DE4134201C1 - Covered internal trimming fixture for car bodywork - uses form-fitting snap arrangement allowing release without damage for servicing - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur ver­ deckten Befestigung eines flächigen Verkleidungsteils an einem Träger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Verkleidungsteile werden z. B. im Innenraum von Kraft­ fahrzeugen verwendet, um aus optischen Gründen und zur Geräuschdämmung Innenblechflächen abzudecken. Da in vielen Fällen ein Abnehmen der Verkleidungsteile erfor­ derlich ist, müssen die zur Befestigung der Verkleidungs­ teile an den Trägerstrukturen verwendeten Befestigungs­ einrichtungen so gestaltet sein, daß ein Lösen der Ver­ kleidungsteile ohne Zerstörung der Befestigungseinrich­ tungen oder Beschädigung der Verkleidungsteile möglich ist. Die Befestigungseinrichtungen müssen ihre Funktion, die Verkleidungsteile sicher und ohne Klappern zu befe­ stigen, auch nach mehrmaligem Entfernen und Wiederanbrin­ gen der Verkleidungsteile, noch erfüllen.

Eine derartige Einrichtung zur verdeckten Befestigung von Verkleidungsteilen ist beispielsweise aus der DE 31 14 283 A1 bekannt. Die hierin beschriebene Befestigungseinrichtung besteht aus zwei Teilen, wobei das erste Teil (Befestigungselement) mit seinem buchsen­ förmigen Schaft in eine Bohrung des zu verkleidenden Trä­ gers eingesetzt wird und mit diesem über Rastzungen nach erfolgter Erstmontage unlösbar verbunden bleibt. Das zweite Teil der Befestigungseinrichtung (Schnappein­ richtung) hat im wesentlichen eine nagelähnliche Gestalt. Der Kopf der Schnappeinrichtung ist gemäß den Fig. 4 mit 6 der obengenannten Offenlegungsschrift mit einer Verkleidungsplatte verbunden; der Schaftabschnitt weist an seinem freien Ende eine Verdickung mit zwei diametral gegenüberliegenden Doppelkeilflächen auf. Die Schaftlänge der Schnappeinrichtung ist dabei so bemessen, daß nach vollständigem Einführen der Schnappeinrichtung in das Befestigungselement sich die Verdickung auf der der Verkleidungsplatte abgewandten Seite des Befestigungs­ elementes befindet. Der im Bereich der Verdickung hohl ausgeführte Schaft der Schnappeinrichtung ermöglicht dabei ein Zusammendrücken der jeweiligen Keilflächen beim Einsetzen der Schnappeinrichtung in das Befestigungs­ element bzw. bei der Entnahme desselben aus dem Befestigungselement.

Nachteilig bei der oben beschriebenen Befestigungsein­ richtung ist, daß das Lösen der Verkleidungsplatte vom Träger mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand erfolgt. Daher kann die beschriebene Befestigungseinrichtung nur für solche Verkleidungsteile verwendet werden, auf die in einer vom Träger wegweisenden Richtung keine nennenswer­ ten Kräfte wirken.

Verkleidungsteile, die beispielsweise zur Abdeckung von Teilen einer Verbrennungskraftmaschine (Otto-, Dieselmo­ tor) verwendet werden und nicht an der Karosserie, son­ dern direkt am Motor befestigt sind, sind den Motorschwingungen ausgesetzt. Diese Motorschwingungen erzeugen in den Verkleidungsteilen entsprechend hohe Mas­ senkräfte F (F = m·a; m = Masse des Verkleidungsteils; a = auf das Verkleidungsteil einwirkende Beschleunigung), so daß eine Befestigungseinrichtung gemäß der oben­ genannten Offenlegungsschrift keine ausreichend sichere Befestigung gewährleisten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Befestigungseinrichtung so auszubilden, daß Ver­ kleidungsteile auch bei hohen einwirkenden Kräften sicher an einen Träger befestigt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Kerngedanke der Erfindung ist es, ein Verkleidungsteil unter entsprechender Vorspannung derart an einem Träger zu befestigen, daß von einer ursprünglich vorhandenen Wechselkraftbeanspruchung etwa senkrecht zum Verklei­ dungsteil lediglich Kräfte in einer vom Träger wegweisen­ den Richtung (schwellende Beanspruchung) übrigbleiben. Für diese vom Träger wegweisende Kraftrichtung erzeugt die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung einen hoch­ belastbaren Formschluß. Diese Verbindung kann nur dadurch zerstörungsfrei gelöst werden, daß das Verkleidungsteil entgegen der Vorspannung in Richtung auf den Träger ver­ schoben wird. Anschließend kann das Verkleidungsteil ohne nennenswerten Widerstand vom Träger entfernt werden.

Voraussetzung für eine erfindungsgemäße Befestigungsein­ richtung ist, daß die Vorspannung des Verkleidungsteils deutlich größer ist als die in Richtung des Trägers wir­ kenden Kräfte. Die Vorspannung kann vom Verkleidungsteil selbst infolge seiner Eigenelastizität, über zusätzliche Federn, elastische Dichtungen usw. aufgebracht werden.

Eine weitere Voraussetzung für das Funktionieren der be­ schriebenen Befestigungseinrichtung ist ein entsprechen­ der Freiraum zwischen dem Verkleidungsteil und dem Befe­ stigungselement, damit die zum Träger hin gerichtete Ver­ schiebung des Verkleidungsteils, welche den Lösevorgang einleitet, stattfinden kann.

Mit der beschriebenen Erfindung steht eine Befestigungs­ einrichtung zur Verfügung, die eine in einer Richtung dem Grunde nach unlösbare Verbindung durch eine Bewegungsum­ kehr lösbar macht. Es ist somit möglich, ein hochbelastbares Verkleidungsteil durch eine verdeckt lie­ gende, von außen nicht zugängliche Verbindung ohne Werk­ zeugeinsatz sicher und doch lösbar zu befestigen und da­ mit auch hohen Ansprüchen an die optische Gestaltung von Verkleidungsteilen gerecht zu werden.

Ein Anwendungsgebiet für eine erfindungsgemäße Befesti­ gungseinrichtung ist, wie schon erwähnt, die Anbringung von Verkleidungsteilen im Motorbereich von Kraftfahrzeu­ gen, in erster Linie aus optischen Gründen. Die Verklei­ dungsteile müssen dabei zu Servicezwecken lösbar sein. Durch entsprechende Vorspannung werden die sinusähnlichen Motorschwingungen in eine schwellende Schwingbelastung übergeführt.

Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung setzt sich aus einer Schnappeinrichtung und einem Befestigungsele­ ment zusammen.

Die Schnappeinrichtung kann in an sich bekannter Weise in verschiedenen Formen ausgeführt sein (Haken, sich aufwei­ tender Ring etc.).

Auch das zweiteilige Befestigungselement kann vom Fach­ mann in bekannter Weise auf der Grundlage der in den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche festgelegten Funktionsangaben in vielfältigen Ausgestaltungen ausge­ führt werden. So kann beispielsweise an Stelle des Wul­ stes gemäß Patentanspruch 5 auch ein Öffnungsteil mit entsprechend großem Außendurchmesser und einer Nut für den Eingriff der Schnappeinrichtung verwendet werden. Die Mitnahme des Öffnungsteils durch die Schnappeinrichtung kann an Stelle des Formschlusses über die Nut auch über den Kraftschluß mittels einer entsprechend rauh gestalte­ ten Mantelfläche des Öffnungsteils erfolgen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie das Zusammenwirken von Schnappeinrichtung und Befesti­ gungselement werden anhand schematischer Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, zum Teil geschnitten, einer erfindungsgemäßen Befestigungsein­ richtung im verrasteten Zustand;

Fig. 2 mit 4 der Fig. 1 entsprechende Darstellungen zur Beschreibung der Funktionsweise beim Lösen der Befestigungseinrichtung.

Die Befestigungseinrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus ei­ ner Schnappeinrichtung 1 und einem Befestigungselement 2.

Die Schnappeinrichtung 1, im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel in Form zweier Schnapphaken 3a, b, ist direkt an ein Verkleidungsteil 4 angebunden.

Das Befestigungselement 2 ist zweiteilig ausgeführt und setzt sich aus einem Halteteil 22 und einem auf dem Halteteil 22 frei verschieblichen Öffnungsteil 16 zusammen. Das Halteteil 22 besteht aus einem zylindrischen Schaft 5, der an seinem dem Verkleidungsteil 4 zugewandten Ende als verrastende Einrichtung 6 eine kegelstumpfförmige Verdickung 7 mit einem Außendurchmesser d im ringförmig ausgebildeten unteren Abschnitt 8 aufweist. Die Unter­ seite 9 dieses Abschnittes 8 bildet die Anlagefläche für die Schnapphaken 3a, b. Am unteren Endabschnitt des Hal­ teteils 22 ist eine Scheibe 10 sowie eine Sechskantmutter 11 angeformt. Der Schaft 5 besitzt über seine Länge einen Hohlraum 12 mit kreisförmigen Querschnitt, der im unteren Endabschnitt mit einem metrischen Gewinde 13 versehen ist, in das ein Gewindebolzen 14 eingeklebt ist. Über den Gewindebolzen 14 wird das Befestigungselement 2 mit einem Träger 15 verschraubt, wobei die Verschraubung mit Hilfe einer nicht dargestellten Kontermutter festgelegt wird.

Am Schaft 5 ist das rohrförmige Öffnungsteil 16 freiver­ schieblich zwischen der Unterseite 9 der Verdickung 7 und der Scheibe 10 angeordnet. Der der Verdickung 7 zuge­ wandte Endabschnitt des Öffnungsteils 16 weist einen um­ laufenden Wulst 17 auf. Etwa mittig am Öffnungsteil 16 ist ein umlaufender Begrenzungsring 18 ausgebildet.

In der Darstellung nach Fig. 1 sind Schnappeinrichtung 1 und Befestigungselement 2 miteinander verrastet. Druckfe­ dern 19, von denen nur eine schematisch dargestellt ist, halten das Verkleidungsteil 4 unter Vorspannung, so daß die Schnapphaken 3a, b an der Unterseite 9 der Verdickung 7 zum Anliegen kommen. Beim Einwirkung einer Kraft F in Belastungsrichtung 20 ist somit über Schnappeinrichtung 1 und Befestigungselement 2 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verkleidungsteil 4 und dem Träger 15 gege­ ben, die nicht zerstörungsfrei lösbar ist, d. h. in Bela­ stungsrichtung 20 können je nach den verwendeten Materia­ lien für die Befestigungseinrichtung entsprechend hohe Kräfte angreifen. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Verklei­ dungsteils 4 ist aufgrund des beschriebenen Formschlusses nicht möglich.

Die Fig. 2 mit 4 zeigen die Funktionsweise der be­ schriebenen Befestigungseinrichtung bei der Demontage des Verkleidungsteils 4.

Wird das Verkleidungsteil 4 gemäß Fig. 2 entgegen der Vorspannung der in den Fig. 2 mit 4 nicht dargestell­ ten Druckfedern 19 in Löserichtung 21 zum ebenfalls nicht dargestellten Träger 15 hin verschoben, gleiten die Schnapphaken 3a, b über den Wulst 17 des Öffnungsteils 16 hinweg. Die Verschieblichkeit des Verkleidungsteils 4 in Löserichtung 21 wird durch den Anschlag der Schnapphaken 3a, b am Begrenzungsring 18 des Öffnungsteils 16 be­ grenzt. Dabei kommt das Öffnungsteil 16 seinerseits zum Anliegen an der Scheibe 10, sofern diese Endlage nicht schon vorher infolge der Gewichtskraft des Öffnungsteils 16 erreicht war.

Nach dem Aufschieben der Schnapphaken 3a, b auf das Öff­ nungsteil 16 ist gemäß Fig. 3 eine Umkehr der Bewegungs­ richtung erforderlich, um das Verkleidungsteil 4 vom Trä­ ger 15 lösen zu können. Durch die von den Druckfedern 19 unterstützte Bewegung des Verkleidungsteils 4 in der ur­ sprünglichen Belastungsrichtung 20 wird das Öffnungsteil 16 über die Schnapphaken 3a, b, die am Wulst 17 des Öff­ nungsteils 16 anliegen, in Belastungsrichtung 20 mit­ genommen. Hierdurch kommt das Öffnungsteil 16 an der Un­ terseite 9 der Verdickung 7 zum Anliegen.

Bei Fortführung der Bewegung des Verkleidungsteils 4 in der ursprünglichen Belastungsrichtung 20 werden die Schnapphaken 3a, b etwas aufgeweitet und gleiten dadurch über den Wulst 17 des Öffnungsteils 16 hinweg (Fig. 4). Aufgrund der relativ geringen und zudem stetig verlaufen­ den Querschnittserweiterung des Öffnungsteils 16 am Wulst 17 ist für die Aufweitung der Schnapphaken 3a, b eine nur verhältnismäßig geringe Kraft F erforderlich. Da der Durchmesser des Wulstes 17 größer ist als der Durchmesser d der Verdickung 7, ist nunmehr der Formschluß zwischen den Schnapphaken 3a, b und der Verdickung 7 aufgehoben.

Das Verkleidungsteil 4 kann ohne Kraftaufwand vom Befestigungselement 2 abgenommen werden.

Durch die zerstörungsfreie Demontage des Verkleidungs­ teils 4 ist mehrmaliger Wiederanbau/Demontage ohne Beein­ trächtigung der Verbindung zwischen Verkleidungsteil 4 und Träger 15 möglich. Der Wiederanbau erfolgt durch das Aufsetzen des Verkleidungsteils 4 mit den angeformten Schnapphaken 3a, b auf die kegelige Fläche der Verdickung 7, wobei in der ursprünglichen Löserichtung 21 eine Kraft zur Überwindung der Vorspannung der Druckfedern 19 und zur Aufweitung der Schnapphaken 3a, b bis auf den Durch­ messer d aufzubringen ist. Nach dem hörbaren Einrasten der Schnapphaken 3a, b, das verbunden ist mit einem Rück­ gang der zum Aufschieben notwendigen Kraft F, ist das Verkleidungsteil 4 in Belastungsrichtung 20 wieder "quasi unlösbar" mit dem Träger 15 verbunden.

Selbstverständlich kann an Stelle der beiden Schnapphaken 3a, b die Schnappeinrichtung auch aus mehreren Haken be­ stehen, z. B. auch als geschlitzter Schnappring mit fe­ dernden Abschnitten ausgebildet sein. Neben der ein­ stückigen Ausführung von Verkleidungsteil 4 und Schnapp­ einrichtung 1 kann die Schnappeinrichtung 1 mit dem Ver­ kleidungsteil 4 verklebt oder verschweißt sein (bei Kunststoffteilen z. B. Ultraschallschweißung). Ebenso kann eine separate Schnappeinrichtung 1 ein Fußstück auf­ weisen, das z. B. in einen Kanal am Verkleidungsteil 4 seitlich eingeschoben wird. Das Fußstück der Schnappein­ richtung 1 könnte auch als sogenannte Eindrehniere ge­ formt sein, die in eine entsprechende Ausnehmung auf der trägerseitigen Rückseite des Verkleidungsteils 4 einge­ dreht wird.

Da die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung die ver­ deckte Anbringung von Verkleidungsteilen 4 ermöglicht, sollte aus optischen Gründen in jedem Fall die Verbindung zwischen Schnappeinrichtung 1 und Verkleidungsteil 4 so beschaffen sein, daß sie von der Vorderseite des Verklei­ dungsteils 4 nicht sichtbar ist.

Die verrastende Einrichtung 6 des Befestigungselementes 2 kann beispielsweise auch eine halbkugelähnliche Ver­ dickung aufweisen; auch nicht rotationssymmetrische Aus­ bildungen sind denkbar, z. B. zwei Gegenhaken zu den Schnapphaken 3a, b.

Die beiden Hauptfunktionen des Öffnungsteils 16 (Aufspreizen der Schnappeinrichtung 1, Mitnahme durch die Schnappeinrichtung 1) können auch durch eine vom obigen Ausführungsbeispiel abweichende Gestaltung erfüllt wer­ den: So kann beispielsweise das Öffnungsteil 16 einen über seine Längserstreckung gleichbleibenden Durchmesser, der dem Durchmesser des Wulstes 17 entspricht, aufweisen (Aufspreizfunktion) und für den Form- oder Reibschluß mit der Schnappeinrichtung 1 eine umlaufende Ringnut bzw. eine entsprechend rauhe Oberfläche besitzen (Mitnahme­ funktion). In jedem Fall sollte eine Abrundung oder eine Fase an der der Verdickung 7 des Befestigungselementes 2 zugewandten oberen Seite des Öffnungsteils 16 das Auf­ spreizen der Schnappeinrichtung 1 erleichtern. Der Be­ grenzungsring 18 kann entfallen, wenn der Weg in Löse­ richtung 21 durch die Scheibe 10 oder den Anschlag des Verkleidungsteils 1 an der Verdickung 7 begrenzt wird.

Die Befestigung des Befestigungselementes 2 am Träger 15 kann auf vielfältige Art und Weise geschehen. Die bei­ spielhaft genannte Schraubverbindung ermöglicht eine in­ dividuelle Höheneinstellung der einzelnen Befestigungs­ elemente 2.

Schnappeinrichtung 1 und Befestigungselement 2 sind vor­ zugsweise in Kunststoff auszuführen. Hieraus ergeben sich Vorteile hinsichtlich Gestaltungsmöglichkeiten, Anbindung an Verkleidungsteile 4, Schwingungsdämpfung, Eigenelasti­ zität, Herstellungskosten etc. Wird eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung zur Anbringung von Verkleidungs­ teilen 4 an motorfesten Komponenten eingesetzt, so ist bei der Auswahl des Kunststoffes auf entsprechende Tempe­ raturbeständigkeit und mechanische Festigkeit zu achten.

Claims (6)

1. Einrichtung zur verdeckten Befestigung eines flächi­ gen Verkleidungsteils an einem Träger, bestehend aus einem mit dem Träger zu verbindenden Befestigungs­ element und einer am Verkleidungsteil anzuordnenden Schnappeinrichtung, welche mit dem Befestigungsele­ ment eine formschlüssige Verbindung eingeht, dadurch gekennzeichnet, daß das Verkleidungsteil (4) unter Vorspannung am Träger (15) befestigt ist und in einer vom Befestigungselement (2) wegweisenden Richtung (Belastungsrichtung (20)) nur dadurch zer­ störungsfrei gelöst werden kann, daß das Verklei­ dungsteil (4) zunächst in einem 1. Schritt unter Überwindung der Vorspannung zum Befestigungselement (2) hin (Löserichtung (21)) bewegt und anschließend in einem 2. Schritt in entgegengesetzter Richtung (Belastungsrichtung (20)) vom Befestigungselement (2) abgezogen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (2) aus einem mit dem Träger (15) zu verbindenden Halteteil (22), in das die Schnappeinrichtung (1) einrastet und einem auf dem Halteteil (22) frei verschiebbaren Öffnungsteil (16) besteht, das mit der Schnappeinrichtung (1) zu­ sammenwirkt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen schaftförmige Halteteil (22) an seinem einen Ende am Träger (15) zu befestigen ist sowie an seinem ande­ ren Ende eine Einrichtung (6) zum formschlüssigen Verrasten mit der Schnappeinrichtung (1) aufweist und zwischen den beiden Endabschnitten entlang eines Schaftes (5) das hülsenförmige Öffnungsteil (16) führt.

4. Einrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ teil (16) an seinem dem Verkleidungsteil (4) zuge­ wandten Ende so gestaltet ist, daß es die Schnapp­ einrichtung (1) auf eine lichte Weite aufspreizt, die über dem größten Querschnitt der Einrichtung (6) zum formschlüssigen Verrasten mit der Schnapp­ einrichtung (1) liegt und daß die Schnappeinrichtung (1) das Öffnungsteil (16) durch Form- oder Kraft­ schluß mitbewegen kann.

5. Einrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ teil (16) an seinem dem Verkleidungsteil (4) zuge­ wandten Ende einen Wulst aufweist.

6. Einrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (5), das Öffnungsteil (16) und/oder die Einrichtung (6) zum formschlüssigen Verrasten mit der Schnapp­ einrichtung (1) im Querschnitt rotationssymmetrisch sind.