DE19543830A1 - Kunststoff-Befestigungselement, insbesondere für eine Fahrzeugverkleidung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein sich selbst zentrierendes Kunststoff-Befestigungselement, und insbesondere einen sogenannten "Panelbefestiger" (Halter) zur Befestigung von Fahrzeug-Abschlußblenden (Panels), wie zum Beispiel inneren Türverkleidungen, an einer Fahrzeugkarosserie.

Zum schnellen Zusammenbau von Fahrzeug-Abschlußblenden, wie zum Beispiel in­ neren Türverkleidungen, werden sogenannte "Panelbefestiger" verwendet, die zum Beispiel gemäß der DE-C-3.122.402 im wesentlichen einen Schaft mit einer ela­ stisch einschnappenden Eingriffseinrichtung - wobei die zum Eingriff (Einrasten) er­ forderliche Kraft vorzugsweise geringer ist, als die zum Lösen erforderliche Kraft - sowie einen geeignet ausgeformten Kopf aufweisen, der so geformt ist, daß er mit der Innenseite einer Aufnahme (eines Sitzes) an der inneren Verkleidung einrastet.

Panelbefestiger werden normalerweise an der inneren Verkleidung vorinstalliert, wo­ bei eine solche Unterbaugruppe dann an der Innenseite einer Tür befestigt wird. Zum schnellen Einbau der inneren Verkleidung durch einfaches Andrücken an die Tür ist diese mit Bohrungen versehen, die so positioniert sind, daß sie mit den Panelbefesti­ gern an der inneren Verkleidung korrespondieren und weist ferner Kunststoffbuch­ sen auf, in denen die Schäfte und elastische Verriegelungseinrichtungen der Panelbe­ festiger einschnappend arretieren.

Ein Nachteil des obigen Systems, welches immer noch angewendet wird, besteht in der Notwendigkeit von Buchsen zur Aufnahme der Schäfte von Panelbefestigern in­ nerhalb der Aufnahmebohrungen an der Tür, die zusätzlich zu den Kosten der eigentlichen Buchsen auch erhöhte Kosten des Zusammenbaus verursachen, ferner die verschiedenen Schritte des Montagevorgangs verkomplizieren und verlangsa­ men, sowie ein zusätzliches Zulieferproblem für die Fahrzeughersteller beinhalten.

Andererseits ist es aber bis jetzt noch nicht möglich gewesen, die Panelbefestiger di­ rekt in den in das Türmaterial eingebrachten Bohrungen zu befestigen, da diese Boh­ rungen aus Konstruktionsgründen eine prismatische Form haben. Folglich müßte bei der Montage der inneren Verkleidung jeder Befestiger manuell so positioniert wer­ den, daß die einschnappenden Eingriffseinrichtungen (im allgemeinen eine Anzahl von Laschen) relativ zu den Seiten der prismatischen Aufnahmebohrung korrekt aus­ gerichtet sind, was aufgrund des Zeit- und Kostenaufwandes nicht durchführbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoff-Befestigungselement (Panelbefestiger) der oben genannten Art zu schaffen, das sich automatisch ausrich­ tet, wenn sein Schaft in eine prismatische Aufnahme oder eine Bohrung eingesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird ein Kunststoff-Befestigungselement zum Einsetzen in eine komplementäre Öffnung in einem Teil während einer Montage und insbesondere ein Panelbefestiger zum Einsetzen in eine prismatische Bohrung in einem Fahrzeugka­ rosserieteil geschaffen, das/der einen Kopf, einen integral mit dem Kopf ausgebilde­ ten Schaft und elastische Eingriffseinrichtungen an dem Schaft aufweist, die mit ent­ sprechenden Seiten der Öffnung einschnappen, wobei sich die elastischen Eingriffs­ einrichtungen seitlich von dem Schaft weg- und in mindestens einer Richtung kreu­ zweise zu diesem erstrecken und der Schaft einen endseitigen Fortsatz aufweist, der sich relativ zu der Einführrichtung des Befestigungselementes in die Öffnung axial vor den elastischen Eingriffseinrichtungen erstreckt. Die Erfindung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Fortsatz zugespitzt ist und mindestens eine Rippe aufweist, deren Breite im wesentlichen gleich der diagonalen Ausdehnung der Öffnung ist und deren Dicke wesentlich kleiner ist, als die Breite, und daß die Rippe mit ihrer Breite in einer Richtung kreuzweise zu dem Schaft ausgerichtet ist und mit der Richtung, in der die elastischen Eingriffseinrichtungen ausgerichtet sind, einen Winkel ein­ schließt, der ungleich Null ist.

Im einzelnen ist die Dicke der Rippe so gewählt, daß die gegenüberliegenden latera­ len Seiten der Rippe in gleitender Weise mit entsprechenden, diagonal gegenüberlie­ genden Winkeln (Ecken) der Öffnung eingreifen. Die lateralen Seiten sind ferner ab­ gerundet und so geneigt, daß sie in Richtung auf das freie Ende der Rippe konvergie­ ren, um dem Fortsatz die zugespitzte Form zu verleihen.

Somit braucht während der Montage das Teil, wie zum Beispiel eine Fahrzeugtür, nicht mit Hülsen zur Aufnahme der Panelbefestiger versehen werden. Ferner können die üblichen prismatischen (im allgemeinen quadratischen) Aufnahmebohrungen für die Befestigungselemente (Befestiger) direkt in das Metall, aus dem die Tür gefertigt ist, eingebracht werden, ohne daß die Befestiger während der Montage manuell aus­ gerichtet werden müssen. Dadurch, daß der Kopf des Befestigers innerhalb der ent­ sprechenden Aufnahme in der Innenverkleidung unbelastet befestigt ist, wird der Be­ festiger bei einem Zusammenwirken der schrägen lateralen Seiten des Fortsatzes mit den Seiten der prismatischen Öffnung gedreht, so daß der Fortsatz diagonal ausge­ richtet wird und sich in diagonal gegenüberliegende Winkel (Ecken) der Öffnung einstaucht. Da der Fortsatz wiederum mit einem gegebenen Winkel relativ zu den elastischen Eingriffseinrichtungen ausgerichtet ist, werden diese zum Eingreifen mit den Seiten der Öffnung automatisch ausgerichtet und bewirken so, daß der Befesti­ ger einsatzbereit ist.

Im Folgenden sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen eine Anzahl von Ausfüh­ rungsformen der Erfindung beispielhaft beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische 3/4-Unterseitenansicht eines erfindungsgemäßen Befestigers;

Fig. 2, 3 und 4 entsprechende senkrechte Schnitte durch den in Fig. 1 gezeigten Befestiger, und zwar Fig. 2 und 4 Seitenansichten mit einem Winkel von 90° zu­ einander, wobei Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 dar­ stellt, und Fig. 3 eine ebene Bodenansicht zeigt;

Fig. 5 und 6 perspektivische Darstellungen von zwei möglichen Variationen des in Fig. 1 gezeigten Befestigers.

Mit der Bezugsziffer 1 ist in den Fig. 1 bis 4 ein Kunststoff-Befestigungselement zum Einsetzen in eine komplementäre Öffnung 2 (Fig. 3) in einem Teil während ei­ ner Montage bezeichnet. Im einzelnen stellt das Befestigungselement 1 einen Panel­ befestiger dar, der in einem Stück aus synthetischem Kunststoffmaterial geformt ist und der in eine prismatische Bohrung 2 in einem Fahrzeugkarosserieteil (nicht ge­ zeigt) zum Beispiel an der (in den Fahrerraum gerichteten) Innenseite einer Türver­ kleidung eingesetzt wird, um diese entfernbar an einer inneren Verkleidung oder ei­ nem anderen bekannten Verkleidungselement zu befestigen.

Der Befestiger 1 hat eine im wesentliche bekannte Struktur und weist demzufolge ei­ nen im wesentlichen kreisförmigen Kopf 3, einen integral mit dem Kopf 3 ausgebil­ deten Schaft 4 und an dem Schaft 4 elastische Eingriffseinrichtungen 5 auf, die mit entsprechenden geraden Seiten einer prismatischen Öffnung oder Bohrung 2 ein­ schnappen. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Öffnung 2 quadratisch und hat so­ mit vier Seiten 6 und vier Winkel 7 von jeweils 90°.

Der Kopf 3 hat eine bekannte Form und ist so gestaltet, daß er sich unbelastet in eine entsprechende, bekannte Aufnahme an einer bekannten inneren Verkleidung oder ei­ nem Abschlußelement (nicht gezeigt) einpaßt. Der Kopf 3 ist insbesondere pilzförmig und weist einen scheibenförmigen, damit verbundenen Fortsatz 8, einen Fuß 9 und einen elastischen Flansch 10 mit stumpfkegeliger Form auf, dessen konkaver Be­ reich dem Schaft 4 gegenüberliegt. Die elastischen Eingriffseinrichtungen 5 sind ebenfalls ihrer Art nach bekannt und erstrecken sich lateral und transversal von dem Schaft 4 in mindestens einer Richtung kreuzweise zu dem Schaft 4 weg, d. h. parallel zu einer radialen Ebene durch die Achse des Schaftes 4.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Schaft 4 prismatisch und im Detail durch eine Rippe mit rechteckigem Querschnitt abgegrenzt, die wiederum in Rich­ tung ihrer Breite durch ein Paar gegenüberliegender lateraler Flächen 12 und in Richtung ihrer Dicke durch ein Paar gegenüberliegender lateraler Kanten 13 sen­ krecht zu den Flächen 12 abgegrenzt ist, wobei die Kanten 13 und die Flächen 12 die kurzen bzw. langen Seiten des rechteckigen Querschnitts des Schaftes 4 abgrenzen.

Die elastischen Eingriffseinrichtungen 5, die ihrer Art nach bekannt sind, erstecken sich von den Flächen 12 und umfassen bei dem dargestellten Beispiel ein Paar ge­ genüberliegender V-förmiger Laschen 5a, 5b, die sich von den Flächen 12 in Rich­ tung auf den Kopf 3 erstrecken, so daß bei der Anwendung ein tonnenförmiger äuße­ rer, gekrümmter Abschnitt 15 jeweils mit einem Paar benachbarter Seiten 6 der qua­ dratischen Öffnung 2 (Fig. 3) zusammenwirkt.

Erfindungsgemäß weist der Schaft 4 auch einen endseitigen Fortsatz 20 auf, der sich relativ zu der Einführrichtung (in Fig. 1 durch einen Pfeil A angedeutet) des Befes­ tigers 1 in die Öffnung 2 axial vor die (d. h. stromabwärts der) Eingriffseinrichtun­ gen 5 erstreckt. Der Fortsatz 20 ist zugespitzt und umfaßt eine Rippe mit einer maxi­ malen Breite, die im wesentlichen gleich einer diagonalen Ausdehnung der Öffnung 2 ist (d. h. mit einer maximalen Breite, die gleich dem Abstand zwischen zwei diago­ nal gegenüberliegenden Winkeln 7 ist), sowie einer Dicke, die wesentlich kleiner ist, als die Breite. Erfindungsgemäß ist die Rippe oder der Fortsatz 20 in Richtung ih­ rer/seiner Breite in einer kreuzweise zu dem Schaft 4 verlaufenden Richtung ausge­ richtet und bildet einen Winkel mit der Richtung, in der sich die Eingriffseinrichtun­ gen 5 erstrecken, der ungleich Null ist. Mit anderen Worten schließt jede Ebene, die parallel zu der Richtung der Breite des Fortsatzes 20 liegt, einen Winkel mit jeder Ebene, die parallel zu derjenigen der Fig. 4 liegt, ein, der ungleich Null ist.

Im einzelnen ist die Dicke des Fortsatzes 20 so gewählt, daß seine gegenüberliegen­ den lateralen Seiten 21 in gleitender Weise mit einem Paar diagonal gegenüberlie­ gender Winkel 7 (Ecken) der quadratischen Öffnung 2 eingreifen, wobei die latera­ len Seiten 21 mit einer konvexen Oberfläche abgerundet sind, die in Richtung aus­ wärts des Schaftes 4 gerichtet ist und ferner relativ zu der Achse des Schaftes 4 ge­ neigt sind und an dem abgerundeten freien Ende 23 des Fortsatzes 20 zusammenlau­ fen, um die zugespitzte Form zu bilden. In einer Ansicht senkrecht zu den Flächen 12 (wie in Fig. 2) ist der Fortsatz 20 somit ferner im wesentlichen dreieckig und in Richtung seiner Breite parallel zu den Flächen 12 ausgerichtet.

Mit anderen Worten umfaßt der Fortsatz 20 bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ein dreieckig auslaufendes Endes des Schaftes 4, welches die Form einer einzelnen Rippe mit einer Breite aufweist, die im wesentlichen gleich der maximalen Breite des Fortsatzes 20 ist, d. h. gleich der diagonalen Ausdehnung der Öffnung 2, und ist mit hervorstehenden Laschen 5a, 5b, versehen, die senkrecht zur Ausdehnung der Breite des Schaftes 4 deformiert werden, wobei die Seiten 21 somit Fortsetzungen der lateralen Seiten 13 in Richtung auf die Spitze 23 sind.

Zur praktischen Anwendung wird der Kopf 3 in bekannter Weise in eine Aufnahme an einer inneren Verkleidung eingesetzt. Dann wird die innere Verkleidung, die mit einer Anzahl von unbelasteten, jedoch ansonsten integral mit dieser ausgebildeten Befestigern 1 versehen ist, an die Innenseite der Tür in der Weise angesetzt, daß je­ der Befestiger 1 gegenüber einer entsprechenden Öffnung 2 in der Tür (oder in ei­ nem anderen Teil der Fahrzeugkarosserie, wie zum Beispiel dem Fahrzeugboden) positioniert ist. Schließlich wird die innere Verkleidung durch Druck (Anstoßen) pa­ rallel zu der Achse der Schäfte 4, d. h. in Richtung des Pfeils A an der Tür verriegelt. Unabhängig von der Winkelposition des Schaftes 4 des Befestigers 1 wirken die schrägen lateralen Seiten 21 unausweichlich mit einem Paar gegenüberliegender Sei­ ten 6 zusammen, wenn der oben genannte axiale Druck auf den Befestiger 1 ausgeübt wird. Ferner wird der Befestiger 1 aufgrund der Neigung und der abgerun­ deten konvexen Form der Seiten 21 um die Achse des Schaftes 4 gedreht.

Mit der oben genannten Rotation wird somit eine "automatische" Einstellung der Winkelposition des Fortsatzes 20 des Schaftes 4 jedes Befestigers 1 relativ zu der entsprechenden Öffnung 2 erzielt, so daß sich jeder Fortsatz 20 in die in Fig. 3 ge­ zeigte Position einsetzt, in der die Seiten 21 mit zwei diagonal gegenüberliegenden Winkeln 7 eingreifen, die aufgrund des maximalen Abstandes zwischen den Seiten 21, d. h. der maximalen Breite des Fortsatzes 20, komplementär zu der Größe der Öffnung 2, d. h. im wesentlichen gleich seiner diagonalen Ausdehnung sind. Die La­ schen 5a, 5b selbst, deren Abschnitte 15 mit einem Winkel von 90° zu den Seiten 21 verlaufen, d. h. mit dem gleichen Winkel, wie die Winkel 7, sind so positioniert, daß sie den Seiten 6 gegenüberliegen.

Wenn weiterer axialer Druck ausgeübt wird, werden die Laschen 5a, 5b durch die Seiten 6 in Richtung auf die Flächen 12 (d. h. senkrecht zur Ausdehnung der Breite des Fortsatzes 20) gebogen, so daß die Abschnitte 15 die Seiten 6 passieren und un­ ter diesen einschnappen, wenn die Laschen 5a, 5b in ihre Position zurückspringen, wodurch der Befestiger 1 innerhalb der Öffnung 2 axial verriegelt ist. Zur Entfer­ nung der inneren Verkleidung werden die oben genannten Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt. Aufgrund der Form der Laschen 5a, 5b, die an dem Schaft 4 eine Art Widerhaken ausbilden, ist jedoch zum Entfernen eine größere Kraft erfor­ derlich, als zum Einsetzen.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung 100 eines Befestigers 1, wobei alle Teile, die ähnlich oder gleich den bereits beschriebenen Teilen sind, mit gleichen Bezugsziffern be­ zeichnet sind. Dieser Befestiger 100 ist identisch mit dem Befestiger 1, jedoch mit Ausnahme der Eingriffseinrichtungen 5, die, im Gegensatz zu den Laschen 5a, 5b, jeweils zwei Anzahlen von bekannten Riegeln 50 umfassen, die sich kreuzweise und senkrecht zu den Flächen 12 erstrecken. Der Befestiger 100 arbeitet in der gleichen Weise, wie der Befestiger 1, jedoch mit der Ausnahme, daß der Schaft 4 aufgrund der Anzahl von Paaren gegenüberliegender Riegel 50 innerhalb der Öffnung 2 in ei­ ner Anzahl unterschiedlicher axialer Positionen fixierbar ist.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung 200 eines Befestigers 1, wobei wiederum alle Teile, die gleich oder ähnlich den eben beschriebenen Teilen sind, mit gleichen Be­ zugsziffern bezeichnet sind. In diesem Fall weist der Schaft 4 einen kreuzförmigen Querschnitt auf und wird durch zwei Rippen 40, 41 abgegrenzt, die jeweils identisch zu denen sind, die den Schaft 4 des Befestigers 1 abgrenzen und jeweils durch ge­ genüberliegende Flächen 12 und gegenüberliegende Kanten 13 begrenzt sind. Die Rippen 40 und 41 sind mit einem Winkel von 90° zueinander angeordnet und schneiden sich entlang der Achse des Schaftes 4, um axial entlang des Schaftes 4 vier Aussparungen (Eckbereiche) 60 zu bilden, die vier zweiflächige, durch die Flä­ chen 12 benachbarter Abschnitte der Rippen 40 und 41 abgegrenzte Winkel aufwei­ sen, wobei der Fortsatz 20 somit zwei Rippen 20a, 20b umfaßt, die mit einem Win­ kel von 90° zueinander angeordnet sind und jeweils durch gegenüberliegende ge­ neigte, abgerundete Seiten 21 mit einem gemeinsamen Ende 23 abgegrenzt sind, so daß der Fortsatz 20 im wesentlichen pyramidenförmig ist.

In diesem Fall umfassen die Eingriffseinrichtungen 5 entsprechende Anzahlen von bekannten elastischen Riegeln 50, 70 der gleichen Art, wie bei dem Befestiger 100 in Fig. 6, die sich transversal und lateral von dem Schaft 4 an einem zentralen Ab­ schnitt 80 des Schaftes 4 in die zweiflächig-winkligen Aussparungen 60 hineiner­ strecken, wobei die Rippen 20a, 20b, die den Fortsatz 20 bilden, somit in einfacher Weise ein über den zentralen Abschnitt 80 hinaus zugespitzt fortgesetztes Ende des Schaftes 4 aufweisen. Der Befestiger 200 arbeitet in der gleichen Weise, wie der Be­ festiger 100, jedoch mit der Ausnahme, daß im Gegensatz zu jedem Riegel 50 des Befestigers 100, der mit zwei benachbarten Seiten 6 in der gleichen Weise eingreift, wie die Laschen 5a, 5b gemäß Fig. 3, jeder Riegel 50, 70 des Befestigers 200 mit einer Seite 6 der Öffnung 2 eingreift, so daß alle vier Seiten 6 gleichzeitig mit verschiedenen Riegeln eingreifen und die Riegel 50 und 70 unterschiedlich ausgebildet sein können, wie es zum Beispiel in der DE-C-3.122.402 beschrieben ist.

Claims (7)

1. Kunststoff-Befestigungselement zum Einsetzen in eine komplementäre Öffnung in einem Teil während einer Montage, insbesondere ein Panelbefestiger zum Einset­ zen in eine prismatische Bohrung in einem Teil einer Fahrzeugskarosserie mit einem Kopf, einem integral mit dem Kopf ausgebildeten Schaft und elastischen Eingriffs­ einrichtungen an dem Schaft, die mit entsprechenden Seiten der Öffnung einschnap­ pen; wobei sich die elastischen Eingriffseinrichtungen lateral von und in mindesten einer Richtung kreuzweise zu dem Schaft erstrecken und der Schaft einen endseiti­ gen Fortsatz aufweist, der sich relativ zu der Einführrichtung des Befestigers in die Öffnung axial vor den elastischen Eingriffseinrichtungen erstreckt; dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (20) zugespitzt ist und mindestens eine Rippe (20a, 20b) aufweist, deren Breite im wesentlichen gleich der diagonalen Aus­ dehnungen der Öffnung (2) ist und deren Dicke wesentlichen kleiner ist, als die Brei­ te, wobei die Rippe (20a, 20b) in Richtung ihrer Breite in einer kreuzweise zu dem Schaft (4) liegenden Richtung ausgerichtet ist und einen Winkel mit der Richtung der elastischen Eingriffseinrichtungen (5; 5a, 5b) einschließt, der ungleich Null ist.

2. Kunststoff-Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Rippe (20a, 20b) so festgelegt ist, daß gegenüberliegende laterale Seiten (21) der Rippe in gleitender Weise mit entspre­ chenden, diagonal gegenüberliegenden Winkeln (Ecken) (7) der Öffnung (2) eingreifen.

3. Kunststoff-Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lateralen Seiten (21) abgerundet und so geneigt sind, daß sie an den freien Enden der Rippen (20a, 20b) konvergieren, um dem Fort­ satz (20) die zugespitzte Form zu verleihen.

4. Kunststoff-Befestigungselement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (4) prismatisch ist und ein Paar gegenüber­ liegender lateraler Fläche (12) aufweist, von denen sich entsprechende elastische La­ schen (5a, 5b) wegerstrecken, die die elastischen Eingriffseinrichtungen bilden, wo­ bei die Rippe bei einer Ansicht senkrecht zu den lateralen Flächen (12) des Schaftes (4) im wesentlichen dreieckig und mit ihrer Breite parallel zu den Flächen ausgerich­ tet ist.

5. Kunststoff-Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (20) eine dreieckige endseitige Fortsetzung des Schaftes (4) umfaßt, die in Form einer einzelnen Rippe mit einer Breite gebildet ist, die im wesentlichen gleich der diagonalen Ausdehnung der Öffnung (2) ist, und sich die Laschen (5a, 5b) senkrecht zur Ausdehnung der Breite des Schaftes (4) erstrecken.

6. Kunststoff-Befestigungselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (4) einen kreuzförmigen Querschnitt auf­ weist und vier zweiflächen Winkel axial abgrenzt, wobei die elastischen Eingriffsein­ richtungen (5) entsprechende Anzahlen von elastischen Riegeln (50, 70) aufweisen, die sich transversal und lateral von einem zentralen Abschnitt (80) des Schaftes (4) in die zweiflächigen Winkel erstrecken und der Fortsatz (20) durch zwei solche Rip­ pen (20a, 20b) abgegrenzt ist, die senkrecht zueinander liegen und jeweils eine end­ seitige Fortsetzung des Schaftabschnittes über den zentralen Abschnitt (80) des Schaftes (4) hinaus bilden.

7. Kunststoff-Befestigungselement, insbesondere Kraftfahrzeug-Panelbefestiger, ge­ mäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.