DE19847268A1

DE19847268A1 - Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen

Info

Publication number: DE19847268A1
Application number: DE1998147268
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schultheis
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen 1, 2 mit einem wenigstens eines der Bauteile 1, 2 durchgreifenden und die Bauteile 1, 2 an Verbindungsabschnitten 11, 21 der Bauteile 1, 2 miteinander verspannenden Befestigungselement 4, insbesondere zum Befestigen von Komponenten einer Fahrzeugtür an einem dünnwandigen Trägerblech. Erfindungsgemäß ist der Verbindungsabschnitt 21 wenigstens eines der Bauteile 2 im unverspannten Zustand der Bauteile 1, 2 gegenüber dem Verbindungsabschnitt 11 des anderen Bauteils 1 zurückgesetzt, wobei nach dem Verspannen der Bauteile 1, 2 der Abstand zumindest eines Teils der Verbindungsabschnitte 11, 21 der Bauteile 1, 2 gegenüber dem unverspannten Zustand verringert ist. In vorteilhafter Weise wird durch die Erfindung ein Aufwölben eines der Bauteile 1, 2 und ein Ausknöpfen der Verbindung bei hoher Belastung vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Verbindung von Bauteilen werden häufig Befestigungsmit tel (z. B. Schrauben oder Nieten) verwendet, die die Bautei le miteinander verspannen und dabei wenigstens eines der Bauteile durchgreifen. Insbesondere beim Verbinden von planebenen Bauteilen, wie z. B. bei der Befestigung von Komponenten einer Fahrzeugtür an einem dünnwandigen Träger blech, kann es jedoch zu ungünstigen Belastungen und Verfor mungen kommen.

Beim Verspannen der zu verbindenden Teile bleiben diese an ihrer gemeinsamen Verbindungsstelle nicht eben, sondern wölben sich. In Fig. 1 ist dieser Effekt bei einer bekann ten Nietverbindung zwischen zwei dünnwandigen Teilen 1, 2 dargestellt. Die hohen Kräfte zur Verformung des Niets 4 und die hohen zur Verspannung der Bauteile 1, 2 notwendigen Spannkräfte führen in diesem Beispiel zu einer Aufwölbung des dünneren Bauteils 1.

Die Belastungen im unmittelbaren Lochbereich können in Verbindung mit zusätzlichen dynamischen Belastungen, wie sie z. B. beim Türzuschlag auftreten, zu einem Ausreißen bzw. einem Ausknöpfen der Verbindung führen.

Zur Verstärkung einer derartigen Verbindung ist es bekannt zusätzliche Bauteile wie Unterlegscheiben zu verwenden, die beispielsweise zwischen die beiden Bauteile plaziert wer den.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen zu schaffen, die einerseits keine zusätzlichen Teile zur Verstärkung der Verbindung benötigt und die andererseits ein Ausknöpfen und/oder ein Aufwölben der zu verbindenden Bauteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist der Verbindungsabschnitt wenigstens eines der Bauteile im unverspannten Zustand der Bauteile gegenüber dem Verbindungsabschnitt des anderen Bauteils zu rückgesetzt. Nach dem Verspannen der Bauteile ist dann der Abstand zumindest eines Teils der Verbindungsabschnitte der Bauteile gegenüber dem unverspannten Zustand verringert oder vollständig aufgehoben.

Dadurch wird verhindert, daß sich eines oder beide zu verbindende Bauteile im Befestigungsbereich aufwölben und die zu übertragende Kraft ausschließlich über einen schma len Randbereich des Loches übertragen werden muß, so daß Belastungsspitzen in diesem Randbereich zum Einreißen des Randes führen können. Die bessere Verteilung der zum Verspannen der Bauteile notwendigen Kraft auf die Bauteile gewährleistet somit eine ausreichende Sicherheit gegen ein Ausknöpfen, da eine größere Fläche zur Kraftübertragung bereitgestellt und damit eine geringere Flächenbelastung erzielt wird. Zusätzliche dynamische Belastungen wie sie beispielsweise durch das Zuschlagen einer Tür entstehen werden damit besser aufgenommen und weitergeleitet.

Vorzugsweise liegt der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt nach dem Verspannen der Bauteile zumindest teilweise am Ver bindungsabschnitt des anderen Bauteils an. Es sind aber auch Varianten denkbar, bei denen nach dem Verspannen der Bauteile der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt von dem Verbindungsabschnitt des anderen Bauteils auch weiterhin - wenn auch geringer als im unverspannten Zustand - beabstan det ist.

In einer ersten Ausführungsform besteht der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt aus einer konkav gewölbten Mulde, die vorzugsweise einen kreisförmigen Randabschnitt aufweist. Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei denen der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt durch ihn begrenzende, dem Verbindungsabschnitt des anderen Bauteils zugewandte Stege gebildet wird. Vorzugsweise sind dabei zwei parallel zueinander verlaufende Stege vorgesehen, zwischen denen eine im wesentlichen ebene Fläche angeordnet ist. Vorzugs weise ist der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt in einer erhabenen Stützfläche des einen Bauteils angeordnet.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Befestigungsele ment durch eine Bohrung in mindestens einem der Verbindungs abschnitte gesteckt, wobei die Bohrung vorzugsweise mittig innerhalb des zurückgesetzten Verbindungsabschnitts an dessen tiefster Stelle angeordnet ist. Als Befestigungsele ment kann dabei z. B. eine Schraubverbindung oder ein Niet bolzen verwendet werden.

Als zu verbindende Bauteile sind beispielsweise eine Füh rungsschiene eines Fensterhebers für Kraftfahrzeuge und ein Trägerblech bzw. Türinnenblech oder ein Türmodul einer Kraftfahrzeugtür vorgesehen. Dabei können der oder die zu rückgesetzten Verbindungsabschnitte entweder an der Füh rungsschiene des Fensterhebers oder am Trägerblech (bzw. am Türinnenblech oder am Türmodul) der Kraftfahrzeugtür ange ordnet sein. Bei mehreren Verbindungsabschnitten ist es auch möglich einen Teil der zurückgesetzten Verbindungsab schnitte an der Führungsschiene und den anderen Teil der zu rückgesetzten Verbindungsabschnitte am Trägerblech (bzw. am Türinnenblech oder am Türmodul) der Kraftfahrzeugtür anzu ordnen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den nachfolgend beschrie benen Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Verbindung von zwei Bauteilen nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines Verbindungsab schnitts an einem Bauteil in isometrischer Darstellung,

Fig. 3 der Verbindungsabschnitt des Bauteils aus Fig. 2 in einer Schnittdarstellung,

Fig. 4 eine Verbindung zweier Bauteile über einen Verbindungsabschnitt entsprechend Fig. 2 und 3 vor dem Verspannen der Bauteile,

Fig. 5 die Verbindung zweier Bauteile entsprechend Fig. 4 nach dem Verspannen der Bauteile,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines Verbindungsab schnitts an einem Bauteil in isometrischer Darstellung,

Fig. 7 der Verbindungsabschnitt des Bauteils aus Fig. 6 in einer Schnittdarstellung,

Fig. 8 eine Verbindung zweier Bauteile über einen Verbindungsabschnitt entsprechend Fig. 6 und 7 vor dem Verspannen der Bauteile und

Fig. 9 die Verbindung zweier Bauteile entsprechend Fig. 8 nach dem Verspannen der Bauteile.

In Fig. 2 ist in einer isometrischen Darstellung ein Teil eines Bauteils 2 dargestellt, das eine erhabene Stützfläche 20 aufweist, innerhalb der ein zurückgesetzter Verbindungs abschnitt 21 angeordnet ist. Fig. 3 zeigt dasselbe Bauteil 2 in einer Schnittdarstellung entsprechend dem in Fig. 2 mit III-III angegebenen Schnittverlauf. Der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt 21 besteht aus einer konkav gewölbten Mulde 21, die einen kreisförmigen Randabschnitt 23 auf weist. Innerhalb des zurückgesetzten muldenförmigen Verbin dungsabschnitts 21 ist mittig an deren tiefster Stelle eine Bohrung 22 angebracht.

In Fig. 4 ist in einem Schnitt dargestellt, wie das Bau teil 2 aus den Fig. 2 und 3 sowie ein weiteres Bauteil 1 mit ihren Verbindungsabschnitten 21, 11 unverspannt aneinan der gelegt sind. Der Verbindungsabschnitt 21 des einen Bauteils 2 ist dabei gegenüber dem Verbindungsabschnitt 11 des anderen Bauteils 1 zurückgesetzt. Beide Bauteile weisen eine Bohrung 22, 12 auf, die von einem Befestigungselement in Form eines noch unverformten Niets 4 mit dessen Niet schaft 42 durchgriffen wird. Der Nietkopf 41 des Niets 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf der dem zurückgesetz te Verbindungsabschnitt 21 abgewandten Seite des anderen Bauteils 1 angeordnet.

In Fig. 5 sind die beiden Bauteile mittels des nun verform ten Niets 4 miteinander verspannt dargestellt, wobei der vormals zurückgesetzte Verbindungsabschnitt 21 des einen Bauteils 2 durch den zweiten Nietkopf 43 gegen den Verbin dungsabschnitt 11 des anderen Bauteils 1 gepreßt ist. Die beiden Verbindungsabschnitte liegen plan aufeinander und es kommt im Unterschied zur Ausbildung der Verbindung gemäß Fig. 1 zu keiner Aufwölbung eines der beiden Bauteile 1 oder 2.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In einer isometrischen Darstellung entsprechend der gemäß Fig. 2 ist ein Teil eines Bauteils 3 dargestellt, das eine erhabene Stützfläche 30 aufweist, innerhalb der ein zurück gesetzter Verbindungsabschnitt 31 angeordnet ist. Ergänzend zeigt Fig. 7 das in Fig. 6 dargestellte Bauteil in einer Schnittdarstellung, wobei deren Schnittverlauf und Blick richtung in Fig. 7 mit VII-VII angegeben sind. Der zurück gesetzte Verbindungsabschnitt 31 wird durch zwei parallel zueinander verlaufende, den Verbindungsabschnitt 31 begren zende Stege 34, 35 gebildet, zwischen denen eine im wesent lichen ebene Fläche 33 angeordnet ist, in deren Mitte eine Bohrung 32 angeordnet ist.

In Fig. 8 ist in einem Schnitt dargestellt, wie das Bau teil 3 aus den Fig. 6 und 7 sowie ein weiteres Bauteil 1 mit ihren Verbindungsabschnitten 31, 11 unverspannt aneinan dergelegt sind. Die den Verbindungsabschnitts 31 begrenzen den Stege 34, 35 des einen Bauteils 3 sind dem Verbindungs abschnitt 11 des anderen Bauteils 1 zugewandt und liegen mit ihrer Oberfläche auf der Oberfläche des Verbindungsab schnitts 11 des anderen Bauteils 1. Die zwischen den Stegen 34, 35 liegende Fläche 33 des Verbindungsabschnittes 31 des einen Bauteils 3 ist im unverspannten Zustand gegenüber dem Verbindungsabschnitt 11 des anderen Bauteils 1 zurückge setzt. Beide Bauteile weisen eine Bohrung 32, 12 auf, die von einem Befestigungselement in Form einer Schraube 5 durchgriffen wird.

In Fig. 9 sind die beiden Bauteile 1, 3 aus Fig. 8 mit tels der Schraube 5 und einer Mutter 6 miteinander ver spannt, wobei die plane, zwischen den Stegen 34, 35 angeord nete 33 Fläche des vormals zurückgesetzte Verbindungsab schnitt 31 des einen Bauteils 3 durch die Schraubverbindung 5, 6 zumindest teilweise gegen den Verbindungsabschnitt 11 des anderen Bauteils 1 gepreßt ist. Auch bei dieser Verbin dung zweier Bauteile 1, 3 kommt es im Unterschied zur Ausbildung der Verbindung gemäß Fig. 1 zu keiner Aufwöl bung eines der beiden Bauteile 1 oder 3.

Die in den Fig. 5 und 9 dargestellten Verbindungen bieten einen guten Schutz gegen ein Ausknöpfen der Verbin dung und benötigen keine weiteren, die Verbindung stärken den Bauteile wie z. B. Unterlegscheiben.

Claims

1. Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen mit einem wenigstens eines der Bauteile durchgreifenden und die Bauteile an Verbindungsabschnitten der Bauteile mitein ander verspannenden Befestigungselement, insbesondere zum Befestigen von Komponenten einer Fahrzeugtür an einem dünnwandige Trägerblech, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (21, 31) wenigstens eines der Bauteile (2, 3) im unverspannten Zustand der Bauteile (1, 2, 3) gegenüber dem Verbindungsabschnitt (11) des anderen Bauteils (1) zurückgesetzt ist und daß nach dem Verspannen der Bauteile (1, 2, 3) der Abstand zumindest eines Teils der Verbindungsabschnit te (11, 21, 31) der Bauteile (1, 2, 3) gegenüber dem unverspannten Zustand verringert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verspannen der Bauteile (1, 2, 3) der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt (21, 31) zumindest teilweise am Verbindungsabschnitt (11) des anderen Bauteils (1) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt aus einer konkav gewölbten Mulde (21) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konkav gewölbte Mulde (21) einen kreisförmigen Randabschnitt (23) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zurückgesetzte Verbindungsabschnitt (31) durch den Verbindungsabschnitt (31) begrenzende, dem Verbin dungsabschnitt (11) des anderen Bauteils (1) zugewand te Stege (34, 35) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel zueinander verlaufende Stege (34, 35) vorgesehen sind, zwischen denen eine im wesentli chen ebene Fläche (33) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zurückge setzte Verbindungsabschnitt (21, 31) in einer erhabe nen Stützfläche (20, 30) des einen Bauteils (2, 3) an geordnet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungselement (4, 5) durch eine Bohrung (12, 22, 32) in mindestens einem der Verbindungsabschnitte (11, 21, 31) gesteckt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (22, 32) mittig innerhalb des zurückge setzten Verbindungsabschnitts (21, 31) an deren tief ster Stelle angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungselement aus einer Schraubverbindung (5, 6) oder einem Nietbolzen (4) besteht.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Bauteil (2, 3) eine Führungsschiene eines Fensterhe bers für Kraftfahrzeuge und das andere Bauteil (1) ein Trägerblech bzw. Türinnenblech oder ein Türmodul einer Kraftfahrzeugtür ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Bauteil (1) eine Führungsschiene eines Fensterhe bers für Kraftfahrzeuge und das andere Bauteil (2, 3) ein Trägerblech bzw. Türinnenblech oder ein Türmodul einer Kraftfahrzeugtür ist.