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Die Erfindung betrifft einen Schnellverschluß.
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Schnellverschlüsse werden insbesondere zur
Verbindung von zwei Bauteilen eines Kraftfahrzeuges an langgestreckten
Anlageflächen,
insbesondere zur Verbindung eines Stoßfängers mit einem Kotflügel verwendet.
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Bei aus der Praxis bekannten Schnellverschlüssen sind
an einem ersten Bauteil wenigstens zwei, vorzugsweise mehrere beabstandete
Rastbolzen fest angebracht. An einem zweiten Bauteil ist eine Rastleiste
mit den Rastbolzen zugeordneten Rastöffnungen für eine gegenseitige Rastverbindung angeordnet.
Solche Schnellverschlüsse
sind allgemein als Clipverbindungen bekannt, bei denen die Rastbolzen
mit einem Bolzenkopf in elastische, im Durchmesser kleinere Ausnehmungen
der Rastleiste einclipsbar sind. Solche Rastverbindungen sind bei Fahrzeugen
beispielsweise zur Anbringung von Verkleidungsteile und Zierleisten
bekannt, wobei die Verbindungen hier nur wenig belastet sind. Für hochbelastbare
Verbindungen, wie beispielsweise zwischen einem Stoßfänger und
einem Kotflügel,
sind solche Schnellverschlüsse
nicht geeignet.
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Hochbelastbare Verbindungen werden
relativ montageaufwendig im Kraftfahrzeugbau durch Schweißen, Schrauben,
Nieten und Verkleben hergestellt. Dabei ist es allgemein bekannt,
einen Stoßfänger mit
einem Kotflügel
an wenigstens einer vertikalen, langgestreckten Anlagefläche durch
mehrere beabstandete Schraubverbindungen zu verbinden. Dabei ist
zeitaufwendig jede Schrauben einzeln von der Radhausinnenseite her
einzusetzen und einzuschrauben, was durch die dort insbesondere
im einzusetzen und einzuschrauben, was durch die dort insbesondere
im oberen Radhausbereich beengten Platzverhältnisse zusätzlich erschwert wird.
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Aus
DE 199 12 267 C2 ist ein Schnellverschluß bekannt,
bei dem mindestens ein Rastbolzen einen Bolzenkopf mit einer daran
anschließenden Bolzen-Rastausnehmung
aufweist. Ein zweites Bauteil enthält jeweils dem mindestens einem
Rastbolzen zugeordnete Bauteil-Durchstecköffnungen.
Das zweite Bauteil ist mit einer Rastleiste versehen, die als Verschiebeleiste
gestaltet ist, die an der Rückseite
des zweiten Bauteiles direkt oder mittelbar in Richtung der Bauteil-Durchstecköffnung längsverschiebbar
gehalten ist. Die Verschiebeleiste enthält in Leistenlängsrichtung
ausgerichtete und jeweils den Rastbolzen zugeordnete Öffnungen
in der Form eines Schlüssellochs
mit jeweils einem weiteren Öffnungsbereich,
dem sich ein engerer Langlochbereich anschließt. In der Offenstellung der
Verschiebeleiste fluchten die weiteren Öffnungsbereiche der Schlüssellochöffnung zum
Durchstecken der zugeordneten Bolzen mit den Bauteil-Durchstecköffnungen.
In einer verschobenen Raststellung der Verschiebeleiste greift diese
jeweils mit dem gegenüber
dem Bolzenkopf engeren Langlochbereich einer Schlüssellochöffnung hinter
dem bis zur Bolzen-Rastausnehmung durchgesteckten Bolzenkopf in
die zugeordnete Bolzenkopf-Rastausnehmung zur Herstellung der Rastverbindung.
Damit wird die Raststellung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil
mittels der Verschiebeleiste und den Rastbolzen eine hochbelastbare Formschlußverbindung
geschaffen, wobei die Verbindungskräfte über die beanstandeten Rastbolzen und
die Verschiebeleiste abgetragen werden.
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Um die Verbindung herzustellen. Ist
es jedoch erforderlich, daß die
Verschiebeleiste zugänglich
ist.
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FR 2 802 987 A1 offenbart einen Schnellverschluß, bei dem
der Bolzen beim Einführen
in die Bolzenaufnahme mit seinem längsseitigen angefasten Ende
in Kontakt mit dem im Inneren der Bolzenaufnahme befindlichen, auf
einer Feder angeordneten geschlitzten Ring hergestellt wird. Weiteres
Einführen
des Bolzens in die Bolzenaufnahme führt dazu, daß der geschlitzte
Ring gegen die Feder zurückgedrückt wird
und der Durchmesser des geschlitzten Ringes sich vergrößert. Sobald
der Durchmesser des geschlitzten Ringes den größten Durchmesser des Bolzens
erreicht hat, schnappt die Feder zurück, der Ring gleitet über die
breiteste Stelle des Bolzens hinweg und umschließt diesen Bolzen. Die Verbindung zwischen
Bolzen und Bolzenaufnahme ist somit nur dadurch möglich, daß die Feder
durch Zurückdrücken zusätzlich gespannt
wird.
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Bei dem aus
JP 06-15 93 38 bekannten Schnellverschluß ist der
Bolzen an seinem längsseitigen
Ende halbkugelförmig
bzw. abgerundet ausgestaltet. Der Bolzen tritt beim Einführen in
die Bolzenaufnahme mit sechs Gleitsteinen in Kontakt und schiebt
diese bei Fortsetzung des Einführvorganges gegen
eine Feder in das Innere der Bolzenaufnahme. Die sechs Gleitsteine,
die eine abgeschrägte
Außenseite
aufweisen, gleiten dabei an der kegelförmig ausgeformten Innenseite
der Bolzenaufnahme ab und vergrößern den
zwischen den Gleitsteinen vorhandenen Freiraum. Sobald der Freiraum
zwischen den Gleitsteinen den größten Außendurchmesser des
Bolzens erreicht hat, gleitet das dicke Ende des Bolzens durch die
Gleitsteine hindurch. Hat das dicke Bolzenende die Gleitsteine vollständig passiert,
werden die Gleitsteine durch die Rückstellkraft der Feder in die
der Einführungsrichtung
entgegengesetzte Richtung gedrückt.
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Der in JP 2000-13 04 18 veröffentliche Schnellverschluß stellt
eine Verbindung zwischen einem Bolzen und einer Bolzenaufnahme ähnlich wie in
der vorstehend beschriebenen aus
JP
06-15 93 38 her . Der Bolzen drückt zunächst gegen ein Element der
Bolzenaufnahme, und die in der Bolzenaufnahme befindliche Feder
wird gespannt.
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Nachteilig am Stand der Technik ist
jedoch, daß während des
Fügevorganges
ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich ist, da zum Fügen von
Bolzen und Bolzenaufnahme zunächst
gegen den Widerstand einer Feder gedrückt wird, um die Federspannkraft
zu erhöhen.
Das erschwert insbesondere an schwer zugänglichen Stellen die Montage
zweier Bauteile, da gleichzeitig eine Ausrichtung der Bauteile und
ein Anpressen gegen die Federkraft erfolgen muß.
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Der Endung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Schnellverschluß zur
Verfügung
zu stellen, mit welchem auch an unzugänglichen oder schwer zugänglichen
Stellen hohe Zugkräfte übertragbar
sind und ein Fügen
von Bauteilen problemlos und sicher möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruch 1.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem
Schnellverschluß mit
einem Rastbolzen vorgesehen, daß zur
Durchführung
der Verlagerungsbewegung mindestens eines Halteelementes zur Herstellung
der Verbindung von. Rastbolzen und Rastbolzenaufnahme eine Feder
vorgesehen ist, welche im Ausgangszustand vor einem Fügen von
Rastbolzen und Rastbolzenaufnahme vorgespannt ist. Dadurch, daß das an
der Rastbolzenaufnahme vorgesehene Halteelement von der Feder in
seine Haltestellung verlagert wird, ist es lediglich erforderlich,
den Rastbolzen in die Rastbolzenaufnahme einzustecken, wobei zusätzliche
Arbeitsschritte nicht erforderlich sind. Damit ist der erfindungsgemäße Schnellverschluß wie eine Clipverbindung
handhabbar, wobei im Gegensatz zu dieser aber wesentlich höhere Zugkräfte übertragbar sind,
da das mindestens eine Halteelement nicht Teil des Rastbolzens ist
und damit praktisch keinen Konstruktions- und/oder Dimensionierungsbeschränkungen
unterliegt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind mehrere Haltelemente vorgesehen, die zur Herstellung
der Verbindung des Rastbolzen und der Rastbolzenaufnahme in radialer
Richtung des Rastbolzens verlagert werden. Eine solche Ausführung erlaubt
die Übertragung
besonders hoher Zugkräfte,
wobei, wenn eine symmetrische Anordnung erfolgt, der Schnellverschluß auch den
Angriff schräg
einwirkender Kräfte
toleriert.
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Eine besonders zuverlässige Halterung
des – Rastbolzens
ergibt sich, wenn die Halteelemente kegelsegmentartig ausgebildet
sind, wobei an der Rastbolzenaufnahme eine den Mantelflächen der Halteelemente
entsprechende kegelartig geformte Gleitfläche ausgebildet ist, wobei
zur Herstellung der Verbindung des Rastbolzen und der Rastbolzenaufnahme
die Halteelemente aufgrund der Einwirkung der Feder sowohl in radialer
als auch in axialer Richtung des Rastbolzens verlagert werden. Bei
einer solchen Ausgestaltung stehen große Führungsflächen zur Verfügung, mit
denen eine Fehlfunktion der Rastelemente verhindert wird. Gleichzeitig
lassen sich die einzelnen Elemente eines so ausgebildeten Schnellverschlusses
besonders einfach herstellen.
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Eine besonders einfache Montage läßt sich erreichen,
wenn die Feder eine in Achsrichtung des Rastbolzens wirkende Schraubenfeder
ist, durch welche der Rastbolzen hindurchgreift.
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Zur Fixierung des mindestens einen
Halteelementes vor der Verbindung des Rastbolzen mit der Rastbolzenaufnahme
ist gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ein Haltebolzen vorgesehen, welcher während der Verbindung des Rastbolzen
und der Rastbolzenaufnahme von dem Rastbolzen aus seiner das mindestens
eine Halteelement festhaltenden Position heraus verlagert wird.
Eine solche Ausführungsform
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Rastbolzenaufnahme vor
der Herstellung der Verbindung Erschütterungen unterliegt, welche
insbesondere beim Transport von Kraftfahrzeugbaugruppen während der
Montage des Kraftfahrzeuges oder im Falle einer Anhänger- oder
Abschleppkupplung im Betrieb auftreten.
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Wenn das mindestens eine Halteelement und
die Feder in einer Dose aufgenommen sind, wobei sich die Feder an
einem abnehmbaren Deckel abstützt,
ist es durch die Entfernung des Deckel in besonders einfacher Art
und Weise möglich,
den Schnellverschluß wieder
zu lösen,
wobei nach einer erneuten Vorbereitung des Schnellverschlusses dieser
wieder zur Verfügung
steht. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Clipverbindungen bietet der erfindungsgemäße Schnellverschluß so die
Möglichkeit
eines zerstörungsfreien
Lösens
der Verbindung.
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Als Verbindungsalternativen von Deckel
und Dose haben sich insbesondere eine Verschraubung und Sicherungsstifte
als vorteilhaft erwiesen, wobei die Sicherungsstifte zusätzlich oder
aber auch alternativ zu einer Verschraubung vorgesehen sein können.
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Wenn sich der Rastbolzen nach dem
Verbinden des Rastbolzen und der Rastbolzenaufnahme ausschließlich über die
Feder an der Rastbolzenaufnahme abstützt, kann die Feder bei einer
stoßweisen Zugbelastung
des Rastbolzens ähnlich
einem Stoßdämpfer wirken.
Dadurch können
Beschädigungen und/oder
ein Ausreißen
der Verbindung verhindert werden.
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Wenn sich der Rastbolzen nach dem
Verbinden des Rastbolzen und der Rastbolzenaufnahme über einen
Anschlag an der Rastbolzenaufnahme abstützt, ist nach dem Verbinden
einer Kraftfahrzeugbaugruppe mit einem Karosserieteil eine höchst präzise Einbaulage
gewährleistet.
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Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbaugruppe
zeichnet sind dadurch aus, daß zur
Befestigung an einer Kraftfahrzeugkarosserie ein Schnellverschluß nach einem
der Ansprüche
1 bis 10 vorgesehen ist.
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Als besonders vorteilhaft haben sich
eine Kraftfahrzeugbaugruppe, die als Stoßfängerüberzug ausgebildet ist, sowie
eine Kraftfahrzeugbaugruppe, die als Abschlepp- oder Anhängerkupplung
ausgebildet ist, erwiesen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie
aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Schnellverschluß gemäß einer
ersten Ausführungsform
während
des Herstellens der Verbindung,
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2 den
Schnellverschluß in 1 nach Herstellung der Verbindung,
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3 einen
erfindungsgemäßen Schnellverschluß gemäß einer
zweiten Ausführungsform
während
des Herstellens der Verbindung,
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4 den
Schnellverschluß in 3 nach Herstellung der Verbindung,
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5 den
Schnellverschluß in
den 3 und 4 in einer Explosionsdarstellung,
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6 den
Schnellverschluß in
den 3, 4 und 5 in
einer eingebauten Situation im Bereich eines Stoßfängers und
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7 die
Einbaustelle des Schnellverschlusses in den 3 bis 6 vor
dem Verbinden des Stoßfängers mit
einem weiteren Karosserieteil.
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Der in 1 gezeigte
erfindungsgemäße Schnellverschluß 100 weist
eine rotationssymetrisch aufgebaute, in ihrem Mittelabschnitt mit
einer inliegenden Gleitfläche 102 versehene
Dose 104 auf, welche an einer Stirnseite mittels eines
Deckels 106 verschlossen ist. Im Innern der Dose 104 befinden sich
vier einzelne Haltelemente 108, welche jeweils kegelsegmentartig
ausgebildet sind, wobei deren Mantelflächen 110 der Gleitfläche 102 entsprechend geformt
sind, so daß die
Haltelemente 108 auf der Gleitfläche 102 gleitend verlagerbar
sind.
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Die Halteelemente 108 werden
durch eine Schraubenfeder 112, die sich an dem Deckel 106 abstützt, vorgespannt.
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Die Dose 104 mit dem zugehörigen Deckel 106 und
den darin befindlichen Halteelementen 108 sowie der Schraubenfeder 112 bilden
zusammen eine Rastbolzenaufnahme 114, mit welcher ein Rastbolzen 116 festgehalten
werden kann, wenn dieser wie in 1 gezeigt
in die Rastbolzenaufnahme 114 eingesteckt wird. Um dies
zu gewährleisten,
weist der Rastbolzen 116 einen pilzkappenartig ausgebildeten Abschnitt 118 auf,
dessen Durchmesser größer ist
als der Durchmesser des Rastbolzens 116. Dadurch ist an
dem Rastbolzen 116 eine ringförmige erste Rückhaltefläche 120 ausgebildet,
an welcher die Halteelemente 108 mit ihren Rückhalteflächen 122 nach
dem Herstellen der Verbindung (siehe 2)
anliegen.
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Um zu verhindern, daß die Halteelemente 108 aufgrund
des Druckes der Schraubenfeder 112 schon vor einem Einfügen des
Ratsbolzens 116 in die Rastbolzenaufnahme 114 an
der Gleitfläche 102 abgleiten,
ist nach Art einer Montagehilfe ein Haltebolzen 124 vorgesehen,
an welchem sich die Halteelemente 108 vor einem Einfügen des
Rastbolzens 116 abstützen.
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Wird nun der Rastbolzen 116 in
Richtung des Pfeiles in 2 in
die Rastbolzenaufnahme 114 eingesteckt, wird dadurch der
Haltebolzen 124 soweit verschoben, daß die Halteelemente 108 an
ihrer Innenseite 126 nicht mehr von dem Haltebolzen 124 abgestützt werden,
sondern frei sind, um unter der Wirkung der Schraubenfeder 112 derart
an der Gleitfläche 102 abzugleiten,
daß ihre
zweite Haltefläche 122 an
der ersten Haltefläche 120 wie
in 2 gezeigt zur Anlage
kommen, wodurch der Rastbolzen 116 festgehalten wird. Um
bei diesem Fügevorgang eine
definierte Führung
und nach dem Fügevorgang ein
Auswandern des Rastbolzens 116 aus der zentrierten Lage
zu verhindern, weist der Haltebolzen 124 eine zentrale
Vertiefung 128 auf, welche zu dem Abschnitt 118 des
Rastbolzens 116 komplementär ausgebildet ist.
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Bei dem Schnellverschluß 100 gemäß der ersten
Ausführungsform
ist der Deckel 106 mit der Dose 104 verschraubt,
wobei als Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Verschraubung ein Sicherungsstift 130 vorgesehen
ist. Soll der Schnellverschluß gelöst werden,
ist es möglich,
nach Entfernung des Sicherungsstiftes 130 den Deckel 106 abzuschrauben
und anschließend
die Schraubenfeder 112 und die Halteelemente 108 zu
entfernen, wodurch der Rastbolzen 116 frei wird. Wenn mehrfache Schließvorgänge mit
einem anschließenden Öffnen des
Schnellverschlusses vorgesehen sein sollten, ist es vorteilhaft,
die Halteelemente 108 in einer Art Käfig (nicht gezeigt) zu führen und über diesen
Käfig mit der
Schraubenfeder 112 zu verbinden.
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Der Schnellverschluß 200 gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
in den 3 und 4 unterscheidet sich von
dem Schnellverschluß 100 gemäß der ersten
Ausführungsform
lediglich hinsichtlich der Art der Befestigung des Deckels 206 an der
Dose 204. Daher werden für Elemente der zweiten Ausführungsform,
die Elementen der ersten Ausführungsform
entsprechen, Bezugszeichen verwendet, die um 100 erhöht sind.
Auf die entsprechenden Beschreibungsteile der ersten Ausführungsform,
die auch die Funktionen erläutern,
wird hiermit verwiesen.
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Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist
bei dem Schnellverschluß 200 gemäß der zweiten Ausführungsform
der Deckel 206 mit der Dose 204 nicht verschraubt.
Statt dessen sind am Umfang der Dose 204 (siehe 5) zwei diametral gegenüberliegende
Haltestifte 232 angeordnet, welche durch erste Bohrungen 234 in
der Dose 204 und entsprechende zweite Bohrungen 236 an
dem Deckel 206 hindurchgreifen.
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Sollten nach einem Herstellen der
Verbindung des Schnellverschlusses 200 gemäß der zweiten
Ausführungsform
diese Verbindungen gelöst
werden, sind zunächst
die Haltestifte 232 zu entfernen, wonach dann wiederum
die Schraubenfeder 212 und die Halteelemente 208 entfernt
werden können.
Soll danach der Schnellverschluß 200 für eine erneute Verbindung
vorbereitet werden, ist es höchst
vorteilhaft, daß die
Schraubenfeder 212 an ihrem Umfange durch einen ringförmigen Steg 238 geführt wird.
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Zur Verbindung einer Kraftfahrzeugbaugruppe
mit einem Karosserieteil wird in der Regel die Anordnung so gewählt sein,
daß der
Rastbolzen 116, 216 mit einem Karosserieteil verbunden
ist, wohingegen die Rastbolzenaufnahme 114, 214 an
der zu montierenden Kraftfahrzeugbaugruppe befestigt ist.
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6 und 7 zeigen eine solche Situation,
bei der ein Stoßfänger 250 mittels
erfindungsgemäßen Schnellverschlüssen 200 mit
der Kraftfahrzeugseitenverkleidung 252 eines Kraftfahrzeuges verbunden
ist. Dabei ist in der Schnittzeichnung in 6 zu erkennen, daß der Rastbolzen 216 mit
der Kraftfahrzeugseitenverkleidung 252 verschweißt ist, wohingegen
die Rastbolzenzaufnahme 214 mit dem aus Kunststoff gefertigten
Stoßfänger 250 verklebt ist.
Es ist zu erkennen, daß durch
den erfindungsgemäßen Schnellverschluß 200 sich
im Verbindungsbereich von Stoßfänger 250 und
Kraftfahrzeugseitenverkleidung 252 eine sogenannte Nullfuge 254 erzielen
läßt.