WO2014135618A1 - Vorrichtung zum einbau eines trägerelements in eine karosseriestruktur eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum einbau eines trägerelements in eine karosseriestruktur eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2014135618A1
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fastening
fastening part
carrier element
actuating
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PCT/EP2014/054311
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Benjamin Daniel PETER
Klaus Hampel
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Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt
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    • F16B5/0621—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship
    • F16B5/0642—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship the plates being arranged one on top of the other and in full close contact with each other

Definitions

  • the invention relates to a device for installing a carrier element in a Karos- Serie designed of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a mountable in the body structure of a motor vehicle support member is, for example, connectable to the door structure of a motor vehicle door subframe, on the functional components of a motor vehicle door, such.
  • a window regulator, a lock assembly, an airbag module, a speaker and the like are pre-assembled, so that the subframe can be installed together with the pre-assembled functional components as a complete and possibly pretested door module in the door structure.
  • the door structure, which is provided for installation of the subframe may for example comprise a door skin with a large-area cutout, which is covered by the subframe in the installed state.
  • the subframe then rests with its one, door structure-side surface along the edge of the large-scale cutout on the door inner skin and is connected via fastening elements, which protrude from the door-structure-side surface of the subframe and in associated Fixes Entrance openings on the edge of the large-scale cutout of the door inner skin intervene, fixed to the door structure.
  • the fastening elements used to attach the subframe on the door structure are already pre-dismantled on the subframe, so that the subframe placed together with the fasteners on the door structure and with the inserted into the mounting holes of the subframe attachment means the door structure side mounting holes can be engaged.
  • a subframe on installation in a motor vehicle door regularly can not be simply placed perpendicular to the door plane on the door structure, but that often a movement of the subframe along the door level is required to pre-assembled during assembly of the subframe, for example, one on the subframe To be able to transfer the lock assembly into its functional position on the door structure.
  • the fastening elements are each assigned a passage on the subframe, through which the respective fastening element can be brought from its mounting position into a fastening position in which it protrudes from the door structure-side surface of the subframe, so that it can be brought into engagement with an associated fastening opening of the door structure ,
  • integrally formed guide regions are provided on the second surface of the unit carrier facing away from the door-shaped surface and serve to receive at least one section of each of the fastening elements in its mounting position.
  • the present invention has for its object to provide a device of the type mentioned above, which provides simple structure and easy to install alternatives to the known solution and ensures a defined clamping force between the support member and the body structure.
  • the solution according to the invention provides alternative devices for installing a carrier element in a body structure of a motor vehicle, which are simple in construction and easy to assemble while ensuring that the carrier element can be fixed to the body structure by means of a screwing movement with a defined bracing force.
  • the distance between the fastening part and the actuating head of the actuating part is reduced upon further rotation of the actuating part due to the screw connection of the actuating part with the fastening part, so that the carrier element clamped defined with the attachment opening of the body structure is because the rotation of the actuating member is converted into a predetermined by the threaded structure longitudinal movement of the fastening part.
  • the actuating part and the fastening part are preferably connected to one another to form a pre-assembly unit, which can be inserted and locked into the through-opening of the carrier element before the carrier element is connected to the body structure.
  • the integration of the mother in a pre-assembly facilitates the assembly process of the module carrier to the door body considerably.
  • the invention allows the alternative use of bayonet-type fasteners, so that can be reacted flexibly to the respective load conditions or strength requirements.
  • a longitudinal movement of the actuating member is required for a given depth of engagement of the actuating part in the fastening part, so that the fastening part is inserted through the aligned with the attachment opening of the body structure passage opening of the support element until the fastening part on the Carrier element facing away from protruding surface of the body structure.
  • the fastening part By a rotational movement of the actuating part, the fastening part is rotated in the manner of a bayonet lock and locked in this mounting position. Upon further rotation of the actuating part in the same direction of rotation, the fastening part is moved in the direction of the actuating head of the actuating part and thereby attracts the carrier element to the body structure.
  • the operating part consists of a screw with a threaded screw shaft and a screw head, while the fastening part has an internal thread.
  • the fastening part is designed in the manner of a wing nut and guided in a parallel to the screw shaft guide portion of a clipped into the support member cylindrical sleeve, the longitudinal slots for receiving the wings of the wing nut formed as fastening part and at their ends on the one hand an annular base and on the other Has clips for clipping the sleeve into the passage opening of the support member, wherein the screw shaft is inserted through a bore of a base-forming disc with at least one vertically projecting from the disc fitting for receiving the sleeve. Formed on the annular base of the sleeve and the fitting of the base-forming disc form-fitting elements form a stop and join to prevent rotation of the fastening part upon reaching the mounting position with each other.
  • This configuration of a fastener allows a simple and secure pre-assembly positioning of the fasteners in the für Bachso réelleen of the support member and a safe transfer of the fasteners from the pre-assembly in a mounting position by a longitudinal displacement of the fasteners along the axis of the screw shaft, by the aligned für Bachso réelleen of the support element and Befest Trentso réellen the body structure runs.
  • the access opening of the carrier element and the attachment opening of the body structure are adapted to the cross-sectional shape of the attachment part, so that a key-keyhole connection for optimal alignment and connection of the support member is made with the body structure.
  • Fig. 1 is an exploded view of the items of a first embodiment of a fastener
  • 2 is a perspective view of the assembled fastener prior to insertion into a passage opening of a support member.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the fixing element fixed in a carrier element before being pushed through the attachment opening of a body structure
  • FIG. 4 is a perspective view of the carrier element clamped to the body structure
  • 5a to 5c is a perspective view of the fastener in one
  • Fig. 6 is a side view of the means of the fastener with the
  • Fig. 8 is a schematic representation of a trained as a door inner skin of a motor vehicle door body structure and a thereto to be fastened, designed as a subframe carrier element.
  • Fig. 8 shows schematically a body structure 2 of a motor vehicle in the form of a door skin of a motor vehicle door, in which a large-area cutout 25 is arranged.
  • the inner door skin forms part of the door structure of the motor vehicle door and is in particular part of a wet / dry space separation with which the wet space is separated moisture-proof from the dry space of the motor vehicle door.
  • the large-area cutout 25 of the door inner skin 2 is covered with a carrier element 1 designed as an assembly carrier, wherein the edge of the first surface 1 1 facing the body section 2 in the installed state of the carrier element 1 rests against the door inner skin 2 at the edge of the large-area cutout 25.
  • the carrier element 1 is connected to the door inner skin or body structure 2 by way of mutually assigned fastening openings 20 on the door inner skin or body structure 2 on the one hand and through openings 10 on the unit carrier or carrier element 1 on the other hand.
  • the carrier element 1 and the body structure 2 are shown as circular plates as a substitute for any geometry and structure of the carrier element and the body structure.
  • connection of the carrier element 1 with the body structure 2 to cover the large-area cutout 25 by means of below with reference to FIGS. 1 to 7 described fasteners 3, which are fixed in a pre-assembly in through-openings 10 of the support member 1 such that the support member 1 in the region large-area cutout 25 on the carrier element 1 facing surface 21 of the body structure 2 can be moved until the through openings 10 of the support member 1 are substantially aligned with the mounting holes 20 of the body structure 2, so that connected to the support member 1 fasteners 3 through the mounting holes 20 of the body structure 2 can be plugged.
  • fastening elements 3 The construction and the function of the fastening elements 3 provided for this purpose will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments of fastening elements 3.
  • FIGS. 1 to 7 embodiment of a screw-type bayonet fastening element 3 for connecting a support member 1 with a body structure 2 of a motor vehicle according to the exploded view shown in Fig. 1, an operating part 4 in the form of a screw with a screw head 40 and a screw shaft 41, a mounting member in the form of a wing nut 5 with a cylinder body 52, in which an internal thread 50 is arranged and is brought into engagement with the external thread of the screw shaft 41, and with two diagonally arranged wings 51, a slotted sleeve 30 with a Guide portion 31, the cross-section and side slits of the cross-sectional shape of the wing nut 5 are adapted, and an annular base 33 and a base-forming disc 35 with two vertically projecting from the base-forming disc 35 and a gap between them forming fittings 36, whose inner contour facing one another is adapted to the cross section of the annular base 33 of the slotted sleeve 30.
  • the screw shank 41 of the screw 4 is inserted through a bore 37 in the middle of the base-forming disc 35 and the slotted sleeve 30 is inserted into the space between the shaped pieces 36 of the base-forming disc 35.
  • a arranged on the annular base 33 of the slotted sleeve 30 stop 34 corresponds to a counter-stop 38 on the inner surface of one of the two fittings 36.
  • clip members 32 are arranged, which are formed as hook elements.
  • the fastening element 3 composed of the actuating part 4 and the fastening part in the form of a wing nut 5 forms a preassembling unit which according to FIG. 2 before the installation of the carrier element 1 in the body structure 2 in the direction of the arrow B from the side of a second surface 12 of the support element , which faces away from the body structure 2 in the installed state of the carrier element 1, can be inserted into a through-opening 10 of the carrier element 1, the contour thereof the outer contour of the fastening element 3 is adapted in the region of the wing nut 5, so that the fastening element 3 can be inserted substantially in a form-fitting manner into the through-opening 10 of the carrier element 1 and locked therein by means of the clip elements 32.
  • the clip elements 32 according to FIG. 3 secure the connection of the fastening element 3 to the carrier element 1 by contact with the first surface 11 of the carrier element 1 facing the body structure 2 in the installed state of the carrier element 1.
  • Fig. 2 shows the fastener 3 in the assembled state before it is inserted into the passage opening 10 of the support member 1 and occupies a pre-assembly or transport position shown in Fig. 3, in which the cylinder body 52 and the wings 51 of the wing nut 5 within the access opening 10 and the clip members 32 secure the connection between the fastener 3 and the support member 1.
  • the clip elements 32 schematically illustrated in FIGS. 1 to 3 may also be designed and / or arranged on the slotted sleeve 30 such that they are in the pre-assembly position of the fastening element 3 within the access opening 10 of the carrier element 1 with a stop or engage a recess so that in the preassembly position no parts of the fastening element 3 protrude from the first surface 1 1 of the carrier element 1 and thus enable obstacle-free displacement of the carrier element 1 on the surface of the body structure 2 facing the carrier element 1.
  • the wing nut 5 of the fastening element 3 is aligned with the fastening opening 20 of the body structure 2.
  • the fastening element 3 is subsequently rotated through approximately 90 °, whereby as a result of the arrangement of the wing nut 5 in the guide region 31 of the slotted sleeve 30 it is rotated until the stop 34 abuts the counter-stop 38 of the base-forming disc 35 ,
  • the rotation of the screw 4 is transmitted to the slotted sleeve 30, a correspondingly large friction between the internal thread 50 of the wing nut 5 and the external thread of the screw shaft 41 is provided.
  • FIG. 5a shows the fastening element 3 in the assembled state or in the pre-assembly position
  • FIG. 5b shows the orientation of the wing nut 5 after the rotation of the fastening element 3 by 90 ° in the pre-fastening position.
  • the wing nut 5 is moved in the direction of the second surface 22 of the body structure 2 along the screw shaft 41, since the slotted sleeve 30 prevents rotation of the wing nut 5.
  • the clamping force between the support member 1 and the body structure 2 in the mounting position shown in perspective in Fig. 4 can be adjusted, so that a constant, adjustable clamping force between the support member 1 and the body structure 2 is ensured.
  • Fig. 5c shows the mounting position of the fastener 3, in which the wing nut 4 has been moved along the screw shaft 41 in the direction of the base-forming disc 35.
  • FIG. 6 shows a side view of the carrier element 1 clamped by means of the fastening element 3 with the body structure 2, wherein the base-forming disk 35 engages with its molded pieces 36 formed to prevent rotation in corresponding receptacles of the carrier element 1 and the wings 51 of the wing nut 5 on the carrier element 1 abut surface 22 of the body structure 2 abut.
  • FIG. 7 shows, in a longitudinal section along the line D - D in accordance with FIG. 6, the assignment of the individual parts of the fastening element 3 in the clamped state of the carrier element 1 and the body structure 2.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbau eines Trägerelements 1 in eine Karosseriestruktur 2 eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten Oberfläche 11 des Trägerelements, die im eingebauten Zustand des Trägerelements der Karosseriestruktur zugewandt ist, und mindestens einem am Trägerelement vorgesehenen, ein Befestigungsteil 5 und ein Betätigungsteil 4 mit einem Betätigungskopf 40 enthaltenden Befestigungselement 3, das vor dem Einbau des Trägerelements in die Karosseriestruktur in einer Vormontageposition am Trägerelement gehalten wird, in der es in einer Durchgriffsöffnung 10 des Trägerelements angeordnet ist, von der das Befestigungsteil des Befestigungselements aus der Vormontageposition in eine Befestigungsposition bringbar ist, in der es von der ersten Oberfläche des Trägerelements absteht und durch eine zugeordnete Befestigungsöffnung 20 der Karosseriestruktur greift, wenn das Trägerelement in die Karosseriestruktur eingebaut und an der Karosseriestruktur festgelegt ist, wobei das Betätigungsteil und das Befestigungsteil über eine Schraubverbindung derart miteinander verbunden sind, dass bei einer Drehung des Betätigungsteils das Befestigungsteil bis zu einem Anschlag mitgedreht und/oder gegen weiteres Verdrehen gesichert und bei weiterer Drehung des Betätigungsteils der Abstand zwischen dem Befestigungsteil und dem Betätigungskopf des Betätigungsteils verringert und das Trägerelement und die Befestigungsöffnung der Karosseriestruktur zwischen dem Befestigungsteil und dem Betätigungskopf eingespannt werden.

Description

Vorrichtung zum Einbau eines Trägerelements in eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbau eines Trägerelements in eine Karos- Seriestruktur eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein in die Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs einbaubares Trägerelement ist beispielsweise ein mit der Türstruktur einer Kraftfahrzeugtür verbindbarer Aggregateträger, auf dem Funktionskomponenten einer Kraftfahrzeugtür, wie z. B. ein Fensterheber, eine Schlossbaugruppe, ein Airbagmodul, ein Lautsprecher und dergleichen, vormontiert sind, so dass der Aggregateträger zusammen mit den vormontierten Funktionskomponenten als komplettes und gegebenenfalls vorgeprüftes Türmodul in die Türstruktur eingebaut werden kann. Die Türstruktur, die zum Einbau des Aggregateträgers vorgesehen ist, kann beispielsweise eine Türinnenhaut mit einem großflächigen Ausschnitt umfassen, welcher vom Aggregateträger im eingebauten Zustand überdeckt wird. Der Aggregateträger liegt dann mit seiner einen, türstrukturseitigen Oberfläche entlang des Randes des großflächigen Ausschnittes an der Türinnenhaut an und ist über Befestigungselemente, die von der türstrukturseitigen Oberfläche des Aggregateträgers abstehen und in zugeordnete Befes- tigungsöffnungen am Rand des großflächigen Ausschnittes der Türinnenhaut eingreifen, an der Türstruktur festgelegt.
Hierzu werden einander zugeordnete Befestigungsöffnungen am Aggregateträger einer- seits und an der Türstruktur andererseits zur Deckung gebracht und anschließend der Aggregateträger mittels Befestigungselementen, die die einander zugeordnete Befestigungsöffnungen am Aggregateträger und an der Türstruktur durchgreifen, mit der Türstruktur verbunden, wobei als Befestigungselemente Befestigungsschrauben, Nieten, Clipselemente oder Spreizelemente, insbesondere in Form von Spreizdübeln, eingesetzt werden.
Um möglichst viele Funktionskomponenten einer Kraftfahrzeugtür auf dem Aggregateträger zusammenzufassen, werden die zur Befestigung des Aggregateträgers an der Türstruktur verwendeten Befestigungselemente bereits vorab am Aggregateträger vomontiert, so dass der Aggregateträger zusammen mit den Befestigungselementen auf die Türstruktur aufgesetzt und die in die Befestigungsöffnungen des Aggregateträgers eingesetzten Befestigungsmittel mit den türstrukturseitigen Befestigungsöffnungen in Eingriff gebracht werden können. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass ein Aggregateträger beim Einbau in eine Kraftfahrzeugtür regelmäßig nicht einfach senkrecht zur Türebene auf die Türstruktur aufgesetzt werden kann, sondern dass häufig eine Bewegung des Aggregateträgers entlang der Türebene erforderlich ist, um beim Einbau des Aggregateträgers beispielsweise eine am Aggregateträger vormontierte Schlossbaugruppe in ihre Funktionsposition an der Türstruktur überführen zu können. Wenn eine Schraubverbindung eingesetzt werden soll, muss die Mutter im Türrohbau vorbefestigt werden, was sich aber oft aus fertigungstechnischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht umsetzen lässt. Hierdurch werden ein erheblicher Montageaufwand und entsprechende Kosten verursacht. Um trotz vormontierter Befestigungselemente einen einfachen Einbau eines Aggregateträgers in eine Türstruktur zu ermöglichen, ohne dass in ihrer Befestigungsposition von der türstrukturseitigen Oberfläche des Aggregateträgers abstehende Befestigungselemente den Einbau des Aggregateträgers in die Türstruktur erschweren, insbesondere auch dann nicht, wenn der Aggregateträger beim Einbau in die Türstruktur entlang der Türebene bewegt werden muss, ist es aus der EP 2 054 253 A1 bekannt, zur Befestigung des Aggregateträgers an der Türstruktur vorgesehene Befestigungselemente vor dem Einbau des Aggregateträgers in die Türstruktur in einer Montageposition derart am Aggregateträger anzubringen, dass sie nicht von der türstrukturseitigen (also der Türstruktur zugewandten) Oberfläche des Aggregateträgers abstehen. Den Befestigungselementen ist am Aggregateträger jeweils ein Durchgang zugeordnet, durch den hindurch das jeweilige Befestigungselement aus seiner Montageposition in eine Befestigungsposition bringbar ist, in der es von der türstrukturseitigen Oberfläche des Aggregateträgers absteht, so dass es mit einer zugeordneten Befestigungsöffnung der Türstruktur in Eingriff gebracht werden kann. Dazu sind auf der der türstru kturseiti- gen Oberfläche abgewandten zweiten Oberfläche des Aggregateträgers angeformte Führungsbereiche vorgesehen, die zur Aufnahme zumindest eines Abschnittes je eines der Befestigungselemente in seiner Montageposition dienen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaute und mit geringem Aufwand zu montierende Alternativen zu der bekannten Lösung bereitstellt und eine definierte Verspannkraft zwischen dem Trägerelement und der Karosseriestruktur gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt alternative Vorrichtungen zum Einbau eines Trägerelements in eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs bereit, die einfach aufgebaut und leicht zu montieren sind und dabei gewährleisten, dass das Trägerelement mit- tels einer Schraubbewegung mit definierter Verspannkraft an der Karosseriestruktur festgelegt werden kann.
Durch eine derartige Anordnung der Befestigungselemente in den Durchgriffsöffnungen des Trägerelements, dass diese in der Vormontageposition am Trägerelement gehalten werden, ohne dass sie über die im eingebauten Zustand des Trägerelements der Karosseriestruktur zugewandte Oberfläche überragen, ist eine einfache Montage gewährleistet, ohne dass von der karosseriestrukturseitigen Oberfläche des Trägerelements abstehende Befestigungselemente den Einbau des Trägerelements in die Karosseriestruktur erschweren. Infolge der Verbindung des Betätigungsteils der Befestigungselemente mit dem Befestigungsteil der Befestigungselemente über eine Schraubverbindung ist neben einem einfachen Aufbau der Befestigungselemente eine weitere leichte Montage gewährleistet, indem bei einer Drehung des Betätigungsteils das Befestigungsteil bis zu einem An- schlag mitgedreht und durch die zugeordnete Befestigungsöffnung der Karosseriestruktur gesteckt werden kann. Da in der Befestigungsposition der Anschlag das Befestigungsteil gegen weiteres Verdrehen sichert, wird bei weiterer Drehung des Betätigungsteils infolge der Schraubverbindung des Betätigungsteils mit dem Befestigungsteil der Abstand zwischen dem Befestigungsteil und dem Betätigungskopf des Betätigungsteils verringert, so dass das Trägerelement mit der Befestigungsöffnung der Karosseriestruktur definiert verspannt wird, da die Drehung des Betätigungsteils in eine durch die Gewindestruktur vorgegebene Längsbewegung des Befestigungsteils umgewandelt wird.
Vorzugsweise sind das Betätigungsteil und das Befestigungsteil zu einer Vormontage- einheit miteinander verbunden, die vor der Verbindung des Trägerelements mit der Karosseriestruktur in die Durchgriffsöffnung des Trägerelements einsteck- und arretierbar ist.
Die Integration der Mutter in eine Vormontageeinheit erleichtert den Montageprozess des Modulträgers an der Türkarosserie erheblich. Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung den alternativen Einsatz von bajonettartigen Befestigungselementen, so dass flexibel auf die jeweiligen Belastungsbedingungen bzw. Festigkeitsanforderungen reagiert werden kann. Um das Befestigungsteil von der Vormontageposition in die Befestigungsposition zu überführen, ist bei vorgegebener Einschraubtiefe des Betätigungsteils in das Befestigungsteil eine Längsbewegung des Betätigungsteils erforderlich, so dass das Befestigungsteil durch die mit der Befestigungsöffnung der Karosseriestruktur fluchtende Durchgriffsöffnung des Trägerelements gesteckt wird bis das Befestigungsteil über die vom Trägerelement abgewandte Oberfläche der Karosseriestruktur hinausragt. Durch eine Drehbewegung des Betätigungsteils wird das Befestigungsteil nach Art eines Bajonettverschlusses verdreht und in dieser Befestigungsposition arretiert. Bei weiterer Drehung des Betätigungsteils in derselben Drehrichtung wird das Befestigungsteil in Richtung auf den Betätigungskopf des Betätigungsteils bewegt und dadurch das Trägerele- ment an die Karosseriestruktur angezogen. Vorzugsweise besteht das Betätigungsteil aus einer Schraube mit einem gewindetragenden Schraubenschaft und einem Schraubenkopf, während das Befestigungsteil ein Innengewinde aufweist. Durch Drehung der als Betätigungsteil dienenden Schraube nach dem Arretieren des Befestigungsteils am Anschlag wird das Befestigungsteil entlang des Schraubenschaftes in Richtung des Schraubenkopfes bewegt, so dass die Drehung der Schraube zu einer Verringerung des Abstands des Befestigungsteils von dem Schraubenkopf führt und dadurch eine definierte Verspannkraft zwischen dem Trägerelement und der Karosseriestruktur eingestellt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungsteil nach Art einer Flügelmutter ausgebildet und in einem parallel zum Schraubenschaft ausgerichteten Führungsbereich einer in das Trägerelement einclipsbaren zylinderförmigen Hülse geführt, die Längsschlitze zur Aufnahme der Flügel des als Flügelmutter ausgebildeten Befestigungsteils und an ihren Enden einerseits eine ringförmige Basis und andererseits Clipse zum Einclipsen der Hülse in die Durchgriffsöffnung des Trägerelements aufweist, wobei der Schraubenschaft durch eine Bohrung einer basisbildenden Scheibe mit mindestens einem senkrecht von der Scheibe abstehenden Formstück zur Aufnahme der Hülse gesteckt ist. An der ringförmigen Basis der Hülse und am Formstück der basisbildenden Scheibe angeordnete Formschlusselemente bilden einen Anschlag und treten zur Verdrehsicherung des Befestigungsteils beim Erreichen der Befestigungsposition miteinander in Eingriff.
Diese Ausgestaltung eines Befestigungselements ermöglicht eine einfache und sichere Vormontage-Positionierung der Befestigungselemente in den Durchgriffsoffnungen des Trägerelements sowie ein sicheres Überführen der Befestigungselemente aus der Vormontageposition in eine Befestigungsposition durch eine Längsverschiebung der Befestigungselemente entlang der Achse des Schraubenschaftes, die durch die miteinander fluchtenden Durchgriffsoffnungen des Trägerelements und Befestigungsoffnungn der Karosseriestruktur verläuft. Aufgrund der axialen Führung des Befestigungsteils mittels der in der zylinderförmigen Hülse angeordneten Längsschlitze zur Aufnahme der Flügel des als Flügelmutter ausgebildeten Befestigungsteils führt ein weiteres Verdrehen des Befestigungsteils zu einer Verschiebung des Befestigungsteils in der Achse des Schraubenschafts in Richtung des Schraubenkopfes, wobei sich die Flügel der Flügelmutter an die Karosseriestruktur und die basisbildende Scheibe an das Trägerelement anlegen und so das Trägerelement mit der Karosseriestruktur mit vorgebbarer Spannkraft verbinden. Vorzugsweise sind die Durchgriffsöffnung des Trägerelements und die Befestigungsöffnung der Karosseriestruktur der Querschnittsform des Befestigungsteils angepasst, so dass eine Schlüssel-Schlüssellochverbindung zur optimalen Ausrichtung und Verbindung des Trägerelements mit der Karosseriestruktur hergestellt wird.
Das der Erfindung zugrunde liegende Funktionsprinzip und der daraus ableitbare Aufbau weiterer Vorrichtungen zum Einbau eines Trägerelements in eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der Einzelteile eines ersten Ausführungsbeispiels eines Befestigungselements; Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des zusammengebauten Befestigungselements vor dem Einsetzen in eine Durchgriffsöffnung eines Trägerelements;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des in einem Trägerelement fixierten Befestigungselements vor dem Durchstecken durch die Befestigungsöffnung einer Karosseriestruktur;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des mit der Karosseriestruktur verspannten Trägerelements;
Fig. 5a bis 5c eine perspektivische Darstellung des Befestigungselements in einer
Vormontageposition, einer Befestigungsposition vor der Verspan- nung und einer Befestigungsposition nach der Verspannung; Fig. 6 eine Seitenansicht des mittels des Befestigungselements mit der
Karosseriestruktur verspannten Trägerelements und
Fig. 7 einen Schnitt durch die Verbindung des Trägerelements mit der Karosseriestruktur entlang der Linie VII - VII gemäß Fig. 6; Fig. 8 eine schematische Darstellung einer als Türinnenhaut einer Kraftfahrzeugtür ausgebildeten Karosseriestruktur und eines hieran zu befestigenden, als Aggregateträger ausgebildeten Trägerelements. Fig. 8 zeigt schematisch eine Karosseriestruktur 2 eines Kraftfahrzeugs in Form einer Türinnenhaut einer Kraftfahrzeugtür, in der ein großflächiger Ausschnitt 25 angeordnet ist. Die Türinnenhaut bildet einen Bestandteil der Türstruktur der Kraftfahrzeugtür und ist insbesondere Bestandteil einer Nass-/Trockenraumtrennung, mit der der Nassraum vom Trockenraum der Kraftfahrzeugtür feuchtigkeitsdicht getrennt wird.
Hierzu wird der großflächige Ausschnitt 25 der Türinnenhaut 2 mit einem als Aggregateträger ausgebildeten Trägerelement 1 überdeckt, wobei der Rand der im eingebauten Zustand des Trägerelements 1 der Karosseriestruktur 2 zugewandten ersten Oberfläche 1 1 am Rand des großflächigen Ausschnitts 25 an der Türinnenhaut 2 anliegt. Über ei- nander zugeordnete Befestigungsöffnungen 20 an der Türinnenhaut bzw. Karosseriestruktur 2 einerseits und an Durchgriffsöffnungen 10 am Aggregateträger bzw. Trägerelement 1 andererseits wird das Trägerelement 1 mit der Türinnenhaut bzw. Karosseriestruktur 2 verbunden. In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind das Trägerelement 1 und die Karosseriestruktur 2 als kreisrunde Platten als Ersatz für eine beliebige Geometrie und Struktur des Trägerelements und der Karosseriestruktur dargestellt.
Die Verbindung des Trägerelements 1 mit der Karosseriestruktur 2 zur Abdeckung des großflächigen Ausschnitts 25 erfolgt mittels nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 7 beschriebener Befestigungselemente 3, die in einer Vormontageposition in Durchgriffsöffnungen 10 des Trägerelements 1 derart fixiert sind, dass das Trägerelement 1 im Bereich des großflächigen Ausschnitts 25 auf der dem Trägerelement 1 zugewandten Oberfläche 21 der Karosseriestruktur 2 verschoben werden kann bis die Durchgriffsöffnungen 10 des Trägerelements 1 mit den Befestigungsöffnungen 20 der Karosseriestruktur 2 weitgehend fluchten, so dass die mit dem Trägerelement 1 verbundenen Befestigungselemente 3 durch die Befestigungsöffnungen 20 der Karosseriestruktur 2 gesteckt werden können. Anschließend wird eine Befestigungsposition des Trägerelements 1 mit der Karosseriestruktur 2 hergestellt, indem Befestigungsteilen der Befestigungselemente 3 zur Anlage an der vom Trägerelement 1 abgewandten Oberfläche 22 der Karosse- riestruktur 2 gebracht werden und schließlich das Trägerelement 1 mit der Karosseriestruktur 2 verspannt wird.
Der Aufbau und die Funktion der hierfür vorgesehenen Befestigungselemente 3 soll nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele für Befestigungselemente 3 näher erläutert werden.
Die in den Fig. 1 bis 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines nach Art eines Schraubbajonetts ausgebildeten Befestigungselements 3 zum Verbinden eines Trägerelements 1 mit einer Karosseriestruktur 2 eines Kraftfahrzeugs weist gemäß der in Fig. 1 dargestellten Explosionszeichnung ein Betätigungsteil 4 in Form einer Schraube mit einem Schraubenkopf 40 und einem Schraubenschaft 41 , ein Befestigungsteil in Form einer Flügelmutter 5 mit einem Zylinderkörper 52, in dem ein Innengewinde 50 angeordnet ist und mit dem Außengewinde des Schraubenschafts 41 in Eingriff gebracht wird, und mit zwei diagonal zueinander angeordneten Flügeln 51 , eine geschlitzte Hülse 30 mit einem Führungsbereich 31 , dessen Querschnitt und seitliche Schlitze der Querschnittsform der Flügelmutter 5 angepasst sind, und einer ringförmigen Basis 33 sowie eine basisbildende Scheibe 35 mit zwei senkrecht von der basisbildenden Scheibe 35 abstehenden und einen Spalt zwischen sich ausbildenden Formstücken 36, deren einander zugewandte In- nenkontur dem Querschnitt der ringförmigen Basis 33 der geschlitzten Hülse 30 angepasst ist.
Der Schraubenschaft 41 der Schraube 4 wird durch eine Bohrung 37 in der Mitte der basisbildenden Scheibe 35 gesteckt und die geschlitzte Hülse 30 in den Zwischenraum zwischen den Formstücken 36 der basisbildenden Scheibe 35 eingefügt. Ein an der ringförmigen Basis 33 der geschlitzten Hülse 30 angeordneter Anschlag 34 korrespondiert mit einem Gegenanschlag 38 an der Innenfläche eines der beiden Formstücke 36. Am entgegen gesetzten, oberen Ende der geschlitzten Hülse 30 sind Clipselemente 32 angeordnet, die als Hakenelemente ausgebildet sind.
Das aus dem Betätigungsteil 4 und dem Befestigungsteil in Form einer Flügelmutter 5 zusammengesetzte Befestigungselement 3 bildet eine Vormontageeinheit, die gemäß Fig. 2 vor dem Einbau des Trägerelements 1 in die Karosseriestruktur 2 in Richtung des Pfeils B von der Seite einer zweiten Oberfläche 12 des Trägerelements 1 , die im einge- bauten Zustand des Trägerelements 1 von der Karosseriestruktur 2 abgewandt ist, in eine Durchgriffsöffnung 10 des Trägerelements 1 eingesteckt werden kann, deren Kontur der Außenkontur des Befestigungselements 3 im Bereich der Flügelmutter 5 angepasst ist, so dass das Befestigungselement 3 im Wesentlichen formschlüssig in die Durchgriffsöffnung 10 des Trägerelements 1 eingesetzt und darin mittels der Clipselemente 32 arretiert werden kann. Dabei sichern die Clipselemente 32 gemäß Fig. 3 die Verbindung des Befestigungselements 3 mit dem Trägerelement 1 durch Anlage an der im eingebauten Zustand des Trägerelements 1 der Karosseriestruktur 2 zugewandten ersten Oberfläche 1 1 des Trägerelements 1.
Fig. 2 zeigt das Befestigungselement 3 im zusammengesetzten Zustand bevor es in die Durchgriffsöffnung 10 des Trägerelements 1 eingesetzt wird und eine in Fig. 3 dargestellte Vormontage- oder Transportposition einnimmt, in der sich der Zylinderkörper 52 und die Flügel 51 der Flügelmutter 5 innerhalb der Durchgriffsöffnung 10 befinden und die Clipselemente 32 die Verbindung zwischen dem Befestigungselement 3 und dem Trägerelement 1 sichern.
Die in den Fig.1 bis 3 schematisch dargestellten Clipselemente 32 können alternativ auch derart ausgebildet und/oder an der geschlitzten Hülse 30 angeordnet werden, dass sie in der Vormontageposition des Befestigungselements 3 innerhalb der Durchgriffsöffnung 10 des Trägerelements 1 mit einem darin vorgesehenen Anschlag bzw. einer Aus- nehmung verrasten, so dass in der Vormontageposition keine Teile des Befestigungselements 3 von der ersten Oberfläche 1 1 des Trägerelements 1 abstehen und damit ein hindernisfreies Verschieben des Trägerelements 1 auf der dem Trägerelement 1 zugewandten Oberfläche der Karosseriestruktur 2 ermöglichen. Eine in der Karosseriestruktur 2 vorgesehene Befestigungsöffnung 20 ist gemäß Fig. 3 ebenfalls im Wesentlichen der Kontur der Flügelmutter 5 angepasst, so dass nachdem Anlegen des Trägerelements 1 an den Rand des großflächigen Ausschnitts in der Karosseriestruktur 2 in Richtung der Pfeile C gemäß Fig. 3 die in den Durchgriffsöffnungen 10 des Trägerelements 1 fixierten und am Rand des Trägerelements 1 verteilt angeordneten Befestigungselemente 3 durch die Befestigungsöffnungen 20 gesteckt werden können, indem beispielsweise ein Steckschlüssel am Schraubkopf 40 angesetzt und durch eine Längsverschiebung das Befestigungselement 3 aus der Vormontageposition in eine Befestigungsposition gebracht wird, in der die Flügelmutter 5 über die vom Trägerelement 1 abgewandte Oberfläche 22 der Karosseriestruktur 2 hinausragt. In dieser Befestigungsposition fluchtet die Flügelmutter 5 des Befestigungselements 3 mit der Befestigungsöffnung 20 der Karosseriestruktur 2.
Mittels eines am Schraubenkopf 40 angesetzten Schraubenschlüssels wird das Befesti- gungselement 3 anschließend um ca. 90° gedreht, wobei infolge der Anordnung der Flügelmutter 5 im Führungsbereich 31 der geschlitzten Hülse 30 diese mitgedreht wird bis der Anschlag 34 am Gegenanschlag 38 der basisbildenden Scheibe 35 anschlägt. Damit die Drehung der Schraube 4 auf die geschlitzte Hülse 30 übertragen wird, ist eine entsprechend große Reibung zwischen dem Innengewinde 50 der Flügelmutter 5 und dem Außengewinde des Schraubenschafts 41 vorzusehen.
Fig. 5a zeigt das Befestigungselement 3 im zusammengebauten Zustand bzw. in der Vormontageposition, während Fig. 5b die Ausrichtung der Flügelmutter 5 nach der Drehung des Befestigungselements 3 um 90° in der Vorbefestigungsposition zeigt. Bei wei- terer Drehung der Schraube 4 wird die Flügelmutter 5 in Richtung der zweiten Oberfläche 22 der Karosseriestruktur 2 entlang des Schraubenschafts 41 bewegt, da die geschlitzte Hülse 30 eine Drehung der Flügelmutter 5 verhindert. Somit kann durch Drehung der Schraube 4 die Verspannkraft zwischen dem Trägerelement 1 und der Karosseriestruktur 2 in der in Fig. 4 perspektivisch dargestellten Befestigungsposition eingestellt werden, so dass eine konstante, einstellbare Verspannkraft zwischen dem Trägerelement 1 und der Karosseriestruktur 2 gewährleistet ist.
Fig. 5c zeigt die Befestigungsposition des Befestigungselements 3, in der die Flügelmutter 4 entlang des Schraubenschafts 41 in Richtung auf die basisbildende Scheibe 35 bewegt wurde.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des mittels des Befestigungselements 3 mit der Karosseriestruktur 2 verspannten Trägerelements 1 , wobei die basisbildende Scheibe 35 mit ihren zur Verdrehsicherung angeformten Formstücken 36 in entsprechende Aufnahmen des Trägerelements 1 eingreift und die Flügel 51 der Flügelmutter 5 an der vom Trägerelement 1 abgewandten Oberfläche 22 der Karosseriestruktur 2 anliegen.
Fig. 7 zeigt in einem Längsschnitt entlang der Linie D - D gemäß Fig. 6 die Zuordnung der Einzelteile des Befestigungselements 3 im verspannten Zustand des Trägerelements 1 und der Karosseriestruktur 2. Bezugszeichenliste
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Claims

Ansprüche
Vorrichtung zum Einbau eines Trägerelements in eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten Oberfläche des Trägerelements, die im eingebauten Zustand des Trägerelements der Karosseriestruktur zugewandt ist, und mindestens einem am Trägerelement vorgesehenen, ein Befestigungsteil und ein Betätigungsteil mit einem Betätigungskopf enthaltenden Befestigungselement, das vor dem Einbau des Trägerelements in die Karosseriestruktur in einer Vormontageposition am Trägerelement gehalten wird, in der es in einer Durchgriffsöffnung des Trägerelements angeordnet ist, von der das Befestigungsteil des Befestigungselements aus der Vormontageposition in eine Befestigungsposition bringbar ist, in der es von der ersten Oberfläche des Trägerelements absteht und durch eine zugeordnete Befestigungsöffnung der Karosseriestruktur greift, wenn das Trägerelement in die Karosseriestruktur eingebaut und an der Karosseriestruktur festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (4) und das Befestigungsteil (5 - 9) über eine Schraubverbindung derart miteinander verbunden sind, dass bei einer Drehung des Betätigungsteils (4) das Befestigungsteil (5 - 9) bis zu einem Anschlag mitgedreht und/oder gegen weiteres Verdrehen gesichert und bei weiterer Drehung des Betätigungsteils (4) der Abstand zwischen dem Befestigungsteil (5 - 9) und dem Betätigungskopf (40) des Betätigungsteils (4) verringert und das Trägerelement (1 ) und die Befestigungsöffnung (20) der Karosseriestruktur (2) zwischen dem Befestigungsteil (5 - 9) und dem Betätigungskopf (40) eingespannt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (4) und das Befestigungsteil (5) zu einer Vormontageeinheit miteinander verbunden sind, die vor der Verbindung des Trägerelements (1 ) mit der Karosseriestruktur (2) in die Durchgriffsöffnung (10) des Trägerelements (1 ) einsteck- und arretierbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (5) von der Vormontageposition in die Befestigungsposition mittels einer Längsbewegung des Betätigungsteils (4) überführbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil aus einer Schraube (4) mit einem Schraubenschaft (41 ) und einem Schraubenkopf (40) besteht und das Befestigungsteil (5) ein Innengewinde (50) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (5) nach Art einer Flügelmutter mit Stützflügeln (51 ) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (5) in einem parallel zum Schraubenschaft (41 ) ausgerichteten Führungsbereich (31 ) einer in das Trägerelement (1 ) einclipsbaren zylinderförmigen Hülse (30) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (30) Längsschlitze (31 ) zur Aufnahme der Flügel (51 ) des als Flügelmutter (6) ausgebildeten Befestigungsteils (5) und an ihren Enden einerseits eine ringförmige Basis (33) und andererseits Clipse (32) zum Einclipsen der Hülse (30) in die Durchgriffsöffnung (10) des Trägerelements (1 ) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft (41 ) durch eine Bohrung (37) einer basisbildenden Scheibe (35) mit mindestens einem senkrecht von der Scheibe (35) abstehenden Formstück (36) zur Aufnahme der Hülse (30) gesteckt ist. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der ringförmigen Basis (33) der Hülse (30) und am Formstück (36) der Scheibe (35) Formschlusselemente (34, 38) angeordnet sind, die zur Bildung des Anschlags zur Verdrehsicherung des Befestigungsteils (5) beim Erreichen der Befestigungsposition miteinander in Eingriff treten.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgriffsöffnung (10) des Trägerelements (1 ) und die Befestigungsöffnung (20) der Karosseriestruktur (2) der Querschnittsform des Befestigungsteils (5) angepasst sind.
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