DE10328692B4

DE10328692B4 - Verbindungselement zur festen jedoch lösbaren Verbindung eines Montageteils mit einem zweiten Bauteil und Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE10328692B4
Application number: DE10328692.6A
Authority: DE
Inventors: Achim Delewski
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: DE10328692A1

Abstract

Verbindungselement zur festen jedoch lösbaren Verbindung eines Montageteils (1) mit einem zweiten Bauteil (2) unter Zuhilfenahme eines Schraubelementes (3), bestehend aus einem in eine Aussparung (4) des zweiten Bauteils (2) einbringbaren und mit einer axialen Bohrung (5) für das Schraubelement (3) versehenen Klemmkörper (6), der seinerseits zur Begrenzung der Einschubtiefe mit einem Bund (7) versehen ist, wobei wenigstens in einem oberen Teilbereich „I“ des Klemmkörpers (6), der im montierten Zustand des Klemmkörpers (6) benachbart zur Aussparung (4) des zweiten Bauteils (2) angeordnet ist, zumindest zwei gegenüberliegende und nach außen weisende Ausbauchungen (8) vorgesehen sind, und wobei quer zu diesen Ausbauchungen (8) der Bund (7) sowie der Klemmkörper (6) mindestens über besagten Teilbereich „I“ desselben in der Mittenlängsebene (9) geschlitzt ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den Klemmkörper (6) quer zu den Ausbauchungen (8) wenigstens zwei gegenüberliegende und nach außen weisende sowie im montierten Zustand des Klemmkörpers (6) hinter die Wandung des zweiten Bauteils (2) formschlüssig greifende elastische Zungen (11) angeformt oder aus diesem herausgeformt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur festen jedoch lösbaren Verbindung eines Montageteils mit einem zweiten Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Verbindungsanordnung.
Verbindungselemente der gattungsgemäßen Art sind seit langem bekannt. Diese weisen im Wesentlichen einen mit einer axialen Bohrung versehenen Klemmkörper auf, der seinerseits innerhalb einer Aussparung, beispielsweise einer Bohrung eines Bauteils, vermittels eines Schraubelementes aufgeweitet und somit innerhalb der Bohrung verklemmt bzw. verpreßt wird.
So ist aus der US 2 836 214 A ein in eine Aussparung eines Bauteils einbringbares Befestigungselement in Form eines Klemmkörpers aus einem Kunststoff bekannt, der eine axiale Bohrung für ein Schraubelement aufweist. Zur Begrenzung der Einschubtiefe verfügt der Klemmkörper über einen Bund. In einem oberen Teilbereich des Klemmkörpers, der im montierten Zustand des Klemmkörpers benachbart zur Aussparung des Bauteils angeordnet ist, sind zwei gegenüberliegende und nach außen weisende Ausbauchungen vorgesehen, wobei quer zu diesen Ausbauchungen der Bund sowie der Klemmkörper mindestens über besagten Teilbereich desselben in der Mittenlängsebene geschlitzt ausgebildet sind. Ein zum vorgenannten ähnliches Befestigungselement ist auch aus der DE 1 400 209 A bekannt. Ferner ist aus der DE 39 27 529 C1 ein in ein Loch eines Bauteils einbringbares Verankerungsteil aus Kunststoff bekannt, welches mit einem dübelartigen Spreizteil zusammenwirkt. Das Verankerungsteil weist zwei seitlich nach außen ausfedernde Stützbeine auf, die sich im montierten Zustand des Verankerungsteils axial gegen den Lochrand abstützen. Aus der DE 1 260 876 A ist ein Klemmkörper in Form einer eine einstückigen Federklammer zur Befestigung von flach anliegenden Bauteilen an einer mit Bohrungen versehenen plattenförmigen Unterlage mit zwei unabhängig voneinander funktionierenden und zueinander versetzten U-förmigen Schenkelpaaren bekannt. Ein kürzeres, als Schnappteil dienendes Schenkelpaar ist mit die Bohrung hintergreifenden ellbogenförmigen Ausknickungen und das längere, als Halteteil dienende Schenkelpaar ist mit nach außen gerichteten Krallen ausgebildet.
Derartige Klemmkörper finden umfassend im Kraftfahrzeugbau Anwendung, jedoch hat sich in der Praxis herausgestellt, dass die derzeit verfügbaren Klemmkörper hohen Auszugkräften nicht ausreichend widerstehen können.
Des Weiteren beschreibt die US 4 704 059 A eine als Formkörper mit quadratischem Querschnittsprofil ausgebildete Schraubendurchführung aus einem Kunststoff zum Anbringen eines Teils an einer Platte. Der Formkörper weist einenends einen Flansch und ferner ein den Formkörper und den Flansch durchsetzendes Loch für eine in dasselbe einschraubbare Schraube auf. Der Formkörper ist in ein Vierkantloch der Platte eingesetzt. Ein unterer Endabschnitt des Formkörpers ist geschlitzt ausgebildet, wobei besagter Schlitz den Formkörper mit dem quadratischen Querschnittsprofil diagonal teilt. Der Formkörper bildet vier Seitenflächen aus, die benachbart zum Flansch orthogonal zu demselben verlaufen und im Bereich des freien Endes des Formkörpers derart verlaufen, dass dieser sich verjüngt. Zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Formkörpers bilden je einen flexiblen Hakenabschnitt aus. Wird die Schraube in das besagte Loch geschraubt, werden die beiden Teile des Formkörpers nach außen gedrängt und derselbe wird im Vierkantloch der Platte geklemmt. Die DE 15 75 071 A beschreibt eine Haltefassung zur Aufnahme eines Zapfens, wobei die Haltefassung einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt mit einem Endflansch aufweist. Unterhalb des Endflansches ist die Haltefassung in den Ecken geschlitzt ausgebildet. An den Seitenflächen der Haltefassung ist jeweils ein elastisches Rastelement ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige und einfach zu handhabende Verbindungsanordnung mit einem Verbindungselement der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welches auch hohen Auszugkräften wirkungsvoll und dauerhaft widerstehen kann.
Ausgehend von einer Verbindungsanordnung mit einem Verbindungselement zur festen jedoch lösbaren Verbindung eines Montageteils mit einem zweiten Bauteil unter Zuhilfenahme eines Schraubelementes, bestehend aus einem in eine Aussparung des zweiten Bauteils einbringbaren und mit einer axialen Bohrung für das Schraubelement versehenen Klemmkörper, der seinerseits zur Begrenzung der Einschubtiefe mit einem Bund versehen ist, wobei wenigstens in einem oberen Teilbereich „I“ des Klemmkörpers, der im montierten Zustand des Klemmkörpers benachbart zur Aussparung des zweiten Bauteils angeordnet ist, zumindest zwei gegenüberliegende und nach außen weisende Ausbauchungen vorgesehen sind, und wobei quer zu diesen Ausbauchungen der Bund sowie der Klemmkörper mindestens über besagten Teilbereich „I“ desselben in der Mittenlängsebene geschlitzt ausgebildet sind, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass an den Klemmkörper quer zu den Ausbauchungen wenigstens zwei gegenüberliegende und nach außen weisende sowie im montierten Zustand des Klemmkörpers hinter die Wandung des zweiten Bauteils formschlüssig greifende elastische Zungen angeformt oder aus diesem herausgeformt sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die maximale Ausdehnung „a“ des Klemmkörpers im Bereich der Ausbauchungen in Abhängigkeit von der Breite „b“ des Schlitzes derart größer der korrespondierenden Ausdehnung „c“ der Aussparung des zweiten Bauteils gewählt, dass eine weitestgehend ungehinderte Einbringung des Klemmkörpers in die Aussparung durch Ausweichen der beiden durch den Schlitz gebildeten Hälften des Klemmkörpers nach innen gewährleistet ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Beabstandung „e“ zwischen dem Bund und der maximalen Ausdehnung „a“ des Klemmkörpers im Bereich der Ausbauchungen derart gewählt ist, dass dieselbe größer der Wandungsdicke „f“ des zweiten Bauteils ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass sowohl der Teilbereich „I“ des Klemmkörpers als auch die hierzu korrespondierende Aussparung des zweiten Bauteils einen Querschnitt aufweisen, der ein Verdrehen des Klemmkörpers in der Aussparung während des Eindrehens des Schraubelementes behindert. Sowohl der Teilbereich „I“ des Klemmkörpers als auch die hierzu korrespondierende Aussparung des zweiten Bauteils weisen dabei vorzugsweise einen Querschnitt auf, der auf die Grundgeometrie eines Quadrats, Rechtecks oder anderen Vielecks, einer Ellipse o. ä. zurückgeführt ist.
Schließlich ist vorgesehen, dass der Klemmkörper bevorzugt aus Kunststoff gefertigt ist.
Die vorgeschlagene Verbindungsanordnung hat im Hinblick auf herkömmliche den wesentlichen Vorteil, dass zum einen eine einfache Montage, ohne Beschädigungen des Klemmkörpers gewährleistet ist, zum anderen ist durch die vorgeschlagene besondere Ausgestaltung desselben ein hoher Auszugwiderstand zu verzeichnen, der obendrein noch durch die Anordnung von zusätzlichen, formschlüssig sich mit dem betreffenden Bauteil verbindenden Zungen erhöht ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

1 die Darstellung einer beispielgebenden Verbindungsanordnung zwischen einem Montageteil und einem zweiten Bauteil vermittels eines Verbindungselementes in Form eines Klemmkörpers,
2 die Ansicht „A“ nach 1,
3 die Ansicht „B“ nach 2,
4 das Verbindungselement nach den 1 bis 3 in zwei perspektivischen Ansichten.

1 zeigt in einer äußerst schematischer Darstellung eine Verbindungsanordnung zwischen einem Montageteil 1 und einem zweiten Bauteil 2, wobei das Montageteil 1 beispielsweise ein Verkleidungselement eines Kraftfahrzeugs und das zweite Bauteil 2 ein tragendes Bauteil der Kraftfahrzeugkarosserie sein kann.
Zur festen jedoch lösbaren Verbindung des Montageteils 1 mit dem zweiten Bauteil 2 unter Zuhilfenahme eines Schraubelementes 3 ist ein Verbindungselement vorgesehen, welches aus einem in eine Aussparung 4 des zweiten Bauteils 2 einbringbaren und mit einer axialen Bohrung 5 versehenen Klemmkörper 6, der seinerseits zur Begrenzung der Einschubtiefe mit einem Bund 7 versehen ist, besteht. Vorzugsweise ist besagtes Verbindungselement respektive der Klemmkörper 6 aus Kunststoff und beispielsweise nach einem an sich bekannten Spritzgußverfahren gefertigt.
In Erfüllung der gestellten Aufgabe, nämlich eine Verbindungsanordnung mit einem Verbindungselement zu schaffen, welches auch hohen Auszugkräften wirkungsvoll und dauerhaft widersteht, sind wenigstens in einem oberen Teilbereich „I“ des Klemmkörpers 6, der im montierten Zustand desselben benachbart zur Aussparung 4 des zweiten Bauteils 2 angeordnet ist, vorliegend zwei gegenüberliegende und nach außen weisende Ausbauchungen 8 vorgesehen, um einen erhöhten Klemmwiderstand innerhalb der Aussparung 4 zu ermöglichen. Infolge des Einschraubens des Schraubelementes 3 in die vorbereitete axiale Bohrung 5 des Klemmkörpers 6 wird die Presskraft auf die Stirnflächen der Aussparung 4 ungleich höher verstärkt als ohne Verwendung derartiger Ausbauchungen 8.
Quer zu diesen Ausbauchungen 8, d. h., um 90° zu denselben versetzt, sind des Weiteren der Bund 7 sowie der sich an diesem anschließende Klemmkörper 6 mindestens über besagten Teilbereich „I“ desselben in der Mittenlängsebene 9 geschlitzt ausgebildet.
Aus dieser Maßnahme resultiert eine vereinfachte Montage des Klemmkörpers 6 innerhalb der Aussparung 4, da nunmehr die beiden durch den Schlitz 10 gebildeten Hälften des Klemmkörpers 6 samt Ausbauchungen 8 nach innen ausweichen können.
Vorliegend ist die maximale Ausdehnung „a“ des Klemmkörpers 6 im Bereich der Ausbauchungen 8 in Abhängigkeit von der Breite „b“ des Schlitzes 10 derart größer der korrespondierenden Ausdehnung „c“ der Aussparung 4 des zweiten Bauteils 2 gewählt, dass eine weitestgehend ungehinderte Einbringung des Klemmkörpers 6 in die Aussparung 4 durch Ausweichen der beiden durch den Schlitz 10 gebildeten Hälften des Klemmkörpers 6 nach innen gewährleistet ist.
Bei herkömmlichen Verbindungselementen der gattungsbildenden Art ist im Vergleich dazu des Öfteren ein Abscheren von derartigen Ausbauchungen 8 zu verzeichnen, welches im Ergebnis zu einer Beeinträchtigung der gewünschten Rückhaltekraft führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist des Weiteren die Beabstandung „e“ zwischen dem Bund 7 und der maximalen Ausdehnung „a“ des Klemmkörpers 6 im Bereich der Ausbauchungen 8 derart gewählt, dass dieselbe gleich oder größer der Wanddicke „f“ des zweiten Bauteils 2 ist.
Durch diese Maßnahme wird infolge des Einschraubens des Schraubelementes 3 in die axiale Bohrung 5 besonders vorteilhaft Material der Ausbauchungen 8 hinter die Kanten der Aussparung 4 gedrängt, so dass ein erhöhter Formschluß im Sinne einer Verrastung gegeben ist.
In umfangreichen Versuchen haben sich Querschnitte des Teilbereichs „I“ des Klemmkörpers 6 und der korrespondierenden Aussparung 4 des zweiten Bauteils 2 bewährt, die ein Verdrehen des Klemmkörpers 6 in der Aussparung 4 während des Eindrehens des Schraubelementes 3 in die axiale Bohrung 5 wirkungsvoll behindert.
Vorliegend ist ein bevorzugter Querschnitt dargestellt, der auf die Grundgeometrie eines Quadrats bzw. Rechtecks zurückgeführt ist (insbes. 3 und 4).
Als denkbar erscheint es jedoch auch einen Querschnitt eines anderen Vielecks oder einer Ellipse o. ä. vorzusehen, welches durch die Erfindung demgemäß mit erfaßt ist.
Des Weiteren sind zur weiteren Erhöhung des Auszugwiderstandes vorliegenden Verbindungselementes an den Klemmkörper 6 ebenfalls quer zu den Ausbauchungen 8 wenigstens zwei gegenüberliegende und nach außen weisende sowie im montierten Zustand des Klemmkörpers 6 hinter die Wandung des zweiten Bauteils 2 formschlüssig greifende, sozusagen rastende elastische Zungen 11 vorzusehen, die ihrerseits an den Klemmkörper 6 angeformt oder aus diesem herausgeformt sind.
In der Kombination aus vorstehenden Ausbauchungen 8 und den elastischen Zungen 11 ist ein Verbindungselement geschaffen, welches besonders hohen Auszugkräften widerstehen kann.

Claims

Verbindungselement zur festen jedoch lösbaren Verbindung eines Montageteils (1) mit einem zweiten Bauteil (2) unter Zuhilfenahme eines Schraubelementes (3), bestehend aus einem in eine Aussparung (4) des zweiten Bauteils (2) einbringbaren und mit einer axialen Bohrung (5) für das Schraubelement (3) versehenen Klemmkörper (6), der seinerseits zur Begrenzung der Einschubtiefe mit einem Bund (7) versehen ist, wobei wenigstens in einem oberen Teilbereich „I“ des Klemmkörpers (6), der im montierten Zustand des Klemmkörpers (6) benachbart zur Aussparung (4) des zweiten Bauteils (2) angeordnet ist, zumindest zwei gegenüberliegende und nach außen weisende Ausbauchungen (8) vorgesehen sind, und wobei quer zu diesen Ausbauchungen (8) der Bund (7) sowie der Klemmkörper (6) mindestens über besagten Teilbereich „I“ desselben in der Mittenlängsebene (9) geschlitzt ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den Klemmkörper (6) quer zu den Ausbauchungen (8) wenigstens zwei gegenüberliegende und nach außen weisende sowie im montierten Zustand des Klemmkörpers (6) hinter die Wandung des zweiten Bauteils (2) formschlüssig greifende elastische Zungen (11) angeformt oder aus diesem herausgeformt sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (6) aus Kunststoff gefertigt ist.
Verbindungsanordnung, bestehend aus einem Verbindungselement gemäß Anspruch 1 oder 2 und einem Bauteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Ausdehnung „a‟ des Klemmkörpers (6) im Bereich der Ausbauchungen (8) in Abhängigkeit von der Breite „b‟ des Schlitzes (10) derart größer als die korrespondierende Ausdehnung „c‟ der Aussparung (4) des zweiten Bauteils (2) gewählt ist, dass eine weitestgehend ungehinderte Einbringung des Klemmkörpers (6) in die Aussparung (4) durch Ausweichen der beiden durch den Schlitz (10) gebildeten Hälften des Klemmkörpers (6) nach innen gewährleistet ist.