Bauteilverbindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Clip-Element gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 , ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 7 sowie eine Bauteilverbindung gemäß den Merkmaien des Patentanspruches 14.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselement zu schaffen, das in einfacher Weise eine Verbindung zwischen einem ein Durchgangsloch aufweisenden ersten Bauteil und mit einer anderen Komponente ermöglicht, sowie ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung und eine entsprechende Bauteilverbindung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmaie des Patentanspruches 1 bzw. 7 bzw. 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein„Clip-Element", das dazu geeignet bzw. vorgesehen ist, in ein Durchgangsloch, welches in einem ersten Bauteil vorgesehen ist, eingeclipst zu werden. Das erfindungsgemäße Clip-Element weist einen schaftartigen Abschnitt auf, der z.B. kreiszylindrisch gestaltet sein kann. Der schaftartige Abschnitt wiederum weist ein erstes Ende und ein dem ersten Ende abgewandtes und davon beabstandetes zweites Ende auf. Von dem ersten Ende steht seitlich mindestens ein biegeelastisches Formschlusselement ab. Das mindestens eine biegeelastische Formschlusselement kann bspw. durch eine Rastnase oder durch ein biegeelastisches, hutkrempenartig oder pilzkopfartig von dem ersten Ende des schaftartigen Abschnitts abstehendes Formschlusselement gebildet sein. „Biegeelastisch" bedeutet im Zusammenhang mit dem ersten Formschiusseiement, dass das erste Formschlusselement radial„einfedern" kann bzw. derart elastisch gebogen werden kann, dass das Clip-Element mit seinem ersten Ende in ein Loch einführbar ist, dessen Durchmesser geringer als der Durchmesser des ersten Endes des schaftartigen Abschnitts im unbelasteten bzw. ausgefederten Zustand ist.

Von dem zweiten Ende des schaftartigen Abschnitts des Clip-Elements steht seitlich mindestens ein zweites Formschlusselement ab. Das zweite Formschlusselement kann bspw. ebenfalls durch einen hutkrempenartigen oder pilzkopfartigen Abschnitt gebildet sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Clip-Element aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Beispielsweise kann es sich um ein kostengünstiges Spritzgussteil handeln. Das Kunststoffmateriai sollte zumindest eine gewisse Biegeelastizität aufweisen, so dass das erste Formschlusselement wie oben beschrieben elastisch deformiert bzw. verbogen werden kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das erste Formschlusselement in Richtung des zweiten Formschlusselements biegeelastisch ausgebildet, derart, dass das Clip-Element durch elastisches Zurückbiegen des ersten Formschlusselements in ein Loch bzw. Durchgangsloch einführbar ist, dessen Weite geringer als die Weite des Clip-Elements im Bereich des ersten Formschlusselements ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Clip-Element ein „zentrales" Loch auf. Das zentrale Loch kann ein das gesamte Clip-Element in Längsrichtung des schaftartigen Abschnitts durchsetzendes des Lochs sein.

Alternativ dazu kann es sich bei dem zentralen Loch auch um ein Sackloch handeln. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das zentrale Loch ein von dem ersten Formschlusselement bis in einen Bereich des schaftartigen Abschnitts reichendes Sackloch ist. Alternativ dazu kann das zentrale Loch ein von dem zweiten Formschlusselement bis in einen Bereich des schaftartigen Abschnitts reichendes Sackloch sein.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung beschrieben. Zunächst wird ein erstes Bauteil bereitgestellt, welches ein Durchgangsloch aufweist. Bei dem ersten Bauteil kann es sich z.B. um ein Blechbauteil oder um eine aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff material bestehende Platine o.a. handeln.

Ferner wird ein „Clip-Element" bereitgestellt, das wie oben beschrieben aufgebaut sein kann. Der schaftartige Abschnitt des Clip-Elements weist eine Länge auf, die mindestens der Materialstärke bzw. aterialdicke des ersten Bauteils im Bereich des Durchgangslochs, d.h. mindestens der„Lochtiefe" des Durchgangslochs entspricht.

Das Clip-Element wird mit seinem ersten Ende her in das Durchgangsloch eingedrückt. Da das biegeelastische erste Formschlusselement so dimensioniert ist, dass es im unbelasteten Zustand des Clip-Elements das Durchgangsloch überkragt, muss das erste Formschlusselement beim Eindrücken des Clip-Elements in das Durchgangsloch deformiert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich das erste Formschlusselement beim Eindrücken des Clip-Elements entgegen der Einführrichtung des Clip-Elements zurück biegt. Sofern es sich bei dem ersten Formschlusselement um ein hutkrempenartiges oder pilzkopfartiges, von dem ersten Ende des schaftartigen Abschnitts radial abstehendes Formschlusselement handelt, kann das Zurückbiegen des ersten Formschlussetements mit der Bewegung eines halb zusammenklappenden Regenschirms verglichen werden. Sobald das erste Formschlusselement durch das Durchgangsloch hindurchgedrückt ist, federt bzw. springt es in seine Ausgangsstellung zurück und überkragt das Durchgangsloch formschlüssig. Ein derart eingerastetes Clip-Element ist durch das mindestens eine erste Formschlusselement entgegen der Einführrichtung des Clip-Elements in das Durchgangsloch blockiert und in Einführrichtung ist das Clip-Element durch das von dem zweiten Ende des schaftartigen Abschnitts radial abstehende zweite Formschlusseiement gegen Herausziehen aus dem Durchgangsloch blockiert.

Um das Clip-Element zusätzlich zu sichern, kann nach dem Eindrücken des Clip-Elements in das Durchgangsloch in das zentrale Loch des Clip- Elements ein Verbindungs- bzw. Sicherungselement eingeführt werden. Vorzugsweise weist das Verbindungs- bzw. Sicherungselement mindestens eine in das zentrale Loch einzuführende Kugel auf, wobei der Durchmesser der Kugel mindestens der Wette des zentralen Lochs entspricht. Wenn der Durchmesser der Kugel etwas größer als der Durchmesser des zentralen Lochs ist, wird der schaftartige Abschnitt beim Einführen der Kugel in das zentrale Loch radial etwas aufgeweitet, ähnlich wie dies beim Einschrauben einer Schraube in einen Dübel der Fall ist.

Aufgrund der radialen Aufweitung des Clip-Elements durch die mindestens eine Kugel wird das Clip-Element zusätzlich kraftschlüssig in dem Durchgangsloch fixiert, d.h. das Clip-Element wird durch die radiale Aufweitung zusätzlich in das Durchgangsloch eingeklemmt. Zwischen dem Clip-Element und dem Durchgangsloch entsteht somit eine„Presspassung".

Von der radialen Innenseite des zentralen Lochs können zwei in Längsrichtung des schaftartigen Abschnitts voneinander beabstandete, nach innen abstehende Vorsprünge vorgesehen sein, zwischen die die mindestens eine Kugel eingerastet ist. Die Vorsprünge können jeweils durch ein oder mehrere nasenartige Elemente oder durch jeweils einen vorspringenden umlaufenden radial nach innen abstehenden Rand gebildet sein. Sofern das zentrale Loch ein Durchgangsloch ist, ist es zweckmäßig, wenn zwei in Längsrichtung des schaftartigen Abschnitts voneinander beabstandete Vorsprünge vorgesehen sind, die in beiden Richtungen des schaftartigen Abschnitts ein unbeabsichtigtes Herausgleiten der Kugel verhindern. Wenn das zentrale Loch hingegen als Sackloch ausgebildet ist, braucht selbstverständlich die Kugel nur in einer Richtung gegen Herausziehen gesichert werden, d.h. es braucht nur ein derartiger Vorsprung vorgesehen sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Verbindungs- bzw. Sicherungselement zwei miteinander verbundene Kugeln auf. Beispielsweise können die beiden Kugeln unmittelbar miteinander verbunden sein, z.B. durch Verschweißen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung steht von der mindestens einen Kugel des Verbindungs- bzw. Sicherungsefements ein „Funktionselement' ¹ ab. Bei dem Funktionselement kann es sich bspw. um einen Gewindebolzen, einen Mehrkant, ein hakenartiges Element o.a. handeln.

Das Verbindungs- bzw. Sicherungselement kann z.B. aus einem Metall Werkstoff, wie z.B. Stahl, Aluminium, Kupfer, o.ä. hergestellt sein. Alternativ dazu kann es sich bei dem Verbindungs- bzw. Sicherungselement auch um ein Kunststoffbauteil, insbesondere um ein Spritzgussteil handeln.

Um den„Halt" des Verbindungs- bzw. Sicherungselements in dem zentralen Loch des Clip-Elements weiter zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass das Verbindungs- bzw. Sicherungselement in das Durchgangsloch eingeklebt ist.

Die Erfindung weist eine nahezu unbegrenzte Vielzahl von Einsatzmögüchkeiten auf. Die Erfindung ist insbesondere im Zusammenhang mit dem Fahrzeugkarosseriebau einsetzbar, wenn es darum geht, ein mit einem Durchgangsloch versehenes Bauteil in einfacher und kostengünstiger Weise mit einer anderen Komponente zu verbinden. Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 verschiedene Verbindungs- bzw. Sicherungselemente; Fig. 3 ein Clip-Element gemäß der Erfindung und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Bauteilverbindung gemäß der

Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein erstes Bauteil 1 , in dem ein Durchgangsloch 2 vorgesehen ist. Ferner ist ein Clip-Element 3 dargestellt, das einen kreiszylindrischen schaftartigen Abschnitt 3a aufweist. Von einem ersten Ende 3b des Clip- Elements 3 steht radial nach außen ein hutkrempenartig oder pilzkopfartig umlaufender Abschnitt 3b' ab, der als erstes Formschlusselement fungiert.

Von einem dem ersten Ende 3b abgewandten zweiten Ende 3c des Clip- Elements 3 steht radial nach außen ein hutkrempenartiger oder pilzkopfartig umlaufender Abschnitt 3c' ab, der als zweites Formschlusselement fungiert.

Das Clip-Element weist ferner ein zentrales Durchgangsloch 3d auf, das sich von dem ersten Ende 3b durch den schaftartigen Abschnitt 3a hindurch bis zu dem zweiten Ende 3c erstreckt.

Zumindest der hutkrempenartige oder pilzkopfartige Abschnitt 3b', welcher von dem ersten Ende 3b des Clip-Elements 3 radial nach außen absteht, weist eine gewisse Weichheit bzw. Biegeelastizität auf. In dem in Fig. 1 gezeigten unbelasteten Zustand des Clip-Elements 3 ist der radiale Durchmesser des hutkrempenartigen oder pilzkopfartigen Abschnitts 3b' nämlich größer als der Durchmesser des Durchgangslochs 2 (vgl. obere Darstellung der Fig. 1 ).

Um das Clip-Element 3 mit seinem ersten Ende 3b her in das Durchgangsloch 2 einzuführen, muss der hutkrempenartige oder piizkopfartige Abschnitt 3b' also etwas zurück in Richtung des zweiten Endes 3c gebogen werden. Sobald der hutkrempenartige oder piizkopfartige Abschnitt 3b' beim Eindrücken des Clip-Elements 3 das Durchgangsloch 2 passiert hat, springt der hutkrempenartige oder piizkopfartige Abschnitt 3b' in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurück.

Im eingedrückten Zustand durchsetzt der schaftartige Abschnitt 3a das Durchgangsloch 2. Da die beiden hutkrempenartigen oder pilzkopfartigen Abschnitte das Durchgangsloch 2 überkragen, ist das Clip-Element 3 in beide Richtungen formschlüssig gegen Herausziehen aus dem Durchgangsloch 2 gesichert, was insbesondere aus der oberen Darstellung der Fig. 1 ersichtlich ist.

Um das Clip-Element 3 zusätzlich in dem Durchgangsloch zu sichern, kann in das zentrale Loch 3d ein Verbindungs- bzw. Sicherungselement 4 eingedrückt bzw. eingepresst werden. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungs- bzw. Sicherungselement 4 durch eine „Doppelkugel", d.h. durch zwei unmittelbar miteinander verbundene Kugeln 4a, 4b, gebildet. Wenn das Verbindungs- bzw. Sicherungselement zumindest mit seiner Kugel 4a in das zentrale Loch 3d eingedrückt wird und der Durchmesser der Kugel 4a zumindest etwas größer als der Innendurchmesser des zentralen Lochs 3d ist, wird das Clip-Element 3 bzw. der schaftartige Abschnitt 3a radial etwas aufgeweitet, so dass sich zwischen dem schaftartigen Abschnitt 3a und dem Durchgangsloch 2 eine Presspassung ergibt.

Um ein unbeabsichtigtes Herausziehen oder Herausdrücken oder Herausgleiten des Verbindungs- bzw. Sicherungselements aus dem zentralen Loch 3d zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass von einer radialen Innenseite des zentralen Lochs 3d mindestens ein Rastelement absteht. Das mindestens eine Rastelement kann bspw. durch eine oder mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Rastnasen oder durch einen umlaufenden Rastvorsprung gebildet sein. Vorzugsweise sind in Längsrichtung des schaftartigen Abschnitts 3a mindestens zwei Rastelemente vorgesehen, zwischen die das Verbindungs- bzw. Sicherungselement, z.B. mit seiner Kuge! 4a eingerastet ist, so dass das Verbindungs- bzw. Sicherungselement in beide Richtungen gegen unbeabsichtigtes Herausdrücken, Herausziehen oder Herausgleiten aus dem zentralen Loch gesichert ist.

Zusätzlich kann das Verbindungs- bzw. Sicherungselement 4 in das zentrale Loch des Clip-Elements eingeklebt sein.

Fig. 2 zeigt zwei weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung. Im oberen Bereich der Fig. 2 ist ein Verbindungs- bzw. Sicherungselement 4 dargestellt, das durch vier Kugeln 4a, 4b, 4c, 4d gebildet ist, die perlenkettenartig hintereinander angeordnet sind.

Im unteren Bereich der Fig. 2 ist ein Verbindungselement 4 dargestellt, das durch zwei miteinander verbundene Kugeln 4a, 4b, einen radialen Vorsprung 4e und einen Gewindebolzen 4f gebildet ist. Der Gewindebolzen 4f kann bspw. in ein Innengewinde 5 eines zweiten Bauteils 6 eingeschraubt sein. Auf diese Weise kann sehr einfach das Bauteil 1 mit dem Bauteil 6 verbunden werden.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Clip-Elements gemäß der Erfindung. Deutlich zu erkennen ist der schaftartige Abschnitt 3a. Von dem ersten Ende 3b des Clip-Elements 3 stehen aufeinander gegenüberliegenden Seiten als Rastnasen 3ba und 3bb ausgebildete Formschlusselemente ab. Von dem zweiten Ende 3c des Clip-Elements 3 steht ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , 2 ein hutkrempenartig oder pilzkopfartig ausgebildetes umlaufendes Formschlusselement 3c' ab.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein in ein erstes Bauteil 1 eingesetztes Clip-Element, in das ein Verbindungs- bzw. Sicherungselement eingeschoben ist, das zwei Kugeln 4a, 4b sowie einen von der Kugel 4b nach außen abstehenden Gewindebolzen 4f aufweist.