DE4040956A1 - Mutternplatte und befestigungsvorrichtung an einer aufbauwand eines kraftfahrzeugs, insbesondere an einem geschlossenem traeger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mutternplatte und Befestigungsvor­ richtung an einer Aufbauwand eines Kraftfahrzeugs, insbesonde­ re an einem geschlossenen Träger, nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Es ist bekannt, zur Befestigung von Montageteilen an einer Aufbauwand eines Kraftfahrzeugs, sogenannte Käfigmuttern zu verwenden. Diese werden von der Rückseite der Aufbauwand her durch Punktschweißen befestigt und sind wegen der geringen Ab­ stützfläche an der Aufbauwand, lediglich durch die Anlageflä­ che der Mutter, nur für weniger feste Verbindungen geeignet.

Für hochfeste Verschraubungen, wie Hilfsrahmenbefestigungen und Achsanbindungen an Trägern der Karosserie, werden soge­ nannte Mutternplatten mit großen Anlageflächen verwendet, die Gewindebohrungen zur Aufnahme einer Befestigungsschraube ent­ halten. Solche Mutternplatten sind über Befestigungsvorrich­ tungen an der Rückseite der Aufbauwand bzw. an der Innenseite der Träger verdrehsicher und unverlierbar gehalten, wobei die Befestigungsvorrichtung im wesentlichen aus die Mutternplatte eingrenzenden Abschnitten besteht. Im Bereich der Gewindeboh­ rung der Mutternplatte ist eine Bohrung durch die Aufbauwand vorgesehen, durch die die Befestigungsschraube einführbar ist.

Solche Mutternplatten sind für die Übertragung von hohen Kräf­ ten und bei einer schwimmenden Lagerung der Mutternplatten in den Befestigungsvorrichtungen zur Einstellbarkeit erforder­ lich. Ein großes Problem sowohl in der Kraftfahrzeugproduk­ tion als auch bei Reparaturen besteht darin, daß bei Beschädi­ gung des Gewindes einer Mutternplatte diese ausgetauscht wer­ den muß, was nur mit erheblichen Schwierigkeiten möglich ist. Da sich die Mutternplatten meistens in geschlossenen Träger­ querschnitten befinden, muß zum Wechsel und Austausch der Trä­ ger aufgeschnitten werden.

Wird beispielsweise bei der Endmontage eines Kraftfahrzeugs das Gewinde einer Mutternplatte verletzt, muß das Fahrzeug mit erheblichem Aufwand, einschließlich der erforderlichen Lackierarbeiten, nachgearbeitet werden. Ähnliche Schwierigkei­ ten, verbunden mit dem Aufschneiden ganzer Karosserieberei­ che, treten bei Karosseriereparaturen in den Reparaturwerk­ stätten auf.

Eine gattungsgemäße Mutternplatte, die an einer Aufbauwand einer Fahrzeugkarosserie gehalten ist, ist beispielsweise aus der DE-PS 28 22 057 bekannt.

Eine verschiebbare Mutternplatte, die innerhalb einer einsei­ tig offenen Kanalschiene verschiebbar gehalten ist, ist aus der EP 02 39 610 B1 bekannt. Eine solche Mutternplatte ist je­ doch durch die einseitig offene Kanalschiene ständig zugäng­ lich gehalten, so daß die mit der vorliegenden Erfindung zu lösenden Probleme beim Austausch einer solchen Mutternplatte nicht auftreten.

Weiter ist aus der DE-OS 17 75 246 eine verdrehbar ausgeführ­ te Mutternplatte bekannt, die innerhalb des Kanalquerschnitts einer einseitig offenen Profilschiene zum Ausgleich von Tole­ ranzen verdrehbar gehalten ist. Diese Mutternplatte enthält nur eine Gewindebohrung, so daß sie bei einer Verletzung des Gewindes ausgetauscht werden muß, wobei der Austausch keine Schwierigkeiten darstellt und durch den einseitig offenen Schlitz der Schiene jederzeit durchführbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine gattungsge­ mäße Mutternplatte mit Befestigungsvorrichtung so weiterzubil­ den, daß bei der Verletzung eines Gewindes der Mutternplatte die Probleme für einen Austausch nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, in der Mutternplatte wenigstens zwei Gewindebohrungen anzubringen und die Muttern­ platte verstellbar so zu halten, daß sie mit jeweils einer Ge­ windebohrung fluchtend unter die Bohrung an der Aufbauwand zum Einführen der Befestigungsschraube bewegbar ist.

Es stehen somit wenigstens zwei Gewindebohrungen zur Verfü­ gung. Wenn eine Gewindebohrung verletzt und unbrauchbar ist, kann dann durch Verstellen der Mutternplatte die andere (un­ verletzte) Gewindebohrung in ihre Wirkstellung unter die Ein­ steckbohrung an der Aufbauwand verstellt werden. Die Wirkung der Mutternplatte für eine großflächige Anlage an der Rücksei­ te der Aufbauwand bzw. an der Innenwand eines Trägers ist da­ durch nicht beeinflußt. Gegebenenfalls können auch mehr als zwei Gewindebohrungen in der Mutternplatte alternativ zur Ver­ fügung gestellt werden, wodurch auch bei Verletzung von zwei oder ggfs. mehreren Gewindebohrungen die Mutternplatte ohne Austausch weiter verwendbar ist.

Damit ergibt sich auf einfache Weise, ohne Aufschneiden von Karosserie- und Trägerteilen und den erforderlichen Nacharbei­ ten, eine Möglichkeit, die ursprüngliche Mutternplatte weiter­ zuverwenden, auch wenn ein Gewinde unbrauchbar geworden ist. Die Anbringung mehrerer Gewindebohrungen in einer Mutternplat­ te ergibt nur einen unbedeutenden Aufpreis, der im Vergleich zu den Vorteilen einer Weiterverwendung einer ursprünglich eingesetzten Mutternplatte nicht ins Gewicht fällt. Diese Vor­ teile treten sowohl bei der Fahrzeugmontage auf, da ohne Nach­ arbeit ein beschädigtes Gewinde direkt beim Montageablauf durch Verstellen der Mutternplatte ersetzt werden kann, als auch im Servicefall, wo eine einfache und schnelle Reparatur möglich ist.

In einer ersten Ausführungsart nach Anspruch 2 ist die Mut­ ternplatte innerhalb der Befestigungsvorrichtung verschiebbar gehalten. Um eine Drehsicherung innerhalb der Befestigung zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, eine Verschiebung nur in einer Richtung zuzulassen. Eine solche Ausführungsform mit einer verschiebbaren Anordnung und wenigstens zwei in Ver­ schieberichtung versetzt angeordneten Gewindebohrungen an der Mutternplatte ist einfach und preiswert herstellbar.

In einer konkreten Ausführungsform nach Anspruch 3 wird die Mutternplatte vorteilhaft rechteckig ausgebildet mit zwei im Abstand angebrachten Gewindebohrungen. Auch die die Muttern­ platte haltenden, eingrenzenden Abschnitte sind rechteckig an­ geordnet, wobei zwei gegenüberliegende Abschnitte etwa in der Breite der Mutternplatte angebracht sind und die zwei anderen in Verschieberichtung gegenüberliegenden Abschnitte etwa in einem Abstand entsprechend der Länge der Mutternplatte plus dem Abstand der Gewindebohrungen angeordnet sind. Damit ist eine Verschiebung der Mutternplatte im Umfang einer alterna­ tiven Positionierung der beiden Gewindebohrungen unter der Bohrung an der Aufbauwand möglich.

Um die Mutternplatte an einem willkürlichen Hin- und Herrut­ schen zu hindern, ist es ggfs. zweckmäßig, reibungserhöhende Mittel zwischen der Mutternplatte und der Befestigungsvorrich­ tung bzw. der Aufbauwand einzusetzen, wie Druckfedern, elasti­ sche Reibstreifen, etc.

In einer weiteren Ausführungsform nach Anspruch 4 ist die Mut­ ternplatte an der Befestigungsvorrichtung verdrehbar gehal­ ten, wobei durch Verdrehen jeweils eine andere Gewindebohrung der Mutternplatte unter die Bohrung an der Aufbauwand ge­ langt, so daß auch hier eine verletzte Gewindebohrung nur durch Verdrehen der Mutternplatte ersetzt werden kann.

In einer bevorzugten Ausbildung dieser verdrehbaren Ausfüh­ rungsform nach Anspruch 5 ist die Mutternplatte zwischen Ste­ gen als eingrenzende Abschnitte angeordnet, wobei diese Stege zur Rückseite der Mutternplatte hin keine Hinterschneidungen aufweisen, sondern die Mutternplatte nur seitlich eingrenzen. Damit die Mutternplatte von der Rückseite her abgestützt ist, wird diese über eine Federanordnung von hinten her angepreßt und zwischen den Stegen gehalten.

Am Drehpunkt der Mutternplatte ist eine weitere Bohrung durch die Aufbauwand angebracht, durch die ein Werkzeug in einen Werkzeugansatz an der Mutternplatte einsteckbar ist. Mit die­ sem Werkzeug kann dann die Mutternplatte gegen die Kraft der Federanordnung nach hinten gedrückt und über die Steghöhe an­ gehoben werden, wodurch sie (durch Gleiten an der Abstützfe­ der) in eine weitere Raststellung zwischen den Stegen verdreh­ bar ist. Die mehreren Gewindebohrungen an der Mutternplatte und entsprechend die Bohrung an der Aufbauwand zur Aufnahme der Befestigungsschraube liegen jeweils in einem gleichen Ab­ stand zum Drehpunkt und sind so angebracht, daß in jeder Rast­ stellung eine Gewindebohrung unter der Bohrung an der Aufbau­ wand zu liegen kommt.

Die Federanordnung wird nach Anspruch 6 vorteilhaft durch eine Tellerfeder gebildet, an der sich bei einer Verdrehung die Mutternplatte gleitend abstützt.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 7 ist die Mutternplatte in der Grundform eines gleichseitigen Dreiecks ausgeführt, mit drei in gleichen Winkelabständen liegenden Gewindebohrungen und drei Stegen an den Dreiecksseiten. Ein mittlerer Werkzeugansatz an der Mutternplatte ist als Sechs­ kant-Sackloch ausgebildet. Das geschlossene Loch ermöglicht das Anheben der Mutternplatte und die Sechskantausbildung dient als verdrehsicherer Ansatz für die Drehbewegung.

Damit ist auch bei der vorstehend beschriebenen Ausführungs­ form mit einer verdrehbaren Mutternplatte der Ersatz eines be­ schädigten Gewindes nur durch Verstellen der Mutternplatte schnell und ohne größeren Aufwand möglich.

Auch bei einer verstellbaren Mutternplatte mit mehreren Gewin­ debohrungen ist eine an sich bekannte, schwimmende Lagerung innerhalb der eingrenzenden Abschnitte entsprechend Anspruch 8 zum Ausgleich von Toleranzen möglich.

Anhand einer Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung an einer Aufbauwand in einer ersten Ausführungsform mit einer verschiebbaren Mutternplatte in einer ersten Stellung,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in einer zweiten Stellung,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer verdrehbaren Muttern­ platte und Befestigungsvorrichtung an einer Aufbauwand in einer Draufsicht (ohne Feder) und

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 in einem Querschnitt.

In Fig. 1 ist die Rückseite einer Aufbauwand 1 bzw. die Innen­ seite eines Trägers dargestellt. An dieser Rückseite der Auf­ bauwand 1 sind in einer rechteckigen Anordnung vier Abschnit­ te 2, 3, 4, 5 angebracht.

Innerhalb dieser Abschnitte 2, 3, 4, 5 ist eine Mutternplatte 6 verschiebbar gehalten. Um die Mutternplatte 6 in einer Rich­ tung senkrecht zur Aufbauwand nach hinten zu halten, sind we­ nigstens an einem Teil der Abschnitte, beispielsweise an den Abschnitten 4 und 5, die Mutternplatte 6 übergreifende Vor­ sprünge 7, 8 (schematisch strichliert angedeutet) angebracht.

Die Mutternplatte ist rechteckig ausgebildet, mit zwei in einem Abstand in Verschieberichtung angebrachten, gleichen Gewindebohrungen 9 und 10. Die zwei gegenüberliegenden Ab­ schnitte 4 und 5 sind an den Längsseiten der Mutternplatte 6 angeordnet. Die zwei anderen, in Verschieberichtung gegenüber­ liegenden Abschnitte 2 und 3 liegen dagegen in einem Abstand, der etwa der Länge der Mutternplatte 6 plus dem Abstand der Gewindebohrungen 9 und 10 entspricht.

Etwa in der Mitte der Anordnung aus den Abschnitten 2, 3, 4 und 5 enthält die Aufbauwand 1 (von deren Vorderseite her) eine Bohrung 11, die etwas größer als die Gewindebohrungen 9 und 10 ausgeführt ist. In Fig. 1 ist die Mutternplatte 6 in ihre rechte Funktionsstellung gebracht, wobei die Gewindeboh­ rung 9 unter der Bohrung 11 liegt. Damit kann von der Außen­ seite der Aufbauwand 1 her eine Befestigungsschraube durch die Bohrung 11 eingeführt und an der Mutternplatte 6 bzw. Gewindebohrung 9 zur Anbringung weiterer Aufbauteile ver­ schraubt werden. Zum Ausgleich von Toleranzen ist die Muttern­ platte 6 innerhalb der Abschnitte 2, 3, 4, 5 schwimmend gela­ gert und zudem ist die Bohrung 11 etwas größer als die Gewin­ debohrung 9 gewählt.

Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung wie Fig. 1, wobei die Muttern­ platte 6 jedoch in ihre linke Wirkstellung verschoben ist. Nun liegt die Gewindebohrung 10 unter der Bohrung 11, so daß nun dieses Gewinde für eine Verschraubung zur Verfügung steht, wenn das Gewinde der Gewindebohrung 9 verletzt und unb­ rauchbar ist.

Aus den Fig. 1 und 2 ist zu erkennen, daß die Mutternplatte 6 sowohl in der rechten Stellung nach Fig. 1 als auch in der linken Stellung nach Fig. 2 für das Anziehen der Befestigungs­ schraube durch die Abschnitte 2, 3, 4, 5 verdrehsicher (inner­ halb einer schwimmenden Lagerung) abgestützt ist.

In Fig. 3 ist in einer anderen Ausführungsform die Rückseite einer Aufbauwand 12 dargestellt, an der als begrenzende Ab­ schnitte für eine in der Grundform dreieckige Mutternplatte 13 drei zur Rückseite hin offene Stege 14, 15, 16 angeordnet sind. Diese Stege 14, 15, 16 halten die Mutternplatte 13 in der Ebene der Aufbauwand 12 und stützen sie verdrehsicher ab.

Aus dem Schnitt nach Fig. 4 ist zu ersehen, daß die Muttern­ platte 13 zudem in einer wannenförmigen Ausbildung der Aufbau­ wand 12 liegt, in der eine Druckfeder 17 in der Art einer Tellerfeder angebracht ist, die die Mutternplatte 13 von der Rückseite her gegen die Aufbauwand 12 und damit zwischen die Stege 14, 15, 16 preßt (in Fig. 3 ist der Übersichtlichkeit halber die Druckfeder 17 nicht dargestellt).

In der Mitte der Anordnung der Stege 14, 15, 16 enthält die Aufbauwand 12 eine Bohrung 18 zum Einführen einer Befesti­ gungsschraube. Unter dieser Bohrung 18 liegt in der Muttern­ platte 13 von der Vorderseite der Aufbauwand 12 erreichbar ein Sechskant-Sackloch 23 als Werkzeugansatz mit einem Durch­ messer kleiner als die Bohrung 18.

Zur Mitte um den gleichen Abstand versetzt sind an der Mut­ ternplatte 13 in gleichen Winkelabständen drei Gewindebohrun­ gen 19, 20, 21 angebracht sowie im gleichen Abstand versetzt eine Bohrung 22 in der Aufbauwand 12.

In der in Fig. 3 dargestellten Position der Mutternplatte 13 liegt die Gewindebohrung 19 unterhalb der etwas größer ausge­ führten Bohrung 22, so daß hier eine Befestigungsschraube zur Anbringung weiterer Anbauteile eingeschraubt werden kann. Zum Ausgleich von Toleranzen ist die Mutternplatte 13 schwimmend innerhalb der Stege 14, 15, 16 gelagert und zudem ist die Boh­ rung 22 größer als die Gewindebohrungen 19, 20, 21 gewählt.

Zur Verstellung der Anordnung auf eine der Gewindebohrungen 20 oder 21, wenn das Gewinde 19 verletzt ist, wird ein Sechs­ kant in das Sechskant-Sackloch 23 durch die Bohrung 18 einge­ führt und die Mutternplatte 13 gegen die Kraft der Druckfeder soweit angehoben, bis sie sich über der Höhe der Stege 14, 15, 16 befindet. Nun kann die Mutternplatte 13 soweit gedreht werden, bis eine der Gewindebohrungen 20 oder 21 unter der Bohrung 22 liegt. Durch Entlasten des Sechskants wird dann die Mutternplatte 13 in der entsprechenden Rastposition durch die Kraft der Druckfeder 17 wieder zwischen die Stege 14, 15, 16 bewegt. Eine Verstellung der Mutternplatte 13 auf ein un­ verletztes Gewinde ist somit einfach und schnell ohne Aus­ tausch der Mutternplatte 13 möglich.

Claims (8)

1. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung an einer Aufbau­ wand eines Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem geschlos­ senen Träger,
mit einer Mutternplatte mit Gewindebohrung zur Aufnahme einer Befestigungsschraube,
mit einer Befestigungsvorrichtung an der Rückseite der Auf­ bauwand bzw. an der Innenseite des Trägers, die aus ein­ grenzenden Abschnitten zur unverlierbaren und verdrehsiche­ ren Halterung der Mutternplatte besteht und
mit einer Bohrung durch die Aufbauwand im Bereich der Be­ festigungsvorrichtung, durch die die Befestigungsschraube einführbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens zwei Gewindebohrungen (9, 10; 19, 20, 21) in der Mutternplatte (6; 13) enthalten sind und
daß die Mutternplatte (6; 13) verstellbar gehalten ist, so daß sie mit jeweils einer Gewindebohrung fluchtend unter die Bohrung (11; 22) an der Aufbauwand (1; 12) bewegbar daß sie mit jeweils einer Gewindebohrung fluchtend unter die Bohrung (11; 22) an der Aufbauwand (1; 12) bewegbar ist.

2. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutternplatte (1) inner­ halb der Befestigungsvorrichtung (Abschnitte 2, 3, 4, 5) verschiebbar gehalten ist.

3. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutternplatte (6) recht­ eckig ausgebildet ist und zwei im Abstand angebrachte Ge­ windebohrungen (9, 10) enthält,
daß die eingrenzenden und die Mutternplatte (6) haltenden Abschnitte (2, 3, 4, 5) ebenfalls rechteckig angeordnet sind,
wobei zwei gegenüberliegende Abschnitte (4, 5) etwa in der Breite der Mutternplatte (6) angeordnet sind und die zwei anderen in Verschieberichtung gegenüberliegenden Abschnit­ te (2, 3) etwa in einem Abstand entsprechend der Länge der Mutternplatte (6) plus dem Abstand der Gewindebohrungen (9, 10) angeordnet sind.

4. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutternplatte (13) an der Befestigungsvorrichtung (Stege 14, 15, 16; Druckfeder 17) verdrehbar gehalten ist.

5. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutternplatte (13) zwi­ schen Stegen (14, 15, 16) als eingrenzende Abschnitte ange­ ordnet ist und von der Rückseite der Aufbauwand (12) her über eine Federanordnung (Druckfeder 17) an diese ange­ preßt und zwischen den Stegen (14, 15, 16) gehalten ist,
daß über eine weitere Bohrung (18) durch die Aufbauwand (12) am Drehpunkt der Mutternplatte (13) ein Werkzeug in einen Werkzeugansatz (23) an der Mutternplatte (13) ein­ steckbar ist und mit dem Werkzeug die Mutternplatte (13) gegen die Kraft der Federanordnung (17) über die Steghöhe anhebbar und in eine weitere Raststellung zwischen den Ste­ gen (14, 15, 16) verdrehbar ist und
daß die mehreren Gewindebohrungen (19, 20, 21) an der Mut­ ternplatte (13) und entsprechend die Bohrung (22) an der Aufbauwand zur Aufnahme der Befestigungsschraube in einem gleichen Abstand zum Drehpunkt liegen, wobei in wenigstens zwei Raststellungen je eine Gewindebohrung (19) fluchtend unter dieser Bohrung (22) liegt.

6. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung durch eine Tellerfeder (17) gebildet ist.

7. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutternplatte (13) die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks aufweist mit drei Gewindebohrungen (19, 20, 21) und mit Stegen (14, 15, 16) an den Dreiecksseiten und daß ein mittlerer Werkzeugansatz als Sechskant-Sackloch (23) ausgebildet ist.

8. Mutternplatte und Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eingren­ zenden Abschnitte (2, 3, 4, 5) bzw. Stege (14, 15, 16) in einem Abstand zu den angrenzenden Mutternplattenrändern für eine schwimmende Lagerung der Mutternplatte (6; 13) zum Toleranzausgleich angeordnet sind.