DE4207434C2 - Befestigungselement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Befestigungselements gemäß Oberbegriff des Anspruchs 5.

Es ist bereits ein Befestigungselement bekannt, welches beispielsweise zur Benutzung als eine Verriegelungsvorrichtung für eine Fahrzeugtür und ein Kettengliedende einer Transportkette geeignet ist. Die Ver­ riegelungsvorrichtung weist eine Eingreif oder Einrückklaue auf, welche auf der Seite der Tür angeordnet ist, sowie ein Befestigungelement, welches auf der Seite der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Die metallische Eingreif oder Einrückklaue wird im Zuge einer Verriege­ lung mit einem Haken in einen durch das Befestigungselement begrenz­ ten Zwischenraum bewegt. Das Befestigungselement ist aus einem metal­ lischen Material gebildet, weist eine U-förmige Gestaltung mit einem ersten stabförmigen Teil und einem zweiten und dritten stabförmigen Teil an den Enden des ersten Teils auf und ist mit dem Fahrzeugkörper durch eine zu diesem gehörige Deichsel befestigt.

Da das Befestigungselement eine U-förmige Gestalt besitzt, wird die Eingreif- oder Einrückklaue in Eingriff mit einem Punkt an der Ober­ seite eines Eingriffabschnitts des Befestigungselements gebracht, wenn mit Hilfe des Befestigungselements eine derartige Befestigung realisiert wird. Falls nun das Befestigungselement über längere Zeit benutzt wird, entsteht als Ergebnis der durch die Fahrzeugtür auferlegten Belastung an den Berührungspunkten des Befestigungselements in konzentrierender Weise eine unerwünschte Metallermüdung. Infolgedessen bilden sich Bruchstellen oder Risse, welche dazu führen, daß der verriegelte oder befestigte Zustand zwischen der Eingreif oder Einrückklaue und dem Befestigungselement nicht mehr gewährleistet ist. Hierdurch ergibt sich die Gefahr, daß sich während der Fahrzeugbewegung die Fahrzeugtür öffnet, insbesondere dann, wenn seitliche Belastungskräfte auf die Fahr­ zeugtür einwirken, während das Fahrzeug durch eine Kurve fährt.

Aus der DE-A-1 10 996 ist ein Befestigungselement gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dieses bekannte Befestigungselement besitzt in seinen sämtlichen stabförmigen Teilen, die gemeinsame ein "U" bilden, einen einheitlichen Querschnitt.

Aus der US-A-2 239 045 ist ein etwa "C"-förmiger Bügel mit Schraub­ gewinden an den Enden des Bügels bekannt. Im Übergangsbereich zwischen den Enden des ersten, mittleren Teils sind nach außen weisen­ de Rippen geformt.

Aus der GB-A-1 532 739 ist ein U-förmiger Bügel bekannt, bei dem der mittlere stabförmige Teil, d. h. der Verbindungssteg zwischen den zwei Schenkeln des "U" auf der Innenseite teilweise abgeflacht ist. Die Über­ gänge zwischen dem mittleren stabförmigen Teil und den an dessen äußeren Ende anschließenden stabförmigen Teil ist abgerundet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Betriebssicherheit durch Ausschluß bzw. Verlangsamung einer Materialermüdung des ersten stabförmigen Teils erhöht ist. Außerdem soll ein Verfahren zur Her­ stellung eines derartigen Befestigungselements angegeben werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 5 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Entsprechend einer solchen Weiterbildung nimmt der rechteckige Querschnitt im Bereich der Rippen ab.

Bei dem erfindungsgemäßen Befestigungselement werden die Rippen durch im Querschnitt ebenfalls rechteckige Verlängerungen des ersten stabförmigen Teils gebildet. Im Stand der Technik gemäß der erwähnten DE-A-1 10 996 werden die "Rippen" durch nach außen weisende Aus­ bauchungen an den Übergängen zwischen dem Mittelteil und den beiden Schenkeln des' "U" gebildet.

Bezüglich des Verfahrensanspruchs läßt sich aus der vorerwähnten US 22 39 045 die Herstellung ausgehend von einem länglichen Metallstück mit vorgegebenen Abmessungen und das Biegen eines solchen Metallstücks mit dem daran anschließenden Anordnen des Werkstücks in einem unteren Gesenkteil entnehmen.

Das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Befestigungselement ist in der Weise konstruiert, daß sich die zweiten und dritten stabför­ migen Elemente parallel zueinander erstrecken, und zwar längs einer Richtung, welche senkrecht zu der axialen Richtung des ersten stabför­ migen Teils verläuft. Hierbei dient das erste stabförmige Teil dazu, das Eingriff und Einrückglied zu halten. Dementsprechend kann, verglichen mit einem üblichen U-förmigen Befestigungselement, derjenige Abschnitt des Befestigungselements, welcher der Belastung unterworfen ist, dezen­ tralisiert werden, so daß sich eine Metallermüdung nicht leicht einstellen kann. Zusätzlich kann aufgrund der sich von beiden Enden des ersten stabförmigen Teils aus erstreckenden Rippen die Widerstandsfähigkeit des Befestigungselements gegenüber Zugkräften wesentlich erhöht werden, wobei die zweiten und dritten stabförmigen Teile jeweils von den Rippen aus hervorspringen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Im Rahmen von Ausführungsbeispielen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Befestigungs­ elements gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht einer Rippenformvorrichtung zur Herstellung des Befestigungsele­ ments; und

Fig. 3 eine Teil-Schnittansicht eines aus einem Verbundstahl hergestell­ ten Befestigungselements, wobei eine vertikale Schnittansicht schematisch eine Oberfläche des Befestigungselements zeigt, wel­ ches mit Hilfe der Rippenformvor­ richtung gemäß Fig. 2 hergestellt ist.

In der Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 ein Befestigungselement in Übereinstimmung mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform. In grundlegender Weise weist das Befestigungselement 10 ein erstes stabförmiges Teil 12, ein zweites stabförmiges Teil 14a und ein drittes stabförmi­ ges Teil 14b auf.

Das erste stabförmige Teil 12 erstreckt sich längs einer axialen Richtung und weist flache oder schräg geneigte Abschnitte 18a und 18b auf, die jeweils an seinen beiden Enden ausge­ formt sind.

Außerdem erstrecken sich das zweite stabförmige Teil 14a und das dritte stabförmige Teil 14b von dem ersten stabförmigen Teil 12 aus, genauer gesagt von Positionen aus, die nahe den jeweili­ gen Enden des ersten stabförmigen Teils 12 lie­ gen, in einer parallelen Ausrichtung miteinan­ der nach abwärts. Das erste stabförmige Teil 12 ist mit einer ersten Rippe 20a und einer zweiten Rippe 20b versehen, welche Rippen sich von dem zweiten stabförmigen Teil 14a und dem dritten stabförmigen Teil 14b aus jeweils nach außen vorspringend erstrecken.

Das Befestigungselement 10 wird in der folgen­ den Art und Weise hergestellt.

Zu Anfang wird ein aus Stahl bestehendes Element, welches einen vorgegebenen Durchmesser und einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, mittels einer nicht dargestellten Schneidvorrichtung zu einer vorgegebenen Länge geschnitten. Beispielsweise kann das Stahlelement einen Chrom-Molybdän-Stahl aufweisen. Im Anschluß daran wird dieses ge­ schnittene Element mit Hilfe einer nicht darge­ stellten Biegevorrichtung in die Form eines U- förmigen Körpers gebogen. Daraufhin wird eine in der Fig. 2 dargestellte Rippenformvorrichtung 30 dazu benutzt, um das Befestigungselement 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausfüh­ rungsform auszugestalten. Im einzelnen weist diese Rippenformvorrichtung ein unteres Formteil 32 (Gesenkunterteil) und ein oberes Formteil 34 (Gesenkoberteil) auf. Das untere Formteil 32 um­ faßt einen zylindrischen Hauptstempel 36 und einen zylindrischen Hilfsstempel 38. Der Hauptstempel 36 weist zwei Bohrungen 42a, 42b auf, welche je­ weils längs einer axialen Richtung des Haupt­ stempels 36 in einer solchen Art und Weise aus­ gebildet sind, daß ein aus Stahl bestehendes, mit Hilfe der Biegevorrichtung in die Form eines U-förmigen Körpers gebogenes Element 40 in die Bohrungen 42a, 42b eingeführt wer­ den kann, wobei eine jede dieser Bohrungen 42a, 42b einen vorgegebenen Durchmesser besitzt. Der Hilfsstempel 38 ist unterhalb des Haupt­ stempels 36 angeordnet und weist Vorsprünge 44a, 44b auf, welche in die entsprechenden Bohrungen 42a, 42b eingesetzt werden, die in dem Hauptstempel 36 vorgesehen sind.

Das obere Formteil 34 weist einen zylindrischen Begrenzungsstempel 46 sowie einen Preßstempel 48 auf. Der Begrenzungsstempel 46 weist eine rechteckförmige Ausnehmung 50 auf, welche in diesem Begrenzungsstempel definiert ist. Die Abmessung dieser Ausnehmung 50, welche sich in der horizontalen Richtung erstreckt, wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist länger als der größte Abstand zwischen den in dem Hauptstempel 36 vorgesehenen Bohrungen 42a und 42b. Der Preßstempel 48 weist eine unte­ re Oberfläche auf, welche auf ihren beiden Seiten nach unten geneigt ausgebildet ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, wobei dieser Preßstempel 48 beweglich in die recht­ eckförmige Ausnehmung 50 eingesetzt ist. Mit einem oberen Abschnitt des Preßstempels 48 ist ein nicht dargestelltes Betätigungsorgan verbunden.

Um das Befestigungselement auszuformen, wird zunächst der Hilfsstempel 38 an einer Anordnungsstelle unterhalb des Hauptstempels 36 positioniert. Daraufhin werden das zweite stabförmige Teil 14a und das dritte stabför­ mige Teil 14b des aus Stahl bestehenden, U- förmigen Elements 40 jeweils in die entspre­ chenden Bohrungen 42a, 42b des Hauptstempels 36 eingeführt, derart, daß sie zum Anschlag an die entsprechenden Vorsprünge 44a, 44b gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt ist der gebogene Abschnitt des U-förmigen Elements 40 in der Weise positioniert, daß der dem ersten stabförmigen Teil 12 entsprechende Abschnitt oberhalb der oberen Oberfläche des Hauptstem­ pels 36 gelagert ist.

Der Begrenzungsstempel 46 wird sodann in Be­ rührung mit der oberen Oberfläche des Haupt­ stempels 36 gebracht und an diesem befestigt.

Anschließend wird das (nicht dargestellte) Be­ tätigungsorgan in Betrieb genommen, um zu verursachen, daß der Preßstempel 48 in Rich­ tung zu dem Hauptstempel 36 hin verschoben wird. Es wird daher eine Preßkraft graduell oder stufenweise auf das aus Stahl bestehende Ele­ ment 40 angewendet, wenn die untere Oberfläche des Preßstempels 48 zum Anschlag gegen den gebogenen Abschnitt des U-förmigen Elements 40 gebracht wird, wodurch ein abgeflachter Ab­ schnitt in einem mittleren Bereich des U-för­ migen Elements 40 ausgeformt wird. Zusätzlich hierzu werden die beiden Seiten des Elements 40 von den beiden Bohrungen 42a, 42b des Hauptstempels 36 aus nach außen gepreßt, so daß die ersten und zweiten Rippen 20a, 20b ausgeformt werden.

Das Betätigungsorgan wird sodann in Betrieb genommen, um eine Trennung der oberen Form 34 von der unteren Form 32 zu bewirken, wodurch es ermöglicht ist, das fertig geformte Befe­ stigungselement 10 aus der Form zu entnehmen.

Fig. 3 zeigt eine vertikale Schnittansicht des Stahlelements 40 in seinem gebogenen Zu­ stand, wobei dieses Stahlelement mittels der Rippenformungsvorrichtung 30 hergestellt ist und das Befestigungselement 10 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie im einzelnen aus der Fig. 3 ersichtlich ist, weist das Material, aus welchem das erste stabförmige Teil 12 aufgebaut ist, eine Ge­ fügestruktur auf, wie sie durch die die laminare Strukturierung repräsentierenden Linien 52 in der Fig. 3 angedeutet ist. Die Gefügestruktur des Materials ist somit durch Biegungen oder Krümmungen charakterisiert, die im wesentlichen unter rechten Winkeln zu den ersten und zweiten Rippen 20a, 20b bis in die jeweiligen Bereiche hineinverlau­ fen, in welche das erste stabförmige Element 12, das zweite stabförmige Element 14a und das dritte stabförmige Element 14b hinein­ gebogen sind. Die Gefügestruktur 52 weist Krümmungen auf, welche sich ändern, d. h. welche jeweils von dem zweiten stabförmigen Teil 14a und dem dritten stabförmigen Teil 14b ausgehend gekrümmt und gebogen sind und welche zu den ersten und zweiten Rippen 20a, 20b hin orientiert sind, die durch den Preßstempel 48 der Rippenformungsvorrichtung nach außen gepreßt worden sind. Sobald sich jedoch die Gefügestruktur 52 in ihrem Ver­ lauf an die ersten und zweiten Rippen 20a, 20b annähert, erstrecken sie sich wiederum parallel zu den ersten und zweiten Rippen 20a, 20b. Aufgrund der Gestaltung der Ge­ fügestruktur der ersten und zweiten Rippen 20a, 20b, wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Befestigungselements gegenüber Zugkräften erzielt werden.

Das Befestigungselement 10 kann im übrigen unter Anwendung eines Warmschmiedeverfahrens oder Warm-Preßverfahrens hergestellt werden. Darüber hinaus ist die Benutzung des Befestigungselements gemäß der vorlie­ genden Erfindung nicht notwendigerweise beschränkt auf eine Verriegelungsvorrichtung für eine Fahrzeugtür. Das Befestigungsele­ ment kann ebenfalls als ein Haupt-Verbin­ dungsglied für die Verbindung zwischen einem Endabschnitt und einem Anfangsab­ schnitt einer Kette verwendet werden, welche zur Übertragung einer Rotations­ kraft dient. In einem solchen Anwendungs­ fall kann mit den freien Enden des zweiten stabförmigen Teils und des dritten stabför­ migen Teils zusätzlich noch eine straff­ ziehend oder gespannt befestigte Einrich­ tung befestigt werden.

Das gemäß der vorliegenden Erfindung ausge­ bildete Befestigungselement führt insbeson­ dere zu den folgenden vorteilhaften Wirkun­ gen:

Das erste stabförmige Teil erstreckt sich in einer axialen Richtung, während sich das zweite und das dritte stabförmige Teil von den jeweiligen Enden des ersten stabförmigen Teils ausgehend in einer parallelen Ausrich­ tung zueinander erstrecken. Infolgedessen kann ein Eingriff-Element (d. h. ein mit dem Befestigungselement in Eingriff gelangendes Element) durch das erste stabförmige Teil getragen werden, wodurch die Beanspruchung nicht mehr auf einen einzigen Punkt konzen­ tiert ist, so daß sich auch eine Metaller­ müdung nicht mehr leicht einstellen kann. Darüber hinaus kann die Widerstandsfähigkeit dieses Belastungselements gegenüber Zug­ kräften aufgrund des Vorhandenseins der Rippen wesentlich erhöht werden.

Claims (5)

1. Befestigungselement, umfassend

• 1. einen ersten, stabförmigen Teil (12), der sich längs einer Axialrichtung erstreckt;
• 2. einen zweiten und einen dritten stabförmigen Teil (14a, 14b), die sich - ausgehend von den Enden des ersten stabförmigen Teils - etwa parallel zueinander erstrecken, wobei ihr Ansatz an dem ersten stabförmigen Teil von dessen Enden nach innen versetzt ist, so daß an den Enden des ersten stabförmigen Teils zwei Rippen (20a, 20b) gebildet sind, wobei der Querschnitt des ersten, des zweiten und des dritten stab­ förmigen Teils größtenteils konstant ist, wobei der Querschnitt im Bereich der Rippen (20a, 20b) nicht konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste stabförmige Teil (12) über seine gesamte Länge abgeflacht ist und einen etwa rechteckigen Querschnitt besitzt.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rechteckige Querschnitt im Bereich der Rippen abnimmt.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste stabförmige Teil eine größere Breite besitzt als der zweite und der dritte stabförmige Teil.

4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Rippen (20a, 20b) größer ist als die Breite des zweiten und des dritten stabförmigen Teils (14a, 14b).

5. Verfahren zum Herstellen eines Befestigungselements, welches einen ersten, einen zweiten und einen dritten stabförmigen Teil aufweist, die etwa in Form eines "U" miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• 1. Bereitstellen eines länglichen Metallstücks mit vorgegebenen Abmessungen;
• 2. Biegen des Metallstücks derart, daß es eine U-Form mit einem ersten, sich in Längsrichtung erstreckenden Abschnitt und einem zweiten und einem dritten Abschnitt, die sich quer zu dem ersten Abschnitt und parallel zueinander erstrecken, erhält;
• 3. Anordnen des U-förmigen Werkstücks in einen unteren Gesenkteil derart, daß der zweite und der dritte Abschnitt gegenüber dem ersten Abschnitt nach unten gerichtet sind, und der erste Abschnitt mit einem vorbestimmten Abstand über der Oberseite des unteren Gesenkteils (36) angeordnet wird und die Oberseite des unteren Gelenkteils (36) sich über die gesamte Länge des ersten Abschnitts erstreckt, und
• 4. Pressen des ersten Abschnitts durch Absenken eines oberen Gesenkteils (48), um auf diese Weise den ersten Abschnitt über dessen gesamter Länge abzuflachen, während die jeweiligen Endbereiche des ersten Abschnitts insbesondere in Längsrichtung nach außen gedrängt werden, so daß dadurch eine erste und eine zweite Rippe (20a, 20b) gebildet werden, die sich über den zweiten bzw. den dritten Abschnitt hinaus erstrecken und der erste Abschnitt über seine gesamte Länge einschließlich der Rippen (20a, 20b) einen etwa rechteckigen Querschnitt erhält.