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WO2008083780A1 - Vorrichtung zur befestigung eines kunststoffteils an einem karosserieteil eines fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zur befestigung eines kunststoffteils an einem karosserieteil eines fahrzeugs Download PDF

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WO2008083780A1
WO2008083780A1 PCT/EP2007/009617 EP2007009617W WO2008083780A1 WO 2008083780 A1 WO2008083780 A1 WO 2008083780A1 EP 2007009617 W EP2007009617 W EP 2007009617W WO 2008083780 A1 WO2008083780 A1 WO 2008083780A1
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WO
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plastic part
sleeve
bolt
plastic
opening
Prior art date
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Ceased
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PCT/EP2007/009617
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Martin
Sven Fischer
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/04—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
    • B62D29/048—Connections therefor, e.g. joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/04—External Ornamental or guard strips; Ornamental inscriptive devices thereon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • B60R13/0206—Arrangements of fasteners and clips specially adapted for attaching inner vehicle liners or mouldings

Definitions

  • the invention relates to a device for fastening a plastic part to a body part of a vehicle with a bolt arranged on the body part, which extends through an opening of the plastic part and is connected to the back of the plastic part with a holding element.
  • a fastening device is known for example from DE 42 32 192 C2.
  • the fastening device comprises a welding bolt, which can be fastened to a support member formed as a body panel.
  • a corresponding holding means in the form of a nut can be screwed to the welding stud, which comprises a correspondingly enlarged in cross-section base area, via which a trim part in the form of a side panel on the support member can be fastened.
  • a disadvantage of such fastening devices is that it can come to a deformation of the support member in the form of the body panel in the attachment region of the bolt in case of excessive tightening of the nut, in particular with a standard torque. This may possibly result in damage to the attachment or even tearing of the bolt.
  • injected into the plastic component sockets are arranged. This is intended to prevent settling phenomena and plastic damage from occurring when a retaining element, in particular a nut, is tightened, and moreover during the life cycle of the component.
  • the bolt extends in regions in a sleeve which extends through the opening of the plastic part and has a greater length than the thickness of the plastic part in the region of the opening, and moreover the bolt on the body part facing side of the plastic part on the sleeve abuts and spaced from the plastic part is arranged.
  • the arranged on the body part head of the bolt is disposed in a depression of the head part and positioned adjacent to a front edge of the sleeve.
  • the head is thus formed spaced from the plastic part in the region of the opening and preferably positioned in the depression in such a way that the webs forming the depression rest with their front edges on the body part.
  • the sink has a larger diameter than the opening.
  • the sleeve preferably comprises a contact web, which bears against the rear side of the plastic part facing away from the body part.
  • the sleeve and the holding element are connected to each other, in particular integrally formed. It can be provided that a thread of the holding element also extends at least partially on the inside of the sleeve. In particular, the thread may also be formed at least in some areas in the part of the sleeve, which extends through the opening of the plastic part.
  • the connecting element is made of the materials of DIN IN ISO 898 and manufactured in the production class FK8 or FK10.
  • the device according to the invention it is possible to effect a distance contact on the retaining element, thereby replacing a bush pressed into the plastic part.
  • a distance contact on the retaining element thereby replacing a bush pressed into the plastic part.
  • the vote of the distance height to the thickness of the plastic in the region of the opening is a force transmission from the holding element to the bolt.
  • settling phenomena which otherwise occur in other plastic screw joints between a nut body, the plastic and the bolt, can be prevented.
  • the plastic can change in accordance with its relaxation, without this having a negative effect on the connection with respect to settling phenomena.
  • FIGURE shows a sectional view through an embodiment of a device according to the invention.
  • the device 1 for fastening a plastic part 2 to a body part 3 of a vehicle comprises a bolt 4, which is designed as a welding bolt.
  • the bolt 4 is welded with its head 41 to the body part 3.
  • the bolt 4 extends with a pin 42 through an opening 21 in the plastic part 2.
  • the opening 21 has a diameter (in the y-direction) dl.
  • the plastic part 2 webs 22 and 23, which have a thickness (x-direction) or a length 11.
  • the device 1 comprises a sleeve 5 and a holding element 6, which is designed as a nut.
  • the sleeve 5 and the holding element 6 are integrally formed as a connecting element.
  • the sleeve 5 extends through the opening 21 in the direction of the body part 3.
  • the sleeve 5 comprises a pier 51, which bears against a rear side 26 of the plastic part 2.
  • the sleeve 5 has in the portion which extends through the opening 21, a height or length 12 in the x-direction, which is greater than the length 11 of the webs 22 and 23 of the plastic part second
  • the pin 42 of the bolt 4 extends.
  • a thread of the pin 42 engages in a thread of the holding member 6 and the sleeve 5 a.
  • the thread of the sleeve 5 may also be formed so that it extends into the portion which projects through the opening 21.
  • the head 41 of the bolt 4 rests with a flange 43 on the front edge or the front edge of this sleeve 5.
  • the bolt 4 comprises on the pin 42 an external thread, which is screwed into a thread of the retaining element 6.
  • the thread can be too extend at least partially on the inside of the sleeve 5.
  • the bolt 4 in particular the head 41 is arranged in a depression 2 a of the plastic part 2.
  • the sink 2a is formed by webs 24 and 25 which abut with their front edge regions or edges on the inside of the body part 3, as shown in the figure.
  • the webs 24 and 25 are arranged so that the recess 2a is formed with an inner diameter d2, which is greater than the diameter dl of the opening 21.
  • the webs 24 and 25 lie directly on the inside of the body part 3 and the length 12 of the sleeve 5 ensures a spacing in the x direction of the flange 43 of the webs 22 and 23 of the plastic part. 2
  • the relatively large dock 51 additionally optimally the biasing force in the plastic part 2.
  • the abutment web 51 has an extension in the y-direction, which essentially corresponds to the inner diameter d2 of the depression 2a.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoff teils (2) an einem Karosserieteil (3) eines Fahrzeugs mit einem an dem Karosserieteil (3) angeordneten Bolzen (4), welcher sich durch eine Öffnung (21) des Kunststoffteils (2) erstreckt und rückseitig des Kunststoffteils (2) mit einem Haltemittel (6) verbunden ist, wobei sich der Bolzen (4) bereichsweise in einer Hülse (5) erstreckt, welche sich durch die Öffnung (21) des Kunststoffteils (2) erstreckt und eine größere Länge (12) aufweist als die Dicke (11) des Kunststoff teils (2) im Bereich der Öffnung (21), und der Bolzen (4) auf der dem Karosserieteil (3) zugewandten Seite des Kunststoffteils (2) an der Hülse (5) anliegt und beabstandet zu dem Kunststoffteil (2) angeordnet ist.

Description

Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs mit einem an dem Karosserieteil angeordneten Bolzen, welcher sich durch eine Öffnung des Kunststoffteils erstreckt und rückseitig des Kunststoffteils mit einem Halteelement verbunden ist.
Eine Befestigungseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 42 32 192 C2 bekannt. Die Befestigungseinrichtung umfasst einen Schweißbolzen, welcher an einem als Karosserieblech ausgebildeten Tragbauteil befestigbar ist. An dem Schweißbolzen ist ein korrespondierendes Haltemittel in Form einer Mutter anschraubbar, welches einen entsprechend im Querschnitt erweiterten Sockelbereich umfasst, über welchen ein Verkleidungsteil in Form einer Seitenverkleidung an dem Tragbauteil befestigbar ist.
Nachteilig bei derartigen Befestigungseinrichtungen ist, dass es bei zu starkem Anziehen der Mutter, insbesondere mit einem Standarddrehmoment, zu einer Deformation des Tragteils in Form des Karosserieblechs im Befestigungsbereich des Bolzens kommen kann. Dies kann gegebenenfalls zu einer Beschädigung der Befestigung oder sogar zu einem Abreißen des Bolzens führen. Darüber hinaus ist bekannt, dass in das Kunststoffbauteil eingespritzte Buchsen angeordnet sind. Durch diese soll verhindert werden, dass Setzerscheinungen und Kunststoffbeschädigungen beim Anziehen eines Halteelements, insbesondere einer Mutter, und darüber hinaus während des Lebenszyklus des Bauteils auftreten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der ein Kunststoffteil an einem Karosserieteil befestigt werden kann und dabei das Auftreten von Setzerscheinungen zumindest reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs umfasst einen an dem Karosserieteil angeordneten Bolzen, welcher sich durch eine Öffnung des Kunststoffteils erstreckt und rückseitig des Kunststoffteils mit einem Halteelement verbunden ist. Der Bolzen erstreckt sich bereichsweise in einer Hülse, welche sich durch die Öffnung des Kunststoffteils erstreckt und eine größere Länge aufweist, als die Dicke des Kunststoffteils im Bereich der Öffnung ist, und darüber hinaus der Bolzen auf der dem Karosserieteil zugewandten Seite des Kunststoffteils an der Hülse anliegt und beabstandet zu dem Kunststoffteil angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung kann das Auftreten von Setzerscheinungen zumindest reduziert werden. Darüber hinaus kann eine optimale Kraftübertragung durch eine Vorspannung in die Rohbauanbindung, dem Bolzen, erfolgen. Es kann eine Schädigung des Kunststoffs beim Anziehen des Halteelements auf Drehmoment verhindert werden. Die Vorspannkraft kann optimal übertragen werden. Darüber hinaus kann das aufwändige Anbringen eingespritzter oder eingepresster Buchsen in das Kunststoffteil entfallen.
Bevorzugt ist der an dem Karosserieteil angeordnete Kopf des Bolzens in einer Senke des Kopfteils angeordnet und an einem vorderen Rand der Hülse anliegend positioniert. Der Kopf ist somit beabstandet zum Kunststoffteil im Bereich der Öffnung ausgebildet und bevorzugt so in der Senke positioniert, dass die die Senke bildenden Stege mit ihren vorderen Rändern an dem Karosserieteil anliegen. Durch diese Ausgestaltung kann neben der optimalen Übertragung der Vorspannkraft der Hauptkraftfluss vom Halteelement, insbesondere einem Mutternkörper, auf den Bolzen erfolgen. Dadurch kann sich auch das verspannte Kunststoffteil im befestigten Zustand beim Temperaturwechsel ohne Vorspannkraftverlust dehnen und zusammenziehen .
Bevorzugt weist die Senke einen größeren Durchmesser auf als die Öffnung.
Die Hülse umfasst bevorzugterweise einen Anlagesteg, welcher an der dem Karosserieteil abgewandten Rückseite des Kunststoffteils anliegt.
Bevorzugt sind die Hülse und das Halteelement miteinander verbunden, insbesondere einstückig ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass sich ein Gewinde des Halteelements auch zumindest bereichsweise an der Innenseite der Hülse erstreckt. Insbesondere kann das Gewinde auch zumindest bereichsweise in dem Teil der Hülse ausgebildet sein, welcher sich durch die Öffnung des Kunststoffteils erstreckt. Bevorzugt ist das Verbindungselement aus den Materialien der DIN IN ISO 898 ausgebildet und in der Fertigungsklasse FK8 oder FKlO zu fertigen.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Distanzanpressung am Halteelement erfolgen und dadurch eine in das Kunststoffteil eingepresste Buchse ersetzt werden. Insbesondere durch die Abstimmung der Distanzhöhe zur Dicke des Kunststoffs im Bereich der Öffnung erfolgt eine Kraftübertragung vom Halteelement auf den Bolzen. Durch diese Kraftübertragung können Setzerscheinungen wie sie sonst bei anderen Kunststoffverschraubungen zwischen einem Mutternkörper, dem Kunststoff und dem Bolzen auftreten, verhindert werden. Bei Temperatureinfluss oder Temperaturwechsel kann sich der Kunststoff entsprechend seiner Relaxation verändern, ohne dass dies sich bezüglich Setzerscheinungen negativ auf die Verbindung auswirkt.
Durch die Distanzanpressung kann der Rand vom Kunststoff im Bereich der Öffnung bezüglich nachteiliger Verformung oder Quetschung geschützt werden.
Darüber hinaus kann durch einen relativ großen Flansch des Halteelements bzw. des Verbindungselements zusätzlich eine optimale Übertragung von Vorspannkräften in das Kunststoffteil ermöglicht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung 1 zur Befestigung eines Kunststoffteils 2 an einem Karosserieteil 3 eines Fahrzeugs umfasst einen Bolzen 4, welcher als Schweißbolzen ausgebildet ist. Der Bolzen 4 ist mit seinem Kopf 41 an dem Karosserieteil 3 angeschweißt. Der Bolzen 4 erstreckt sich mit einem Stift 42 durch eine Öffnung 21 in dem Kunststoffteil 2. Die Öffnung 21 weist einen Durchmesser (in y-Richtung) dl auf. In diesem Bereich der Öffnung 21 weist das Kunststoffteil 2 Stege 22 und 23 auf, welche eine Dicke (x-Richtung) bzw. eine Länge 11 aufweisen.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 eine Hülse 5 und ein Halteelement 6, welches als Mutter ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Hülse 5 und das Halteelement 6 einstückig als Verbindungselement ausgebildet. Wie aus der Darstellung in der Figur zu erkennen ist, erstreckt sich die Hülse 5 durch die Öffnung 21 in Richtung des Karosserieteils 3. Die Hülse 5 umfasst einen Anlegesteg 51, welcher an einer Rückseite 26 des Kunststoffteils 2 anliegt. Die Hülse 5 weist in dem Teilbereich, welcher sich durch die Öffnung 21 erstreckt, eine Höhe bzw. Länge 12 in x-Richtung auf, welche größer ist als die Länge 11 der Stege 22 und 23 des Kunststoffteils 2.
In dieser Hülse 5 und dem Halteelement 6 erstreckt sich der Stift 42 des Bolzens 4. Ein Gewinde des Stifts 42 greift in ein Gewinde des Halteelements 6 und der Hülse 5 ein. Das Gewinde der Hülse 5 kann auch so ausgebildet sein, dass es sich in den Teilbereich erstreckt, welcher durch die Öffnung 21 ragt.
Des Weiteren liegt der Kopf 41 des Bolzens 4 mit einem Flansch 43 an der vorderen Kante bzw. dem vorderen Rand dieser Hülse 5 an. Der Bolzen 4 umfasst an dem Stift 42 ein Außengewinde, welches in ein Gewinde des Halteelements 6 einschraubbar ist. Das Gewinde kann sich darüber hinaus auch zumindest bereichsweise an der Innenseite der Hülse 5 erstrecken.
Darüber hinaus ist der Bolzen 4, insbesondere der Kopf 41, in einer Senke 2a des Kunststoffteils 2 angeordnet. Die Senke 2a wird durch Stege 24 und 25 gebildet, welche mit ihren vorderen Randbereichen bzw. -kanten an der Innenseite des Karosserieteils 3 anliegen, wie dies in der Figur gezeigt ist. Die Stege 24 und 25 sind so angeordnet, dass die Senke 2a mit einem Innendurchmesser d2 ausgebildet ist, welcher größer ist als der Durchmesser dl der Öffnung 21. Durch die Ausgestaltung der Hülse 5, insbesondere der Länge 12, und die Stege 24 und 25 wird im montierten Zustand der Vorrichtung 1 erreicht, dass der Kopf 41, insbesondere der Flansch 43 des Kopfes 41 beabstandet zu den Stegen 22 und 23 des Kunststoffteils 2 angeordnet ist. Zwischen diesem Flansch 43 und diesen Stegen 22 und 23 ist ein Abstand 13 ausgebildet.
Durch diese Anordnung der Vorrichtung 1 gemäß der Darstellung der Figur kann eine optimale Kraftübertragung vom Kunststoffteil 2 in die Rohbauanbindung, insbesondere den Bolzen 4, über das Verbindungselement, umfassend die Hülse 5 und das Halteelement 6, erfolgen. Die Vorspannkraft kann optimal übertragen werden. Der Hauptkraftfluss erfolgt vom Halteelement 6 und der Hülse 5 auf den Bolzen 4. Durch diesen Abstand 13 bzw. diese Distanzanpressung können Setzerscheinungen des Kunststoffteils 2 insbesondere in den Bereichen der Stege 22 und 23 verhindert werden.
Im montierten Zustand liegen somit die Stege 24 und 25 unmittelbar an der Innenseite des Karosserieteils 3 an und die Länge 12 der Hülse 5 gewährleistet eine Beabstandung in x-Richtung des Flansches 43 von den Stegen 22 und 23 des Kunststoffteils 2. Darüber hinaus kann durch den relativ großen Anlegesteg 51 zusätzlich optimal die Vorspannkraft in das Kunststoffteil 2 übertragen werden. Im Ausführungsbeispiel weist der Anlagesteg 51 in y-Richtung eine Ausdehnung auf, welche im Wesentlichen dem Innendurchmesser d2 der Senke 2a entspricht.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Befestigung eines Kunststoffteils (2) an einem Karosserieteil (3) eines Fahrzeugs mit einem an dem Karosserieteil (3) angeordneten Bolzen (4), welcher sich durch eine Öffnung (21) des Kunststoffteils (2) erstreckt und rückseitig des Kunststoffteils (2) mit einem Haltemittel (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bolzen (4) bereichsweise in einer Hülse (5) erstreckt, welche sich durch die Öffnung (21) des Kunststoffteils (2) erstreckt und im Bereich der Öffnung (21) eine größere Länge (12) aufweist als die Dicke (11) des Kunststoffteils (2), und der Bolzen (4) auf der dem Karosserieteil (3) zugewandten Seite des Kunststoffteils (2) an der Hülse (5) anliegt und beabstandet zu dem Kunststoffteil (2) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) und das Halteelement (6) als einstückiges Verbindungselement ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der an dem Karosserieteil (3) angeordnete Kopf (41) des Bolzens (4) in einer Senke (2a) des Kunststoffteils (3) angeordnet ist und an einem vorderen Rand der Hülse (5) anliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Senke (2a) bildender Steg (24, 25) des Kunststoffteils (2) mit einem vorderen Rand an dem Karosserieteil (3) anliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Senke (23) einen größeren Durchmesser (d2) aufweist als die Öffnung (21).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) einen Anlagesteg (51) aufweist, welcher an der dem Karosserieteil (3) abgewandten Rückseite (26) des Kunststoffteils (2) anliegt.
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