DE19519014A1 - Vorrichtung zum Verbinden eines Ausrüstungsteils mit einem Tragteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines dünnwandigen, vorzugsweise als Kunststofformteil ausgebildeten Ausrüstungsteils mit einem dünnwandigen, vorzugsweise als Karosserieblech ausgebildeten Trag­ teil, mit mindestens einem am Ausrüstungsteil vormon­ tierbaren und mit einem Rastorgan in eine Bohrung des Tragteils einsetzbaren Verbindungselement und mit einem auf das Verbindungselement aufschiebbaren, gegen die einander zugewandten Oberflächen des Ausrüstungsteils und des Tragteils anliegenden ringförmigen Abstandshal­ ter.

Verbindungsvorrichtungen dieser Art sind vor allem zur Befestigung von als Verkleidungsteile ausgebildeten Ausrüstungsteilen unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes an einer Kraftfahrzeugkarosserie bestimmt. Die hierfür verwendeten Verbindungselemente werden da­ bei zweckmäßig an dem Ausrüstungsteil vormontiert, so daß dieser bei der Endfertigung mit wenigen Handgriffen an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden kann. Zur Überbrückung des Abstands zwischen Ausrüstungsteil und Tragteil werden Abstandsringe verwendet, die im Zuge der Endmontage auf das Verbindungsteil aufgesteckt wird.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Verbindungsvorrichtung der eingangs ange­ gebenen Art zu entwickeln, deren Verbindungselement zusammen mit dem Abstandshalter zuverlässig am Ausrü­ stungsteil vormontiert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Der Erfindung liegt vor allem der Gedanke zugrunde, daß dem Rastorgan des Verbindungselements eine Zusatzfunk­ tion bei der Vormontage des Abstandshalters zukommt. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschla­ gen, daß das Verbindungselement einen durch einen Wand­ durchbruch des Ausrüstungsteils hindurchsteckbaren, über einen gegen den äußeren Durchbruchrand des Ausrü­ stungsteils anschlagenden Flanschteller senkrecht über­ stehenden, an seinem dem Flanschteller gegenüberliegen­ den freien Ende das in die Tragteilbohrung einrastbare Rastorgan tragenden Verankerungszapfen aufweist, und daß der ringförmige Abstandshalter axial über das Rast­ organ hinweg und durch dieses unverlierbar mit einem der Wandstärke des Tragteils entsprechenden axialen Spiel auf den durch den Wanddurchbruch des Ausrüstungs­ teils hindurchgreifenden Verankerungszapfen aufsteckbar ist.

Eine weitere Verbesserung der Vormontageeigenschaften wird dadurch erreicht, daß der Verankerungszapfen bei gegen den äußeren Durchbruchrand anliegendem Flansch­ teiler am inneren Durchbruchrand des Ausrüstungsteils einrastbar ist. Hierzu können am Verankerungszapfen in einem der Wandstärke des Ausrüstungsteils entsprechen­ den Abstand vom Flanschteller nach entgegengesetzten Seiten radial überstehende, am inneren Durchbruchrand des Ausrüstungsteils einrastbare Rastkrallen vorgesehen werden.

Eine bevorzugte bauliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Verankerungszapfen einen am Flansch­ teller angeformten, axial ausgerichteten Mittelsteg und zwei spiegelsymmetrisch zum Mittelsteg angeordnete und diesen achsparallel überbrückende Federstege aufweist. Das Rastorgan kann hierbei durch je eine an den Feder­ stegen vom freien Ende des Verankerungszapfens aus sich radial erweiternde Auflaufschräge, eine an die Auflauf­ schräge axial anschließende, sich radial verjüngende Halteschräge und einen zwischen Auflaufschräge und Halteschräge angeordnete Rastrippe gebildet sein. Die bei der Montage zu überwindende Kraft kann durch den Winkel der Auflaufschräge gegenüber der Zapfenachse einge­ stellt werden, der hierzu zweckmäßig 10 bis 30° be­ trägt. Die Haltekraft und die Kraft für die Demontage des Ausrüstungsteils wird durch den Winkel der Halte­ schräge gegenüber der Zapfenachse eingestellt, der zweckmäßig zwischen 40 und 70° gewählt wird.

Die Rastkrallen für die Vormontage des Verbindungsel­ ements am Ausrüstungsteil stehen zweckmäßig quer zu den Federstegen radial über den Mittelsteg über, wobei zur Einstellung der Montage- und Haltekräfte die Rast­ krallen eine zum freien Ende des Verankerungszapfens weisende Auflaufschräge und eine zum Flanschteller wei­ sende Halteschräge aufweisen können.

Zur Verdrehsicherung des Verbindungselements weist der Verankerungszapfen zweckmäßig einen im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Umriß auf, wobei die lange Rechteckseite durch den gegenseitigen Abstand der Fe­ derstege und die kurzen Rechteckseiten durch die Breite der Federstege und/oder des Mittelstegs gebildet sein können. Andererseits weist zu diesem Zweck auch der Wanddurchbruch im Ausrüstungsteil einen im wesentlichen rechteckigen Umriß auf, wobei dessen lange Rechtecksei­ ten wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnung des Ausrüstungsteils und des Tragteils länger als die lan­ gen Umriß-Rechteckseiten des Verankerungszapfens ge­ wählt werden, während dessen kurze Rechteckseiten den kurzen Umriß-Rechteckseiten des Verankerungszapfens entsprechen können.

Für die Vormontage des Abstandshalters ist es von Vor­ teil, wenn er einen stirnseitigen, gegenüber dem Außen­ abstand der das Rastorgan bildenden Rastrippen Untermaß aufweisenden Durchbruch aufweist. Der Durchbruch kann dabei einen dem Umriß des Verankerungszapfens etwa ent­ sprechenden, im wesentlichen rechteckigen Umriß aufwei­ sen. Zur Verbesserung der radialen Abstützung im Be­ reich des Abstandshalters kann dieser mit über seinen tragteilseitigen Durchbruchrand achsparallel in Rich­ tung Tragteil überstehenden, vorzugsweise an ihrer Au­ ßenfläche konvex gekrümmten, in die Tragteilbohrung einführbaren Vorsprüngen versehen werden, die innensei­ tig am Verankerungszapfen und außenseitig am Bohrungs­ rand des Tragteils abstützbar sind.

Zur Erleichterung der Montage kann das Verbindungsele­ ment ein auf der dem Verankerungszapfen abgewandten Breitseite des Flanschtellers überstehendes, vorzugs­ weise schwalbenschwanzförmig hinterschnittenes Griff­ stück aufweisen, an dem es zur Vormontage am Veranke­ rungsteil mit einem Handhabungsgerät erfaßt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines mit Ver­ bindungselementen bestückten Kraftfahrzeug- Ausrüstungsteils mit einer Vergrößerten Explo­ sionsdarstellung der an der Verbindung betei­ ligten Bauteile;

Fig. 2a bis c zwei Seitenansichten und eine Draufsicht des Verbindungselements nach Fig. 1;

Fig. 3a und b eine Seitenansicht und eine Stirnseiten­ ansicht des ringförmigen Abstandshalters nach Fig. 1;

Fig. 4a und b zwei Schnittdarstellungen des am Ausrü­ stungsteil vormontierten Verbindungselements mit Abstandshalter;

Fig. 5a und b zwei Schnittdarstellungen einer Verbin­ dungsstelle des am Karosserieblech verankerten Ausrüstungsteils.

In Fig. 1 ist ein teilweise mit Verbindungselementen 10 und ringförmigen Abstandshaltern 12 bestücktes als Längsträger-Verkleidung ausgebildetes Kraftfahrzeug Ausrüstungsteils 14 dargestellt, das mit den Verbin­ dungselementen 10 am Karosserieblech 16 eines Kraft­ fahrzeugs befestigbar ist. Das Ausrüstungsteil weist zu diesem Zweck eine Reihe als in Längserstreckung des Ausrüstungsteils langgestreckte Langlöcher ausgebildete Wanddurchbrüche 18 auf, durch die die Verbindungsele­ mente 10 von der freien Unterseite her mit einem Ver­ ankerungszapfen 20 in Richtung des Pfeils 22 (Fig. 1) hindurchsteckbar sind. Das Verbindungselement 10 weist zusätzlich einen Flanschteller 24 auf, über den der Verankerungszapfen 20 senkrecht übersteht und der die Wanddurchbrüche 18 im montierten Zustand von außen (un­ ten) her gegen Schmutz- und Spritzwasserzutritt ver­ deckt. Der Verankerungszapfen 20 weist einen am Flanschteller 24 angeformten Mittelsteg 26 und zwei spiegelsymmetrisch zum Mittelsteg 26 angeordnete und diesen achsparallel überbrückende Federstege 28 auf, die durch je einen flanschseitigen Quersteg 30 und ei­ nen spitzenseitigen Quersteg 32 mit dem Mittelsteg 26 verbunden sind. An den Federstegen 28 des Verankerungs­ zapfens 20 ist unter Bildung eines Rastorgans 33 je eine durch eine spitzenseitige Auflaufschräge 34 und eine flanschseitige Halteschräge 36 begrenzte Rastrippe 38 eingeformt. Weiter sind in definiertem Abstand vom Flanschteller 24 zwei quer zu den Rastrippen 38 an ein­ ander abgewandten Seiten über den Mittelsteg 26 über­ stehende Rastkrallen 40 vorgesehen. Auf der dem Veran­ kerungszapfen 20 gegenüberliegenden Außenseite des Flanschtellers 24 ist ein im Querschnitt schwalben­ schwanzförmig ausgebildetes Griffstück 52 angeformt, das eine maschinelle Handhabung der Verbindungselemente 10 bei deren Vormontage am Ausrüstungsteil 14 ermög­ licht.

Der ringförmige Abstandshalter 12 weist einen in seiner Stirnwand 42 angeordneten, an den im Querschnitt recht­ eckigen Umriß des Verankerungszapfens 20 angepaßten Durchbruch 44 sowie zwei an den Breitseitenrändern des Durchbruchs 44 achsparallel überstehende, an ihren ein­ ander abgewandten Seiten 45 konvex gekrümmte und an ihren zugewandten Innenseiten 47 Planparallele Vorsprünge 46 auf.

Die Verbindungselemente 10 werden zur Vormontage am Ausrüstungsteil 14 von unten her in Richtung des Pfeils 22 (Fig. 1) durch die Wanddurchbrüche 18 eingesteckt, bis der Flanschteller 24 gegen die Außenfläche 49 des Ausrüstungsteils 14 anschlägt und die Rastkrallen 40 am Innenrand der Durchbrüche 18 eingerastet sind. Sodann wird der Abstandshalter 12 mit seinem Durchbruch 44 in Richtung des Pfeils 48 auf den Verankerungszapfen 20 von dessen Spitze her aufgesteckt, bis er mit dem ge­ krümmten Schmalseitenrand seines Durchbruchs 44 hinter die Rastrippe 38 auf der Seite der Halteschräge 36 des Rastorgans 33 eingerastet ist (vgl. Fig. 1 und 4a, b). Auf diese Weise können die Verbindungselemente 10 und die Abstandshalter 12 unverlierbar am Ausrüstungsteil 14 für Zwischenlager- und Transportzwecke vormontiert werden.

Bei der Endmontage wird das mit den Verbindungselemen­ ten 10 und den Abstandshaltern 12 bestückte Ausrü­ stungsteil 14 so gegen die Karosserie 16 geführt, daß die Verbindungselemente 10 mit ihren Spitzen in die Bohrungen 50 des Karosserieteils 16 bis zum Einrasten hinter die Rastrippe 28 auf der Seite der Halteschräge 36 eingeführt werden (Fig. 5a und b). Bei diesem Vor­ gang dringen auch die Vorsprünge 46 des Abstandshalters 12 durch die Bohrungen 50 hindurch und füllen den zwi­ schen den Breitseiten der Verankerungszapfen 20 und dem Bohrungsrand 50 gebildeten Freiraum aus. Dem Rastorgan 33 kommt somit sowohl bei der Vormontage des Abstands­ halters 12 als auch bei der Endmontage am Karosserieblech 16 eine Rastfunktion zu.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden eines dünnwandigen Ausrüstungsteils 14 mit einem dünn­ wandigen Tragteil 16 insbesondere für die Automobilin­ dustrie. Die Vorrichtung weist mehrere am Ausrüstungs­ teil 14 vormontierbare und mit einem Rastorgan 33 in einer Bohrung 50 des Tragteils 16 einsetzbare Verbin­ dungselemente 10 sowie eine entsprechende Anzahl auf die Verbindungselemente 10 aufschiebbare, gegen die einander zugewandten Oberflächen des Ausrüstungsteils 14 und des Tragteils 16 anliegende ringförmige Abstands­ halter 12 auf. Um die Verbindungselemente 10 und die Abstandshalter 12 unverlierbar am Ausrüstungsteil 14 vormontieren und das Ausrüstungsteil 14 bei der End­ montage trotzdem zuverlässig mit dem Tragteil 16 ver­ binden zu können, weisen die Verbindungselemente 10 ei­ nen durch einen Wanddurchbruch 18 des Ausrüstungsteils 14 hindurchsteckbaren, über einen gegen den äußeren Durchbruchrand des Ausrüstungsteils 14 anschlagenden Flanschteller senkrecht überstehenden, an seinem dem Flanschteller gegenüberliegenden freien Ende das in die Tragteilbohrung 50 einrastbare Rastorgan 33 tragenden Verankerungszapfen 20 auf, während der ringförmige Ab­ standshalter 12 axial über das Rastorgan hinweg und durch dieses unverlierbar mit einem der Wandstärke des Tragteils 16 entsprechenden axialen Spiel auf den durch den Wanddurchbruch 18 des Ausrüstungsteils 14 hindurch­ greifenden Verankerungszapfen 20 aufsteckbar ist.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Verbinden eines dünnwandigen, vor­ zugsweise als Kunststofformteil ausgebildeten Aus­ rüstungsteils (14) mit einem dünnwandigen, vor­ zugsweise als Karosserieblech ausgebildeten Trag­ teil (16), mit mindestens einem am Ausrüstungsteil (14) vormontierbaren und mit einem Rastorgan (33) in eine Bohrung (50) des Tragteils (16) einsetzba­ ren Verbindungselement (10) und mit einem auf das Verbindungselement (10) aufschiebbaren, gegen die einander zugewandten Oberflächen des Ausrüstungs­ teils (14) und des Tragteils (16) anliegenden ringförmigen Abstandshalter (12), dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verbindungselement (19) einen durch einen durch einen Wanddurchbruch (18) des Ausrüstungsteils (14) hindurchsteckbaren, über einen gegen den äußeren Durchbruchrand des Ausrü­ stungsteils (14) anschlagenden Flanschteller (24) senkrecht überstehenden, an seinem dem Flansch­ teller (24) gegenüberliegenden freien Ende das in die Tragteilbohrung (50) einrastbare Rastorgan (33) tragenden Verankerungszapfen (20) aufweist, und daß der ringförmige Abstandshalter (12) axial über das Rastorgan (33) hinweg und durch dieses unverlierbar mit einem der Wandstärke des Trag­ teils (16) entsprechenden axialen Spiel auf den durch den Wanddurchbruch (18) des Ausrüstungsteils hindurchgreifenden Verankerungszapfen (20) auf­ steckbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verankerungszapfen (20) bei gegen den äußeren Durchbruchrand anliegendem Flanschteller (24) am inneren Durchbruchrand des Ausrüstungs­ teils (14) einrastbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch am Verankerungszapfen in einem der Wandstärke des Ausrüstungsteils (14) entsprechenden Abstand vom Flanschteller (24) nach entgegengesetzten Seiten radial überstehende, am inneren Durchbruchrand des Ausrüstungsteils einrastbare Rastkrallen (40).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (20) einen am Flanschteller (24) angeformten, axial ausgerichteten Mittelsteg (26) und zwei spiegelsymmetrisch zum Mittelsteg (26) angeordnete und diesen im wesentlichen achsparallel über­ brückende Federstege (28) oder Federzungen auf­ weist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rastorgan (33) durch je eine an den Federstegen vom freien Ende des Verankerungszap­ fens (20) aus sich radial erweiternde Auflauf­ schräge (34), eine an die Auflaufschräge axial anschließende, sich radial verjüngende Halteschrä­ ge (36) und eine durch die Auflaufschräge (34) und die Halteschräge (36) begrenzte Rastrippe (38) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflaufschrägen einen Winkel von 10° bis 30° mit der Verankerungszapfenachse einschlie­ ßen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Halteschrägen einen Winkel von 40° bis 70° mit der Verankerungszapfen­ achse einschließen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rastkrallen (40) quer zu den Rastrippen (38) radial über den Ver­ ankerungszapfen (20) im Bereich des Mittelstegs (26) überstehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rastkrallen (40) eine zum freien Ende des Verankerungszapfens (20) weisende Auflaufschräge und eine zum Flanschteller (24) weisende Halteschräge aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (20) einen im Querschnitt im wesentlichen recht­ eckigen Umriß aufweist, wobei die langen Rechteck­ seiten durch den gegenseitigen Abstand der Feder­ stege (28) und die kurzen Rechteckseiten durch die Breite der Federstege (28) und/oder des Mittel­ stegs (26) gebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wanddurchbrüche (18) im Ausrüstungs­ teil (14) einen im wesentlichen rechteckigen Rand aufweisen, dessen lange Rechteckseiten länger als die langen Umriß-Rechteckseiten des Verankerungs­ zapfens (20) sind und dessen kurze Rechteckseiten den kurzen Rechteckseiten des Verankerungszapfens (20) entsprechen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (12) einen stirnseitigen, gegenüber dem Außenabstand der das Rastorgan (33) bildenden Rastrippen (38) Untermaß aufweisenden Durchbruch (44) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Durchbruch (44) des Abstandshalters (12) einen dem Umriß des Verankerungszapfens (20) etwa entsprechenden, im wesentlichen rechteckigen Umriß aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch über die stirnseitigen Durchbruchränder des Ab­ standshalters (12) achsparallel in Richtung Trag­ teil (16) überstehende, vorzugsweise an ihrer Au­ ßenfläche konvex gekrümmte, in die Tragteilbohrung (50) einführbare Vorsprünge (46) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch ein auf der dem Verankerungs­ zapfen (20) abgewandten Breitseite des Flanschtel­ lers (24) überstehendes, vorzugsweise schwalben­ schwanzförmig hinterschnittenes Griffstück (52).