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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung einer Verkleidung
an einer Unterlage mit einem Außenteil,
das in einem Loch in der Verkleidung befestigbar ist und eine sich
in Richtung einer Längsachse
erstreckende Öffnung
zur direkten oder indirekten Aufnahme eines mit einem Außengewinde versehenen
Bolzens hat. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Befestigung
einer Verkleidung an einer Unterlage unter Verwendung einer derartigen
Anordnung.
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Anordnungen
der angegebenen Art werden u.a. im Automobilbau verwendet, um Verkleidungsteile
mit dem Boden, den Wänden,
den Türen
oder dem Dach einer Fahrzeugkarosserie zu verbinden. Die Befestigungsanordnungen
sollen hierbei die Verkleidungsteile fest und dauerhaft mit dem
jeweiligen Karosserieteil als Unterlage verbinden und außerdem eine
möglichst
einfache und kostengünstige Montage
der Verkleidung ermöglichen.
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Aus
GB 2 317 199 A ist
eine zweiteilige Befestigungsanordnung zur Befestigung eines Verkleidungsteils
an der Karosserie eines Fahrzeuges bekannt. Die Anordnung umfaßt ein Außenteil,
das in einer Öffnung
der Fahrzeugkarosserie verankert ist und das eine Ausnehmung mit
nach innen gerichteten, federnden Fingern aufweist, welche ein zapfenartiges,
mit Sperrnuten versehenes Innenteil aufnimmt und mit Hilfe der in
die Sperrnuten einrastenden Finger festhält. Vor der Montage wird das
Innenteil durch Kleben oder Schweißen an der Verkleidung befestigt.
Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Fahrzeugkarosserie eine Öffnung haben
muß.
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Aus
US 4,890,966 ist eine Anordnung
zur Befestigung einer Verkleidung an einer Unterlage bekannt, bei
der ein hülsenförmiges Außenteil
von der der Unterlage abgekehrten Seite in ein Loch in der Verkleidung
gesteckt unter Einführen
eines Innenteils in das Außenteil
fest mit der Verkleidung verbunden wird. Das Innenteil weist auf
seiner der Unterlage zugekehrten Seite eine Öffnung mit Rastvorsprüngen auf,
die zur Aufnahme eines an der Unterlage befestigten Gewindebolzens
dient. Diese bekannten Anordnung hat den Nachteil, daß das Innenteil
bei der Montage der Verkleidung sehr genau zu dem an der Unterlage
angeordneten Bolzen ausgerichtet werden muß.
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Eine
aus
DE 199 44 685
A1 bekannte Befestigungsanordnung zum Befestigen eines
plattenförmigen
Verkleidungsteils am Unterboden eines Kraftfahrzeugs, der mit nach
unten ragenden Gewindebolzen versehen ist, weist ein durch ein Aufnahmeloch des
Verkleidungsteils hindurchsteckbares Halteglied und eine Mutter
auf, die durch eine Rastverbindung mit dem Halteglied derart verbindbar
ist, daß die
Mutter und das Halteglied an dem zwischen ihnen liegenden Verkleidungsteil
unverlierbar gehalten sind. Bei der Montage des Verkleidungsteils
dringt jeweils ein Gewindebolzen in ein Halteglied ein, wobei es
zu einer Schnappverbindung zwischen dem Halteglied und dem Gewinde
des Gewindebolzens kommt, durch den das Verkleidungsteil an dem
Gewindebolzen unverlierbar gehalten wird. Anschließend können die
Muttern angezogen werden, wodurch das Verkleidungsteil gegen den
Unterboden festgezogen wird.
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Bei
den bekannten Befestigungsanordnungen sind jeweils drei voneinander
unabhängige
Montageschritte erforderlich, nämlich
das Anbringen des Bolzens an die Unterlage, das Anbringen der mit
dem Bolzen zusammenwirkenden Halteteile an der Verkleidung und anschließend die
Montage der Verkleidung mit den Halteteilen an den Bolzen. Dies
ist aufwendig. Zudem können
sich Maßabweichungen
addieren und dadurch die Montage erschweren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die sich durch eine einfache und kostengünstige Montage
auszeichnet.
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Die
genannte Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis
16 angegeben.
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Bei
der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist das Außenteil
von der der Unterlage zugekehrten Seite in das Loch in der Verkleidung
einsteckbar und hat nach außen
vorspringende, federnd nachgiebige Rastvorsprünge, die durch das Loch in der
Verkleidung hindurchsteckbar sind und auf der der Unterlage abgekehrten
Seite einen Abschnitt der Verkleidung hintergreifen. Weiterhin bilden
das Außenteil
und der Bolzen eine vormontierte Einheit, welche in eine Schweißvorrichtung
zum Anschweißen des
Bolzens an der Unterlage einsetzbar ist und bei welcher der Bolzen
mit einem Anschweißende
aus dem Außenteil
hervorsteht. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung
wird in einem ersten Montage vorgang durch Anschweißen des
Bolzens an der Unterlage mit dieser fest verbunden. Zur Anbringung der
Verkleidung ist dann nur noch ein weiterer Montageschritt erforderlich,
bei welchem die Verkleidung mit dem darin vorgesehenen Loch auf
das Außenteil aufgesteckt
wird, wobei dieses das Loch in der Verkleidung teilweise durchdringt
und nach Erreichen der vorgesehenen Position mit Hilfe seiner Rastvorsprünge die
Verkleidung festhält.
Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung
benötigt
daher nur zwei Montageschritte, wodurch sich der Montageaufwand
erheblich reduziert. Von Vorteil ist weiterhin, daß die Summe
der möglichen
fertigungsbedingten Maßabweichungen
kleiner gehalten werden kann, wodurch sich die Gefahr von Störungen bei
der Montage verringert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch
das offene Loch in der Verkleidung die an der Unterlage angebrachten
Anordnungen aus Bolzen und Außenteil
optisch wahrgenommen werden können,
um die Verkleidung genau zu positionieren.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist die Anordnung ein Innenteil
auf, das in die Öffnung
des Außenteils
einsteckbar ist und das eine Längsbohrung
zur Aufnahme des mit einem Außengewinde
versehenen und zur Verbindung mit der Unterlage bestimmten Bolzens
hat, wobei das Innenteil, das Außenteil und der Bolzen die
vormontierte Einheit bilden. Durch die Anordnung des Innenteils
können
zusätzliche
Funktionen verwirklicht werden, die die Eigenschaften der Befestigungsanordnung
erheblich verbessern. So kann das Innenteil in dem Außenteil
drehbar sein und eine Angriffsfläche
für ein Drehwerkzeug
haben, so daß das
Innenteil von dem Bolzen durch Drehen gelöst und damit eine Demontage
der Verkleidung auf einfache Weise erzielt werden kann. Nach einem
weiteren Vorschlag der Erfindung kann das Innenteil zumindest in
dem der Unterlage benachbarten Bereich in der Öffnung des Außenteils
radial beweglich angeordnet sein. Hierdurch wird eine radiale Verlagerung
des Innenteils in dem Außenteil
zum Ausgleich von fertigungsbedingten Maßabweichungen ermöglicht.
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Vorzugsweise
hat das Außenteil
eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme des Bolzens und/oder des Innenteils.
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Zur
axialen Abstützung
des Innenteils in dem Außenteil
weist das Innenteil einen Flansch auf, der mit seiner der Unterlage
abgekehrten Seite eine Anlagefläche
für das
Außenteil
und/oder die Verkleidung bildet. Vorzugsweise hat der Flansch die
Form eines flachen Kegelstumpfes, der sich mit zunehmendem Durchmesser von
der Unterlage entfernt. Im Bereich seines Umfangsrandes kann der
Flansch in axialer Richtung federnd nachgiebig sein, um eine axiale
Klemmung des Außenteils
und/oder der Verkleidung zu ermöglichen.
Zur Erzielung der axialen Nachgiebigkeit des Flansches kann der
Umfangsrand des Flansches geschlitzt sein.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist das Innenteil an seinem
der Unterlage abgekehrten Ende einen Kopf und unterhalb des Kopfes
eine Einschnürung
auf, wobei das Außenteil
einen radial federnden Abschnitt hat, durch den der Kopf bei der
Montage des Innenteils hindurchsteckbar ist und der in die Einschnürung einrastet
und in der eingerasteten Stellung ein Widerlager für den Kopf
bildet. Diese Gestaltung ermöglicht
eine einfach Montage von Außenteil
und Innenteil und sorgt gleichzeitig für eine gute Zugänglichkeit
des Kopfes des Innenteils zum Zweck einer späteren Demontage.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Außenteil
einen in Einsteckrichtung hinter den Rastvorsprüngen und in einem Abstand von
diesen angeordneten Flansch aufweist, der eine Anlagefläche für die der
Unterlage zugekehrten Seite der Verkleidung bildet. Diese Gestaltung
ist vor allem bei einer zweiteiligen Befestigungsanordnung zweckmäßig, bei
der das Außenteil den
Bolzen unmittelbar aufnimmt. Eine Alternative hierzu kann auch darin
bestehen, daß das
aus dem Außenteil
hervorstehende Anschweißende
des Bolzens mit einem Flansch versehen ist, an dem die Verkleidung
und/oder das Außenteil
und/oder das Innenteil abstützbar
ist.
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Der
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
durch das einen einfache und kostengünstige Montage einer Verkleidung
an einer Unterlage unter Verwendung einer Anordnung der eingangs
genannten Art ermöglicht
wird. Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 17 angegebene
Verfahren gelöst.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das
in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
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1 eine
erfindungsgemäße Befestigungsanordnung
im Anlieferungszustand zur Montage,
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2 einen
Längsschnitt
der Befestigungsanordnung gemäß 1,
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3 eine
Seitenansicht des Außenteils
der Befestigungsanordnung gemäß 1,
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4 eine
Stirnansicht des Außenteils
der Befestigungsanordnung gemäße 1,
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5 eine
Seitenansicht des Innenteils der Befestigungsanordnung gemäß 1,
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6 eine
Stirnansicht des Innenteils der Befestigungsanordnung gemäß 1 und
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7 einen
Querschnitt der Befestigungsanordnung gemäß 1 im eingebauten
Zustand.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Befestigungsanordnung
besteht aus einem hülsenförmigen Außenteil 1,
einem darin angeordneten, ebenfalls hülsenförmigen, aber schlankeren Innenteil 2 und
einem von dem Innenteil 2 aufgenommenen Bolzen 3.
Das Außenteil 1 und
das Innenteil 2 bestehen aus Kunststoff. Der Bolzen 3 besteht
aus Metall, z.B. Stahl oder Aluminium, und ist zum Anschweißen an eine
metallische Unterlage, z.B. ein Teil der Karosserie eines Fahrzeuges,
bestimmt.
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Das
hülsenförmige Außenteil 1 weist
einen zylindrischen Abschnitt 4 und einen konischen Abschnitt 5 auf,
der sich zum Ende des Außenteils 1 hin verjüngt. An
dem zylindrischen Abschnitt 4 befinden sich in einem Umfangsabstand
von 90° vier
Rastvorsprünge 6,
die durch U-förmige
Einschnitte 7 an drei Seiten von dem Abschnitt 4 getrennt
sind und mit einem der Mitte des Außenteils 1 zugekehrten
Ende mit dem Abschnitt 4 integral verbunden sind. Durch diese
Formgebung gleichen die Rastvorsprünge 6 radial beweglichen
Federzungen. Ihre freien Enden sind verdickt und ragen aus der zylindrischen
Umfangskontur des zylindrischen Abschnitts 4 nach außen heraus,
wobei sie mit ihren stirnseitigen Enden Abstützflächen 8 bilden, die
zur Anlage an der Verkleidung bestimmt sind.
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Wie
insbesondere aus 4 zu ersehen, ist der konische
Abschnitt 5 des Außenteils
durch fünf achsparallele
Einschnitte 9 in vier Einzelabschnitte 10 unterteilt.
Durch diese Gestaltung können
die Einzelabschnitte 10 radial auseinandergedrückt werden, um
dadurch die Montage des Innenteils 2 zu ermöglichen.
Die stirnseitigen Enden der Einzelabschnitte 10 weisen
Anlageflächen 11 auf,
die in einer gemeinsamen radialen Ebene liegen. Wie insbesondere
aus 2 zu ersehen, weist das Außenteil 1 eine durchgehende
Bohrung 12 auf, die analog zur Außenkontur des Außenteils 1 aus
einem zylindrischen Abschnitt und einem konischen Abschnitt besteht.
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Das
Innenteil 2 hat einen zylindrischen Mittelabschnitt 20,
der an seinem einen Ende einen Flansch 21 und an seinem
anderen Ende einen zylindrischen Kopf 22 trägt. Der
Flansch 21 hat die Form einer flachen, kegelstumpfförmigen Scheibe,
die sich mit zunehmendem Durchmesser der Mitte des Mittelabschnittes 20 nähert. Im
Abstand von 90° ist
der Flansch 21 durch Schlitze 23 unterbrochen.
Hierdurch wird eine federnde Nachgiebigkeit des äußeren Randbereichs des Flansches 21 in
axialer Richtung erreicht.
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Angrenzend
an den Kopf 22 weist der Mittelabschnitt 20 eine
zylindrische Einschnürung 24 auf. Die
der Einschnürung 24 zugewandte
Seite des Kopfes ist mit einer ebenen, sich radial erstreckende
Abstützfläche 25 versehen.
In der dem Mittenabschnitt 20 abgekehrten Stirnfläche 26 des
Kopfes 22 befindet sich eine polygonal geformte Ausnehmung 27 zur Aufnahme
eines zur Einleitung eines Drehmoments bestimmten Werkzeugs. Das
Innenteil 2 weist außerdem
eine zentrale Bohrung 28 auf, die an dem flanschseitigen
Ende des Mittelabschnitts 20 offen ist und einen mit einem
Innengewinde versehenen Abschnitt 29 enthält.
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Wie
aus 2 zu ersehen, ist der Bolzen 3 mit seinem
Gewindeabschnitt 30 in den Abschnitt 29 des Innenteils 2 eingeschraubt.
Der Bolzen 3 weist einen Kopf 31 auf, der sich
außerhalb
des Innenteils 2 befindet. Der Kopf 31 bildet
ein zylindrisches Anschweißende 32 mit
einer stumpfkegligen Stirnfläche 33 und
hat einen Flanschabschnitt 34, der zur Anlage an dem Innenteil 2 dient.
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Die
beschriebene Befestigungsanordnung wird zunächst in der in den 1 und 2 gezeigten
Weise vormontiert. Hierzu wird der Bolzen 3 in das Innenteil 2 eingeschraubt,
und das Innenteil 2 wird mit dem Außenteil 1 verbunden.
Dies geschieht in der Weise, daß das
Innenteil 2 mit dem Kopf 22 voran in das dem zylindrischen
Abschnitt 4 zugeordnete Ende der Bohrung 12 eingesteckt
und dann in axialer Richtung so weit relativ zum Außenteil 1 verschoben
wird, bis die in der Zeichnung dargestellte Endlage erreicht ist.
Bei diesem Vorgang werden die Einzelabschnitte 10 von dem
Kopf 22 auseinandergedrückt,
so daß der
Kopf 22 durch die Einzelabschnitte 10 hindurchgleiten
kann. Sobald der Kopf 22 aus den Einzelabschnitten 10 heraustritt,
federn diese in ihre ursprüngliche
Lage zurück
und rasten in die Einschnürung 24 ein,
wobei ihre Anlageflächen 11 mit
der Abstützfläche 25 des
Kopfes 22 in Eingriff gelangen und dadurch den Kopf 22 entgegen
der Einsteckrichtung festhalten. In der Einsteckrichtung stützt sich
das Innenteil 2 mit dem Flansch 21 an der Stirnseite
des zylindrischen Abschnitts 4 des Außenteil 1 ab. Das
Innenteil 2 ist daher in dem Außenteil 1 unverlierbar
gehalten.
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Die
vormontierte Einheit aus Außenteil 1,
Innenteil 2 und Bolzen 3 wird in einem ersten
Montageschritt mit Hilfe einer Schweißvorrichtung an einer Unterlage,
beispielsweise dem Unterboden eines Kraftfahrzeugs, befestigt. Die
Schweißvorrichtung
ergreift beispielsweise den Flanschabschnitt 34 des Bolzens 3 und
schweißt
diesen im Hubzündungsverfahren
an einer Unterlage 40 an, wie in 7 gezeigt.
Auf diese Weise wird zunächst
die vorgesehene Anzahl von Befestigungsanordnungen in einer vorgegebenen
Ordnung an der Unterlage 40 angebracht.
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In
einem zweiten Montageschritt wird dann die Verkleidung 41 montiert.
Die Verkleidung 41 weist an den Stellen, wo sich die Befestigungsanordnungen
an der Unterlage 40 befinden, Löcher 42 auf, deren
Durchmesser dem Außendurchmesser
des zylindrischen Abschnitts 4 des Außenteil 1 im wesentlichen
entspricht. Da das von der Unterlage 40 entfernte Ende
des konischen Abschnitts 5 des Außenteils 1 und auch
der Kopf 22 des Innenteils 2 einen kleineren Durchmesser
haben, läßt sich
die Verkleidung 41 leicht zu den Befestigungsanordnungen ausrichten
und auf diese aufstecken, wobei die konischen Außenflächen des Abschnittes 5 für die erforderliche
Zentrierung in Bezug auf die Verkleidung sorgen. Die Verkleidung 41 wird
dann an den einzelnen Befestigungsanordnungen bis zur Anlage an
den Flansch 21 über
das Außenteil 1 geschoben,
wobei die Rastvorsprünge 6 zunächst radial
nach innen ausweichen, um dann bei Erreichen der Endlage in die
in 7 gezeigte Verriegelungsstellung zurückzufedern
und die Verkleidung 41 zwischen dem Außenteil 1 und dem
Innenteil 2 festzuhalten. In dieser Stellung ist der an
der Verkleidung 41 anliegende Umfangsrand des Flansches 21 etwas
in Richtung auf die Unterlage 40 elastisch verformt. Die
aus dem Verformungswiderstand resultierende Gegenkraft ist daher
bestrebt, die Verkleidung 41 fest an die Rastvorsprünge 6 anzudrücken und
dadurch spielfrei zu halten.
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Kommt
es hinsichtlich der Positionierung beim Anschweißen der Bolzen 3 oder
beim Ausbilden der Löcher 42 zu
kleineren Maßabweichungen,
so können
diese durch eine radiale Verschiebung des zylindrischen Abschnitts
des Außenteils
gegenüber dem
Innenteil ausgeglichen werden. Hierzu weist der Mittelabschnitt 20 des
Innenteils 2 einen deutliche kleineren Außendurchmesser
auf als die Bohrung 12 im Abschnitt 4 des Außenteils 1.
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Die
beschriebene Befestigungsanordnung ermöglich zudem eine einfache Demontage
der Verkleidung, falls dies für
Reparatur- oder Wartungsarbeiten notwendig ist. Zur Demontage wird
das Innenteil 2 mit Hilfe eines Werkzeugs durch Drehen
von dem Bolzen 3 gelöst.
Innenteil 2 und Außenteil 1 bleiben
hierbei mit der Verkleidung fest verbunden und können zur erneuten Montage wieder
verwendet werden.
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Die
beschriebene Befestigungsanordnung zeichnet sich vor allem durch
einfache Herstellbarkeit ihrer Einzelteile, durch einfache Montierbarkeit
und geringen Montageaufwand aus. Außer einer Schweißvorrichtung
zum Anschweißen
der Bolzen an der Unterlage werden zur Montage keine Werkzeuge benötigt. Auch
die Demontage ist einfach und kann mit einem üblichen Werkzeug zum Lösen und Befestigen
von Schrauben ausgeführt
werden. Die beschriebene Anordnung zeichnet sich weiterhin durch
geringe Empfindlichkeit gegenüber
Maßabweichungen
aus und gewährleistet
eine stabile und spielfreie Halterung der Verkleidung. An der Verkleidung
sind keine aufwendigen Vorkehrungen zur Anbringung der Befestigungsanordnung
notwendig, vielmehr genügt
hierzu die Herstellung eines Loches in geeigneter Größe. Unterlage
und Verkleidung können
aus Metall oder Kunststoff bestehen. Gleiches trifft für die Bauteile
der Befestigungsanordnung zu. Neben der beschriebenen Verwendungsweise
kann die erfindungsgemäße Anordnung
auch dann eingesetzt werden, wenn die Bolzen bereits zuvor getrennt von
Innen- und Außenteil
an der Unterlage angebracht worden sind. Allerdings ist in diesem
Fall ein zusätzlicher
Montageschritt notwendig, bei welchem Innenteil und Außenteil
auf dem Bolzen angebracht werden. Die Montage der Verkleidung kann
dann in der gleichen Weise erfolgen wie bereits oben beschrieben.