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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für ein Kraftfahrzeug umfassend ein zu befestigendes Montageteil, wobei innerhalb des Montageteils eine Öffnung zur Durchführung eines Befestigungselementes ausgebildet ist, und umfassend ein an dem Montageteil im Bereich der Öffnung angeordnetes plattenförmiges Verstärkungselement, wobei dieses größer als die Öffnung dimensioniert ist.
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Aus dem Stand der Technik sind plattenförmige Verstärkungselemente bekannt, welche beispielsweise als Lochverstärker einen annähernd kreisrunden oder ovalen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben und aufgrund ihrer plattenförmigen Geometrie die Montagekräfte eines Befestigungselementes flächig in das zu befestigende Montageteil übertragen. Üblicherweise werden Bauteiltoleranzen des Montageteils und des von einer Karosserie abstehenden Befestigungselementes zueinander, durch ein Übermaß des Lochverstärkers gegenüber dem Befestigungselement ausgeglichen.
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Nachteilig an einem aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungssystem ist, dass die Bauteiltoleranzen an der Befestigungsstelle bzw. die Toleranzen des Befestigungssystems unter Umständen so groß sein müssen, dass der Lochverstärker entweder überdimensioniert ist oder es zu keiner technisch akzeptablen Kraftübertragung zwischen dem Verstärkungselement und dem Montageteil mehr kommt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik zu überwinden und ein gattungsgemäßes Befestigungssystem so auszubilden, dass ein Toleranzausgleich des Befestigungssystems in einem vergrößerten Bereich kostengünstig und mit technisch akzeptabler Kraftübertragung bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein Befestigungssystem für ein Kraftfahrzeug umfassend ein zu befestigendes Montageteil, wobei innerhalb des Montageteils eine Öffnung zur Durchführung eines Befestigungselementes ausgebildet ist, und umfassend ein an dem Montageteil im Bereich der Öffnung angeordnetes plattenförmiges Verstärkungselement, wobei dieses größer als die Öffnung dimensioniert ist, wobei das Verstärkungselement zur Durchführung des Befestigungselementes ein Langloch mit Längsseiten und im Vergleich dazu schmaleren Schmalseiten aufweist, dass das Verstärkungselement Anschlagelemente zur Positionierung des Langloches innerhalb der Öffnung aufweist, wobei die Anschlagelemente in die Öffnung hineinragen und damit Anschläge des Verstärkungselementes am Öffnungsrand bilden, dass die Öffnung in Schmalseitenrichtung des Langloches größer als die Breite der Schmalseiten ausgebildet ist, so dass das Verstärkungselement innerhalb der Öffnung bewegbar ist, und dass Führungsmittel zur Führung des Verstärkungelements quer zu der Längsseitenrichtung des Langloches entlang der Plattenebene vorgesehen sind. Das erfindungsgemäße Befestigungssystem ermöglicht in vorteilhafter Weise, eine Beweglichkeit des Befestigungselements in einer Richtung innerhalb des Langloches und im Wesentlichen quer dazu eine Beweglichkeit des gesamten Verstärkungselementes, so dass ein Toleranzausgleich sowohl in der Horizontalen als auch in der Vertikalen an z.B. einem Kraftfahrzeug bzw. dem Befestigungselement möglich ist.
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Ein erfindungsgemäßes Langloch kann einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt oder Kombinationen oder Mischformen der vorgenannten Querschnitte aufweisen.
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Die Führungsmittel können so ausgebildet sein, dass diese das Verstärkungselement senkrecht zur Plattenebene fixieren. Die Führungsmittel führen dann das Verstärkungselement nicht nur quer zu der Längsseitenrichtung des Langloches entlang der Plattenebene, sondern sorgen zusätzlich dafür, dass das Verstärkungselement nicht senkrecht zur Plattenebene beweglich ist, so dass die Beweglichkeit bzw. der Toleranzausgleich nur innerhalb der Plattenebene erfolgen kann. Zudem wird erreicht, dass das Verstärkungselement an dem Montageteil fixiert ist und während der Montage sich nicht von dem Montageteil lösen kann.
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Vorzugsweise sind die Anschlagelemente durch die zumindest teilweise von der Plattenebene abstehend umgebogenen Randbereiche der Längsseiten des Langloches gebildet. Durch das Vorsehen der Anschlagelemente im Randbereich der Längsseiten des Langloches ist ein maximaler Bewegungsbereich quer zu der Längsseitenrichtung des Langloches entlang der Plattenebene gegeben.
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Die Führungsmittel können an dem Montageteil angeordnet, insbesondere einstückig angeformt sein. Als besonders vorteilhaft und kostengünstig hat sich die Integration der Führungsmittel an dem Montageteil und hier weiter vorzugsweise das einstückige Anformen in einem Spritzgussverfahren während der Herstellung des Montageteils selbst erwiesen. Somit besteht das Befestigungssystem für diesen Fall lediglich aus dem Verstärkungselement und dem Montageteil mit daran angeformten Führungsmitteln.
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Die Führungsmittel können einen Aufnahmebereich aufweisen, der die Außenberandung des Verstärkungselementes zumindest bereichsweise umrahmt. Der Aufnahmebereich kann hierbei einen U-förmigen oder L-förmigen Querschnitt aufweisen. Der Aufnahmebereich kann einen U-Kanal oder einen L-Kanal bilden.
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Der Aufnahmebereich kann als umgebogener Endabschnitt eines plattenförmigen Elementes ausgebildet sein. Insbesondere kann das plattenförmige Element das Verstärkungselement selbst sein, so dass die Führungsmittel in diesem Fall an dem Verstärkungselement angeordnet oder einstückig angeformt sind. Für diesen Fall ist ferner ein weiteres Führungsmittel in Form eines Metalleinlegers, welcher mit dem Montageteil verbunden ist, vorgesehen oder sind entsprechende mit dem Führungsmittel zusammenwirkende weitere Führungsmittel an dem Montageteil vorgesehen.
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Die Führungsmittel können der Öffnung zugewandt sein, wobei die Führungsmittel, das Verstärkungselement und das Montageteil so aufeinander abgestimmt sind, dass die Führungsmittel das Verstärkungselement zwischen sich und dem am Verstärkungselement anliegenden Bereich des Montageteils in Position halten.
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Vorzugsweise weisen die Führungsmittel und das Verstärkungselement miteinander zusammenwirkende Zentrierelemente zur Einstellung einer oder mehrerer Grundpositionen des Verstärkungselementes auf. Die Zentrierelemente bzw. die einzunehmende Grundposition sorgen dafür, dass ein entsprechender Montagevorgang des Befestigungssystems an einem z.B. Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeuges in einer vorab definierten Grundposition beginnen kann und sich das Langloch des Verstärkungselementes somit in zumindest einer vorab bekannten Grundposition befindet.
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Die Führungsmittel können federnd ausgebildet sein und zusätzlich als Rastelement wirken. In vorteilhafter Weise wird das Verstärkungselement somit über eine Rastverbindung an dem Montageteil angeordnet und kann mittels der Führungsmittel das Verstärkungselement senkrecht zur Plattenebene fixieren. Die federnd ausgebildeten Führungsmittel ermöglichen zudem eine sehr einfache und rasche Anordnung des Verstärkungselementes an dem Montageteil.
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Das Montageteil ist vorzugsweise als Trägerteil für eine Kraftfahrzeugverkleidung ausgebildet. Eine Kraftfahrzeugverkleidung kann dabei insbesondere eine Stoßfängerverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung oder eine Türverkleidung oder eine Unterbodenverkleidung sein.
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Das Befestigungsmittel kann insbesondere ein Gewindebolzen oder ein Niet oder ein Schweißbolzen oder eine Schraube oder eine Schweißschraube sein. Vorzugsweise ist das Befestigungselement stoffschlüssig mit der Karosserie eines Kraftfahrzeuges verbunden.
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Vorzugsweise ist das Montageteil aus einem spritzgegossenen polymeren Werkstoff gebildet bzw. vorzugsweise besteht das Montageteil aus einem spritzgegossenen polymeren Werkstoff.
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Weiter vorzugsweise besteht das Verstärkungselement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff.
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Besonders bevorzugt ist das Verstärkungselement ein Stanzteil. Mittels eines Stanzverfahrens lässt sich das plattenförmige Verstärkungselement in einfacher, kostengünstiger und vollautomatisierbarer Weise fertigen bzw. herstellen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Figuren näher beschrieben. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren zeigen:
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1 Vorder- und Rückansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungssystems mit einem Montageteil und einem im Bereich einer Öffnung des Montageteils angeordneten plattenförmigen Verstärkungselement,
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2 Schnittdarstellungen der in 1b gezeigten Schnittlinien,
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3 vergrößerte Darstellungen des erfindungsgemäßen Montageteils und des Verstärkungselementes,
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4 Teile eines weiteren erfindungsgemäßen Befestigungssystems.
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Die 1a zeigt eine Vorderansicht (die nach erfolgter Befestigung noch sichtbare Seite) und die 1b die entsprechende Rückansicht eines Befestigungssystems für ein Kraftfahrzeug umfassend ein zu befestigendes Montageteil 1, wobei innerhalb des Montageteils eine Öffnung 2 zur Durchführung eines Befestigungselementes (z.B. ein Schweißbolzen, Schraube, Niet, etc.) ausgebildet ist. Das hier gezeigte Montageteil 1 ist als Trägerteil für eine Kraftfahrzeugverkleidung ausgebildet. Als Kraftfahrzeugverkleidung ist eine Stoßfängerverkleidung oder eine Kotflügelverkleidung denkbar. Das entsprechende Verkleidungsteil ist mittels des Montageteils 1 mit der Karosserie eines Kraftfahrzeuges verbindbar. Zur Festlegung des Montageteils 1 an der Karosserie des Kraftfahrzeuges müssen Befestigungselemente durch die Öffnung 2 des Montageteils 1 durchgeführt werden. Das Befestigungssystem umfasst ferner ein an dem Montageteil 1 im Bereich der Öffnung 2 angeordnetes plattenförmiges Verstärkungselement 3, wobei dieses größer als die Öffnung 2 dimensioniert ist. Größer dimensioniert meint in diesem Zusammenhang, dass das Verstärkungselement 3 sich über die Abmessungen der Öffnung 2 hinaus erstreckt und somit das Verstärkungselement 3 nicht parallel zur Öffnungsfläche durch die Öffnung 2 durchführbar ist. Das Verstärkungselement 3 weist zur Durchführung des Befestigungselementes ein Langloch 4 mit Längsseiten 4a (vgl. 2b) und im Vergleich dazu schmaleren Schmalseiten 4b (vgl. 2a) auf. Das Verstärkungselement 3 weist Anschlagelemente 5 zur Positionierung des Langloches 4 innerhalb der Öffnung 2 auf. Die Anschlagelemente 5 ragen in die Öffnung 2 hinein und bilden damit Anschläge des Verstärkungselementes 3 am Öffnungsrand 2a. Die Anschlagelemente 5 sind durch zumindest teilweise von der Plattenebene abstehend umgebogene Randbereiche 5 der Längsseiten 4a des Langloches 4 gebildet. Die Öffnung 2 ist in Schmalseitenrichtung des Langloches 4 größer als die Breite der Schmalseiten 4b ausgebildet, so dass das Verstärkungselement 3 innerhalb der Öffnung 2 bewegbar ist. In der 1a bzw. in der 1b ist somit das Verstärkungselement 3 in der Horizontalen (von links nach rechts) beweglich. In der Vertikalen erlaubt das Langloch 4 selbst eine Beweglichkeit des Befestigungselementes innerhalb des Befestigungssystems, so dass entsprechend ein sehr weiter Toleranzbereich bei der Befestigung des Befestigungssystems ausgeglichen werden kann. Die Führungsmittel 6 sind so ausgebildet, dass diese das Verstärkungselement 3 senkrecht zur Plattenebene fixieren. Die Führungsmittel 6 sind an dem Montageteil 1 angeordnet und in diesem Ausführungsbeispiel einstückig an dem Montageteil 1 angeformt. Die Führungsmittel 6 weisen ferner einen Aufnahmebereich 7 auf, der die Außenberandung 8 des Verstärkungselementes 3 zumindest bereichsweise umrahmt. Der Aufnahmebereich weist in diesem Fall einen L-förmigen Querschnitt auf, wobei auch ein U-förmiger Querschnitt denkbar ist. Die Führungsmittel 6 sind der Öffnung 2 zugewandt, wobei die Führungsmittel 6, das Verstärkungselement 3 und das Montageteil 1 so aufeinander abgestimmt sind, dass die Führungsmittel 6 das Verstärkungselement 3 zwischen sich und dem am Verstärkungselement 3 anliegenden Bereich des Montageteils 1 in Position halten (vgl. 1a). Die Führungsmittel 6 sind federnd ausgebildet und wirken zusätzlich als Rastelement. Ein entsprechendes Verstärkungselement 3 wird beim Zusammenbau des Befestigungssystems so lange in Richtung auf die Öffnung 2 des Montageteils 1 zubewegt, bis das Verstärkungselement 3 die federnd nachgebenden Führungsmittel 6 zunächst nach oben und unten (bezogen auf Darstellung gemäß 1a) verdrängt. Sobald das Verstärkungselement 3 auf dem am Verstärkungselement 3 anliegenden Bereich des Montageteils 1 aufliegt, federn die Führungselemente in Richtung auf die Öffnung 2 zurück und das Verstärkungselement 3 wird an der Außenberandung 8 des Verstärkungselementes 3 bereichsweise von den Aufnahmebereichen 7 der Führungsmittel 6 umrahmt. Die Führungsmittel 6 sind dabei so ausgebildet, dass diese das Verstärkungselement 3 senkrecht zur Plattenebene fixieren und lediglich eine Führung des Verstärkungselementes 3 quer zu der Längsseitenrichtung des Langloches 4 entlang der Plattenebene erlauben. Bewegung in Plattenebene meint in diesem Fall, dass die Bewegung nicht senkrecht zur Plattenebene erfolgt, sondern innerhalb der Ebene, in welcher auch die Plattenebene liegt. Das Montageteil 1 besteht aus einem spritzgegossenen polymeren Werkstoff, insbesondere aus einem spritzgegossenem Polycarbonat (PC) und / oder Polybutylenterephthalat (PBT) und / oder Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA) und / oder Polypropylen (PP) und / oder Polyamid (PA). Das Verstärkungselement 3 besteht aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise einem Stahlwerkstoff. Das Verstärkungselement 3 ist als ein Stanzteil ausgebildet, welches aus einem metallischen Blechmaterial ausgestanzt ist.
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Die 2a und 2b zeigen die Schnittdarstellungen gemäß der Schnittlinien aus 1b. Bzgl. der Erläuterungen der Bezugszeichen sei auf die vorstehende Beschreibung der 1 verwiesen.
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In 3 sind Bereiche der Öffnung 2 des Montageteils 1 aus der 1 und 2 in der Vorderansicht (vgl. 3a) und in der Rückansicht (vgl. 3b) vergrößert dargestellt. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist das Befestigungssystem noch nicht zusammengesetzt und das plattenförmige Verstärkungselement 3 befindet sich noch außerhalb des Bereichs der Öffnung 2. In 3a und in 3c ist erkennbar, dass das Montageteil 1 und das Verstärkungselement 3 miteinander zusammenwirkende Zentrierelemente 10 und 11 zur Einstellung einer oder mehrerer Grundpositionen des Verstärkungselementes 3 am Montageteil 1 aufweisen. In 3c ist ersichtlich, dass das Zentrierelement 10 durch leicht von der Plattenebene hervorstehende Zentrierpunkte 10 gebildet ist. Diese wirken mit Zentrierelementen 11 zusammen, welche im Randbereich 2a der Öffnung 2 ausgebildet sind. Während der Bewegung des Verstärkungselementes 3 innerhalb der Öffnung 2 quer zu der Längsseitenrichtung des Langloches 4 entlang der Plattenebene gleiten diese Zentrierpunkte 10 über den Öffnungsrand 2a hinüber, da diese nur wenige Zehntel Millimeter von der Plattenebene des Verstärkungselementes 3 abstehen. Alternativ können auch die Führungsmittel 6 oder mindestens ein Führungsmittel 6 und das Verstärkungselement 3 miteinander zusammenwirkende Zentrierelemente zur Einstellung einer oder mehrerer Grundpositionen des Verstärkungselementes 3 am Montageteil 1 aufweisen.
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Die 4 zeigt eine Teil einer Variante eines erfindungsgemäßen Befestigungssystems, wobei der Aufnahmebereich 7 als umgebogener Endabschnitt eines plattenförmigen Elementes 3 ausgebildet ist, wobei dieses plattenförmige Element 3 in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel das Verstärkungselement 3 selbst ist. Der Aufnahmebereich 7 umrahmt den Randbereich eines Einsatzelementes 12, wobei das Einsatzelement 12 sich über Krallen 13 an dem Öffnungsrand 2a der Öffnung 2 des Montageteils 1 (hier nicht näher dargestellt) verkrallt und somit eine Verbindung zwischen Montageteil 1 und Einsatzelement 12 herstellt. Das Einsatzelement 12 weist eine Einsatzelementöffnung 14 auf, welche in der Abmessung in etwa der Öffnung 2 des Montageteils 1 entspricht. In Abweichung zu diesem Ausführungsbeispiel ist auch denkbar, dass die Aufnahmebereiche 7 als umgebogene Endabschnitte des plattenförmig ausgebildeten Einsatzelementes 12 ausgebildet sind und die Außenberandung 8 des Verstärkungselementes 3 zumindest bereichsweise umrahmen.
