DE3308817A1

DE3308817A1 - Integrale befestigung zugbelasteter bauteile mit direkter kraftuebertragung

Info

Publication number: DE3308817A1
Application number: DE19833308817
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmut Dipl.-Ing. 2061 Sülfeld Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: Ernst Hans-Hellmut Dipl-Ing 2070 Ahrensburg
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-12
Publication date: 1983-10-13

Description

Integrale Befestigung zugbelasteter Bauteile mit direkter Kraftübertragung
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsart von zugebelasteten Bauteilen, beispielsweise von Sicherheitsgurtkomponenten in Luft- und Kraftfahrzeugen.
So müssen z. B. das Gurtschloß' der Aufrollautomat und der Gurtendbeschlag sowie ggf. Zusatzkomponenten wie Gurtstrammer direkt oder indirekt über Zwischenglieder mit der Karosserie verbunden werden. silber die Verankerungspunkte fließen im Notfall (Unfallbelastung) erhebliche Kräfte in der Größerordnung von ca. 1000 daN.
Die erfindungsgemäße Befestigungsart ist grundsätzlich im gesamten technischen Bereich anwendbar. Die Beschreibung zur Erläuterung der Funktion soll sich auf die Anwendung bei Sicherheitsgurtkomponenten im Kfz beschränken.
Die derzeitige Befestigung von Sicherheitsgurtkomponenten wird ausschließlich über eine Schrauben-Mutter-Verbindung, und zwar mit 7/16-Zoll-Gewinde vorgenommen. Diese Art ergibt ungünstige Kraftkno- -tenpunkte, da die gesamte Last im Unfall über einen Punkt, nämlich die Schraube geleitet werden muß. Das relativ dünne Karosserie-/Rahmenblech ist aber an sich nicht für punktuelle, sondern mehr für flächige Krafteinleitungen geeignet. Darüberhinaus ist das Verfahren mit dem Anbringen - von Verstärkungsblechen und Anschweißmuttern in der Produktion und dem späteren Montieren der Schrauben und Sicherungen mittels Handeinführen und Schrauber höchst aufwendig. Auch sind die Schrauben und Anschweißmuttern relativ schwer und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimierte Integration der Sicherheitsgurtbauteile in das Kfz vorzusehen mit dem Ziel der Gewichtsreduzierung und der Verbesserung der Kostensituation durch geringen M aterialei nstand, günstigere Fertigung und schnellere und einfachert Montage.
Diese Aufgabe wird- erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch geeignete Gestaltung der zu verbindenden Teile im Kraftübertragunsbereich eine flächige Kraftüberleitung über mehrere Punkte bzw. Flächen vorgesehen wird.
Der Kraftfluß wird gestreut bzw. verteilt.
Dabei wird die eigentliche Kraftübertragung von den zu verbindenden Bauteilen durch eine entsprechende formschlüssige Gestaltung der Bauteile selbst vorgenommen, also ohne Zwischenglied wie beispielsweise über eine Schraube und Mutter. Eine selbstschneidende Schraube, eine Blindniet oder ein Clipsteil übernimmt lediglich die Fixierung des Bauteiles in der formschlüssigen Gebrauchsposition. Diese einfach zu handhabenden Verbindungselemente können also klein und somit leicht und billig gehalten werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann auch auf den Einsatz eines zusätzlichen Verbindungselementes verzichtet werden. Aus dem Blech selbst gebildete Befestigungslaschen werden nach Einsetzen des Beschlages um den Beschlag gebogen und positionieren ihn so in seiner endgültigen Montagestellung.
Ein Vergleich mit einer herkömmlichen Verbindung macht den enormen Vorteil der erfindungsgemäßen Befestigungsart deutlich. Bislang waren erforderlich: A nschweißmutter, Verstärkungsblech, Schrauber Distanzschraube und Sicherungsscheibe. Diese Teile wiegen je nach Ausführung mind, SOg und müssen sowohl in der Produktion (Anschweißmutter) und Montage (Schrauben und Scheiben) gehandhabt werden. Die Gesamtkosten dieser Verbindung belaufen sich auf ca DM 1.- (Anschweißmutter und Verstärkungsblech mit Karosserie verbinden, Schrauben und Scheiben von Hand einsetzen, mit Druckluftschrauber festschrauben.) Die neue Befestigungsart benötigt entweder kein oder nur ein kleines, zusätzliches Verbindungselement, z. B. ein Blindniet von etwa 3g und kostet mit Montage ca. 0,1DM.
Da eine Kft 5 Sicherheitsgurte mit durchschnittlich 16 Verankerungspunkten aufweist, davon 12 verbesserungsfähigen, lassen sich durch die erfindungsgemäße Befestigungsart pro Kfz ca DM 10.- an Kosten und ca SOOg an Gewicht einsparen.
Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt und soll nachstehend näher erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1) bis ) Ausführungsbeispiele einer Verbindung von Aufrollgehäusen als Fig. 5) Beschlag mit dem Karosserieblech in der B-Säule Fig. 6) und ) Ausführungsbeispiel einer Verbindung von einem Gurtbeschlag mit Fig. 7) dem Karosserieblech am/im Türschweller Fig. 8) Ausführungsbeispiele einer Verbindung von Schloßendbeschlägen mit bis ) dem Karosserieblech am Kfz-Tunnel, am Sitzrahmen oder einer Fig.1 8) Sitzschiene Fig. 19 Praxisnahes Ausführungsbeispiel einer Verbindung eines Aufrollgehäuses Die Fig. 1 zeigt die Befestigung eines Aufrollgehäuses 21c mit seiner Rückwand als Beschlagteil lc an das Karosserieblech 2c im unteren Bereich der B-Säule 31. Bei der Montage wird zunächst in Richtung A der untere als Haltesteg 22 ausgebildete Teil des Beschlages lc in die aus dem Blech 2c geformte Haltetasche 25 eingeschoben Danach wird der Automat 21 in die endgültige Stellung angeklappt und in Richtung B unter Erzeugung einer Vorspannung durch die Klemmnase 13 hochgezogen. Dabei greift mindestens eine etwa 5mm breite Fixiernase 24 in eine Einstecköffnung 46 ein und fixiert damit den Automaten 21 in seiner konstruktiv vorgegebenen Position.
Die Kante 3c zur Lastübertragung liegt unter dem Bördel 4 des Bleches 2 und ist etwa 50mm breit. Aus Geräuschdämpfungsgründen kann an dieser Stelle ein Dämpfungsglied 20 vorgesehen werden, das sich unter Last wegquetschen würde. Die Stellung in dieser endgültigen Position wird durch ein Verbindungselement kleiner Dimension, hier durch ein Blindniet dargestellt, gesichert.
Zur Aussteifung des Kraftübertragungsbereiches sind Verstärkungsrippen 9 in das Blech 2c eingeprägt. Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine praxisnahe Verbindungsart für heute übliche Aufrollautomaten ohne nennenswerte Änderungen dar.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein alternatives AusführungsbeispieL Hier ist eine größere Gewichtseinsparung zu erzielen, da die Rückwand des Aufrollgehäuses 21d, nämlich das Beschlagteil ld eine kreisrunde Halteöffnung 23 aufweist, die viel Material (bei Durchmesser 45 mm etwa 35g) einspart. Der Kraftfluß erfolgt aus dem Beschlag ld über die Kante 3d direkt in die topfförmige Durchsetzung 6 des Bleches 2d. Zur Versteifung sind wiederum Sicken 9 vorgesehen. Im oberen Bereich ist eine Klemmnase 13 ausgebildet, hinter die gemäß Richtung A der Aufroller 21d mit seinem Klemmsteg 18 zunächst eingesetzt wird. Beim Einklappen B in die endgültige Position wird dort eine Vorspannung erzeugt, die für Spielfreiheit und somit für eine klapperfreie Lagerung sorgt. Die endgültige Lagesicherung erfolgt hier durch eine selbstschneidende Schraube, die in Richtung C in eine Fixierbohrung 33 eingeschraubt wird.
Eine weitere Alternative für einen Aufroller 21e ist in den Fig, 4 und 5 dargestellt. Die Kraftübertragung erfolgt hier über mehrere Kanten 3e von querliegenden, länglichen Halteöffnungen 23 im Beschlag le in entsprechend ausgebildete Sicken 5 des Karosseriebleches 2. Diese Sicken 5 ergeben gleichzeitig eine erforderliche Versteifung des Lastübertragungsbereiches. Bei der Montage werden in Richtung A Haltestege 22 des Beschlages le in aus dem- Blech 2e geformte Ausklinkungen 10 eingeführt Bei Anklappen in die endgültige Postition entsteht hier wieder eine Vorspannung. Die abschließende Sicherung dieser Postion erfolgt nicht mittels eines extra Verbindungsgliedes, sondern durch Verformung in Richtung C einer Befestigungslasche 8 des Bleches 2e aus einer Stellung "a" in eine Stellung bzw Für die Befestigung eines Gurtendbeschlages z. ß. am oder im Türschweller 30 oder im Rücksitzbereich bietet sich die in Fig. 6 und 7 dargestellte Lösung an. Der Befestigungsbeschlag 1 f ist mit vielen eigeprägten Zähnen 12 versehen, die in entsprechend ausgeformte Zähne 11 des Bleches 2 f eingreifen und dort die Zuglast 29 direkt übertragen. Seitliche Sicken 9 im Blech 2f rechts und links neben dem Beschlag If sorgen für eine ausreichende Fixierung und Positionierung auch bei Schrägangriif der Last. Die Schwenkbarkeit des Gurtes ist durch einen drehbaren Gurtbandschoner gewährleistet.
Die Gurtschlösser werden über Schloßbeschläge entweder am Tunneiblech mit dem Kfz oder aber bei verfahrbaren Schlössern am Sitzrahmen der Sitzschiene befestigt. Geeignete Ausführungsbeispiele hierfür sind in Fig. 8 bis 13 dargesstellt. Fig. 8 zeigt das untere Ende eines Schloßbeschlages Ig mit merhreren Ausklinkungen 34 an beiden Seiten. Die dabei entstehenden Kanten 3g dienen der Kraftübertragung in Durchsetzungen 6,6' des Karosseriebleches 2g (Fig. 9) oder in Prägungen 7 des Sitzrahmenbleches 32 (Fig. 10). Im Blech 2g können je nach Verformbarkeit die Durchsetzungen entweder geschlossenwandig ausgebildet werden, oder wie in der unteren Durchsetzung 6' dargestellt, nach unten geöffnet und nur seitlich und oben angebunden.
Die Haltetaschen 25 bzw. 2S' sorgen für die wünschenswerte Vorspannung der Verbindung, die in ihrer Position durch ein Verbindungselement in der Fixierbohrung 33 abschließend gesichert wird.
Eine Cestaltung im Blech 2 für alle Arten von Beschlägen 1 mit jeweils leichten Abwandlungen ist in Fig. 11 gezeigt. Die Kraftübertragung erfolgt durch sägezahnartige Ausprägungen 11. Die Vorspannung und Lagefixierung erfolgt durch eine oder mehrere Ausklinkungen 10 und zwei seitlich begrenzende Befestigungslaschen 8. Die abschließende Lagesicherung wird durch Verformung der Laschen 8 von der Stellung "a" in die Stellung vorgnommen. Dies kann durch eine als Spezialwerkzeug auf den jeweiligen Fall ausgelegte Spezial zange bewerkstelligt werden.
Für Einsatzfälle mit zusätzlich erforderlicher starker Seitenabstützkraft sind die Lösungsvorschläge in den Fig. 12 bis 17 geeignet, Der Schloßbeschlag Ih in Fig. 13 hat seitliche Ausklinkungen 34 hier in einer kraftflußgerechten, gefeilten Ausführung mit versetzten Kanten 3h. Diese untergreifen aus dem Blech 2h, bzw dem Sitzrahmen 32 ausgestanzte und rechtwinklig abgebogene Stützhaken 39. Die Führungsschrägen 36 sorgen für einen spielfreien Sitz und eine Momentabstützung aus der Zugkraft 29a. Die Stützflächen 47 nehmen das Moment aus der Zugkraft 29b auf.
In Fig. 17 liegt eine Zugrichtung zwischen 29 und 29c vor. Entsprechend sind versetzt und untereinander zwei Abkantungen 41 vorgesehen. (Fig. 14 und 16), die Lastöffnungen 42 enthalten. In diese Lastöffnungen greifen die Kanten 3i der Krallen 35 formschlüssig ein. Der Beschlag li kann, durch die Umhüllung mit den Abkantungen 41, sowohl Momente aus der Kraft 29c, als auch aus Kräften lotrecht dazu aufnehmen.
Die Fig. 18 zeigt ein clipsbar einbringbares Verbindungselement gemäß P 32 16 880, welches in einem halbautomatischen Handhabungsgerät magazinierbar ist und deshalb schnell und einfach montierbar ist Außerdem ist es leicht, billig, hochscherfest und demontierbar.
Die Fig. 19 schließlich zeigt in perspektivischet Darstellung recht anschaulich ein praxisnahes Ausführungsbeisplel für die Montage eines Aufrollergehäuses 21k mit dem Karosserieblech 2k ohne zusätzliche Verbindungselemente, Kraftübertragungsmittel und Verstärkungsblechen. Die direkte Kraftübertragung von ein Teil 1 in das andere Teil 2 erfolgt durch sinnvolle Ausgestaltung der Teile selbst. Hier enthält der Beschlag 1k (Rückwand des Gehäuses 21k) mehrere Halteöffnungen 23 mit Kanten 3k, oben eine Ausprägung als Klemmsteg 18 und unten 2 Haltestege 22. Bei der Montage werden die Halte stege 22 in die Ausklinkungen 10 eingeführt Beim Einklappen in die formschlüssige Lastübertragungsposition entsteht dort eine leichte Vorspannung. Dies Postion wird gesichert durch Runterbiegen der aus dem Blech 2k ausgestellten Lasche 8a in eine Stellung 8b in die Ausnehmung des Klemmsteges 18. Der gesamte Lastübertragungsbereich ist durch 3 Versteifungssicken 9 gegen Verbiegung und Beulung gesichert Auf diese Weise ist der Aufroller 21k auf einfachste, leichteste und billigste Arte mit der Karosserie sicher und spielfrei in einer Integralbauweise verbunden.
Bezeichnungen 1 Beschlagteile 2 Karosserieblech 3 Lastübertragunskanten 4 Bördel im Karosserieblech 5 ß Sicken im Karosserieblech 6 Durchsetzungen im Karosserieblech 7 Prägungen 8 Befestigungslasche im Karosserieblech 9 Versteifuungssicken im Karosserieblech 10 Ausklinkungen im Karosserieblech 11 Zähne im Karosserieblech 12 Zähne im Beschlagteil 13 Klemmnase 14 Niet 13 selbstschneidende Schraube 16 Gurtband 17 Montageöffnung 18 Klemmsteg 19 Fixiernase 20 Dämpfer 21 Gehäuse Aufrollautomat 22 Haltestege im Beschlagteil 23 Halteöffnung im Beschlagteil 24 Fixiernase 25 Haltetasche 26 Gurtendbeschlag 27 Schloßbeschlag 28 drehbarer Gurtbandschoner 29 Zugrichtung 30 Türschweller 31 ß-Säule 32 Sitzrahmenblech 33 Fixierbohrung 34 Ausklinkung im Beschlagteil 35 Kralle im Beschlagteil 36 Führungsschräge 37 Stanzöffnung 38 Außenkante Beschlagteil 39 Stützhaken 40 Widerhaken Beschlagteil 41 Abkantung 42 Lastöffnung 43 Einsteckzunge 44 Freinehmung 45 . Spannhülse 46 Einstecköffnung 47 Stützflächen Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen , zv B im Kfz bei einem Aufrollautomaten im ' unteren Bereich der B-Säule, bei einem Gurtendbeschlag am Türschweller oder bei einem Gurtschloß am Sitzrahmen oder am Tunnelblech, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lastübertragung von einem Beschlagteil (1) direkt in ein Blech (2) über Kanten (3) oder Zähne (12) im jeweiligen Beschlagteil (1) in entsprechend ausgebildete Bördel (4), Sicken (5), Durchsetzungen (6), Prägungen (7) oder Zähne (11) des Bleches (2) erfolgt.
2. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, daß die lastaufnehmenden Mittel (4,5,6,7,11) im Blech (2) so großer Anzahl ausgebildet sind, daß sie ohne Verwendung zusätzlicher Verstärkungsbleche die Kraft übertragen können,
3. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lastübertragungsbereich des Bleches (2) Versteifungssicken (9) zur Erhöhung der Beulsteifigkeit vorgesehen sind.
4. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abschließende Befestigung des Beschlagteiles (1) an das Blech (2) nach der Montage durch Verformung von entsprechend ausgebildeten Befestigungslaschen (8) aus einer Stellung "a" in eine Stellung "b" erfolgt.
5. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur kraftneutralen Lagefixierung und Halterung des Beschlagteiles (1) an das Blech (2) Fi xiernasen (24), Klemmstege (18), Haltestege (22) und Einsteckzungen (43) am Beschlagteil (1) vorgesehen sind, die eine formschlüssige Verbindung mit entsprechend ausgebildeten Haltetaschen (25), Klemmnasen (13), Ausklinkungen (10), Abkantungen (41) und Einstecköffnungen (46) bilden.
6. Befestigung von zugbelasteten Teilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verbindung von Beschlagteil (1) und Blech (2) Dämpfungsglieder (20) zur Reduzierung der Körperschallübertragung zwischengeschaltet werden.
7. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von einer Kante (3c) eines Beschlages (lc) in einen abgekanteten Bördel (4) eines Karosseriebleches (2c) erfolgt, wobei im Bördel (4) eine Einstecköffnung (46) vorgesehen ist in die eine Fixiernase (24) des Beschlages (lc) eingreift. (Fig. 1)
8. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von einer Kante (3d) einer kreisrunden Halteföffnung (23) eines Beschlages (ld) in eine topfförmige Durchsetzung (6) des Karosseriebleches (2d) erfolgt, und daß ein Xlemmsteg (18) unter Vorspannung eine Klemmnase 13 hintergreift. (Fig. 2 und 3)
9. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von mehreren Kanten (3e) von Halteöffnungen (23) eines Beschlages (le) in mehrere entsprechend geformte Sicken (5) des Bleches (2c) erfolgt, und daß Haltestege (22) unter Vorspannung in Ausklinkungen (10) eingreifen. (Fig. 4 und 5)
10. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von mehreren eingeprägten Zähnen (12) eines Beschlages (If) in mehrere entsprechend durchgesetzte Zähne (11) des Bleches (2f) erfolgt. (Fig. 6,7 und 11)
11. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von mehreren Kanten (3g) von Ausklinkungen (34) eines Beschlages (log) in mehrere Durchsetzungen (6) eines Bleches (2g) oder Prägungen (7) eines Sitzrahmenbleches (32) erfolgt, und- daß eine Einsteckzunge (43) unter Vorspannung in eine Haltetasche (25,25') eingreift. (Fig. 8,9 und 10)
12. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von mehreren Kanten (3h) von Widerhaken (40) eines Beschlages (lh), die durch Ausklinkungen (34) gebildet werden, in mehrere Stützhaken (39) eines Bleches (2h) oder Sitzrahmens (32), die durch Austanzen und Umbiegen gebildet werden, erfolgt. (Fig. 12 und 13)
13. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von mehreren Kanten (3i) von Krallen (35) eines Beschlages (li), die durch Ausklinkungen (34') an beiden Seiten des Beschlages (li) gebildet werden, in mehrere Lastöffnungen (42) eines Bleches (2i) oder Sitzrahmens (32), die durch Ausstanzen und Umbiegen gebildet werden ,erfolgt (Fig. 14,15 und 16)
14. Befestigung von zugbelasteten Bauteilen nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage eines Beschlages (1) durch Einstecken oder Einschieben (A) in Haltetaschen (25), Ausklinkungen (10) Klemmnasen (13) oder Abkantungen (41) erfolgt mit anschließendem Anklappen, Hochziehen oder Eindrehen (B) in die formschlüssige Lastübertragungsposition unter Erzeugung einer Vorspannung und abschließender Sicherung der Position durch Einsetzen (C) einer Schraube, eines Nietes oder eines selbstsichernden Clipteiles, z B. einer Spannhülse mit axialer Sicherung.