FISCHER, Sven (Brühläckerle 19, Calw-Altburg, 75365, DE)
MARTIN, Alexander (Kalkofenstrasse 6/2, Sindelfingen, 71063, DE)
FISCHER, Sven (Brühläckerle 19, Calw-Altburg, 75365, DE)
Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils (2) an einem Karosserieteil (3) eines Fahrzeugs mit einem an dem Karosserieteil (3) angeordneten Bolzen (4), welcher sich durch eine öffnung (21) des Kunststoffteils (2) erstreckt und rückseitig des Kunststoffteils (2) mit einem Haltemittel (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bolzen (4) bereichsweise in einer Hülse (5) erstreckt, welche sich durch die öffnung (21) des Kunststoffteils (2) erstreckt und im Bereich der öffnung (21) eine größere Länge (12) aufweist als die Dicke (11) des Kunststoffteils (2), und der Bolzen (4) auf der dem Karosserieteil (3) zugewandten Seite des Kunststoffteils (2) an der Hülse (5) anliegt und beabstandet zu dem Kunststoffteil (2) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) und das Halteelement (6) als einstückiges Verbindungselement ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der an dem Karosserieteil (3) angeordnete Kopf (41) des Bolzens (4) in einer Senke (2a) des Kunststoffteils (3) angeordnet ist und an einem vorderen Rand der Hülse (5) anliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Senke (2a) bildender Steg (24, 25) des Kunststoffteils (2) mit einem vorderen Rand an dem Karosserieteil (3) anliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Senke (23) einen größeren Durchmesser (d2) aufweist als die öffnung (21).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) einen Anlagesteg (51) aufweist, welcher an der dem Karosserieteil (3) abgewandten Rückseite (26) des Kunststoffteils (2) anliegt. |
Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs mit einem an dem Karosserieteil angeordneten Bolzen, welcher sich durch eine öffnung des Kunststoffteils erstreckt und rückseitig des Kunststoffteils mit einem Halteelement verbunden ist.
Eine Befestigungseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 42 32 192 C2 bekannt. Die Befestigungseinrichtung umfasst einen Schweißbolzen, welcher an einem als Karosserieblech ausgebildeten Tragbauteil befestigbar ist. An dem Schweißbolzen ist ein korrespondierendes Haltemittel in Form einer Mutter anschraubbar, welches einen entsprechend im Querschnitt erweiterten Sockelbereich umfasst, über welchen ein Verkleidungsteil in Form einer Seitenverkleidung an dem Tragbauteil befestigbar ist.
Nachteilig bei derartigen Befestigungseinrichtungen ist, dass es bei zu starkem Anziehen der Mutter, insbesondere mit einem Standarddrehmoment, zu einer Deformation des Tragteils in Form des Karosserieblechs im Befestigungsbereich des Bolzens kommen kann. Dies kann gegebenenfalls zu einer Beschädigung der Befestigung oder sogar zu einem Abreißen des Bolzens führen.
Darüber hinaus ist bekannt, dass in das Kunststoffbauteil eingespritzte Buchsen angeordnet sind. Durch diese soll verhindert werden, dass Setzerscheinungen und Kunststoffbeschädigungen beim Anziehen eines Halteelements, insbesondere einer Mutter, und darüber hinaus während des Lebenszyklus des Bauteils auftreten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der ein Kunststoffteil an einem Karosserieteil befestigt werden kann und dabei das Auftreten von Setzerscheinungen zumindest reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs umfasst einen an dem Karosserieteil angeordneten Bolzen, welcher sich durch eine öffnung des Kunststoffteils erstreckt und rückseitig des Kunststoffteils mit einem Halteelement verbunden ist. Der Bolzen erstreckt sich bereichsweise in einer Hülse, welche sich durch die öffnung des Kunststoffteils erstreckt und eine größere Länge aufweist, als die Dicke des Kunststoffteils im Bereich der öffnung ist, und darüber hinaus der Bolzen auf der dem Karosserieteil zugewandten Seite des Kunststoffteils an der Hülse anliegt und beabstandet zu dem Kunststoffteil angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung kann das Auftreten von Setzerscheinungen zumindest reduziert werden. Darüber hinaus kann eine optimale Kraftübertragung durch eine Vorspannung in die Rohbauanbindung, dem Bolzen, erfolgen. Es kann eine Schädigung des Kunststoffs beim Anziehen des Halteelements auf Drehmoment verhindert werden. Die Vorspannkraft kann optimal übertragen werden.
Darüber hinaus kann das aufwändige Anbringen eingespritzter oder eingepresster Buchsen in das Kunststoffteil entfallen.
Bevorzugt ist der an dem Karosserieteil angeordnete Kopf des Bolzens in einer Senke des Kopfteils angeordnet und an einem vorderen Rand der Hülse anliegend positioniert. Der Kopf ist somit beabstandet zum Kunststoffteil im Bereich der öffnung ausgebildet und bevorzugt so in der Senke positioniert, dass die die Senke bildenden Stege mit ihren vorderen Rändern an dem Karosserieteil anliegen. Durch diese Ausgestaltung kann neben der optimalen übertragung der Vorspannkraft der Hauptkraftfluss vom Halteelement, insbesondere einem Mutternkörper, auf den Bolzen erfolgen. Dadurch kann sich auch das verspannte Kunststoffteil im befestigten Zustand beim Temperaturwechsel ohne Vorspannkraftverlust dehnen und zusammenziehen .
Bevorzugt weist die Senke einen größeren Durchmesser auf als die öffnung.
Die Hülse umfasst bevorzugterweise einen Anlagesteg, welcher an der dem Karosserieteil abgewandten Rückseite des Kunststoffteils anliegt.
Bevorzugt sind die Hülse und das Halteelement miteinander verbunden, insbesondere einstückig ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass sich ein Gewinde des Halteelements auch zumindest bereichsweise an der Innenseite der Hülse erstreckt. Insbesondere kann das Gewinde auch zumindest bereichsweise in dem Teil der Hülse ausgebildet sein, welcher sich durch die öffnung des Kunststoffteils erstreckt.
Bevorzugt ist das Verbindungselement aus den Materialien der DIN IN ISO 898 ausgebildet und in der Fertigungsklasse FK8 oder FKlO zu fertigen.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Distanzanpressung am Halteelement erfolgen und dadurch eine in das Kunststoffteil eingepresste Buchse ersetzt werden. Insbesondere durch die Abstimmung der Distanzhöhe zur Dicke des Kunststoffs im Bereich der öffnung erfolgt eine Kraftübertragung vom Halteelement auf den Bolzen. Durch diese Kraftübertragung können Setzerscheinungen wie sie sonst bei anderen Kunststoffverschraubungen zwischen einem Mutternkörper, dem Kunststoff und dem Bolzen auftreten, verhindert werden. Bei Temperatureinfluss oder Temperaturwechsel kann sich der Kunststoff entsprechend seiner Relaxation verändern, ohne dass dies sich bezüglich Setzerscheinungen negativ auf die Verbindung auswirkt.
Durch die Distanzanpressung kann der Rand vom Kunststoff im Bereich der öffnung bezüglich nachteiliger Verformung oder Quetschung geschützt werden.
Darüber hinaus kann durch einen relativ großen Flansch des Halteelements bzw. des Verbindungselements zusätzlich eine optimale übertragung von Vorspannkräften in das Kunststoffteil ermöglicht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung 1 zur Befestigung eines Kunststoffteils 2 an einem Karosserieteil 3 eines Fahrzeugs umfasst einen Bolzen
4, welcher als Schweißbolzen ausgebildet ist. Der Bolzen 4 ist mit seinem Kopf 41 an dem Karosserieteil 3 angeschweißt. Der Bolzen 4 erstreckt sich mit einem Stift 42 durch eine öffnung 21 in dem Kunststoffteil 2. Die öffnung 21 weist einen Durchmesser (in y-Richtung) dl auf. In diesem Bereich der öffnung 21 weist das Kunststoffteil 2 Stege 22 und 23 auf, welche eine Dicke (x-Richtung) bzw. eine Länge 11 aufweisen.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 eine Hülse 5 und ein Halteelement 6, welches als Mutter ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Hülse 5 und das Halteelement 6 einstückig als Verbindungselement ausgebildet. Wie aus der Darstellung in der Figur zu erkennen ist, erstreckt sich die Hülse 5 durch die öffnung 21 in Richtung des Karosserieteils 3. Die Hülse 5 umfasst einen Anlegesteg 51, welcher an einer Rückseite 26 des Kunststoffteils 2 anliegt. Die Hülse 5 weist in dem Teilbereich, welcher sich durch die öffnung 21 erstreckt, eine Höhe bzw. Länge 12 in x-Richtung auf, welche größer ist als die Länge 11 der Stege 22 und 23 des Kunststoffteils 2.
In dieser Hülse 5 und dem Halteelement 6 erstreckt sich der Stift 42 des Bolzens 4. Ein Gewinde des Stifts 42 greift in ein Gewinde des Halteelements 6 und der Hülse 5 ein. Das Gewinde der Hülse 5 kann auch so ausgebildet sein, dass es sich in den Teilbereich erstreckt, welcher durch die öffnung 21 ragt.
Des Weiteren liegt der Kopf 41 des Bolzens 4 mit einem Flansch 43 an der vorderen Kante bzw. dem vorderen Rand dieser Hülse 5 an. Der Bolzen 4 umfasst an dem Stift 42 ein Außengewinde, welches in ein Gewinde des Halteelements 6 einschraubbar ist. Das Gewinde kann sich darüber hinaus auch
zumindest bereichsweise an der Innenseite der Hülse 5 erstrecken.
Darüber hinaus ist der Bolzen 4, insbesondere der Kopf 41, in einer Senke 2a des Kunststoffteils 2 angeordnet. Die Senke 2a wird durch Stege 24 und 25 gebildet, welche mit ihren vorderen Randbereichen bzw. -kanten an der Innenseite des Karosserieteils 3 anliegen, wie dies in der Figur gezeigt ist. Die Stege 24 und 25 sind so angeordnet, dass die Senke 2a mit einem Innendurchmesser d2 ausgebildet ist, welcher größer ist als der Durchmesser dl der öffnung 21. Durch die Ausgestaltung der Hülse 5, insbesondere der Länge 12, und die Stege 24 und 25 wird im montierten Zustand der Vorrichtung 1 erreicht, dass der Kopf 41, insbesondere der Flansch 43 des Kopfes 41 beabstandet zu den Stegen 22 und 23 des Kunststoffteils 2 angeordnet ist. Zwischen diesem Flansch 43 und diesen Stegen 22 und 23 ist ein Abstand 13 ausgebildet.
Durch diese Anordnung der Vorrichtung 1 gemäß der Darstellung der Figur kann eine optimale Kraftübertragung vom Kunststoffteil 2 in die Rohbauanbindung, insbesondere den Bolzen 4, über das Verbindungselement, umfassend die Hülse 5 und das Halteelement 6, erfolgen. Die Vorspannkraft kann optimal übertragen werden. Der Hauptkraftfluss erfolgt vom Halteelement 6 und der Hülse 5 auf den Bolzen 4. Durch diesen Abstand 13 bzw. diese Distanzanpressung können Setzerscheinungen des Kunststoffteils 2 insbesondere in den Bereichen der Stege 22 und 23 verhindert werden.
Im montierten Zustand liegen somit die Stege 24 und 25 unmittelbar an der Innenseite des Karosserieteils 3 an und die Länge 12 der Hülse 5 gewährleistet eine Beabstandung in x-Richtung des Flansches 43 von den Stegen 22 und 23 des Kunststoffteils 2.
Darüber hinaus kann durch den relativ großen Anlegesteg 51 zusätzlich optimal die Vorspannkraft in das Kunststoffteil 2 übertragen werden. Im Ausführungsbeispiel weist der Anlagesteg 51 in y-Richtung eine Ausdehnung auf, welche im Wesentlichen dem Innendurchmesser d2 der Senke 2a entspricht.