, d. h. das Kühlerpaket wackelt in seiner Verankerung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, dass ein und derselbe Befestigungspin für Bleche mit unterschiedlichen Wandstärken einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Blech für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges dadurch gelöst, dass, wenn das Blech in einem Bereich der Rastnase und der Auflagefläche eine kleinere Dicke als die maximale Dicke aufweist, dass dieser Bereich des Bleches auf eine Dicke entsprechend dem Abstand von Rastnase und der Auflagefläche verdickt ist.
Erfindungsgemäß wird die Dicke der Wandstärkenreduzierung des Bleches durch eine Verdickung, beispielsweise durch eine ringförmige Verprägung in Z-Richtung oder eine Materialaufdickung kompensiert. Damit ist sichergestellt, dass die Auflagefläche und der Berührpunkt der Rastnase des Befestigungspins beidseitig des Bleches Kontakt haben und gleichzeitig die vollständige Verrastung des Befestigungspins sichergestellt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2, dass der verdickte Bereich innerhalb der Auflagefläche angeordnet ist, ist eine bewährte Ausführungsform.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3, dass der verdickte Bereich durch eine um den Durchbruch radial außen umlaufende Sicke gebildet ist, ist ein erstes besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4, dass ein erhabener Bereich der Sicke auf der Auflagefläche abgestützt ist, ermöglicht einen maximal großen Sickendurchmesser und somit eine bestmögliche Abstützung, d. h. stabile Abstützung der Auflagefläche des Befestigungspins.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 5, dass ein Abschnitt des Bleches radial innerhalb der Sicke und ein Abschnitt des Bleches radial außerhalb der Sicke eine Ebene bilden und der Berührpunkt der Rastnase auf dem Abschnitt des Bleches radial innerhalb der Sicke abgestützt ist, ist eine bevorzugte Ausführungsform, da die Rastnasen üblicher Weise einen kleineren Querschnitt aufweisen als die Auflagefläche des Befestigungspin. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der radial innerhalb der Sicke Abschnitt des Bleches auch entfallen und die Rastnase stützt sich am radial inneren Ende der Sicke ab, wobei dieses Ende dann mit dem Abschnitt des Bleches radial außerhalb der Sicke vorzugsweise eine Ebene bildet.
Besonders bevorzugt wird die Sicke gemäß Patentanspruch 6 durch Umformen gebildet. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer hydraulischen Umformpresse dargestellt werden.
In einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Patentanspruch 7 ist der verdickte Bereich durch eine Materialaufbringung gebildet.
Die Materialaufbringung erfolgt gemäß Patentanspruch 8 bevorzugt durch Schweißen oder Löten. Auch das Aufschweißen eines Ausgleichsbleches mittels Hochfrequenzschweißen ist möglich.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 9, dass das Blech eine maximale Dicke zwischen 0,3 mm und 5 mm aufweist, sind übliche Blechstärken im Karosseriebau für Kraftfahrzeuge.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von drei Figuren kurz erläutert.

1 zeigt ein Blech gemäß dem Stand der Technik, in dem ein Befestigungspin arretiert ist.
2 zeigt ein dünneres Blech als 1, in dem ein Befestigungspin montiert aber nicht fest arretiert ist.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes, dünneres Blech in dem ein Befestigungspin arretiert ist.

Im Folgenden gelten in den 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.
1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Blech 1 gemäß dem Stand der Technik, in dem ein Befestigungspin 2 arretiert ist. Der Befestigungspin 3 ist ein Standard-Befestigungspin 3, der in dem Blech 1 für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges eingeclipst ist. Die Karosserie kann beispielsweise für Personenkraftfahrzeuge oder leichte Nutzfahrzeuge aber auch für Busse etc. vorgesehen werden.
Für das Einclipsen des Befestigungspins 3 weist das Blech 1 einen Durchbruch 2 auf, in den der Befestigungspin 3 einbringbar ist. Eine Einbring- oder Eindrückrichtung ist durch einen zentralen Pfeil in einer Z-Richtung, die einer Hochrichtung oder einer Längsachse des Befestigungspins 3 entspricht, dargestellt. In einem Koordinatensystem sind noch eine Längsrichtung X und eine Querrichtung Y dargestellt. Dieses Koordinatensystem gilt für alle drei Figuren.
Der Durchbruch 2 ist üblicherweise eine Bohrung oder Ausstanzung, in die der Befestigungspin 3 einsteckbar ist. Der Befestigungspin 3 weist an seinem oberen Ende eine, einer ersten Seite des Bleches 1 zugewandte Auflagefläche 4 auf, zur Auflage radial außen um den Durchbruch 2. Diese Auflagefläche 4 liegt nach einer Montage des Befestigungspins 3 auf der ersten Seite des Bleches 1 auf. Weiter weist der Befestigungspin 3 axial zur Auflagefläche 4 beabstandet zumindest eine Rastnase 5 auf, die nach einem Einbringen des Befestigungspins 3 in den Durchbruch 2 den Befestigungspin 3 durch einen elastischen Spreizvorgang auf einer zweiten Seite des Bleches 1 verriegelt. Beim Eindrücken des Befestigungspins 3 in den Durchbruch 2 werden die Rastnasen 5 elastisch nach innen gedrückt, und nach erfolgter Montage federn die Rastnasen 5 wieder nach außen und arretieren somit den Befestigungspin 3 in dem Blech 1. Eine Aufspreizrichtung ist durch einen gekrümmten, gepunktet dargestellten Pfeil schematisch dargestellt.
Ein Abstand A zwischen der Auflagefläche 4 und der Rastnase 5 entspricht üblicherweise, wie in 1 dargestellt, einer Dicke D1 des Bleches 1.
Im Zuge von Konstruktionsänderungen, das heißt beispielsweise im Zuge von Gewichtsoptimierungen, kann es vorkommen, dass die Dicke D1 des Bleches 1 nicht immer konstant ist, sodass der Abstand A zwischen Auflagefläche 4 und einem Berührpunt oder einer -fläche der Rastnase 5 auf dem Blech 1 größer oder gleich der maximalen Dicke D1 des Bleches ist.
2 zeigt nochmals einen schematischen Schnitt durch ein dünneres, gewichtsoptimiertes Blech 1 als 1, in dem der Befestigungspin 3 montiert aber aufgrund eines Spaltes zwischen der Auflagefläche 4 und der Rastnase 5 nicht fest arretiert ist. Die Dicke des Bleches 1 weist eine reduzierte Dicke D2 auf. Für den vorliegenden Fall, dass der Abstand A zwischen der Auflagefläche 4 und der Rastnase 5 größer oder gleich der maximalen Dicke D1 des Bleches 1 im Bereich der Auflagefläche 4 ist, sitzt der Befestigungspin 3 nicht mehr fest in dem Blech 1. Dies bedeutet, dass der Befestigungspin 3 in der Z-Richtung verschiebbar und in der X-Richtung und der Y-Richtung verschwenkbar ist und somit nicht mehr für eine Halterung, beispielsweise von Wärmetauschern innerhalb einer Karosserie, eingesetzt werden kann.
3 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes, dünneres Blech 1 in dem der Befestigungspin 3 arretiert ist. Das erfindungsgemäße Blech 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Blech 1 im Bereich 6 der Rastnase 5 und der Auflagefläche 4 eine reduzierte Dicke D2 aufweist, die kleiner ist als die maximale Dicke D1, dieser Bereich 6 auf eine Dicke D3 entsprechend dem Abstand A verdickt ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der verdickte Bereich 6 innerhalb der Auflagefläche 4 angeordnet, er kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel jedoch auch größer sein.
Weiter ist der verdickte Bereich 6 in diesem Ausführungsbeispiel durch eine um den Durchbruch 2 radial außen umlaufende, nicht bezifferte Sicke gebildet, die bevorzugt durch Umformen, beispielsweise durch eine hydraulische Blechpresse gebildet ist.
Weiter ist ein in Z-Richtung erhabener Bereich der Sicke auf der Auflagefläche 4 abgestützt. Diese Ausführungsform ermöglicht einen maximal großen Sickendurchmesser und somit eine bestmögliche Abstützung der Auflagefläche des Befestigungspins.
Ferner bilden ein Abschnitt des Bleches 1 radial innerhalb der Sicke und ein Abschnitt des Bleches 1 radial außerhalb der Sicke eine Ebene und der Berührpunkt oder die Berührfläche der Rastnase 5 ist auf dem Abschnitt des Bleches 1 radial innerhalb der Sicke abgestützt. Dies ist eine bevorzugte Ausführungsform, da die Rastnasen 5 üblicher Weise einen kleineren Querschnitt aufweisen als die Auflagefläche 4 des Befestigungspins 3. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Abschnitt 6 des Bleches 1 auch entfallen und die Rastnase 5 stützt sich in diesem Fall am radial inneren Ende der Sicke ab, wobei dieses Ende dann mit dem Abschnitt des Bleches 1 radial außerhalb der Sicke vorzugsweise eine Ebene bildet.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der verdickte Bereich 6 auch durch eine Materialaufbringung gebildet sein, wobei die Materialaufbringung bevorzugt durch Schweißen oder durch Löten erfolgt. Auch ein Reibschweißen von einem Ausgleichsblech in dem zu verdickenden Bereich 6 ist möglich.
Wie bereits erwähnt entspricht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der verdickte Bereich 6 der Größe der Auflagefläche 4. In anderen Ausführungsbeispielen ist es auch denkbar, dass eine so genannte Dreipunktauflage anstelle einer vollständigen um den Durchbruch 2 umlaufenden Sicke vorgesehen wird.
Bevorzugt weist das Blech 1 eine maximale Dicke D1 zwischen 0,3 mm und 5 mm auf, wie es im Karosseriebau für Kraftfahrzeuge üblich ist.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Bleches 1 kann in vorteilhafter Weise ein Einheits-Befestigungspin 3 für unterschiedliche Blechstärken zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste

1: Blech
2: Durchbruch
3: Befestigungspin
4: Auflagefläche
5: Rastnase
6: Verdickter Bereich
A: Abstand Auflagefläche zur Rastnase
D1: maximale Dicke
D2: Dicke
D3: Dicke entsprechend A
X: Längsrichtung
Y: Querrichtung
Z: Hochrichtung (Längsachse)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016012250 A1 [0002]

Claims

Blech (1) für eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges, mit einem Durchbruch (2), in den ein Befestigungspin (3) einbringbar ist, wobei der Befestigungspin (3) an einem Ende eine weitgehend senkrecht zu einer Längsachse (Z) nach radial außen gerichtete Auflagefläche (4) zur Auflage radial außen um den Durchbruch (2) auf einer ersten Seite des Bleches (1) aufweist und axial beabstandet zu der Auflagefläche (4) zumindest eine Rastnase (5) aufweist, die nach einem Einbringen des Befestigungspins (3) in den Durchbruch (2) bei Auflage der Auflagefläche (4) auf dem Blech (1) den Befestigungspin (3) durch einen Spreizvorgang auf einer zweiten Seite des Bleches (1) axial verriegelt, wobei ein Abstand (A) zwischen der Auflagefläche (4) und einem Berührpunkt der Rastnase (5) auf dem Blech (1) einer Dicke (D1) des Bleches (1) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Blech (1) in einem Bereich (6) der Rastnase (5) und der Auflagefläche (4) eine kleinere Dicke (D2) als die Dicke (D1) aufweist, dass dieser Bereich (6) auf eine Dicke (D3) entsprechend dem Abstand (A) verdickt ist.
Blech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verdickte Bereich (6) innerhalb der Auflagefläche (4) angeordnet ist.
Blech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verdickte Bereich (6) durch eine um den Durchbruch (2) radial außen umlaufende Sicke gebildet ist.
Blech nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erhabener Bereich der Sicke auf der Auflagefläche (4) abgestützt ist.
Blech nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Bleches (1) radial innerhalb der Sicke und ein Abschnitt des Bleches (1) radial außerhalb der Sicke eine Ebene bilden und der Berührpunkt der Rastnase (5) auf dem Abschnitt des Bleches (1) radial innerhalb der Sicke abgestützt ist.
Blech nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke durch Umformen gebildet ist.
Blech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verdickte Bereich (6) durch eine Materialaufbringung gebildet ist.
Blech nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaufbringung durch Schweißen oder Löten erfolgt ist.
Blech nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) eine maximale Dicke (D1) zwischen 0,3 mm und 5,0 mm aufweist.