DE69727035T2

DE69727035T2 - Verfahren zum Befestigen eines Teils oder einer Komponente an einer Automobilkarosserie und ein Adapterteil für die Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE69727035T2
Application number: DE69727035T
Authority: DE
Inventors: Jens Sturies
Original assignee: ITW Ateco GmbH
Current assignee: ITW Ateco GmbH
Priority date: 1996-12-07
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: CA2221441A1; DE69727035D1; MX9709532A; EP0846905A2; EP0846905A3; ES2213192T3; EP0846905B1; DE19650960A1; BR9705957A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befestigen von Teilen, wie Kabel, Rohr, Leitung, Schlauch oder dergleichen, an einem Tragblech, z. B. einer Karosserie für ein Automobil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Adapter zur Anbringung nach Patentanspruch 3.
Kunststoffbefestiger werden an vielen Stellen im Automobilbau eingesetzt. Sie dienen z. B. zur Befestigung von Verkleidungen, Dämmatten, Zier- und Abdeckleisten, aber auch zum Anbringen von Kabeln und Kabelbündeln, Schlauchpaketen für Brems- und Kraftstoffleitungen sowie für andere Rohrleitungen. Die zur Zeit gebräuchlichste Anbringung derartiger Kunststoffbefestiger ist an Stehbolzen (Schweißbolzen), die an den gewünschten Stellen angeschweißt werden. Diese Methode hat eine andere abgelöst, bei der eine Befestigung in Löchern von Blechabschnitten stattfand, beispielsweise mit Hilfe von Spreiznieten, Spreizmuttern oder ähnlichen Befestigungsarten. Löcher haben bekanntlich den Nachteil, daß Wasserdampf Wasser und Staub hindurchtreten können und Korrosion verursachen.
Aus US-A-3,810,279 ist ein einteiliger Eintreibbefestiger bekannt geworden, der einen Kopf und einen Schaft aufweist, wobei der Schaft im Querschnitt im wesentlichen Kreuzform hat und eine Vielzahl von im wesentlichen flachen sich axial erstreckenden Flächen und eine Vielzahl von sich im Winkel zur Achse erstreckenden Ausnehmungen zwischen den flachen Flächen aufweist. Mit diesem Schaft kann der Befestiger fest in einem Loch eines Tragblechs gehalten werden. Der Kopf des Befestigers weist einen radialen Flansch auf, der mit der zugekehrten Fläche des Tragbleches in Eingriff tritt. Diese Merkmale sind gemeinsam mit Merkmalen der nachstehend beschriebenen Erfindung.
Die Schweißbolzen weisen die genannten Nachteile nicht auf und sind außerdem relativ unaufwendig anzubringen. Auch die Montage der Kunststoffliefestiger auf Stehbolzen verursacht einen sehr geringen Montageaufwand. Stehbolzen können jedoch abbrechen oder beschädigt werden. Der erforderliche Reparaturaufwand während der Automobilfertigung oder später in der Reparaturwerkstatt ist jedoch außerordentlich hoch.
Es ist ferner bekannt, sogenannte Lackauslauflöcher mit Verschlußstopfen aus Kunststoffmaterial zu schließen. Die Lochstopfen werden schnappend in das Lackauslaufloch eingesetzt und verschließen den Bereich auf der Innenseite des Stopfens gegenüber Eindringen von Feuchtigkeit. Es ist ferner bekannt, Lochstopfen aus Schmelzklebern zu fertigen.
Es ist schließlich bekannt, Kunststoffbefestiger zweiteilig auszuführen, insbesondere für Kabelbäume oder dergleichen. Aus der deutschen Patentanmeldung DE 34 45 935 ist ein Kabelbefestigungselement bekannt geworden, das ein schuhförmiges Kopfteil aufweist, das mit einem Schuhaufnahmekopfteil eines Befestigungselements verbunden ist, das an der Karosserie befestigbar ist. Auf diese Weise kann der Kabelhalter am Kabel bzw. Kabelbündel bereits befestigt sein und somit eine Vormontage ermöglichen. Bei der Montage des Kabels oder Kabelbaums wird dieses dann mit den angebrachten Haltern an den Befestigungselementen montiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befestigen eines Teils, wie Kabel, Leitungen, Schläuche oder dergleichen an einem Tragblech, z. B. einer Karosserie für Automobile zu schaffen, das den Aufwand für Herstellung und Montage weiter reduziert und die Gefahr von Korrosion vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht wieder zum früheren Verfahren zur Anbringung von Kunststoffbefestigern in Befestigungslöchern an einem Tragblechabschnitt zurück, an dem ein Teil montiert werden soll.
Wie ebenfalls bereits bekannt, werden die Löcher z. B. in dem Blechzuschnitt für die Rohkarosserie geformt. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß ein Adapter in das Befestigungsloch der Rohkarosserie eingesetzt wird. Der Adapter besteht aus einem Kunststoffmaterial, das z. B. bei 180° oder mehr im wesentlichen formbeständig ist. „Formbeständig" meint, daß ein Adapterabschnitt ohne in irgendeiner Form belastet zu sein, seine Form bei der angegebenen Temperatur beibehält. Eine gewisse Plastizität bei der höheren Temperatur ist unschädlich, da nach dem Unterschreiten der kritischen Temperatur eine ausreichende Verfestigung eintritt, die auch mechanischen Belastungen standhält, wie sie bei der Anbringung eines Halteabschnitts für das zu befestigende Teil auftreten.
Wichtig ist ferner, daß der Adapterabschnitt im wesentlichen gasdicht im Befestigungsloch angebracht ist. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß der Adapterabschnitt mit Hilfe eines Dichtrings angebracht und abgedichtet wird.
Wesentlich ist außerdem, daß der Adapter mittels Hinterschnitt gegen ein Herausziehen aus dem Befestigungsloch mechanisch gesichert ist. Diese Sicherung erfolgt dadurch, daß der Adapter beim Einführen in das Befestigungsloch dessen Lochrand hintergreift. Dadurch ist dann die notwendige axiale Sicherung des Adapters hergestellt.
Der Adapter weist einen Adapterkopf auf, der für eine Verbindung mit einem Kopf eines Halteabschnitts ausgebildet ist, wobei der Adapterkopf und der Kopf des Halteabschnitts z. B. über eine lösbare oder unlösbare Schnappverbindung verbindbar sind. Diese Verbindung erfolgt jedoch zu einem späteren Zeitpunkt, an dem der Blechabschnitt entsprechend bearbeitet wurde, beispielsweise mit einem Primer oder einem Lack. Das Lackieren findet bekanntlich bei erhöhten Temperaturen statt. Der Halteabschnitt braucht diesen Temperaturen nicht zu widerstehen, kann daher aus einem weniger aufwendigen Kunststoffmaterial hergestellt werden.
Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren zu einer erheblichen Einsparung für den Aufwand beim Bau von Karosserien führt sowie zu einer Verringerung der Ersatzteil- und Wartungsumfänge. Darüber hinaus wird der Aufwand an Energie reduziert.
Leerzeiten in den Fertigungsanlagen werden deutlich geringer. Ferner wird der Aufwand für das Endarbeiten verringert. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren universelle Befestiger, wodurch die im Einsatz befindliche Variantenvielfalt von Befestigungselementen aller An verringert werden kann.
Der Adapter zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen einen Hinterschnitt ermöglichenden Fuß auf und eine Dichtung. Ferner ist ein das Befestigungsloch überdeckender radialer Flansch vorgesehen, wobei der Adapterkopf auf der dem Fuß gegenüberliegenden Seite des Flansches angeordnet ist. Ein Dichtungsring aus Heißschmelzkleber ist an der Unterseite des Flansches vorgesehen, um für eine gasdichte Verbindung zwischen der unteren Fläche des Flansches und der oberen Fläche des Tragbleches zu sorgen.
Für die Ausbildung des Fußes sind verschiedene konstruktive Möglichkeiten denkbar. Eine besteht nach einer Ausgestaltung der Erfindung darin, mindestens zwei parallele Reihen von achsparallelen Rastzungen vorzusehen zur Bildung eines soge nannten Tannenbaumclips. Alternativ kann der Fuß eine Bajonett-Verbindung mit dem Befestigungsloch bilden. Ferner kann der Fuß von einer Spreizmutter gebildet sein. Die Spreizmutter, die in das Befestigungsloch eingeclipst werden kann, weist eine Aufnahme auf für einen Befestigungsbolzen oder eine Schraube, wobei der Halteabschnitt mit Hilfe des Befestigungsbolzens an der Spreizmutter befestigbar ist oder der Bolzen seinerseits eine Anbringmöglichkeit für einen Halteabschnitt aufweist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Fuß als Spreizniet auszuführen. Schließlich kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Fuß an dem dem Flansch angrenzenden ersten Abschnitt einen polygonalen Querschnitt aufweisen, an den sich ein zweiter Abschnitt mit ebenfalls polygonalem Querschnitt anschließt. Der Fuß wird in einer ersten Drehposition in das Befestigungsloch eingeführt und anschließend gedreht, so daß der erste Abschnitt mit der Wandung des Befestigungsloches in Eingriff tritt. Durch die Drehung bildet der zweite Abschnitt einen Hinterschnitt, so daß der Fuß nicht mehr aus dem Befestigungsloch herausgezogen werden kann. Derartige Anbringungsmöglichkeiten sind insbesondere bei nichtrunden Befestigungslöchern anwendbar.
Anstelle einer Schmelzkleberdichtung kann auch ein elastomerer Dichtring vorgesehen werden, der auf der dem Fuß zugewandten Seite des Flansches angeordnet ist. Zu weiteren Dichtzwecken kann der Flansch auch eine umlaufende oder ringförmige Rippe aufweisen, die sich beim Anbringen des Fußes gegen die gegenüberliegende Seite des Tragbleches anliegt.
Die Anbringung eines Halteabschnitts am Adapterkopf kann beispielsweise axial erfolgen oder quer zur Achse des Fußes. Hierzu sind verschiedene Ausführungen denkbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Adapterabschnitts nach der Erfindung.
2 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Adapterabschnitts.
3 zeigt die Draufsicht auf eine verkleinerte Darstellung des Adapterabschnitts nach 1.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Adapterabschnitts nach der Erfindung.
5 zeigt die Untersicht unter den Adapterabschnitt nach 4.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Adapterabschnitts nach der Erfindung.
7 zeigt eine fünfte Ausführungsform eines Adapterabschnitts nach der Erfindung.
8 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Adapterabschnitts nach der Erfindung.
Nach 1 ist ein Adapter 10 einteilig aus Kunststoffmaterial geformt. Das Material ist derart beschaffen, daß es bei einer Temperatur von 180°C oder auch höher formbeständig bleibt. Derartiges Material ist an sich bekannt. Der Adapter 10 weist einen Fuß 12 auf mit achsparallelen Führungsrippen, die in Umfangsabständen um den länglichen Fuß 12 herum angeordnet sind und Reihe von achsparallel oder diagonal angeordneten flexiblen Zungen 16, die einen Lochrand (nicht gezeigt) hintergreifen. Der Fuß 12 ist mit der Unterseite eines Flansches 18 verbunden, der z. B. kreisförmig ist und der den Fuß 12 radial deutlich überragt. Auf der Oberseite des Flansches 18 ist eine Aufnahme 20 für einen nicht gezeigten Halteabschnitt angeordnet. Die Aufnahme 10 kann z. B. derjenigen gleichen, die in der DE 34 45 935 beschrieben ist und die einen Schuh aufnimmt, der mit einem Halteelement für Leitungen verbunden ist. An der Unterseite des Flansches 18 befindet sich ein Ring 22 aus Schmelzkleber.
Der Adapter 10 wird mit dem Fuß 16 in ein vorbereitetes Loch z. B. eines Blechabschnitts einer Rohkarosserie eingesteckt und hält sich darin selbst. Während des Lackierprozesses findet eine Erwärmung statt und der Schmelzkleber 22 verbindet sich mit dem Blech, so daß eine entsprechende Abdichtung im Befestigungsloch stattfindet. Zu einem späteren Zeitpunkt, also nach dem Fertigstellen der Oberfläche des Blechabschnitts kann dann der nicht gezeigte Halteabschnitt montiert werden.
Der Adapter 10a nach 2 ist ähnlich aufgebaut, so daß gleiche Abschnitte mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Er unterscheidet sich dadurch, daß auf dem Flansch eine dämpfende Schicht 24 aus einem Material angeordnet ist das Schall bzw. Schwingungen absorbiert und somit verhindert, daß Vibrationen auf das nicht gezeigte Befestigungsteil übertragen werden.
Bei der Ausführungsform nach 4 weist der Adapter 10b als Fuß einen Schaft 26 auf, an dem eine im Durchmesser größere Scheibe 28 angebracht ist. Die Scheibe 28 ist länglich, wie in 5 zu erkennen. Dadurch kann eine Bajonettverbindung mit einem unrunden Loch hergestellt werden. Auf der Oberseite des Flansches 18b ist ein Gewindeschaft 30 vorgesehen. Er dient zur Anbringung eines Befestigungs- oder Halteabschnitts.
In 6 weist der Adapter 10c eine Spreizmutter 32 als Fuß auf, die über den Flansch 18c nach oben geöffnet ist, so daß beim Einschrauben z. B. einer Metallschraube die Spreizmutter 32 im nicht gezeigten Befestigungsloch gesichert wird. Der metallische Gewindestift oder Bolzen kann dann gleichzeitig einen Halteabschnitt aufnehmen.
Der Adapter 10d nach 7 weist einen Fuß 34 auf in Form eines Spreizniets zur Anbringung in einem Befestigungsloch. Die Oberseite des Flansches 18d trägt einen Verbindungsabschnitt 36 für einen Halteabschnitt, der wiederum nach Art einer Bajonettverbindung angebracht werden kann.
Der Adapter 10e der 8 weist einen kugelringförmigen Flansch 18d auf, der etwas flexibel ist. An der Unterseite weist er eine ringförmige Rippe 40 auf, und eine Dichtung 42 aus einem elastomeren Material, wie Polyurethanschaum, einem thermoplastischen Elastomer usw. Ein Fuß 44 an der Unterseite des Flansches 18e weist einen im Querschnitt polygonalen ersten Abschnitt 46 auf, an den sich ein zweiter Abschnitt 48 anschließt, der ebenfalls im Querschnitt polygonal ist, wobei jedoch die Querschnitte beider Abschnitte 46, 48 gegeneinander verdreht sind. Der Fuß 44 dient daher in erster Linie zur Anbringung des Adapters 10e und einem unrunden, beispielsweise viereckigen Loch. Der erste Abschnitt 48, der zur Kontur des Loches passend ausgebildet ist, wird in der richtigen Orientierung eingesetzt, wonach anschließend eine Drehung des Adapters um z. B. 45° erfolgt, so daß eine Klemmverbindung mit dem ersten Abschnitt 46 im Loch stattfindet oder die Kanten leicht verformt werden, so daß der Abschnitt 46 passend im Loch einsitzt. Der zweite Abschnitt 48 verhindert nunmehr ein Herausziehen.
Ein Adapterkopf 50 weist einen Schaft 52 auf, an dem in Umfangsabständen radiale Rippen 54 geformt sind, die eine Montagehilfe und Drehsicherung darstellen beim Aufsetzen eines Kopfes eines Halteabschnitts (nicht gezeigt). Am freien Ende des Schaftes 52 sitzt ein halbkugelförmiger Kopf, der mit dem Schaft 52 eine untere Schulter 56 bildet für einen Hinterschnitt mit einer entsprechenden Gegenaufnahme am Halteabschnitt (nicht gezeigt).
Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Adapter sowohl für die Montage von außen nach innen als auch für die Montage von innen nach außen geeignet ist.

Claims

Verfahren zur Anbringung von Teilen oder Komponenten an einem Tragblech, z. B. Karosserie eines Automobils, bei dem das Blech eine erste horizontal angeordnete obere Fläche und eine zweite horizontal angeordnete untere Fläche aufweist, mit einer Anbringungsöffnung versehen und lackiert ist, bei dem ein Adapter (10, 10a, 10b, 10d) einen Flanschabschnitt (18, 18a, 18b, 18c, 18d), eine obere und eine untere Fläche und eine Umfangskante aufweist, welche eine Verbindung zwischen oberer und unterer Fläche bildet, und dieser ferner einen sich axial erstreckenden Fußabschnitt (12, 32, 34) aufweist, der eine vertikale Achse definiert und einteilig übergeht in die untere Fläche des Flanschabschnitts (18, 18a, 18b, 18c), wobei der Adapter im Tragblech eingebaut ist, in dem der Fußabschnitt (12, 32, 34) in die Anbringungsöffnung eingesetzt wird, wobei Mittel des Fußabschnitts mit der zweiten horizontal sich erstreckenden unteren Fläche des Tragblechs zusammenwirken, um den Adapter im montierten Zustand fest am Tragblech zu halten, bei dem ferner Dichtungsmittel den Flanschabschnitt (18, 18a, 18b, 18c, 18d) gegenüber der oberen Fläche des Tragblechs abdichten und bei dem ein Teil oder eine Komponente auf einem vertikalen aufrechten sich axial erstreckenden Kopfabschnitt (20, 20a, 30, 36) angebracht wird, der koaxial zum Fußabschnitt angeordnet und einteilig mit der oberen Fläche des Flanschabschnitts (18, 18a, 18b, 18c, 18d) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbringen des Adapters (10, 10a, 10b, 10c, 10d) vor dem Lackieren des Tragbleches durchgeführt wird, der Adapter (10, 10a, 10b, 10c, 10d) aus einem Material gefertigt ist, das gegenüber Temperaturen von 180 °C und höher resistent ist, ohne seine Form zu verlieren und die Dichtungsmittel von einem Dichtungsring (22, 22a, 22b, 22c, 22d) gebildet sind, der an der unteren Fläche oder dem Flanschabschnitt (18, 18a, 18b, 18c, 18d) neben der Umfangskante angeordnet ist, um eine gasdichte Abdichtung zwischen dem Flanschabschnitt (18, 18a, 18b, 18c, 18d) und dem Tragblech während des Lackierens zu bilden und das Anbringen des Teils oder der Komponente auf dem Kopfabschnitt (20a, 20a, 30, 36) nach dem Lackieren des Tragabschnitts erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gasdichte Dichtring (22, 22a, 22b, 22c, 22d) den Flanschabschnitt (18, 18a, 18b, 18c, 18d) und das Tragblech miteinander verbindet.
Adapter zur Anbringung von Teilen oder Komponenten an einem Tragblech, z. B. der Karosserie eines Automobils, wobei das Tragblech eine erste oder horizontal sich erstreckende obere Fläche und eine zweite sich horizontal erstreckende untere Fläche sowie eine Anbringungsöffnung aufweist, der Adapter (10, 10a, 10b, 10c, 10d) einen Flanschabschnitt (18, 18a, 18b, 18c, 18d) aufweist mit einer oberen und einer unteren Fläche und eine Umfangskante, die eine Verbindung zwischen der oberen und der unteren Fläche bildet und der Adapter ferner einen sich axial erstreckenden Fußabschnitt (12, 32, 34) aufweist, welcher eine vertikale Achse definiert und welcher einteilig mit der unteren Fläche des Flanschabschnitts (18, 18a, 18b, 18c, 18d) verbunden ist, wobei der Fußabschnitt mit Mitteln versehen ist, an die zweite horizontal sich erstreckende untere Fläche des Tragblechs angreift, wenn er in die Anbringungsöffnung des Tragblech eingesetzt ist, um den Adapter im montierten Zustand fest am Tragblech anzubringen, wobei der Adapter ferner einen vertikal sich aufrecht und axial erstreckenden Kopfabschnitt (20, 20a, 30, 36) koaxial zum Fußabschnitt aufweist, der einteilig mit der oberen zweiten Fläche des Flanschabschnitts (18, 18a, 18b, 18c, 18d) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß obere und untere horizontal sich erstreckende Flächen des Flanschabschnitts (18, 18a, 18b, 18c, 18d) sich parallel zur oberen Fläche des Tragblechs erstrecken und ein Dichtungsring (22, 22a, 22b, 22c, 22d) aus einem Heißschmelzkleber auf der unteren Fläche des Flanschabschnitts aufgebracht ist und eine gasdichte Klebverbindung zwischen der unteren Fläche des Flanschabschnitts (18, 18a, 18b, 18c, 18d) und der ersten oberen Fläche des Tragbleches bildet.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt (12) mindestens zwei Reihen (16, 16a) von Federzungen aufweist, wobei die Reihen parallel oder diagonal zur Achse des Adapters verlaufen.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt (26, 28) derart ist geformt ist, daß er eine Bajonettverbindung mit der Anbringungsöffnung bildet.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt (32) als Spreizmutter ausgebildet ist.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt als Spreizniet ausgebildet ist.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt einen ersten Abschnitt neben dem Flanschabschnitt aufweist, der einen polygonalen Querschnitt aufweist sowie einen zweiten Abschnitt, der sich an den ersten Abschnitt anschließt und ebenfalls einen polygonalen Querschnitt aufweist derart, daß der Fußabschnitt in die Anbringungsöffnung in einer ersten Drehposition bezüglich seiner Achse in die Anbringungsöffnung einsetzbar ist, wobei der erste Abschnitt noch die Anbringungsöffnung bei Drehung des Fußabschnitts in eine zweite Drehposition bezüglich der Achse in Eingriff nimmt, während der zweite Abschnitt durch einen Hinterschnitt verhindert, daß der Fußabschnitt aus der Anbringungsöffnung herausgezogen wird.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt so ausgebildet ist, daß er ein Teil oder eine Komponente so aufnimmt, daß es/sie axial auf den Kopfabschnitt aufgesteckt wird.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt als Fassung für einen Schuh an dem Teil oder der Komponente ausgebildet ist und die Fassung eine Schnappverbindung mit dem Schuh des Teils oder der Komponente bildet, wenn die beiden quer zur Achse des Fußabschnitts (11) zusammengebracht werden.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine geräusch- und/oder vibrationsdämpfende Schicht (24) an der unteren Fläche des Flanschabschnitts (18a) angebracht ist.