DE102022208159A1

DE102022208159A1 - Verbindungssystem, Verfahren zur Herstellung eines Verbindungssystems sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022208159A1
Application number: DE102022208159.5A
Authority: DE
Inventors: Ralf Menger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2024-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem (1) zur Verbindung eines Objekts mit einem Bauteil (2), insbesondere zur Verbindung eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs mit dem Bauteil (2). Das Verbindungssystem (1) umfasst ein in einer Aussparung (3) des Bauteils (2) angeordnetes oder anordbares Verbindungselement (10) mit einem Mittelelement (11), von dem ausgehend sich in entgegengesetzter Richtung zwei zum Hintergreifen des Bauteils (2) eingerichtete Halteabschnitte (15, 16) erstrecken. Ein Abstand (a) zwischen einem ersten, vom Mittelelement (11) am weitesten entfernten Punkt (P1) eines ersten Halteabschnitts (15) und einem zweiten Punkt (P2) in einer zwischen dem Mittelelement (11) und einem zweiten Halteabschnitt (16) ausgebildeten Kehle (17) ist dabei kürzer als eine Breite (B) der Aussparung (3) entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte (15, 16). So ist nach Einführung des zweiten Halteabschnitts (16) bis zur Kehle (17) am zweiten Halteabschnitt (16) der erste Halteabschnitt (15) in die Aussparung (3) einführbar. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems (1) sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem.
Sollen zwei Bauteile aneinander fixiert werden, so bieten sich vielfach Klemmen oder Klammern an, die die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen dadurch vermitteln, dass sie mit jedem der beiden Bauteile jeweils eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung ausbilden. Montagevorgänge, die auf der Realisierung derartiger Verbindungen basieren, sind in der Regel einfach und schnell durchzuführen, und können oftmals ohne den Einsatz von Werkzeugen umgesetzt werden.
Typische Einsatzfälle für derartige mechanische Verbindungen finden sich bei der Montage von Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Montagen im Kraftfahrzeug-Innenraum. So können beispielsweise Verkleidungsteile an einer mit einem Airbag versehenen Säule eines Kraftfahrzeugs mittels Verbindungsklammern befestigt werden. Die die Verbindungsklammer umfassende mechanische Verbindung muss dabei so gestaltet sein, dass sie auch bei Auslösen des Airbags bestehen bleibt.
Eine auf einen solchen Anwendungsfall bezogene Verbindungsanordnung wird von der DE 10 2015 216 238 A1 gezeigt. Eine Verbindungsklammer mit zwei Federschenkeln, die jeweils eine Haltenase aufweisen, ist in einem Aufnahmeschlitz eines Verkleidungsteils angeordnet, in den sie mit einer Einschubbewegung parallel zur Haupterstreckungsebene des Verkleidungsteils bzw. des Aufnahmeschlitzes eingeschoben wird. Die Haltenasen sind dafür vorgesehen, das Verkleidungsteil zu hintergreifen. Auf der den Haltenasen gegenüberliegenden Seite weist die hier gezeigte Verbindungsklammer Rastnasen auf, an denen ein Objekt fixiert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungssystem sowie ein Verfahren zur Herstellung des Verbindungssystems zur Verfügung zu stellen, mittels derer auf einfache und kostengünstige Weise eine Verbindung zwischen einem Objekt und einem Bauteil realisierbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verbindungssystem gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung des Verbindungssystems gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verbindungssystems werden in den Unteransprüchen 2-8 aufgezeigt. Ergänzend wird ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Verbindungssystem zur Verbindung eines Objekts mit einem Bauteil, insbesondere zur Verbindung eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs mit dem Bauteil. Das Verbindungssystem umfasst ein in einer Aussparung des Bauteils angeordnetes oder anordbares Verbindungselement mit einem Mittelelement, von dem ausgehend sich in entgegengesetzter Richtung zwei zum Hintergreifen des Bauteils eingerichtete Halteabschnitte erstrecken. Ein Abstand zwischen einem ersten, vom Mittelelement am weitesten entfernten Punkt eines ersten Halteabschnitts und einem zweiten Punkt in einer zwischen dem Mittelelement und einem zweiten Halteabschnitt ausgebildeten Kehle ist dabei kürzer als eine Breite der Aussparung entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte. So ist nach Einführung des zweiten Halteabschnitts bis zur Kehle am zweiten Halteabschnitt der erste Halteabschnitt in die Aussparung einführbar. Ferner ist dann, dass bedeutet nachdem das Verbindungselement in der Aussparung angeordnet ist, das Verbindungselement seitlich, dass heißt im Wesentlichen senkrecht zur Breite der Aussparung, in der Aussparung verschiebbar.
Mit anderen Worten ist der erste Halteabschnitt, insbesondere nachdem der zweite Halteabschnitt bereits durch die Aussparung hindurchgeführt wurde, wenigstens in einem Abschnitt der Aussparung, durch die Aussparung hindurchführbar bzw. einfädelbar und kann das die Aussparung ausbildende Material hintergreifen, wodurch das Verbindungselement bestimmungsgemäß in Bezug zum Bauteil anordbar ist, und somit das erfindungsgemäße Verbindungssystem herstellbar ist. Dabei ist unter der bestimmungsgemäßen Anordnung diejenige Anordnung zu verstehen, bei der beide Halteabschnitte das die Aussparung ausbildende Material des Bauteils hintergreifen.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verbindungssystem zur Verbindung eines Trägerteils eines Airbags mit einem Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs geeignet, wobei die Erfindung keineswegs auf diese spezifische Verwendung eingeschränkt sein soll.
Unter einer Aussparung ist im Sinne der Erfindung ein Loch oder eine Durchbrechung in einer Wandung des Bauteils zu verstehen, durch die hindurch das Verbindungselement wenigstens teilweise, das heißt wenigstens mit seinen Halteabschnitten, hindurchführbar ist. Die Aussparung kann dabei als ein länglicher Schlitz im Bauteil mit einer in der Haupterstreckungsebene der Aussparung gemessenen Breite der Aussparung B und einer Länge der Aussparung L ausgeführt sein, wobei typischerweise B < L, insbesondere 2B < L, ist. Es ist jedoch erfindungsgemäß grundsätzlich nicht ausgeschlossen, dass die Aussparung alternativ eine runde, ovale oder sonstige Form aufweisen kann.
Die Breite der Aussparung ist das Maß der Aussparung entlang der Ausrichtung der sich in entgegengesetzter Richtung von dem Mittelelement weg erstreckenden Halteabschnitte bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Verbindungselements in der Aussparung.
Das Verbindungselement ist typischer- aber nicht notwendigerweise im Wesentlichen, d.h. insbesondere unbeachtlich der Länge der Halteabschnitte, symmetrisch zur Mittellängsachse des Mittelelements ausgeführt.
Das Verbindungselement ist dazu eingerichtet, dass ein Objekt an diesem, in einem den Halteabschnitten abgewandten Abschnitt des Verbindungselements, angeordnet werden kann, insbesondere an diesem fixiert werden kann. Mit anderen Worten dient das Verbindungselement der Ausbildung einer insbesondere mechanischen und typischerweise kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung des Bauteils mit einem Objekt.
Das Mittelelement erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu den Halteabschnitten, so dass in einer besonders einfachen Ausführungsform das Mittelelement und die Halteabschnitte derart zueinander angeordnet sind, dass sie im Querschnitt ein T-ähnliches Profil ausbilden. Das Mittelelement umfasst in einer besonderen Ausführungsform zwei Schenkel, die auf der den Halteabschnitten gegenüberliegenden Seite miteinander verbunden sind. Der den Halteabschnitten gegenüberliegende Abschnitt des Mittelelements kann zwecks Ausbildung einer insbesondere kraft- und/oder formschlüssigen mechanischen Verbindung beispielsweise Haken zum Hintergreifen eines Objekts aufweisen.
Die beiden sich in entgegengesetzter Richtung erstreckenden Halteabschnitte können, müssen jedoch nicht zwingend, unterschiedlich lang sein, wobei die Länge der Halteabschnitte das Maß ist, dass bei bestimmungsgemäßer Anordnung im Wesentlichen parallel zur Breite der Aussparung gemessen wird.
Bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Verbindungselements in der Aussparung erstreckt sich das Mittelelement durch die Aussparung hindurch und überragt das Bauteil.
Das Mittelelement umfasst zwei sich vom Mittelelement in entgegengesetzter Richtung erstreckende Halteabschnitte.
Die Halteabschnitte hintergreifen bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Verbindungselements in der Aussparung das die Aussparung ausbildende Material des Bauteils. Insbesondere hintergreifen sie einen Begrenzungsabschnitt der Aussparung. Dazu muss das Verbindungselement derart in der Aussparung positioniert werden, dass ein Anlagebereich eines jeweiligen Halteabschnitts einem jeweiligen Anlagebereich des Bauteils gegenüberliegt, so dass wenigstens bei Wirken einer Kraft auf das Verbindungselement, entgegengesetzt zur Richtung der Hindurchführung der Halteabschnitte durch die Aussparung, die Anlagebereiche des Bauteils an den Anlagebereichen der Halteabschnitte zur Anlage gebracht werden können. Auf diese Weise kann sich das Verbindungselement an dem Bauteil abstützen.
Die das Bauteil hintergreifende Positionierung der Halteabschnitte kann dabei dadurch erreicht werden, dass die Halteabschnitte nacheinander durch die Aussparung hindurchgeführt und auf diese Weise eingefädelt werden. Dabei wird das Verbindungselement im Wesentlichen, das bedeutet wenigstens in einem Teil der Bewegung, senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Aussparung bzw. zu der Erstreckungseben der Öffnung bewegt. Mit anderen Worten wird das Verbindungselement senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Aussparung durch die Aussparung hindurch eingefädelt.
Durch das Hintergreifen wird bewirkt, dass eine Translationsbewegung des Verbindungselements entgegen der Haupteinführungsrichtung durch die Aussparung hindurch in Folge einer Anlage der Halteabschnitte an dem Bauteil blockiert wird.
Zwischen einem ersten, vom Mittelelement am weitesten entfernten Punkt des ersten Halteabschnitts und einem zweiten Punkt, der in einer zwischen dem Mittelelement und einem zweiten Halteabschnitt ausgebildeten Kehle liegt, weist das Verbindungselement einen Abstand auf.
Erfindungsgemäß ist mit einer Kehle zwischen einem Halteabschnitt und dem Mittelelement der dem jeweils anderen Halteabschnitt abgewandte Bereich des Übergangs zwischen dem Mittelelement und dem Halteabschnitt gemeint. Dieser Übergang ist konkav und kann mit einem Radius ausgeführt sein. Der zweite Punkt ist dabei nicht zwingend der tiefste Punkt in der Kehle. Der zweite Punkt kann durch die Anlage des die Kehle ausbildenden Bereichs an der Begrenzung der Aussparung bei der Hindurchführung des Halteabschnitts durch die Aussparung bestimmt sein. Entsprechend ist dann der zweite Punkt somit eher dem Mittelelement als dem Halteabschnitt zuzuordnen.
Die genaue Position des zweiten Punkts ist unter anderem abhängig von dem Winkel, der zwischen dem Halteabschnitt und dem Mittelelement ausgebildet ist.
Das Verbindungselement kann derart gestaltet sein, dass der Abstand zwischen dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt zum Zweck der Hindurchführung wenigstens des ersten Halteabschnittes durch die Aussparung veränderbar ist, z. B. durch elastische Verformung des Verbindungselements. In diesem Fall ist wenigstens der kleinste erzeugbare Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt kleiner als die Breite der Aussparung.
Der Abstand ist im Wesentlichen, zumindest während des Hindurchführens des ersten Halteabschnitts durch die Aussparung, kürzer als die Breite der Aussparung. Insbesondere bei einem teilweise elastisch verformbaren Halteabschnitt, kann im unverformten Zustand der Abstand die Breite geringfügig überschreiten. Wenigstens jedoch im Moment des Einfädelns des ersten Halteabschnitts durch die Aussparung muss der Abstand derart verkürzbar sein, dass er die Breite der Aussparung unterschreitet.
Sofern die Halteabschnitte unterschiedlich lang sind, ist der erste Halteabschnitt der kürzere der beiden Halteabschnitte.
Das erfindungsgemäße Verbindungssystem ermöglicht es, dass das Verbindungselement in einer Einführungsbewegung wenigstens teilweise senkrecht zur Öffnung durch die Aussparung hindurch einführbar und auf diese Art positionierbar ist.
In einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Abstand zwischen einem dritten, vom Mittelelement am weitesten entfernten Punkt des zweiten Halteabschnitts und einem vierten Punkt in einer zwischen dem Mittelelement und dem ersten Halteabschnitt ausgebildeten Kehle länger ist, als die Breite der Aussparung entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte.
Dabei ist der dritte Punkt des zweiten Halteabschnitts weiter von der Mittellängsachse des Mittelelements entfernt als der erste Punkt des ersten Halteabschnitts.
Diese Ausführungsform erfordert es, dass bei der Anordnung des Verbindungselements in der Aussparung zunächst der zweite Halteabschnitt durch die Aussparung hindurchgeführt werden muss und daran zeitlich anschließend der erste Halteabschnitt hindurchgeführt wird.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ist die Aussparung im Wesentlichen umlaufend geschlossen.
Dabei bedeutet im Wesentlichen umlaufend geschlossen, dass Auslassungen in der Begrenzung der Aussparung, die so klein sind, dass das Verbindungselement nicht durch sie hindurchführbar ist, unbeachtlich sein sollen.
Mit anderen Worten weist die Begrenzung der Aussparung somit keine Durchbrechung auf. Auf diese Weise ist eine Relativbewegung zwischen Verbindungselement und Bauteil in die zwei zur Haupterstreckungsebene der Aussparung parallelen Raumrichtungen wenigstens insoweit blockiert, als dass das Verbindungselement nicht aus der Aussparung herausrutschen kann. Dabei muss die Relativbewegung nicht zwingend vollständig blockiert sein. Ein gewisses Spiel kann auftreten.
Auf diese Weise kann das in der Aussparung bestimmungsgemäß angeordnete Verbindungselement nicht in einer zur Haupterstreckungsebene der Aussparung parallelen Bewegung herausbewegt werden, da es durch die Begrenzung der Aussparung blockiert wird. Die Verbindung zwischen Bauteil und Verbindungselement ist auf diese Weise im Hinblick auf eine mit wenigstens einer Richtungskomponente parallel zur Haupterstreckungsebene bzw. Öffnungsebene der Aussparung auf das Verbindungselement wirkenden Kraft gegenüber einem Herausrutschen gesichert.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems erstreckt der erste Halteabschnitt sich ausgehend vom Mittelelement zu dem zum Mittelelement am weitesten entfernten ersten Punkt des ersten Halteabschnitts mit einer Länge L₁. Der zweite Halteabschnitt erstreckt sich ausgehend vom Mittelelement zu einem zum Mittelelement am weitesten entfernten dritten Punkt des zweiten Halteabschnitts mit einer Länge L₂ erstreckt. Dabei gilt, dass L₁ < L₂ ist.
Mit anderen Worten ist der zweite Halteabschnitt länger als der erste Halteabschnitt. In einer besonderen Ausführungsform gilt, dass die Länge L₁ zu der Länge L₂ in einem Verhältnis L₂/L₁ steht, wobei L₂/L₁ > 1,5 ist.
Ferner gilt in einer weiteren Ausführungsform, dass (L₁+L₂)/B > 1 ist. Darüber hinaus kann die Erfindung derart realisiert sein, dass L₁/B > 0,5, insbesondere L₁/B > 0,75, ist. Außerdem kann vorgesehen sein, dass L₂/B >1 ist.
Typischer- aber nicht notwendigerweise ist die senkrecht zur Länge der Halteabschnitte sich erstreckende Breite der Halteabschnitte im Wesentlichen gleich. Ferner ist zur Vereinfachung des Einfädelns vorgesehen, dass die Breite der Halteabschnitte wenigstens geringfügig kleiner ist, als die Länge der Aussparung bzw. des Abschnitts der Aussparung, der zur Einführung der Halteabschnitte vorgesehen ist.
Insbesondere ist die zur Anlage an dem Bauteil eingerichtete Anlagefläche des ersten Halteabschnitts kleiner als die Anlagefläche des zweiten Halteabschnitts.
Durch das Hintergreifen des die Aussparung ausbildenden Material des Bauteils wird durch Kontakt zwischen den Anlageflächen der Halteabschnitte und dem Bauteil jeweils ein Bereich der Anlage realisiert.
Insbesondere ist die bei vollständiger Anlage beider Halteabschnitte an dem Bauteil realisierbare Fläche des Bereichs der Anlage größer als die zwischen den beiden jeweiligen Flächen des Bereichs der Anlage des ersten und des zweiten Halteabschnitts liegende Öffnungsfläche der Aussparung. Dabei wird mittels des zweiten Halteabschnitts mehr Fläche der Anlage realisiert, als mittels des ersten Halteabschnitts.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ist die Summe aus der Länge L₁ und der Dicke des Mittelelements größer als die Breite der Aussparung.
Dadurch wird erreicht, dass bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Verbindungselements in der Aussparung auch bei einer Bewegung des Verbindungselements entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte neben dem zweiten Halteabschnitt auch der erste Halteabschnitt stets die Aussparung ausbildendes Material des Bauteils hintergreift, so dass eine Bewegung des ersten Halteabschnitts durch die Aussparung, und damit ein Aufheben des Hintergreifens mittels des ersten Halteabschnitts, blockiert ist.
In gleicher Weise gilt folglich, dass die Summe aus der Länge L₂ und der Dicke des Mittelelements größer ist als die Breite der Aussparung, so dass auch eine Bewegung des zweiten Halteabschnitts durch die Aussparung, und damit ein Aufheben des Hintergreifens mittels des zweiten Halteabschnitts, blockiert ist.
Dabei ist die Dicke des Mittelelements entlang der Ausrichtung der Halterabschnitte zu messen. Zwecks Einfädelns des ersten Halteabschnitts durch die Aussparung kann die Dicke des Mittelelements veränderbar sein.
In einer besonderen Ausführungsform ist die Breite des Mittelelements in dem Abschnitt, der bestimmungsgemäß in der Aussparung angeordnet ist, im entspannten, unverformten Zustand, also ohne Einwirken einer Kraft auf das Verbindungssystem, lediglich geringfügig weniger breit als die Breite der Aussparung. Insbesondere liegt das Mittelelement bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Verbindungselements an der Begrenzung der Aussparung an, insbesondere bei elastischer Verformbarkeit des Verbindungselements
In einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems weist das Verbindungssystem wenigstens ein Begrenzungselement zur Begrenzung einer Bewegung des in der Aussparung angeordneten Verbindungselements senkrecht zur Ebene der Öffnung der Aussparung auf.
Dabei begrenzt das Begrenzungselement eine Bewegung in Richtung der Hindurchführung des Verbindungselements durch die Aussparung, wodurch verhindert wird, dass das Verbindungselement durch die Aussparung des Bauteils hindurchrutschen kann.
Das Begrenzungselement kann grundsätzlich verschiedenartig ausgeführt sein. In einer speziellen Ausführungsform ist das Begrenzungselement ein Stützelement, welches in Einführungsrichtung des Verbindungselements unterhalb der Aussparung angeordnet ist. An einem derartigen Stützelement kann sich das Verbindungselement, insbesondere wenigstens ein Halteabschnitt des Verbindungselements, bei bestimmungsgemäßer Anordnung abstützen. Dabei ist das Stützelement, insbesondere eine zur Anlage bzw. zum Abstützen des Verbindungselements vorgesehene Fläche des Stützelements, zur Aussparung beabstandet.
Das Stützelement kann derart angeordnet sein, dass zwischen dem Bauteil und dem Stützelement wenigstens eine Engstelle ausgebildet ist, durch die der jeweilige Halteabschnitt hindurchgefädelt werden muss. Das Stützelement kann durch das Bauteil ausgebildet sein bzw. integraler Bestandteil des Bauteils sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Begrenzungselement durch das Verbindungselement ausgebildet sein, indem das Mittelelement beispielsweise eine Verdickung, eine Verbreiterung, einen Knick oder eine vergleichbare bereichsweise Veränderung seiner Breite aufweist, die größer ist als die Breite der Aussparung, so dass ein Hindurchrutschen des Verbindungselements durch Anlage des Mittelelements an der Begrenzung der Aussparung verhinderbar ist.
Auf diese Weise ist verhinderbar, dass das Verbindungselement zu weit durch die Aussparung hindurchbewegt werden kann. Ferner ist die Einführbewegung des Verbindungselements begrenzt.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ist ein zwischen dem Mittelelement und dem ersten Halteabschnitt und/oder dem Mittelelement und dem zweiten Halteabschnitt ausgebildeter Winkel kleiner oder gleich 90°.
Insbesondere ist der Winkel zumindest dann ausgebildet, wenn das Verbindungselement nicht in der Aussparung angeordnet ist.
Dabei kann sich der Winkel zwischen dem ersten Halteabschnitt und dem Mittelelement von dem Winkel zwischen dem zweiten Halteabschnitt und dem Mittelelement unterscheiden. In einer besonderen Ausführungsform ist der Winkel zwischen dem zweiten Halteabschnitt und dem Mittelelement kleiner als der Winkel zwischen dem ersten Halteabschnitt und dem Mittelelement.
Insbesondere sind die jeweiligen Winkel so ausgelegt, dass bei Anordnung des jeweiligen Halteabschnitts zwischen dem Bauteil und dem Stützelement das Verbindungselement im Übergangsbereich zwischen Halteanschnitt und Mittelelement derart verformt wird, dass eine Rückstellkraft wirksam wird, und eine Klemmwirkung erzeugbar ist.
Ferner ist durch eine Verkleinerung des Winkels zwischen dem ersten Halteabschnitt und dem Mittelelement den Abstand zwischen dem ersten Punkt und dem Mittelelement verkürzbar, wodurch ein Einfädeln des ersten Abschnitts erleichtert wird.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems umfasst das Mittelelement einen mit dem ersten Halteabschnitt verbundenen Schenkel und einen mit dem zweiten Halteabschnitt verbundenen Schenkel, wobei die Schenkel federnd miteinander verbunden sind, so dass ein Abstand zwischen den Schenkeln, insbesondere im Bereich eines jeweiligen Übergangs zwischen Halteabschnitt und Schenkel, verkürzbar ist.
Dabei kann der Schenkel selbst federnd ausgeführt sein. Die beiden Schenkel sind auf der den Halteabschnitten abgewandten Seite miteinander verbunden.
Der Abstand ist dabei entgegen der Rückstellkräfte der Schenkel bzw. deren Verbindung zwecks Hindurchführens wenigstens des ersten Halteabschnitts durch die Aussparung verkürzbar.
Ferner werden durch die von der Mittellängsachse entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte wirkenden Rückstellkräfte der Schenkel die beiden Halteabschnitte nach außen gedrückt, wodurch die Flächen der Anlage beim Hintergreifen der Halteabschnitte maximierbar ist. Darüber hinaus kann durch die Rückstellkräfte eine Anlage des Mittelelements an der Begrenzung der Aussparung bewirkt werden, wodurch eine Bewegung des Verbindungselements in der Aussparung entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte wenigstens teilweise blockierbar ist, und das Verbindungselement durch eine Klemmwirkung in der Aussparung fixierbar ist.
Das Verbindungselement kann wenigstens teilweise aus einem Federstahl ausgebildet sein. Alternative Ausführungen, beispielsweise aus einem Kunststoff, sind dabei nicht von der Erfindung ausgeschlossen.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems umfasst das Verbindungssystem ein, insbesondere wenigstens teilweise in die Aussparung hineinragendes, Fixierungselement, welches derart zwischen den Halteabschnitten und/oder zwischen einem Halteabschnitt und einer Begrenzung der Aussparung angeordnet oder anordbar ist, dass eine Rotation des Verbindungselements um eine Mittellängsachse des Mittelelements oder um eine dazu parallele Achse blockiert oder blockierbar ist.
Insbesondere ist zwischen dem Verbindungselement, der Aussparung und dem Fixierungselement eine kraftschlüssige Verbindung ausbildbar. Alternativ oder zusätzlich kann das Fixierungselement derart gestaltet sein, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Fixierungselement und dem Verbindungselement ausbildbar ist.
Das Fixierungselement kann in einer speziellen Ausführungsform die Ebene der Aussparung überragen.
In einer Ausführung ist das Fixierungselement als ein Steg ausgebildet, der zwischen den Halteabschnitten, bzw. zwischen den jeweiligen Übergängen zwischen Halteabschnitt und Schenkel des Verbindungselements, anordbar ist.
Neben der Rotation des Verbindungselements um die Mittellängsachse des Mittelelements ist durch das Fixierungselement ferner die Translationsbewegung des Verbindungselements in der Aussparung in wenigstens einer Richtung blockiert. Durch Kraftschluss kann zusätzlich eine Translationsbewegung in einer zweiten Richtung blockiert sein.
In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Aussparung einen Hindurchführungsabschnitt zur Hindurchführung der Halteabschnitte durch die Aussparung und einen Fixierungsabschnitt zur Fixierung des Verbindungselements in der Aussparung. Dabei ist das Fixierungselement in dem Fixierungsabschnitt angeordnet. Das Verbindungselement ist mittels einer Translationsbewegung parallel zur Haupterstreckungsebene der Aussparung von dem Hindurchführungsabschnitt in den Fixierungsabschnitt bewegbar.
Das Fixierungselement kann ein Stift oder Steg sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Fixierungselement durch eine Verengung der Aussparung oder eine zu passierende Engstelle der Aussparung ausgebildet sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems zur Verbindung eines Objekts mit einem Bauteil, insbesondere zur Verbindung eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs mit dem Bauteil. Dabei wird in einer Aussparung des Bauteils ein Verbindungselement, mit einem Mittelelement, von dem ausgehend sich in entgegengesetzter Richtung zwei zum Hintergreifen des Bauteils eingerichtete Halteabschnitte erstrecken, angeordnet, wobei ein Abstand zwischen einem ersten, vom Mittelelement am weitesten entfernten Punkt eines ersten Halteabschnitts und einem zweiten Punkt, in einer zwischen dem Mittelelement und einem zweiten Halteabschnitt ausgebildeten Kehle, kürzer ist als die Breite der Aussparung entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte. Nach Einführung des zweiten Halteabschnitts bis zur Kehle am zweiten Halteabschnitt wird der erste Halteabschnitt in die Aussparung eingeführt. Dann wird der erste Halteabschnitt seitlich verschoben, so dass der erste Halteabschnitt die Aussparung ausbildendes Material des Bauteils hintergreift.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems zur Verbindung eines Objekts mit einem Bauteil folgende Schritte umfassen:

- Eine Hindurchführung des ersten Halteabschnitts durch die Aussparung zeitlich nach der Hindurchführung des zweiten Halteabschnitts, wobei die Dicke des Mittelelements durch Einbringung einer Kraft zwecks Hindurchführung des ersten Halteabschnitts verringert wird, wobei
- die Dicke des Mittelelements dadurch reduziert wird, dass der Abstand zwischen zwei federnden Schenkeln des Mittelelements, insbesondere im Bereich des jeweiligen Übergangs zwischen Mittelelement und Schenkel, reduziert wird,
- und wobei durch Wegnahme der die Verringerung der Dicke des Mittelelements bewirkenden Kraft das Verbindungselement an der Begrenzung der Aussparung zur Anlage bringbar ist.
- Eine Bewegung des in der Aussparung angeordneten Verbindungselements in der Aussparung mittels einer Translationsbewegung von einem Hindurchführungsbereich, in dem das Hindurchführen des ersten und des zweiten Halteabschnitts durch die Aussparung erfolgt, in einen Fixierungsbereich, wobei in dem Fixierungsbereich das Verbindungselement mit einem Fixierungselement eine kraftschlüssige Verbindung ausbildet, so dass eine Rotation des Verbindungselements um dessen Mittellängsachse im Wesentlichen blockiert ist, zwecks Fixierung das Verbindungselement zwischen den Halteabschnitten und/oder zwischen einem Halteabschnitt und einer Begrenzung der Aussparung.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, umfassend wenigstens ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen

1: eine Ausgestaltungsform des Verbindungselements des erfindungsgemäßen Verbindungssystems;
2: eine Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems;
3: einen Ausschnitt des in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Verbindungssystems;
4: den ersten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems;
5: den zweiten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems;
6: den dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems;
7: den vierten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems; sowie
8: eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Verbindungssystem entsprechend 6.

1 zeigt eine Ausgestaltungsform des Verbindungselements 10 des erfindungsgemäßen Verbindungssystems. Das Verbindungselement 10 verfügt über einen ersten Halteabschnitt 15 mit einer Länge L₁ und einen zweiten Halteabschnitt 16 mit einer Länge L₂, wobei der zweite Halteabschnitt 16 länger ist als der erste Halteabschnitt 15. Die Längen L₁, L₂ sind dabei jeweils der Abstand vom äußeren Punkt - erster Punkt P₁ und dritter Punkt P₃ - des jeweiligen Halteabschnitts 15, 16 zum Mittelelement 11. Die beiden Halteabschnitte 15, 16 erstrecken sich in entgegengesetzter Richtung weg von der Mittelängsachse 12 des Mittelelements 11, das durch zwei miteinander federnd verbundene Schenkel 13 ausgebildet ist. Im darstellungsgemäß oberen Bereich des Mittelelements 11 weist dieses eine Objektverbindungseinrichtung 40 auf, die dazu eingerichtet ist, mittels der zwei beispielhaft gezeigten Haken 41 eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zu einem Objekt auszubilden.
Die beiden Schenkel 13 sind zueinander beabstandet. Der Abstand A zwischen den Schenkeln 13 im Bereich des Übergangs zwischen Mittelelement 11 und dem jeweiligen Halteabschnitt 15, 16 ist durch Einbringen einer Kraft in das Mittelelement 11 verkürzbar.
Im Übergang zwischen Halteabschnitt 15, 16 und dem Mittelelement 11 ist eine Kehle 17 ausgebildet. Der Winkel 18 zwischen einem jeweiligen Halteabschnitt 15, 16 und dem jeweiligen Schenkel 13 ist im vorliegenden Fall im entspannten Zustand kleiner als 45°.
Durch die Knicke 14 in den Schenkeln 13 erfährt das Mittelelement eine Verbreiterung, die einem Hindurchrutschen durch die Aussparung entgegenwirkt. Ferner bewirken die Knicke 14 einer Versteifung der Schenkel 13, so dass diese zwecks Verkürzung des Abstands A zusammengedrückt werden können.
2 zeigt ein Verbindungselement 10 entsprechend 1, welches zwecks Ausbildung einer mechanischen Verbindung zwischen einem Bauteil 2 und einem hier nicht dargestellten Objekt in bestimmungsgemäßer Weise in der Aussparung 3 des Bauteils 2 angeordnet ist.
Dabei hintergreifen der kürzere erste Halteabschnitt 15 und der längere zweite Halteabschnitt 16, welche von darstellungsgemäß oben durch die Aussparung 3 hindurchgeführt wurden, das die Aussparung 3 ausbildende Material des Bauteil 2, so dass bei Wirken einer Kraft nach darstellungsgemäß oben die beiden Halteabschnitte 15, 16 an dem Bauteil 2 zur Anlage gebracht werden. Ferner zeigt 2, dass an dem Bauteil 2 unterhalb der Aussparung 3 ein Begrenzungselement 20 angeordnet ist, an dem sich das Verbindungselement 20 nach darstellungsgemäß unten abstützt. Zwischen dem Begrenzungselement 20 und den die Aussparung 3 begrenzenden Abschnitten des Bauteils 2 ist beidseitig eine Engstelle 21 ausgebildet, durch die die Halteabschnitte 15, 16 hindurchgefädelt werden müssen, um die hier gezeigte Anordnung zu erzielen.
3 zeigt einen Ausschnitt des in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Verbindungssystems 1. Dargestellt ist hier die zwischen dem Bauteil 2 und dem Verbindungselement 10 ausgebildete mechanische Verbindung in einem Querschnitt. Die Aussparung 3 weist eine Breite B auf. In der Kehle 17 im Übergang zwischen dem zweiten Halteabschnitt 16 und dem Mittelelement 11 liegt der zweite Punkt P₂. Dieser ist zum ersten Punkt P₁ des ersten Halteabschnitt 15 mit dem Abstand a beabstandet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist durch Verringerung des Abstands A zwischen den Schenkeln 13 des Mittelelements 11 der Abstand a auf ein Maß verkürzbar, welches es ermöglicht, bei bereits durch die Aussparung 3 hindurchgeführtem zweiten Halteabschnitt 16, den ersten Halteabschnitt 15 durch die die Aussparung 3 hindurchzufädeln, so dass die in 2 gezeigte Anordnung erreicht wird. Dies ist möglich, obwohl die Beweglichkeit des zweiten Halteabschnitts 16 durch das Begrenzungselement 20, und die dadurch ausgebildete Engstelle 21, begrenzt ist.
Die 4-7 zeigen das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems 1. Es ist in vier Schritten dargestellt, wie das Verbindungselement 10 durch die Aussparung 3 hindurchgefädelt wird und in Bezug zum Bauteil 2 positioniert wird
4 zeigt den ersten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems. Es ist zu sehen, wie der zweite Halteabschnitt 16 in einer leicht schrägen Bewegung von darstellungsgemäß oben durch die Aussparung 3 hindurchgefädelt wird, wobei die Bewegung durch das Begrenzungselement 20 begrenzt wird. Es ist zu erkennen, dass in diesem Schritt die beiden Schenkel 13 des Verbindungselements 10 zueinander beabstandet sind.
Im Gegensatz dazu ist in 5, die den zweiten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems zeigt, der Abstand zwischen den Schenkeln 13 durch ein Zusammendrücken der Schenkel 13 mit einer Kraft 50 so weit reduziert, dass der erste Halteabschnitt 15 die Begrenzung der Aussparung 3 passieren kann. Dabei liegt die zwischen dem zweiten Halteabschnitt 16 und dem Schenkel 13 ausgebildete Kehle im zweiten Punkt P₂ an der Begrenzung der Aussparung 3 an. Der Abstand zwischen dem ersten Punkt P₁ und dem zweiten Punkt P₂ ist in 5 soweit verkürzt, dass der erste Halteabschnitt 15 in die gewünschte Position gebracht werden kann.
6 zeigt das vorläufige Ergebnis der Positionierung des ersten Halteabschnitts 15 und des zweiten Halteabschnitts 16, und damit den dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems. Beide Halteabschnitte 15, 16 sind nunmehr derart in Bezug zum Bauteil 2 angeordnet, dass sie die Aussparung ausbildendes Material des Bauteils hintergreifen, und bei Wirken einer Kraft nach darstellungsgemäß oben an diesem zur Anlage bringbar sind, so dass sie eine Bewegung des Verbindungselements 10 blockieren. Eine Bewegung nach darstellungsgemäß unten wird durch das Begrenzungselement 20 blockiert. Durch Wegnahme der Kraft 50 ist der Abstand zwischen den Schenkeln wenigstens insoweit wiederhergestellt, dass die Schenkel an der Begrenzung der Aussparung 3 anliegen.
Zur Realisierung einer verdrehsicheren Verbindung zwischen dem Verbindungselement 10 und dem Bauteil 2 kann in einer speziellen Ausführungsform ein in 7 dargestellter vierter Schritt des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems 1 vorgesehen sein. In dieser Ausführung umfasst das erfindungsgemäße Verbindungssystem 1 zusätzlich ein als Steg an der Begrenzungseinrichtung ausgeführtes Fixierungselement 30. 7 zeigt einen zweiten, vom Querschnitt in den 4, 5 und 6 verschiedenen Querschnitt durch das Verbindungssystem 1. Im Vergleich zu 6 ist das Verbindungselement 10 hier senkrecht zur Abbildungsebene verschoben. Durch den Steg ist ein Verdrehen des Verbindungselements 10 verhinderbar. Ferner kann durch entsprechende maßliche Verhältnisse zwischen der Breite der Aussparung 3, der Breite des Fixierungselements 30 und der Materialstärke der Schenkel 13, auf diese Weise eine Klemmwirkung erzeugt werden.
8 zeigt das erfindungsgemäße Verbindungssystem in einer schematischen Aufsicht. Dabei entspricht die Anordnung des Verbindungselements 10 an dem Bauteil 2 im Wesentlichen dem in 6 gezeigten Querschnitt.
In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass die in dem Bauteil 2 als Schlitz, dessen Länge L mehr als doppelt so groß ist wie dessen Breite B, ausgeführte Aussparung 3 durch die Begrenzung 4 der Aussparung 3 umlaufend geschlossen ist. Die Aussparung weist zwei Abschnitte auf, nämlich einen Hindurchführungsabschnitt 32, in dem entsprechend den in den 4-6 gezeigten Verfahrensschnitten die Halteabschnitte 15, 16 durch die Aussparung 3 hindurchgeführt werden, und einen Fixierungsabschnitt 31, in dem das Fixierungselement 30 angeordnet ist, und in den das Verbindungselement 10 nach dem Einfädeln parallel zur Bildebene verschoben wird, so dass eine Verbindung entsprechend 7 ausbildbar ist.
8 zeigt, dass die Halteabschnitte 15, 16 des Verbindungselements 10 im Wesentlichen die gleiche Breite B_HA aufweisen. Aufgrund der unterschiedlichen Längen L₁, L₂ führt dies dazu, dass die durch den ersten Halteabschnitt 15 erzeugbare Anlagefläche 19 kleiner ist als die Anlagefläche 19 des zweiten Halteabschnitts 16. In der gezeigten Ausführungsform entspricht die Breite der Halteabschnitte B_HA im Wesentlichen der Länge L_FE des Fixierungselements 30. Ferner ist im gezeigten Beispiel die Länge L₁ des ersten Halteabschnitts 15 lediglich wenig geringer als die Breite B der Aussparung 3.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungssystem
2: Bauteil
3: Aussparung
4: Begrenzung der Aussparung
10: Verbindungselement
11: Mittelelement
12: Mittellängsachse
13: Schenkel
14: Knick
15: erster Halteabschnitt
16: zweiter Halteabschnitt
17: Kehle
18: Winkel
19: Anlagefläche
20: Begrenzungselement
21: Engstelle
30: Fixierungselement
31: Fixierungsabschnitt
32: Hindurchführungsabschnitt
40: Objektverbindungseinrichtung
41: Haken
50: Kraft
A: bstand zwischen den Schenkeln
B: Breite der Aussparung
BHA: Breite Halteabschnitt
L: Länge der Aussparung
L1: Länge erster Halteabschnitt
L2: Länge zweiter Halteabschnitt
LFE: Länge Fixierungselement
P1: ersten Punkt
P2: zweiter Punkt
P3: dritter Punkt
a: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015216238 A1 [0004]

Claims

Verbindungssystem (1) zur Verbindung eines Objekts mit einem Bauteil (2), insbesondere zur Verbindung eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs mit dem Bauteil (2), umfassend ein in einer Aussparung (3) des Bauteils (2) angeordnetes oder anordbares Verbindungselement (10) mit einem Mittelelement (11), von dem ausgehend sich in entgegengesetzter Richtung zwei zum Hintergreifen des Bauteils (2) eingerichtete Halteabschnitte (15, 16) erstrecken, wobei ein Abstand (a) zwischen einem ersten, vom Mittelelement (11) am weitesten entfernten Punkt (P₁) eines ersten Halteabschnitts (15) und einem zweiten Punkt (P₂) in einer zwischen dem Mittelelement (11) und einem zweiten Halteabschnitt (16) ausgebildeten Kehle (17) kürzer ist als eine Breite (B) der Aussparung (3) entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte (15, 16), so dass nach Einführung des zweiten Halteabschnitts (16) bis zur Kehle (17) am zweiten Halteabschnitt (16) der erste Halteabschnitt (15) in die Aussparung (3) einführbar ist und dann das Verbindungselement (10) seitlich verschiebbar ist.
Verbindungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (3) im Wesentlichen umlaufend geschlossen ist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halteabschnitt (15) sich ausgehend vom Mittelelement (11) zu dem zum Mittelelement (11) am weitesten entfernten ersten Punkt (P₁) des ersten Halteabschnitts (15) mit einer Länge L₁ erstreckt und der zweite Halteabschnitt (16) sich ausgehend vom Mittelelement (11) zu einem zum Mittelelement (11) am weitesten entfernten dritten Punkt (P₃) des zweiten Halteabschnitts (16) mit einer Länge L₂ erstreckt, wobei gilt: L₁ < L₂.
Verbindungssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus der Länge L₁ und der Dicke des Mittelelements (11) größer ist als die Breite (B) der Aussparung (3).
Verbindungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem (1) wenigstens ein Begrenzungselement (20) zur Begrenzung einer Bewegung des in der Aussparung (3) angeordneten, Verbindungselements (10) senkrecht zur Ebene der Öffnung der Aussparung (3) aufweist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Mittelelement (11) und dem ersten Halteabschnitt (15) und/oder dem Mittelelement (11) und dem zweiten Halteabschnitt (16) ausgebildeter Winkel (18) kleiner oder gleich 90° ist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelelement (11) einen mit dem ersten Halteabschnitt (15) verbundenen Schenkel (13) und einen mit dem zweiten Halteabschnitt (16) verbundenen Schenkel (13) umfasst, wobei die Schenkel (13) federnd miteinander verbunden sind, so dass ein Abstand (A) zwischen den Schenkeln (13), insbesondere im Bereich eines jeweiligen Übergangs zwischen Halteabschnitt (15, 16) und Schenkel (13), verkürzbar ist.
Verbindungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem (1) ein, insbesondere wenigstens teilweise in die Aussparung (3) hineinragendes, Fixierungselement (30) umfasst, welches derart zwischen den Halteabschnitten (15, 16) und/oder zwischen einem Halteabschnitt (15, 16) und einer Begrenzung (4) der Aussparung (3) angeordnet oder anordbar ist, dass eine Rotation des Verbindungselements (10) um eine Mittellängsachse (12) des Mittelelements (11) oder um eine dazu parallele Achse blockiert oder blockierbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Verbindungssystems (1) zur Verbindung eines Objekts mit einem Bauteil (2) gemäß einem der Ansprüche 1-8, insbesondere zur Verbindung eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs mit dem Bauteil (2), bei dem in einer Aussparung (3) des Bauteils (2) ein Verbindungselement (10), mit einem Mittelelement (11) von dem ausgehend sich in entgegengesetzter Richtung zwei zum Hintergreifen des Bauteils (2) eingerichtete Halteabschnitte (15, 16) erstrecken, angeordnet wird, wobei ein Abstand (a) zwischen einem ersten, vom Mittelelement (11) am weitesten entfernten Punkt (P₁) eines ersten Halteabschnitts (15) und einem zweiten Punkt (P₂) in einer zwischen dem Mittelelement (11) und einem zweiten Halteabschnitt (16) ausgebildeten Kehle (17) kürzer ist als die Breite (B) der Aussparung (3) entlang der Ausrichtung der Halteabschnitte (15, 16), und nach Einführung des zweiten Halteabschnitts (16) bis zur Kehle (17) am zweiten Halteabschnitt (16) der erste Halteabschnitt (15) in die Aussparung (3) eingeführt wird, und dann seitlich verschoben wird, so dass der erste Halteabschnitt (15) die Aussparung (3) ausbildendes Material des Bauteils (2) hintergreift.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, umfassend wenigstens ein Verbindungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1-8.