DE10334734B4

DE10334734B4 - Befestigungsvorrichtung mit Toleranzausgleich

Info

Publication number: DE10334734B4
Application number: DE2003134734
Authority: DE
Inventors: Holger Brandt; Uwe Salle
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: DE10334734A1

Abstract

Befestigungsvorrichtung von Bauteilen an Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, beinhaltend ein an einem Grundkörper (1) angeordnetes Befestigungselement (2) sowie einen an dem Befestigungselement (2) angreifenden Clip (3), der am Grundkörper (1) zu befestigende Bauteile trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Clip (3) einen Träger (4) zur Aufnahme der am Grundkörper (1) zu befestigenden Teile und einen in oder an dem Träger (4) parallel zur Ebene des Grundkörpers (1) verschiebbar geführten Befestigungskörper (5) umfaßt, der am Befestigungselement (2) angreift und den Clip (3) am Grundkörper (1) befestigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 198 57 372 C1 ist eine gattungsgemäße Befestigungsvorrichtung von Bauteilen an Kraftfahrzeugen bekannt. Diese Befestigungsvorrichtung setzt die Verwendung von Befestigungselementen in Form eines T-Bolzens voraus und ermöglicht lediglich einen horizontalen Toleranzausgleich in einer Richtung, nämlich in der Richtung des vertikalen Stegs des T-Bolzens, wenn die Befestigungselemente (Bolzen) in dieser Richtung nicht maßgenau an dem Träger befestigt sein sollten.

Es sind eine Vielzahl von weiteren Vorrichtungen bekannt, um Bauteile am Grundkörper eines Fahrzeugs zu befestigen. So sind in der EP 0 791 996 B1 Befestigungsvorrichtungen für Kabelbäume offenbart, die aus Clips bestehen, die in die Leitungsbündel integriert sind. Diese Clips werden in entsprechende Löcher im Kraftfahrzeugrahmen eingesteckt, und damit die Leitungsbündel am Kraftfahrzeug befestigt. Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, dass nicht automatisierbar ist, da die Position der Clipse im Leitungsbündel nicht exakt auf die Löcher in dem Kraftfahrzeugrahmen abgestimmt ist. Die Clipse in den Leitungsbündeln müssen manuell am Unterboden des Fahrzeuges befestigt werden.

Eine Automatisierung der Befestigung ist durch die Verwendung von „Flow-Drill-Schrauben" bekannt. Es werden hierbei Clipse, die zu befestigende Leistungsmodule tragen, am Fahrzeugunterboden durch Flow-Drill-Schrauben automatisiert befestigt. Der Vorteil hierbei liegt darin, dass diese Schrauben beim Einschrauben selbsttätig ein Gewinde im Bodenblech erzeugen und somit keine Vorbohrungen erforderlich sind. Somit sind auch keine Befestigungstoleranzen einzuhalten, da die Schrauben direkt in das Bodenblech eingeschraubt werden.

Beim Einsatz von Flow-Drill-Schrauben ist nachteilig, dass das Einschrauben bei Fahrzeugunterböden aus höherfesten Stählen nicht möglich ist, da aufgrund der Verformungseigenschaften höherfester Stähle kein ausreichend fester Sitz der Verschraubung möglich ist. Das heißt, beim Einsatz höherfester Stähle muss nach alternativen Befestigungsvorrichtungen gesucht werden.

Eine weitere bekannte Befestigungsvorrichtung besteht zum einen aus Schweißbolzen, die am Fahrzeugunterboden angeschweißt sind, und zum anderen aus an diesen Schweißbolzen angreifenden Clipsen, die ihrerseits Bauteile wie beispielsweise Leitungen tragen.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist bislang, dass die Anbringung der Schweißbolzen automatisiert vorgenommen werden kann, die Anbringung der Clipse allerdings manuell vorgenommen werden muß, da bei der Anbringung der Schweißbolzen Abweichungen von den Sollpositionen auftreten, die bei einer automatisierten Anbringung der Clipse nicht auszugleichen sind. Eine automatisierte Anbringung der Clipse würde einen Ausgleich der Positi onstoleranzen der Schweißbolzen erforderlich machen. Die Befestigung der Clipse erfolgt daher manuell in unergonomischer Montage.

Die Aufgabe der Erfindung vor diesem Hintergrund ist es, eine Befestigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, die die zuvor genannten Nachteile vermeidet und eine automatisierte Anbringung ermöglicht sowie bei beliebigen Stählen anwendbar ist und zudem bestehende Positionstoleranzen ausgleichen kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.

Die Befestigungsvorrichtung besteht aus einem Befestigungselement, das an einem Grundkörper des Fahrzeuges angeordnet ist, beispielsweise aus Schweißbolzen, die am Unterboden eines Fahrzeuges angeordnet sind. An diesem Befestigungselement wird nun ein Clip befestigt, der die am Grundkörper zu befestigenden Bauteile trägt.

Dieser Clip ist erfindungsgemäß zumindest zweiteilig aufgebaut und umfaßt einen Träger und einen Befestigungskörper. Der Befestigungskörper stellt die Verbindung zum Befestigungselement am Grundkörper des Fahrzeuges her. Dieser Befestigungskörper ist parallel zur Ebene des Grundkörpers verschiebbar im Träger geführt und kann so evtl. vorhandene Positionstoleranzen der Befestigungselemente ausgleichen.

Auf diese Weise kann der Clip in automatisierter Montage an die Sollposition des Befestigungselementes am Grundkörper herangeführt werden. Beim Heranführen an das Befestigungselement wird der Befestigungskörper durch seine trichterförmige Aufnahme im Träger in die Position des Befestigungselementes verschoben, wobei der Träger des Clips weiterhin an der Sollposition des Grundkörpers verbleibt und dort befestigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen
1 die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung, angebracht an einem Befestigungselement 2 mit Außengewinde 9 an einem Grundkörper (1);
2 die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung mit einer Steckverbindung zum Befestigungselement (2) am Grundkörper (1).
Der Grundkörper 1 ist ausschnittsweise dargestellt, beispielsweise als Teil des Unterbodens eines Fahrzeugs. An diesem Grundkörper 1 ist nun ein Befestigungselement 2 befestigt. Dieses Befestigungselement 2 kann unterschiedlich geformt sein und aus unterschiedlichen Materialien bestehen. In den 1 und 2 ist jeweils ein Schweißbolzen an dem Grundkörper 1 als Befestigungselement 2 angeschweißt.
Dieses Befestigungselement 2 dient nun als Angriffspunkt für einen Clip 3, in und/oder an dem Bauteile befestigbar sind, die am Grundkörper 1 befestigt werden sollen. Der Clip 3 wird daher mit dem Befestigungselement 2 verbunden, wodurch die am Clip 3 befestigten Bauteile mit dem Grundkörper 1 verbunden werden.
Das entscheidende Merkmal ist nun, dass es sich beim Erfindungsgegenstand nicht um einen einteiligen Clip handelt, der mit einer entsprechenden Aufnahme exakt an das Befestigungselement 2 herangeführt werden muss, sondern dass es sich um einen Clip 3 bestehend mindestens aus einem Träger 4 und einem in oder an dem Träger 4 beweglich geführten Befestigungskörper 5 handelt.
In den dargestellten Ausführungsformen durchgreift der Befestigungskörper 5 eine Durchbrechung 6 im Träger 4. Die Verbindung zwischen Träger 4 und Befestigungskörper 5 erfolgt hierbei über eine im Träger 4 angeordnete umlaufende Nut 8, in der der Befestigungskörper 5 parallel zur Ebene des Grundkörpers 1 verschiebbar geführt ist. Durch diese Anordnung ist der Befestigungskörper 5 im Träger 4 innerhalb eines definierten Toleranzbereiches x verschiebbar.
Wird nun in einem automatisierten Befestigungsvorgang der Clip 3 durch ein Werkzeug 14 an das Befestigungselement 2 herangeführt, so kann eine Abweichung innerhalb des definierten Toleranzbereiches x durch eine Verschiebung des Befestigungskörpers 5 im Träger 4 ausgeglichen werden.
Der Befestigungskörper 5 weist hierfür. eine trichterförmige Aufnahme 12 auf, mit der der Clip 3 an das Befestigungselement 2 herangeführt wird. Die schräge Ebene der trichterförmigen Aufnahme 12 gleitet hierbei am freien unteren Ende 13 des Befestigungselementes 2 ab und bewirkt die Verschiebung des Befestigungskörpers 5 relativ zum Träger 4 innerhalb des Toleranzbereiches x der Durchbrechung 6 und der Nut B.
Das Befestigungselement 2 gleitet somit aufgrund der trichterförmigen Aufnahme 12 immer in den Befestigungskörper 5 hinein, auch wenn bei einer automatisierten Anbringung der Befestigungselemente 2 am Grundkörper 1 Positionsabweichungen innerhalb des definierten Toleranzbereiches x erfolgt sind. Auf diese Weise wird es möglich, sowohl die Befestigungselemente 2 automatisiert am Grundkörper 1 anzubringen und dabei Abweichungen innerhalb eines definierten Toleranzbereiches x zu erhalten, als auch das spätere Anbringen der Clipse 3 automatisiert vorzunehmen, wobei die Clipse 3 an die Sollposition der Befestigungselemente 2 herangeführt werden und über die geführten Befestigungskörper 5 eventuelle Positionsabweichungen des Befestigungselementes 2 ausgeglichen werden können. Die Träger 4 der Clipse 3 behalten hierbei die exakte Sollposition am Grundkörper 1 bei, wodurch auch weitere Bauteile am Träger 4 automatisiert angebracht werden können.
In 1 wird die Verbindung zwischen dem Befestigungselement 2 und dem Befestigungskörper 5 durch eine Schraubverbindung erreicht. Vorzugsweise weist hierfür das Befestigungselement 2 ein Außengewinde 9 und der Befestigungskörper 5 ein korrespondierendes Innengewinde 10 auf. Alternativ kann sich das Außengewinde 9 beim Eindrehen auch in den Befestigungskörper 5 einschneiden. Wird nun der Clip an die Sollposition des Befestigungselementes 2 herangeführt, gleitet dass freie Ende 13 des Befestigungselementes 2 in die trichterförmige Aufnahme 12 des Befestigungskörpers 5, wodurch das Außengewinde 9 des Befestigungselementes 2 in das Innengewinde 10 des Befestigungskörpers 5 eingreift. Durch ein Befestigungswerkzeug 14 wird die Schraubverbindung automatisiert vorgenommen.
In 2 wird wie zuvor beschrieben der Clip 3 an das Befestigungselement 2 herangeführt. Diesmal allerdings handelt es sich nicht um eine Schraubverbindung sondern um eine Steckverbindung. Das Befestigungselement 2 weist hierfür außenseitig Einkerbungen 15 auf, in die elastische Rippen 16 des Befestigungskörpers 5 eingreifen. Der Clip 3 wird also lediglich auf das Befestigungselement 2 aufgesteckt, wobei der im Träger 4 bewegliche Befestigungskörper 5 die eventuell vorhandene Positionsabweichung des Befestigungselementes 2 ausgleicht.
Träger 4 und Befestigungskörper 5 sind zweckmäßigerweise als Clip 3 vormontiert, wobei der Befestigungskörper 5 in der Durchbrechung 6 des Trägers 4 zentriert ausgerichtet ist. So ist gewährleistet, dass der gesamte Toleranzbereich x parallel zur Ebene des Grundteiles 1 zur Verfügung steht. Eine zentrierte Ausrichtung ist zudem erforderlich, um die Aufnahme 12 des Befestigungskörpers 5 automatisiert auf die Sollposition des Befestigungselementes 2 ausrichten zu können.
Die Zentrierung erfolgt hierbei vorteilhafterweise so, dass der Befestigungskörper 5 vor der Verbindung mit dem Befestigungselement 2 mit dem Träger 4 lösbar vorfixiert ist.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Befestigungskörper 5 mindestens einen Verbindungspunkt mit dem Träger 4 aufweist, der bei einer durch das Befestigungselement 2 verursachten Verschiebung des Befestigungskörpers 5 im Träger 4 abreißt. Ein solcher Verbindungspunkt kann ein Klebepunkt zwischen Träger 4 und Befestigungskörper 5 sein.
Eine andere Möglichkeit ist die einstückige Fertigung des Clips beispielsweise im Spritzgußverfahren, wobei die Verbindungspunkte zwischen Träger 4 und Befestigungskörper 5 derart ausgebildet sind, dass sie durch die auf den Befestigungskörper 5 beim Anbringen an dem Befestigungselement 2 wirkenden Kräfte gelöst werden können.
Bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Clips 3 am Unterboden eines Fahrzeugs weist der Träger 4 entsprechend geformte Aufnahmen für Kabel und Leitungen auf, die am Unterboden zu befestigen sind. Zudem ist es vorteilhaft, wenn neben diesen Aufnahmen für Leitungen und Schläuche der Träger 4 als Angriffspunkt für die Befestigung weiterer Bauteile 7 dient, beispielsweise für die Befestigung einer Leitungsabdeckung. Hierfür sind am Träger 4 Aussparungen 11 vorgesehen zur formflüssigen Befestigung der weiteren Bauteile 7. Auf diese Weise ist eine automatisierte Montage sowohl der Leitungsmodule als auch der Leitungsabdeckungen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Clipse 2 möglich.
Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ermöglicht zudem, dass die Befestigungselemente 2 an den Untergruppen des Unterbodens vor deren Montage zum Unterboden mit geringem Montageaufwand angebracht werden können. Die auf diese Weise durch die nachträgliche Zusammensetzung des Unterbodens zusätzlich entstehenden Toleranzanforderungen bzw. Positionsabweichungen der Befestigungselemente 2 können durch den Toleranzausgleich des Befestigungskörpers 5 ausgeglichen werden.

1: Grundkörper
2: Befestigungselement
3: Clip
4: Träger
5: Integrierter Befestigungskörper
6: Durchbrechung
7: Weitere Bauteile
8: Nut
9: Außengewinde
10: Innengewinde
11: Aussparungen
12: trichterförmige Aufnahme
13: freies Ende des Befestigungselementes
14: Werkzeug
15: Einkerbungen
16: Rippen

Claims

Befestigungsvorrichtung von Bauteilen an Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, beinhaltend ein an einem Grundkörper (1) angeordnetes Befestigungselement (2) sowie einen an dem Befestigungselement (2) angreifenden Clip (3), der am Grundkörper (1) zu befestigende Bauteile trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Clip (3) einen Träger (4) zur Aufnahme der am Grundkörper (1) zu befestigenden Teile und einen in oder an dem Träger (4) parallel zur Ebene des Grundkörpers (1) verschiebbar geführten Befestigungskörper (5) umfaßt, der am Befestigungselement (2) angreift und den Clip (3) am Grundkörper (1) befestigt.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (5) in einer Durchbrechung (6) im Träger (4) geführt und in einem definierten Toleranzbereich (x) verschiebbar ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (5) in einer im Träger (4) angeordneten umlaufenden Nut (8) geführt und in dieser in einem definierten Toleranzbereich (x) verschiebbar ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (5) eine trichterförmige Aufnahme (12) aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das am Grundkörper (1) angeordnete Befestigungselement (2) und der Befestigungskörper (5) mittels einer Schraubverbindung miteinander verbunden sind.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das am Grundkörper (1) angeordnete Befestigungselement (2) und der Befestigungskörper (5) mittels einer Steckverbindung miteinander verbunden sind.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Clip (3) als ein Bauteil vormontiert ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (5) vor der Verbindung mit dem Befestigungselement (2) in der Durchbrechung (6) des Trägers (4) zentriert angeordnet ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (5) in der Durchbrechung (6) des Trägers (4) in zentrierter Position lösbar fixiert ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (5) an mindestens einem Punkt mit dem Träger (4) eine lösbare Verbindung aufweist, die bei einer Verschiebung des Befestigungskörpers (5) innerhalb des Trägers (4) abreißt und den Befestigungskörper (5) freigibt.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Träger (4) mehrere Aufnahmen zur Befestigung bzw. Einführung von Kabeln und/oder Rohrleitungen bzw. Schläuchen angeordnet sind.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (4) außenseitig weitere Bauteile (7) zur Befestigung am Grundkörper (1) angreifen.
Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) Aussparungen (11) zur formschlüssigen Befestigung weiterer Bauteile (7) am Grundkörper (1) aufweist.