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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils, insbesondere eines Airbags, an einem Trägerbauteil.
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In der
DE 10 201 0034 006 A1 ist ein Befestigungsclip mit einer Federklammer vorgesehen, die zum Verrasten in einem Träger vorgesehen ist, und mit einem Riegel, der zum Verriegeln der Federklammer im Träger vorgesehen ist. Die Federklammer weist mindestens ein Rastelement auf, das elastisch zwischen einer Ausgangsstellung, einer Zwischenmontagestellung und einer Montagestellung bewegbar ist. Der Riegel weist mindestens ein Sicherungselement auf, das mit dem Rastelement derart zusammenwirkt, dass der Riegel erst dann aus einer Ausgangsposition in eine Verriegelungsposition verschoben werden kann, wenn sich das Rastelement in der Montagestellung befindet. In nicht montiertem Zustand der Federklammer befindet sich das Rastelement der Federklammer in einer unbelasteten Stellung, die hier als Ausgangsstellung definiert ist. Während des Einschiebens der Federklammer in einen Träger werden die Federelemente vom Rand der Öffnung verdrängt, sodass diese in eine vorgespannte Zwischenmontagestellung verschoben werden. In vollständig eingeschobenem Zustand der Federklammer verrasten die Rastelemente am Träger in einer Montagestellung. Abhängig von der Form des Trägers kann diese Montagestellung auch mit der Ausgangsstellung übereinstimmen. Der Riegel dient dazu, die Rastelemente der Federklammer nach der Montage des Befestigungsclips in der Montagestellung zu fixieren, sodass eine Demontage des Befestigungsclips nicht oder nur mit sehr hohen Auszugskräften möglich ist. Um zu verhindern, dass der Riegel vor der Montage in die Federklammer eingeschoben wird, weist der Riegel ein Sicherungselement auf, das derart mit dem Rastelement zusammenwirkt, dass sowohl in der Ausgangsstellung als auch in der Zwischenmontagestellung ein Einschieben des Riegels in die Federklammer verhindert ist. Erst wenn die Federklammer vollständig montiert ist und die Rastelemente in der Montagestellung verrastet sind, wird der Riegel freigeben, so dass ein Einschieben des Riegels in die Verriegelungsposition möglich. Somit ist ein zu frühes Einschieben des Riegels sicher ausgeschlossen. Zum anderen kann eine optische Kontrolle erfolgen, ob der Befestigungsclip vollständig montiert ist, da bei nicht korrekt montiertem Befestigungsclip ein Einschieben des Riegels nicht möglich ist, so dass der Riegel aus der Federklammer herausragt.
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Aus der
DE 102 018 006 297 A1 geht ein mehrteiliger Clip zum Befestigen eines Elementes an einem anderen Element hervor. Der Clip umfasst ein erstes Bauteil und ein Sicherungsmittel aufweist, wobei das erste Bauteil einen Kopf und einen sich von dem Kopf entlang einer Schaftachse fort erstreckenden Schaft mit einer Spitze aufweist, wobei der Schaft einen Grundkörper und ein Rastelement aufweist, wobei das Rastelement eine von der Spitze fortweisende Kontaktfläche aufweist und der Kopf eine der Spitze zugewandte Kontaktfläche aufweist, wobei das Rastelement zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist, wobei ein Teil des Rastelement in der ersten Position aus dem Grundkörper des Schafts herausragt und das Rastelement in der zweiten Position entweder weniger als in der ersten Position aus dem Grundkörper herausragt oder gar nicht aus dem Grundkörper herausragt, wobei in dem Grundkörper des Schafts ein Prüfbereich vorgesehen ist, in dem sich kein Abschnitt des Rastelements befindet, wenn sich das Rastelement in der ersten Position befindet, und in dem sich ein Abschnitt des Rastelements befindet, wenn das Rastelement in der zweiten Position ist, wobei das Sicherungsmittel ein Außenteil aufweist, das dazu vorgesehen ist, außerhalb des Bauteils zu verbleiben, und ein Innenteil aufweist, das in eine Einschubrichtung bis zu einer Endlage in den Grundkörper eingeschoben werden kann, wobei das Innenteil einen Sicherungsstift aufweist, der einen Abschnitt aufweist, der bei bis in die Endlage eingeschobenem Innenteil in den Prüfbereich reicht, und der Sicherungsstift eine sich in einem Winkel zur Einschubrichtung erstreckende Nase aufweist, die in einer Zwischenposition, in der das Innenteil zum Teil in den Grundkörper eingeschoben ist, aber noch nicht die Endlage erreicht hat, eine Öffnung im Grundkörper des Schafts durchgreift und mit einem Rand der Öffnung zur Anlage kommt, so dass ein weiteres Einschieben des Sicherungsmittels über die Zwischenposition hinaus verhindert wird, wobei die Nase so weit in Richtung des Inneren des Grundkörpers gedrückt werden kann, bis ein weiteres Einschieben des Sicherungsmittels über die Zwischenposition hinaus erfolgen kann, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zwischenposition der Sicherungsstift ein in der ersten Position befindliches Rastelement nicht kontaktiert.
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Derartige Befestigungsvorrichtungen sind zudem aus der
US 2015/0300388 A1 , der
DE 601 26 229 T2 oder der
DE 102 55 902 A1 bekannt. Diese dienen dazu, Bauteile in einem Fahrzeug zu befestigen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, die sicher und zuverlässig im Betrieb ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine integrierte, einfach und ohne Hilfsmittel zu betätigende Montageverifizierung vorzusehen.
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Eine oder mehrere dieser Aufgaben wird durch eine Befestigungsvorrichtung gelöst, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils an einem Trägerbauteil vorgesehen. Diese umfasst eine Gehäuseeinrichtung mit einer Aufnahmeausnehmung, zumindest einem Betätigungselement und zumindest einem Rastelement zum Verrasten in einem Trägerbauteil und eine in der Aufnahmeausnehmung der Gehäuseeinrichtung in einer Montagerichtung verschiebbar anordbare Stifteinrichtung mit zumindest einem beweglichen Stiftarm mit einem Stiftrastmittel zum Übertragen einer in Montagerichtung wirkenden Montagekraft auf ein starres an der Gehäuseeinrichtung angeformtes Gehäuserastmittel, um vorzugsweise die Befestigungsvorrichtung in einer Zwischenmontagestellung anzuordnen, wobei das Gehäuserastmittel korrespondierend zum Stiftrastmittel ausgebildet ist, und wobei das Betätigungselement zum Betätigen des zumindest einen Stiftarms ausgebildet ist.
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Die Erfindung betrifft vorzugsweise eine Befestigungsvorrichtung, die zur Befestigung eines Airbags in einem Fahrzeug verwendet werden kann.
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Die Gehäuseeinrichtung der Befestigungsvorrichtung wird dazu durch eine Öffnung eines Airbags hindurchgesteckt und dann in eine Bauteilöffnung eines Trägerbauteils eingeschoben. Anschließend wird die Stifteinrichtung mit einer in Montagerichtung wirkenden Kraft bea ufsch lagt.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt dadurch aus, dass der zumindest eine bewegliche Rastarm der Stifteinrichtung mit dem Stiftrastmittel die in Montagerichtung wirkende Montagekraft direkt auf ein starres an der Gehäuseeinrichtung angeformtes Gehäuserastmittel und somit auf die Gehäuseeinrichtung überträgt. Dadurch, dass die Montagekraft zunächst nur auf das an der Gehäuseeinrichtung ausgeformte Gehäuserastmittel und nicht auf bewegliche bzw. flexible Bauteile, wie z.B. Rastelemente, der Befestigungsvorrichtung erfolgt, werden diese nicht kontinuierlich durch die Montagkraft beaufschlagt, was eine unbeabsichtigte Verklemmung bzw. ein Verklemmen in einer Bauteilöffnung, insbesondere eine Blockierung der Rastelemente zur Folge haben kann. Somit wird eine durchgängige und prozesssichere Montage eines Bauteils mittels der Befestigungsvorrichtung ermöglicht. Weiterhin hat die Montagekraft dadurch keinen Einfluss auf eine Verifikationsfunktion der Befestigungsvorrichtung.
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Zudem zeichnet sich die Befestigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt dadurch aus, dass das Betätigungselement zum Betätigen des zumindest einen Stiftarms vorgesehen ist. Auf diese Weise wird der Stiftarm nicht direkt von einer Kante der Bauteilöffnung betätigt sondern es erfolgt eine indirekte Kontaktierung, da der bewegliche Stiftarm mittels des Betätigungselements betätigt wird. Eine solche indirekte Kontaktierung ist prozesssicherer, da eine (Oberflächen-)Beschaffenheit und eine (Herstellungs-) Qualität der Kante der Bauteilöffnung keinen direkten Einfluss auf die Funktion und Beweglichkeit der Stiftarme ausübt. Das in sich geschlossene System ist somit unabhängig von äußeren Faktoren, die die Montage negativ beeinflussen können.
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Gemäß dem in der
DE 102 018 006 297 A1 offenbarten Clip ist vorgesehen, dass in der Zwischenposition der Sicherungsstift ein in einer ersten Position befindliches Rastelement nicht kontaktiert. Dadurch ist der Sicherungsstift in der Zwischenposition von dem Rastelement in der ersten Position entkoppelt. Das soll den Vorteil haben dass das Rastelement den Sicherungsstift nicht verschieben kann, wenn das Rastelement von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird. Somit kann auch nicht die Anlage zwischen der Nase des Sicherungsstifts und dem Rand der Öffnung im Grundkörper durch das Rastelement aufgehoben werden. Das Sicherungsmittel soll in diesem Fall unabhängig von der Bewegung des Rastelements sicher in der Zwischenposition verbleiben. Dies soll in einer Vormontagestufe in der das Rastelement eingedrückt ist und gleichzeitig das Sicherungsmittel in der Zwischenposition verbleibt vorteilhaft sein. Bis zur Endmontage, bei der der Sicherungsstift in der Endlage ist, soll sichergestellt sein, dass der Sicherungsstift nicht ungewollte aus dem Bauteil herausfällt. Ein weiterer Vorteil dieses Clips soll darin bestehen, dass sich das Rastelement in einem Vormontagezustand in der zweiten Position befindet, der Sicherungsstift aber in der Zwischenposition sicher verbleibt, bis er dann in einem folgenden Montageschritt in die Endlage gebracht wird. Das Ausbleiben der Wechselwirkung zwischen Rastelement und in der Zwischenposition befindlichen Sicherungsstift soll daher neue Anwendungen in der Montage, z. B. eine gestufte Montage, ermöglichen.
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Bei derartigen Befestigungsvorrichtungen ist es problematisch, ein Ausklappen von Rastelementen hinter einem Trägerbauteil und einem mehr oder weniger gleichzeitigen Lösen von beweglichen Armen (z.B. eine Nase eines Sicherungsstiftes) die aus einer kraftübertragenden Verbindung mit einem Gehäuse zum Übertragen einer Montagekraft zeitlich derart aufeinander abzustimmen, dass sich die Befestigungsvorrichtung, insbesondere deren Rastelemente nicht in einer Bauteilöffnung eines Trägerbauteils verklemmen. Bei dem in der
DE 102 018 006 297 A1 offenbarten Clip müssen diese beiden Vorgänge zeitlich sehr genau aufeinander abgestimmt sein. Im schlimmsten Fall könnten sich die Nasen des Sicherungsstiftes zu früh aus dem Gehäuse lösen und somit nach unten durchrutschen bevor die Rastelement prozesssicher in dem Trägerbauteil verrastet sind.
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Sollte dies zeitlich so genau nicht möglich sein muss das Bauteil weiter in Montagerichtung überdrückt werden. Dann klappen die Rastelemente aus und erst beim Weiterdrücken des Bauteils in Montagerichtung kommt anschließend die Aktivierung des Sicherungsstiftes durch die Nasen über die Kante der Bauteilöffnung. Dies führt zu einer Kompression des zu befestigenden Bauteils bspw. eines Airbagmoduls und führt möglicherweise zu eine erhöhten Montagekraft. Anders formuliert: Zum Betätigen der der Nasen des Sicherungsstiftes durch die Kante der Bauteilöffnung muss der Clip weiterhin in Montagerichtung bewegt werden, nachdem die Rastelemente in der Endmontagestellung hinter dem Blech des Trägerbauteils ausgeklappt sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung ist eine direkte Verbindung und somit eine Abhängigkeit wischen den Stiftarmen der Stifteinrichtung und den Rastelementen, d.h. eine Stiftelement der Stifteinrichtung kann beim Übergang von einer Zwischenmontagestellung in eine Endmontagestellung nicht durchrutschen da dieses durch die Rastelemente gesperrt ist, aber unmittelbar nach dem Verrasten der Rastelemente geht das Stiftelement bzw. die Stifteinrichtung in die Endmontagestellung über. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung äußerst prozesssicher und Montageprobleme werden vermieden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Stifteinrichtung ein starres Stiftelement aufweisen, wobei das Stiftelement eine in Montagerichtung vorne liegende Fläche aufweist, die zum Übertragen einer in Montagerichtung wirkenden Kraft auf das zumindest eine Rastelement der Gehäuseeinrichtung ausgebildet ist, um vorzugsweise die Befestigungsvorrichtung in einer Endmontagestellung anzuordnen.
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Wenn die Stiftarme durch die Betätigungselemente nach dem Erreichen der Zwischenmontagestellung eingeklappt wurden wird die Montagekraft über das Stiftelement auf die eingeklappten Rastelemente übertragen. Die über die Stiftarme übertragene Montagekraft wirkt weiterhin hauptsächlich in Montagerichtung (nach unten) auf die Rastelemente, die allerdings von der Kante der Bauteilöffnung in Position gehalten werden und auf diese Weise eine Gegenkraft zum starren Stiftelement ausüben. Dennoch wirkt eine Komponente der Montagekraft in einem vorbestimmten Winkel nach außen, sodass die Hauptkraft schon in Montagerichtung ausgeführt wird, um die Endmontagestellung zu erreichen. Gleichzeitig wird beim Erreichender Endmontagstellung aber auch das Ausklappen der Rastelemente (Rastarme) sichergestellt durch die nach außen wirkende Kraftkomponente der Montagekraft sichergestellt und somit eine prozesssichere Montage zusätzlich gewährleistet. Somit ist ein sicheres und zuverlässiges Ausklappen und Verrasten der Rastelemente gewährleistet. Zudem wird dadurch die Montage erleichtert
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können an der Gehäuseeinrichtung jeweils zwei Betätigungselemente und zwei Rastelemente ausgebildet sein, die an benachbarten Seitenwandungen der Gehäuseeinrichtung derart angeordnet sind, dass die jeweils zwei Betätigungselemente einander gegenüberliegend und in Montagerichtung derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass in Montagerichtung vorne die Rastelemente und in Montagerichtung dahinter die Betätigungselemente angeordnet sind.
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Dadurch dass die Betätigungselemente um 90° versetzt bzw. an unterschiedlichen Seitenwandungen der Gehäuseeinrichtung angeordnet sind und die Montagekraft zunächst auf das starre Gehäuse und anschließend auf die Rastelemente aufgebracht wird erfolgt die Kraftübertragung in Montagerichtung sicher und zuverlässig auf die, durch die Kante der Bauteilöffnung eingeklappten Rastelemente. Die vorstehend aufgezeigten Vorteilen treffen hierbei analog zu.
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Nach einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung kann das Stiftelement in einer Endmontagestellung zwischen den Rastelementen derart angeordnet sein, dass eine Bewegung der Rastelemente in der Endmontagestellung blockiert ist, sodass die Befestigungsvorrichtung in der Endmontagestellung gesichert ist.
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Somit wird das Stiftelement nach dem Erreichen einer Endmontagestellung im Bereich zwischen den Rastelementen angeordnet und verhindert ein Einklappen derselben. Auf diese Weise erfolgt eine sichere zuverlässige Sicherung der Befestigungsvorrichtung in der Endmontagestellung.
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Weiterhin kann an einem entgegen der Montagerichtung liegenden Ende der Stifteinrichtung ein sich quer zur Montagerichtung erstreckender Verifikationsabschnitt vorgesehen sein, der in der Endmontagestellung vollständig, vorzugsweise flächenbündig, in einer Ausnehmung der Gehäuseeinrichtung anordbar ist.
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Der Verifikationsabschnitt der Stifteinrichtung bildet somit in Verbindung mit der entsprechenden Ausnehmung der Gehäuseeinrichtung eine Verifikationseinrichtung aus an Hand der sih optisch und haptisch auf einfache Art und Weise feststellen lässt ob die Befestigungsvorrichtung korrekt in der Endmontagestellung angeordnet bzw. montiert ist.
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Insbesondere können am Verifikationsabschnitt Rastflügel mit zumindest einem und vorzugsweise zwei Vormontagerastmitteln und/oder mit zumindest einem und vorzugsweise zwei Endmontagerastmitteln vorgesehen sein, wobei die Vormontagerastmittel die Gehäuseeinrichtung und die Stifteinrichtung in einer Vormontagestellung relativ zueinander fixieren und/oder die Endmontagerastmittel die Gehäuseeinrichtung und die Stifteinrichtung in einer Endmontagestellung relativ zueinander fixieren.
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Durch das Vorsehen der Rastflügel mit zumindest einem und vorzugsweise zwei Vormontagerastmitteln sind die Stifteinrichtung und die Gehäuseeinrichtung in einer Transport-/Vormontagestellung relativ zueinander fixiert. Auf diese Weise wird die Stifteinrichtung mit einer in Montagerichtung wirkenden Kraft beaufschlagt und gegen ein Verschieben entgegen der Montagerichtung gesichert.
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Zudem kann die Transportsicherung der Stifteinrichtung durch die vorstehend beschriebenen Stiftrastmittel in Verbindung mit den Gehäuserastmitteln ausgebildet sein. Auf diese Weise wird die Stifteinrichtung mit einer entgegen der Montagerichtung wirkenden Kraft beaufschlagt und gegen ein Verschieben in Montagerichtung gesichert werden.
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Somit wird eine Transportsicherung ausgebildet und die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung kann als vorgefertigte Einheit angeliefert werden, sodass diese als eine Einheit an einem Trägerbauteil montiert werden kann. Weiterhin wird verhindert, dass sich die Stifteinrichtung und die Gehäuseeinrichtung der Befestigungsvorrichtung voneinander Lösen bzw., dass die Stifteinrichtung aus der Gehäuseeinrichtung herausfällt.
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Eine Ursache für ein Herausfallen können beispielsweise Kräfte sein, die beim Transport der vormontierten Befestigungsvorrichtung derart wirken, dass sie sind die Stifteinrichtung aus der Gehäuseeinrichtung herauszubewegen. Eine weitere Ursache kann beispielsweise die Gewichtskraft der Stifteinrichtung sein.
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Zudem können Rastflügel mit zumindest einem und vorzugsweise zwei Endmontagerastmitteln vorgesehen sein, die die Stifteinrichtung und die Gehäuseeinrichtung in ihrer Endmontagestellung relativ zueinander fixieren. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich die Befestigungsvorrichtung nicht aus dem Trägerbauteil lösen kann und insbesondere ein Airbag mittels der Befestigungsvorrichtung sicher und zuverlässig montierbar ist.
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Zudem kann an der Stifteinrichtung ein Anschlagelement mit einer Anschlagfläche zum Begrenzen einer Verschiebung der Stifteinrichtung in der Aufnahmeausnehmung der Gehäuseeinrichtung in Montagerichtung ausgebildet sein, wobei an der Gehäuseeinrichtung eine entsprechende Gegenanschlagfläche ausgebildet ist.
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Mittels der Anschlagfläche zum Begrenzen einer Verschiebung der Stifteinrichtung in der Aufnahmeausnehmung der Gehäuseeinrichtung und der an der Gehäuseeinrichtung ausgebildeten entsprechenden Gegenanschlagfläche wird verhindert, dass die Stifteinrichtung zu weit in die Gehäuseeinrichtung eingeführt wird. Zudem bekommt der Benutzer ein haptisches Feedback, dass die Stifteinrichtung nicht mehr mit einer in Montagerichtung wirkenden Kraft beaufschlagt werden muss, sodass die Rastelemente ausklappen können und die Befestigungsvorrichtung im Trägerbauteil verrastet ist.
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Vorzugsweise können die Gehäuseeinrichtung und die Stifteinrichtung aus ein und demselben oder aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen ausgebildet sein. Als Kunststoffen können thermoplastische Kunststoffe wie z.B. Polyamid (PA) oder Polyoxymethylen (POM) vorgesehen sein.
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Dadurch, dass die Befestigungsvorrichtung vollständig aus Kunststoff ausgebildet ist, kann sie einfach und kostengünstig hergestellt werden.
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Zudem kann die Gehäuseeinrichtung eine sich quer zur Montagerichtung erstreckende Befestigungsfläche aufweisen, um einen Befestigungsabschnitt eines zu befestigenden Bauteils, vorzugsweise eines Airbags, zwischen der Befestigungsfläche und einer sich parallel zur Befestigungsfläche erstreckenden Oberfläche eines Trägerbauteils zu Fixieren.
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Im Bereich der Befestigungsfläche kann zumindest ein Federelement vorgesehen sein, um das zu befestigende Bauteil in der Endmontagestellung mit einer in Montagerichtung wirkenden Federkraft zu beaufschlagen.
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Die Beaufschlagung des zu befestigenden Bauteils mit einer in Montagerichtung wirkenden Federkraft wird eine positionsgenaue Anordnung des zu befestigenden Bauteils sichergestellt.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Einbringen der Befestigungsvorrichtung in eine Bauteilöffnung eines Trägerbauteils bzw. zum Überführen von einer Transport-/Vormontagestellung über eine Zwischenmontagestellung in eine Endmontagestellung 39 vorgesehen.
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Dieses Verfahren wird nachfolgend detailliert an Hand des Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Die vorstehend an Hand der Befestigungsvorrichtung aufgezeigten Vorteile der vorliegenden Erfindung gelten anlog für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Diese zeigen in:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung in einer Vormontagestellung bzw. in einer Transportstellung,
- 2 die Befestigungsvorrichtung aus 1 in einer weiteren perspektivischen Darstellung,
- 3 eine seitlich geschnittene perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einer Vormontagestellung,
- 4 eine weitere seitlich geschnittene perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einer Vormontagestellung,
- 5 eine seitlich geschnittene Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einer Vormontagestellung,
- 6 eine weitere seitlich geschnittene Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einer Vormontagestellung,
- 7 eine seitlich geschnittene Darstellung der Befestigungsvorrichtung beim Übergang von einer Vormontagestellung in eine Zwischenmontagestellung,
- 8 eine seitlich geschnittene Darstellung der Befestigungsvorrichtung beim Übergang von der Zwischenmontagestellung in eine Endmontagestellung,
- 9 eine seitlich geschnittene Darstellung der Befestigungsvorrichtung in der Endmontagestellung,
- 10 eine seitlich geschnittene Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einer Endmontagestellung,
- 11 eine seitliche Darstellung einer Stifteinrichtung der Befestigungsvorrichtung,
- 12 eine Seitenansicht der Stifteinrichtung in der Vormontagestellung, und
- 13 eine Seitenansicht der Stifteinrichtung in der Endmontagestellung.
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Eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1 zum Befestigen eines Bauteils, vorzugsweise eines Airbags, an einem Trägerbauteil 4 umfasst eine Gehäuseeinrichtung 2 und eine Stifteinrichtung 3 (1 bis 13).
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Die Befestigungsvorrichtung 1 ist zum Befestigen eines Bauteils (nicht dargestellt) an einem Trägerbauteil 4 ausgebildet. Das Trägerbauteil 4 weist eine entsprechende Bauteilausnehmung 5 auf, in der die Befestigungsvorrichtung 1 fixierbar ist. Die Befestigungsvorrichtung 1 ist in einer quer zu einer Bauteiloberfläche des Trägerbauteils 4 verlaufenden Montagerichtung 6 in die Bauteilöffnung einbringbar.
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Die Gehäuseeinrichtung 2 der Befestigungsvorrichtung 1 ist in einer Seitenansicht in etwa T-förmig ausgebildet, wobei die Gehäuseeinrichtung 2 einen Verifikationsabschnitt 7 und einen Befestigungsabschnitt 8 umfasst.
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Der Verifikationsabschnitt 7 ist in etwa kastenförmig ausgebildet und umfasst vier Seitenwandungen 9, 10, 11, 12 sowie eine Bodenwandung 13. Die vier Seitenwandungen 9, 10, 11, 12 und die Bodenwandung 13 sind Bestandteil einer Aufnahmeausnehmung 35 des Verifikationsabschnittes 7.
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In der Bodenwandung 13 ist eine Aufnahmeöffnung 14 zum Aufnehmen der Stifteinrichtung 3 ausgebildet.
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An zwei einander gegenüberliegenden Seitenwandungen 9, 10, 11, 12 des Befestigungsbereiches sind Rastausnehmungen 15, 16 in Form von Durchgangsöffnungen ausgebildet, die sich in horizontaler Richtung erstreckende Rastkanten 17, 18 aufweisen.
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Eine entgegen der Montagerichtung 6 weisende Fläche der Bodenwandung 13 des kastenförmigen Verifikationsbereiches 7 bildet eine Gegenanschlagfläche 19 aus. Eine in Montagerichtung 6 weisende Fläche der Bodenwandung 13 bildet eine Befestigungsfläche 20 zum Fixieren eines zu befestigenden Bauteils aus.
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Im Bereich von Ecken der Befestigungsfläche 20 sind vier Federelemente 21 angeformt, um ein zu befestigendes Bauteil mit einer in Montagerichtung 6 wirkenden Federkraft zu beaufschlagen.
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Der Befestigungsabschnitt 8 ist in etwa quaderförmig ausgebildet und geht im Bereich der Aufnahmeöffnung 14 in den Verifikationsabschnitt 7 über und erstreckt sich in Montagerichtung 6.
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Der Befestigungsabschnitt 8 weist vier Seitenwandungen 22, 23, 24, 25 und eine in Montagerichtung vorne liegende Bodenwandung 26 auf.
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In einem in Montagerichtung 6 vorne liegenden Rastbereich 27 des Befestigungsabschnitts 8 sind in zwei einander gegenüberliegenden Seitenwandungen 22, 23 in etwa keilförmig ausgebildete Rastelemente 28, 29 angeordnet.
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Die keilförmigen Rastelemente 28, 29 sind mit ihren in Montagerichtung vorne liegenden und sich quer zur Montagerichtung 6 erstreckenden Kanten gelenkig mit den entsprechenden Seitenwandungen 22, 23, 24, 25 der Gehäuseeinrichtung 2 derart verbunden, dass diese in etwa quer zur Montagerichtung 6 schwenkbar ausgebildet sind. Weiterhin weisen die Rastelemente 28, 29 sich in etwa quer zur Montagerichtung erstreckende Rast-/Kraftübertragungsflächen 30, 31 auf.
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Im Bereich zwischen dem Rastbereich 27 und dem Verifikationsabschnitt 7 ist am Befestigungsabschnitt 8 ein Betätigungsbereich 32 vorgesehen.
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Im Betätigungsbereich 32 sind im Bereich zweier einander gegenüberliegender Seitenwandungen 24, 25 und benachbart zu den Rastelementen 28, 29 Betätigungselemente 33, 34 vorgesehen.
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Die Betätigungselemente 33, 34 sind in etwa keilförmig ausgebildet und mit ihren in Montagerichtung 6 vorne liegenden Kanten gelenkig mit den entsprechenden Seitenwandungen 24, 25 des Befestigungsabschnitts 8 verbunden. Die Betätigungselemente 33, 34 sind ähnlich wie die Rastelemente 28, 29 in etwa quer zur Montagerichtung 6 verschieb- bzw. kippbar.
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Die Seitenwandungen 22, 23, 24, 25 des Befestigungsabschnittes 8 begrenzen in Verbindung mit der Bodenwandung 6 die Aufnahmeausnehmung 35 der Gehäuseeinrichtung 2.
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In einem entgegen der Montagerichtung 6 liegenden Bereich der Aufnahmeausnehmung 35 sind im Bereich der Betätigungselemente 33, 34 Gehäuserastmittel 36, 37 in Form einer Stufe ausgebildet.
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Im Folgenden wird die in der Aufnahmeausnehmung 35 und in Montagerichtung 6 verschiebbare Stifteinrichtung 3 näher beschrieben.
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Die Stifteinrichtung 3 ist ebenfalls in etwa T-förmig ausgebildet und weist ein sich in etwa quer zur Montagerichtung erstreckendes plattenförmiges Verifikationselement 38 auf. Das Verifikationselement 38 ist in einer Endmontagestellung 39 im kastenförmigen Verifikationsabschnitt 7 der Gehäuseeinrichtung 2 derart flächenbündig anordbar, dass eine entgegen der Montagerichtung liegende Verifikationsfläche 40 bündig mit den entgegen der Montagerichtung liegenden Kanten der Seitenwandungen 9, 10, 11, 12 des Verifikationsabschnittes 7 abschließt.
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Zudem sind am Verifikationselement an zwei aneinander gegenüberliegenden Kanten Rastflügel 41 mit jeweils einem Vormontagerastmittel 42 und einem Endmontagerastmittel 43 angeformt.
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An einer in Montagerichtung 6 vorne liegenden Fläche des Verifikationselementes 38 ist ein quaderförmiges Anschlagelement 44 angeformt.
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Eine in Montagerichtung 6 vorne liegende Fläche des Anschlagelementes 44 bildet eine Anschlagfläche 45 zum Begrenzen einer Verschiebung der Stifteinrichtung 3 in Montagerichtung ausgebildet. Die Anschlagfläche 45 ist zum Anschlagen an der Gegenanschlagfläche 19 der Gehäuseeinrichtung 2 vorgesehen.
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Am Anschlagelement 4 sind quer zur Montagerichtung 6 verschiebbare und sich in etwa in Montagerichtung 6 erstreckende Stiftarme 46, 47 vorgesehen. An den Stiftarmen 46, 47 sind sich in etwa quer zur Montagerichtung 6 erstreckende Stiftrastmittel 48, 49 ausgeformt.
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Die Stiftrastmittel 48, 49 sind zum Übertragen einer auf die Stifteinrichtung 3 in Montagerichtung 6 wirkenden Kraft über die Gehäuserastmittel 36, 37 auf die Gehäuseeinrichtung 2 vorgesehen. Auf diese Weise ist die Befestigungsvorrichtung 1 in Montagerichtung bis zum Erreichen einer Zwischenmontagestellung 52 verschiebbar.
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Die Stiftarme 46, 47 sind mittels der Betätigungselemente 33, 34 der Gehäuseeinrichtung 2 quer zur Montagerichtung 6 verschiebbar.
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Im Bereich zwischen den Stiftarmen 46, 47 ist ein sich in Montagerichtung erstreckendes Stiftelement 53 am Anschlagelement 44 vorgesehen.
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Das Stiftelement erstreckt sich in Montagerichtung 6 über die freien Enden der Stiftarme 46, 47 hinaus und weist eine in Montagerichtung 6 vorne liegende Kraftübertragungsfläche 54 auf. Die Fläche 54 ist in Richtung der Rastelemente 28, 29 gekrümmt bzw. gebogen.
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Die Fläche 54 ist zum Beaufschlagen der Rastelemente 28, 29 bzw. von deren Kraftübertragungsflächen 30, 31 mit einer in Montagerichtung wirkenden Kraft vorgesehen, um die Stifteinrichtung 3 von der Zwischenmontagestellung 52 in eine Endmontagestellung 55 zu überführen.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Einbringen der Befestigungsvorrichtung in eine Bauteilöffnung 5 eines Trägerbauteils 4 bzw. zum Überführen von einer Transport-/Vormontagestellung 55 über eine Zwischenmontagestellung 52 in eine Endmontagestellung 39 beschrieben (5 bis 10).
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Zunächst wird die Befestigungsvorrichtung 1 in Montagerichtung 6 derart in eine Bauteilöffnung 5 eines Trägerbauteils 4 eingebracht, dass der Befestigungsabschnitt 8 der Gehäuseeinrichtung 2 in der Bauteilöffnung 5 angeordnet ist.
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Die Kraftübertragung von einem Benutzer auf die Befestigungsvorrichtung 1 erfolgt durch Beaufschlagen der Stifteinrichtung 3, insbesondere des Verifikationselementes 38 der Stifteinrichtung 3 mit einer in Montagerichtung 6 wirkenden Kraft.
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In der Transport-/Vormontagestellung 55 ist die Stifteinrichtung 3 im Wesentlichen in der Aufnahmeausnehmung 35 der Gehäuseeinrichtung 2 angeordnet, wobei die Vormontagerastmittel 42 des Verifikationselementes 38 die Rastkanten 17, 18 der Rastausnehmungen 15, 16 des Verifikationsabschnitts 7 hintergreifen. Auf diese Weise wird die Stifteinrichtung 3 sicher und zuverlässig in der Gehäuseeinrichtung 2 gehalten, so dass die Stifteinrichtung 3 und die Gehäuseeinrichtung 2 beim Transport sicher und zuverlässig miteinander verbunden sind und eine immer gleiche Ausgangsstellung vor dem Montieren der Befestigungsvorrichtung 1 sichergestellt ist.
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Die auf die Stifteinrichtung 3 wirkende Kraft wird über die Stiftarme 46, 47 und die entsprechenden Stiftrastmittel 48, 49 auf die korrespondierend ausgebildeten Gehäuserastmittel 36, 37 übertragen, bis die Zwischenmontagestellung 52 erreicht ist.
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Während die Befestigungsvorrichtung 1 durch Verschieben in Montagerichtung 6 die Zwischenmontagestellung erreicht, kontaktieren die Betätigungselemente 33, 34 eine Kante der Bauteilöffnung 5 und werden immer weiter in Richtung der Aufnahmeausnehmung 35 verschoben und verschieben dabei auch die Stiftarme 46, 47 immer weiter aufeinander zu.
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Nach dem Erreichen der Zwischenmontagestellung 52 werden die Stiftarme 46, 47 mittels der Betätigungselemente 33, 34 so weit quer zur Montagerichtung und aufeinander zu verschoben, dass die Stiftrastmittel 48, 49 nicht mehr in Eingriff mit den Gehäuserastmitteln 36, 37 stehen.
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Nach dem die die Stiftrastmittel 48, 49 nicht mehr in Eingriff mit den Gehäuserastmitteln 36, 37 stehen befindet sich die Vorrichtung 1 nicht mehr in der Zwischenmontagestellung 52.
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Die in Montagerichtung 6 wirkende Kraft zum Einbringen der Befestigungsvorrichtung in das Trägerbauteil 4 erfolgt dann nicht mehr über die Stiftarme und den starren Abschnitt der Gehäuseeinrichtung 2 in der Aufnahmeausnehmung, in dem die Gehäuserastmittel 36, 37 angeformt sind, sondern die Fläche 54 des Stiftelementes 53 überträgt die Kraft auf die Kraftübertragungsflächen 30, 31 der Rastelemente, die dann ebenfalls die Kante der Bauteilöffnung 5 kontaktieren und dadurch nahezu vollständig in der Aufnahmeausnehmung 35 angeordnet sind.
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Die Kraftübertragung von der Fläche 54 des Stiftelementes 53 auf die Kraftübertragungsflächen 30, 31 des Stiftelementes 53 erfolgt solange, bis die Endmontagestellung 39 erreicht ist.
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Wenn die Befestigungsvorrichtung 1 in Montagerichtung vollständig in die Bauteilöffnung 5 des Trägerbauteils 4 eingeführt ist, werden die Rastelemente 28, 29 nicht mehr von einer Kante der Bauteilöffnung des Trägerbauteils gehalten bzw. nach innen gedrückt, sondern quer zur Montagerichtung, durch die Beaufschlagung mit einer nach außen wirkenden Kraftkomponente der Montagekraft nach außen geklappt, sodass die Rastelemente 28, 29 die Bauteilöffnung 5 hintergreifen bzw. hinter der Bauteilöffnung verrasten.
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Zum Begrenzen der Bewegung des Stiftelementes 53 in Montagerichtung 6 schlägt die Anschlagfläche 45 des Anschlagelementes 44 der Stifteinrichtung an der Gegenanschlagfläche 19 der Gehäuseeinrichtung 2 im Bereich des Verifikationsabschnittes 7 an.
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In diesem Moment lösen sich auch die Rastflügel 41 bzw. deren Vormontagerastmittel 42 aus den Rastausnehmungen 15, 16 und die Endmontagerastmittel 43 der Rastflügel 41 hintergreifen die Rastkanten 17, 18 der Rastausnehmungen 15, 16, um die Stifteinrichtung 3 in der Endmontagestellung 39 in der Gehäuseeinrichtung 2 zu fixieren. Beim Erreichen der Endmontagestellung, wenn die Rastflügel verrastet sind und die Anschlagfläche 45 an der Gegenanschlagfläche 19 anschlägt, ist die Verifikationsfläche 40 des Verifikationselementes derart in der Aufnahmeausnehmung im Bereich des Verifikationsabschnittes 7 angeordnet, dass die entgegen der Montagerichtung liegenden Kanten der Seitenwandung 9, 10, 11, 12 flächenbündig mit der Verifikationsfläche 40 abschließen, so dass diese vollständig im Verifikationsabschnitt 7 der Gehäuseeinrichtung 2 aufgenommen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungsvorrichtung
- 2
- Gehäuseeinrichtung
- 3
- Stifteinrichtung
- 4
- Trägerbauteil
- 5
- Bauteilöffnung
- 6
- Montagerichtung
- 7
- Verfifikationsabschnitt
- 8
- Befestigungsabschnitt
- 9
- Seitenwandung
- 10
- Seitenwandung
- 11
- Seitenwandung
- 12
- Seitenwandung
- 13
- Bodenwandung
- 14
- Aufnahmeöffnung
- 15
- Rastausnehmung
- 16
- Rastausnehmung
- 17
- Rastkante
- 18
- Rastkante
- 19
- Gegenanschlagsfläche
- 20
- Befestigungsfläche
- 21
- Federelement
- 22
- Seitenwandung
- 23
- Seitenwandung
- 24
- Seitenwandung
- 25
- Seitenwandung
- 26
- Bodenwandung
- 27
- Rastbereich
- 28
- Rastelement
- 29
- Rastelement
- 30
- Rast-/Kraftübertragungsfläche
- 31
- Rast-/Kraftübertragungsfläche
- 32
- Betätigungsbereich
- 33
- Betätigungselement
- 34
- Betätigungselement
- 35
- Aufnahmeausnehmung
- 36
- Gehäuserastmittel
- 37
- Gehäuserastmittel
- 38
- Verifikationselement
- 39
- Endmontagestellung
- 40
- Verifikationsfläche
- 41
- Rastflügel
- 42
- Vormontagerastmittel
- 43
- Endmontagerastmittel
- 44
- Anschlagelement
- 45
- Anschlagfläche
- 46
- Stiftarm
- 47
- Stiftarm
- 48
- Stiftrastmittel
- 49
- Stiftrastmittel
- 50
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- 51
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- 52
- Zwischenmontagestellung
- 53
- Stiftelement
- 54
- Kraftübertragungsfläche
- 55
- Transport-/Vormontagestellung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010034006 A1 [0002]
- DE 102018006297 A1 [0003, 0013, 0014]
- US 2015/0300388 A1 [0004]
- DE 60126229 T2 [0004]
- DE 10255902 A1 [0004]
