DE3408294A1

DE3408294A1 - Befestigungsvorrichtung fuer ein flaechiges, ausgedehntes werkstueck an einer traegerkonstruktion, insbesondere einer innenverkleidung in automobilen

Info

Publication number: DE3408294A1
Application number: DE19843408294
Authority: DE
Inventors: Peter 2000 Norderstedt Schröder; Günter Wibrow
Original assignee: ITW Ateco GmbH
Current assignee: ITW Ateco GmbH
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1984-03-07
Publication date: 1985-09-12
Also published as: AU571669B2; AU4073385A; FR2579942A1

Description

Befestipfungsvorrichtunffi für ein flächiges, ausgedehntes Werkstück an einer Trägerkonstruktion, insbesondere einer Innenverkleidung in Automobilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung für ein flächiges, ausgedehntes Werkstück an einer Tragerkonstruktion, insbesondere einer Innenverkleidung des Daches von Automobilen, mit einer an der Trägerkonstruktion befestigbaren Zwischenschicht und einem in einer Öffnung der Zivischenschicht angeordneten Befestigungselement zur Befestigung des Werkstücks an der Zwischenschicht bzw. an der Trägerkonstruktion.

Die Anbringung von Innenverkleidungen in Automobilen gestaltet sich verhältnismäßig schwierig, da unregelmäßige Flächen und Kanten berücksichtigt werden müssen und wegen der großen Aus-

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dehnungen auch verhältnismäßig große Toleranzen auftreten, liegen der Serienfertigung wird naturgemäß angestrebt, die Innenverkleidung, zum Beispiel einen sogenannten Himmel, in möglichst kux'zer Zeit einwandfrei anzubringen.

Zur Befestigung eines Himmels beispielsweise ist bekannt, an der Innenseite der Karosseriehaut im Dachbereich rippenartige •Haiteelemente aus Metallblech zu befestigen, die mit Öffnungen versehen sind, in welchen Befestigungselemente zur Befestigung der Verkleidung eingreifen. Die Anbringung derartiger Haltebauteile, auch Spriegel genannt, sowie diese selbst können die Quelle von Korrosionserscheinungen bilden, die insgesamt im Automobilbau eine erhebliche Rolle spielen. Die bekannte Befestigungsart macht es außerdem notwendig, daß das Loch in der Verkleidung weitgehend mit dem Loch im Haltebauteil übereinstimmt. Dies führt zu den oben erwähnten Schwierigkeiten. Wegen der unterschiedlichen Ausdehnung der verwendeten Werkstoffe (Metallblech einerseits und Kunststoffmaterial andererseits) kann es darüber hinaus durch Wärmedehnungen zu. Verformungen oder Verwindungen des Verkleidungsmaterials kommen.

Schließlich ist es bei den bekannten Befestigungsvorrichtungen für derartige Verkleidungen schwierig, sie zu Reparaturzwecken zu entfernen, vor allem aber sie nach erfolgter Reparatur wieder unbeschädigt und problemlos anzubringen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Befestigungsvorrichtung für ein flächiges, ausgedehntes Werkstück an einer Trägerkonstruktion, insbesondere einer Innenverkleidung des Daches von Automobilen, zu verbessern und auch bei großen Fert-igungstoleranzen eine einfache Anbringung und Entfernung zu ermöglichen. Die Erfindung geht dabei davon aus, daß es alternativ möglich ist, eine Zwischenschicht an der Trägerkonstruktion,z.B. der Außenhaut eines Automobils, anzubringen, die die Anbringung des Werkstücks, z.B. den Himmel, unterstützt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen wabenartigen, in der Durchstecköffnuhg der Zwischenschicht angeordneten Körper mit mehreren über eine Fläche verteilten, gleichgerichteten Stecklöchern und einer Erweiterung an einem Ende, wobei die Erweiterung zwischen der Zwischenschicht und der Trägerkonstruktion liegt und einem Befestigungselement mit Kopf und Schaft, der in eines der Stecklöcher des wabenartigen Körpers einsteckbar und darin gehalten ist.

Die Zwischenschicht kann zum Beispiel durch Klebung befestigt werden.Mit Hilfe der Zwischenschicht wird ein wabenartiger Körper an der Trägerkonstruktion gehalten, der durch eine Öffnung

der Zwischenschicht hindurchgeführt ist. Die Dicke des wabenartigen Körpers kann so bemessen sein, daß sie der der Zwischenschicht entspricht. Der wabenartige Körper kann indessen auch über die Außenfläche der Zwischenschicht hinausstehen.

Der wabenartige Körper weist mehrere nebeneinander angeordnete Stecklöcher auf zur Aufnahme des Schaftes des Befestigungselements. Der wabenartige Körper ermöglicht mithin die Anbringung des Befestigungselements innerhalb eines relativ großen Flächenbereiches. Er ermöglicht somit den Ausgleich außerordentlich großer Toleranzen, ohne daß dadurch die Befestigung leidet oder die Montage erschwert wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nicht nur ein erheblicher Toleranzausgleich erzielt, sondern auch die Möglichkeit geboten, die Verkleidung pi-oblemlos zu entfernen. Die Verbindung von Befestigungselement und wabenartigem Körper kann so ausgeführt werden, daß eine Trennung mit Hilfe einer mehr oder weniger großen auf das Befestigungselement aufgebrachten Ausziehkraft durchgeführt werden kann. Der wabenartige Körper wird nicht selbst befestigt, sondern wie bereits ausgeführt, von der Schicht an der Tragkonstruktion gehalten. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Erweiterung einen radialen dünnwandigen Flansch aufweist.

Die Zwischenschicht ist auf der ganzen Fläche planparallel. Der wabenartige Körper ist radial in der Durchstecköffnung gesichert.

Die Zwischenschicht

kann ein Schichtkörper sein, vorzugsweise aus Wellpappe. Der Schichtkörper wird zum Beispiel gegen die Innenseite des Daches eines Automobils geklebt, wobei zuvor die wabenartigen Körper in den entsprechenden Durchstecköffnungen aufgenommen

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Stecklöcher vorzugsweise im Querschnitt sechseckig und wabenförmig angeordnet. Eine derartige Ausbildung der Stecklöcher ermöglicht eine enge "Packung" der Stecklöcher und eine gleichmäßige Dicke der Wände der einzelnen Stecklöcher, so daß die Gefahr vermieden ist, daß der Schaft des Befestigungselements gegen einen dickeren Wandbereich stößt und mühsam bezüglich eines Stecklochs zentriert werden muß.

Zwecks einfacher und wirksamer Befesgigung des Befestigungselements enthalten die Stecklöcher nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Rastabschnitte, die mit Rastabschnitten am Schaft des Befestigungselements zusammenwirken. Diese können von radialen Vorspriingen in den Stecklöchern

gebildet sein. Vorzugsweise verjüngen sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Stecklöcher in Richtung der Rastabschnitte trichterartig.

Der Schaft des Befestigungselements weist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens eine, vorzugsweise mehrere axial beabstandete Ringrippen auf. Die Ringrippen sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Querschnitt sägezahnförmig, und die steilen Flanken der Rippen sind dem Kopf zugewendet. Eine derartige Ausgestaltung der Ringrippen ermöglicht eine geringere Einsteckkraft bei höherer Ausziehkraft. Mehrere Ringrippen ermöglichen die Anbringung unterschiedlich dicker Werkstücke, wobei die Werkstücke jeweils, falls gewünscht, unter Spannung angebracht werden können.

Der Durchmesser der Öffnung im Werkstück ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erheblich größer als der Durchmesser des Schaftes des Befestigungselements. Auch hierdurch wird ein Toleranzausgleich erzielt. Ferner wird dadurch eine Wärmedehnung des Werkstücks ermöglicht, ohne daß diese Auswirkung auf die Befestigung hat.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der wabenartige Körper aus einem elastomeren Material besteht, vorzugsweise einem

thermoplastischen Kautschuk. Er ermöglicht eine verhältnismäßig nachgiebige Verrastung des Befestigungselernents. Ferner ermöglicht er ein Kippen des Schaftes des Befestigungselements. Die beispielsweise befestigte Verkleidung wird daher in die Lage versetzt, zu "arbeiten", ohne daß dies Einfluß auf die Sicherheit der Befestigung hat oder zu einer Beschädigung des Materials führt,

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert»

Fig. 1 sseigt im Schnitt eine Befestigungsvorrichtung nach der Erfindung in einem Zwischenstadium der Montage.

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht das Befestigungselement der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise in Seitenansicht den wabenartigen Körper der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. h zeigt die Draufsicht auf den wabenartigen Körper nach Fig. 3 in Richtung des Pfeils h.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten, näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Teile für sich oder in Verbindung mit Merkmalen

der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.

In Fig. 1 ist an einem Metallblech 10, beispielsweise am Karosserieblech im Dachbereich eines Automobils ein Schichtkörper 11 durch Klebung befestigt. Der Schichtkörper ist zum Beispiel aus Wellpappe. Der Schichtkörper 11 besitzt eine Öffnung 12, in der ein wabenartiger Körper 13 angeordnet ist. Der wabenartige Körper besitzt am oberen Ende einen Flansch 14, der kegelringförmig geformt ist und in einer Vertiefung 15» die um den Rand der Öffnung 12 herumläuft, aufgenommen ist. Der wabenartige Körper 13 wird mithin durch den Schichtkörper 11 am Blech 10 gehalten. Ein Befestigungselement 16 mit einem Kopf 17 und einem Schaft 18 erstreckt sich durch eine großdimensionierte öffnung Λ^ eines zu befestigenden Werkstücks 20. Das Werkstück 20 ist zum Beispiel die Innenverkleidung eines Daches eines Automobils, ein"Himmel". Die Einzelheiten der in Fig. 1 gezeigten Teile gehen aus den anderen Figuren hervor.

Das Befestigungselement nach Fig. 2 ist einteilig aus Kunststoff geformt. Die Unterseite des Kopfes 17 ist flach, und seine Oberseite ist kugelförmig gewölbt. Der Schaft 18 ist im oberen Bereich zylindrisch und weist im mittleren Bereich mehrere in Axialrichtung beabstandete ringförmige Rippen 21 auf. Die Rippen 21 sind im Querschnitt sägezahnartig, wobei die dem Kopf 17 zugewandte Flanke steiler als die andere

Flanke ist. Das Ende des Schaftes 18 ist, wie bei 22 gezeigt, konisch verjüngend ausgebildet. Als Werkstoff für das Befestigungselement dient zum Beispiel Polyamid.

Wie aus den Figuren 3 ^und h hervorgeht, weist der wabenai^tige Körper 13 eine Reihe von im Querschnitt sechseckförmigen Stecklöchern 23 auf, die zu einer Wabe angeordnet sind, wie aus Fig. h zu ersehen ist. An jeder Seitenwand der Stecklöcher sind radiale Rastabschnitte 2k geformt, die sich von oben nach unten (Fig. 3) radial vergrößern, so daß sich im oberen Bereich der Stecklöcher 23 ein trichterartiger Eintrittsbex-eieh 25 ergibt. Hinter einem relativ kurzen geraden Durchtrittsbereich der Rastabschnitte 2h liegt eine Schulter 26, die durch die Durchmessererweiterung des Stecklochs 23 gebildet ist.

Der wabenartige Körper 13 besteht aus einem elastomeren Material, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kautschuk. Wird das Befestigungselement in eines der Löcher 23 eingesteckt, wird die konische Spitze 22 des Schaftes 18 in den trichterartigen Eintrittsbereich 25 eingeführt. Die Wände zwischen den Stecklöchern 23 werden dabei mehr oder weniger radial verformt, bis die erste Flanke der ersten radialen Rippe hinter die Schulter 26 schnappt. Bei Aufbringen einer weiteren Kraft kann der Schaft 18 beliebig weit vorgeschoben werden.

.../1O

Bei eingesetztem Schaft 18 können die ¥ände des wabenartigen Körpers unter Spannung verbleiben, so daß der Schaft 18 ausreichend sicher im Steckloch 23 gehalten ist. Der Eingriff zwischen Schaft 18 und Steckloch 23 ist jedoch derart, daß bei entsprechend hoher Auszugskr-aft der Schaft wieder entfernt werden kann.

Da der wabenartige Körper 13 eine große Anzahl von Stecklöchern 23 besitzt, kann das Befestigungselement 16 mit jedem der Löcher 23 in Eingriff treten. Für die Befestigung der Verkleidung 20 an dem Blech 10 kommt daher ein verhältnismäßig weiter Bereich in Frage, ohne daß die Verkleidung 20 eine Verformung erleiden müßte.

Der verhältnismäßig große Durchmesser der Öffnung 19 in der Verkleidung 20 ermöglicht auch eine Relativbewegung der Verkleidung 20 bezüglich ihrer Befestigung, um zum Beispiel Wärmedehnungen auszugleichen.

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Claims

Ansprüche :

1. Befestigungsvorrichtung für ein flächiges, ausgedehntes Werkstück an einer Trägerkonstruktion, insbesondere einer Innenverkleidung des Daches von Automobilen, mit einer an der Trägerkonstruktion befestigbaren Zwischenschicht und einem in einer Öffnung der Zwischenschicht angeordneten Befestigungselement zur Befestigung des Werkstücks an der Zwischenschicht bzw. an der Trägerkonstruktion, gekennzeichnet durch einen wabenartigen, in der Durchstecköffnung (12) der Zwischenschicht(11) angeordneten Körper (13) mit mehreren über· eine Fläche verteilten gleichgerichteten Stecklöchern (23) und eine Erweiterung (i4) an einem Ende, wobei die Erweiterung (i4) zwischen der Zwischenschicht (11) und der Trägerkonstruktion (1O) liegt, und einem Befestigungselement (16) mit einem Kopf (17) und einem Schaft (18), der in eines der Stecklöcher (23) des wabenartigen Körpers (13) einsteckbar und darin gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Erweiterung (1^) ein radialer dünnvrandiger Flansch ist.

.,./12

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stecklöcher (23) im Querschnitt sechseckig sind und wabenförmig angeordnet sind.

h, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Stecklöcher (23) Rastabschnitte (2k) enthalten, die mit Rastabschnitten (21) des Schaftes (i8) des Befestigungselements (16) zusammenwirken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastabschnitte (24) von radialen Vorsprüngen gebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch h oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Stecklöcher (23) sich in Richtung der Rastabschnitte (24) trichterartig verjüngen.

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7» Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft der Befestigungselemente (i6) mindestens eine, -vorzugsweise mehrere, axial beabstandete Ringrippen (21 ) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß die Ringrippen (21) im Querschnitt sägezahnförmig sind und die steilere Planke der Rippen (21) dem Kopf (17) zugewandt sind.

9» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wabenartige Körper (13) aus elastomerem Material besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,

daß der wabenartige Körper (13) aus einem thermoplastischen Kautschuk besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (16) aus formbeständigem Kunststoff besteht, vorzugsweise aus Polyamid.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnung (19) im Werkstück (20) erheblich größer ist als der Durchmesser des Schafts (i8)des Befestigungselements (16),