WO2019238349A1 - Befestigungseinrichtung und verfahren zur befestigung eines anbauteils an einem tragteil und kraftfahrzeug - Google Patents

Befestigungseinrichtung und verfahren zur befestigung eines anbauteils an einem tragteil und kraftfahrzeug Download PDF

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WO2019238349A1
WO2019238349A1 PCT/EP2019/062515 EP2019062515W WO2019238349A1 WO 2019238349 A1 WO2019238349 A1 WO 2019238349A1 EP 2019062515 W EP2019062515 W EP 2019062515W WO 2019238349 A1 WO2019238349 A1 WO 2019238349A1
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sealing element
opening
fastening
region
fastening device
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PCT/EP2019/062515
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Niels RÜTTHARD
Heiko Schönewald
Jan-Hendrik Wolter
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • B60R13/0206—Arrangements of fasteners and clips specially adapted for attaching inner vehicle liners or mouldings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/008—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets with sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/06—Releasable fastening devices with snap-action
    • F16B21/08—Releasable fastening devices with snap-action in which the stud, pin, or spigot has a resilient part
    • F16B21/082—Releasable fastening devices with snap-action in which the stud, pin, or spigot has a resilient part the stud, pin or spigot having two resilient parts on its opposite ends in order to connect two elements
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    • F16B21/00—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/06—Releasable fastening devices with snap-action
    • F16B21/08—Releasable fastening devices with snap-action in which the stud, pin, or spigot has a resilient part
    • F16B21/084—Releasable fastening devices with snap-action in which the stud, pin, or spigot has a resilient part with a series of flexible ribs or fins extending laterally from the shank of the stud, pin or spigot, said ribs or fins deforming predominantly in a direction parallel to the direction of insertion of the shank
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/06—Releasable fastening devices with snap-action
    • F16B21/08—Releasable fastening devices with snap-action in which the stud, pin, or spigot has a resilient part
    • F16B21/086—Releasable fastening devices with snap-action in which the stud, pin, or spigot has a resilient part the shank of the stud, pin or spigot having elevations, ribs, fins or prongs intended for deformation or tilting predominantly in a direction perpendicular to the direction of insertion

Definitions

  • the invention relates to a fastening device for fastening an add-on part to a support part, in particular a body part, a method for fastening an add-on part to a support part and a motor vehicle, in particular one
  • Clip connections are often used to arrange add-on parts on supporting parts, which enable simple attachment to the typical strength requirements. This is the case, for example, in motor vehicles with the outside
  • Cladding parts such as wheel covers, door covers, sill panels or C-pillar coverings are the case.
  • an insert part which is also referred to as a clip, is attached to the attachment part and the other side is inserted into an opening in the support part and fastened there.
  • a grommet can be used as a sealing element. This is positioned in front of the insertion part in the opening of the support part and seals the space between the opening and the insertion part, so that penetration of water or dirt is prevented. Protection of the hole wall can also be achieved in this way, since direct contact between the plug-in part and the hole is prevented.
  • FIGS. 1-4 Individual aspects of this fastening device known from the prior art are shown in FIGS. 1-4.
  • a fastening device 10 which has an insertion part 20 with a shaft region 22 and a grommet 70 which is plugged onto the shaft region 22.
  • Two locking elements in the form of laterally projecting arms are arranged on the top of the head region 24. Between these and the underlying one, essentially flat
  • the surface of the head area 24 is the intended use
  • Fastening device 10 arranged an attachment.
  • the plug-in part 20 and thus the fastening device 10 are typically fastened to the supporting part by means of locking elements which are arranged in the interior of the grommet 70 and elastically deform them in some areas.
  • the deformed contours of the locking elements are shown in FIG.
  • the locking elements serve to produce an undercut for engaging behind the material of the support part forming the opening and thus for the positive connection of the insert part 20 with the support part, not shown here.
  • the grommet 70 In a first step for fastening the add-on part to the support part, the grommet 70, as shown in FIG. 4, is inserted into the opening of the support part.
  • the insert 20, as shown in Figure 3, is attached to the attachment.
  • the add-on part is positioned with the plug-in part 20 in relation to the supporting part and then the shaft region 22 of the plug-in part is inserted into the opening provided with the grommet 70.
  • the grommet 70 serves to seal the opening and to protect the inner wall of the opening from corrosion or
  • the spout can also be rolled up if the spout does not hit the hole exactly in the center when it is arranged or if the plug-in part does not hit the spout exactly when it is arranged. In these cases, the protection against corrosion or the protection of the inner wall of the opening cannot be guaranteed.
  • foam tapes which have a flexible properties
  • a first aspect of the invention is a fastening device for fastening an attachment part to a support part, in particular a body part. This includes a
  • the plug-in part furthermore has a head region arranged at one end of the shaft region for contacting an attachment part.
  • the fastening device further comprises a sealing element which is arranged or can be arranged on the shaft region of the plug-in part and has a contact region for contacting a material of the support part which forms the opening for the purpose of at least partially sealing the opening.
  • the sealing element surrounds the shaft area radially on the outside on a longitudinal section.
  • the plug-in part serves for the mechanical connection of the add-on part with the supporting part.
  • the opening of the support part means in particular a through opening.
  • the shaft region and the head region are formed on opposite end regions of the insert part.
  • the head area is used for direct or indirect attachment to an attachment.
  • intermediate layers or further elements can be arranged between the head region and the add-on part.
  • the head area serves to fasten the plug-in part to the add-on part. He can
  • the head region has a larger diameter or a greater radial extension than the shaft region.
  • the sealing element When properly arranged on the insert part, the sealing element extends over a longitudinal section of the shaft area.
  • This length section can correspond to between 5% and 75%, in particular between 15% and 50% and in one example between 20% and 30% of the longitudinal extent of the shaft region.
  • This longitudinal extension means the length between one and the measured along the longitudinal axis of the shaft region
  • the sealing element surrounds the shaft area radially on the outside. This means that at least a large part of the sealing element can be arranged or arranged radially outside the shaft area. Of course, it is not excluded that areas of the sealing element are radially protruded from parts of the shaft area.
  • the designations axially and radially in the sense of the invention refer to the longitudinal axis of the shaft region.
  • the sealing element surrounds the shaft area all around. This means that the sealing element has a through opening for arranging the shaft region.
  • the sealing element is in particular annular, for example in the form of a ring, but it can also take any other shape and be rectangular, for example.
  • the sealing element is essentially rotationally symmetrical, in particular rotationally symmetrical, with respect to the through opening.
  • the sealing element is made of an elastic material suitable for sealing, such as rubber.
  • the contact area of the sealing element is in particular arranged essentially perpendicular to the direction of insertion. It is in particular all-round and can be annular, for example circular.
  • the at least partial seal means an at least partially gas and / or liquid-tight seal.
  • the sealing element serves to seal the opening from penetrating liquid or dirt, so that corrosion, in particular of the supporting part, is prevented.
  • the sealing element can be arranged on the insertion part by inserting the shaft area through the opening of the sealing element along the insertion direction or by pushing the sealing element onto the shaft area of the insertion part against the insertion direction.
  • a direct arrangement or formation of the sealing element is possible by means of an original molding process on the insert part, for example by means of two-component injection molding.
  • the sealing element in the delivery state is
  • Fastening device arranged on the shaft area and has one along the
  • the sealing element used for sealing and the plug-in part used to fasten the add-on part to the supporting part are thus available in the fastening device according to the invention as a component system or assembly, which can be assembled in a single process step.
  • a major advantage of the invention is therefore that in order to achieve a seal or corrosion protection, no additional grommet has to be used, which would have to be assembled separately before the insertion of the plug-in part, but that the plug-in part in the preassembled state, optionally with a component arranged thereon the opening is insertable. In this way, the effort is minimized and assembly is quicker and less prone to errors. Any carding of a grommet to be assembled beforehand is not necessary since the positioning of the sealing element in one step with the arrangement of the
  • An embodiment of the fastening device for fastening an add-on part to a support part is characterized in that the sealing element when subjected to a force in the axial direction with respect to the longitudinal axis relative to the shaft region of the
  • Insert part is displaceable.
  • Sealing element can be brought into contact with the head area of the insert part.
  • the sealing element can be moved axially along the shaft region, in particular during assembly, in order in this way to be brought from an assembly position to a target position.
  • the assembly position serves in particular to arrange the plug-in part and the sealing element on the material of the support part forming the opening for the purpose of mounting the plug-in part, the fastening device or the add-on part.
  • the sealing element is at a distance from the head region measured along the longitudinal axis.
  • the sealing element with its contact area makes contact with the head area of the insert part, so that it can achieve the sealing effect.
  • That side of the contact area of the sealing element can be brought into contact with the head area that faces away from the side intended for contact with the material of the supporting part.
  • the installation area is thus arranged between the head area and the supporting part for the purpose of realizing the sealing effect.
  • This configuration has the advantage that the sealing element can be arranged in the opening in a particularly simple and safe manner, since the sealing element can already be positioned in the opening before the plug-in part reaches the final position on the support part.
  • the plug-in part is used for simple guidance of the sealing element when it is plugged into the opening.
  • the locking element serves for the positive connection of the plug-in part with the material of the support part forming the opening.
  • at least two and in particular three or four locking elements are arranged at uniform angles on the circumference of the shaft area.
  • radially movable means that a movement with a radial component is possible.
  • the locking element is arranged on an arm which is pivotally connected to the rest of the plug-in part or the shaft region with respect to the longitudinal axis, wherein it is particularly when the
  • Swiveling movement leads to an elastic deformation of the arm, so that
  • Locking element in the occurring as a result of insertion into the opening
  • Locking element in a radially further outward position or a less deflected position of the arm for reaching behind the material forming the opening or for forming the undercut.
  • This configuration has the advantage that the insertion part can be fastened particularly easily and securely to the support part.
  • the contour of the side of the shaft region facing away from the head region is in particular pointed or tapered in order to be inserted into the opening
  • the locking element and the sealing element are arranged and designed in such a way that the locking element presses against the sealing element with a radial prestressing force.
  • the sealing element is at least partially by means of the
  • Locking element pressed outwards.
  • this pretensioning force is relatively small, so that depending on the friction conditions or the friction factors, which are defined by the abutting materials of the sealing element and the locking element, the axial displacement of the sealing element on the locking element or the insert part with a force that can be applied manually, such as 50 N, is possible.
  • the sealing element when the sealing element is in contact with the material of the support part that forms the opening and when the insertion part is inserted into the opening, the sealing element can be displaced until it comes to a stop in the axial direction in order to achieve the sealing effect there.
  • a region of the sealing element is typically located between the material forming the opening or the inner wall of the opening and the
  • Locking element so that the force of the material forming the opening can be transmitted to the locking element via the sealing element.
  • This configuration has the advantage that the sealing element is held on the plug-in part and thus undesired displacement is prevented.
  • the desired position of the sealing element can be ensured in this way during insertion into the opening, so that the correct arrangement of the sealing element on the material forming the opening is ensured.
  • the locking element can be part of the conically shaped contour, so that in the event of a deformation, the angle between the sides of the locking element or the locking elements delimiting the contour of the cone is reduced or the cone becomes more pointed and in this way the above-mentioned relative movement at least in sections is made possible.
  • the sealing element is designed in such a way that it deforms elastically at least in regions when it moves relative to the shaft region.
  • At least one first contact element is formed on the shaft region of the insert part and at least one second contact element on the sealing element. At least one first contact element and at least one second contact element are set up to contact one another and in this way to produce a positive connection between the insert part and the sealing element in the axial direction with respect to the longitudinal axis. This blocks a relative movement between the plug-in part and the sealing element that increases the distance between the head region and the sealing element.
  • the first contact element serves to contact the sealing element or the second contact element in an axial direction. This creates a positive connection, which ensures that the sealing element cannot be pulled off from the shaft region to the side opposite the head region. The sealing element is prevented from sliding down from the shaft area.
  • Each of the contact elements can be designed as a blocking edge or blocking surface.
  • first contact element and / or the second contact element is an im Surface oriented essentially perpendicular to the longitudinal axis.
  • first contact element faces the head region and the second contact element away from the head region.
  • the contact elements define the mounting position of the sealing element.
  • the maximum radial diameter of the plug-in part in particular the head part of the plug-in part, is larger than the maximum radial diameter of the sealing element, in particular of a contact area of the
  • Sealing element are the diameters measured along the radial direction, ie perpendicular to the longitudinal axis of the shaft area. In other words, parts of the insert protrude beyond the sealing element. This has the advantage that the sealing element preassembled on the shaft area is prevented from being stripped or lost in a simple manner. This also prevents the insert and the sealing element from being inserted too deeply into the opening, as a result of which the sealing effect could be restricted by incorrect positioning of the sealing element.
  • the plug-in part radially projects beyond the sealing element in a plane oriented perpendicular to the longitudinal axis in the region of the axial delimitation of the sealing element facing away from the head region or is flush with it.
  • the axial boundary facing away from the head region means that end of the
  • Sealing element which faces away from the head area. It typically forms a surface that faces away from the head area.
  • the area of the plug-in part adjacent to the mentioned axial delimitation of the sealing element in the axial direction has a radial extent which is greater by the distance A measured perpendicular to the longitudinal axis than the radial extent of the sealing element in the area of its named axial delimitation.
  • Sealing element is inserted into the opening, trouble-free and without the risk of
  • the sealing element has a sleeve which adjoins the contact area axially, in particular in an annular manner, for at least area-wise contacting an inner wall of the opening.
  • the sleeve is the part of the sealing element facing away from the head region. It serves to protect the material forming the opening, in particular to protect the wall of the hole.
  • the sleeve can connect radially inside to the contact area.
  • the sealing element is typically fastened to the shaft area by means of the sleeve.
  • At least the sleeve of the sealing element is designed so soft or elastic that it can be deformed when a radial force is applied at certain points by a locking element in such a way that the locking element over the
  • Diameter of the opening of the cuff, which the cuff has in the relaxed state, can be moved radially outwards, and can thus produce an undercut behind the material forming the support part.
  • This configuration advantageously enables the inner wall of the opening to be protected against damage by means of the plug-in part.
  • a further embodiment of the fastening device is characterized in that the fastening device has a circumferential sealing part for at least partial contact with the material of the support part that forms the opening for the purpose of realizing an at least partial seal between the head region and the material of the support part that forms the opening.
  • the circumferential sealing part is configured in a ring shape and / or is arranged or can be arranged radially on the outside of the head region of the insert part.
  • the circumferential sealing part extends from the head region of the plug-in part in the axial direction onto the support part and bears against it for the purpose of realizing the sealing effect.
  • This embodiment has the advantage that an additional, separately effective sealant for sealing the opening against liquid penetrating over the head region or penetrating dirt is present. In this way, a higher level of water resistance is achieved. A particularly good sealing effect can be achieved by a fixed arrangement of the circumferential sealing part on the head region.
  • Another aspect of the invention is a component system, comprising a fastening device according to the invention and an attachment. It is by means of the head area of the
  • Insert part a connection, in particular a positive connection, realized between the attachment and the insert part.
  • the component system further comprises a support part.
  • a connection in particular a positive connection, is realized between the support part and the insertion part by means of the shaft region of the insertion part.
  • a second aspect of the invention is a method for fastening an attachment to a support part.
  • a supporting part with an opening and a fastening device according to the invention are provided.
  • the head region of the plug-in part rests on an add-on part.
  • the shaft area of the insert part is at least partially inserted into the opening along its longitudinal axis for the purpose of fastening the insert part to the support part.
  • the contact area of the sealing element comes into contact with a material forming the opening for the purpose of at least partially sealing the opening.
  • At least one locking element forms an undercut behind the material of the support part that forms the opening by movement with a radial component.
  • the locking element engages behind the material of the support part that forms the opening.
  • the head area can be in direct or indirect contact with the attachment.
  • further elements or intermediate layers can be arranged between the head region and the add-on part.
  • the sealing element is displaced along the axial direction in such a way that the contact area comes into contact with the head area.
  • the head region of the plug-in part is arranged on or in an add-on part. This happens in particular before the shaft area is inserted into the opening.
  • one with one or more of the invention is arranged on or in an add-on part.
  • a third aspect of the invention is a motor vehicle, in particular a passenger car. This has at least one fastening device according to the invention.
  • the support part can be a body part and the attachment part
  • Fig. 1 a side view of a known from the prior art
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of the fastening device from FIG. 1,
  • FIGS. 1 and 2 a side view of the plug-in part of the fastening device from FIGS. 1 and 2,
  • FIGS. 1 and 2 a side view of the grommet of the fastening device from FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 6 shows a sectional illustration of the fastening device from FIG. 5,
  • FIG. 8 shows a sectional illustration of the fastening device from FIG. 7.
  • FIG. 5 shows a fastening device 10 according to the invention with a plug-in part 20 and a sealing element 30.
  • the plug-in part 20 has a head region 24 for abutment or fastening to an add-on part, which is designed analogously to the embodiment shown in FIGS. 1 to 4.
  • Two locking elements in the form of laterally projecting arms are arranged on the top of the head region 24.
  • an attachment is arranged between this and the substantially flat surface of the head region 24 underneath.
  • the shaft region 22 of the insert part 20 extends below the head region 24.
  • the head region 24 is arranged at one end of the shaft region 22.
  • the shaft area 22 is designed for insertion into an opening of the support part for the purpose of fastening to the support part.
  • the insertion part 20 has in the shaft region 22 a plurality of locking elements 40 arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the central longitudinal axis 27 of the shaft region, in order to form an undercut, by means of which the material of the support part forming the opening can be gripped behind. In this way, the insert 20 can be positively attached to the support member.
  • the locking elements 40 are arranged on pivotable arms on the plug-in part 20 and can therefore execute an essentially radial movement. When pivoting radially inwards, they implement a restoring force directed radially outwards.
  • the sealing element 30 extends over a length section of the shaft region, which corresponds approximately to a quarter of the total length of the shaft region 22 measured along the longitudinal axis 27. It surrounds the shaft region 22 on this length section radially on the outside, namely in an annular shape.
  • the insertion part 20 and the sealing element 30 are rotationally symmetrical with respect to the, as shown in FIG.
  • the insert and / or sealing element can also have an angular cross-section.
  • FIGS. 5 to 8 each show the sealing element 30 in an assembly position on the insert part 20.
  • the fastening device 10 according to the invention is provided in the preassembled state shown.
  • four first contact elements 50 are formed on the shaft region 22 and are arranged in the form of a cross when viewed along the longitudinal axis 27. These are designed as blocking surfaces oriented essentially perpendicular to the longitudinal axis 27.
  • a second contact element 52 is formed by the lower boundary of the annular sleeve 34 of the sealing element 30. In the assembly position shown, the first contact elements 50 and the second contact
  • the sealing element 30 is arranged on the insertion part 20 in such a way that it cannot be displaced axially downwards.
  • the sealing element 30 has one on the
  • the sealing element 30 forms a rotationally symmetrical body in relation to the longitudinal axis 27.
  • the conical tip of the insertion part shown below serves to center the fastening device 10 in relation to the opening.
  • the edge of the sealing element 30 shown below and facing away from the head region 24 of the plug-in part 20 has a radial extent or a radius in a plane oriented perpendicular to the longitudinal axis 27, which is smaller by the distance A than the adjacent region of the plug-in part 20.
  • the insertion part 20 projects radially beyond the sealing element 30 in the designated plane. In this way, it is ensured that the sealing element 30 can be inserted into the opening in a simple and safe manner when the insertion part 20 is inserted into the opening, without an edge region of the
  • Sealing element 30 sticks to the wall of the opening.
  • the sealing element 30 comes into contact with the opening in such a way that the sleeve 34 Lining the inner wall of the opening and the contact area 32 comes to rest on the material of the supporting part forming the opening.
  • the sealing element 30 shifts axially on the shaft area 22 until the upper side of the contact area 32 comes to rest on the underside of the head area 24.
  • the contact area 32 thus lies flat between the head area 24 of the insert part 20 and the material of the support part forming the opening. In this way, the opening is effectively protected against the ingress of liquids or particles.
  • the arrangement of the head region 24 of the plug-in part 20 on the add-on part takes place beforehand.
  • the locking elements 40 and the sealing element 30 are arranged and designed in such a way that the locking element 40 presses on the sealing elements 30 with a radial prestressing force. At least in the areas of the locking elements 40, the sealing element is thus held non-positively, so that it cannot be axially displaced without the application of external forces. This serves to secure the position of the sealing element 30 on the plug-in part 20.
  • the fastening device 10 further comprises an annular circumferential sealing part 60, which is fastened radially on the outside to the head region 24 of the plug-in part 20, which is flat here. This serves to abut the opening-forming material of the support part for the purpose of sealing the opening with respect to the head region 24 of the insert part 20.
  • circumferential sealing part 60 forms an axially positive connection in the manner of a bung. This version has a double sealing line and can therefore compensate for the failure of a sealing component.

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Abstract

Befestigungseinrichtung und Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil und Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, ein Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen. Eine Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, umfasst ein Einsteckteil (20) mit einem Schaftbereich (22) zum zumindest teilweisen Einstecken in eine Öffnung des Tragteils entlang einer Längsachse (27) des Schaftbereichs (22) des Einsteckteils (20) zwecks Befestigung des Einsteckteils (20) am Tragteil. Das Einsteckteil weist einen an einem Ende des Schaftbereichs (22) angeordneten Kopfbereich (24) zur Anlage an einem Anbauteil auf. Die Befestigungseinrichtung umfasst weiterhin ein am Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) angeordnetes bzw. anordbares Dichtelement (30) mit einem Anlagebereich (32) zur Anlage an einem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung. Das Dichtelement (30) umgibt den Schaftbereich (22) auf einem Längenabschnitt radial außen umlaufend.

Description

Beschreibung
Befestigungseinrichtung und Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils
an einem Tragteil und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, ein Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen
Personenkraftwagen.
Zur Anordnung von Anbauteilen an Tragteilen werden häufig Clipsverbindungen genutzt, die auf einfache Weise eine den typischen Festigkeitsanforderungen entsprechende Befestigung ermöglichen. Dies ist etwa bei Kraftfahrzeugen beispielsweise bei außen liegenden
Beplankungsteilen wie etwa Radabdeckungen, Türabdeckungen, Schwellerbeplankungen oder C-Säulen-Verblendungen der Fall. Bei diesen Verbindungen wird eine Seite eines Einsteckteils, welches auch als Clips bezeichnet wird, am Anbauteil befestigt und die andere Seite wird in eine Öffnung des Tragteils eingeführt und dort befestigt.
Zum Zwecke des Korrosionsschutzes kann als Dichtelement eine Tülle genutzt werden. Diese wird vor Anordnung des Einsteckteils in der Öffnung des Tragteils positioniert und dichtet den Zwischenraum zwischen der Öffnung und dem Einsteckteil ab, sodass ein Eindringen von Wasser oder Verschmutzungen verhindert wird. Auch kann auf diese Weise ein Schutz der Lochwandung realisiert werden, da ein direkter Kontakt zwischen dem Einsteckteil und dem Loch verhindert wird.
Einzelne Aspekte dieser aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungseinrichtung sind in den Figuren 1-4 dargestellt.
Gezeigt ist eine Befestigungseinrichtung 10, die ein Einsteckteil 20 mit einem Schaftbereich 22 sowie eine auf den Schaftbereich 22 aufgesteckte bzw. aufsteckbare Tülle 70 aufweist. Nach oben hin schließt an den Schaftbereich 22 des Einsteckteils 20 der einen größeren Durchmesser aufweisende Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 an. An der Oberseite des Kopfbereiches 24 sind zwei Sperrelemente in Form seitlich hervorstehender Arme angeordnet. Zwischen diesen und der darunterliegenden, im Wesentlichen ebenen
Oberfläche des Kopfbereichs 24 wird bei bestimmungsgemäßer Verwendung der
Befestigungseinrichtung 10 ein Anbauteil angeordnet. Die Befestigung des Einsteckteils 20 und somit der Befestigungseinrichtung 10 am Tragteil erfolgt typischerweise durch Verriegelungselemente, die im Inneren der Tülle 70 angeordnet sind und diese bereichsweise elastisch verformen. In Figur 1 sind die verformten Konturen der Verriegelungselemente dargestellt. Die Verriegelungselemente dienen der Herstellung eines Hinterschnitts zum Hintergreifen des die Öffnung ausbildenden Materials des Tragteils und somit der formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils 20 mit dem hier nicht dargestellten Tragteil.
In einem ersten Schritt zur Befestigung des Anbauteils am Tragteil wird die Tülle 70, wie in Figur 4 dargestellt, in die Öffnung des Tragteils eingesteckt. Das Einsteckteil 20, wie in Figur 3 gezeigt, wird am Anbauteil befestigt. Es erfolgt eine Positionierung des Anbauteils mit dem Einsteckteil 20 in Bezug zum Tragteil und dann ein Einführen des Schaftbereichs 22 des Einsteckteils in die mit der Tülle 70 versehene Öffnung. Die Tülle 70 dient der Abdichtung der Öffnung sowie dem Schutz der Innenwandung der Öffnung vor Korrosion bzw.
mechanischer Beschädigung.
Diese Lösung bringt den Nachteil mit sich, dass die Montage zeitaufwändig und somit teuer ist, da wie beschrieben in einem zweischrittigen Verfahren zunächst die Tülle und anschließend das Einsteckteil anzuordnen sind. Darüber hinaus ist die beschriebene Clipsverbindung fehleranfällig, da die Tülle fehlerhaft positioniert werden kann oder die Tülle nach ihrer Anordnung hinausfallen oder verschoben werden kann. Letzteres ist insbesondere der Fall, wenn das Anbauteil bei seiner Befestigung entlang der Oberfläche des Tragteils bewegt, beispielsweise gedreht wird, da sich das freie Ende des Einsteckteils an einem das Tragteil überragenden Rand der Tülle verhaken kann und die Tülle auf diese Weise abstreifen, krempeln oder anderweitig in ihrer Anordnung bzw. Position stören kann. Auch kann es zu einem Krempeln der Tülle kommen, wenn die Tülle bei ihrer Anordnung das Loch nicht exakt mittig trifft oder wenn das Einsteckteil bei seiner Anordnung die Tülle nicht exakt mittig trifft. In diesen Fällen kann der Korrosionsschutz bzw. der Schutz der Innenwandung der Öffnung nicht gewährleistet werden.
Alternativ sind Schaumbänder bekannt, die mittels ihrer flexiblen Eigenschaften eine
Abdichtung ermöglichen. Diese sind allerdings nicht in der Lage, die Innenwandung der Öffnung zu schützen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungseinrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisierbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Befestigungseinrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zur Befestigung gemäß Anspruch 9. Ausgestaltungen der Befestigungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2-8 angegeben. Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil. Diese umfasst ein
Einsteckteil mit einem Schaftbereich zum zumindest teilweisen Einstecken in eine Öffnung des Tragteils entlang einer Längsachse des Schaftbereichs des Einsteckteils zwecks Befestigung des Einsteckteils am Tragteil. Das Einsteckteil weist weiterhin einen an einem Ende des Schaftbereichs angeordneten Kopfbereich zur Anlage an einem Anbauteil auf. Die Befestigungseinrichtung umfasst weiterhin ein am Schaftbereich des Einsteckteils angeordnetes bzw. anordbares Dichtelement mit einem Anlagebereich zur Anlage an einem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung. Das Dichtelement umgibt den Schaftbereich auf einem Längenabschnitt radial außen umlaufend.
Das Einsteckteil dient der mechanischen Verbindung des Anbauteils mit dem Tragteil. Die Öffnung des Tragteils meint insbesondere eine Durchgangsöffnung.
Der Schaftbereich und der Kopfbereich sind an gegenüberliegenden Endbereichen des Einsteckteils ausgebildet. Der Kopfbereich dient der mittelbaren oder unmittelbaren Anlage an einem Anbauteil. Somit können selbstverständlich Zwischenschichten oder weitere Elemente zwischen dem Kopfbereich und dem Anbauteil angeordnet sein. Insbesondere dient der Kopfbereich zur Befestigung des Einsteckteils am Anbauteil. Er kann
beispielsweise eine Anlagefläche und wenigstens ein Sperrelement aufweisen, zwischen welchen das Anbauteil formschlüssig gehalten werden kann. Der Kopfbereich weist einen größeren Durchmesser bzw. eine größere radiale Erstreckung auf als der Schaftbereich.
Das Dichtelement erstreckt sich bei bestimmungsgemäßer Anordnung am Einsteckteil über einen Längenabschnitt des Schaftbereichs. Dieser Längenabschnitt kann zwischen 5% und 75%, insbesondere zwischen 15% und 50% und in einem Beispiel zwischen 20% und 30% der Längserstreckung des Schaftbereichs entsprechen. Diese Längserstreckung meint die entlang der Längsachse des Schaftbereichs gemessene Länge zwischen einer dem
Kopfbereich abgewandten Begrenzung des Schaftbereichs, zum Beispiel einer Spitze des Schaftbereichs zum Einführen in die Öffnung, und dem Kopfbereich.
Das Dichtelement umgibt den Schaftbereich radial außen. Dies bedeutet, dass zumindest ein Großteil des Dichtelements radial außerhalb des Schaftbereichs angeordnet bzw. anordbar ist. Selbstverständlich ist es dabei nicht ausgeschlossen, dass Bereiche des Dichtelements von Teilen des Schaftbereichs radial überragt werden. Die Bezeichnungen axial und radial im Sinne der Erfindung beziehen sich auf die Längsachse des Schaftbereichs. Das Dichtelement umgibt den Schaftbereich umlaufend. Das bedeutet, dass das Dichtelement eine Durchgangsöffnung zur Anordnung des Schaftbereichs aufweist. Das Dichtelement ist insbesondere ringförmig, beispielsweise kreisringförmig, ausgestaltet, kann aber ebenso beliebige andere Formen annehmen und beispielsweise rechteckig sein.
Insbesondere ist das Dichtelement in Bezug zur Durchgangsöffnung im Wesentlichen drehsymmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch aufgebaut. Typischerweise ist das Dichtelement aus einem elastischen, zur Abdichtung geeigneten Material wie etwa Gummi hergestellt. Der Anlagebereich des Dichtelements ist insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Einsteckrichtung angeordnet. Er ist insbesondere umlaufend und kann ringförmig, beispielsweise kreisringförmig, sein.
Die zumindest teilweise Abdichtung meint eine zumindest abschnittsweise gas- und/oder flüssichkeitsdichte Abdichtung. Insbesondere dient das Dichtelement der Abdichtung der Öffnung vor eindringender Flüssigkeit bzw. eindringendem Schmutz, sodass eine Korrosion, insbesondere des Tragteils, verhindert wird.
Das Anordnen des Dichtelements am Einsteckteil kann durch Einstecken des Schaftbereichs durch die Öffnung des Dichtelements entlang der Einsteckrichtung bzw. durch Aufstecken des Dichtelements auf den Schaftbereich des Einsteckteils entgegen der Einsteckrichtung erfolgen. Ebenso ist eine direkte Anordnung bzw. Ausbildung des Dichtelements mittels eines Urformverfahrens am Einsteckteil möglich, beispielsweise durch Zweikomponenten- Spritzguss. Insbesondere ist das Dichtelement im Auslieferungszustand der
Befestigungseinrichtung am Schaftbereich angeordnet und weist einen entlang der
Längsachse gemessenen Abstand zum Kopfbereich auf. Somit stehen das zur Abdichtung genutzte Dichtelement und das der Befestigung des Anbauteils am Tragteil dienende Einsteckteil in der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung als Bauteilsystem bzw. Zusammenbau zur Verfügung, welches in einem einzelnen Verfahrensschritt montiert werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist somit, dass zur Erreichung einer Abdichtung bzw. eines Korrosionsschutzes keine zusätzliche Tülle verwendet werden muss, die vor der Montage des Einsteckteils separat zu montieren wäre, sondern dass das Einsteckteil im vormontierten Zustand, gegebenenfalls mit daran angeordnetem Bauteil, in die Öffnung einsteckbar ist. Auf diese Weise wird der Aufwand minimiert und die Montage erfolgt rascher und weniger fehleranfällig. Etwaiges Krempeln einer vorher zu montierenden Tülle entfällt, da die Positionierung des Dichtelements in einem Schritt mit der Anordnung des
Einsteckteils erfolgt. Somit ist die Befestigung einfacher und kostengünstiger realisierbar als bei Nutzung der aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungseinrichtungen. Eine Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement bei Beaufschlagung mit einer Kraft in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse relativ zum Schaftbereich des
Einsteckteils verschieblich ist. Somit ist zwecks Erzielung einer zumindest teilweisen Abdichtung zwischen Tragteil und Einsteckteil zumindest der Anlagebereich des
Dichtelements am Kopfbereich des Einsteckteils zur Anlage bringbar.
Mit anderen Worten kann das Dichtelement, insbesondere während der Montage, axial entlang des Schaftbereichs bewegt werden, um auf diese Weise von einer Montageposition zu einer Zielposition gebracht zu werden. Die Montageposition dient insbesondere der Anordnung des Einsteckteils sowie des Dichtelements an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks Montage des Einsteckteils, der Befestigungseinrichtung bzw. des Anbauteils. Hierbei weist das Dichtelement einen entlang der Längsachse gemessenen Abstand zum Kopfbereich auf. In der Zielposition realisiert das Dichtelement mit seinem Anlagebereich einen Kontakt mit dem Kopfbereich des Einsteckteils, sodass es die dichtende Wirkung erzielen kann.
Insbesondere ist diejenige Seite des Anlagebereichs des Dichtelements am Kopfbereich zur Anlage bringbar, die der zur Anlage an dem Material des Tragteils bestimmten Seite abgewandt ist. Somit wird der Anlagebereich zwecks Realisierung der Dichtwirkung zwischen Kopfbereich und Tragteil angeordnet.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass die Anordnung des Dichtelements in der Öffnung besonders einfach und sicher erfolgen kann, da das Dichtelement bereits in der Öffnung positionierbar ist, bevor das Einsteckteil die endgültigen Position am Tragteil erreicht. Das Einsteckteil dient der einfachen Führung des Dichtelements beim Einstecken in die Öffnung.
Eine weitere Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil ist dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckteil zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils mit dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils wenigstens ein im Wesentlichen radial beweglich angeordnetes
Verriegelungselement zur Ausbildung eines Hinterschnitts aufweist. Mit diesem ist das die Öffnung ausbildende Material hintergreifbar.
Mit anderen Worten dient das Verriegelungselement der formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils mit dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils. Typischerweise sind wenigstens zwei und insbesondere drei oder vier Verriegelungselemente in gleichmäßigen Winkeln am Umfang des Schaftbereichs angeordnet. lm Wesentlichen radial beweglich meint, dass eine Bewegung mit einer radialen Komponente möglich ist. Insbesondere ist das Verriegelungselement an einem Arm angeordnet, der mit dem Rest des Einsteckteils bzw. dem Schaftbereich schwenkbar in Bezug zur Längsachse verbunden ist, wobei es insbesondere bei Realisierung der
Schwenkbewegung zu einer elastischen Verformung des Arms kommt, sodass das
Verriegelungselement bei der infolge der Einführung in die Öffnung auftretenden
Schwenkbewegung eine dieser Bewegung entgegenwirkende Rückstellkraft realisiert. Bei Erreichen der Zielposition in der Öffnung dient diese Kraft der Rückstellung des
Verriegelungselements in eine radial weiter außen gelegene Position bzw. eine weniger ausgelenkte Position des Arms zum Hintergreifen des die Öffnung ausbildenden Materials bzw. zur Ausbildung des Hinterschnitts.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass die Befestigung des Einsteckteils am Tragteil besonders einfach und sicher möglich ist.
Die dem Kopfbereich abgewandte Seite des Schaftbereichs ist in ihrer Kontur insbesondere spitz bzw. konisch zulaufend ausgestaltet, um bei Einführung in die Öffnung ein
automatisches Zentrieren zu ermöglichen und auf diese Weise die Zielposition besonders einfach und sicher zu erreichen.
In einer Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung sind das Verriegelungselement und das Dichtelement derart angeordnet und ausgestaltet, dass das Verriegelungselement mit einer radialen Vorspannkraft an das Dichtelement drückt.
Mit anderen Worten wird das Dichtelement wenigstens bereichsweise mittels des
Verriegelungselements nach außen gedrückt. Diese Vorspannkraft ist jedoch relativ gering bemessen, sodass in Abhängigkeit der Reibverhältnisse bzw. der Reibfaktoren, die durch die aneinander anliegenden Materialien des Dichtelements sowie des Verriegelungselements definiert sind, die axiale Verschiebung des Dichtelements auf dem Verriegelungselement bzw. dem Einsteckteil mit einer manuell aufbringbaren Kraft, wie zum Beispiel 50 N, möglich ist.
Derart kann bei Anlage des Dichtelements an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils und bei Ausführung einer Einschub-Bewegung des Einsteckteils in die Öffnung das Dichtelement derart weit verschoben werden, bis es in axialer Richtung an einen Anschlag gerät, um dort die Dichtwirkung zu erzielen.
Insbesondere erfolgt durch die beim Einführen des Einsteckteils in die Öffnung realisierte Kraft der Wandung der Öffnung auf das Verriegelungselement ein Schwenken des
Verriegelungselements bzw. eine Deformation wenigstens eines Teils des Einsteckteils. Typischerweise befindet sich dabei ein Bereich des Dichtelements zwischen dem die Öffnung ausbildenden Material bzw. der Innenwandung der Öffnung und dem
Verriegelungselement, sodass die Kraft von dem die Öffnung ausbildenden Material über das Dichtelement auf das Verriegelungselement übertragbar ist.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass das Dichtelement am Einsteckteil gehalten ist und somit ein ungewünschtes Verschieben verhindert wird. Insbesondere kann auf diese Weise die gewünschte Position des Dichtelements während der Einführung in die Öffnung gewährleistet werden, sodass die korrekte Anordnung des Dichtelements am die Öffnung ausbildenden Material sichergestellt wird.
In einer Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist zumindest ein Abschnitt des
Schaftbereichs konisch ausgestaltet, sodass eine einen Abstand zwischen Kopfbereich und Dichtelement verringernde Relativbewegung zwischen Einsteckteil und Dichtelement gesperrt ist, wenn der konische Abschnitt des Schaftbereichs zwischen Dichtelement und Kopfbereich angeordnet ist. Dabei kann das Verriegelungselement Teil der konisch geformten Kontur sein, sodass sich bei einer Verformung der zwischen den die Kontur des Konus begrenzenden Seiten des Verriegelungselements bzw. der Verriegelungselemente befindliche Winkel verringert bzw. der Konus spitzer wird und auf diese Weise die oben genannte Relativbewegung zumindest abschnittsweise ermöglicht wird. Typischerweise ist das Dichtelement derart ausgestaltet, dass es sich bei Relativbewegung in Bezug zum Schaftbereich zumindest bereichsweise elastisch verformt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist am Schaftbereich des Einsteckteils wenigstens ein erstes Anlageelement und am Dichtelement wenigstens ein zweites Anlageelement ausgebildet. Wenigstens ein erstes Anlageelement und wenigstens ein zweites Anlageelement sind dazu eingerichtet, einander zu kontaktieren und auf diese Weise in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen Einsteckteil und Dichtelement herzustellen. Somit ist eine einen Abstand zwischen Kopfbereich und Dichtelement vergrößernde Relativbewegung zwischen Einsteckteil und Dichtelement gesperrt.
Mit anderen Worten dient das erste Anlageelement der Kontaktierung des Dichtelements bzw. des zweiten Anlageelements in einer axialen Richtung. Dadurch wird ein Formschluss hergestellt, der gewährleistet, dass das Dichtelement nicht vom Schaftbereich zu der dem Kopfbereich gegenüberliegenden Seite abgezogen werden kann. Ein Hinabgleiten des Dichtelements von Schaftbereich wird verhindert.
Jedes der Anlageelemente kann als Sperrkante oder Sperrfläche ausgestaltet sein.
Insbesondere ist das erste Anlageelement und/oder das zweite Anlageelement eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse ausgerichtete Fläche. Typischerweise weist das erste Anlageelement zum Kopfbereich und das zweite Anlageelement vom Kopfbereich weg.
Insbesondere erfolgt die gegenseitige Kontaktierung der Anlageelemente in der
Montageposition des Dichtelements am Schaftbereich. Mit anderen Worten definieren die Anlageelemente die Montageposition des Dichtelements.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass das Dichtelement besonders fest am Einsteckteil gehalten ist und somit eine ungewünschte Änderung seiner Position verhindert ist.
In einer Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist der maximale radiale Durchmesser des Einsteckteils, insbesondere des Kopfteils des Einsteckteils, größer als der maximale radiale Durchmesser des Dichtelements, insbesondere eines Anlagebereichs des
Dichtelements. Es sind die entlang der radialen Richtung, also senkrecht zur Längsachse des Schaftbereichs, gemessenen Durchmesser gemeint. Mit anderen Worten ragen Teile des Einsteckteils über das Dichtelement hinaus. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein Abstreifen bzw. Verlorengehen des am Schaftbereich vormontierten Dichtelements auf einfache Weise verhindert wird. Auch wird so ein zu tiefes Einbringen des Einsteckteils und des Dichtelements in die Öffnung verhindert, in deren Folge die Dichtwirkung durch fehlerhafte Positionierung des Dichtelements eingeschränkt sein könnte.
In einer weiteren Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung überragt das Einsteckteil das Dichtelement in einer senkrecht zur Längsachse ausgerichteten Ebene im Bereich der dem Kopfbereich abgewandten axialen Begrenzung des Dichtelements radial oder schließt bündig mit diesem ab. Somit ist beim Einstecken des Einsteckteils mit daran angeordnetem Dichtelement in die Öffnung ein Einführen des Dichtelements in die Öffnung erleichtert.
Die dem Kopfbereich abgewandten axialen Begrenzung meint dasjenige Ende des
Dichtelements, welches dem Kopfbereich abgewandt ist. Typischerweise bildet es eine Fläche aus, die vom Kopfbereich weg weist.
Mit anderen Worten wird dasjenige Ende des Dichtelements, welches in der Montageposition der Befestigungseinrichtung vom Kopfbereich des Einsteckteils abgewandt ist, von einem in axialer Richtung anschließenden Bereich des Einsteckteils, insbesondere des
Schaftbereichs, überragt bzw. schließt bündig mit diesem ab. Insbesondere weist der der genannten axialen Begrenzung des Dichtelements in axialer Richtung benachbarte Bereich des Einsteckteils eine radiale Erstreckung auf, welche um den senkrecht zur Längsachse gemessenen Abstand A größer ist als die radiale Erstreckung des Dichtelements im Bereich seiner genannten axialen Begrenzung. Somit wird effektiv die Bildung einer überstehenden Kante bzw. Fläche im Bereich der dem Kopfbereich abgewandten axialen Begrenzung des Dichtelements verhindert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass dieser Bereich des Dichtelements, welcher bei bestimmungsgemäßer Montage als erster Bereich des
Dichtelements in die Öffnung eingeführt wird, störungsfrei und ohne die Gefahr eines
Hängenbleibens in die Öffnung führbar ist. Darüber hinaus wird durch den im Bezug zum Dichtelement erweiterten Guerschnitt des dem Dichtelement benachbarten Bereichs des Einsteckteils die Zentrierung des Einsteckteils beim Einführen in die Öffnung gewährleistet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung weist das Dichtelement eine an den Anlagebereich axial anschließende, insbesondere ringförmig umlaufende, Manschette zur zumindest bereichsweisen Anlage an eine Innenwandung der Öffnung auf.
Typischerweise ist die Manschette der dem Kopfbereich abgewandte Teil des Dichtelements. Sie dient dem Schutz des die Öffnung ausbildenden Materials, also insbesondere dem Schutz der Lochwandung. Die Manschette kann radial innen an den Anlagebereich anschließen. Mittels der Manschette ist das Dichtelement typischerweise am Schaftbereich befestigt.
Zumindest die Manschette des Dichtelements ist dabei derart weich bzw. elastisch ausgestaltet, dass sie bei punktueller Beaufschlagung mit einer radialen Kraft durch ein Verriegelungselement so verformbar ist, dass das Verriegelungselement über den
Durchmesser der Öffnung der Manschette, welchen die Manschette im entspannten Zustand aufweist, nach radial außen bewegbar ist, und derart einen Hinterschnitt hinter dem das Tragteil ausbildenden Material erzeugen kann.
Diese Ausgestaltung ermöglicht auf vorteilhafte Weise den Schutz der Innenwandung der Öffnung vor Beschädigung mittels des Einsteckteils.
Eine weitere Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung ein umlaufendes Dichtungsteil zur zumindest bereichsweisen Anlage an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks Realisierung einer wenigstens teilweisen Abdichtung zwischen dem Kopfbereich und dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils aufweist.
Insbesondere ist das umlaufende Dichtungsteil ringförmig ausgestaltet und/oder radial außen am Kopfbereich des Einsteckteils angeordnet bzw. anordbar. Das umlaufende Dichtungsteil erstreckt sich vom Kopfbereich des Einsteckteils in axialer Richtung auf das Tragteil und liegt an diesem zwecks Realisierung der Dichtwirkung an.
Somit wird eine Dichtwirkung zwischen dem Kopfbereich und der Öffnung realisiert.
Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass ein zusätzliches, separat wirksames Dichtmittel zur Abdichtung der Öffnung vor über den Kopfbereich eindringender Flüssigkeit bzw. eindringendem Schmutz vorhanden ist. Auf diese Weise wird eine höhere Wasserdichtigkeit erzielt. Durch eine feste Anordnung des umlaufenden Dichtungsteils am Kopfbereich kann eine besonders gute Dichtwirkung erzielt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Bauteilsystem, umfassend eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung und ein Anbauteil. Dabei ist mittels des Kopfbereichs des
Einsteckteils eine Verbindung, insbesondere eine formschlüssige Verbindung, zwischen dem Anbauteil und dem Einsteckteil realisiert.
In einer Ausgestaltung umfasst das Bauteilsystem weiterhin ein Tragteil. Es ist mittels des Schaftbereichs des Einsteckteils eine Verbindung, insbesondere eine formschlüssige Verbindung, zwischen dem Tragteil und dem Einsteckteil realisiert.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil. Dabei werden ein Tragteil mit einer Öffnung sowie eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Insbesondere liegt der Kopfbereich des Einsteckteils an einem Anbauteil an. Der Schaftbereich des Einsteckteils wird zwecks Befestigung des Einsteckteils am Tragteil entlang seiner Längsachse zumindest teilweise in die Öffnung eingesteckt. Dabei kommt der Anlagebereich des Dichtelements zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung an einem die Öffnung ausbildenden Material zur Anlage. Wenigstens ein Verriegelungselement bildet durch eine Bewegung mit einer radialen Komponente einen Hinterschnitt hinter dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils aus.
Mit anderen Worten hintergreift das Verriegelungselement das die Öffnung ausbildende Material des Tragteils. Das Anliegen des Kopfbereichs am Anbauteil kann unmittelbar oder mittelbar sein. Mit anderen Worten können weitere Elemente bzw. Zwischenschichten zwischen dem Kopfbereich und dem Anbauteil angeordnet sein. Insbesondere ist gemeint, dass der Kopfbereich des Einsteckteils am Anbauteil befestigt ist.
Insbesondere erfolgt ein Verschieben des Dichtelements entlang der axialen Richtung derart, dass der Anlagebereich am Kopfbereich zur Anlage kommt.
In einer Ausgestaltung wird der Kopfbereich des Einsteckteils an bzw. in einem Anbauteil angeordnet. Dies geschieht insbesondere vor dem Einstecken des Schaftbereichs in die Öffnung. Insbesondere wird ein mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen
Befestigungseinrichtungen bestücktes Anbauteil in Bezug zum Tragteil positioniert und derart bewegt, dass die Schaftbereiche der Einsteckteile zumindest teilweise in die Öffnungen eingesteckt werden. Ein dritter Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen. Dieses weist wenigstens eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung auf.
Beispielsweise kann das Tragteil ein Karosseriebauteil und das Anbauteil eine
Radabdeckung des Kraftfahrzeugs sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 : eine Seitenansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten
Befestigungseinrichtung,
Fig. 2: eine geschnittene Darstellung der Befestigungseinrichtung aus Figur 1 ,
Fig. 3: eine Seitenansicht des Einsteckteils der Befestigungseinrichtung aus den Figuren 1 und 2,
Fig. 4: eine Seitenansicht der Tülle der Befestigungseinrichtung aus den Figuren 1 und 2,
Fig. 5: eine Seitenansicht einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung,
Fig. 6: eine geschnittene Darstellung der Befestigungseinrichtung aus Figur 5,
Fig. 7: eine Seitenansicht einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung, sowie
Fig. 8: eine geschnittene Darstellung der Befestigungseinrichtung aus Figur 7.
Auf die Figuren 1 bis 4 wurde bereits im Zuge der Würdigung des Standes der Technik eingegangen.
Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung 10 mit einem Einsteckteil 20 und einem Dichtelement 30. Das Einsteckteil 20 weist einen Kopfbereich 24 zur Anlage bzw. Befestigung an einem Anbauteil auf, welcher analog zu der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ausgestaltet ist. An der Oberseite des Kopfbereiches 24 sind zwei Sperrelemente in Form seitlich hervorstehender Arme angeordnet. Zwischen diesen und der darunterliegenden, im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Kopfbereichs 24 wird bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Befestigungseinrichtung 10 ein Anbauteil angeordnet. Unterhalb des Kopfbereichs 24 erstreckt sich der Schaftbereich 22 des Einsteckteils 20. Mit anderen Worten ist der Kopfbereich 24 an einem Ende des Schaftbereichs 22 angeordnet. Der Schaftbereich 22 ist zum Einstecken in eine Öffnung des Tragteils zwecks Befestigung am Tragteil ausgebildet.
Das Einsteckteil 20 weist im Schaftbereich 22 mehrere drehsymmetrisch in Bezug zur zentralen Längsachse 27 des Schaftbereichs angeordnete Verriegelungselemente 40 zur Ausbildung eines Hinterschnitts auf, mittels welchen das die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils hintergreifbar ist. Auf diese Weise kann das Einsteckteil 20 am Tragteil formschlüssig befestigt werden. Die Verriegelungselemente 40 sind an schwenkbaren Armen am Einsteckteil 20 angeordnet und können somit eine im Wesentlichen radiale Bewegung ausführen. Sie realisieren bei einem Verschwenken nach radial innen eine nach radial außen gerichtete Rückstellkraft.
Ein derartiges Verschwenken tritt beim Einstecken des Schaftbereichs in die Öffnung des Tragteils auf. Dabei übt die Öffnung indirekt eine Kraft auf die Verriegelungselemente 40 aus, da die Kraft mittels des Dichtelements 30 übertragen wird, welches zwischen dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils und dem Schaftbereich 22 des Einsteckteils 20 angeordnet ist. Bei Fortführung der Einschubbewegung bewirkt diese Rückstellkraft eine nach außen gerichtete Schwenkbewegung der Arme und somit eine nach radial außen gerichtete Rückstellbewegung der Verriegelungselemente, nachdem der den größten Radius aufweisende Bereich der Verriegelungselemente 40 das die Öffnung ausbildenden Material passiert hat. Auf diese Weise wird der Hinterschnitt mit dem Tragteil hergestellt und insbesondere mittels der Rückstellkraft aufrechterhalten.
Das Dichtelement 30 erstreckt sich über einen Längenabschnitt des Schaftbereichs, welcher ungefähr einem Viertel der entlang der Längsachse 27 gemessenen Gesamtlänge des Schaftbereichs 22 entspricht. Es umgibt den Schaftbereich 22 auf diesem Längenabschnitt radial außen umlaufend, nämlich kreisringförmig. Typischerweise sind das Einsteckteil 20 sowie das Dichtelement 30 wie in Figur 5 dargestellt drehsymmetrisch in Bezug zur
Längsachse 27 des Schaftbereichs 22 ausgeführt. Selbstverständlich können Einsteckteil und/oder Dichtelement auch einen eckigen Guerschnitt aufweisen.
Das Dichtelement 30 weist einen Anlagebereich 32 zur Anlage am die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils auf, um auf diese Weise eine Abdichtung der Öffnung gegenüber eintretenden Partikeln bzw. Flüssigkeiten zu realisieren. In den Figuren 5 bis 8 ist das Dichtelement 30 jeweils in einer Montageposition am Einsteckteil 20 gezeigt. Insbesondere wird die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung 10 im dargestellten vormontierten Zustand bereitgestellt. ln den Figuren 6 und 8 wird deutlich, dass am Schaftbereich 22 vier erste Anlageelemente 50 ausgebildet sind, die bei Blickrichtung entlang der Längsachse 27 in Form eines Kreuzes angeordnet sind. Diese sind als im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 27 ausgerichtete Sperrflächen ausgestaltet. . Ein zweites Anlageelement 52 ist durch die untere Begrenzung der ringförmigen Manschette 34 des Dichtelements 30 ausgebildet. In der dargestellten Montageposition kontaktieren sich die ersten Anlageelemente 50 und das zweite
Anlageelement 52 und bilden somit in axialer Richtung eine formschlüssige Verbindung 55 zwischen Einsteckteil 20 und Dichtelement 30 aus. Mit anderen Worten ist das Dichtelement 30 derart am Einsteckteil 20 angeordnet, dass es nicht axial nach unten hin verschieblich ist.
Durch die konische Ausgestaltung des Schaftbereichs 22 mit den Verriegelungselementen 40 ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Einsteckteil 20 und Dichtelement auch in der entgegengesetzten axialen Richtung realisiert, sodass eine den Abstand zwischen Kopfbereich 24 und Dichtelement 30 verkleinernde Relativbewegung zwischen diesen Elementen ebenfalls gesperrt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass es zu keiner ungewünschten Veränderung der relativen Position von Einsteckteil 20 und Dichtelement 30 kommt.
Wie in den Figuren 6 und 8 ersichtlich ist, weist das Abdichtelement 30 eine an den
Anlagebereich 32 axial anschließende, ringförmig umlaufende Manschette 34 zur Anlage an der Innenwandung der Öffnung auf. Diese ist in einem Winkel von etwa 100° in Bezug zum Anlagebereich 32 angeordnet. Das Dichtelement 30 bildet einen rotationssymmetrischen Körper in Bezug zur Längsachse 27 aus.
Beim Einstecken der vormontierten Befestigungseinrichtung 10 in die Öffnung des Tragteils entlang der axialen Richtung dient die unten dargestellte, konisch zulaufende Spitze des Einsteckteils der Zentrierung der Befestigungseinrichtung 10 in Bezug zur Öffnung.
Der unten dargestellte, dem Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 abgewandte Rand des Dichtelements 30 weist in einer senkrecht zur Längsachse 27 ausgerichteten Ebene eine radiale Erstreckung bzw. einen Radius auf, welcher um den Abstand A kleiner ist als der benachbarte Bereich des Einsteckteils 20. Mit anderen Worten überragt das Einsteckteil 20 das Dichtelement 30 in der bezeichneten Ebene radial. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Dichtelement 30 beim Einstecken des Einsteckteils 20 in die Öffnung auf einfache und sichere Weise in die Öffnung einführbar ist, ohne dass ein Randbereich des
Dichtelements 30 an der Wandung der Öffnung hängen bleibt.
Beim fortgeführten Einstecken der Befestigungseinrichtung 10 in die Öffnung gelangt das Dichtelement 30 derart in Kontakt mit der Öffnung, dass die Manschette 34 die Innenwandung der Öffnung auskleidet und der Anlagebereich 32 auf dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zur Anlage kommt.
Bei der weitergehenden Bewegung der Befestigungseinrichtung 10 in Bezug zum Tragteil verschiebt sich das Dichtelement 30 axial auf dem Schaftbereich 22, bis die Oberseite des Anlagebereichs 32 an der Unterseite des Kopfbereichs 24 zur Anlage kommt. In dieser Position, die auch als Zielposition bezeichnet wird, liegt somit der Anlagebereich 32 flächig zwischen dem Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 und dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils. Auf diese Weise wird die Öffnung effektiv gegen ein Eindringen von Flüssigkeiten bzw. Partikeln geschützt. Zuvor erfolgt typischerweise, wie beschrieben, die Anordnung des Kopfbereichs 24 des Einsteckteils 20 am hier nicht dargestellten Anbauteil.
Die Verriegelungselemente 40 und das Dichtelement 30 sind derart angeordnet und ausgestaltet, dass das Verriegelungselement 40 mit einer radialen Vorspannkraft an die Dichtelemente 30 drückt. Zumindest in den Bereichen der Verriegelungselemente 40 ist somit das Dichtelement kraftschlüssig gehalten, sodass es nicht ohne die Aufbringung äußerer Kräfte axial verschiebbar ist. Dies dient der Positionssicherung des Dichtelements 30 am Einsteckteil 20.
In der in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Befestigungseinrichtung 10 weiterhin ein ringförmig umlaufendes Dichtungsteil 60, welches radial außen am hier flach ausgeführten Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20 befestigt ist. Dieser dient der Anlage am die Öffnung ausbildenden Material des T ragteils zwecks Abdichtung der Öffnung gegenüber dem Kopfbereich 24 des Einsteckteils 20. Wie in Figur 8 ersichtlich ist, weist der Kopfbereich 24 zu diesem Zweck eine umlaufenden Nut auf, welche mit einem entsprechend ausgestalteten Formelement des umlaufenden Dichtungsteils 60 eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung nach Art einer Spundung ausbildet. Diese Ausführung weist eine doppelte Dichtlinie auf und kann somit das Versagen einer Dichtkomponente kompensieren.
Bezugszeichenliste
Befestigungseinrichtung 10
Einsteckteil 20
Schaftbereich 22
Kopfbereich 24
Längsachse 27
Dichtelement 30
Anlagebereich 32
Manschette 34
Verriegelungselement 40
Erstes Anlageelement 50
Zweites Anlageelement 52
Formschlüssige Verbindung 55
Umlaufendes Dichtungsteil 60
Abstand A
Tülle 70

Claims

Patentansprüche
1. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, insbesondere einem Karosserieteil, umfassend
- ein Einsteckteil (20) mit einem Schaftbereich (22) zum zumindest teilweisen Einstecken in eine Öffnung des Tragteils entlang einer Längsachse (27) des Schaftbereichs (22) des Einsteckteils (20) zwecks Befestigung des Einsteckteils (20) am Tragteil und einem an einem Ende des Schaftbereichs (22) angeordneten Kopfbereich (24) zur Anlage an einem Anbauteil, sowie
- ein am Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) angeordnetes bzw.
anordbares Dichtelement (30) mit einem Anlagebereich (32) zur Anlage an einem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) den Schaftbereich (22) auf einem Längenabschnitt radial außen umlaufend umgibt.
2. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) bei
Beaufschlagung mit einer Kraft in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse (27) relativ zum Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) verschieblich ist, sodass zwecks Erzielung einer zumindest teilweisen Abdichtung zwischen Tragteil und Einsteckteil (20) zumindest der Anlagebereich (32) des Dichtelements (30) am Kopfbereich (24) des Einsteckteils (20) zur Anlage bringbar ist.
3. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckteil (20) zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung des Einsteckteils (20) mit dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils wenigstens ein im Wesentlichen radial beweglich angeordnetes Verriegelungselement (40) zur Ausbildung eines Hinterschnitts aufweist, mit welchem das die Öffnung ausbildende Material hintergreifbar ist.
4. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (40) und das Dichtelement (30) derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass das
Verriegelungselement (40) mit einer radialen Vorspannkraft an das Dichtelement (30) drückt.
5. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) wenigstens ein erstes Anlageelement (50) ausgebildet ist und am Dichtelement (30) wenigstens ein zweites Anlageelement (52) ausgebildet ist, wobei wenigstens ein erstes Anlageelement (50) und wenigstens ein zweites Anlageelement (52) dazu eingerichtet sind, einander zu kontaktieren und auf diese Weise in axialer Richtung in Bezug zur Längsachse (27) eine formschlüssige Verbindung (55) zwischen Einsteckteil (20) und Dichtelement (30) herzustellen, sodass eine einen Abstand zwischen Kopfbereich (24) und Dichtelement (30) vergrößernde Relativbewegung zwischen Einsteckteil (20) und Dichtelement (30) gesperrt ist.
6. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsteckteil (20) das Dichtelement (30) in einer senkrecht zur Längsachse (27) ausgerichteten Ebene im Bereich der dem Kopfbereich (24) abgewandten axialen Begrenzung des Dichtelements (30) radial überragt oder bündig mit diesem abschließt, sodass beim Einstecken des Einsteckteils (20) mit daran angeordnetem Dichtelement (30) in die Öffnung ein Einführen des Dichtelements (30) in die Öffnung erleichtert ist.
7. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) eine an den Anlagebereich (32) axial anschließende, insbesondere ringförmig umlaufende, Manschette (34) zur zumindest bereichsweisen Anlage an einer Innenwandung der Öffnung aufweist.
8. Befestigungseinrichtung (10) zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (10) ein umlaufendes Dichtungsteil (60) zur zumindest bereichsweisen Anlage an dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils zwecks Realisierung einer wenigstens teilweisen Abdichtung zwischen dem
Kopfbereich (24) und dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils aufweist.
9. Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils an einem Tragteil, bei dem
- ein Tragteil mit einer Öffnung sowie eine Befestigungseinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1-8 zur Verfügung gestellt werden, wobei insbesondere der Kopfbereich (24) des Einsteckteils (20) an einem Anbauteil anliegt, und
- zwecks Befestigung des Einsteckteils (20) am Tragteil der Schaftbereich (22) des Einsteckteils (20) entlang seiner Längsachse (27) zumindest teilweise in die Öffnung eingesteckt wird, wobei der Anlagebereich (32) des
Dichtelements (30) zwecks zumindest teilweiser Abdichtung der Öffnung an einem die Öffnung ausbildenden Material zur Anlage kommt, und wenigstens ein Verriegelungselement (40) durch eine Bewegung mit einer radialen Komponente einen Hinterschnitt hinter dem die Öffnung ausbildenden Material des Tragteils ausbildet.
10. Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug wenigstens eine Befestigungseinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1-8 aufweist.
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