DE102018009053A1

DE102018009053A1 - Arrangement for retrofitting a component to an existing nut-bolt connection

Info

Publication number: DE102018009053A1
Application number: DE102018009053.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Muschko; Joachim Schrapp
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2019-05-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur nachträglichen Montage eines Bauteiles an einer bestehenden Mutter-Bolzen-Verbindung, insbesondere in oder an einem Fahrzeug, bei welcher die Mutter (9) an einem Außenumfang eine Außenstruktur (13, 15) aufweist, an welcher ein eine formnegative Innenstruktur (23, 25) aufweisendes Befestigungselement für das nachträglich zu montierende Bauteil (29) angreift, welche mittels Druck entlang einer Bolzenachse miteinander verbindbar sind. Bei einer Anordnung, bei welcher hohe Gegenkräfte aufwendbar sind, um die Verbindung zu lösen, weisen die Außenstruktur (13, 15) der hülsenförmig ausgebildeten Mutter (9) und die formnegative Innenstruktur (23, 25) des Befestigungselementes (19) mindestens eine stufenförmige Rastebene auf.

The invention relates to an arrangement for retrofitting a component to an existing nut-bolt connection, in particular in or on a vehicle, in which the nut (9) on an outer circumference has an outer structure (13, 15) on which a formnegative Inner structure (23, 25) exhibiting fastener for the subsequently to be mounted component (29) engages, which are connected to each other by pressure along a pin axis. In an arrangement in which high opposing forces can be used to release the connection, the outer structure (13, 15) of the sleeve-shaped nut (9) and the shape-negative internal structure (23, 25) of the fastening element (19) have at least one stepped detent plane on.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur nachträglichen Montage eines Bauteiles an einer bestehenden Mutter-Bolzen-Verbindung, insbesondere in oder an einem Fahrzeug, bei welcher die Mutter an einem Außenumfang eine Außenstruktur aufweist, an welcher ein eine formnegative Innenstruktur aufweisendes Befestigungselement für das nachträglich zu montierende Bauteil angreift, welche mittels Druck entlang einer Bolzenachse miteinander verbindbar sind.The invention relates to an arrangement for retrofitting a component to an existing nut-bolt connection, in particular in or on a vehicle, in which the nut has an outer periphery on an outer structure, on which a formnegative inner structure exhibiting fastener for later to be mounted Component attacks, which are connected to each other by pressure along a pin axis.

Aus der US 5,269,640 A ist eine Halterung zur Montage mechanischer Baueinheiten bekannt, bei welcher eine Fahrzeugtülle durch eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie gesteckt ist, wobei die Fahrzeugkarosserie zwischen am Außenumfang der Tülle ausgebildeten Haken und Flansch eingeklemmt ist. Mittels einer Schraube, die in einen Hohlraum der Tülle eingeschraubt wird, werden die Haken nach außen gedrückt, so dass eine zuverlässige Befestigung der Tülle an der Fahrzeugkarosserie entsteht. An dem der Fahrzeugkarosserie überstehenden, nach außen gerichteten Ende weist die Tülle einen kugelförmigen Kopf auf, an welchem ein elastisches Clip angreift, dessen Innenraum ebenfalls kugelförmig angepasst ist. Ein solcher Clip ist über weitere Schraubverbindungen mit einer Rückleuchte verbunden, die durch Aufdrücken des elastischen Clips auf das kugelförmige Ende der Tülle an der Fahrzeugkarosserie befestigt wird. Eine solche Halterung kann mit nur wenig Kraft wieder gelöst werden.From the US 5,269,640 A a holder for mounting mechanical assemblies is known, in which a vehicle grommet is inserted through an opening of a vehicle body, wherein the vehicle body is clamped between formed on the outer circumference of the spout hook and flange. By means of a screw which is screwed into a cavity of the spout, the hooks are pushed outward, so that a reliable attachment of the spout to the vehicle body is created. At the vehicle body protruding, outwardly directed end, the spout has a spherical head on which an elastic clip engages, whose interior is also adapted spherical. Such a clip is connected via further screw with a tail light, which is fixed by pressing the elastic clip on the spherical end of the spout on the vehicle body. Such a holder can be solved with little force again.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur nachträglichen Montage eines Bauteiles an einer bestehenden Mutter-Bolzen-Verbindung anzugeben, welche die Abzugskraft der Verrastung im Belastungsfall vergrößert.The object of the invention is to provide an arrangement for retrofitting a component to an existing nut-bolt connection, which increases the withdrawal force of the latch in the load case.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures.

Die Aufgabe ist mit einer Anordnung dadurch gelöst, dass die Außenstruktur der hülsenförmig ausgebildeten Mutter und die formnegative Innenstruktur des Befestigungselementes mindestens eine stufenförmige Rastebene aufweisen. Eine solche Rastebene vergrößert die Abzugskraft der Verrastung zwischen Befestigungselement und Hülse, so dass eine sichere Halterung des nachträglich zu befestigenden Bauteiles an der Mutter-Bolzen-Verbindung gegeben ist. Die Abzugskraft kann durch Verwendung mehrerer Rastebenen weiter erhöht werden.The object is achieved with an arrangement in that the outer structure of the sleeve-shaped nut and the formnegative inner structure of the fastener have at least one step-shaped locking plane. Such a locking plane increases the withdrawal force of the locking between the fastening element and the sleeve, so that a secure mounting of the subsequently to be fastened component is given to the nut-bolt connection. The pull-off force can be further increased by using several locking levels.

Vorteilhafterweise ist die mindestens eine stufenförmige Rastebene aus einem umlaufenden Vorsprung der Mutter gebildet, welcher in eine ebenfalls umlaufende Nut der Innenstruktur des Befestigungselementes eingreift. Somit wird eine sehr schnelle und zuverlässige Montage der Rastverbindung ermöglicht.Advantageously, the at least one step-shaped latching plane is formed from a peripheral projection of the nut, which engages in a likewise circumferential groove of the inner structure of the fastening element. Thus, a very fast and reliable mounting of the locking connection is made possible.

In einer Ausgestaltung weist der umlaufende Vorsprung der Mutter eine Anfasung auf. Durch diese Anfasung wird ein Ansteigen der Montagekraft in Verrastungsrichtung reduziert, da durch die Abschrägung der Kanten am Vorsprung sich das Befestigungselement mit geringerem Kraftaufwand über die Mutter schieben lässt.In one embodiment, the circumferential projection of the nut on a chamfer. By this chamfer an increase in the mounting force is reduced in Verrastungsrichtung, as can be pushed by the bevel of the edges on the projection, the fastener with less effort on the mother.

In einer Ausführungsform ist die Innenstruktur des Befestigungselementes mit der Außenstruktur der Mutter verclipsbar. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Hilfsmittel zur Montage des Befestigungselementes benötigt werden.In one embodiment, the inner structure of the fastener is verclipsbar with the outer structure of the mother. This has the advantage that no additional tools for mounting the fastener are needed.

In einer Variante ist das Befestigungselement kugelkopfförmig ausgebildet und weist einen Hohlraum auf, in welchen die Mutter einführbar ist. Dabei bildet die Außenkontur der Mutter einen Rastbolzen, welcher einfach und schnell in dem Befestigungselement arretierbar ist. Dadurch wird ebenfalls eine zuverlässige Verbindung zwischen der Mutter und dem neu zu befestigenden Bauteil gebildet.In a variant, the fastening element is designed ball-head-shaped and has a cavity in which the nut is inserted. In this case, the outer contour of the nut forms a locking pin, which can be locked easily and quickly in the fastener. As a result, a reliable connection between the nut and the component to be fastened is likewise formed.

Um die Montage weiter zu vereinfachen, besteht das kugelkopfförmig ausgebildete Befestigungselement aus einem Elastomer. Dieses Elastomer weitet sich unter Druck und nimmt bei abnehmendem Druck wieder seine ursprüngliche Form ein, wobei es die Außenkontur der Hülse fest umschließt.To further simplify the assembly, the ball-head-shaped fastening element consists of an elastomer. This elastomer expands under pressure and returns to its original shape as the pressure decreases, firmly surrounding the outer contour of the sleeve.

In einer Weiterbildung weist das Befestigungselement an seinem Außenumfang eine umlaufende Nut zur Arretierung des nachträglich zu befestigenden Bauteiles auf. Aufgrund dieser umlaufenden Nut kann auch das nachträglich zu befestigende Bauteil entweder vor der Verbindung des Befestigungselementes mit der Hülse oder erst danach an dem Befestigungselement angebracht werden.In a further development, the fastening element has on its outer circumference a circumferential groove for locking the subsequently to be fastened component. Because of this circumferential groove and the subsequently to be fastened component can be attached either before the connection of the fastener with the sleeve or only then to the fastener.

Vorteilhafterweise ist an der Mutter-Bolzen-Verbindung ein weiteres Bauteil befestigt. Die so beschriebene Anordnung ermöglicht die Befestigung von zwei Bauteilen an einer Befestigungsstelle.Advantageously, another component is attached to the nut-bolt connection. The arrangement thus described allows the attachment of two components at an attachment point.

In einer Ausgestaltung weist eine Außengeometrie der Mutter eine Mehrkantenkontur zum Ansetzen eines Mehrkantwerkzeuges auf. Mittels dieses Werkzeuges kann die ursprüngliche Mutter-Bolzen-Verbindung einfach hergestellt werden, während das Aufclipsen der Anordnung mit dem Befestigungselement ohne zusätzlichen Werkzeugaufwand erfolgen kann.In one embodiment, an external geometry of the nut has a polygonal contour for applying a polygonal tool. By means of this tool, the original nut-bolt connection can be easily made while clipping the assembly with the fastener can be done without additional tooling.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features may form the subject of the invention itself or in any meaningful combination, optionally also independent of the claims, and in particular may also be the subject of one or more separate application / s. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung,
2 ein Ausführungsbeispiel für eine Montage der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Fahrzeug.

Show it:

1 an embodiment of the inventive arrangement,
2 an embodiment of an assembly of the inventive arrangement in a vehicle.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung dargestellt, bei welcher an einer Fahrzeugkarosserie 1 zur Befestigung eines Bauteiles 3 an der Fahrzeugkarosserie ein Gewindebolzen 5 durch eine Öffnung 7 des Bauteiles 3 geführt ist und in eine hülsenförmige Mutter 9 eingreift, die einen Innenraum 11 aufweist, welcher Gewindegänge zur Aufnahme des Gewindebolzens 5 aufweist. An der Außenkontur der Mutter 9 sind zwei voneinander beabstandete umlaufende Vorsprünge 13, 15 ausgebildet, deren Außenkanten an der Oberseite Anfasungen 17 aufweisen. Über diese Außenkontur ist eine aus Elastomer bestehende Kugelpfanne 19 in Ausdehnungsrichtung des Gewindebolzens 5 aufgedrückt, wobei die Kugelpfanne 19 einen Innenraum 21 aufweist, der eine Innenstruktur mit ebenfalls zwei zueinander beabstandeten Vorsprüngen 23, 25 mit jeweils einer Anfasung an der Unterkante aufweist, wobei der Vorsprung 23 der Kugelpfanne 19 den Vorsprung 13 der Außenkontur der Mutter 9 hintergreift, während der Vorsprung 25 den Vorsprung 15 der Mutter 9 hintergreift. An dem Außenumfang weist die Kugelpfanne 19 eine Nut 27, die um die Kugelpfanne 19 umlaufend ausgebildet ist, in welche eine umlaufende Lochkante des nachträglich zu befestigenden Bauteils 29 einrastet.In 1 an embodiment of the inventive arrangement is shown, in which on a vehicle body 1 for fastening a component 3 on the vehicle body a threaded bolt 5 through an opening 7 of the component 3 is guided and in a sleeve-shaped nut 9 engages an interior 11 has, which threads for receiving the threaded bolt 5 having. On the outer contour of the mother 9 are two spaced circumferential projections 13 . 15 formed, whose outer edges chamfers on the top 17 respectively. About this outer contour is a ball socket made of elastomer 19 in the expansion direction of the threaded bolt 5 pressed on, with the ball socket 19 an interior 21 having an inner structure with also two spaced-apart projections 23 . 25 each having a chamfer on the lower edge, wherein the projection 23 the ball socket 19 the lead 13 the outer contour of the mother 9 engages while the projection 25 the lead 15 mother 9 engages behind. On the outer circumference, the ball socket 19 a groove 27 around the ball socket 19 is formed circumferentially, in which a circumferential hole edge of the subsequently to be fastened component 29 locks.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel zur nachträglichen Befestigung des weiteren Bauteiles 29 an einer schon in der Fahrzeugkarosserie 1 bestehenden Befestigungsstelle 33 dargestellt. Dabei ist eine Haltelasche 35 zwischen den nicht weiter dargestellten Gewindebolzen 5 und die hülsenförmig ausgebildete Mutter 9 geklemmt, wodurch dieses an der Fahrzeugkarosserie 1 mittels Schrauben befestigt wird. Da die Außenwandung der Mutter 9 im Bereich der Haltelasche 35 eine Mehrkant-Kontur 37 aufweist, kann die Mutter 9 mittels eines entsprechenden Werkzeuges einfach mit dem Gewindebolzen 5 verschraubt werden. Anschließend wird in Montagerichtung, die durch den Pfeil P1 gezeigt ist, das nachträglich zu befestigende Bauteil 29, welches bereits über die umlaufende Nut an der Kugelpfanne 19 befestigt ist, in Richtung der Drehachse des Gewindebolzens 5 bewegt und mit Druck über die Rastebenen bildenden Vorsprünge 13, 15, die am Außenumfang der Hülse 9 oberhalb der Mehrkant-Kontur 37 ausgebildet sind, aufgedrückt. Dieses Aufdrücken des weiteren Bauteiles 29 erfolgt ohne Anwendung eines Werkzeuges.In 2 is an embodiment for retrofitting the other component 29 at one already in the vehicle body 1 existing attachment point 33 shown. There is a retaining tab 35 between the threaded bolts, not shown 5 and the sleeve-shaped mother 9 clamped, causing this to the vehicle body 1 is fastened by means of screws. Because the outer wall of the mother 9 in the area of the retaining tab 35 a polygon contour 37 can, the mother can 9 simply by means of a suitable tool with the threaded bolt 5 be screwed. Subsequently, in the mounting direction, indicated by the arrow P1 is shown, the subsequently to be fastened component 29 , which already has the circumferential groove on the ball socket 19 is fixed, in the direction of the axis of rotation of the threaded bolt 5 moved and pressed over the locking planes forming protrusions 13 . 15 on the outer circumference of the sleeve 9 above the polygonal contour 37 are formed, pressed. This pressing of the other component 29 done without using a tool.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not to be construed in any way as limiting the scope, applicability, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those skilled in the art, having the benefit of the disclosed inventive concept, can make various changes, for example, to the function or arrangement of individual elements recited in an exemplary embodiment, without Protection area defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5269640 A [0002]

Claims

Arrangement for retrofitting a component to an existing nut-bolt connection, in particular in or on a vehicle, in which the nut (9) has an outer structure (13, 15) on an outer circumference, on which a form-negative internal structure (23, 25), which can be connected to one another by means of pressure along a pin axis, characterized in that the outer structure (13, 15) of the sleeve-shaped nut (9) and the shape-negative inner structure (23, 25) of the fastening element (19) have at least one stepped detent plane.

Arrangement according to Claim 1 , characterized in that the at least one step-shaped locking plane of a circumferential projection (13, 15) of the nut (9) is formed, which engages in a likewise circumferential groove (27) of the inner structure of the fastening element (19).

Arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the circumferential projection (13, 15) of the nut (9) has a chamfer (17).

Arrangement according to Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that the inner structure (23, 25) of the fastening element (19) with the outer structure (13, 15) of the nut (9) is clipped.

Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fastening element (19) is designed ball-head-shaped and has a cavity (21), in which the nut (9) can be inserted.

Arrangement according to Claim 5 , characterized in that the ball-head-shaped fastening element (19) consists of an elastomer.

Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fastening element (19) has on its outer circumference a circumferential groove (31) for locking the subsequently to be fastened component (29).

Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that at the nut-bolt connection, a further component (35) is attached.

Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that an outer geometry of the nut (9) has a polygonal contour (37) for applying a polygonal tool.