DE60217295T2 - Befestigungsvorrichtung für ein Karosserieelement an der Kraftfahrzeugsstruktur - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Befestigen eines Karosserieelements wie beispielsweise eines Kotflügels an der Struktur eines Kraftfahrzeugs.
- Derzeit gibt es in der Kraftfahrzeugindustrie zahlreiche Techniken, die darauf zugeschnitten sind, das Zusammenfügen zweier Teile auszuführen, wie etwa Verschrauben, Kleben oder Verwenden von Befestigungshaken.
- Die Techniken der Befestigung durch Verschrauben erfordern eine erhebliche Montagezeit und beeinträchtigen die Ästhetik der Montage, da die Schrauben sichtbar sind und einem Korrosionsangriff unterliegen können.
- Die Techniken des Zusammenfügens durch Kleben weisen den Nachteil auf, dass sie ein endgültiges Zusammenfügen realisieren, sodass die zwei Teile später nicht mehr voneinander getrennt werden können. Außerdem können Gratphänomene auftreten, und diese Techniken des Zusammenfügens durch Kleben erfordern überdies eine nicht zu vernachlässigende Trocknungszeit.
- Um diese Nachteile auszugleichen, verwenden die Kraftfahrzeughersteller zum Befestigen der Karosserieelemente, wie beispielsweise der Kotflügel, an der Struktur des Kraftfahrzeugs Haken, die in eines der zwei zusammenzufügenden Teile integriert sein können oder vor seiner Montage auf dieses aufgesteckt werden können.
- Im Allgemeinen umfassen die bisher verwendeten Haken einen Kopf, der am Kotflügel befestigt ist, und einen mit diesem Kopf verbundenen elastisch verformbaren Teil, der dazu vorgesehen ist, durch Einrasten mit einer in der Struktur des Kraftfahrzeugs ausgesparten Öffnung zusammenzuwirken, wie beispielsweise das Dokument US-A-4 653 970 offenbart.
- Die Kraftfahrzeughersteller neigen jedoch in vermehrtem Maße dazu, für die vorderen Kotflügel von Fahrzeugen sogenannte "formerinnerungsfähige" Kotflügel zu verwenden, die beispielsweise aus Kunststoff sind und bei mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen erhebliche Verformungen erfahren können, um dann bei Beendigung dieser Beanspruchungen unbeschädigt wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen.
- Nun ermöglichen aber die üblicherweise verwendeten Haken dem Kotflügel nicht, bei thermischen und/oder mechanischen Beanspruchungen und insbesondere im Fall eines Aufpralls mit niedriger Geschwindigkeit, d. h. unter 16 km/h, Verformungen zu erfahren, sodass es gewissermaßen systematisch erforderlich ist, sie zu ersetzen.
- Außerdem wird die Bewegung des Kotflügels insbesondere im Fall eines Kotflügels aus Kunststoff notwendig, um den thermischen Beanspruchungen Rechnung zu tragen, denen das Fahrzeug ausgesetzt ist, insbesondere wenn die Karosserie die Lackierungsstation durchläuft, nach Trocknung der kataphoretischen Lackapplikation in der Lackieranlage, ohne Restverformung nach Rückkehr zur Raumtemperatur.
- Die Erfindung hat deshalb zum Ziel, eine Anordnung zum Befestigen eines Karosserieelements wie beispielsweise eines Kotflügels an der Struktur des Fahrzeugs zu schaffen, die eine einfache und schnelle Montage ermöglicht und die Verformungen dieses Karosserieelements bei mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen zulässt.
- Die Erfindung hat deshalb eine Anordnung zum Befestigen eines Karosserieelements wie beispielsweise eines Kotflügels an der Struktur eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, die Folgendes umfasst: einen Befestigungshaken, der eine Platine aufweist, die durch eine Platte gebildet ist, die eine Abstützfläche begrenzt, die so beschaffen ist, dass sie mit dem Karosserieelement und mit einem Befestigungsorgan durch eine Vierteldrehung in einem in der Struktur ausgesparten Langloch zusammenwirken kann, um die durch die Platine und das Karosserieelement gebildete Unteranordnung zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine ein Langloch aufweist, das dazu vorgesehen ist, parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs montiert zu werden, und einerseits Mittel zum Einrasten an dem Karosserieelement und andererseits zerbrechbare Mittel für die Freigabe des Karosserieelements von der Struktur des Fahrzeugs bei einer bestimmten transversalen Beanspruchung, die auf das Karosserieelement ausgeübt wird, aufweist, und dadurch, dass das Langloch der Struktur entsprechend dem Langloch der Platine angeordnet ist, wobei das Karosserie element in einer Richtung parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verschiebbar ist.
- Gemäß weiteren besonderen Ausführungsformen der Erfindung:
- – sind die Mittel zum Einrasten an dem Karosserieelement durch wenigstens einen horizontalen Ansatz gebildet, der an einem Seitenrand eines unter der Platte ausgebildeten Rahmens ausgebildet ist und sich parallel zur Abstützfläche der Platte erstreckt, und durch wenigstens einen vertikalen Ansatz, der an dem anderen Seitenrand des Rahmens angeordnet ist und in einer Richtung parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs elastisch verformbar ist,
- – weist der Rahmen eine Form auf, die einem Ausschnitt in Form eines U zugeordnet ist, der in dem Karosserieelement ausgespart ist,
- – umfassen die zerbrechbaren Mittel zwei gegenüberliegende Zungen, die jeweils in einem Seitenrand des Rahmens der Platte ausgebildet sind, wobei jede Zunge die Form eines T besitzt und dazu bestimmt ist, mit einer Nut, die in einem Rand des Ausschnitts ausgebildet ist, zusammenzuwirken,
- – ist das Organ für eine Befestigung durch eine Vierteldrehung durch einen Stift gebildet, der an einem seiner Enden einen Kopf und am anderen seiner Enden zwei zueinander entgegengesetzte und zum Kopf umgebogene Schenkel aufweist,
- – ist das Befestigungsorgan durch Drehen zwischen einerseits einer Position zum aufeinander folgenden Einführen in ein in der Platine ausgespartes Langloch und in das Langloch der Struktur, in der die Schenkel des Stifts zur Längsachse des Fahrzeugs parallel sind, und andererseits einer Position für eine Blockierung an der Struktur, in der die Schenkel des Stifts zu der Längsachse des Fahrzeugs senkrecht sind, verlagerbar,
- – sind die Schenkel des Befestigungsorgans durch Biegen in Bezug auf eine durch den Stift des Befestigungsorgans verlaufende Ebene elastisch verformbar,
- – ist der Abstand zwischen den freien Enden der zwei Schenkel des Befestigungsorgans kleiner ist als die Länge jedes Langlochs,
- – ist der Abstand zwischen den freien Enden der Schenkel des Befestigungsorgans größer als die Breite jedes Langlochs.
- Die Erfindung hat außerdem eine Montage eines Karosserieelements wie beispielsweise eines Kotflügels an der Struktur eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels wenigstens einer Befestigungsanordnung wie zuvor angegeben ausgeführt wird.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung deutlich, die beispielhaft gegeben ist und sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, worin
-
1 eine schematische Perspektivansicht eines Optikblocks und eines an der Struktur eines Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßen Befestigungshaken angebrachten vorderen Kotflügels ist; -
2 und3 Perspektivansichten von oben bzw. von unten einer Platine des erfindungsgemäßen Befestigungshakens sind; -
4 eine Perspektivansicht eines in dem Kotflügel vorgesehenen Ausschnitts für den Befestigungshaken ist; -
5 eine Perspektivansicht eines in dem Kotflügel vorgesehenen Ausschnitts für den Befestigungshaken ist; -
6 und7 schematische Perspektivansichten sind, welche die aufeinander folgenden Schritte zur Montage des Hakens in ein in der Struktur des Kraftfahrzeugs ausgespartes Langloch zeigen. - In
1 sind ein Optikblock1 und ein Karosserieelement2 , gebildet aus einem vorderen Kotflügel eines Kraftfahrzeugs, schematisch dargestellt. Der Optikblock1 ist durch nicht gezeigte, geeignete Mittel an der Struktur des Fahrzeugs montiert. - Die Kraftfahrzeughersteller verwenden zunehmend sogenannte "formerinnerungsfähige" vordere Kotflügel, wie beispielsweise Kotflügel aus Kunststoff, die bei mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen erhebliche Verformungen erfahren können, um dann bei Beendigung dieser Beanspruchungen unbeschädigt wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen.
- In dem in
1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Kotflügel2 an seinem oberen Teil einen umgebogenen Rand2a auf, der dazu bestimmt ist, mittels erfindungsgemäßer Haken an der Struktur3 befestigt zu werden, die beispielsweise aus einem von der Fahrgastzelle aus betrachtet vorderen Verstärkungsstück oder einer oberen Vorderfronthälfte des Kraftfahrzeugs gebildet ist. - Wie in
2 bis4 dargestellt ist, ist der Befestigungshaken, in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen6 bezeichnet, aus zwei Elementen gebildet, einer Platine10 und einem Organ30 zum Befestigen durch eine Vierteldrehung an der Struktur3 des Kraftfahrzeugs. - Mit Bezug zunächst auf
2 und3 wird die Platine10 beschrieben. - Diese Platine
10 ist aus einer Platte11 von rechteckiger Grundform gebildet und begrenzt eine Abstützfläche12 , die so beschaffen ist, dass sie mit dem Karosserieelement2 , d. h. mit dem Kotflügel, zusammenwirkt. - Die Platte
11 weist an ihrer Abstützfläche12 einerseits Mittel zum Einrasten an dem Karosserieelement2 und andererseits zerbrechbare Mittel für die Freigabe des Karosserieelements2 von der Struktur3 des Fahrzeugs bei einer bestimmten transversalen Beanspruchung, die auf das Karosserieelement2 ausgeübt wird, auf. - Außerdem weist die Platine
10 an der Abstützfläche12 der Platte11 einen Rahmen13 auf, der eine Grundform hat, die einem Ausschnitt4 zugeordnet ist, der in dem Karosserieelement2 ausgespart ist, wie in5 dargestellt ist. - Die Mittel zum Einrasten der Platine
10 in dem Ausschnitt4 des Karosserieelements2 sind gebildet aus wenigstens einem horizontalen Ansatz14 , der an einem Seitenrand13a des Rahmens13 ausgebildet ist und sich parallel zur Abstützfläche12 erstreckt, und aus wenigstens einem vertikalen Ansatz15 , der an dem anderen Seitenrand13b des Rahmens13 angeordnet ist und in einer Richtung parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs elastisch verformbar ist. - Vorzugsweise sind die Einrastmittel aus zwei horizontalen Ansätzen
14 und zwei vertikalen Ansätzen15 gebildet. - Jeder vertikale Ansatz
15 weist an seinem freien Ende einen umgebogenen Rand15a zum Verhaken an einem der Ränder4a des Ausschnitts4 auf. - Die zerbrechbaren Mittel für die Freigabe des Karosserieelements
2 von der Struktur3 des Fahrzeugs bei einer bestimmten Beanspruchung, die auf dieses Karosserieelement2 ausgeübt wird, sind aus zwei gegenüberliegenden Zungen16 gebildet, die jeweils an einem der Seitenränder13a und13b des Rahmens13 der Platte11 vorgesehen sind, wobei der Fuß des T jeder Zunge16 einen Abschnitt von geringer Festigkeit bildet. - Wie in
2 und3 dargestellt ist, hat jede Zunge16 die Form eines T und ist dazu vorgesehen, bei der Montage der Platine10 in den Ausschnitt4 in einer Nut5 platziert zu werden, die in einem Rand dieses Ausschnitts ausgespart ist. - Wie in
5 dargestellt ist, hat der Ausschnitt4 , der in dem Karosserieelement2 ausgespart ist, die Form eines U, wodurch es diesem Karosserieelement2 möglich ist, sich nach dem Bruch der Zungen16 von den Haken zu trennen, wie später zu sehen sein wird. - Schließlich weist die Platte
11 der Platine10 ein Langloch17 auf, das sich nach der Montage der Platine10 in den entsprechenden Ausschnitt4 parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs erstreckt. - Mit Bezug auf
4 wird nun das Befestigungsorgan30 beschrieben. - Dieses Befestigungsorgan
30 ist aus einem Stift31 mit beispielsweise kreisförmigem Querschnitt gebildet und weist an seinem Ende31a einen Kopf32 und an seinem Ende31b zwei zueinander entgegengesetzte und zum Kopf32 umgebogene Schenkel auf, die einen Schiffsanker bilden. - Die Form des Kopfes
32 des Stifts31 ist so festgelegt, dass er mit einem Werkzeug zusammenwirken kann, um das Befestigungsorgan30 nach seiner Montage eine Vierteldrehung zu drehen. Zu diesem Zweck kann der Kopf32 einen Schlitz für einen Schraubendreher aufweisen oder eine Innensechskantform oder eine Außensechskantform haben, um mit einem Schlüssel zugeordneter Form zusammenzuwirken. - Wie in
6 gezeigt ist, weist der Teil der Struktur3 des Fahrzeugs, der dazu vorgesehen ist, das Karosserieelement2 aufzunehmen, mindestens ein Langloch3a für die Befestigung dieses Karosserieelements2 auf. - Der Abstand zwischen den freien Enden der Schenkel
33 des Befestigungsorgans30 ist kleiner als die Länge des Langlochs17 der Platine10 und als die Länge des Langlochs3a der Struktur3 . Außerdem ist der Abstand zwischen den freien Enden dieser Schenkel33 größer als die Breite sowohl des Langlochs3a als auch des Langlochs17 . - Die den Haken
6 bildenden Elemente, d. h. die Platine10 und das Befestigungsorgan30 , sind aus Kunststoff, damit die Schenkel33 dieses Befestigungsorgans30 biegsam sind sowie für eine gute Positionierung der Zungen16 dieser Platine10 . - Die Montage des Befestigungshakens
6 an dem Karosserieelement2 wird folgendermaßen durchgeführt. - Beispielsweise weist der umgebogene Rand
2a dieses Karosserieelements2 drei Einschnitte4 mit einer Form auf, die zu jener der Platinen10 der Haken6 komplementär ist, und jeder Einschnitt4 wird mit einer Platine10 versehen, die unter leichter Spannung auf Höhe der zerbrechbaren Zungen16 angebracht wird. - Wie in
6 dargestellt ist, werden bei der Montage der Platine10 in dem entsprechenden Ausschnitt4 die horizontalen Zungen14 unter einem der Ränder4a dieses Ausschnitts4 platziert, und dann sollte jeder vertikale Ansatz am gegenüberliegenden Rand4a eingerastet sein, wodurch das Halten der Platine an dem Karosserieelement2 sichergestellt ist. Jede zerbrechbare Zunge16 wird in einer Nut5 platziert, die in einem Rand des Ausschnitts4 ausgespart ist. - Das auf diese Weise beim Zulieferer mit Platinen
10 ausgerüstete Karosserieelement2 wird dann, bevor es in der Fertigungsanlage an die Karosserie des Fahrzeugs montiert wird, an den Montageort transportiert und so an der Struktur platziert, dass das Langloch17 jeder Platine10 gegenüber einem Langloch3a der Struktur3 angeordnet ist. - Schließlich wird in jede Platine
10 ein Befestigungsorgan30 montiert, indem die Schenkel33 des Stifts31 nacheinander in das Langloch17 der Platine10 und in das Langloch3a der Struktur3 eingeführt werden, um den Kopf32 dieses Stifts31 auf die Platte11 dieser Platine10 zu bringen. In dieser Position erstrecken sich die Schenkel33 parallel zur Längsachse X des Kraftfahrzeugs. - Nach diesem ersten Arbeitsgang wird das Befestigungsorgan
30 mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs, das mit dem Kopf32 zusammenwirkt, eine Vierteldrehung gedreht, um die Schenkel33 des Stifts31 senkrecht zur Längsachse X des Kraftfahrzeugs anzuordnen. In dieser Position sind die freien Enden der Schenkel33 in Anlage an der Unterseite des Blechs der Struktur3 , wodurch das Karosserieelement2 an der Struktur3 verriegelt ist. - Bei dem Drehen des Befestigungsorgans erfolgt das Gleiten der freien Enden der Schenkel
33 über das Blech der Struktur3 durch Verformen, dann Entspannen dieser Schenkel33 , die sich hinsichtlich der Spannung an die Dicke der Bleche auf Höhe des Orts des Hakens6 anpassen. - Temperaturschwankungen rufen an dem Karosserieelement
2 Dehnungs- und Schrumpfungserscheinungen hervor, insbesondere in dem Fall, in dem es aus einem Werkstoff hergestellt ist, der temperaturschwankungsempfindlich ist. - Die Anordnung aus dem Karosserieelement
2 und den Haken6 , die jeweils aus einer Platine10 und einem Befestigungsorgan30 gebildet sind und die in ein Langloch3a in Längsrichtung der Struktur3 montiert sind, ermöglicht Bewegungen dieser Unteranordnung in einer Richtung parallel zur Längsachse X des Fahrzeugs, wie in7 gezeigt ist. - Außerdem wird bei einem Frontalaufprall die Anordnung aus dem Karosserieelement
2 und den Haken6 einer Beanspruchung in einer Richtung senkrecht zur Längsachse X des Fahrzeugs unterworfen, beispielsweise durch Schwenken des Scheinwerfers1 . Die Kraft F1, die bei diesem Aufprall durch das Karosserieelement auf die Haken6 ausgeübt wird, hat eine resultierende Kraft F2 zur Folge, die von diesen Haken6 auf das Karosserieelement ausgeübt wird, wodurch ein Abscheren der zerbrechbaren Zungen16 jenseits eines bestimmten Spannungswertes herbeigeführt wird. - Das Abscheren dieser zerbrechbaren Zungen
16 trennt das Karosserieelement2 von den Platinen10 , und dieses Karosserieelement wird ohne Beschädigung von der Struktur freigegeben. Das Wiederanmontieren erfolgt einfach durch Ersetzen der Befestigungshaken. - Der erfindungsgemäße Befestigungshaken weist den Vorteil auf, robust zu sein, und ermöglicht eine einfache und schnelle Montage eines Karosserieelements an der Struktur des Fahrzeugs und eine erhebliche Verkürzung der Montagezeit sowie eine Senkung der Kosten.
- Außerdem lässt der erfindungsgemäße Befestigungshaken Verformungen des Karosserieelements bei mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen zu, was ermöglicht, für dieses Karosserieelement einen Werkstoff mit Formerinnerungsvermögen zu verwenden.
Claims (10)
- Anordnung (
6 ;10 ,30 ) zum Befestigen eines Karosserieelements (2 ) wie beispielsweise eines Kotflügels an der Struktur (3 ) eines Kraftfahrzeugs, die umfasst: – einen Befestigungshaken (6 ), der eine Platine (10 ) aufweist, die durch eine Platte (11 ) gebildet ist, die eine Abstützfläche (12 ) begrenzt, die so beschaffen ist, dass sie mit dem Karosserieelement (2 ) und mit einem Befestigungselement (30 ) durch eine Vierteldrehung in einem in der Struktur (3 ) ausgesparten Langloch (3a ) zusammenwirken kann, um die durch die Platine (10 ) und das Karosserieelement (2 ) gebildete Unteranordnung zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (10 ) ein Langloch (17 ) aufweist, das dazu vorgesehen ist, parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs montiert zu werden, und einerseits Mittel (14 ,15 ) zum Einrasten an dem Karosserieelement (2 ) und andererseits zerbrechbare Mittel (18 ) für die Freigabe des Karosserieelements (2 ) von der Struktur (3 ) des Fahrzeugs bei einer bestimmten transversalen Beanspruchung, die auf das Karosserieelement (2 ) ausgeübt wird, aufweist, und dass – das Langloch (3a ) der Struktur (3 ) entsprechend dem Langloch (17 ) der Platine (10 ) angeordnet ist, wobei das Karosserieelement (2 ) in einer Richtung parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verschiebbar ist. - Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einrasten an dem Karosserieelement (
2 ) gebildet sind durch wenigstens einen horizontalen Ansatz (14 ), der an einem Seitenrand (13a ) eines unter der Platte (11 ) ausgebildeten Rahmens (13 ) ausgebildet ist und sich parallel zur Abstützfläche (12 ) der Platte (11 ) erstreckt, und durch wenigstens einen vertikalen Ansatz (15 ), der an dem anderen Seitenrand (13b ) des Rahmens (13 ) angeordnet ist und in einer Richtung parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs elastisch verformbar ist. - Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (
13 ) eine Form besitzt, die einem Ausschnitt (4 ) in Form eines U zugeordnet ist, der in dem Karosserieelement (2 ) ausgespart ist. - Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zerbrechbaren Mittel zwei gegenüberliegende Zungen (
16 ) umfassen, die jeweils in einem Seitenrand des Rahmens (13 ) der Platte (11 ) ausgebildet sind, wobei jede Zunge (16 ) die Form eines T besitzt und dazu bestimmt ist, mit einer Nut (5 ), die in einem Rand des Ausschnitts (4 ) ausgebildet ist, zusammenzuwirken. - Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ (
30 ) für eine Befestigung durch eine Vierteldrehung durch einen Stift (31 ) gebildet ist, der an einem (31a ) seiner Enden einen Kopf (32 ) und am anderen (31b ) seiner Enden zwei zueinander entgegengesetzte und zum Kopf (32 ) umgebogene Schenkel (33 ) aufweist. - Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsorgan (
30 ) durch eine Drehung einerseits zwischen einer Position zum aufeinander folgenden Einführen in ein in der Platine (10 ) ausgespartes Langloch (17 ) und in das Langloch (3a ) der Struktur (3 ), in der die Schenkel (33 ) des Stifts (31 ) zur Längsachse des Fahrzeugs parallel sind, und andererseits einer Position für eine Blockierung an der Struktur (3 ), in der die Schenkel (33 ) des Stifts (3 ) zu der Längsachse des Fahrzeugs senkrecht sind, verlagerbar ist. - Befestigungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (
33 ) des Befestigungsorgans (30 ) durch Biegen in Bezug auf eine durch den Stift (31 ) des Organs verlaufende Ebene elastisch verformbar sind. - Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den freien Enden der Schenkel (
33 ) des Befestigungsorgans (30 ) kleiner ist als die Länge jedes Langlochs (3a ;17 ). - Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den freien Enden der Schenkel (
33 ) des Befestigungsorgans (30 ) größer ist als die Breite jedes Langlochs (3a ;17 ). - Montage eines Karosserieelements (
2 ) wie beispielsweise eines Kotflügels an der Struktur (3 ) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels wenigstens einer Befestigungsanordnung (6 ,10 ,30 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt wird.
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