DE20120423U1

DE20120423U1 - Elemente zur gleitfähigen Befestigung von Bauteilen

Info

Publication number: DE20120423U1
Application number: DE20120423U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2011-12-19
Also published as: ATE421935T1; US20050125963A1; EP1456077B1; JP3116949U; EP1456077A1; DE50213258D1; WO2003051705A1

Description

Elemente zur gleitfähigen Befestigung von Bauteilen

Die Erfindung betrifft Elemente zur gleitfähigen Befestigung von Bauteilen.

Zur Befestigung von Karosserieelementen aus Kunststoff sind wegen der größeren Längenausdehnung im Vergleich zu Karosserieelementen aus Stahl spezielle Befestigungselemente bzw. die Kombination spezieller Befestigungselemente erforderlich.

Betrachtet man beispielsweise die Befestigung von Kunststoff-Kotflügeln, sind vor allem im Bereich des Übergangs zu den Türen starre Befestigungen, im Übergang zur Motorhaube und im Bereich des Frontends gleitfähige Befestigungselemente erforderlich, um die geforderte Maßhaltigkeit und die Öffnungs- bzw. Schließfunktionen von Türen und Hauben sicherzustellen.

Bei der Montage am Fahrzeug ist es gerade bei gleitfähigen Befestigungen entscheidend, dass das Bauteil exakt in Nennlage montiert wird. Bei später auftretenden Lageänderungen des Bauteils, &zgr; B durch Temperaturveränderungen, müssen die zwischen Bauteil und Befestigungselement vorgesehenen Bewegungsräume auch tatsächlich vorhanden sein. Eine Montage außerhalb der Nennlage schränkt die vorgesehene Bewegungsfreiheit des Bauteiles entsprechend ein.

Der Stand der Technik kennt dazu eine Reihe von konstruktiven Lösungen.

Beispielsweise lehrt EP 0 799 758 die Ausführung eines Befestigungselementes aus Kunststoff mit angeformten Lamellenfedern, die vor dem Verschrauben das Gleitelement in Nennlage bringen.
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Gemäß US 5 098 765 wird ein Kunststoffelement beschrieben, welches eine gleitfähige Befestigung zulässt. Zum Einstellen der Nennposition besitzt das Element einseitig einen Stift, der bei Montage des zu befestigenden Bauteiles an diesem anliegt.

Im vorderen Bereich ist dieser Stift so dünn ausgeführt, dass er bei Kraftbeaufschlagung wegknickt, z. B. durch Wärmeausdehnung des zu befestigenden Bauteiles. Damit wird der Bauraum für die Bewegung des zu befestigenden Bauteiles freigegeben.

Alternativ zu Kunststoffelementen werden auch metallische Passscheiben zur kunststoffgerechten Verschraubung eingesetzt. Diese Passscheiben bestehen aus einer Platte, die in der Mitte einen Durchbruch mit angeformtem Flansch besitzt. Dabei ist die Flanschtiefe geringfügig größer als die Materialstärke des zu befestigenden Bauteiles am Befestigungspunkt.

Diese bekannten Lösungen weisen jedoch eine unzureichende Fixierung der Befestigungselemente in Nennlage auf, d. h. bei der Montage kann es vorkommen, dass bereits bei geringer, unabsichtlicher Krafteinwirkung die Verschraubung außerhalb der Nennlage erfolgt. Diese definierte Nennlage muss jedoch unbedingt eingehalten werden, weiterhin müssen Montagetoleranzen in X- und Y-Richtung berücksichtigt werden können. Dies ist bei den Kunststofflösungen nach dem Stand der Technik nur bedingt möglich.

Weiterhin ist nachteilig, dass die üblichen Kunststoffelemente einen relativ großen Bauraum benötigen und dass sie zu kostenintensiv in der Herstellung sind. Bei metallischen Passscheiben ist die Auslegung der Befestigung der Passscheibe im Bauteil bei gleichzeitiger Option der Gleitfähigkeit des Bauteiles im befestigten Zustand problematisch, darüber hinaus kommt ein hoher Montageaufwand dazu.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Befestigungselemente bereitzustellen,
welche

- bei Einhaltung der geforderten Montagetoleranzen einen möglichst kleinen Bauraum benötigen

die Einhaltung der Nennlage während der Montage gewährleisten
eine einfache Montage des Karosserieelementes erlauben

ermöglichen, dass das zu befestigende Karosserieelement bei Wärmeausdehnung im Befestigungselement gleiten kann

korrosionsfest und kostengünstig herstellbar sind.

Erfindungsgemäß konnte die Aufgabe gelöst werden durch ein im Spritzgussverfahren hergestelltes Befestigungselement aus Kunststoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem in der

Reduzierung der Herstellungskosten im Vergleich zu metallischen Passscheiben bzw. herkömmlichen Kunststoffelementen

Reduzierung des Montageaufwandes im Vergleich zu metallischen Passscheiben,

höhere Genauigkeit der Nennlagedefinition

Realisierung größerer Montagetoleranzen in X- und Y-Richtung

Möglichkeit, einen kleinen Bauraum im Vergleich zu bestehenden Kunststofflösungen realisieren zu können

Möglichkeit, Bauteile mit größeren Wanddicken montierten zu können

Möglichkeit für einen größeren Gleitweg im Vergleich zu metallischen Passscheiben.

In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Befestigungselementes wird die Befestigung eines vorderen Kunststoffkotflügels an einem PKW erläutert:

Das Befestigungselement, beschrieben in Figur 1, wird in Z-Richtung in die Montageausnehmung des Kotflügels bis zum Einrasten eingedrückt, so dass der durch die leicht keilförmig ausgebildeten Rastelemente sich ergebende Hinterschnitt das Befestigungselement in der Montageausnehmung des Kotflügels hält.

Im vorliegenden Beispiel dienen die Rastelemente auch gleichzeitig als Führungselemente, welche eine Bewegung des Kotflügels in Y-Richtung weitgehend verhindern. Je nach den konstruktiven Erfordernissen können auch die Rastelemente und die Führungselemente getrennt von einander ausgeführt werden,

Das Befestigungselement wird nun in der Montageausnehmung in X-Richtung so lange verschoben, bis die beiden Federelemente mit ihrer mittigen, keilförmigen Einbuchtung in die beiden korrespondierenden, in der Montageausnehmung des Kotflügels angeformten, keilförmigen Ausbuchtungen eingreifen und so die exakte Einhaltung der Nennlage sicherstellen. Anschließend wird die Bundschraube durch den Durchbruch des flächigen Teiles des Befestigungsele-

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mentes gesteckt, in die metallische Karosseriestruktur eingeschraubt und mittels Drehmomentschlüssel festgezogen. Der Kotflügel ist nun fest auf der Karosserie fixiert, eine Verschiebung in X-Richtung infolge Wärmedehnungen ist jedoch nach wie vor möglich.

Werkstoffseitig besteht das Befestigungselement aus einem Material, das gleichermaßen über eine hohe Festigkeit und Zähigkeit verfügt.

Liegen die Lackiertemperaturen des Kotflügels im Bereich von 14O⁰C (Online-Lackierung) bis 190 ⁰C (KTL) kommen insbesondere Polyamide, Polyester und darauf basierende Blends infrage. Üblicher Weise erfolgt der Zusatz von Füllstoffen, insbesondere Glasfasern, zusätzlich können Gleitmittel, insbesondere PTFE, MoS2, UHMW-PE oder Kreide zum Einsatz kommen . Für die sogenannte Offline-Lackierung mit Temperaturen bis ca 100 °C ist in der Regel POM das Material der Wahl, gegebenenfalls ebenfalls mit Zusätzen von Füllstoffen und/oder Gleitmitteln.

Eine erste Ausführungsmöglichkeit der Erfindung beschreibt Figur 1:

Dabei stellen dar: 10 die Ansicht von oben, 9 die dreidimensionale Ansicht von schräg unten, 8 die Ansicht von unten und 10a eine Draufsicht auf ein Karosserieteil.

10 zeigt den flächigen Bereich 3, der als Schraubenauflagefläche für Bundschrauben mit

20 mm Scheibendurchmesser ausgelegt ist, und den Durchbruch 4 im flächigen Teil 3, der den Ausgleich der Montagetoleranzen in zwei Raumrichtungen ermöglicht.

Der bei 8 und 9 gut erkennbare, an der Unterseite integrierte ringförmige Bereich 6 verfügt über zwei einander gegenüberliegende Federelemente 1, die jeweils über eine mittig angebrachte,
keilförmige Einbuchtung 1 a verfügen. In diese keilförmige Einbuchtung greift bei der Montage des Befestigungselementes die an das zu befestigende Bauteil 13 im Bereich der Montagausnehmung 12 angeformte Ausbuchtung 11 ein, wodurch die Einhaltung der Nennlageposition
gewährleistet ist.

Die Führung in der Montageausnehmung 12 des Kotflügels 13 und die Sicherung gegen Verlust
bei der Montage wird durch leicht keilförmig ausgebildete kombinierte Führungs- und Rastelemente 2 erreicht, die in Bezug auf die Montagerichtung einen Hinterschnitt ausbilden uns so den zuverlässigen Halt des Befestigungselementes im zu befestigenden Bauteil sicherstellen.

Eine zweite mögliche Ausführung der Erfindung beschreibt Figur 2.

21 zeigt die Ansicht von oben mit dem flächigen Bereich 31 und dem Durchbruch 32 zur Aufnähme der Bundschraube. Außerdem hat der flächige Bereich 31 zwei Aussparungen 33, die dazu dienen, den innen angeformten senkrecht auf den flächigen Bereich stehenden Flansch flexibel zu halten.

22 bietet eine dreidimensionale Ansicht des Befestigungselementes von schräg unten, 23 eine Draufsicht auf ein Karosserieteil. Die Führung des Befestigungselementes in der Montageausnehmung 38 des zu befestigenden Bauteils 39 erfolgt durch die Führungselemente 34, dort gehalten wird es durch die Federelemente 35, die hier eine Rastfunktion in Z-Richtung ausüben. Gleichzeitig verfügen jedoch die Federelemente 35 über eine Ausbuchtung 36, die ihrerseits in die Einbuchtung 37 der Montageausnehmung 38 eingreift und so die exakte Einhaltung der Nennlage bei der Montage des Karosserieelementes gewährleistet.

Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen haben für die Darstellung der Erfindung lediglich beispielhaften Charakter

- Schutzansprüche -

Claims

1. Vorrichtung aus polymeren Werkstoffen zur gleitfähigen Befestigung von Karosserieelementen im Kfz-Bau, die besteht aus

A) einem flächigen Bereich mit einem im Wesentlichen rechteckigen Durchbruch

B) aus einem in der Unterseite des flächigen Bereiches integrierten, ringförmigen Bereich, der über Rastelemente und Führungselemente verfügt, sowie über mindestens zwei Federelemente, die mit dem polymeren Karosserieelement in korrespondierendem Eingriff stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente und die Federelemente die Einhaltung der Nennlage beim Einbau des Karosserieelementes gewährleisten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente die thermische Längenausdehnung des Karosserieelementes zulassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente den Halt des Befestigungselementes in der Montageausnehmung des Karosserieelementes sicherstellen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Werkstoff ausgewählt ist aus der Gruppe PA, PA-Blend, PBT, PBT-Blend oder POM.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem polymeren Werkstoff Füllstoffe und/oder Gleitmittel zugesetzt sind.