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Diese Erfindung betrifft eine Gleitbefestigung eines
Kunststoffteils auf einem Tragelement, wobei das Teil jedoch im
Fall einer bedeutenden Beanspruchung abscheren kann.
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Es ist bekannt, dass die Ausdehnung
von Karosserieteilen aus Kunststoff sowohl bei der Fertigung der
Fahrzeuge infolge der Lackierung und Kataphorese als auch im Rahmen
ihrer späteren
Nutzung infolge des Nachschwunds der Teile sowie der Temperaturen,
die sie im Verlauf der Lebensdauer des Fahrzeugs erreichen können, mit
Problemen verbunden ist.
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Um diese Probleme zu lösen, werden
aufgesetzte Befestigungen genutzt, die das Relativgleiten eines
Karosserieteils im Verhältnis
zur Fahrzeugstruktur ermöglichen.
Derartige Befestigungen werden als „Gleitbefestigungen" bezeichnet.
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Die französische Patentanmeldung Nr.
96 04317, die unter der Nr. 2 747 091 veröffentlicht wurde, zeigt die
Merkmale der Präambel
von Anspruch 1 auf und beschreibt eine derartige Gleitbefestigung.
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Hingegen tritt mit der Befestigung
der Kunststoffteile insbesondere, wenn es sich um Karosserieteile
für Kraftfahrzeuge
handelt, ein anderes Problem auf.
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Neben ihrer Neigung, sich anders
als ihr Tragelement zu dehnen, sind diese Teile ab einem bestimmten
Beanspruchungsgrad brüchig,
so dass ihre Verwendung als Karosserieteile, die vor allem für den Aufprall
bei geringen Geschwindigkeiten interessant ist, da die Elastizität des Kunststoffs
es ihnen ermöglicht,
geringfügigen
Verformungen unbeschädigt standzuhalten,
sowohl angesichts der Reparaturkosten als auch unter dem Aspekt
der Sicherheit bei Aufprallen mit hoher Energie Probleme verursachen kann,
da ein gebrochenes Kunststoffteil ggf. einen hochgefährlichen
schneidenden Gegenstand bildet.
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Ziel dieser Erfindung ist es, eine
neue Gleitbefestigung herzustellen, die die herkömmlichen Vorteile einer derartigen
Befestigung und andere Vorteile aufweist, die später beschrieben werden und
es ermöglichen,
die genannten Nachteile infolge der starken Beanspruchungen aufzuheben,
denen derart befestigte Kunststoffteile unterliegen können, um
so die Reparaturkosten nach einem Aufprall bei 15 km/h erheblich
zu senken.
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Gegenstand dieser Erfindung ist die
Gleitbefestigung eines Kunststoffteils, das mindestens eine dünne Wandung
umfasst und bestimmt ist, gleitend mittels seiner dünnen Wandung
an einem Tragelement befestigt zu werden und das in dieser dünnen Wandung
eine längliche Öffnung aufweist,
welche zwei Längsränder hat,
die nahezu parallel über
zumindest einen Teil der Länge
der Öffnung
sind, wobei weist die Befestigung eine Zwinge, die separat vom Kunststoffteil
ist, die eine größere Dicke
als die der dünnen
Wandung hat und ausgelegt ist für
ein Gleiten im Innern der Öffnung
zwischen den beiden Längsrändern der Öffnung,
einen Deckel, der die Zwinge vollständig überdeckt und größer als
die Öffnung
ist, derart, dass er diese nicht durchqueren kann, um die dünne Wandung
im Bereich der Dicke der Zwinge zu halten, und eine Fußplatte
für die
Befestigung mit dem Tragteil auf, wobei diese Befestigung dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Zwinge und die Fußplatte durch schmelzbare Verbindungsmittel
miteinander verbunden werden.
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Erfindungsgemäß versteht man unter der dünnen Wandung
einen Bereich des Teils, der in Bezug auf seine beiden anderen Dimensionen
eine ausgesprochen geringe Dimension aufweist.
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Die Gleitbefestigung wird erfindungsgemäß bevorzugt
auf dem zu befestigenden Teil montiert, das so für seine Befestigung am Fahrzeug
mit der vormontierten Befestigung gehandhabt werden kann.
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Die schmelzbaren Verbindungsmittel
der Befestigung ermöglichen
es ihr, das Kunststoffteil freizugeben, sobald es einer erheblichen
Beanspruchung unterliegt, beispielsweise bei einem Unfall, wenn
es sich um ein Kraftfahrzeug handelt.
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Auf diese Weise wird das Karosserieteil
geschützt,
das sich vom Fahrzeug löst,
statt zu Bruch zu gehen, so dass auf Ebene der Reparaturkosten Einsparungen
erzielt und die in den Unfall verwickelten Personen vor der Schnittgefahr
mit dem schneidenden Gegenstand geschützt werden, der durch ein gebrochenes
Karosserieteil gebildet werden kann. Dies gilt insbesondere für die Kotflügel aus
Kunststoff von Kraftfahrzeugen.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung werden die Zwinge und die Fußplatte durch Verbindungsmittel
miteinander verbunden sind, die nicht nur schmelzbar sondern zudem
löslich sind.
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Dieses Merkmal birgt zwei Vorteile.
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Der erste Vorteil beruht auf der
Tatsache, dass die Herstellung durch Kunststoffformung der Zwinge
und der Fußplatte
insbesondere im Hinblick auf die schmelzbaren Verbindungsmittel
erleichtert wird, deren exaktes Kaliber schwach wäre, wenn
die Formung der Zwinge und die Fußplatte in einem Stück erfolgen
würde.
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Der zweite Vorteil bezieht sich auf
die Montage der Befestigung an der dünnen Wandung des Teils. Mittels
der lösbaren
Verbindungsmittel ist es möglich,
die Zwinge und die Fußplatte
beidseitig von dieser dünnen
Wandung anzuordnen und sie durch lösbare Verbindungsmittel zu
verbinden, wobei die dünne
Wandung in die Dicke der Zwinge eingeschlossen wird.
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Nach einer besonderen Ausführungsform werden
die lösbaren
Verbindungsmittel durch Stifte gebildet, die in Langlöcher eingreifen
und sich darin durch die Relativverschiebung zwischen der Zwinge und
der Fußplatte
verankern.
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Die Stifte befinden sich auf der
Zwinge und die Langöffnungen
auf der Fußplatte
oder umgekehrt.
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Die Relativverschiebung zwischen
der Zwinge und der Fußplatte
ist vorzugshalber eine Rotationsbewegung um eine zentrale Achse
der Befestigung im rechten Winkel zur Ebene der dünnen Wandung.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung wird die Unlösbarkeit
der Zwinge und der Fußplatte
voneinander mittels des Einklipsens zusätzlicher Formen, wie z. B.
eines Vorsprungs der Zwinge in einen Hohlraum der Fußplatte
oder umgekehrt, gewährleistet.
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Die am Tragelement anliegenden Oberflächen der
Zwinge und der Fußplatte
sind ausreichend groß,
so dass die Kriechverformung der Befestigung vermieden wird, auch
wenn deren Temperatur ansteigt.
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Diese Oberflächen werden in Abhängigkeit von
den gewünschten
Bedingungen und vom verwendeten Werkstoff ausgewählt.
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Die Auswahl einer geeigneten Anlagefläche ermöglicht insbesondere
den Verzicht auf eine das Lösen
verhindernde Unterlegscheibe, die gewöhnlich verwendet wird, um den
Festziehzustand der Schraube zu gewährleisten, sofern die Zwinge
mit Hilfe einer Schraube befestigt wird.
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Nach einer besonderen Ausführungsform umfasst
die Fußplatte
Zungen, um die dünne
Wandung in einem Bereich der Dicke der Zwinge zwischen der Fußplatte
und dem Deckel zu halten.
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Nach Ausführungsformen, nach denen die Verbindungsmittel
zwischen der Zwinge und der Fußplatte
löslich
sind, umfasst einer der Längs ränder der Öffnung eine
oder mehrere Kerben, deren Form der Form der Zunge(n) der Fußplatte
entspricht und die es ermöglichen,
die Zwinge in der Öffnung
anzuordnen. Ferner können
beidseitig an der Fußplatte
dyssymmetrische Zungen angeordnet werden, so dass die Kerben der Öffnung die
Einführung
der Zwinge einzig in einer Richtung ermöglichen, wenn die Zwinge eine
bestimmte Richtung einzuhalten hat.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung umfasst die Zwinge einen elastisch deformierbaren Bereich,
welcher in gleitender Anlage gegen die dünne Wandung des Teils gelangt,
wenn die Zwinge in das Innere der Öffnung gleitet, wobei die dünne Wandung
eine Ankopplungsform umfasst, die so angeordnet wird, dass der deformierbare
Bereich der Zwinge sich in ihrer bevorzugten Position in Bezug auf
die Öffnung
mit der dünnen
Wandung verbindet.
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Anders gesagt, rastet der elastisch
deformierbare Bereich beim Gleiten der Zwinge in die Öffnung in
der Ankopplungsform der dünnen
Wandung ein, was beim Hub der Zwinge einem der bevorzugten Position
der Zwinge in Bezug auf die Öffnung
entsprechenden harten Punkt bildet.
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Diese bevorzugte Position bildet
eine Position zur Voranordnung der Zwinge am Teil, um die Montage
dieses Teils auf dem Trägerelement
zu erleichtern.
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Für
ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs zum Beispiel stellt sich
die bevorzugte Position der Zwinge in Bezug auf die Öffnung derart
dar, dass die Zwinge sich im Innern der Öffnung in einer ersten Richtung
zum Ausgleich des Nachschwunds des thermoplastischen Werkstoffs
und in einer zweiten Richtung zum Ausgleich der unterschiedlichen
Ausdehnungen zwischen dem thermoplastischen Teil und der Fahrzeugstruktur
bewegen kann.
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Da die Ausdehnungsdifferenzen ausschlaggebend
sind, ist der Hub der Zwinge in der Öffnung in die zweite Richtung
vorzugshalber höher
zu gestalten als der in die erste Richtung ausgeführte Hub.
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Sofern einer der Längsränder der Öffnung eine
oder mehrere Kerben zur Anordnung der mit Zungen ausgestatteten
Zwinge in der Öffnung
umfasst, entfernt sich die Position zur Anordnung der Zwinge in
der Öffnung
vorzugshalber von ihrer bevorzugten Position.
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Nach einer bevorzugten Variante dieser
Ausführungsform
wird der elastisch deformierbare Teil der Zwinge durch einen elastischen
Arm gebildet, der mit einem äußeren Wulst
versehen ist, welcher in Anlage gegen einen der Längsränder der Öffnung gelangt,
wobei der besagte Längsrand
als Ankopplungsform eine Rinne aufweist, in die der Wulst des elastischen
Arms eingreift, wenn die Zwinge ihre bevorzugte Stellung in Bezug
auf die Öffnung
einnimmt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung stammt der elastisch deformierbare Bereich der Zwinge,
z. B. der mit einer Wulst versehene elastische Arm, aus einem Formvorgang
direkt zusammen mit der Zwinge.
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Um die Erfindung besser zu verstehen,
wird jetzt als nicht beschränkendes
Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung eine Ausführungsform
beschrieben, wobei:
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– 1 eine perspektivische Zeichnung in der
Draufsicht einer Befestigung in zwei Teilen nach einer Ausführungsform
der Erfindung ist.
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– 2 eine mit der 1 vergleichbare Unteransicht
der Erfindung ist.
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– 3 eine Draufsicht der Befestigung vor der
Montage der Zwinge und des Kopfes ist.
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– 4 eine mit 3 vergleichbare
Ansicht nach der Montage ist.
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– 5 eine perspektivische Zeichnung der montierten
Befestigung ist.
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– 6 eine perspektivische Zeichnung der montierten
Befestigung vor ihrer Anordnung an einem zu befestigenden Teil ist.
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– 7 eine mit 1 vergleichbare
Ansicht zur Darstellung einer Befestigungsschraube und -unterlegscheibe
ist.
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– 8 ein Querschnitt nach VIII-VIII der 4 ist.
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Die auf der Zeichnung dargestellte
Befestigung umfasst zwei Bereiche 1,2, wobei der erste Bereich 1
einen Deckel und eine Zwinge und der zweite Bereich 2 eine Fußplatte
bildet.
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Der Deckel ist eine rechteckige Platte
3, die auf ihrer Oberseite mit Verstärkungsrippen 4 ausgestattet
und in ihrer Dicke in der Achse X-X von einem zylindrischen Mittelgang
5 mit einem großen
Durchmesser durchquert wird.
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Die Zwinge 6 ist ein viereckiges
Parallelepipedon, das in der Auskragung auf der Innenseite des Deckels
3 zentriert wird. Er wird ferner durch eine zylindrische Öffnung 5
von großem
Durchmesser durchquert.
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Vier Stifte 7 werden regelmäßig um diese Öffnung verteilt
und verlaufen ab der Zwinge 6 in entgegen gesetzter Richtung zum
Deckel 3. Jeder Stift endet in einem erweiterten Zylinderkopf B.
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Die Fußplatte 2 ist ein viereckiges
Parallelepipedon mit demselben Querschnitt wie die Zwinge, das in
der Achse Y-Y von einer zentralen zylindrischen Öffnung 9 mit kleinem Durchmesser
durchquert wird. Wenn die Fußplatte
2 an die Zwinge 6 angelegt wird, sind die Öffnung 9 von kleinem Durchmesser
der Fußplatte
und die Öffnung
5 von großem Durchmesser
der Zwinge koaxial.
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Die Gesamtdicke der Fußplatte
2 ist nahezu gleich der Höhe
der Stifte 7 inklusive des Kopfes B.
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Die Fußplatte 2 umfasst vier längliche Öffnungen
10, die jeweils einen Stift 7 der Zwinge aufnehmen, wobei diese Öffnungen
in den vier Winkeln der großen
Seite der Fußplatte
positioniert werden.
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Jede längliche Öffnung 10 umfasst ein erstes Ende
11, das einen durchgehenden zylindrischen Gang bildet, dessen Durchmesser
leicht über
dem Durchmesser des Kopfs 8 des Stifts 7 liegt. Die Öffnung wird
entlang einem auf der Achse Y-Y zentrierten Bogen und entlang dem
Profil des Stifts bis zu einem zweiten Ende 12 verlängert, das
heißt,
dass die längliche Öffnung auf
der zur Zwinge zeigenden Seite der Fußplatte über eine der Höhe des Stifts
inklusive zwischen ihrem Kopf 8 und der Zwinge 6 entsprechende Dicke
eine Breite aufweist, die leicht über dem Durchmesser des Stifts
liegt, und die Breite der länglichen Öffnung auf
der der Zwinge gegenüber liegenden
Seite über
eine der Höhe
des Kopfs entsprechende Dicke leicht über dem Durchmesser des Stiftkopfs
liegt.
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So weist jede längliche Öffnung einen Ansatz 13 außerhalb
ihres ersten Endes auf, wie auf 2 sichtbar
wird.
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Die Position der Stifte 7 auf der
Zwinge wird so gewählt,
dass jeder Stift 7 gegenüber
dem zweiten Ende 12 einer länglichen Öffnungen
10 angeordnet wird, wenn sich die Fußplatte in der Fluchtlinie
der Zwinge befindet.
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Man versteht, dass die Verbindung
der beiden Befestigungsbereiche erfolgt, indem die Fußplatte
mit einem winkeligen Ansatz gegenüber der Zwinge angeordnet wird,
wie auf 3 dargestellt, so dass sich
die Stifte 7 senkrecht zu den ersten Enden 11 der länglichen Öffnungen
10 befinden.
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Die Köpfe 8 der Stifte 7 werden in
die länglichen Öffnungen
10 eingeführt
und schließen
bündig mit
der der Zwinge gegenüber
liegenden Seite der Fußplatte
ab, wobei die Fußplatte
mit der Zwinge in Berührung
kommt.
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Durch eine Drehung in einem Winkel
entsprechend den länglichen Öffnungen
wird die Fußplatte
auf die Zwinge geschwenkt, um sie in die Position nach 4 zu bringen, in der sie sich in der Verlängerung
der Zwinge befindet, wobei jeder Stift 7 im zweiten Ende 12 jeder
länglichen Öffnung 10
verkeilt wird.
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Mittels eines sphärischen Vorsprungs 14 in der
Auskragung der Fußplatte
2 und einer die Fußplatte
durchquerenden Bohrung 15, die gegenüber diesem Vorsprung angeordnet
wird, wenn sich die Fußplatte
und die Zwinge in der Montageposition befinden, wird das Einklipsen
der beiden Teile ineinander gewährleistet,
so dass die Fußplatte
mit der Zwinge verriegelt wird.
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So wird die Montagebefestigung hergestellt, die
auf 5 dargestellt wird.
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Die Fußplatte weist ferner laterale
Zungen 16 auf, die sich bei der Montage der Fußplatte auf der Zwinge auf
der Seite der Längsränder des
Deckels befinden und bündig
mit der dem Deckel 3 gegenüber
liegenden Seite der Zwinge verbunden werden, so dass zwischen diesem
Deckel 3 und den Zungen 16 ein Zwischenraum verbleibt, dessen Dicke
der der Zwinge 6 entspricht.
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Derartige Zungen 16 sind für die Einschließung der
dünnen
Wandung 17 eines Kunststoffteils (nach 6)
im Bereich der Dicke der Zwinge 6 zwischen dem Deckel 3 und den
besagten Zungen 16 bestimmt.
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Wie aus 6 und 8 ersichtlich, ist die dünne Wandung
17 des zu befestigenden Teils mit einer länglichen Öffnung 18 rechteckiger Form
versehen, die durch zwei nahezu parallele Längsränder 19, 20 begrenzt wird.
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Ein Längsrand 19 dieser beiden Längsränder weist
zwei Kerben 21 auf, die zwei der Zungen 16 der Befestigung entsprechen.
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Die Befestigung wird an der dünnen Wandung
17 montiert, indem sie in der auf 6 dargestellten
Form angeordnet wird, wobei der mit Kerben versehene Rand 20 der Öffnung 18
zwischen den Deckel 3 und die beiden Zungen 16 der Befestigung verschoben
und die Befestigung anschließend,
wie durch den Pfeil auf 6 dargestellt,
um diesen Rand 20 geschwenkt wird, um die beiden Zungen 16 in die
Kerben 21 des gegenüber
liegenden Rands 19 einzuführen.
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Die Zungen 16 werden so unter der
dünnen Wandung
17 hindurchgeführt
und die Befestigung wird gleitend verschoben, um in der Öffnung angeordnet
zu werden.
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Wie insbesondere auf 2 und 5 dargestellt, weist die Zwinge ferner
einen elastischen Arm 22 auf, der mit einem Wulst 23 versehen ist,
der direkt aus dem Formvorgang mit der Zwinge 6 und dem Deckel 3
entstanden ist.
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Dieser elastische Arm 22 liegt am
mit einer Kerbe versehenen Rand 20 der Öffnung 18 an.
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Eine Rinne 24 wird in der Dicke des
mit einer Kerbe versehenen Rands 20 ausgeführt.
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Es versteht sich, dass der Wulst
23 des elastischen Arms, der am Rand 20 der Öffnung anliegt, auf die Rinne
24 trifft und die Befestigung durch Einklipsen in die Öffnung unlösbar wird,
sobald sie in die Öffnung
gleitet.
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Der elastische Arm gewährleistet
so die Vorpositionierung der Befestigung in Bezug auf das zu befestigende
Teil, wobei das Einklipsen des Wulstes in die Rinne leicht nachgeben
kann, um der Befestigung die Möglichkeit
zu geben, ihrer Rolle als Gleitbefestigung gerecht zu werden.
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Wie aus 7 und 8 ersichtlich, erfolgt die Anordnung der
Befestigung auf einem Tragelement mittels einer Schraube 25 und
einer Unterlegscheibe 26. Die Unterlegscheibe weist einen Außendurchmesser
auf, der kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Öffnung 5
des Deckels und der Zwinge aber größer als die zylindrische Öffnung 9
der Fußplatte
ist, so dass die Schraube 25 bei ihrem Festziehen in einer mit dem
Tragelement 28 in einem Stück verbundenen
Mutter 27 die Unterlegscheibe mit der Fußplatte und die Fußplatte
mit dem Tragelement verbindet.
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Anders gesagt, wird die Anordnung
der Befestigung am Tragelement einzig durch die Fußplatte gewährleistet.
Die Zwinge und der Deckel werden einzig durch Stifte 7 gehalten.
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Diese Stifte, die die Fußplatte
mit der Zwinge verbinden, werden so ausgelegt, dass sie in Stücke geteilt
werden, wenn die Zwinge in Bezug auf die Fußplatte eine erheblich Scherkraft,
d. h. eine zur dünnen
Wandung des zu befestigenden Teils nahezu parallele Kraft, erfährt.
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Dies gilt auch im Fall des Herausreißens des Teils,
wobei die angewandte Kraft in diesem Fall rechtwinkelig zur dünnen Wandung
und entgegengesetzt zum Tragelement gerichtet ist.
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Wenn das zu befestigende Teil folglich
einem Aufprall unterliegt, der zu seiner Verschiebung in Bezug auf
die Tragplatte führen
kann, werden die Stifte in Stücke
geteilt und die Befestigung gibt das Teil frei.
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Es versteht sich von selbst, dass
die beschriebene Ausführungsform
der Erfindung nicht beschränkend
ist und allen wünschenswerten Änderungen
unterzogen werden kann, ohne dass der mit den Ansprüchen beschriebene
Rahmen der Erfindung damit gesprengt wird.
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Das Befestigungsprinzip der Fußplatte
durch Verschraubung kann insbesondere durch Einklipsen ersetzt werden.
Zu diesem Zweck können
die Klipse aus dem Formvorgang mit der Fußplatte entstammen, wobei das
Tragelement in diesem Fall zum Zwecke ihrer Aufnahme ausgelegt wird.