-
Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung mindestens eines
Fahrzeugbauteiles an einer Rohbaukarosserie eines Fahrzeugs mittels
eines Befestigungselements gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
-
Während einer
Herstellung eines Fahrzeugs werden herkömmlicherweise in oder an der
Rohbaukarosserie Schweißbolzen
aus Stahl mit einem als Grobgewinde ausgebildeten Kopfbereich mittels
einer Reibschweißverbindung
angebracht. An diesen Schweißbolzen
werden Rohrleitungen, Schläuche, Kabel,
Halter und andere Bauteile mittels standardisierter Befestigungselemente,
auch Clips genannt, befestigt. Diese Clips sind an die Geometrie
des Schweißbolzens
angepasst und korrespondieren mit dieser.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Anordnung
zur Befestigung von Fahrzeugbauteilen an einer Rohbaukarosserie
eines Fahrzeugs mittels eines Befestigungselements anzugeben.
-
Hinsichtlich
des Befestigungsmittels wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die
erfindungsgemäße Anordnung
zur Befestigung mindestens eines Fahrzeugbauteiles an einer Rohbaukarosserie
eines Fahrzeugs umfasst ein Befestigungselement, das an einem Schweißbolzen, welcher
in oder an der Rohbaukarosserie des Fahrzeugs angeordnet ist, befestigbar
ist, wobei ein oberer Abschnitt des Schweißbolzens als Gewindeabschnitt
ausgebildet ist. Das Befestigungselement ist erfindungsgemäß zweiteilig
aus jeweils einem Verrastungsbauteil und einem Befestigungsbauteil
gebildet.
-
Mit
der erfindungsgemäßen Anordnung
ist eine sichere und schnelle Verbindung zwischen dem Befestigungselement
und dem Schweißbolzen
realisiert.
-
Durch
das einfache Aufschieben und Einrasten des Befestigungselements
auf dem Schweißbolzen
ist eine werkzeuglose und somit schnelle Montage ermöglicht und
eine Montagezeit ist verkürzt.
-
Vorteilhafterweise
sind herkömmliche Schweißbolzen
und deren Schweißanlagen
weiter verwendbar. Dadurch sind hohe Investitionskosten in neue
Schweißanlagen
für die
so genannten Zusammenbau-Schweißbolzen
verhindert.
-
Besonders
vorteilhafterweise lässt
sich das erfindungsgemäße Befestigungselement
sehr schnell, einfach und sehr gut automatisiert anbringen und somit
vorteilhafterweise in eine Fließbandfertigung
integrieren.
-
In
einer besonders günstigen
Ausführungsform
kann das Befestigungselement derart ausgebildet werden, dass weder
das Befestigungselement noch das daran angeordnete Fahrzeugbauteil
die Rohbaukarosserie berührt.
Hierdurch werden Korrosionsprobleme durch das Scheuern des Fahrzeugbauteils
an der Rohbaukarosserie und eine daraus resultierende Beschädigung einer
Beschichtung der Rohbaukarosserie sicher vermieden und die Langzeitqualität des Fahrzeugs
wird erhöht.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei
zeigen:
-
1 schematisch
eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Befestigung
mindestens eines Fahrzeugbauteiles an einer Rohbaukarosserie eines
Fahrzeugs mittels eines zweiteiligen Befestigungselements, welches
aus einem Verrastungsbauteil und einem Befestigungsbauteil gebildet
ist, an einem Schweißbolzen,
-
2 schematisch
eine Draufsicht auf das unmontierte Verrastungsbauteil unmittelbar
nach dessen Herstellung,
-
3 schematisch
eine Seitenansicht des unmontierten Verrastungsbauteils unmittelbar
nach dessen Herstellung,
-
4 schematisch
einen ersten Abschnitt einer Montage des Verrastungsbauteils im
Befestigungsbauteil,
-
5 schematisch
einen zweiten Abschnitt einer Montage des Verrastungsbauteils im
Befestigungsbauteil,
-
6 schematisch
einen dritten Abschnitt einer Montage des Verrastungsbauteils im
Befestigungsbauteil,
-
7 schematisch
ein an einem Schweißbolzen
montiertes Befestigungselement.
-
Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
1 zeigt
einen Bereich einer Rohbaukarosserie 1 an dem eine erfindungsgemäße Anordnung
zur Befestigung mindestens eines Fahrzeugbauteiles 11 an
einer Rohbaukarosserie 1 eines Fahrzeugs eines Befestigungselements 3 an
einem Schweißbolzen 2 vorgesehen
ist. Die Anordnung umfasst zumindest einen Schweißbolzen 2,
welcher beispielsweise aus einem Gewindebolzen mit einem Außengewinde
gebildet ist und ein Befestigungselement 3. Der Schweißbolzen 2 umfasst
einen Fußbereich 4 und
einen Gewindeabschnitt 5. Der Fußbereich 4 ist an
der Rohbaukarosserie 1 mittels einer kraft- und stoffschlüssigen Reibschweißverbindung 6,
beispielsweise einer Reibschweißverbindung
oder einer Rotationsreibschweißverbindung,
befestigt.
-
Der
Schweißbolzen 2 besteht
vorteilhafterweise aus einem metallischen und schwer oxidierenden
Werkstoff. Dadurch wird eine Korrosion verhindert und eine gute
Stabilität
und eine gute Schweißbarkeit
ermöglicht.
-
Der
Schweißbolzen 2 ist
vorzugsweise aus Stahl oder einem Buntmetall, beispielsweise Messing,
gebildet. Dies ermöglicht
eine sichere und haltbare Ausbildung der Reibschweißverbindung 6.
-
Der
Schweißbolzen 2 ist
besonders bevorzugt zumindest in seinem Fußbereich 4 rotationssymmetrisch
ausgebildet, um den Einsatz einer Rotationsreibschweißung zu
ermöglichen.
Der Fußbereich 4 des
Schweißbolzens 2 weist
einen im Vergleich zum Gewindeabschnitt 5 vergrößerten Durchmesser
auf und kann gewindelos, beispielsweise scheibenförmig, ausgeführt sein.
Der Fußbereich 4 und
der Gewindeabschnitt 5 des Schweißbolzens 2 sind als
ein Formteil ausgeführt.
-
Die
verwendeten Schweißverfahren,
beispielsweise eine Reibschweißverbindung
oder eine Rotationsreibschweißverbindung,
sind vorteilhafterweise herkömmliche,
bekannte Technologien und dadurch sehr prozesssicher, da die Prozessparameter gut
kontrollierbar sind.
-
Der
Schweißbolzen 2 kann
zu einem nahezu beliebigen Zeitpunkt eines Produktionsprozesses
an der Rohbaukarosserie 1 angebracht werden.
-
Vorteilhafterweise
wird der Schweißbolzen 2 vor
dem Aufbringen einer Korossionsschutzschicht und/oder einer Lackierung
angebracht, um die Korossionsschutzschicht und/oder die Lackierung
nicht zu beschädigen
und auch den Schweißbolzen 2 selbst
durch eine nicht dargestellte allseitig aufbringbare Korossionsschutzschicht
und/oder Lackierung zu schützen.
-
Das
Befestigungselement 3 ist zweiteilig ausgebildet und besteht
aus einem Verrastungsbauteil 7 und einem Befestigungsbauteil 8.
-
Eine
teilweise dargestellte Außenkontur 9 des
Befestigungsbauteils 8 ist herkömmlich in einer solchen Art
und Weise ausgebildet, das das Befestigungsbauteil 8 sicher
in einer Bohrung 10 des Fahrzeugbauteils 11 gehalten
ist. Die Außenkontur 9 des Befestigungsbauteils 8 ist
vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgeformt. Das Befestigungsbauteil 8 ist
vorzugsweise aus einem zumindest bereichsweise elastischen Kunststoff
gefertigt. Beispielsweise sind insbesondere die Außenkontur 9 elastisch
und das restliche Befestigungsbauteil 8 plastisch ausgebildet.
-
Das
Verrastungsbauteil 7 ist form-, kraft- und/oder stoffschlüssig innerhalb
einer sacklochförmigen
Aussparung 12 des Befestigungsbauteils 8 angeordnet.
Die Aussparung 12 ist zentral im Befestigungsbauteil 8 eingebracht
und korrespondierend zu einer Außenkontur 13 des Verrastungsbauteils 7 ausgeformt
und vorzugsweise mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet.
-
In 2 ist
schematisch eine Draufsicht auf das unmontierte Verrastungsbauteil 7 unmittelbar nach
dessen Herstellung dargestellt.
-
In 3 ist
schematisch eine Seitenansicht des unmontierten Verrastungsbauteils
unmittelbar nach dessen Herstellung dargestellt.
-
Das
Verrastungsbauteil 7 umfasst einen zentral angeordneten
Mittelabschnitt 14 und seitlich daran angeordnete Flügel 15.
-
Der
Mittelabschnitt 14 ist scheibenförmig und mit einem quadratischen
Querschnitt ausgebildet, wobei dieser quadratische Querschnitt korrespondierend
zum quadratischen Querschnitt der Aussparung 12 ausgebildet
ist.
-
An
jeder Seitenkante 16 des Mittelabschnitts 14 ist
ein Flügel 15 angeordnet.
Die Materialstärke des
Verrastungsbauteils 7 ist an der Verbindungsstelle 17 des
Mittelabschnitts 14 und des Flügels 15 derart reduziert,
dass ein so genanntes Filmscharnier gebildet ist und der Flügel 15 schwenkbeweglich
am Mittelabschnitt 14 befestigt ist.
-
Eine
Breite B der Flügel 15 ist
korrespondierend zur Breite der Seitenkante 16 des Mittelabschnitts 14 ausgebildet.
Eine Länge
C der Flügel 15 ist
korrespondierend zur Tiefe D der Aussparung 12 ausgebildet.
-
Die
Außenkontur 13 des
Verrastungsbauteils 7 ist durch die Oberseite 18 der
Flügel 15 gebildet.
An jeder Oberseite 18 eines jeden Flügels 15 ist zumindest
eine Rastnase 19 angeordnet. Die elastischen Enden der
Rastnasen 19 weisen im montierten Zustand widerhakenartig
in Richtung des oberen Endes 23 des Flügels 15. In einer
Wandung der Aussparung 12 sind zu den Rastnasen 19 korrespondierende Ausformungen 20 eingebracht.
-
Die
Position der Rastnase 19 auf der Oberseite 18 des
Flügels 15 ist
variabel an alle auftretenden Erfordernisse anpassbar.
-
An
einer Unterseite 21 des Verrastungsbauteils 7 ist
eine Vielzahl von Rastnasen 22 angeformt. Die Anzahl der
Rastnasen 22 und der Abstand E zwischen den Rastnasen 22 sind
variabel und somit vorteilhafterweise derart an den Modul des Gewindes
im Gewindeabschnitt 5 anpassbar, dass in einem montierten
Zustand der Anordnung jeweils eine Rastnase in jedem Gewindegang
angeordnet ist. Die elastischen Enden der Rastnasen 22 weisen
im montierten Zustand widerhakenartig in Richtung des Mittelabschnitts 14.
-
Das
Verrastungsbauteil 7 ist vorzugsweise aus einem zumindest
bereichsweise elastischen Kunststoff beispielsweise in einem Kunststoffspritzverfahren
hergestellt. Beispielsweise sind insbesondere die Verbindungsstelle 17 und
die Rastnasen 19 und 22 elastisch und das restliche
Verrastungsbauteil 7 plastisch ausgebildet.
-
In
den 4 bis 6 ist schematisch eine Montage
des Verrastungsbauteils 7 im Befestigungsbauteil 8 in
mehreren Schritten dargestellt.
-
In
einem ersten Montageschritt (4) wird das
Verrastungsbauteil 7, dessen Flügel 15 derart zusammengeklappt
werden, dass die zur Aussparung 12 korrespondierende Außenkontur 13 geformt
ist, mit dem Mittelabschnitt 14 beginnend in die sacklochförmige Aussparung 12 eingeführt.
-
In
einem zweiten Montageschritt (5) werden
die oberen Enden 23 der jeweils einander gegenüberliegend
am Mittelabschnitt 14 angeordneten Flügel 15 derart aufeinander
zu bewegt, dass der Abstand F zwischen den Außenkanten der Rastnasen 19 verringert
ist. Der Abstand F ist derart verringert, dass er mit einem Abstand
G der Aussparung 12 korrespondiert. Auf diese Art und Weise
ist eine einfache Montage des Verrastungsbauteils 7 im
Befestigungsbauteil 8 ermöglicht.
-
In
einer möglichen
Ausführungsform
kann eine Oberkante 24 der Aussparung 12 abgeschrägt ausgeformt
sein. Durch diese Formschräge 25,
auf welcher eine Unterseite der Rastnase 19 im zweiten Montageschritt
entlang gleitet, ist die Bewegung der oberen Enden 23 der
Flügel 15 erleichtert
und unterstützt.
-
In
einem dritten Montageschritt (6) wird das
Verrastungsbauteil 7 vollständig in das Befestigungsbauteil 8 eingeführt, so
dass die Unterseite des Mittelabschnitts 14 am Grundloch 26 der
Aussparung 12 aufliegt. In dieser Position schwenken die
elastischen Flügel 15 zurück in Richtung
ihrer Ausgangsposition und die Außenkontur 13 liegt
vollflächig
an der Wandung der Aussparung 12 an. Somit sind die Rastnasen 19 in
den korrespondierenden Ausformungen 20 der Aussparung 12 angeordnet,
wodurch das Verrastungsbauteil 7 sicher form- und kraftschlüssig im
Befestigungsbauteil 8 gehalten ist.
-
In 7 ist
schematisch ein am Schweißbolzen 2 montiertes
Befestigungselement 3 dargestellt.
-
Die
elastischen und/oder flexiblen Enden der Rastnasen 22 des
Verrastungsbauteils 7 sind in Richtung des Grundlochs 26 der
Aussparung 12 ausgerichtet und weisen einen kleineren Innendurchmesser
H als der Außendurchmesser
K des Gewindeabschnitts 5 auf, wobei dieser Außendurchmesser
K durch die Spitzen der Gewindeflanken des Gewindeabschnitts 5 gebildet
wird. Dadurch werden diese Enden bei einem Niederdrücken des
Befestigungselements 3 in Richtung auf die Oberfläche der
Rohbaukarosserie 1 während
der Montage des Befestigungselements 3 auf dem Schweißbolzen 2 derart elastisch
verformt, dass sich der Innendurchmesser H der elastischen Enden
der Rastnasen 22 auf den Außendurchmesser K des Gewindeabschnitts 5 vergrößert. Somit
ist das Befestigungselement 3 leicht auf dem Schweißbolzen 2 anbringbar.
-
Nach
der Montage werden die elastischen Enden der Rastnasen 22 nicht
mehr durch den Gewindeabschnitt 5 verformt und somit verkleinern
sie elastisch ihren Durchmesser wieder auf den ursprünglichen
Außendurchmesser
K.
-
Durch
diese aus der Verkleinerung des Durchmessers wirkende Kraft und
die widerhakenartige Ausbildung der elastischen Enden der Rastnasen 22 entstehen
Vorspannungen, durch welche das Befestigungselement 3 sicher
form- und kraftschlüssig
auf dem Schweißbolzen 2 gehalten
ist.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist das freie Ende der Flügel 15 derart mit einer
Formschräge 27 versehen,
dass das Befestigungselement 3 zentriert auf den Schweißbolzen 2 aufgesetzt
werden kann.
-
In
einer weiteren vorteilhaften, nicht dargestellten Ausführungsform
der Erfindung wird das Verrastungsbauteil 7 während der
Herstellung des Befestigungsbauteils 8 in dessen Gussform
eingebracht und während
des Spritzgussvorgangs zumindest bereichsweise vom Material des
Befestigungsbauteils 8 umhüllt.
-
In
einer besonders günstigen,
nicht dargestellten Ausführungsform
kann das Befestigungselement 3 derart ausgebildet werden,
dass weder das Befestigungselement 3 noch das daran angeordnete Fahrzeugbauteil 11 die
Rohbaukarosserie 1 berührt. Hierdurch
werden Korrosionsprobleme durch das Scheuern des Fahrzeugbauteils 11 an
der Rohbaukarosserie 1 und eine daraus resultierende Beschädigung einer
Beschichtung der Rohbaukarosserie sicher vermieden und die Langzeitqualität des Fahrzeugs
wird erhöht.
-
In
dieser Ausführungsform
ist das Befestigungselement 3 derart ausgeformt, dass der
Mittelabschnitt 14 am oberen, von der Rohbaukarosserie 1 abgewandten
Ende des Schweißbolzens 2 aufliegt. Eine
Länge C
der Flügel 15 des
Befestigungselements 3 ist derart ausgebildet, dass das
Befestigungselement 3 unter keinen Umständen während des Betriebs des Fahrzeugs
die Rohbaukarosserie 1 berührt.