-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rastverbindung mit einem Retainer und einem Clipselement, insbesondere für eine Verbindung zwischen einem Fügeteil, beispielsweise einem Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs, und einem Fügepartner, beispielsweise einer Karosserie, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus der
DE 20 2004 010 835 U1 ist eine gattungsgemäße Rastverbindung mit einem Retainer und einem Clipselement bekannt, wobei der Retainer eine Retainerplatte mit von einer Seite über eine teilförmige Einschuböffnung zugänglichen Aufnahmeöffnung zur schwimmenden Halterung des Clipselementes besitzt. Das Clipselement besteht aus einem Schaft mit einem verrastbaren Clipkörper und zwei zueinander beabstandet an dem Schaft angeordneten, tellerförmigen Flanschen, die im montierten Zustand des Clipselementes am Retainer die Aufnahmeöffnung beidseitig überdecken. Um einen Retainer schaffen zu können, in dem die Clipselemente im vormontierten Zustand in schwimmender Lage dauerhaft und sicher gehalten werden, ist an dem die Einschuböffnung begrenzenden Bereich an mindestens einer Stelle ein federnder Arm angeordnet, der während des Einschiebens des Clipselementes durch eine Druckbewegung die Einschuböffnung freigibt, so dass das Clipselement in seinen Bestimmungsort gleitet und der Arm anschließend wieder in seine Ausgangslage zurückfedernd und in dieser das Clipselement am Herausgleiten hindert.
-
Gattungsgemäße Rastverbindungen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und werden beispielsweise zur Befestigung von Verkleidungsbauteilen an einer Fahrzeugkarosserie verwendet. Die Clipselemente werden dabei üblicherweise am Verkleidungsteil befestigt und in entsprechende Öffnungen der Fahrzeugkarosserie eingepresst, so dass sie in der Fahrzeugkarosserie verrasten. Zur Befestigung der Clipselemente am Verkleidungsteil werden sogenannte Retainer eingesetzt. Dies sind Halterungseinrichtungen für jeweils ein Clipselement. Über den Retainer und das mit der Fahrzeugkarosserie verrastete Clipselement kann nun eine rastende Verbindung der beiden Bauteile geschaffen werden.
-
Nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten Rastverbindungen ist jedoch, dass die Länge der Retainer fest durch die jeweilige Geometrie gegeben ist und dadurch ein Ausgleich von Toleranzen oder aber auch ein Ausgleich bei beispielsweise verschieden dicken Dekoren nicht möglich ist. Dies bedeutet, dass äußerst enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen, was die Fertigung der miteinander zu verbindenden Bauteile und der Rastverbindung deutlich verteuert.
-
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Rastverbindung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen Toleranzausgleich auszeichnet.
-
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Rastverbindung mit einem Retainer und einem Clipselement zu schaffen, wobei die Rastverbindung zumindest drei Zähne aufweist. Die mindestens drei Zähne sind auf Clipselement und Retainer verteilt und bilden ein sägezahnartiges Rastprofil aus. Hierdurch wird ein Toleranzausgleich bei der Montage in Fügerichtung, das heißt in Längsrichtung der Retainers, möglich. Einer der Fügepartner weist zumindest einen und der andere Fügepartner zumindest zwei Zähne auf
-
Die erfindungsgemäße Rastverbindung kann insbesondere für eine Verbindung zwischen einem Fügeteil, beispielsweise einem Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeuges, und einem Fügepartner, beispielsweise einer Karosserie, genutzt werden. Bei der erfindungsgemäßen Rastverbindung ist darüber hinaus über eine spezielle Geometrie gewährleistet, dass die Fügekraft des Clipselementes im zugehörigen Fügeteil, also beispielsweise einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges, geringer ist als die Kraft für die Längsverstellung der Rastverbindung, so dass zuerst ein sicheres Fügen und erst in einem weiteren Schritt eine Längsverstellung und damit ein Toleranzausgleich erfolgt. Über das zumindest drei Zähne aufweisende sägezahnartige Rastprofil ist ein gegeneinander Verrasten des Clipselementes mit dem Retainer in zumindest drei Stufen möglich, wodurch bereits durch solche drei Stufen ein nicht zu unterschätzender Toleranzausgleich ermöglicht wird. Das sägezahnartig ausgebildete Rastprofil ist dabei vorzugsweise äußerst fein ausgebildet und besitzt eine Vielzahl von einzelnen Zähnen, wodurch ein besonders feinstufiges Verrasten der Rastverbindung und damit ein äußerst exaktes Ausrichten ermöglicht wird. Beispielsweise kann das sägezahnartige Rastprofil in der Art eines Gewindes mit einer vergleichsweise geringen Ganghöhe ausgebildet sein, wodurch ein äußerst feinstufiges Justieren der Rastverbindung und damit ein äußerst exaktes Einstellen der Rastverbindung möglich sind.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der Retainer zumindest zwei wenigstens begrenzt elastische Finger auf, die kreissegmentartig ausgebildet sind, an einer Innenseite das sägezahnartige Rastprofil aufweisen und eine Aufnahmeöffnung für das Clipselement ringartig begrenzen. Denkbar sind hierbei selbstverständlich auch drei oder vier begrenzt elastische Finger, die einen entsprechenden Ausgleich von Toleranzen ermöglichen. Ebenfalls vorgesehen sein kann ein Verstärkungsring, der die zumindest zwei elastische Finger ringförmig umschließt und dadurch ein raqdiales Ausweichen derselben nach außen unterbindet, zumindest aber begrenzt. Hierdurch werden die beiden sägezahnartigen Rastprofile stärker gegeneinander vorgespannt, wodurch ein Überwinden einer Raststufe eine deutlich höhere Kraft erfordert und damit die Rastverbindung im Allgemeinen höhere Kräfte übertragen kann, was insbesondere bei Innenverkleidungsteilen von großem Vorteil ist, da gegen diese unter Umständen von einem Fahrzeuginsassen gestoßen wird und dabei kein unerwünschtes Verstellen der Rastverbindung erfolgen soll. Der Verstärkungsring kann dabei über ein Federelement mit dem Clipselement verbunden sein, wobei das Federelement den Verstärkungsring über den Retainer drückt und damit die einzelnen begrenzt elastischen Finger des Retainers an einem radialen Ausweichen nach außen verhindert. Ein derartiges Federelement kann beispielsweise zwei Federarme aufweisen und in einem kostengünstigen Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden. Neben dem Verstärkungsring kann selbstverständlich auch das Clipselement oder der Retainer als kostengünstiges, zugleich aber qualitativ hochwertiges Kunststoffspritzgussteil hergestellt werden.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Verstärkungsring einen Axialanschlag auf, der einerseits eine Aufschiebebewegung des Verstärkungsrings auf den Retainer und andererseits eine Aufschiebebewegung des Retainers auf das Clipselement, das heißt eine Einschiebebewegung des Clipselements in die Aufnahmeöffnung des Retainers, begrenzt. Zunächst wird also der Verstärkungsring auf den Retainer aufgeschoben, bis dieser mit seinem Axialanschlag an einer Stirnseite des Retainers anliegt. Anschließend wird der Retainer zum Clipselement derart ausgerichtet, dass das Clipselement in die Aufnahmeöffnung des Retainers eingeschoben werden kann. Bei diesem Einschiebevorgang erfolgt bereits ein Verrasten der an einer Innenseite des Retainers und an einer Außenseite des Clipselementes angeordneten Rastprofile miteinander. Eine Begrenzung der Einschiebebewegung des Clipselementes in den Retainer ist dabei dadurch gegeben, dass der Verstärkungsring mit seinem Axialanschlag nun zwischen der Stirnseite des Retainers und einem entsprechenden Anschlag am Clipselement liegt. Eine weitere Längsverschiebung des Retainers auf das Clipselement ist somit nicht mehr möglich. Selbstverständlich ist dabei denkbar, dass das sägezahnartige Rastprofil am Clipselement und/oder am Retainer eine identische Anzahl an Zähnen oder aber auch eine unterschiedliche Anzahl an Zähnen besitzt. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch das Anordnen des Rastprofils an einer Außenseite des Retainers möglich, wobei in diesem Fall dann der Verstärkungsring als Innenring ausgebildet wäre und das Clipselement ein innenliegendes Rastprofil aufweisen würde, so dass der Retainer in das Clipselement eingeschoben werden kann.
-
Zweckmäßig kann das Clipselement auch dreiteilig aufgebaut sein, nämlich mit einem Innenteil mit einer Sperrklinke, einem Außenteil, das eine Rastposition für den Fügepartner, beispielsweise also die Fahrzeugkarosserie, aufweist, wobei das Außenteil einen Betätigungsabschnitt aufweist und derart mit dem Innenteil zusammenwirkt, dass bei Erreichen einer Rastposition des Fügpartners im Außenteil, dieses über seinen Betätigungsabschnitt die Sperrklinke in eine nicht sperrende Stellung verstellt und dadurch ein weiteres Einschieben des Clipselementes in die Aufnahmeöffnung des Retainers ermöglicht. Somit wird also die gesamte Rastverbindung zunächst in eine Öffnung am Fügepartner eingeschoben, wobei die Sperrklinke zunächst in der sperrenden Stellung angeordnet ist. Erst bei einem vollständigen Einschieben der Rastverbindung in den Fügepartner erreicht dieser seine Rastposition im Außenteil und drückt dadurch die Sperrklinke in eine nicht sperrende Stellung. In dieser weiteren Versteilbewegung zwischen Retainer und Clipselement nicht sperrenden Stellung kann der Retainer weiter mit seinem Rastprofil über das Rastprofil des Clipselementes geschoben und dadurch ein Toleranzausgleich herbeigeführt werden. Der dritte Teil des Clipselementes ist dabei ein radial verstellbares Bauteil, an dem das clipselementseitige Rastprofil angeordnet ist und wobei dieses Bauteil am Clipselement angebunden ist. Durch die radiale Verstellbarkeit des Bauteils und damit auch des clipselementseitigen Rastprofils ist nunmehr ein Toleranzausgleich senkrecht zur Montageachse, das heißt senkrecht zur Achse des Retainers möglich, wodurch nicht nur ein Ausgleich in x-Richtung, sondern zudem auch noch ein Ausgleich in y-Richtung möglich ist. Hierdurch ist ein besonders hoher Toleranzausgleich möglich.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
-
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
-
1a–d unterschiedliche Schritte zum Verbinden einer erfindungsgemäßen Rastverbindung,
-
2a eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rastverbindung in teilweise geschlossenem Zustand,
-
2b eine Darstellung wie in 2a, jedoch mit einem sich in seiner Rastposition befindlichen Fügeteil,
-
3a eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rastverbindung mit Sperrklinke,
-
3b eine Darstellung wie in 3a, jedoch bei gelöster Sperrklinke,
-
4a eine Darstellung wie in 3a, jedoch mit einer weiteren alternativen Ausführungsform der Sperrklinke und einem radial verstellbaren Bauteil in lediglich teilweise geschlossenem Zustand,
-
4b eine Darstellung wie in 4a, jedoch bei vollständig geschlossener Rastverbindung und sich in seiner Rastposition befindlichem Fügeteil,
-
5 eine Schnittansicht auf die gemäß der 4 dargestellte Rastverbindung.
-
Entsprechend den 1 bis 5 weist eine erfindungsgemäße Rastverbindung 1 einen Retainer 2 sowie ein Clipselement 3 auf und dient insbesondere zur Verbindung eines Fügeteils 4 (vergleiche die 2 bis 4), beispielsweise einem Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs mit einem Fügepartner 5, beispielsweise einer Karosserie. Der Retainer 2 ist dabei oftmals an das Fügeteil 4 angespritzt. Erfindungsgemäß sind nun am Clipselement 3 und/oder am Retainer 2 ein zumindest drei Zähne aufweisendes sägezahnartiges Rastprofil 6, 6', insbesondere in der Art eines Gewindes, vorgesehen, über welches ein Ausgleich von Toleranzen sowie eine Nachjustierung der Rastverbindung 1 in Rastrichtung 7 möglich ist. Das Rastprofil 6 ist dabei am Clipselement 3 angeordnet, wogegen das Rastprofil 6 am Retainer 2 ausgebildet ist. Wie dabei insbesondere den 2 bis 4 zu entnehmen ist, wirken die beiden Rastprofile 6, 6' beim Schließen der Rastverbindung 1 zusammen, das heißt sie verhaken sich ineinander. Durch die vergleichsweise kleine Ausbildung der einzelnen Zähne des jeweiligen Rastprofils 6, 6' ist ein Nachjustieren der Rastverbindung 1 in sehr kleinen Schritten möglich.
-
Der Retainer 2 kann zumindest zwei wenigstens begrenzt elastische Finger 8 aufweisen, die kreissegmentartig ausgebildet sind, an einer Innenseite das sägezahnartige Rastprofil 6' aufweisen und zusammen eine Aufnahmeöffnung 9 für das Clipselement 3 bilden. In den 1 bis 4 ist dabei immer nur eine Hälfte der geschnittenen Rastverbindung 1 dargestellt, was an der jeweiligen Spiegelachse 10 zu erkennen ist. Auf eine Strichführung orthogonal zur Spiegelachse 10 zur Verdeutlichung der einzelnen Kanten und Bereiche wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Betrachtet man die 1 bis 4 weiter, so kann man erkennen, dass das Clipselement 3 an einer Außenseite das sägezahnartige Rastprofil 6 aufweist, welches mit dem Rastprofil 6' des Retainers 2 zusammenwirkt. Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rastverbindung 1 gemäß den 1a–d ist zusätzlich ein Verstärkungsring 11 vorgesehen, der die zumindest zwei elastischen Finger 8 ringförmig umschließt und dadurch ein radiales Ausweichen derselben nach außen unterbindet. Der Verstärkungsring 11 kann dabei über ein Federelement 12 mit dem Clipselement 3 verbunden sein, wobei das Federelement 12 den Verstärkungsring 11 über den Retainer 2 drückt. Das Federelement 12 kann dabei beispielsweise zwei Federarme 13 aufweisen und als kostengünstiges Kunststoffspritzgussteil zusammen mit dem Verstärkungsring 11 und dem Clipselement 3 hergestellt werden. Ein derartiger Verstärkungsring 11 ist selbstverständlich entbehrlich, sofern der Retainer 2 keine einzelnen elastischen Finger 8 zur Bildung des rohrförmigen Abschnitts mit der Aufnahmeöffnung 9 aufweist, sondern in diesem Bereich tatsächlich rohrförmig, das heißt umlaufend geschlossen ausgebildet ist. In diesem Fall weist der Retainer 2 ebenfalls an seiner Innenseite das sägezahnartige Rastprofil 6' auf und grenzt die Aufnahmeöffnung 9 für das Clipselement 3 ringförmig.
-
Gemäß den 1a bis 1d ist nun das Verbinden der erfindungsgemäßen Rastverbindung 1 dargestellt. Die Rastverbindung 1 befindet sich gemäß der 1a noch in gelöstem Zustand, wobei zunächst gemäß der 1b der Verstärkungsring 11 über die einzelnen Finger 8 des Retainers 2 gesteckt wird und dadurch diese an einem radialen Ausweichen nach außen hindert. Betrachtet man die 1a bis 1d, so kann man erkennen, dass an dem Verstärkungsring 11 ein Axialanschlag 14 angeordnet ist, der einerseits eine Aufschiebebewegung des Verstärkungsrings 11 auf den Retainer 2 und andererseits eine Aufschiebebewegung des Retainers 2 auf das Clipselement 3, das heißt im umgekehrten Fall eine Einschiebebewegung des Clipselementes 3 in die Aufnahmeöffnung 9 des Retainers 2 begrenzt. Gemäß der 1b ist dabei der Verstärkungsring 11 derart weit auf den Retainer 2 aufgeschoben, dass der Axialanschlag 14 des Verstärkungsrings 11 auf einer Stirnseite des Retainers 2 anliegt. Gemäß der 1c wird nun die Rastverbindung 1 geschlossen, das heißt verrastet, indem das Clipselement 3 in die Aufnahmeöffnung 9 des Retainers 2 eingeschoben wird und dabei das clipselementseitige Rastprofil 6 mit dem retainerseitigen Rastprofil 6' verrastet. Die 1c zeigt dabei die Rastverbindung 1 in bereits verrastetem und gebrauchsfähigem Zustand. Um nun die Rastverbindung 1 in Rastrichtung 7, das heißt in Längsrichtung, zusätzlich Nachjustieren zu können und dadurch insbesondere Bauteiltoleranzen bzw. Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können, kann der Retainer 2 gemäß der 1d noch weiter auf das Clipselement 3 aufgeschoben werden und zwar maximal so weit, bis der Verstärkungsring 11 mit seinem Axialanschlag 14 zwischen dem Clipselement 3 und dem Retainer 2 eingeklemmt ist. Wie man den 1a bis 1d entnehmen kann, weist dabei das Rastprofil 6 am Clipselement 3 lediglich drei Zähne auf, wogegen das Rastprofil 6' am Retainer 2 eine deutlich größere Anzahl an Zähne aufweist, die ein weiteres Verschieben gemäß der 1d ermöglichen.
-
Betrachtet man die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rastverbindung 1 gemäß den 2a und 2b, so kann man erkennen, dass der Retainer 2 ein radial gestuftes Rastprofil 6' aufweist, mit einer ersten Stufe 15 und einer sich daran anschließenden zweiten Stufe 16 mit kleinerem Radius. Das Clipselement 3 ist dabei zweiteilig ausgebildet mit einem Innenring 17 mit einem schwenkbaren Abschnitt 18, an welchem das Rastprofil 6 angeordnet ist. Zusätzlich besitzt das Clipselement 3 einen Außenring 19, der eine Rastposition 20 für die Fahrzeugkarosserie 5 oder ein beliebiges zweites Bauteil 5 aufweist, wobei der Außenring 19 einen Betätigungsabschnitt 21 und der Innenring 17 eine Außenschräge 22 aufweist und wobei der Außenring 19 derart mit dem Innenring 17 zusammenwirkt, dass bei Erreichen der Rastposition 20 durch die Fahrzeugkarosserie 5, wie dies gemäß der 2b dargestellt ist, der Außenring 19 über seinen Betätigungsabschnitt 21 entlang der Außenschräge 22 des Innenrings 17 verstellt wird und dadurch den schwenkbaren Abschnitt 18 nach innen drückt, so dass das dort angeordnete Rastprofil 6 nun mit der zweiten Stufe 16 des Rastprofils 6' des Retainers 2 zusammenwirkt. Ein Übergang zwischen der ersten und der zweiten Stufe ist dabei gemäß der 2b dargestellt.
-
Die gemäß den 3a und 3b dargestellte Rastverbindung 1 ist insgesamt dreiteilig aufgebaut und zwar mit wiederum einen Innenring 17, einem Außenring 19 und zusätzlich einer Sperrklinke 23. Gemäß der 3a ist dabei die Sperrklinke 23 in ihrem eine weitere Verrastung sperrenden Zustand gezeigt, bei welchem der Fügepartner 5 noch nicht die Rastposition 20 im Außenring 19 erreicht hat. Gemäß der 3b hat der Fügepartner 5, also beispielsweise die Karosserie nun die Rastposition 20 im Außenring 19 erreicht, woraufhin der Betätigungsabschnitt 21 die Sperrklinke 23 nach innen drückt und dadurch ein weiteres Verrasten in Rastrichtung 7 erfolgen kann.
-
Schließlich ist in den 4 und 5 eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rastverbindung 1 gezeigt, die nunmehr ebenfalls dreiteilig ausgebildet ist mit einem Innenteil 24 mit Sperrklinke 23', einem Außenteil 25, das wiederum eine Rastposition 20 für den Fügepartner 5 aufweist, wobei das Außenteil 25 einen Betätigungsabschnitt 21' aufweist und derart mit dem Innenteil 24 zusammenwirkt, dass bei Erreichen der Rastposition 20 des Fügepartners 5 im Außenteil 25 dieses über seinen Betätigungsabschnitt 21 die Sperrklinke 23' in eine nicht sperrende Stellung verstellt und dadurch ein weiteres Einschieben des Clipselementes 3 in den Retainer 2 ermöglicht. Als drittes Teil des Clipselementes 3 ist ein radial verstellbares Bauteil 26 vorgesehen, an dem das Rastprofil 6 angeordnet ist und welches am Clipselement 2, das heißt konkret am Innenteil 24 radial verstellbar angebunden ist und dadurch einen Toleranzausgleich senkrecht zur Achse des Retainers 2, das heißt also beispielsweise senkrecht zur Spiegelachse 10 ermöglicht. Mit dem Bauteil 26 lassen sich somit auch Toleranzen quer zur Rastrichtung 7 gegebenenfalls ausgleichen.
-
Sämtlichen Rastverbindungen 1 ist dabei gemein, dass die Funktion der Längenjustierung, das heißt das Verrasten der beiden Rastprofile 6, 6' miteinander erst nach Sicherstellung der Montageposition, das heißt erst nach einem sicheren Eingreifen des Clipselementes 3 in eine dafür vorgesehene Öffnung an der Karosserie 5 bewirkt werden kann. Dies wird durch eine hinreichend hohe Kraft im Clipselement 3 und Retainer 2 erreicht. Mit der erfindungsgemäßen Rastverbindung 1 ist im Vergleich zu bisher aus dem Stand der Technik bekannten Rastverbindungen ein Toleranzausgleich möglich und zwar vorzugsweise sowohl in x- als auch in y-Richtung, das heißt parallel und senkrecht zur Rastrichtung 7.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202004010835 U1 [0002]
