DE19701365B4

DE19701365B4 - Einrichtung zur lösbaren Befestigung eines Bauteiles an einem Träger

Info

Publication number: DE19701365B4
Application number: DE1997101365
Authority: DE
Inventors: Pavlos Savidis
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: DE19701365A1

Abstract

Einrichtung zur lösbaren Befestigung eines Bauteiles (2) an einem Träger (1), mit einem am Träger (1) gehaltenen, einen Rastabschnitt (5) aufweisenden Befestigungselement (6) und einem am Bauteil (2) gehaltenen, elastischen Kupplungselement (7), welches mit einer mit dem Rastabschnitt (5) korrespondierenden Rastaufnahme (9) versehen ist, wobei das Kupplungselement (7) aus einem elastischen Werkstoff bestehend als separates Bauteil ausgebildet in einer Aufnahme (3) des Bauteiles (2) unlösbar verrastet angeordnet ist und der Rastabschnitt (5) in alle Richtungen formschlüssig in der Rastaufnahme (9) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastaufnahme (9) kugelkalottenförmig ausgebildet und über Stützen (12) entkoppelt in einem Träger (8) des Kupplungselementes (7) gehalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur lösbaren Befestigung eines Bauteiles an einem Träger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Einrichtung ist aus DE 41 34 201 C1 bekannt. Diese Einrichtung zur verdeckten Befestigung eines flächigen Verkleidungsteiles ist im wesentlichen dreiteilig aufgebaut, wobei an einem Träger als erstes Teil ein mit einem Rastabschnitt versehenes Befestigungselement gehalten ist, als zweites Teil ist auf diesem eine verschiebbare Hülse angeordnet, während an dem zu befestigenden Verkleidungsteil als drittes Bauteil ein elastisches Kupplungselement in Form von radial spreizbaren Haltenasen angeordnet ist.

Die Belastungsrichtung für das Bauteil weist in axialer Ausrichtung des Befestigungselementes von dem Träger weg. In dieser Richtung ist das Bauteil mittels der Rastnasen formschlüssig an dem Rastabschnitt festgelegt. Ein Lösen des Bauteiles von dem Träger ist zerstörungsfrei nur durch Bewegen des Bauteiles entgegengesetzt zur Belastungsrichtung möglich. Hierbei werden die Rastnasen des Bauteiles auf das beweglich auf dem Befestigungselement gehaltene zweite Bauteil aufgeschoben und dabei unter radialer Aufspreizung an diesem rastiert. Anschließend kann das Bauteil in Belastungsrichtung unter Mitnahme des beweglichen Teiles bis zu dessen formschlüssiger Anlage an dem Rastabschnitt abgenommen werden, wobei die Rastnasen unter vergrößerter radialer Aufspreizung den Formschluss mit diesem Rastabschnitt überwinden.

Diese bekannte Einrichtung ist von vergleichsweise kompliziertem, mehrteiligem Aufbau und kann nur dann Verwendung finden, wenn das zu lösende Bauteil um ein bestimmtes Maß entgegen der Belastungsrichtung verschiebbar ist. Darüber hinaus ist eine Winkelbeweglichkeit zwischen Bauteil und Träger nicht gewährleistet.

Dokument DE 36 21 377 A1 betrifft eine Befestigung einer Abdeckhaube an einem Unterbau, beispielsweise einer Elektroinstallation. Hierbei ist ein Bolzen durch die Abdeckhaube hindurch geführt und greift einrastend in ein Distanzstück, welches an dem Unterbau befestigt ist. Der Bolzen ist jedoch nicht mit der Abdeckhaube verrastet sondern lediglich hindurch gesteckt. Ferner ist der Bolzen nicht in alle Richtungen formschlüssig in dem Distanzstück gehalten, da durch eine Drehung des Bolzens dieser von dem Distanzstück lösbar ist.

Dokument US 983 015 beschreibt eine Rastverbindung zwischen zwei Holzträgern. Die Rastverbindung umfasst ein erstes Teil mit einem Raststift und ein zweites Teil mit einer Rastöffnung. Das erste Teil ist an einem ersten Holzträger und das zweite Teil ist an einem zweiten Holzträger befestigt. Die Befestigung der Teile der Rastverbindung in den Holzträgern erfolgt derart, dass die Teile der Rastverbindung in eine jeweilige Öffnung in dem Holzträger eingeschoben werden. Dann wird zusätzlich in die Öffnung eine das Teil der Rastverbindung umgebende Hülse eingedrückt, welche durch Kompression des Holzes eine Formschlüssige Verbindung zwischen dem Teil der Rastverbindung und dem Holzträger herstellt.

Dokument US 3 393 599 betrifft eine Befestigung eines Spiegels an einer Sonnenblende in einem Kraftfahrzeug. In ein Loch in der Sonnenblende wird eine Buchse verrastet. Hierzu greift ein Blockierstift koaxial in die Buchse und verriegelt in das Loch eingreifende Rastnasen gegen ein Lösen aus dem Loch. Der Spiegel weist ein Stiftelement auf, welches in die Buchse rastend eingreift und dabei den Blockierstift einschiebt.

Dokument US 2 854 266 betrifft eine bewegliche Verbindungskonstruktion, insbesondere eine Clipkonstruktion zwischen zwei eine Bewegung übertragenden Bauteilen. Hierbei ist ein Kugelkopf in eine Aufnahme eingerastet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zur lösbaren Befestigung eines Bauteiles an einem Träger zu schaffen, welche von vereinfachtem Aufbau ist, eine zügige Befestigung bzw. Lösung des Bauteiles an dem Träger zulässt und darüber hinaus eine weitgehende Schwingungsentkopplung sowie einen Toleranzausgleich gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen benannt.

Bei einer Einrichtung der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rastaufnahme kugelkalottenförmig ausgebildet und über Stützen entkoppelt in einem Träger des Kupplungselementes gehalten ist.

Die separate Ausbildung des Kupplungselementes ermöglicht zusammen mit den entkoppelnden Stützen eine bezüglich der geforderten Schwingungsentkopplung optimale Werkstoffauswahl, welche im Zusammenhang damit zu einer deutlichen akustischen Entkopplung und darüber hinaus auch zu einer thermischen Entkopplung zwischen den zu verbindenden Bauteilen führt. Die unlösbare Verrastung des Kupplungselementes in dem zu befestigenden Bauteil ermöglicht im Zusammenhang mit dem allseitigen Formschluss des Rastabschnittes in der Rastaufnahme eine klapperfreie Aufnahme des Bauteiles an dem Träger bei Belastungen in allen beliebigen Richtungen. Die vergleichsweise "weiche" Ausbildung des Kupplungselementes gewährleistet einen Toleranzausgleich, wobei die Klapperfreiheit erhalten bleibt.

In Abhängigkeit der vorherrschenden Belastungen kann über eine gezielte Werkstoffauswahl die Haltekraft des Rastabschnittes in der Rastaufnahme so abgestimmt werden, dass ein ungewolltes Lösen des Bauteiles sicher verhindert ist, andererseits eine manuelle oder automatisierte Montage bzw. Demontage durch einfaches Aufstecken bzw. Abnehmen leicht möglich ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Rastabschnitt als Kugelkopf ausgebildet ist, welcher in eine korrespondierend kugelkalottenförmig ausgebildete Rastaufnahme eingreift. Dieses ermöglicht unter Wahrung der Klapperfreiheit eine weitgehende, relative Beweglichkeit zwischen Bauteil und Träger.

Eine besonders effektive Entkopplung kann bevorzugt dadurch erzielt werden, dass die Stützen tangential zur Kugelkalotte verlaufend angeordnet sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Endung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung und
2 eine Draufsicht auf eine Einrichtung gemäß 1.
Ein an einem Träger 1 lösbar zu befestigendes Bauteil 2, beispielsweise eine Abdeckung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, weist eine einstückig und materialeinheitlich ausgebildete Aufnahme 3 auf.
In den Träger 1, der Teil der Brennkraftmaschine sein kann, ist ein mit einem als Kugelkopf 4 ausgebildeten Rastabschnitt 5 versehenes Befestigungselement 6 eingeschraubt.
Kugelkopf 4 und Bauteil 2 sind unter Vermittlung eines in die Aufnahme 3 eingesetzten und aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Kupplungselementes 7 miteinander verbunden. Dieses Kupplungselement 7 ist im wesentlichen aus einem hülsenförmigen Träger 8 und einer kugelkalottenförmig ausgebildeten Rastaufnahme 9 gebildet.
Das Kupplungselement 7 ist zur klapperfreien Befestigung des Bauteiles 2 an dem brennkraftmaschinenseitigen Träger 1 mittels seiner Werkstoffeigenschaften elastisch verspannt und mit Rastnasen 10 versehen arretiert und nimmt spielfrei und in alle Richtungen formschlüssig den Kugelkopf 4 mittels der Kugelkalotte 11 auf.
Die Kugelkalotte 11 ist zur Unterstützung der entkoppelnden Wirkung und zum Toleranzausgleich in allen Richtungen mittels vergleichsweise gering dimensionierter und tangential zu dieser Kugelkalotte 11 verlaufender Stützen 12 an der Innenfläche 13 des Trägers 8 angebunden.
Wie aus der Draufsicht gemäß 2 ersichtlich, erlaubt die tangentiale Anbindung der Stützen 12 ein Toleranzen ausgleichendes Verschieben der Kugelkalotte 11 innerhalb des Trägers 8 unter Durchbiegung der Stützen 12.
Wie insbesondere aus 1 deutlich wird, umfaßt die Kugelkalotte 11 den Kugelkopf 4 auf mehr als der Hälfte seiner Oberfläche, wodurch insbesondere Belastungen in Richtung der Längsachse L des Befestigungselementes 6 aufgenommen werden. Gleichzeitig ist erkennbar, daß durch die dem Träger 1 zugewandte Öffnung 14 der Kugelkalotte 11 eine relative Bewegung zwischen Träger 1 und Bauteil 2 innerhalb eines symmetrisch zu der Längsachse L liegenden, stumpfen Kegelwinkels 15 möglich ist. Dieser Kegelwinkel 15 ist aufgrund der elastischen Anbindung der Kugelkalotte 11 an den Träger 8 über die Stützen 11 sowohl in Längsrichtung L als auch quer oder schräg dazu in Grenzen verschiebbar.
Belastungen in beide Richtungen der Längsachse L werden in der einen Richtung über die Rastnasen 10 und in der anderen Richtung über einen Kragen 16 des Kupplungselementes 7 an der Aufnahme 3 abgestützt. Belastungen senkrecht oder in beliebige schräge Richtungen zur Längsachse L werden über den Formschluß zwischen Kugelkalotte 11 und Kugelkopf 4 aufgenommen.
Die Handhabung der erfindungsgemäßen Einrichtung gestaltet sich denkbar einfach. Das Befestigungselement 6 ist mit einem Gewinde 17 sowie einem Mutteransatz 18 versehen und wird einmalig in den Träger 1 eingeschraubt und verbleibt in diesem. Kupplungselement 7 wird einmalig in die Aufnahme 3 eingeschoben und dort unter gewisser radialer elastischer Verformung und mittels der Rastnasen 10 bzw. Kragen 16 gehalten. Zur Montage des Bauteiles 2 muß dieses lediglich unter radialer Aufspreizung der Kugelkalotte 11 über den Kugelkopf 4 geschoben werden.
Eine bewußte Schräglage des Bauteiles 2 gegenüber dem Träger 1 bzw. Bauteiltoleranzen werden problemlos durch die relative Beweglichkeit innerhalb des Kegelwinkels 15 ermöglicht bzw. aufgefangen.
Bei geeigneter Werkstoffauswahl für das einstückig und materialeinheitlich hergestellte Kupplungselement 7 ist sowohl eine akustische, thermische wie auch schwingungstechnische Entkopplung gewährleistet.
Als Werkstoffe kommen bevorzugt spritzbare Thermoplaste in Betracht, die bezüglich ihrer Eigenschaften so einstellbar sind, daß einerseits ein sicherer Halt des Bauteiles 2 am Träger 1 gewährleistet ist, andererseits eine vergleichsweise leicht durchführbare Demontage bzw. Montage gewährleistet ist. Bevorzugt sind relativ weiche, mit gummiähnlichen Eigenschaften versehene Thermoplaste.
Erforderlichenfalls können jedoch auch an Stelle der thermoplastischen Werkstoffe gummiartige Werkstoffe zum Einsatz kommen.

Claims

Einrichtung zur lösbaren Befestigung eines Bauteiles (2) an einem Träger (1), mit einem am Träger (1) gehaltenen, einen Rastabschnitt (5) aufweisenden Befestigungselement (6) und einem am Bauteil (2) gehaltenen, elastischen Kupplungselement (7), welches mit einer mit dem Rastabschnitt (5) korrespondierenden Rastaufnahme (9) versehen ist, wobei das Kupplungselement (7) aus einem elastischen Werkstoff bestehend als separates Bauteil ausgebildet in einer Aufnahme (3) des Bauteiles (2) unlösbar verrastet angeordnet ist und der Rastabschnitt (5) in alle Richtungen formschlüssig in der Rastaufnahme (9) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastaufnahme (9) kugelkalottenförmig ausgebildet und über Stützen (12) entkoppelt in einem Träger (8) des Kupplungselementes (7) gehalten ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastabschnitt (5) als Kugelkopf (4) ausgebildet ist, der von der Rastaufnahme (9) auf mehr als der Hälfte seiner Oberfläche umgriffen wird.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (12) tangential verlaufend an der Kugelkalotte (11) angeordnet sind.
Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungselement (6) und Rastaufnahme (9) relativ zueinander begrenzt bewegbar angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) und die Rastaufnahme (9) innerhalb eines symmetrisch zur Längsachse (L) des Befestigungselementes (6) liegenden Kegelwinkels (15) bewegbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (8) im wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist und auf seiner Außenfläche Rastnasen (10) zum Eingriff mit dem Bauteil (2) und auf seiner Innenfläche (13) die Stützen (12) trägt.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (7) einstückig und materialeinheitlich ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (7) aus einem thermoplastischen Werkstoff besteht.