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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zur Befestigung eines
Kunststoffteils an einem Bauteil mittels wenigstens einer Schraube,
wobei die Schraube in eine kunststoffteilseitige Schraubenaufnahme
einführbar
und in ein bauteilseitiges Gewinde einschraubbar ist.
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Ein
derartiges Befestigungssystem, das aus dem Stand der Technik bekannt
ist, ist in 1 dargestellt. Ein Kunststoffteil 10 weist
hierbei eine zylindrische Schraubenaufnahme 12 auf, innerhalb
welcher sich eine Schraube 14 befindet. Zur Befestigung des
Kunststoffteils 12 an einem insbesondere metallischen Bauteil 16 ist
die Schraube 14 in eine bauteilseitige Gewindebohrung 18 eingeschraubt.
In der Schraubenaufnahme 12 ist eine Metallhülse 20 vorgesehen,
die über
den Schraubenkopf der Schraube 14 gegen das Bauteil 16 beaufschlagt
wird. Die sich in axialer Richtung erstreckende Länge der
Hülse 20 ist
dabei gleich oder geringfügig
kleiner als die sich ebenfalls in axialer Richtung erstreckende
Dicke d des Kunststoffteils 10. Hierdurch wird eine sichere Befestigung
des Kunststoffteils 10 am Bauteil 16 erreicht.
Ohne das Vorsehen der Hülse 20 würde bei
einem zu starken Festziehen der Schraube 14 das Kunststoffteil 10 aufgrund
auftretender Druckspannungen zerstört werden. Bei einem zu schwachen Anziehen
der Schraube würde
sich das Kunststoffteil lösen.
Selbst bei einem optimalen Anziehen der Schraube würde sich
das Material des Kunststoffteils, das unterhalb dem Schraubenkopf
liegt, setzen, was nach einer gewissen Zeit ebenfalls zu einem Lösen des
Kunststoffteils 10 führen
würde.
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Aus
der
EP 1 767 440 A1 ist
eine nicht vorveröffentlichte
Verbindung mit einem Trägerbauteil, einem
Kunststoffbauteil und einer Schraube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt geworden. Aus der
FR
2 780 457 A1 ist ein ähnliches
Verbindungssystem bekannt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungssystem
bereitzustellen, mittels dem ein Einschrauben, insbesondere ein maschinelles
Einschrauben, der Schraube erleichtert wird.
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Erfindungsgemäß wird ein
Befestigungssystem vorgeschlagen, das die Merkmale des Anspruchs
1 aufweist. Dabei weist die Schraubenaufnahme einen Haltebereich
und die Schraube einen Anlagebund und einen Haltebund derart auf,
dass im am Bauteil befestigten Zustand des Kunststoffteils der Anlagebund
gegen das Bauteil und der Haltebund gegen den Haltebereich wirkt.
Durch Vorsehen des Haltebundes wird folglich zum einen das Kunststoffteil
am Bauteil gehalten; durch Vorsehen des vom Haltebund beabstandeten
Anlagebundes wird eine definierte Einschraubtiefe der Schraube vorgegeben,
ohne dass bei einem zu starken Anziehen der Schraube das Kunststoffteil
zerstört
wird. Der Anlagebund und/oder der Haltebund kann dabei insbesondere
um die Schraube umlaufend ausgebildet sein.
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Zudem
ist auch denkbar, dass die Bünde auch
nur lediglich abschnittsweise umlaufend ausgebildet sind. Zwischen
dem Haltebund und dem Haltebereich und/oder dem Anlagebund und dem
Bauteil können
im montierten Zustand des Kunststoffteils eine Anlagescheibe oder
andere Bauteile vorgesehen sein.
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Ferner
ist vorgesehen, dass der Durchmesser des Anlagenbundes kleiner ist
als der Durchmesser des Haltebundes. Der Durchmesser der Schraubenaufnahme
kann dabei kleiner sein als der Durchmesser des Haltebundes und
größer als
der Durchmesser des Anlagebundes. Hierdurch wird erreicht, dass
die Schraube in axialer Richtung ungehindert in die Schraubenaufnahme
einführbar
ist. Dennoch wird gewährleistet,
dass der Haltebund sicher am Haltebereich der Schraubenaufnahme
zum Anliegen kommen kann.
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Um
ein vorteilhaftes Einführen
der Schraube in die Schraubenaufnahme zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß zudem
vorgesehen, dass die Schraubenaufnahme auf der dem Bauteil zugewandten
Seite des Haltebereichs einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer ist
als der Durchmesser des Anlagebundes und auf der dem Bauteil abgewandten Bereichs
einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer ist als der Durchmesser
des Haltebundes. Aufgrund der Abstimmung der entsprechenden Durchmesser
kann erreicht werden, dass ein Kippen und/oder ein außermittiges
Einführen
der Schraube in die Schraubenaufnahme weitestgehend unterbunden
wird. Ein Einschrauben, insbesondere ein maschinelles Einschrauben,
der Schraube wird hierdurch erleichtert.
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Vorteilhafterweise
ist der Haltebund im Bereich eines Schraubenkopfes der Schraube
und der Anlagebund im axial mittleren Bereich der Schraube vorgesehen.
Hierdurch wird zwischen dem Haltebund und dem Anlagebund genügend Bauraum
für den
kunststoffteilseitigen Haltebereich zur Verfügung gestellt.
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Insbesondere
ist vorteilhaft, wenn der Abstand von einem Auflageabschnitt des
Kunststoffteils am Bauteil zum Haltebereich gleich oder geringfügig größer ist
als der Abstand von der gegen das Bauteil wirkenden Seite des Anlagebundes
zu der gegen den Haltebereich wirkenden Seite des Haltebundes. Hierdurch
wird erreicht, dass das Kunststoffteil unter einer gewissen, insbesondere
einer geeigneten, Vorspannung, am Bauteil befestigt wird, ohne dass
das Kunststoffteil aufgrund einer zu hohen Druckbelastung beschädigt wird.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn im Bereich der Schraubenaufnahme nach radial
innen ragende, elastisch nachgiebig ausgebildete Rastnasen vorgesehen
sind, die beim Einführen
der Schraube in die Schraubenaufnahme den Anlagebund hinterrasten. Hierdurch
wird auf einfache Art und Weise eine Verliersicherung der in die
Schraubenaufnahme eingeführten
Schrauben realisiert. Beispielsweise ist denkbar, dass das Kunststoffteil
samt Schraube als Vormontageeinheit dem Bauteil zugeführt wird.
Aufgrund der vorgeschlagenen Rastnasen wird ein ungewolltes Herausfallen
der Schraube aus der Schraubenaufnahme verhindert.
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Ferner
ist denkbar, dass im Bereich der Schraubenaufnahme nach radial innen
ragende, elastisch nachgiebig ausgebildete Haltenasen vorgesehen
sind, die beim Einführen
der Schraube in die Schraubenaufnahme einem zu tiefen Eindringen
des Anlagebundes in die Schraubenaufnahme entgegenwirken. Hierdurch
kann eine axiale Lagesicherung der Schraube in der Schraubenaufnahme
bereitgestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Kunststoffteil
samt Schraube insbesondere maschinell an das Bauteil herangeführt werden
kann, ohne dass die in der Schraubenaufnahme vorhandene Schraube eine
störende
Position zwischen dem Kunststoffteil und dem Bauteil einnimmt. Die Haltenasen
sind dabei so ausgebildet, dass sie beim Einschrauben der Schraube
in das Gewinde insbesondere nach axial außen weggedrängt werden. Insofern stören die
Haltenasen den Endmontagevorgang, also das Einschrauben der Schrauben,
nicht.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn in einer Vormontagelage der Schraube der Anlagebund
zwischen den Rastnasen und den Haltenasen liegt. Insbesondere hierdurch
wird einem Herausfallen der Schraube aus der Aufnahme entgegengewirkt
und ein vorteilhaftes Heranführen
des Kunststoffteils samt Schraube wird ermöglicht.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Schaubenaufnahme auf
der dem Bauteil abgewandten Seite sich in Axialrichtung erstreckende
Führungsabschnitte
aufweist. Diese zapfenartig, nach oben abstehenden Führungsabschnitte
haben den Vorteil, dass ein axiales Einführen der Schrauben in die Schaubenaufnahme
erleichtert wird. Insbesondere die Schraubenköpfe finden hierbei sicher ihren Weg
in die Schaubenaufnahme.
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Ferner
ist vorteilhaft, wenn die Schaubenaufnahme nach radial innen und
nach axial unten ragende, elastisch nachgiebig ausgebildete Führungszungen
zur Zentrierung der Schrauben in der Schaubenaufnahme aufweist.
Diese Führungszungen
können insbesondere
im Haltebereich an die Schraubenaufnahme angeformt sein. Durch sie
wird gewährleistet, dass
insbesondere das dem Schraubenkopf abgewandte Ende der Schraube
so zentriert wird, dass es mit dem bauteilseitigen Gewinde korrespondiert. Auch
hierdurch wird ein maschinelles Einschrauben der Schrauben unterstützt.
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Die
freien Enden der Federzunge können
dabei mit dem Gewindeabschnitt der Schraube derart zusammenwirken,
dass ein axiales Herausführen
der Schraube aus der Schraubeaufnahme nicht ohne Weiteres möglich ist.
Die freien Enden der Federzungen können hierzu bspw. zu dem Schraubengewinde korrespondierende
Rillenabschnitte aufweisen, die gegen das Schraubengewinde wirken.
Diese Rillenabschnitte können
insbesondere weitgehend parallel zur axialen Einführrichtung
der Schraube verlaufen.
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Die
eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Kunststoffteil mit
einer einen Haltebereich aufweisenden Schaubenaufnahme und durch
eine Schraube mit einem Anlagebund und einem Haltebund für ein erfindungsgemäßes System
gelöst.
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Weitere
Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in
den 2–9 dargestellten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher
beschrieben und erläutert
sind.
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Es
zeigen:
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2 einen
Längsschnitt
durch ein erstes erfindungsgemäßes Befestigungssystem;
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3 eine
perspektivische Draufsicht auf eine Schaubenaufnahme einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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4 einen
Längsschnitt
durch 3;
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5 eine
perspektivische Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Erfindung;
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6 einen
Längsschnitt
durch 5;
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7 einen
Längsschnitt
durch eine Rastnase einer weiteren Ausführungsform;
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8 eine
perspektivische Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform der Erfindung;
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9 einen
Längsschnitt
durch 8, und
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10 einen
Längsschnitt
durch eine Federzunge einer weiteren Ausführungsform.
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Das
in der 2 gezeigte Befestigungssystem umfasst ein Kunststoffteil 30 mit
einer Schraubenaufnahme 32, die einen nach radial innen
ragenden, schulterartig ausgebildeten Haltebereich 34 aufweist.
In der Schaubenaufnahme 32 ist eine Schraube 36 angeordnet,
die einen umlaufenden, am Haltebereich 34 anliegenden Haltebund 38 aufweist.
Die Schraube 36, die in eine Gewindebohrung 40 eines insbesondere
metallischen Bauteils 42 eingeschraubt ist, sieht in ihrem
mittleren Bereich einen ringartig ausgebildeten, umlaufenden Anlagebund 44 vor.
Der Anlagebund 44 liegt dabei in der in der 2 dargestellten
Endmontageposition an dem die Gewindebohrung 40 umgebenden
Bereich 46 des Bauteils 42 an. Der Abstand a von
einem Auflageabschnitt 48 des Kunststoffteils 30 zum
Haltebereich 34 des Kunststoffteils 30 ist dabei
geringfügig
größer als der
Abstand b von der gegen das Bauteil 42 wirkenden Seite
des Anlagebundes 44 zu der gegen den Haltebereich 34 wirkenden
Seite des Haltebundes 38. Hierdurch wird erreicht, dass
das Kunststoffteil 30 unter einer definierten Vorspannung
am Bauteil 42 gehalten wird.
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Der
Haltebund 38 ist dabei auf der Unterseite eines Schraubenkopfes 50 angeordnet,
der eine Schlüsselfläche für einen
Schlüssel
zum Verdrehen der Schraube 36 aufweisen kann.
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Aus 2 wird
ferner deutlich, dass der Durchmesser d1 des
Anlagebundes 44 kleiner ist als der Durchmesser d2 des Haltebundes 38 und dass der
Durchmesser d3 der Schraubenaufnahme im
Bereich des Haltebereichs zum einen kleiner ist als der Durchmesser
d2 des Haltebundes 38 und zum anderen
größer ist
als der Durchmesser d1 des Anlagebundes 44.
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Die
in den 3–10 dargestellten
Befestigungssysteme entsprechen in weiten Teilen dem in 2 dargestellten
Befestigungssystem. Entsprechende Bauteile sind deshalb mit entsprechenden Bezugszeichen
versehen.
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Bei
den in den 3–10 dargestellten Befestigungssystemen
ist vorgesehen, dass die Schraubenaufnahme 32 auf der dem
in den 3–10 nicht
dargestellten Bauteil zugewandten Seite des Haltebereichs einen
Durchmesser d4 aufweist, der geringfügig größer ist
als der Durchmesser d1 des Anlagebundes
und ferner auf der dem Bauteil abgewandeten Seite des Haltebereichs 34 einen
Durchmesser d5 aufweist, der geringfügig größer ist
als der Durchmesser d2 des Haltebundes 38.
Hierdurch wird ein axial mittiges Einführen der Schraube 38 in
die jeweilige Schraubenaufnahme 32 erreicht.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß den 3 und 4 sind
im Bereich der Schraubenaufnahme 32 nach radial innen ragende,
elastisch nachgiebig ausgebildete Rastnasen 60 vorgesehen,
die beim Einführen
der Schraube 36 in die Schraubenaufnahme den Anlagebund 38,
wie in 4 dargestellt ist, hinterrasten. Hierdurch wird
eine Verliersicherung von in die Schraubenaufnahme 32 einführten Schrauben 36 erreicht.
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Ferner
sind am oberen Rand der Schraubenaufnahme 32 in axialer
Richtung abstehende Führungsabschnitte 61 vorgesehen,
durch welche ein erleichtertes axial mittiges Einführen der
Schrauben 36 in die Schraubenaufnahme 32 erreicht
wird.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß den 5 und 6 sind
ebenfalls den Anlagebund 44 hinterrastende Rastnasen 60 vorgesehen.
Neben den Rastnasen 60 sind jeweils ebenfalls nach radial
innen ragende, elastisch nachgiebig ausgebildete Haltenasen 62 vorhanden,
die ein zu tiefes Eindringen der Schraube 36 beim Einführen der
Schraube 36 in die Schraubenaufnahme 32 verhindern.
In einer in der einen Schnitt durch eine Haltenase 62 zeigenden 6 dargestellten
Vormontageposition der Schraube befindet sich der Anlagebund 44 der
Schraube 36 zwischen den Rastnasen 60 und den
Haltenasen 62. In einer derartigen Vormontagelage kann
insbesondere das Kunststoffteil 30 samt der Schraube 36 an das
Bauteil 42, herangeführt
werden, ohne dass die Schraube 36 hierbei hinderlich wäre. Die
Haltenasen 62 sind dabei so ausgebildet, dass bei einem
Einschrauben der Schraube 36 die Haltenasen 62 vom Anlagebund 44 nach
axial außen
weggedrängt
werden.
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In
der 7 ist eine weitere denkbare Ausführungsform
gezeigt, bei der in axialer Verlängerung der
Rastnasen 60 Haltenasen 62 angeordnet sind. Die
Rastnasen 60 weisen dabei eine erste Einführungsschräge 68 auf,
die beim Einführen
der Schraube 14 durch den Mittelbund 44 nach radial
außen
gedrückt
wird und dann den Mittelbund 44 hinterschnappt. Um ein
zu tiefes Einführen
der Schraube zu unterbinden, sind die Haltenasen 62 vorgesehen. Die
Haltenasen 62 weisen dabei eine Ausweichschräge 70 auf, über welche
beim Einschrauben der Schrauben 14 in ein zugehöriges Gewinde
die Haltenasen 62 nach radial außen weggedrängt werden. Bei der 7 sind
folglich die Rastnasen 60 und Haltenasen 62 axial
entlang einer Linie angeordnet, während bei der Ausführungsform
gemäß 5 und 6 die
Rastnasen 60 und Haltenasen 62 in Draufsichten
nebeneinander liegend angeordnet sind.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß den 8 und 9 sind
neben den Rastnasen 60 nach radial innen und nach axial
unten ragende, elastisch nachgiebig ausgebildete Führungszungen 64 vorgesehen.
Durch die Führungszungen 64,
die beim Einführen
der Schraube 36 in die Schaubenaufnahme 32 insbesondere
zum einen gegen den Anlagebund 44 und zum anderen gegen
den Bereich des freien Endes 66 der Schraube 36 wirken,
wird erreicht, dass die Schraube beim Einschraubvorgang mittig in
der Schaubenaufnahme 32 zentriert wird. Auch hierdurch
wird ein maschinelles Einschrauben der Schraube 36 in das
Bauteil 42 unterstützt.
Die Führungszungen 64 werden
dabei beim Einschraubvorgang von dem Anlagebund 44 nach
radial außen weggedrängt. Entsprechend
der Ausführungsform gemäß 7 kann
bei der Ausführungsform
gemäß 8 und 9 vorgesehen
sein, dass die Rastnasen 60 und die Federzungen 64 in
einer durch die Mittellängsachse
verlaufenden Schnittebene angeordnet sind.
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Gemäß 10 kann
vorgesehen sein, dass die Federzungen 64 an ihren freien
Enden mit dem Gewinde der Schraube 36 korrespondierende
Rillenabschnitte 72 aufweisen, die bei einer in die Schraubenaufnahme 32 eingeführten Schraube 36 gegen das
Schraubgewinde der Schraube zur axialen Verliersicherung der Schraube
wirken. Die Rillenabschnitte 72 können dabei, wie in 10 dargestellt, weitgehend
parallel zur axialen Einführrichtung
der Schraube 36, das heißt parallel zur Mittellängsachse der
Schraube 36 beziehungsweise der Schaubenaufnahme 32,
verlaufen. Beim weiteren Einführen
der Schraube 36 in die Schaubenaufnahme wird die Federzunge 36 nach
radial außen
vom Mittelbund 44 weggedrängt.
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Das
in den Figuren dargestellte Kunststoffteil 30 kann hierbei
Bestandteil eines größeren Bauteils sein
oder kann über
entsprechende Fügemittel
an einem größeren Bauteil
befestigt sein.