DE4334926A1 - Verbindungselement aus Kunststoff - Google Patents

Verbindungselement aus Kunststoff

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungselement aus Kunst­ stoff mit einem ein Teil halternden Haltebereich und einem mit einem Träger, insbesondere einer Kraftfahrzeug-Karosserie, zu verbindenden Befestigungsbereich, wobei zwischen dem Teil und dem Träger ein Toleranzausgleich vorgesehen ist.
Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges Verbindungsele­ ment bekannt, bei welchem zwischen dem Haltebereich und dem Be­ festigungsbereich ein Zwischenelement für einen Höhenausgleich vorgesehen ist (DE 39 33 305 C2). Hierdurch ist ein Toleranzaus­ gleich in vertikaler Richtung möglich. Für einen Toleranzaus­ gleich im Bereich der Trägerebene ist dieses bekannte Verbin­ dungselement nicht geeignet.
Weiterer Stand der Technik ist eine Verbindung zwischen einem Träger und einem Plattenelement, bei welchem zwischen einem am Plattenelement befestigbaren Oberteil und einem Halteelement ein Mittelteil angeordnet ist (DE 40 14 589 C1). Hierdurch wird zwi­ schen dem Halteelement und einer Öffnung des Trägers ein Tole­ ranzausgleich erzielt, wobei diese bekannte Verbindung jedoch aus mehreren Teilen besteht.
Ein anderes bekanntes Verbindungselement ist als Grundplatte aus Kunststoff ausgebildet, welche ein Kupplungselement zur Verbin­ dung mit einer Befestigungsvorrichtung aufweist, wobei diese Grundplatte über eine Klebemittel an einem Träger zu verkleben ist (DE 39 03 124 A1). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist keinerlei Toleranzausgleich vorgesehen oder angestrebt.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Verbindungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau einen guten Toleranzaus­ gleich in den in der Trägerebene liegenden Richtungen gewähr­ leistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hal­ tebereich und der Befestigungsbereich durch mindestens zwei elastische Arme verbunden sind. Durch diese elastischen Arme wird auf einfache Weise ein guter Toleranzausgleich in den in der Trägerebene liegenden Richtungen erzielt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind am Innenumfang des Befestigungsbereichs drei elastische Arme angeformt sind, deren vorderen Enden mit dem Haltebereich verbunden sind. Diese drei elastischen Arme bewirken in der Trägerebene sowohl in X- als auch in Y-Richtung und in dazwischen liegenden Bereichen einen sehr guten Toleranzausgleich in dieser Ebene.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann der Befestigungs­ bereich zylindermantelförmig ausgebildet ist, wobei die elasti­ schen Arme gleichmäßig über den Innenumfang des Zylindermantels verteilt sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Befestigungs­ bereich an dem Träger angeschweißt, angeklebt oder eingeklippt ist, wobei weiterhin der Haltebereich mindestens ein an sich bekanntes federndes Element zum Eingriff in eine in dem Träger angeordnete Öffnung aufweist.
Nach einer Ausführungsmöglichkeit der Gestaltung des Verbin­ dungselements können bei diesem der Befestigungsbereich und der Haltebereich eine einstückig ausgebildete Einheit sein.
Alternativ besteht auch die Möglichkeit, daß der Befestigungsbe­ reich getrennt vom Haltebereich ausgebildet ist, wobei beide Bereiche durch Rastelemente miteinander verbunden sind. Hier­ durch ist eine Zweistückigkeit gegeben, so daß zusätzlich zum vorgenannten Toleranzausgleich auch noch der Befestigungsbereich in verschiedener Winkellage zum Haltebereich ausgerichtet werden kann.
Die vorgenannte Bauausführung ist gestaltet, daß die vorderen Enden der elastischen Arme die Rastelemente aufweisen, welche in Gegenrastelemente des Haltebereichs einlagerbar sind. Hierbei kann der Haltebereich in der Eingriffszone der Rastelemente bezüglich seiner Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildet sein und am Umfang mehrere Gegenrastelemente aufweisen, deren Anzahl größer ist als die Anzahl der Rastelemente des Befesti­ gungsbereichs. Durch diese konstruktive Gestaltung kann der Haltebereich gegenüber dem Befestigungsbereich verschiedene Winkellagen einnehmen, welche durch das Zusammenwirken der Rast­ elemente und der Gegenrastelement des Haltebereichs und des Eingriffsbereichs hergestellt werden.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zum Toleranzausgleich in den in der Trägerebene liegenden Richtungen der Haltebereich des einstückig ausgebildeten Verbindungsele­ ments über mehrere, parallel zur Trägerebene verlaufende, abge­ winkelte elastische Arme mit dem Befestigungsbereich verbunden. Auch hierdurch wird auf einfache Weise ein sehr guter Toleranz­ ausgleich erzielt.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Un­ teransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Verbindungs­ elements;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Verbindungselement, ohne Träger;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Ver­ bindungselements;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Erfindung in Seitenan­ sicht;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Verbindungselements nach Fig. 4;
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 7;
Fig. 7 eine Draufsicht auf das Verbindungselement nach Fig. 4.
Das in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte aus Kunststoff bestehen­ de Verbindungselement 1 einer ersten Ausführungsform weist einen Haltebereich 2 und einen Befestigungsbereich 3 auf. Der Halte­ bereich 2 kann mindestens ein an sich bekanntes federndes Ele­ ment besitzen, welches zum Eingriff in eine in einem Teil 5 angeordnete, nicht näher dargestellte Öffnung geeignet ist.
Der Befestigungsbereich 3 kann an einem Träger 4 angeklebt, angeschweißt oder eingeklippt sein.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind der Haltebereich 2 und der Befestigungsbereich 3 durch spiralförmig verlaufende, elastische Arme 6, 7, 8 miteinander verbunden. Diese elastischen Arme können etwa die Konfiguration eines Teils einer archimedi­ schen Spirale aufweisen.
Bei dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1-3 ist der Befestigungsbereich 3 in Form eines Zylindermantels 13 ausgestaltet, an dessen Innenumfang 9 die drei elastischen Arme 6, 7, 8 angeformt sind. Die vorderen Enden 10, 11, 12 dieser elastischen Arme 6, 7, 8 sind mit dem Haltebereich 2 verbunden.
Durch diese Verbindung zwischen dem Haltebereich 2 und dem Befe­ stigungsbereich 3 über die spiralförmig verlaufenden elastischen Arme 6, 7, 8 ist im Hinblick auf die Trägerebene E-E ein guter Toleranzausgleich auf einfache Weise gewährleistet. Hierdurch kann sich bspw. das Verbindungselement 1 gemäß Fig. 2 sowohl in X- als auch in Y-Richtung bewegen, wobei auch Zwischenlagen eingenommen werden können, so daß ein guter Toleranzausgleich erzielt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 und 3 sind der Befe­ stigungsbereich 3 und der Haltebereich 2 eine einstückig ausge­ bildete Einheit.
Erfindungsgemäß besteht auch die Möglichkeit, daß der Haltebe­ reich 2 getrennt vom Befestigungsbereich 3 ausgebildet ist, wo­ bei die beiden Bereiche 2 und 3 durch Rastelemente miteinander verbunden sind.
Bei dieser, nicht näher dargestellten Ausführungsform weisen die vorderen Enden 10, 11, 12 der elastischen Arme 6, 7, 8 Rastele­ mente auf, welche in Gegenrastelemente 15 des Haltebereichs 2 einlagerbar sind. Derartige Gegenrastelemente sind bspw. Aus­ sparungen 15, welche am Umfang des Haltebereichs 2 angeformt sind. Hierzu ist der Haltebereich 2 bezüglich seiner Längsachse A-A rotationssymmetrisch ausgebildet, und zwar vorzugsweise im Bereich der Eingriffszone der Rastelemente.
Um gegenüber dem Befestigungsbereich 3 eine Winkelverstellbar­ keit zu gewährleisten, kann die Anzahl der Rastelemente, d. h. der Aussparungen am Außenumfang des Haltebereichs 2 größer sein als die Anzahl der Rastelemente der vorderen Enden 10, 11, 12 der elastischen Arme 6, 7, 8. Damit besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, den Haltebereich 2 gegenüber dem Befestigungs­ bereich 3 zu verdrehen und dann fest zu arretieren. Diese Aus­ führungsform ist dann anwendbar, wenn der Haltebereich 3 mit dem zu halternden Teil 5 zusätzlich zum Toleranzausgleich eine Win­ kelverstellbarkeit erfordert.
In Fig. 4 ist ein Verbindungselement 1′ aus Kunststoff in einer anderen Ausführungsform dargestellt, welches mit einem Träger 4 verbunden werden kann. Hierzu weist das Verbindungselement 1′ z. B. ein Einkippteil 30 auf, das in eine Öffnung 45 des Trägers 4 einsetzbar, d. h. einklippbar ist. Nach Befestigung des Verbin­ dungselements in der Öffnung 45 des Trägers 4, d. h. beispiels­ weise einer Kraftfahrzeugkarosserie, läßt sich ein schematisch dargestelltes, mit einem anderen Teil verbundenes Halteelement 40 in das Verbindungselement 1 einsetzen.
Aus Fig. 5, 6 und 7 geht hervor, daß das Verbindungselement 1′ einen Haltebereich 2 für das Halteelement 40 aufweist. Der Haltebereich 2 dieses einstückig ausgebildeten Verbindungsele­ ments 1′ ist über drei abgewinkelte, elastische Arme 6′, 7′, 8′ mit dem Befestigungsbereich 3 verbunden, welcher unterseitig das Einklippteil 30 aufweist.
Es ist ersichtlich, daß der Befestigungsbereich 3 und der Haltebereich 2 jeweils zylindermantelförmig ausgebildet sind. Die drei, gleichmäßig über den Umfang der Zylindermäntel ver­ teilten Arme 6′, 7′, 8′ verbinden hierbei den Haltebereich 2 mit dem Befestigungsbereich 3.
Weiterhin ist erkennbar, daß jeder abgewinkelte Arm 6′, 7′, 8′ bezüglich des Zylindermantels des Haltebereichs 2 einen radialen Bereich 21 und einen spitzwinklig dazu verlaufenden, an den Innenumfang 9 des Befestigungsbereichs 3 anschließenden An­ schlußbereich 22 aufweist. Der radiale Bereich 21 der Arme 6′, 7′, 8′ kann hierbei jeweils kürzer sein als der Anschlußbereich 22.
Wird das erfindungsgemäße Verbindungselement 1′ in die Öffnung 45 des Trägers 4 eingesetzt, so verklippt das Einklippteil 30 in der Trägeröffnung. Bei in den Haltebereich 2 eingesetztem Hal­ teelement 40 kann dieses nun mit den daran angeordneten, nicht näher dargestellten Elementen infolge der abgewinkelten Arme 6′, 7′, 8′ in allen, parallel zur Trägerebene E-E liegenden Richtun­ gen um einen bestimmten Betrag verschoben werden bzw. versetzt sein, so daß hierdurch ein guter Toleranzausgleich erzielt wird.
Der Befestigungsbereich 3 weist nach Fig. 6 eine parallel zur Trägerebene (E-E) verlaufende Bodenplatte 23 auf, an welcher unterseitig das Einklippteil 30 angeordnet ist. Aus Fig. 5 und 6 ist erkennbar, daß sich im Befestigungsbereich 3 zwischen der Bodenplatte 23 und dem Haltebereich 2 mit den Armen 6′, 7′, 8′ eine parallel zur Trägerebene E-E verlaufende Einarbeitung 34 befindet.
Diese Einarbeitung 34 durchdringt über einen Schlitz 35 den Außenumfang des Befestigungsbereichs 3. Aus Fig. 5 geht hervor, daß die Durchdringung etwa einen Bereich zwischen 90° und 120° des Außenumfangs des Befestigungsbereichs 3 umfaßt.
Diese Einarbeitung mit der Durchdringung erleichtert die Her­ stellung des erfindungsgemäßen Verbindungselements 1′, wobei außerdem die Elastizität der drei abgewinkelten Arme 6′, 7′, 8′ verbessert wird, da diese lediglich in ihren Endbereichen ei­ nerseits mit dem Innenumfang 9 des Befestigungsbereichs 3 und andererseits mit dem Außenumfang des Haltebereichs 2 verbunden sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Einklippteil 30 als Zapfen mit federnden Eingriffselementen ausgebildet. In nicht näher dargestellter Ausführungsform besteht auch die Mög­ lichkeit, statt des Einklippteils z. B. einen Profilbolzen oder einen Zylindermantel mit am Innenumfang angeordneten Eingriffs­ elementen vorzusehen.
Ist in dem Träger 4 eine Bohrung 45 zur Aufnahme des Einklipp­ teils 30 vorgesehen, so kann zwischen der Bodenplatte 23 des Befestigungsbereichs 3 und dem Einklippteil 30 eine umlaufende, elastische Dichtlippe 42 angeordnet sein, welche die Öffnung 45 des Trägers 4 im montierten Zustand des erfindungsgemäßen Ver­ bindungselements 1′ überdeckt und damit eine Abdichtung her­ stellt. Auch bei anderen Halterungsmöglichkeiten ist der Einsatz dieser Dichtlippe 42 denkbar.
Der Haltebereich 2 weist bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 eine zylinderförmige Öffnung 16 mit einer umlaufen­ den Schulter 17 im oberen Bereich auf. Weiterhin ist die Öffnung 16 durch einen Boden 18 abgeschlossen. Der Boden 18 kann mit einer sich radial durch die Öffnung 16 erstreckenden Fixierrippe 19 versehen sein.
Wird nun ein Halteelement 40 mit seiner Aussparung 32 und seinen Schultern 31 in den Haltebereich 2 des erfindungsgemäßen Ver­ bindungselements 1′ eingesetzt, so erfolgt ein Verklippen gemäß der Montagedarstellung nach Fig. 6, d. h. die Schultern 31 des Halteelements 40 rasten hinter der Schulter 17 des Haltebereichs 2. Die Fixierrippe 19 liegt in der Aussparung 32 des Halteele­ ments 40, so daß hierdurch eine einwandfreie Fixierung des Hal­ teelements 40 gegeben ist und dieses sich nicht in unerwünschter Weise drehen kann.
Es besteht nach Fig. 5 auch die Möglichkeit, daß das Halteele­ ment 40 noch eine Queraussparung 32′ aufweist, so daß ein um 90° verdrehtes Einsetzen in den Haltebereich 2 möglich und die Quer­ aussparung 32′ in der Fixierrippe 19 verriegelt ist.
Statt einer Fixierrippe kann auch ein anderes Fixierelement am Boden oder an den Seitenwänden der Öffnung 16 angeordnet sein, welches mit einem entsprechenden Gegenstück am Halteelement 40 zusammenwirkt; hierdurch kann ein bezüglich der Längsachse des Verbindungselements 1′ winklig verdrehtes Einsetzen des Haltee­ lements 40 in den Haltebereich 2 erfolgen. Es kann auch auf ein Fixierelement verzichtet werden, so daß sich das Halteelement 40 um seine Längsachse drehen kann.
Durch die abgewinkelten Arme 6′, 7′, 8′ wird in jedem Fall zwi­ schen dem Haltebereich 2 und dem Befestigungsbereich 3 auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein sehr guter Toleranzausgleich in allen, parallel zur Trägerebene E-E liegenden Richtungen er­ zielt.

Claims (23)

1. Verbindungselement aus Kunststoff mit einem ein Teil hal­ ternden Haltebereich und einem mit einem Träger, insbeson­ dere einer Kraftfahrzeug-Karosserie, zu verbindenden Befe­ stigungsbereich, wobei zwischen dem Teil und dem Träger ein Toleranzausgleich vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebereich (2) und der Befestigungsbereich (3) durch mindestens zwei elastische Arme (6, 7, 8; 6′, 7′, 8′) zum Toleranzausgleich in den in der Trägerebene (E-E) lie­ genden Richtungen verbunden sind.
2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang (9) des Befestigungsbereichs (3) drei elastische Arme (6, 7, 8; 6′, 7′, 8′) angeformt sind, deren vorderen Enden (10, 11, 12) mit dem Haltebereich (2) ver­ bunden sind.
3. Verbindungselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Befestigungsbereich (3) zylindermantelför­ mig ausgebildet ist, wobei die elastischen Arme (6, 7, 8) gleichmäßig über den Innenumfang (9) des Zylindermantels (13) verteilt sind.
4. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbereich (3) an dem Träger (4) angeschweißt, angeklebt oder eingeklippt ist.
5. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebereich (2) mindestens ein an sich bekanntes federndes Element (14) zum Eingriff in eine in dem Träger (5) angeordnete Öffnung aufweist (Fig. 1-3).
6. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbereich (3) und der Haltebereich (2) eine einstückig ausgebildete Einheit sind.
7. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbereich (3) getrennt vom Haltebereich (2) ausgebildet ist, wobei beide Bereiche (2, 3) durch Rastelemente miteinander ver­ bunden sind.
8. Verbindungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Enden (10, 11, 12) der elastischen Arme (6, 7, 8) die Rastelemente aufweisen, welche in Gegenrastelemen­ te (15) des Haltebereichs (2) einlagerbar sind.
9. Verbindungselement nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Haltebereich (2) in der Eingriffszone der Rastelemente bezüglich seiner Längsachse (A-A) rota­ tionssymmetrisch ausgebildet ist und am Umfang mehrere Ge­ genrastelemente (15) aufweist, deren Anzahl größer ist als die Anzahl der Rastelemente des Befestigungsbereichs (3).
10. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (6, 7, 8) spiralförmig verlaufen.
11. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebereich (2) des einstückig ausgebildeten Ver­ bindungselements (1′) über mehrere, parallel zur Trägerebene (E-E) verlaufende, abgewinkelte, elastische Arme (6′, 7′, 8′) mit dem ein Einklippteil (30) oder einen Profilbolzen lagernden Befestigungsbereich (3) verbunden ist (Fig. 4-7).
12. Verbindungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbereich (3) und der Haltebereich (2) jeweils zylindermantelförmig ausgebildet sind, wobei drei, gleichmäßig über den Umfang verteilte Arme (6′, 7′, 8′) den Haltebereich (2) mit dem Befestigungsbereich (3) verbinden.
13. Verbindungselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder abgewinkelte Arm (6′, 7′, 8′) bezüglich des Zylindermantels (13) einen radialen Bereich (21) und einen spitzwinkelig dazu verlaufenden, an den Innenumfang des Befestigungsbereichs (3) anschließenden Anschlußbereich (22) aufweist.
14. Verbindungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Bereich (21) der Arme (6′, 7′, 8′) jeweils kürzer als der Anschlußbereich (22) ist.
15. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbereich (3) eine achsparallel zur Trägerebene (E-E) verlaufende Bodenplatte (23) aufweist, an welcher unterseitig der Einklippteil (30) oder ein Profilbolzen angeordnet ist.
16. Verbindungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Befestigungsbereich (3) zwischen der Bodenplatte (23) und dem Haltebereich (2) mit den Armen (6′, 7′, 8′) eine parallel zur Trägerebene (E-E) verlaufende Einarbeitung (34) befindet.
17. Verbindungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einarbeitung (34) über einen Schlitz (35) den Außen­ umfang des Befestigungsbereichs (3) durchdringt.
18. Verbindungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchdringung einen Bereich zwischen 90° und 120° des Außenumfangs des Befestigungsbereichs (3) umfaßt.
19. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebereich (2) eine zylin­ derförmige Öffnung (16) mit einer umlaufenden Schulter (17) im oberen Bereich aufweist.
20. Verbindungselement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (16) durch einen Boden (18) abgeschlossen ist.
21. Verbindungselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (16) und/oder der Boden (18) mit mindestens einem mit einem Halteelement (40) zusammenwirkenden Fixier­ element versehen ist.
22. Verbindungselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (18) als Fixierelement eine sich radial durch die Öffnung (16) erstreckende Fixierrippe (19) für das Hal­ teelement (40) aufweist.
23. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Bodenplatte (23) eine umlaufende, elastische Dichtlippe (42) angeordnet ist.
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