EP2926016A1 - Verbindungseinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer verbindungseinrichtung - Google Patents

Verbindungseinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer verbindungseinrichtung

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EP2926016A1
EP2926016A1 EP13789560.3A EP13789560A EP2926016A1 EP 2926016 A1 EP2926016 A1 EP 2926016A1 EP 13789560 A EP13789560 A EP 13789560A EP 2926016 A1 EP2926016 A1 EP 2926016A1
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EP
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clip element
clip
cavity
securing
elastic
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EP13789560.3A
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Mario Ernst
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Verbindungseinrichtung mit • einem Clipelement, das einen in einer Radialrichtung elastischen Abschnitt aufweist, der unter elastischer Aufweitung auf ein männliches Fixierelement aufclipbar ist, und • einem Sicherungselement, welches in einer Aufschieberichtung auf das Clipelement aufschiebbar ist, insbesondere wenn das Clipelement auf ein männliches Fixierelement aufgeclipst ist, wobei das Sicherungselement einen hülsenartigen Abschnitt aufweist, der in einem auf das Clipelement aufgeschobenen Zustand von außen her an dem elastischen Abschnitt des Clipelements anliegt, Das Clipelement und das Sicherungselement sind aus ein- und demselben Kunststoffmaterial oder aus sich voneinander unterscheidenden Kunststoffmaterialien gespritzt.

Description

Verfahren zur Hw»teHtmq riner.VerbiiKiwigselnrichtunfl
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Hersteilen einer Verbindungseinrichtung gemäß den Merkmaien des Patentanspruches
3.
Eine Verbindungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2012 205 932,6 bekannt. Diese Verbtndungseinrichtung besteht im Wesentlichen aus zwei Elementen, nämlich einem Clipelement und einem Sicherungselement,
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Verbindungseinrichtung zu schaffen, die insbesondere für den Großserieneinsatz geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Hersteilung einer derartigen Verbindungseinrichtung anzugeben.
AusgangspunW der Erfindung ist eine Verbtndungseinrichtung mit einem Clipelement, das einen in einer Radialrichtung elastischen Abschnitt aufweist, der unter elastischer Aufweitung auf ein männliches Fiiierefement aufclipbar ist. Die Verbindungseinrichtung weist ferner ein Sicherungselement auf, das in einer Aufschieberichtung auf das Clipelement aufschiebbar ist, insbesondere wenn das Clipelement auf ein männliches
Fixierelement aufgeclipst ist. Das Sicherungselement weist einen hülsenartigen Abschnitt auf, der in einem auf das Clipelement aufgeschobenen Zustand von außen her an dem elastischen Abschnitt des Clipelements anliegt. Der hülsenartige Abschnitt hat die Aufgabe, zu erschweren bzw. zu verhindern, dass sich das Clipelement in Radialrichtung aufweiten kann, d.h. dass es unbeabsichtigt von dem männlichen Fixierelement abgezogen werden kann. Bei vom Cüpelement abgenommenem bzw. abgezogenem Sicherungselement kann das Clipelement aber sehr wohl wieder von dem männlichen Fixierelement abgezogen werden.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das Clipelement und das Sicherungselement aus einem Kunststoffmaterial oder aus sich voneinander unterscheidenden Kunststoffmaterialien gespritzt sind. Bei dem Clipelement und bei dem Sicherungselement handelt es sich also um Spritzgussteile.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein unteres Ende des Sicherungselements über einen bei der Montage der Verbindungseinrichtung trennbaren bzw. abreißbaren, gespritzten Verbindungssteg mit einem oberen Ende des Clipelements stoffschlüssig verbunden. Im unmontierten Zustand der Verbindungseinrichtung sind das Clipelement und das Sicherungselement verliersicher über den bei der Montage abreißbaren Verbindungssteg miteinander verbunden, was insbesondere für eine Großserienfertigung von Vorteil ist.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Verbindungseinrichtung beschrieben. Hierfür wird zunächst ein Spritzwerkzeug bzw. ein Spritzgusswerkzeug bereit gestellt, welches eine zur Form des Clipelements komplementäre erste Kavität und eine zur Form des Sicherungselements komplementäre zweite Kavität aufweist. Die beiden Kav'rtäten sind so zueinander angeordnet, dass ein unteres Ende des zu spritzenden Sicherungselements einem oberen Ende des zu spritzenden Clipelements zugewandt ist oder mit diesem überlappt. Die beiden Kavitäten sind über eine Verbindungskavität miteinander verbunden.
Das Spritzwerkzeug weist ferner einen ersten Kanal auf, über den die erste Kavität mit einem Kunststoffmaterial befüllt wird. Dementsprechend weist die zweite Kavität einen zweiten Kanal auf, über den diese mit Kunststoffmatertal befüllt wird.
Gemäß der Erfindung wird das Befüllen der beiden Kavitäten so gesteuert, dass die beiden Kavitäten etwa zum gleichen Zeitpunkt vollständig befüllt sind, was zur Folge hat, dass in etwa gleichzeitig Kunststoffmaterial aus den beiden Kavitäten in die Verbindungskavität eintritt. Das aus jeder der beiden Kavitäten in die Verbindungskavität eindringende Kunststoffmaterial hat sich während des Spritzvorgangs bereits zumindest etwas abgekühlt, was zur Folge hat, dass der das Clipelement und das Sicherungselement verbindende Verbindungssteg eine "natürlich Schwachstelle" bildet, die bei der Montage der Verbindungseinrichtung von Hand ab- bzw. auseinander gerissen werden kann. Der Verbindungssteg hat im unmontierten Zustand der Verbindungseinrichtung die Funktion einer Verliersicherung, welche sicherstellt, dass das Clipetement und das Sicherungselement miteinander verbunden bleiben.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Kavität in einem ersten Werkzeugteil des Spritzwerkzeugs und die zweite Kavität in einem zweiten Werkzeugteil des Spritzwerkzeugs (Ober-/Unterwerkzeug) gespritzt wird. Die Verbindungskavität kann im Bereich der Trennebene der beiden Werkzeugteile des Spritzwerkzeugs vorgesehen sein.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1 - 3 Verschiedene Zustände beim Herstellen einer Bauteilverbindung mit einer Verbindungseinrichtung gemäß der
Erfindung;
Figur 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Verbindungseinrichtung gemäß der Erfindung;
Figuren 5, 6 weitere Ausführungsbeispiele einer Verbindungseinrichtung gemäß der Erfindung und
Figur 7 ein Spritzwerkzeug zur Herstellung einer Verbindungseinrichtung gemäß der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein erstes Blechbauteil 1, auf das eine Kugel 2, weiche als männliches Fixierelement fungiert, aufgeschweißt ist. Das Blechbauteil 1 soll mit einem zweiten Blechbauteil 3 verbunden werden, Das zweite Blechbau- feil 3 weist ein Durchgangsloch 4 auf. Zur Verbindung der beiden Bauteile 1 , 3 ist eine Verbindungseinrichtung vorgesehen, die durch ein Clipelement 5 und ein damit zusammenwirkendes Sicherungselement 6 gebildet ist. Das Clipelement 5 weist einen unteren, in einer Radialrichtung elastischen Abschnitt 5a und einen oberen, im Wesentlichen inelastischen Abschnitt 5b auf. In dem unteren Abschnitt 5a ist eine im Wesentlichen komplementär zu der Kugel 2 gestaltete kugelförmige Ausnehmung 5c vorgesehen. Der obere inelastische Abschnitt 5b weist eine umlaufende Vertiefung 5d auf, wodurch sich ein umlaufender abstehender Rand 5e ergibt.
Das Sicherungselement 6 weist einen hülsenartigen unteren Abschnitt 6a auf, dessen Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des elastischen Abschnitts 5a des Clipelements 5 entspricht, Nach innen oben stehen von dem hülsenartigen Abschnitt 6a federartige Elemente 6b, 6c ab. Radial nach außen steht von dem hülsenartigen Abschnitt 6a ein pilz- oder hutartiger Andrückrand 6d ab, der in einer Aufschieberichtung 7 bzw. entgegengesetzt dazu biegeelastisch ist.
Zum Verbinden der beiden Bauteile 1 , 3 wird zunächst das Clipelement auf die Kugel 2 aufgeciipst, was in Figur 2 dargestellt ist. Vor oder nach dem Aufclipsen des Clipelements 5 auf die Kugel 2 wird das zweite Bauteil 3 auf das erste Bauteil 1 gelegt. Anschließend wird das Sicherungselement 6 in Aufschieberichtung 7 auf das Clipelement aufgeschoben, bis, wie aus Figur 3 ersichtlich ist, die federartigen Elemente 6b, 6c in die Ausnehmung 5d des Clipelements eingerastet sind. Der Andrückrand 6d übergreift das in dem zweiten Bauteil 3 vorgesehene Loch 4 und drückt das zweite Bauteil 3 gegen das erste Bauteil 1. Die federartigen Elemente 6b, 6c verhindern ein selbsttätiges bzw. unbeabsichtigtes Abziehen des Sicherungselements 6 von dem Clipelement 5.
Sehr wesentlich für die Festigkeit der Bauteilverbindung ist, dass der hülsenartige Abschnitt 6a des S icherungselements im Wesentlichen inelastisch, insbesondere in Radialrichtung, ist. Ein radiales Aufweiten des elastischen Abschnitts 5a des Clipelements und somit ein selbsttätiges Lösen des zweiten Bauteils 3 von dem ersten Bauteil 1 ist somit ausgeschlossen, solange das Sicherungselement 6 auf das Clipelement 5 aufgeschoben ist.
Zum Aufschieben des Sicherungselements 6 auf das Clipelement 5 brauchen lediglich die federartigen Elemente 6b, 6c geringfügig elastisch deformiert werden, so dass sie, wie in Figur 3 dargestellt, in die Ausnehmung 5d einrasten können. Hierfür ist nur eine sehr geringe Montagekraft erforderlich. Ein selbsttätiges bzw. unbeabsichtigtes Abziehen des Sicherungselements 6 wird hingegen aufgrund der durch die federartigen Elemente 6b, 6c erreichten "Selbsthemmung" verhindert.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem auf die Innenseite der Ausnehmung 5c ein korrosionshemmendes Material 8a aufgebracht ist. Fer- ner ist auf eine das Bauteil 1 berührende Unterseite 5f des Clipelements 5 ein korrosionshemmendes Material 8b aufgebracht, Bei den korrosionshemmenden Materialien 8a, 8b kann es sich um ein blähfähiges Material handeln, d.h. um ein Material, das unter Wärmeeinwirkung (z.B. während eines Lackierungs- bzw. Trocknungsprozesses) aufquillt und eventuell zwischen dem Clipelement 5 und/oder dem Sicherungselement 6 und/oder den Bauteilen 1 , 3 verbliebene Hohlräume verschließt bzw. abdichtet, was das Risiko von Korrosion in diesen Bereichen deutlich verringert.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zusätzlich zu den an dem Sicherungselement 6 vorgesehenen federartigen Elemente 6b, 6c am Clipelement 5 federartige Elemente 6b', 6c 'vorgesehen sind, welche mit den federartigen Elementen 6b, 6c verrasten.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ebenfalls zusätzlich zu den an dem Sicherungselement 6 vorgesehenen federartigen Elemente 6b, 6c am Clipelement 5 federartige Elemente 6b', öc'vorgesehen sind, welche mit den federartigen Elementen 6b, 6c verrasten, wobei hier der Andrückrand 6d oberhalb des federartigen Elements 6c' vorgesehen ist.
Figur 7 zeigt ein Spritzwerkzeug 10, bestehend aus einem Oberwerkzeug 10a und einem Unterwerkzeug 10b. Im Oberwerkzeug 10a ist eine zu dem Sicherungselement 6 komplementäre Kavrtät 1 1a vorgesehen. In dem Unterwerkzeug 10b ist eine zu dem Clipelement 5 komplementäre zweite Kavttät 1 1b vorgesehen. Die beiden Kavititen 1a, 11b sind so angeordnet, dass ein unteres Ende des zu spritzenden Sicherungselements 6 einem oberen Ende des zu spritzenden Clipelements 5 zugewandt ist. Die beiden Kavititen 11a, 11b sind dabei über eine Verbind ungskavität 12 miteinander verbunden.
Über einen im Oberwerkzeug 10a vorgesehenen ersten Anguss 13a kann Kunststoffmaterial in die erste Kavität 11a eingebracht werden. Über einen im Unterwerkzeug 10b vorgesehenen zweiten Anguss 13b kann Kunststoffmaterial in die im Unterwerkzeug 10b vorgesehene zweite Kavität 11 eingebracht werden.
Gemäß der Erfindung wird die Befüllung der beiden Kavitäten 11a, 11b mit Kunststoffmaterial so gesteuert, dass die beiden Kavitäten 11a, 1 1b in etwa zum gleichen Zeitpunkt voll befüllt sind und Kunststoffmaterial in etwa gleichzeitig aus den beiden Kavitäten 11 a, 1 1 b in die Verbindungskavität 12 eintritt.
Nach dem Spritzen des Clipelements 5 und des Sicherungselements 6 sind die beiden Teile der Verbindungseinrichtung über einen Verbindungssteg (gebildet durch das Innere der Verbindungskavität) verliersicher miteinander verbunden.
Wenn die Verbindungseinrichtung montiert werden soll, so kann zunächst das Clipelement 5 auf ein männliches Fixierelement (nicht dargestellt) aufgeclipst werden. Drückt man das Sicherungselement 6 weiter "nach unten", so reißt der Verbindungssteg zwischen dem Clipelement 5 und dem Sicherungselement 5 bei Überschreiten einer vorgegebenen Kraft ab, so dass das Sicherungselement 6 von außen her auf das Clipelement 5 aufgeschoben werden kann.
Wie bereite erwähnt, kann das Clipelement 5 aus demselben Kunststoffmaterial gespritzt werden, wie das Sicherungselement 6. Alternativ dazu können die beiden Elemente 5, 6 auch aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien gespritzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungseinrichtung mit
• einem Clipelement (5), das einen in einer Radialrichtung elastischen Abschnitt (5a) aufweist, der unter elastischer Aufweitung auf ein minnliches Fixierelement (2) aufclipbar ist, und
• einem Sicherungselement (8), welches in einer Aufschieberichtung (7) auf das Clipelement (5) aufschiebbar ist, insbesondere wenn das Clipelement (5) auf ein männliches Fixierelement (2) aufgeclipst ist, wobei das Sicherungselement (6) einen hülsenartigen Abschnitt (6a) aufweist, der in einem auf das Clipelement (5) aufgeschobenen Zustand von außen her an dem elastischen Abschnitt (5a) des Clipelements (5) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass
das Clipelement (5) und das Sicherungselement (6) aus ein- und demselben Kunststoffmateria! oder aus sich voneinander unterscheidenden Kunststoffmaterialien gespritzt sind.
2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass ein unteres Ende des Sicherungselements (6) über einen bei der Montage der Verbindungseinrichtung trennbaren, gespritzten Verbindungssteg mit einem oberen Ende (5e) des Clipelements (5) stoffschlüssig verbunden ist.
3. Verfahren zum Herstellen einer Verbindungseinrichtung, die
ein Clipelement (5) aufweist, das einen in einer Radialrichtung elastischen Abschnitt (5a) aufweist, der unter elastischer Aufweitung auf ein männliches Fixierelement (2) aufclipbar ist, und
ein Sicherungselement (6), welches in einer Aufschieberichtung (7) auf das Cltpelement (5) aufschiebbar ist, insbesondere wenn das Clipelement (5) auf ein männliches Fixierelement (2) aufgeclipst ist, wobei das Sicherungselement (6) einen hülsenartigen Abschnitt (6a) aufweist, der in einem auf das Clipelement (5) aufgeschobenen Zustand von außen her an dem elastischen Abschnitt (5a) des Clipelements (5) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Spritzwerkzeug (10) bereitgestellt wird, welches eine zur Form des Clipelements (5) Komplementäre erste Kavität (11b) und eine zur Form des Sicherungselements (6) komplementäre zweite Kavität (1 1a) aufweist, wobei die Kavitäten (11a, 11b) so zueinander angeordnet sind, dass ein unteres Ende des zu spritzenden Sicherungselements (6) einem oberen Ende (5e) des zu spritzenden Clipelements (5) zugewandt ist, wobei die beiden Kavitäten (11a, 1 1 b) über eine Verbindungskavität (12) miteinander verbunden sind,
die erste Kavität (11b) über einen ersten Kanal (13b) mit Kunststoffmaterial befüllt wird,
die zweite Kavität (11 a) über einen zweiten Kanal (13a) mit Kunststoffmaterial befüllt wird, und
und das Befüllen so gesteuert wird, dass die beiden Kavitäten etwa gleichzeitig voll befüllt sind und Kunststoffmaterial in etwa gleichzeitig aus den beiden Kavitäten (11 a, 11b) in die Verbindungskavität (12) eintritt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kavität (1 b) in einen ersten Werkzeugteil (10b) vorgesehen ist
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kavität in einem zweiten Werkzeugteil (11 a) vorgesehen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskavität (12) im Bereich einer Trennebene zwischen den beiden Werkzeugteilen (10a, 10b) vorgesehen ist.
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