DE102022210671A1

DE102022210671A1 - Verbindungsanordnung und Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils mit einem Verkleidungsteil

Info

Publication number: DE102022210671A1
Application number: DE102022210671.7A
Authority: DE
Inventors: Dirk Schulte
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-10-10
Filing date: 2022-10-10
Publication date: 2024-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung (10) und ein Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils (100) mit einem Verkleidungsteil.Es ist vorgesehen, dass die Verbindung des Trägerteils (100) mit einem Verkleidungsteil unter Verwendung einer Klammer (12), eines Schiebeelements (20) und eines Halters (24) erfolgt. Die Klammer (12), welche ein Paar von Federschenkeln (14) mit an ihren Enden in einander entgegengesetzter Richtung abspreizenden Haltenasen (16) umfasst, erstreckt sich durch eine erste Öffnung (22) des Schiebeelements (20), während die Haltenasen (16) das Schiebeelement (20) hintergreifen. Das Schiebeelement (20) ist derart in eine Tasche (26) des Halters (24) einschiebbar, dass es in der Tasche (26) eine zu dem Halter (24) bewegliche Anordnung einnimmt. Diese Beweglichkeit erleichtert die Montage des Verkleidungsteils an dem Trägerteil (100), da bauteilbedingte Fertigungstoleranzen durch die Verbindungsanordnung (10) ausgeglichen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung und ein Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils mit einem Verkleidungsteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, besonders bevorzugt zum Befestigen eines Form- oder Dachhimmels in einem Kraftfahrzeug.
Zur Befestigung von Verkleidungsteilen an Trägerteilen sind grundsätzlich Befestigungsmittel erforderlich. Die Befestigungsmittel sollen dabei nicht nur das Verkleidungsteil sicher mit dem Trägerteil verbinden, sondern auch dazu in der Lage sein, bauteilbedingte Fertigungstoleranzen der Verkleidungsteile und der Trägerteile abzufangen und bestenfalls auszugleichen. Befestigungsmittel ohne einen entsprechenden Toleranzausgleich erschweren die Montage erheblich, indem sie aufwendige Nachbearbeitungen der Verkleidungs- und Trägerteile und einen anschließenden erneuten Montageversuch notwendig machen. Es besteht daher ein Bedarf an Befestigungsmitteln, die zwischen dem Verkleidungsteil und dem Trägerteil etwas Spiel zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen ermöglichen.
Eine Befestigungsanordnung an Fahrzeugen zur Befestigung eines Formhimmels an einem Panorama- oder Schiebedach, welche aufwendige Nachbearbeitungen der zu verbindenden Bauteile vermeiden soll, ist aus dem Dokument DE 10 2008 052 965 A1 bekannt. Die Befestigungsanordnung umfasst einen Klemmkörper mit zwei Klemmkörperteilen. Mittels eines ersten Endes des ersten Klemmkörperteils nach Art eines Clipsverbinders wird eine formschlüssige Verbindung mit einem Rahmen des Panorama- oder Schiebedaches eingegangen, während ein erstes Ende des zweiten Klemmkörperteils nach Art eines Clipsverbinders formschlüssig mit einem Verstärkungsrahmen des Formhimmels verbunden wird. Die den ersten Enden gegenüberliegenden zweiten Enden der beiden Klemmkörperteile sind derart miteinander verbunden, dass während der Montage eine Relativbewegung zwischen den Klemmkörperteilen in Fahrzeuglängs- oder Fahrzeugquerrichtung gestattet ist, um eine Ausgleichmöglichkeit von Toleranzen zu ermöglichen.
Eine weitere bekannte Verbindungsanordnung zur Verbindung eines Verkleidungsteils mit einem Trägerteil ist in der DE 10 2015 216 238 A1 offenbart. Die Verbindungsanordnung umfasst eine Verbindungsklammer mit zwei Federschenkeln mit abspreizenden Haltenasen. Die Verbindungsklammer wird in einen Aufnahmeschlitz des Verkleidungsteils eingeschoben, so dass die Haltenasen in Einschubrichtung über das Ende des Aufnahmeschlitzes so überstehen, dass sie das Verkleidungsteil hintergreifen. Mittels eines an den Aufnahmeschlitz angrenzenden Zentrierstiftes wird das Verkleidungsteil exakt gegenüber dem Trägerteil fixiert.
Viele der im Stand der Technik bekannten Befestigungsmittel sind nicht in der Lage, bauteilbedingte Fertigungstoleranzen auszugleichen, um eine vereinfachte Montage von Verkleidungsteilen mit Trägerteilen zu ermöglichen. Die im Stand der Technik bekannten Befestigungsmittel, die eine Toleranzausgleichfunktion besitzen, sind hingegen umständlich handhabbar bei der Montage, nur begrenzt oder aufwendig an unterschiedliche Verkleidungsteile und Trägerteile anpassbar und nehmen einen großen Bauraum ein.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu bereichern und ein alternatives Befestigungsmittel zum Verbinden eines Trägerteils mit einem Verkleidungsteil bereitzustellen, welches die oben genannten Probleme verringert.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsanordnung und ein Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils mit einem Verkleidungsteil gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
Ein erster Aspekt betrifft eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Trägerteils mit einem Verkleidungsteil. Die Verbindungsanordnung umfasst eine Klammer, ein Schiebeelement und einen Halter. Bevorzugt ist die Verbindungsanordnung dazu geeignet, Verkleidungsteile und Trägerteile eines Kraftfahrzeugs zu verbinden. Besonders bevorzugt ist das Verkleidungsteil ein Form- oder Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs.
Die Klammer umfasst ein Paar von Federschenkeln mit an ihren Enden in einander entgegengesetzter Richtung abspreizenden Haltenasen. Über eine Kopfseite der Klammer ist das Paar von Federschenkeln verbunden. In manchen Ausführungsformen ist die Klammer als sogenannte Omegaklammer ausgestaltet. Omegaklammern zeichnen sich dadurch aus, dass diese in der Seitenansicht wie der griechische Buchstabe Omega (Ω) ausgebildet sind. Bevorzugt ist die Klammer eine Metallklammer. Bevorzugt liegen die schenkelabgewandten Außenflächen der Haltenasen in derselben Ebene. Die Klammer ist bevorzugt symmetrisch. Die erfindungsgemäße Klammer ist ebenfalls bevorzugt als handelsübliche Katalogware ausgebildet. Katalogware hat den Vorteil, dass diese günstig und in vielen Ausgestaltungen in immer wieder gleicher Form verfügbar ist.
Das Schiebeelement ist mit einer ersten Öffnung versehen, durch welche sich die Klammer kopfseitig erstreckt. Die Haltenasen der Klammer hintergreifen das Schiebeelement, insbesondere hintergreifen sie das Schiebeelement rastend. Mit anderen Worten verkeilen die Haltenasen mit der Oberflächen des Schiebeelements, sobald die Klammer weit genug in die erste Öffnung eingeführt wird, um ein weiteres Durchrutschen der Klammer durch die erste Öffnung zu verhindern. Die erste Öffnung ist demnach wenigstens bereichsweise mindestens so groß ausgebildet, dass die Klammer kopfseitig in die erste Öffnung einführbar ist, und wenigstens bereichsweise höchstens so groß, dass die Haltenasen der Federschenkel das Schiebeelement hintergreifen können. Folglich ist die Größe der ersten Öffnung von der Größe der zu verwendenden Klammer abhängig. Das Schiebeelement umfasst oder besteht bevorzugt aus Metall. Ebenfalls bevorzugt ist das Schiebeelement plattenförmig ausgebildet. Bevorzugt umfasst das Schiebeelement sich orthogonal zur ersten Öffnung erstreckende gleichlange Fortsätze. Die Fortsätze dienen als Füße, um auf einer von der Klammer zu hintergreifenden Seite des Schiebeelements einen Frei- oder Hohlraum für die hintergreifenden Haltenasen zu schaffen. Da die das Schiebeelement hintergreifenden Haltenasen der Klammer grundsätzlich wenig Bauraum in einer Richtung orthogonal zur ersten Öffnung benötigen, kann das Schiebeelement grundsätzlich in der Richtung orthogonal zur ersten Öffnung mit einer geringen Bauhöhe ausgebildet werden.
Der Halter umfasst eine Tasche zum Aufnehmen des Schiebeelements mit der Klammer. Die Tasche umfasst einen Einschubschlitz zum Einschieben des Schiebeelements in die Tasche und eine zweite Öffnung zum Aufnehmen der Klammer des eingeschobenen Schiebeelements. Die Tasche ist bevorzugt einstückig mit dem Halter ausgebildet. Bevorzugt besteht der Halter aus einem Kunststoff oder einer Kunststoffmischung. Kunststoffe haben den Vorteil, dass diese einfach und kostengünstig herstellbar, insbesondere als Spritzguss herstellbar, sind. Durch die Verwendung von entsprechenden Spritzgussformen kann eine Form des Halters einfach an individuelle Gegebenheiten, wie geänderte Träger- und/oder Verkleidungsteile, angepasst werden. Dies hat den Vorteil, dass die Verbindungsanordnung einfach an unterschiedliche Träger- und Verkleidungsteile angepasst werden kann durch Anpassen lediglich der Form des Halters.
Eine Größe und Form der Tasche ist bevorzugt an eine Größe und Form des Schiebeelements angepasst. Insofern kann der benötigte Bauraum der Verbindungsanordnung minimiert werden, indem die Tasche derart ausgebildet ist, dass das Schiebeelement platzsparend in der Tasche anordenbar ist. Die zweite Öffnung ist wenigstens bereichsweise mindestens so groß ausgebildet, dass die Klammer kopfseitig in die zweite Öffnung einführbar ist. Durch die oben beschriebene Möglichkeit der Ausgestaltung eines Schiebeelements mit einer geringen Bauhöhe kann mit einer im Vergleich zum Schiebeelement geringfügig größer ausgestalteten Tasche eine Verbindungsanordnung mit insgesamt geringer Bauhöhe realisiert werden. Insofern bietet die Verbindungsanordnung gegenüber den im Stand der Technik bekannten Befestigungsanordnungen Vorteile hinsichtlich einer geringeren Bauhöhe und einer Kompaktheit.
Die Tasche ist ferner dazu ausgebildet, dass das Schiebeelement derart in der Tasche angeordnet oder anordenbar ist, dass sich die Klammer ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung erstreckt und das Schiebeelement mit der Klammer in einer ersten Richtung entlang des Halters beweglich, insbesondere relativ zum Halter verschiebbar beweglich, zu der Tasche ist. Vorzugsweise verläuft die erste Richtung orthogonal zur Einschubrichtung. Die durch das Einschieben des Schiebeelements in den Einschubschlitz der Tasche beschriebene Bewegungsrichtung wird als Einschubrichtung bezeichnet. Die bewegliche Anordnung des Schiebeelements in der Tasche wird dadurch erreicht, dass eine Ausdehnung der zweiten Öffnung entlang der ersten Richtung größer gewählt ist als eine Ausdehnung der Klammer in die erste Richtung und dass eine Ausdehnung der Tasche, insbesondere ein Innendurchmesser der Tasche, entlang der ersten Richtung größer gewählt ist als eine Ausdehnung des Schiebeelements in der ersten Richtung. Der so geschaffene Freiraum entlang der ersten Richtung sorgt dafür, dass das Schiebeelement mit der Klammer in die erste Richtung relativ zum Halter verschiebbar beweglich ist. Dadurch ist die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung dazu in der Lage, bauteilbedingte Fertigungstoleranzen der Verkleidungsteile und der Trägerteile abzufangen und auszugleichen und somit die Montage zu erleichtern. Vorzugsweise ist die Klammer parallel zur ersten Richtung angeordnet, das heißt, das Paar von Federschenkeln ist entlang der ersten Richtung voneinander beabstandet angeordnet. Mit anderen Worten ist die Klammer derart angeordnet, dass die Federschenkel entlang der ersten Richtung zusammendrückbar angeordnet sind.
Eine Ausdehnung der zweiten Öffnung entlang der ersten Richtung beträgt bevorzugt mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 7 mm, während eine Ausdehnung des Schiebeelements entlang der ersten Richtung um mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 7 mm kleiner ist als die Ausdehnung der Tasche, insbesondere des Innendurchmessers der Tasche, entlang der ersten Richtung. Vorteilhaft ermöglicht diese Ausführungsform eine Beweglichkeit des Schiebeelements entlang der ersten Richtung von mindestens +-1,5 mm, beziehungsweise mindestens +-2,5 mm, respektive mindestens +-3,5 mm. Hierdurch wird ein Spiel zum Ausgleichen von Fertigungstoleranzen von Verkleidungs- und/oder Trägerteilen bereitgestellt, welches das Verbinden der Verkleidungs- und Trägerteile vereinfacht.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Tasche Führungsvorsprünge aufweist, zwischen denen sich ein Verbindungskanal vom Einschubschlitz zu der zweiten Öffnung erstreckt. Bevorzugt verläuft der Verbindungskanal entlang der Einschubrichtung. Die Führungsvorsprünge sind bevorzugt wenigstens bereichsweise derart voneinander beabstandet, dass eine Ausdehnung des Verbindungskanals orthogonal zur Einschubrichtung wenigstens bereichsweise eine Ausdehnung der ersten Öffnung des Schiebeelements unterschreitet. Mit anderen Worten wird hierdurch eine Engstelle zum Rückhalten der Klammer in einer der Einschubrichtung entgegengesetzten Richtung in der zweiten Öffnung ermöglicht. Die Führungsvorsprünge weisen bevorzugt Fasen auf, die den Verbindungskanal wenigstens bereichsweise entlang der Einschubrichtung verjüngen. Mit anderen Worten stellen die Fasen Führungsoberflächen zum zentrierenden Einschieben des Schiebeelements in die Tasche dar. Hierdurch wird das Einschieben des Schiebeelements und somit der Zusammenbau der Verbindungsanordnung vereinfacht.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Halter eine Rastvorrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des in der Tasche angeordneten Schiebeelements in eine der Einschubrichtung entgegengesetzten Richtung zu beschränken. Mit anderen Worten verhindert die Rastvorrichtung ein Herausfallen des Schiebeelements aus der Tasche des Halters. Durch die Rastvorrichtung wird der Zusammenbau der Verbindungsanordnung und die Handhabung der zusammengebauten Verbindungsanordnung vereinfacht. Bevorzugt umfasst das Schiebeelement eine Anschlagfläche und die Rastvorrichtung eine in die Einschubrichtung ansteigende Rampe. Die Rampe ist bevorzugt wenigstens bereichsweise außerhalb der Tasche angeordnet. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Rampe entlang der Einschubrichtung durch den Einschubschlitz hindurch. Ebenfalls bevorzugt umfasst die Rampe eine rückseitige Anschlagfläche an einem angestiegenen Ende der Rampe. Hierdurch kann die Anschlagfläche des Schiebeelements beim Einschieben des Schiebeelements in die Tasche auf der Rampe entlanggleiten und am Ende der Rampe hinter diese gleiten und dort verrasten, insbesondere rückseitig zur Rampe an der Anschlagfläche anschlagen.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Halter ein mit dem Schiebeelement gekoppeltes oder koppelbares elastisches Element umfasst, welches dazu eingerichtet ist, eine Ruheposition des Schiebeelements entlang der ersten Richtung mittels einer Rückstellkraft einzustellen. Bevorzugt ist das elastische Element derart angeordnet, dass die Ruheposition des Schiebeelements mittig bezüglich der ersten Richtung der Tasche eingestellt ist. Vorteilhaft lässt sich hiermit eine Selbstzentrierung des in die Tasche eingeschobenen Schiebeelements entlang der ersten Richtung erzielen. Selbstzentrierende Verbindungsanordnungen ermöglichen ein einfacheres Verbinden des Trägerteils mit dem Verkleidungsteil, sodass hierdurch die Montage vereinfacht wird. Bevorzugt umfasst das elastische Element zwei elastische Arme, die mit dem in die Tasche eingeschobenen Schiebeelement koppelbar sind und die bei Bewegung des gekoppelten Schiebeelements entlang der ersten Richtung reversibel verbiegbar sind. Ein Verbiegen der elastischen Arme bewirkt eine der Bewegungsrichtung entgegensetzte Rückstellkraft.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verbindungsanordnung ferner ein mit einem Verkleidungsteil zu verbindendes Trägerteil mit einer dritten Öffnung umfasst. Die dritte Öffnung ist derart dimensioniert, dass die Klammer kopfseitig und entlang einer zu der ersten Richtung orthogonalen Richtung, vorzugsweise entlang der Einschubrichtung, beweglich in der dritten Öffnung angeordnet oder anordenbar ist. Vorzugsweise ist die dritte Öffnung als Langloch in die zur ersten Richtung orthogonalen Richtung ausgebildet. Hierdurch ist die Verbindungsanordnung dazu in der Lage, bauteilbedingte Fertigungstoleranzen der Verkleidungsteile und der Trägerteile in insgesamt zwei orthogonalen Richtungen abzufangen und auszugleichen. Hierdurch wird die Montage noch weiter vereinfacht. Bevorzugt ist die Verbindungsanordnung ferner mit einem Verkleidungsteil verbunden oder verbindbar, insbesondere formschlüssig verbunden oder verbindbar. Besonders bevorzugt ist eine der Tasche gegenüberliegende Seite des Halters mit dem Verkleidungsteil verbunden oder verbindbar. Das Verkleidungsteil ist bevorzugt ein Dach- oder Formhimmel eines Kraftfahrzeugs.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils mit einem Verkleidungsteil. Zunächst wird eine Verbindungsanordnung, vorzugsweise die oben beschriebene Verbindungsanordnung, bereitgestellt. Die Verbindungsanordnung weist eine Klammer mit einem Paar von Federschenkeln mit an ihren Enden in einander entgegengesetzter Richtung abspreizende Haltenasen auf, wobei das Paar über eine Kopfseite der Klammer verbunden ist. Ferner umfasst die Verbindungsanordnung ein Schiebeelement mit einer ersten Öffnung und einen Halter mit einer Tasche zum Aufnehmen des Schiebeelements mit der Klammer, wobei die Tasche einen Einschubschlitz zum Einschieben des Schiebeelements in die Tasche und eine zweite Öffnung zum Aufnehmen der Klammer des eingeschobenen Schiebeelements umfasst. Die Tasche ist dazu ausgebildet, dass das Schiebeelement derart in der Tasche anordenbar ist, dass sich die Klammer ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung erstreckt, und das Schiebeelement mit der Klammer in einer ersten Richtung, vorzugsweise orthogonal zur Einschubrichtung, entlang des Halters beweglich zu der Tasche ist.
Ferner wird die Klammer kopfseitig in die erste Öffnung des Schiebeelements eingeschoben, bis sich die Klammer kopfseitig durch die erste Öffnung erstreckt und die Haltenasen der Klammer das Schiebeelement hintergreifen.
Schließlich wird das Schiebeelement in die Tasche des Halters über den Einschubschlitz und die zweite Öffnung der Tasche eingeschoben, so dass sich die Klammer ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung erstreckt und das Schiebeelement mit der Klammer entlang der ersten Richtung beweglich in der Tasche angeordnet ist. Die mit der obig beschriebenen Verbindungsanordnung beschriebenen Merkmale und Vorteile können analog mit dem Verfahren verwirklicht werden. Insofern sind die im Zusammenhang mit der Verbindungsanordnung beschriebenen Merkmale beliebig mit dem Verfahren kombinierbar und andersherum.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Tasche Führungsvorsprünge aufweist, zwischen denen sich ein Verbindungskanal vom Einschubschlitz zu der zweiten Öffnung erstreckt. In dieser Ausgestaltung erfolgt das Einschieben des Schiebeelements in die Tasche des Halters ferner durch den Verbindungskanal und das Paar von Federschenkeln der Klammer wird während des Einschiebens des Schiebeelements entlang des Verbindungskanals zusammengedrückt. Durch das Zusammendrücken der Klammer unterschreitet die Ausdehnung der zusammengedrückten Klammer die Ausdehnung des Verbindungskanals, sodass die Klammer über den Verbindungskanal in die zweite Öffnung eingeführt werden kann. Sobald die Klammer in der zweiten Öffnung angeordnet ist, kann diese losgelassen werden, sodass die Ausdehnung der Klammer die Ausdehnung des Verbindungskanals wieder übersteigt. Hierdurch wird die Klammer in der zweiten Öffnung gefangen und ein Herausrutschen der Klammer aus der zweiten Öffnung über den Verbindungskanal verhindert.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Halter eine Rastvorrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des in der Tasche angeordneten Schiebeelements in eine der Einschubrichtung entgegengesetzte Richtung zu beschränken. Das Einschieben des Schiebeelements in die Tasche des Halters erfolgt dann soweit, bis das Schiebeelement in der Rastvorrichtung eingerastet ist.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Halter an einer der Tasche gegenüberliegenden Seite mit einem Verkleidungsteil verbunden, insbesondere formschlüssig verbunden, wird.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die sich durch die erste und zweite Öffnung erstreckende Klammer kopfseitig durch eine dritte Öffnung eines Trägerteils eingeschoben wird. Die dritte Öffnung des Trägerteils ist hierbei derart dimensioniert, dass die Klammer entlang der Einschubrichtung beweglich in der dritten Öffnung angeordnet oder anordenbar ist.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1a bis 1c eine schematische Darstellung der einzelnen Bestandteile einer Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform;
2a und 2b zwei schematische Darstellungen einer Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform aus zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten;
3a und 3b zwei schematische Schnittdarstellungen der Verbindungsanordnung gemäß 2a;
4a bis 4c eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Durchführungsform.

1a bis 1c zeigen schematische Darstellungen einzelner Bestandteile, die zu einer Verbindungsanordnung 10 gemäß einer Ausführungsform zusammengefügt werden können. Die zusammengesetzte Verbindungsanordnung 10 wird dann nachfolgend anhand von zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten (2a und 2b) und anhand von zwei schematischen Schnittdarstellungen (3a und 3b) näher erläutert. Im Zusammenhang mit den 4a bis 4c wird schließlich ein Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils 100 (siehe 4c) mit einem Verkleidungsteil (nicht dargestellt) beschrieben. Die Verbindungsanordnung 10 ist dazu geeignet, ein Verkleidungsteil und ein Trägerteil 100 eines Kraftfahrzeugs zu verbinden. Bei dem Verkleidungsteil handelt es sich um ein Form- oder Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs.
Die Verbindungsanordnung 10 umfasst verschiedene Bestandteile, nämlich eine Klammer 12 (1a), ein Schiebeelement 20 (1b) und einen Halter 24 (1c).
Die Klammer 12 umfasst ein Paar von Federschenkeln 14, die an ihren Enden in einander entgegengesetzter Richtung abspreizende Haltenasen 16 aufweisen. Die Klammer 12 umfasst eine Kopfseite 18, über welche das Paar von Federschenkeln 14 verbunden ist. Die Kopfseite 18 ist auf den Haltenasen 16 gegenüberliegenden Enden der Federschenkel 14 angeordnet. Die in 1a dargestellte Klammer 12 ist eine Omegaklammer und besteht im Wesentlichen aus einem entsprechend geformten Metallband. An der Kopfseite 18 der Klammer 12 ist eine Knickpfalz angeordnet, sodass die Kopfseite 18 einem höchsten Punkt der Klammer 12 entspricht. Ferner befindet sich jeweils eine Knickpfalz im unteren Drittel der Enden der Federschenkel 14 zur Ausbildung der Haltenasen 16, sodass die Spitzen der Haltenasen 16 in einer Neutral- oder Ruhestellung der Klammer 12 einen Bereich der breitesten Ausdehnung der Klammer 12 darstellen. Zur Ausbildung der Omega-Form (Ω) umfasst die Klammer 12 ferner weitere Knickfalze in einem mittleren Drittel der Federschenkel 14 zum Ausbilden von Einrastvorsprüngen. Die Klammer 12 ist dabei derart ausgebildet, dass die Klammer 12 durch Zusammenpressen der die Haltenasen 16 umfassenden Enden in dem Bereich der Einrastvorsprünge eine derart verringerte Breite aufweist, dass die Klammer 12 in diesem Zustand in eine Öffnung einführbar ist, deren Durchmesser eine Breite der Klammer 12 an den Einrastvorsprüngen in einer Neutral- oder Ruhestellung der Klammer 12 übersteigt, jedoch im Falle einer zusammengepressten Klammer 12 die Breite der Klammer 12 an den Einrastvorsprüngen unterschreitet. Auf diese Weise lässt sich die Klammer 12 in einer derartigen Öffnung herausfallfrei anordnen.
Das Schiebeelement 20 umfasst eine erste Öffnung 22, die dem eben genannten Prinzip entspricht. Das heißt, dass die erste Öffnung 22 groß genug ist, dass die Klammer 12 kopfseitig durch die erste Öffnung 22 hindurchgeführt werden kann, wenn die Klammer 12 zusammengedrückt wird. Die so in der ersten Öffnung 22 angeordnete Klammer 12 kann demnach nicht von alleine aus der ersten Öffnung 22 herausfallen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Haltenasen 16 der Klammer 12 das Schiebeelement 20 auf der einen Seite (einer Rückseite) hintergreifen und auf der anderen Seite des Schiebeelements 20 die Einrastvorsprünge der Klammer 12 in der Neutral- oder Ruhestellung der Klammer 12 gegenüber der ersten Öffnung 22 überstehend ausgebildet sind.
Das Schiebeelement 20 ist im Wesentlichen in der Form einer Platte ausgebildet. Die Platte ist an ihren Enden umgeknickt, sodass sich orthogonal zur ersten Öffnung 22 erstreckende gleichlange Fortsätze ausgebildet werden. Die Fortsätze dienen als Füße, um auf einer von der Klammer 12 zu hintergreifenden Seite des Schiebeelements 20 einen Frei- oder Hohlraum insbesondere für die hintergreifenden Haltenasen 16 zu schaffen (vergleiche Schnittansicht in 3b). Die erste Öffnung 22 ist rechteckig und mittig im Schiebeelement 20 angeordnet. Die langen Seiten der rechteckigen ersten Öffnung 22 erstrecken sich bis zu einem ersten Rand der Platte. Am ersten Rand der Platte befindet sich einer der Fortsätze, der unterhalb der ersten Öffnung 22 verläuft und dem Zwecke einer später beschriebenen Anschlagfläche dient.
Wie in 1b ferner dargestellt ist, umfasst das Schiebeelement 20 ferner einen Steg 42 und einen Stift 44. Der Steg 42 ist in einem ersten Abschnitt der ersten Öffnung 22 angeordnet und ragt quaderförmig von einer dem ersten Rand gegenüberliegenden Seite der ersten Öffnung 22 in die erste Öffnung 22 hinein. Eine Länge des in die erste Öffnung 22 hineinragenden Stegs 42 ist derart gewählt, dass ein von dem ersten Abschnitt unterschiedlicher zweiter Abschnitt der ersten Öffnung 22 groß genug ist, dass die Klammer 12 kopfseitig durch den zweiten Abschnitt in die erste Öffnung 22 einführbar ist. Die in die erste Öffnung 22 eingeführte Klammer 12 kann nun entlang der Öffnung über den Steg 42 geschoben werden, so dass der Steg 42 zwischen den Federschenkeln 14 verläuft. Durch den Steg 42 wird verhindert, dass die Federschenkel 14 der Klammer 12 weit genug zusammengedrückt werden können, dass die Klammer 12 durch die erste Öffnung 22 herausgeführt werden kann. Insofern bietet der Steg 42 eine zusätzliche Stabilisierung der Klammer 12 in der ersten Öffnung 22.
Der Stift 44 ist zylinderförmig ausgebildet und auf der Platte mit einer sich erstreckenden Höhe angeordnet, die im Wesentlichen mit der Kopfseite 18 der in die erste Öffnung 22 eingeführten Klammer 12 abschließt. Ähnlich wie die Kopfseite 18 der Klammer 12 dient der Stift 44 der Verbindung des Trägerteils 100 mit der Verbindungsanordnung 10, wobei der Stift 44 gegenüber der Klammer 12 eine im Wesentlichen nicht federnde und damit feste Struktur aufweist, wodurch die Montage erleichtert wird.
In 1c ist der Halter 24 dargestellt. Der Halter 24 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgestaltet und besteht aus einem Kunststoff. Auf einer Plattenseite ist eine Tasche 26 zum Aufnehmen des Schiebeelements 20 mit der Klammer 12 angeordnet. Die Größe der Tasche 26 ist so gewählt, dass das Schiebeelement 20 in der Tasche 26 anordenbar ist, damit eine kompakte Verbindungsanordnung 10 entsteht. Zum Einschieben des Schiebeelements 20 in die Tasche 26 umfasst die Tasche 26 einen Einschubschlitz 28 und eine zweite Öffnung 30 zum Aufnehmen der Klammer 12 des eingeschobenen Schiebeelements 20. Der Einschubschlitz 28 verläuft im Wesentlichen parallel zu dem Halter 24, mithin zu einer Oberfläche der taschenaufweisenden Plattenseite des Halters 24. Die zweite Öffnung 30 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Auf der zu dem Einschubschlitz 28 zugewandten Seite der zweiten Öffnung 30 umfasst die Tasche 26 zwei sich gegenüberliegend angeordnete Führungsvorsprünge 32, zwischen denen sich ein Verbindungskanal 34 vom Einschubschlitz 28 zu der zweiten Öffnung 30 erstreckt. Die Führungsvorsprünge 32 sind dergestalt ausgebildet, dass diese eine Engstelle in dem Verbindungskanal 34 zum Rückhalten der Klammer 12 in der zweiten Öffnung 30 darstellen. Die Führungsvorsprünge 32 weisen Fasen auf, die den Verbindungskanal 34 bereichsweise von dem Einschubschlitz 28 zu der zweiten Öffnung 30 hin verjüngen. Diese Verjüngung dient dem zentrierenden Einschieben des Schiebeelements 20 in die Tasche 26.
Der Halter 24 umfasst ferner eine Rastvorrichtung 36, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des in der Tasche 26 angeordneten Schiebeelements 20 in eine einer Einschubrichtung y entgegengesetzten Richtung zu beschränken (siehe 2a). Die Einschubrichtung y ist mit dem Pfeil y in 2a veranschaulicht. Die Rastvorrichtung 36 umfasst eine in die Einschubrichtung ansteigenden Rampe. Die Rampe ist vollständig außerhalb der Tasche 26 angeordnet (siehe 2b). An einem der Tasche 26 zugewandten Ende der Rampe befindet sich eine rückseitige Anschlagfläche. Die zuvor beschriebene Anschlagfläche des Schiebeelements 20 kann somit beim Einschieben des Schiebeelements 20 in die Tasche 26 auf der Rampe entlanggleiten und am Ende der Rampe hinter diese gleiten und dort verrastend an der Anschlagfläche der Rampe anschlagen (siehe ebenfalls 2b).
2a zeigt zwei schematische Ansichten der Verbindungsanordnung 10 gemäß einer Ausführungsform. In 2a ist eine perspektivische Ansicht der Verbindungsanordnung 10 und in 2b eine perspektivische Seitenansicht der Verbindungsanordnung 10 quer zur Einschubrichtung y gezeigt. Wie in 2a zu erkennen ist, ist die Tasche 26 des Halters 24 dazu ausgebildet, dass das Schiebeelement 20 derart in der Tasche 26 angeordnet oder anordenbar ist, dass sich die Klammer 12 ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung 30 erstreckt und das Schiebeelement 20 mit der Klammer 12 in einer ersten Richtung x entlang des Halters 24 beweglich zu der Tasche 26 ist. Die Klammer 12 ist derart angeordnet, dass die Federschenkel 14 entlang der ersten Richtung x zusammendrückbar angeordnet sind. Beispielhaft ist die mit einem Pfeil veranschaulichte erste Richtung x orthogonal zu der Einschubrichtung y. Die bewegliche Anordnung des Schiebeelements 20 in der Tasche 26 wird dadurch erreicht, dass eine Ausdehnung der zweiten Öffnung 30 entlang der ersten Richtung x größer gewählt ist als eine Ausdehnung der Klammer 12 in die erste Richtung x und dass ein Innendurchmesser der Tasche 26 entlang der ersten Richtung x größer gewählt ist als eine Ausdehnung des Schiebeelements 20 entlang der ersten Richtung x. Der jeweils so geschaffene Freiraum entlang der ersten Richtung x sorgt dafür, dass das Schiebeelement 20 mit der Klammer 12 in die erste Richtung x relativ zum Halter 24 verschiebbar beweglich ist (siehe Querschnittsdarstellung der Verbindungsanordnung 10 in 3b). Dadurch ist die Verbindungsanordnung 10 dazu in der Lage, bauteilbedingte Fertigungstoleranzen von Verkleidungsteilen und Trägerteilen 100 abzufangen und auszugleichen und somit die Montage zu erleichtern.
In 2b ist ebenfalls ersichtlich, dass die Führungsvorsprünge 32 den zweiten Abschnitt der zweiten Öffnung 30 überdecken, wenn das Schiebeelement 20 mit der Klammer 12 in der Tasche 26 angeordnet ist. Folglich befindet sich die Klammer 12 in dem ersten Abschnitt der zweiten Öffnung 30, die den Steg 42 umfasst. Die Wahrscheinlichkeit eines Herausrutschens der Klammer 12 aus der zweiten Öffnung 30 in dem eingeschobenen Zustand des Schiebeelements 20 wird somit verringert.
Im Zusammenhang mit den 3a und 3b wird nachfolgend ein weiterer Vorteil der Verbindungsanordnung 10 veranschaulicht. Die 3a und 3b zeigen zwei schematische Schnittdarstellungen der Verbindungsanordnung. 3a ist eine Schnittdarstellung mit einer Schnittebene parallel zum Halter 24, um einen besseren Blick auf das Innere der Tasche 26 der Verbindungsanordnung 10 zu erhalten. 3b zeigt eine Querschnittsdarstellung durch die Verbindungsanordnung parallel zum Einschubschlitz 28.
Es ist zu erkennen, dass der Halter 24 ferner ein mit dem eingeschobenen Schiebeelement 20 koppelbares elastisches Element 38 umfasst, welches dazu eingerichtet ist, eine Ruheposition des Schiebeelements 20 entlang der ersten Richtung x mittels einer Rückstellkraft einzustellen. Das elastische Element 38 umfasst zwei elastische Arme, die mit dem in die Tasche 26 eingeschobenen Schiebeelement 20 koppelbar sind und die bei Bewegung des gekoppelten Schiebeelements 20 entlang der ersten Richtung x reversibel verbiegbar sind. Ein Verbiegen der elastischen Arme bewirkt demnach eine der Bewegungsrichtung entgegensetzte Rückstellkraft. Die elastischen Arme sind so angeordnet, dass diese sich entlang der Einschubrichtung im Wesentlichen diagonal von innen nach außen erstrecken. Die diagonale Ausprägung der elastischen Arme fördern zugleich ein zentrierendes Einschieben des Schiebeelements 20 in die Tasche 26.
An den äußeren Enden der elastischen Arme befindet sich eine Anschlagfläche, die parallel zu dem Schiebeelement 20 verläuft. Insbesondere koppeln die Anschlagflächen der elastischen Arme mit den Fortsätzen des Schiebeelements 20 (siehe 3b). An den der Anschlagfläche gegenüberliegenden Enden sind die elastischen Arme einstückig mit in Einschubrichtung y verlaufendem Mittelsteg des Halters 24 verbunden. Der Mittelsteg dient ferner als Anschlagfläche für die in das Schiebeelement 20 eingesetzte Klammer 12, insbesondere den Enden der Federschenkel 14 der Klammer 12 (siehe 3b). Besonders anschaulich zeigt 3b, dass die Verbindungsanordnung 10 dazu in der Lage ist, bauteilbedingte Fertigungstoleranzen der Verkleidungsteile und der Trägerteile 100 abzufangen und auszugleichen und dabei eine besonders einfache und kompakte Bedienung zu erlauben.
Im Hinblick auf die 4a bis 4c wird schließlich ein Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils 100 mit einem Verkleidungsteil erläutert. In einem ersten Schritt werden die oben beschriebene Klammer 12, das oben beschriebene Schiebeelement 20 und der oben beschriebene Halter 24 bereitgestellt. Die Klammer 12 wird kopfseitig in die erste Öffnung 22 eingeschoben, so dass sich die Klammer 12 kopfseitig durch die erste Öffnung 22 erstreckt und die Haltenasen 16 der Klammer das Schiebeelement 20 hintergreifen (siehe 4a).
Nachfolgend wird das Schiebeelement 20 in die Tasche 26 des Halters 24 über den Einschubschlitz 28 und die zweite Öffnung 30 der Tasche 26 eingeschoben, so dass sich die Klammer 12 ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung 30 erstreckt und das Schiebeelement 20 mit der Klammer 12 entlang der ersten Richtung x beweglich in der Tasche 26 angeordnet ist (siehe 4b). Das Schiebeelement 20 ist in der Rastvorrichtung 36 eingerastet, so dass eine Bewegung des in der Tasche 26 angeordneten Schiebeelements 20 in eine der Einschubrichtung y entgegengesetzten Richtung beschränkt ist. Die so erhaltene Verbindungsanordnung 10 ist dazu geeignet, ein Verkleidungsteil mit einem Trägerteil 100 zu verbinden.
In einem nächsten Schritt wird die Verbindungsanordnung 10 oder eine Vielzahl von Verbindungsanordnungen mit dem Verkleidungsteil formschlüssig verbunden. Die Verbindung von Befestigungsmitteln an Verkleidungsteilen ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. Es wird lediglich darauf verwiesen, dass in die exemplarisch dargestellte Vielzahl von Löchern des Halters 24, die sich an den Rändern des Halters 24 befinden, ein fließfähiges Material eingebracht werden kann, insbesondere ein Klebstoff, welches verhärtbar ist und dadurch die formschlüssige Verbindung herstellt.
In einem weiteren Schritt wird die sich durch die erste und zweite Öffnung 22, 30 erstreckende Klammer 12 der Verbindungsanordnung 10 (oder jeweils der Vielzahl von Verbindungsanordnungen 10) durch eine dritte Öffnung 40 des Trägerteils 100 kopfseitig eingeschoben (siehe 4c). Die dritte Öffnung 40 des Trägerteils 100 ist derart dimensioniert, dass die Klammer 12 entlang und entgegen der Einschubrichtung y beweglich in der dritten Öffnung 40 angeordnet oder anordenbar ist. Die dritte Öffnung 40 ist folglich als Langloch in die zur ersten Richtung x orthogonalen Richtung ausgebildet. Hierdurch ist die Verbindungsanordnung 10 ferner dazu in der Lage, bauteilbedingte Fertigungstoleranzen der Verkleidungsteile und der Trägerteile 100 in insgesamt zwei orthogonalen Richtungen (in die erste Richtung x und in die dazu orthogonale Richtung entlang des Halters 24) abzufangen und auszugleichen. Hierdurch wird die Montage noch weiter vereinfacht.
Bezugszeichenliste

10: Verbindungsanordnung
12: Klammer
14: Paar von Federschenkeln
16: Haltenasen
18: Kopfseite
20: Schiebeelement
22: erste Öffnung
24: Halter
26: Tasche
28: Einschubschlitz
30: zweite Öffnung
32: Führungsvorsprünge
34: Verbindungskanal
36: Rastvorrichtung
38: elastisches Element
40: dritte Öffnung
42: Steg
44: Stift
100: Trägerteil
x: erste Richtung
y: Einschubrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008052965 A1 [0003]
DE 102015216238 A1 [0004]

Claims

Verbindungsanordnung (10) zum Verbinden eines Trägerteils (100) mit einem Verkleidungsteil, umfassend: eine Klammer (12) mit einem Paar von Federschenkeln (14) mit an ihren Enden in einander entgegengesetzter Richtung abspreizenden Haltenasen (16), wobei das Paar von Federschenkeln (14) über eine Kopfseite (18) der Klammer (12) verbunden ist, ein Schiebeelement (20) mit einer ersten Öffnung (22), durch welche sich die Klammer (12) kopfseitig erstreckt, wobei die Haltenasen (16) der Klammer (12) das Schiebeelement (20) hintergreifen und einen Halter (24) mit einer Tasche (26) zum Aufnehmen des Schiebeelements (20) mit der Klammer (12), wobei die Tasche (26) einen Einschubschlitz (28) zum Einschieben des Schiebeelements (20) in die Tasche (26) und eine zweite Öffnung (30) zum Aufnehmen der Klammer (12) des eingeschobenen Schiebeelements (20) umfasst und wobei die Tasche (26) dazu ausgebildet ist, dass das Schiebeelement (20) derart in der Tasche (26) angeordnet oder anordenbar ist, dass sich die Klammer (12) ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung (30) erstreckt und das Schiebeelement (20) mit der Klammer (12) in einer ersten Richtung (x) entlang des Halters (24) beweglich zu der Tasche (26) ist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die Tasche (26) Führungsvorsprünge (32) aufweist, zwischen denen sich ein Verbindungskanal (34) vom Einschubschlitz (28) zu der zweiten Öffnung (30) erstreckt.
Verbindungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halter (24) eine Rastvorrichtung (36) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des in der Tasche (26) angeordneten Schiebeelements (20) in eine der Einschubrichtung (y) entgegengesetzten Richtung zu beschränken.
Verbindungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halter (24) ein mit dem Schiebeelement (20) koppelbares elastisches Element (38) umfasst, welches dazu eingerichtet ist, eine Ruheposition des Schiebeelements (20) entlang der ersten Richtung (x) mittels einer Rückstellkraft einzustellen.
Verbindungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein mit einem Verkleidungsteil zu verbindendes Trägerteil (100) mit einer dritten Öffnung (40), wobei die dritte Öffnung (40) derart dimensioniert ist, dass die Klammer (12) kopfseitig und entlang der Einschubrichtung (y) beweglich in der dritten Öffnung (40) angeordnet oder anordenbar ist.
Verfahren zum Verbinden eines Trägerteils (100) mit einem Verkleidungsteil, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Verbindungsanordnung (10), aufweisend eine Klammer (12) mit einem Paar von Federschenkeln (14) mit an ihren Enden in entgegengesetzter Richtung abspreizenden Haltenasen (16), wobei das Paar über eine Kopfseite (18) der Klammer (12) verbunden ist, ein Schiebeelement (20) mit einer ersten Öffnung (22) und einen Halter (24) mit einer Tasche (26) zum Aufnehmen des Schiebeelements (20) mit der Klammer (12), wobei die Tasche (26) einen Einschubschlitz (28) zum Einschieben des Schiebeelements (20) in die Tasche (26) und eine zweite Öffnung (30) zum Aufnehmen der Klammer (12) des eingeschobenen Schiebeelements (20) umfasst und die Tasche (26) dazu ausgebildet ist, dass das Schiebeelement (20) derart in der Tasche (26) anordenbar ist, dass sich die Klammer (12) ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung (30) erstreckt und das Schiebeelement (20) mit der Klammer (12) in einer ersten Richtung (x) entlang des Halters (24) beweglich zu der Tasche (26) ist, kopfseitiges Einschieben der Klammer (12) in die erste Öffnung (22) des Schiebeelements (20), bis sich die Klammer (12) kopfseitig durch die erste Öffnung (22) erstreckt und die Haltenasen (16) der Klammer (12) das Schiebeelement (20) hintergreifen, und Einschieben des Schiebeelements (20) in die Tasche (26) des Halters (24) über den Einschubschlitz (28) und die zweite Öffnung (30) der Tasche (26), so dass sich die Klammer (12) ferner kopfseitig durch die zweite Öffnung (30) erstreckt und das Schiebeelement (20) mit der Klammer (12) entlang der ersten Richtung (x) beweglich in der Tasche (26) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Tasche (26) Führungsvorsprünge (32) aufweist, zwischen denen sich ein Verbindungskanal (34) vom Einschubschlitz (28) zu der zweiten Öffnung (30) erstreckt, wobei das Einschieben des Schiebeelements (20) in die Tasche (26) des Halters (24) ferner durch den Verbindungskanal (34) erfolgt und das Paar von Federschenkeln (14) der Klammer (12) während des Einschiebens des Schiebeelements (20) entlang des Verbindungskanals (34) zusammengedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Halter (24) eine Rastvorrichtung (36) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des in der Tasche (26) angeordneten Schiebeelements (20) in eine der Einschubrichtung (y) entgegengesetzten Richtung zu beschränken und das Einschieben des Schiebeelements (20) in die Tasche (26) des Halters (24) soweit erfolgt, bis das Schiebeelement (20) in der Rastvorrichtung (36) eingerastet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Halter (24) an einer der Tasche (26) gegenüberliegenden Seite mit einem Verkleidungsteil verbunden, insbesondere formschlüssig verbunden, wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend den Schritt: kopfseitiges Einschieben der sich durch die erste und zweite Öffnung (22, 30) erstreckenden Klammer (12) durch eine dritte Öffnung (40) eines Trägerteils (100), wobei die dritte Öffnung (40) derart dimensioniert ist, dass die Klammer (12) entlang der Einschubrichtung (y) beweglich in der dritten Öffnung (40) angeordnet oder anordenbar ist.