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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile, insbesondere zweier Bauteile einer Kraftfahrzeugtür, mit einem Anlagebund zur Anlage, an ein erstes Bauteil, mit einem Anlageflanken aufweisenden Querriegel, wobei die Anlageflanken zur Anlage an einem zweiten Bauteil und zur Vorspannung dieses gegen das erste Bauteil in einer verdrehten Endmontageposition ausgebildet sind, und mit einem Schaftabschnitt zur verdrehbaren Durchführung durch korrespondierende Öffnungen in den Bauteilen.
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Die Erfindung betrifft weiter eine Verbindungsanordnung umfassend wenigstens zwei jeweils einen Durchbruch aufweisende Bauteile sowie ein vorgenanntes Verbindungselement, wobei das Verbindungselement in einer Endmontageposition die axial fluchtenden Durchbrüche der Bauteile durchgreift und gegenüber einer ersten Einschub-Winkellage zur Verbindungsherstellung in eine End-Winkellage verdreht ist.
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Ein derartiges Verbindungselement wird insbesondere zum mechanischen Verbinden eines Kraftfahrzeug-Türinnenblechs mit einem Aggregateträger, zur Verbindung des Aggregateträgers mit einer Dekorträgerschale oder zur Verbindung aller drei Bauteile verwendet. Hierbei werden wenigstens zwei plattenförmige Bauteile mittels eines Schnellverschlusses miteinander verbunden, so dass sich beispielsweise die Baugruppen von Kraftfahrzeugtüren schnell und ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen montieren lassen.
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Die
DE 198 38 560 A1 offenbart einen Drehschnellverschluss in Form eines verdrehbaren Halteelements mit einem Kopf- und einem Schaftabschnitt zum Miteinanderverbinden mehrerer Bauteile, insbesondere zum Verbinden eines Kraftfahrzeug-Türrinnenblechs, eines Aggregateträgers und einer Dekorträgerschale.
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Aus der
EP 0 943 824 A1 ist weiterhin ein mechanisches Verbindungselement mit einem Kopf, einem am Kopf einseitig vorgesehenen Bolzen und einem stegförmigen Riegel bekannt.
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Zur Montage werden vor Ort die zu verbindenden Bauteile zunächst mit ihren Durchbrüchen fluchtend aufeinandergelegt. Anschließend werden die bekannten Verbindungselemente in die fluchtenden Durchbrüche der Bauteile eingesetzt und unter Bildung einer Verspannkraft in die Endmontageposition verdreht. Nachteiligerweise ist dieser Prozess zeitaufwändig, da das Aufeinanderlegen der zu verbindenden Bauteile häufig unter eingeengten Raumverhältnissen und ohne direkten Sichtkontakt auf die Verbindungsstelle erfolgen muss. Zudem können die Verbindungselemente leicht verloren gehen.
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Aus der
DE 93 11 243 U1 und aus der
US 4 762 437 A ist es weiter bekannt, ein Verbindungselement für eine Vormontageposition am ersten Bauteil auszugestalten, wobei sich das Verbindungselement dabei mit seinem Querriegel am ersten Bauteil abstützt. Hierdurch wird der Montageaufwand reduziert. Zudem ist das am ersten Bauteil befestigte Verbindungselement nach Lösung des zweiten Bauteils wiederholt verwendbar.
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Weiter ist aus der
DE 1 984 832 U eine Befestigungsvorrichtung zur Verbindung eines ersten und eines zweiten plattenförmigen Bauteils bekannt. Die Befestigungsvorrichtung umfasst ein Druckglied mit einem Kopf, mit einem Schaft und mit einem Paar sich entgegengesetzt erstreckender Nasen am Ende des Schaftes sowie ein Aufnahmeglied mit einer flachen Basis, die einen Längsschlitz zur Durchführung der Nasen aufweist, In einer Vormontageposition ist der Schaft des Druckglieds einschließlich der Nasen durch eine Öffnung des ersten Bauteils geführt, wobei sich der Kopf am Bauteil abstützt. Das Druckglied ist mittels einer dem Kopf gegenüberliegenden Unterlegscheibe am ersten Bauteil gehalten, die über eine Rippe am Schaft geschnappt ist. Mittels des Aufnahmeglieds erfolgt die Verbindung zum zweiten Bauteil.
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Ein vorrangiges Ziel der Erfindung besteht darin, ein möglichst leicht zu montierendes Verbindungselement zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Verbindungsanordnung rasch und möglichst einfach herzustellen sein. Ein weiteres Ziel der Erfindung wird darin gesehen, Vorkehrungen vorzusehen, die ein Verlieren des Verbindungselements verhindern können.
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Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile, Baueinheiten und/oder Module in definierter Montageposition und/oder Einbaulage mittels eines Verbindungselements, das in einer Endmontageposition axial fluchtende Durchbrüche der wenigstens zwei Bauteile durchgreift und das gegenüber einer ersten Einschub-Winkellage in eine End-Winkellage verdreht ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement in einer Vormontageposition am ersten Bauteil gehalten ist, in der sich der Querriegel im Durchbruch des ersten Bauteils befindet. Zudem durchgreift das Verbindungselement in der Vormontageposition den Durchbruch des ersten Bauteils in der Einschub-Winkellage zumindest teilweise und ist im Durchbruch des ersten Bauteils an diesem verrastet.
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Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die bekannten, mit einer Vormontage des Verbindungselements versehenen Verbindungsanordnungen den Montageablauf und eine gegebenenfalls erforderliche Montagefreiheit teils erheblich stören bzw. beeinträchtigen, da der sich am ersten Bauteil abstützende Querriegel und das Schaftende des Verriegelungselements in der Vormontageposition beträchtlich aus dem Durchbruch des ersten Bauteils herausragen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich nun dadurch aus, dass sich der Querriegel des Verbindungselements in der Vormontageposition im Durchbruch des ersten Bauteils befindet. Insofern wird der Montageablauf der beiden Bauteile nicht durch hervorstehende Ecken und Kanten der daran vormontierten Verbindungselemente beeinträchtigt. Die Montagefreiheit ist gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöht.
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Die angegebene Anordnung eignet sich insbesondere zur Verbindung von Türbauteilen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur gemeinsamen Fixierung eines Aggregateträgers und/oder einer Dekorträgerschale an einem Türinnenblech einer Fahrzeugtür. Das Verbindungselement ist nach seiner vorläufigen Platzierung in einem der Bauteile, das einen entsprechenden Durchbruch für einen Schaftabschnitt und/oder ein Anlagebund zur exakten Positionierung aufweist, in diesem Bauteil gehalten, ohne dass sein Schaftende wesentlich dem Durchbruch übersteht. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass sich die Teile auch in ungünstigen Einbaulagen zuverlässig montieren lassen. Das Verbindungselement befindet sich nach dem Aneinanderfügen der zu verbindenden Teile an seinem Platz und kann in einfacher Art und Weise in eine verriegelte Endlage gebracht werden. Die Verriegelung des Verbindungselements kann dabei wahlweise werkzeuglos, d.h. von Hand, oder mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs erfolgen.
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Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement in der Vormontageposition derart gehalten, dass es nicht über die dem zweiten Bauteil zugewandte Rückseite des ersten Bauteils hinaussteht, insbesondere dass es mit der Rückseite des ersten Bauteils fluchtet. Auf diese Weise ist ein weiter erleichtertes Montieren des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil insbesondere im Falle beengter Einbauräume ermöglicht, da durch das Verbindungselement ein Führen des ersten Bauteils gegenüber dem zweiten Bauteil in keiner Weise behindert wird.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verbindungselement am ersten Bauteil verrastet. Hierdurch ist eine verliersichere Positionierung des Verbindungselements am ersten Bauteil möglich, so dass das Verbindungselement am Ort der Montage zur Endmontage sicher zur Verfügung steht.
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Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung der Verbindungsanordnung sieht vor, dass das Verbindungselement in der Vormontageposition den Durchbruch des ersten Bauteils wenigstens teilweise durchgreift und im Durchbruch des ersten Bauteils verrastet ist. Vorzugsweise ist diese Verrastung dergestalt ausgeführt, dass das Verbindungselement einerseits am Herausfallen gehindert und andererseits nicht zu weit in Richtung Endmontageposition durch das erste Bauteil geschoben ist, um nicht den Einbau oder das passgenaue Aneinanderfügen der zu verbindenden Bauteile zu beeinträchtigen. Gegebenenfalls kann das Verbindungselement in der verrasteten Vormontageposition jedoch soweit durch den Durchbruch des ersten Bauteils hindurch ragen, dass es als Positionierungshilfe dienen kann, bspw. indem Abschnitte des Verbindungselements, die in der Endmontageposition mit dem zweiten Bauteil verriegelt werden, zunächst nur eine mehr oder weniger lose Führung bilden, um den mit dem ersten Durchbruch des ersten Bauteils fluchtenden zweiten Durchbruch des zweiten Bauteils exakt zu treffen.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Verbindungselement in der Endmontageposition im zweiten Durchbruch des zweiten Bauteils verrastet ist. Diese Verrastung kann gegebenenfalls werkzeuglos erfolgen. Wichtig ist, dass sich das Verbindungselement nicht selbsttätig lösen kann und auch bei längerer Montagedauer unter allen Betriebsbedingungen sicher verriegelt und verrastet bleibt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Verbindungsanordnung kann das Verbindungselement in der Endmontageposition mit seinem Anschlagbund an einem axialen Anschlag des ersten Bauteils anliegen. Hierdurch wird eine kraftschlüssige und formschlüssige Verbindung gewährleistet. Die Verspannung des zweiten Bauteils mit dem ersten Bauteil wird über die aneinanderliegene Anschlagflächen bewirkt.
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Zusätzlich kann das erste Bauteil eine Zentriereinrichtung zur axialen und radialen Festlegung des Verbindungselements und/oder zur optischen Anzeige der Einschub-Winkellage und der End-Winkellage aufweisen. Hierzu können beispielsweise Führungselemente in Form von Führungsstegen oder dergleichen vorgesehen sein, die eine exakte Positionierung des verriegelten Verbindungselements gewährleisten bzw. die dafür sorgen, dass das Verbindungselement in exakt vorgegebener Richtung in die Endmontageposition gebracht werden kann. Diese Führungsstege können zusätzlich als optische Kontrolle für die beiden End-Winkellagen des zwischen entriegelter und verriegelter Position verdrehbaren Verbindungselements dienen, beispielsweise indem entsprechende Markierungen vorgesehen sind, die durch Drehen des Elements miteinander in Deckung gebracht werden können.
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Weiterhin kann im Bereich des axialen Anlagebunds eine zusätzliche Dichtung vorgesehen sein, die einerseits für eine gewisse elastische Vorspannung und andererseits für eine Abdichtung der Bauteile sorgen kann, sofern dies gewünscht ist. Eine axiale Vorspannung mittels einer solchen Dichtung ist insbesondere auch für einen Toleranzausgleich und zur Sicherstellung eines festen Sitzes des Verbindungselements vorgesehen. Die Dichtung kann dabei entweder dem Verbindungselement oder dem ersten Bauteil zugeordnet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist die Zentriereinrichtung durch den Durchbruch des ersten Bauteils gebildet, der in der Vormontageposition zu dem Querriegel des Verbindungselements korrespondiert. Die Zentriereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ durch eine insbesondere ringförmige Umfassung des Anlagebundes ausgebildet sein, die am ersten Bauteil angebracht ist. Hierdurch erfolgt eine sichere Zentrierung und somit eine sichere Verbindung in der Endmontageposition. Ein seitliches Ausweichen des Verbindungselements wird hierdurch verhindert.
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Eine zuverlässige Verbindung der wenigstens zwei Bauteile mittels des Verbindungselements kann dadurch gewährleistet werden, dass das Verbindungselement in der Endmontageposition das erste und das zweite Bauteil mit definierter Verspannkraft gegeneinander verspannt. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Verbindungselement in der Endmontageposition das zweite Bauteil mittels Anlageflanken hintergreift. Somit sind die wenigstens zwei Bauteile durch den Anlagebund einerseits und die Anlageflanken andererseits miteinander verbunden. Zweckmäßigerweise sind Rasteinrichtungen vorhanden, die in Zusammenwirkung mit den Anlageflanken oder unabhängig von diesen für eine leichte Verrastung des Verbindungselements in seiner End-Winkellage sorgen, so dass neben der Vorspannkraft der abgeschrägten oder mit einer geeigneten Rampe versehenen Anlageflanke eine zusätzliche Absicherung gegen versehentliches Lösen, beispielsweise bei stärkeren Erschütterungen oder Vibrationen, gegeben ist.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verbindungselement zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile, insbesondere zweier Bauteile einer Kraftfahrzeugtür, mit einem Anlagebund zur Anlage an ein erstes Bauteil, mit einem Anlageflanken aufweisenden Querriegel, wobei die Anlageflanken zur Anlage an einem zweiten Bauteil und zur Vorspannung dieses gegen das erste Bauteil in einer verdrehten Endmontageposition ausgebildet sind, und mit einem den Querriegel tragenden Schaftabschnitt zur verdrehbaren Durchführung durch korrespondierende Öffnungen in den Bauteilen, wobei ein Mittel zur Befestigung in einer definierten Vormontageposition am ersten Bauteils gebildet ist.
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Mit anderen Worten weist das Verbindungselement zur mechanischen Verbindung der wenigstens zwei Bauteile im Wesentlichen drei Funktionsabschnitte auf, die insbesondere einstückig miteinander verbunden sein können. Der erste Funktionsabschnitt ist hierbei durch einen Anlagebund gebildet, die in der Endmontageposition am ersten Bauteil anliegt. Der zweite Funktionsabschnitt ist durch einen Schaftabschnitt gebildet, dessen Durchmesser mit den Öffnungen der beiden Durchbrüche der Bauteile korrespondiert und der in diesen verdrehbar ist. Der dritte Funktionsabschnitt umfasst die Anlageflanken, die in der Endmontageposition am zweiten Bauteil anliegen und dieses gegen das erste Bauteil verspannen. Ein zusätzlicher vierter Funktionsabschnitt des Verbindungselements ist durch ein Mittel zur Befestigung des Verbindungselements in der Vormontageposition in definierter Lage am ersten Bauteil gegeben.
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Das Mittel zur Befestigung am ersten Bauteil in einer definierten Vormontageposition kann beispielsweise durch einen lösbaren Kraft- oder Formschluss gegeben sein, so dass das Verbindungselement leicht in die Vormontageposition am ersten Bauteil eingebracht und während der Montage auch wieder leicht in die Endmontageposition überführt werden kann.
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Das Mittel zur Befestigung ist durch eine Rasteinrichtung gegeben. Die Rasteinrichtung ist durch wenigstens eine Rastzunge gebildet, die im Bereich des Schaftabschnitts angeordnet ist, und die in der Vormontageposition in eine korrespondierende Aufnahme im Bereich des ersten Durchbruchs des ersten Bauteils eingreift. Eine solche Rastzunge kann beispielsweise aus der Rückseite des Anlagebunds des Verbindungselements ragen und nahe des Schaftabschnitts und parallel zu dessen Längserstreckungsrichtung angeordnet sein, so dass es beim Einschieben des Schaftabschnitts in die dafür vorgesehene Öffnung des ersten Bauteils elastisch gegen den Schaftabschnitt gedrückt wird und in eine passende Aufnahme, Nut oder Öffnung im Bereich der Mantelfläche des Durchbruchs oder an anderer geeigneter Stelle einrasten kann, sobald die Vormontageposition erreicht ist.
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Die Vormontageposition ist zweckmäßigerweise dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement nicht vollständig in den Durchbruch des ersten Bauteils eingeschoben ist, so dass der Schaftabschnitt nur teilweise dort eintaucht. Wahlweise können zwei oder mehr derartiger Rastzungen vorgesehen sein, die sinnvollerweise symmetrisch um den Schaftabschnitt des Verbindungselements angeordnet sind.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Rasteinrichtung eine zusätzliche Arretiereinrichtung umfasst, die in Zusammenwirkung mit einem Absatz im Bereich des ersten Durchbruchs des ersten Bauteils eine Herausfallsicherung und eine Verdrehsicherung bildet. Die Arretiereinrichtung kann insbesondere durch wenigstens eine Schnappzunge gebildet sein, die im Bereich des Schaftabschnitts und/oder im Bereich der Anlageflanke des Verbindungselements angeordnet ist. Eine derartige Schnappzunge kann beim Durchschieben des Schaftabschnitts durch den Durchbruch an dessen Rand entlang gleiten und leicht zusammengedrückt werden, so dass sie nach einer definierten Einschublänge das erste Bauteil hintergreift und eine Art Widerhaken bildet, der verhindert, dass das Verbindungselement unbeabsichtigterweise aus dem Durchbruch des ersten Bauteils herausfallen kann, wenn dieses in seine Einbaulage und mit dem zweiten Bauteil in Kontakt gebracht wird. Insbesondere können zwei oder vier dieser Schnappzungen vorgesehen sein, die sinnvollerweise in Symmetrischer Anordnung am Schaftabschnitt platziert sind. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Schaftabschnitt durch leichtes Verkippen aus dem Eingriff mit dem ersten Bauteil gebracht werden kann. Zur Ausbildung der beschriebenen Widerhakenfunktion bietet es sich insbesondere an, die Schnappzungen mit ihrem freien Ende gegen die Auflagefläche auszubilden. Durch diese Ausgestaltung wird gleichzeitig eine Verdrehsicherung bewirkt, da der Querriegel in dem Durchbruch gehalten ist, was eine Verdrehung unmöglich macht. Somit ist eine einfache Montage ermöglicht, da das so festgehaltene Verbindungselement ohne eine Drehbewegung durch den weiteren, mit dem ersten Durchbruch axial fluchtenden Durchbruch des zweiten Bauteils geführt werden kann.
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Diese Schnappzungen können weiter vorteilhaft so ausgestaltet sein, dass sie als zusätzliche Positionierungs- und Zentrierhilfe beim Platzieren des ersten Bauteils auf dem zweiten Bauteil dienen können.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn ein Anschlag zur Drehbegrenzung des Verbindungselements bei der Montage vorgesehen ist. Insbesondere ist der Anschlag so ausgebildet, dass er im Zusammenspiel mit dem ersten Bauteil das Verdrehen auf maximal 90° gegenüber der Vormontageposition zulässt. Die um 90° gegenüber der Vormontageposition verdrehte Position entspricht dann der Endmontageposition.
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In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung durchdringt das Verbindungselement in der Vormontageposition den Durchbruch des ersten Bauteils zumindest teilweise und stützt sich hierbei verrastet gegen die Kontur des Durchbruchs des ersten Bauteils in einer gegen die Einschub-Winkellage getretenen Vormontage-Winkellage ab. Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, dass sich das Verbindungselement in der Vormontageposition nicht in Richtung auf die Endmontageposition durchdrücken lässt. Dies wird nämlich dadurch verhindert, dass sich das Verbindungselement in einer gegen die Einschub-Winkellage gedrehten Vormontage-Winkellage befindet, wobei es sich hierbei gegen die Kontur des Durchbruchs abstützt. Durch eine Verrastung der gedrehten Vormontageposition wird ein unabsichtliches Drehen in die Einschub-Winkellage verhindert. Erst bei einem Verdrehen des Verbindungselements aus der Vormontage-Winkellage in die Einschub-Winkellage wird ein weiteres axiales Bewegen durch den Durchbruch hindurch möglich.
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Zweckmäßigerweise ist die Kontur des Durchbruchs hierbei am ersten Bauteil derart ausgebildet, dass sich das Verbindungselement bei einer Drehung aus der Vormontage-Winkellage in die Einschub-Winkellage aus der abgestützten, verrasteten Position heraus bewegt und der Querriegel axial durch den Durchbruch führbar ist. Mit anderen Worten wird eine Einführung des Querriegels des Verbindungselements in der Vormontageposition mit einer Vormontage-Winkellage des Verbindungselements nur bis zu einem Anschlag in der Kontur des Durchbruchs möglich, wobei gleichzeitig eine Verrastung stattfindet. In dieser Position ist ein weiteres Durchdrücken des Verbindungselements nicht möglich. Bei einer Verdrehung des Verbindungselements aus der Vormontage-Winkellage in die Einschub-Winkellage wird die Verrastung gelöst und der Querriegel gerät dabei in eine solche Winkellage, dass er axial durch den entsprechend ausgestalteten Durchbruch hinduchführbar ist. Das Verbindungselement mit seinem Querriegel ist somit nur durch eine Kombination aus einer Linear- und einer Rotationsbewegung durch den Durchbruch hindurchführbar. Dabei kann insbesondere die Kontur des Durchbruchs so gestaltet sein, dass der Querriegel nur mit einer Ausrichtung des Verbindungselements in der Vormontage-Winkellage linear eingeführt werden kann, bis das Verbindungselement anschlägt und verrastet. In dieser verrasteten Position ist dann eine Drehung des Verbindungselements in die Einschub-Winkellage gestattet, in welcher der Querriegel dann linear weiter durch den Durchbruch hindurch geführt werden kann.
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Zur Ausgestaltung dieses vorgegebenen Bewegungsablaufs ist es zweckmäßig, die Rasteinrichtung mit der Arretiereinrichtung an dem Verbindungselement durch wenigstens eine Schnappzunge und durch wenigstens einen radialen Raststift zu bilden, der am Schaftabschnitt zur Schnappzunge axial versetzt angeordnet und zum Anschlag an einen abschnittsweisen Umfangsvorsprung der Kontur des Durchbruchs des ersten Bauteils ausgebildet ist. Bei der anfänglichen Linearbewegung des Verbindungselements in den Durchbruch des ersten Bauteils hinein gerät der vom Schaftabschnitt radial abstehende Raststift in Anschlag mit dem abschnittsweise vorgesehenen Umfangsvorsprung der Kontur des Durchbruchs. Die Rastzunge kann dann zu einer Verrastung gegenüber der Kontur und insbesondere gegenüber dem abschnittsweisen Umfangsvorsprung ausgebildet sein. Wird das Verbindungselement aus der Vormontage-Winkellage in die Einschub-Winkellage gedreht, so läuft der Raststift in Umfangsrichtung dem abschnittsweisen Umfangsvorsprung entlang, bis dieser endet. Am Ende des Umfangsvorsprungs ist dann eine axiale Weiterführung des Verbindungselements möglich, da der Raststift keinen Anschlag mehr zeigt.
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Zweckmäßigerweise wird die Verrastung mit dem Umfangsvorsprung der Kontur des Durchbruchs, die sowohl ein Weiterverdrehen als auch ein Herausfallen des Verbindungselements aus dem Durchbruch verhindert, dadurch bewirkt, dass die Schnappzunge zum Hintergreifen des Umfangsvorsprungs am ersten Bauteil ausgebildet ist. Vorteilhafterweise weist hierzu der abschnittsweise Umfangsvorsprung eine axial eingesenkte Aufnahmenut auf, in die der Raststift des Verbindungselements in der Vormontageposition unter Vorspannung durch die den Umfangsvorsprung hintergreifende Schnappzunge aufgenommen ist. Durch diese Ausgestaltung muss gegen die Schnappzunge eine Kraft aufgewendet werden, um das Verbindungselement aus der Vormontage-Winkellage in die Einschub-Winkellage zu drehen.
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Um in der Vormontageposition einen sicheren Sitz des Verbindungselements an der Kontur des Durchbruchs des ersten Bauteils zu erreichen, weist der Querriegel vorteilhafterweise wenigstens eine dem Anlagebund abgewandte Auflagefläche zum Anschlag gegen einen abschnittsweisen Flächenvorsprung des Durchbruchs des ersten Bauteils auf. In der Vormontageposition stützt sich dann das Verbindungselement nicht nur mit dem radialen Raststift gegen den Umfangsvorsprung sondern zugleich auch noch über die Auflagefläche des Querriegels gegen einen abschnittsweisen korrespondierenden Flächenvorsprung des Durchbruchs ab. Durch diese mehrfache und auch flächige Lagerung wird ein sicherer Sitz des Verbindungselements in der Vormontageposition am ersten Bauteil erzielt.
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Wenn im vorliegenden Zusammenhang stets von wenigstens zwei Bauteilen die Rede ist, die mittels des Verbindungselements miteinander verbunden werden können, so schließt dies die Verbindung von drei oder mehr Teilen auf die beschriebene Art keineswegs aus. So können beispielsweise eine Türinnenverkleidung, ein Türmodul mit Funktionselementen wie einem Fensterheber oder dergleichen und ein Türinnenblech auf die beschriebene Weise miteinander verbunden werden.
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Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Darstellung eines Verbindungselements einer Verbindungsanordnung,
- 2 eine weitere Ansicht des Verbindungselements entsprechend 1,
- 3 eine dritte Ansicht des Verbindungselements entsprechend 1,
- 4 eine Darstellung eines Durchbruchs zur Aufnahme des Verbindungselements,
- 5 eine weitere Ansicht des Durchbruchs entsprechend 4,
- 6 eine Darstellung des in eine Vormontageposition in den Durchbruch eingeschobenen Verbindungselements,
- 7 eine weitere Ansicht des in Vormontageposition befindlichen Verbindungselements,
- 8 eine Darstellung des in eine Endmontageposition in den Durchbruch eingeschoben, aber noch nicht verriegelten Verbindungselements,
- 9 eine weitere Ansicht des in Endmontageposition befindlichen, aber noch nicht verriegelten Verbindungselements,
- 10 eine Darstellung des in Endmontageposition befindlichen und verriegelten Verbindungselements,
- 11 eine weitere Ansicht des in Endmontageposition befindlichen und verriegelten Verbindungselements,
- 12 eine Darstellung einer weiteren Verbindungsanordnung, wobei sich das Verbindungselement in einer Vormontage-Winkellage befindet,
- 13 die weitere Verbindungsanordnung gemäß 12 aus einer anderen Perspektive, und
- 14 eine Aufsicht auf die Kontur der Durchführung der weiteren Verbindungsanordnung.
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Anhand der nachfolgend beschriebenen 1 bis 11 wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 10 illustriert, die ein Verbindungselement 12 (vgl. 1 bis 3) umfasst, das zur mechanischen Verbindung zweier oder mehrerer Bauteile dient, von denen jedoch der besseren Übersichtlichkeit halber lediglich ein erstes Bauteil 14 dargestellt ist, das einen Durchbruch 15 (vgl. 4 und 5) zur Aufnahme des Verbindungselements 12 aufweist. Das erste Bauteil 14 kann mittels des verriegelbaren Verbindungselements 12 flächenbündig an einem zweiten und ggf. dritten Bauteil (nicht dargestellt) fixiert werden.
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Das Verbindungselement 12 weist im Wesentlichen drei Funktionsabschnitte auf, die anhand der 1 bis 3 verdeutlicht sind. Ein erster Funktionsabschnitt wird durch einen als runde Anlagescheibe gestalteten Anlagebund 16 gebildet, an deren Außenseite ein Sechskantkopf 18 zum Ansetzen eines Werkzeugs angeordnet ist. Im erhabenen Sechskantkopf 18 ist eine zusätzliche Innensechskantaufnahme 20 angeordnet, so dass die Verriegelung des Verbindungselements (vgl. 10 und 11) wahlweise mit einem Ring- oder Gabelschlüssel oder mit einem Sechskantschlüssel erfolgen kann. An der von außen sichtbaren Vorderseite 22 des Anlagebundes 16 sind zwei Markierungspfeile 24 angeordnet, die in Verbindung mit entsprechenden Markierungen an der Außenseite des Bauteils, in das das Verbindungselement 12 eingesetzt wird, den entriegelten und den verriegelten Zustand der Verbindungsanordnung 10 anzeigen. An der Rückseite 26 des Anlagebundes 16 kann wahlweise ein Dichtungsring 28 vorgesehen sein, der den Auflagerand des Anlagebundes 16 bildet.
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An der Rückseite 26 des Anlagebundes 16 setzt sich das Verbindungselement 12 in einem Schaftabschnitt 30 fort, der einen zweiten Funktionsabschnitt bildet. Seitlich am Schaftabschnitt 30 sind Rastzungen 32 erkennbar, die nahe des Schaftaschnittes 30 senkrecht aus der Rückseite 26 des Anlagebundes 16 ragen und in Zusammenwirkung mit dem entsprechend konturierten Durchbruch 15 für eine Verrastung des Verbindungselements 12 in einer noch nicht vollständig in den Durchbruch 15 eingeschobenen Vormontagestellung sorgen können. Zur Sicherstellung einer korrekten und zentrierten Führung des Verbindungselements 12 im entsprechend geformten Durchbruch 15 weisen die beiden symmetrisch angeordneten Rastzungen 32 an ihren Außenseiten jeweils kleine Führungsnasen 34 auf, die in entsprechende Führungsnuten 36 eingreifen und dort für die Zentrierung des Verbindungselements 12 im Durchbruch sorgen können. Weiterhin sind die Rastzungen 32 jeweils mit Rastvorsprüngen 38 an den Außenflächen ihrer freien Enden versehen, die im entspannten Zustand der beiden Rastzungen 32 leicht über die Außenkontur des Durchbruchs 15 ragen, so dass die Rastzungen 32 beim Einschieben des Verbindungselements 12 in den Durchbruch 15 leicht in Richtung zum Schaftabschnitt 30 zusammengedrückt werden, bis die Rastvorsprünge 38 den inneren Rand des Durchbruchs 15 passiert haben und wieder in ihre entspannte Ursprungslage zurückfedern.
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Dies ist allerdings erst dann der Fall, wenn das Verbindungselement 12 vollständig eingeschoben werden soll. Der Vormontagezustand entsprechend 6 und 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rastvorsprünge 38 jeweils am Rand der Öffnung des Durchbruchs 15 anliegen und dass die Rastzungen 32 noch nicht zusammengedrückt werden. Um das Verbindungselement 12 in das Bauteil 14 einzusetzen und in den Vormontagezustand zu bringen, wird es allerdings mit Hilfe der nachfolgend beschriebenen Schnappzungen 40 in einen arretierten Zustand gebracht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verbindungselement 12 nicht mehr aus dem Durchbruch 15 des Bauteils 14 herausfällt, jedoch einen Widerstand gegen weiteres Einschieben bildet.
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Die Schnappzungen 40 sind rückseitig an einem dritten Funktionsabschnitt des Verbindungselements 12 angeordnet, der durch einen Querriegel 42 gebildet ist, der am Schaftabschnitt 30 angeordnet ist. Der Querriegel 42 dient zur Verriegelung des Verbindungselements 12 durch Verdrehen um einen Winkel von ca. 90°, indem die miteinander zu verbindenden Bauteile hintergriffen werden. Um gleichzeitig eine Vorspannkraft beim Verriegeln der Teile zu erzeugen, ist der Querriegel 42 mit zwei gegenüber liegend angeordneten Anlageflanken 44 versehen, deren keilförmige Einlaufflanken 45 beim Verdrehen des Verbindungselements 12 in die verriegelte Endmontageposition an entsprechenden Auflageflächen des mit dem ersten Bauteil 14 zu verbindenden zweiten oder dritten Bauteils (nicht dargestellt) gleiten und die Teile mit zunehmendem Drehwinkel stärker miteinander verspannen.
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Am Fuß des Schaftabschnitts 30, in die Rückseite 26 des Anlagebundes 16 ragend, sind schließlich zwei symmetrisch angeordnete Rastkeile 46 vorgesehen, die in Zusammenwirkung mit entsprechend geformten Rastnuten 48 in der Führungsfläche 50 des Bauteils 14 für den Anlagebund 16 für eine zusätzliche leichte Verrastung des Verbindungselements 12 in der verriegelten Endlage sorgen. Dadurch, dass die durch die Anlageflanken 44 aufgebrachte Vorspannkraft beim Erreichen der Endlage durch das Gleiten der Rastkeile 46 in die entsprechenden Rastnuten 48 leicht reduziert wird, wird eine Verrastung geschaffen. Zum Zurückdrehen des Verbindungselements 12 muss eine entsprechend höhere Öffnungskraft aufgewendet werden.
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Die seitliche Führung des Anlagebundes 16 im vollständig eingeschobenen Zustand des Verbindungselements 12 wird am ersten Bauteil 14 durch Anlagestege 52 unterstützt, die die Führungsfläche 50 seitlich begrenzen. Die Anlagestege 52 bilden dabei Teile einer ringförmigen Umfassung. Erkennbar sind weiterhin zwei Markierungsnasen 54, die den verriegelten Zustand kennzeichnen, wenn die Markierungspfeile 24 so gedreht sind, dass sie mit den Nasen 54 fluchten (vgl. 10).
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Das Verbindungselement 12 kann nur in einer einzigen Winkellage in den Durchbruch 15 des Bauteils 14 geschoben werden. Der Querriegel 42 passt hierbei durch die längliche, der Kontur eines Rechtecks ähnelnde Öffnung des Durchbruchs. 6 verdeutlicht das Einschieben des Verbindungselements 12 bis die Rastvorsprünge 38 der Rastzungen 32 am Rand des Durchbruchs 15 aufliegen (vgl. 6). Das Verbindungselement 12 wird nun ein kurzes Stück weiter geschoben, wobei die vier Schnappzungen 40 leicht zusammengedrückt werden (vgl. 7), bis sie schließlich in die entsprechenden Stufen 56 an den gegenüber liegenden Längsseiten des Durchbruchs 15 einschnappen und dabei entspannt werden. Das Verbindungselement 12 befindet sich nun in der noch nicht verdrehten, jedoch bereits gegen Herausfallen gesicherten und leicht verrasteten Vormontageposition, bei der das Bauteil 14 ohne Probleme an seinen gewünschten Einbauort gebracht und dort positioniert werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Verbindungselement 12 herausfällt und verloren geht. Die Vormontageposition ist somit auch zum Transport der Bauteile 14 vom Lieferanten zum endgültigen Montageort geeignet. Insbesondere fluchtet das Verbindungselement 12 in dieser Position mit der Rückseite des ersten Bauteils 14, so dass das Verbringen des ersten Bauteils 14 mit den darin angeordneten Verbindungselementen 12 ohne Probleme auch in enge Einbauräume eingeführt werden kann. Die eingebrachten Verbindungselemente 12 behindern eine Bewegung des ersten Bauteils 14 gegenüber dem mit ihm zu verbindenden weiteren Bauteil nicht.
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Die 9 zeigt einen Einbauzustand, bei dem das Verbindungselement 12 bereits an seinen axialen Anschlag geschoben ist, so dass der Anlagebund 16 auf der Führungsfläche 50 aufliegt. Der Querriegel 42 ist hierbei durch ein zweites und oder drittes Bauteil (nicht dargestellt) geschoben, die Öffnungen aufweisen, die weitgehend mit dem Durchbruch 15 des ersten Bauteils 14 fluchten. Verschiedene Funktionsflächen und - kanten sind allerdings verzichtbar, beispielsweise die Stufen 50 oder die Führungsnuten 36, da diese Elemente lediglich zur Fixierung des Verbindungselements 12 im ersten Bauteil 14 in seiner Vormontageposition erforderlich sind. In dieser Position ist das Ausrichten der beiden zu verbindenden Bauteile erleichtert, da durch das auf der Rückseite des ersten Bauteils 14 hervortretende Verbindungselement 12 leicht der Durchbruch des weiteren Bauteils aufgefunden werden kann.
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Nach dem Anbringen der Bauteile aneinander und dem Verdrehen des Verbindungselements 12 um ca. 90° in seine Endmontageposition entsprechend 10 und 11 fluchten die Markierungspfeile 24 mit den Markierungsnasen 54 (10), und der Querriegel 42 mit den Anlageflanken 44 befindet sich quer zur Längserstreckungsrichtung des Durchbruchs 15, so dass die Anlageflanken 44 gegen die entsprechenden Anlageflächen des weiteren Bauteils (nicht dargestellt) verspannt sind (vgl. 11). Zugleich gewährleistet diese Verspannung über die Dichtung 28 eine hohe Dichtungsqualität zwischen einem Nassraum und einem Trockenraum.
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Um ein Überdrehen des Verbindungselements 12 über den maximalen Drehwinkel von 90° zu verhindern und zur Sicherstellung eines mechanischen Anschlags sind am Fuß des Schaftabschnitts 30 neben den Rastkeilen 46 zusätzliche Anschlagstufen 58 vorgesehen (vgl. 2 und 3), deren Anlage an einer Gegenfläche 60 in der verdrehten Endmontageposition entsprechend 11 erkennbar ist. Diese Gegenfläche 60 ist zudem in 5 besonders kenntlich gemacht. Eine weitere Gegenfläche 60 für die andere Anschlagstufe 58 befindet sich diagonal gegenüber der in 5 bezeichneten Gegenfläche 60.