DE102020203872A1

DE102020203872A1 - Connection element and connection arrangement

Info

Publication number: DE102020203872A1
Application number: DE102020203872.4A
Authority: DE
Inventors: Hans Herzog; Norman Hümmer; Michael Jahn
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement (1) zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile (2, 3), aufweisend einen Verschlusskopf (4) zur Anlage an ein erstes Bauteil (2) und einen Verschlussfuß (5) zur Anlage an einem zweiten Bauteil (3) und zur Verspannung dieses gegen das erste Bauteil (2) in einer verdrehten Endmontageposition sowie einen Schaftabschnitt (6), der sich zwischen dem Verschlusskopf (4) und dem hierzu in Schaftlängsrichtung (L) axial beabstandeten Verschlussfuß (5) erstreckt, wobei der Verschlusskopf (4) eine sich in Schaftlängsrichtung (L) des Schaftabschnitts (6) erstreckende Dichtfläche (7) zur dichtenden Anlage an einer korrespondierenden Dichtfläche (18) einer Ausnehmung (19) des ersten Bauteils (2) aufweist. Sie betrifft weiter eine Verbindungsanordnung (28) umfassend ein erstes Bauteil (2) und wenigstens ein zweites Bauteil (3) sowie ein solches Verbindungselement (1), vorzugsweise aus einer Materialkomponente.The invention relates to a connecting element (1) for the mechanical connection of at least two components (2, 3), having a locking head (4) for contact with a first component (2) and a locking foot (5) for contact with a second component (3) and for bracing this against the first component (2) in a twisted final assembly position as well as a shaft section (6) which extends between the locking head (4) and the locking foot (5) axially spaced therefrom in the longitudinal direction (L) of the shaft, the locking head ( 4) has a sealing surface (7) extending in the longitudinal direction (L) of the shaft of the shaft section (6) for sealing contact with a corresponding sealing surface (18) of a recess (19) of the first component (2). It further relates to a connection arrangement (28) comprising a first component (2) and at least one second component (3) as well as such a connection element (1), preferably made of a material component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile, insbesondere zweier Bauteile einer Kraftfahrzeugtür. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verbindungsanordnung mit einem solchen Verbindungselement.The present invention relates to a connecting element for the mechanical connection of at least two components, in particular two components of a motor vehicle door. The invention also relates to a connecting arrangement with such a connecting element.

Ein derartiges Verbindungselement wird insbesondere zum mechanischen Verbinden zweier flächenförmigen Bauteile, beispielsweise eines Türinnenblechs eines Kraftfahrzeugs mit einem Aggregateträger verwendet. Hierbei werden wenigstens zwei plattenförmige Bauteile mittels eines Schnellverschlusses miteinander verbunden, so dass sich beispielsweise die Baugruppen von Kraftfahrzeugtüren zeitsparend montieren lassen.Such a connecting element is used in particular for the mechanical connection of two flat components, for example an inner door panel of a motor vehicle, to an assembly carrier. In this case, at least two plate-shaped components are connected to one another by means of a quick-release fastener, so that, for example, the assemblies of motor vehicle doors can be assembled in a time-saving manner.

Aus der WO 2008/101531 A1 sind zu diesem Zweck ein Verbindungselement zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile, insbesondere zweier Bauteile einer Kraftfahrzeugtür, sowie eine Verbindungsanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Bauteil sowie mit einem solchen Verbindungselement bekannt. Das Verbindungselement weist einen Anlagebund zur Anlage an ein erstes Bauteil und einen Querriegel sowie einen diesen tragenden Schaftabschnitt zur verdrehbaren Durchführung durch korrespondierende Durchbrüche in den Bauteilen auf. Der Querriegel weist Anlageflanken zur Anlage an einem zweiten Bauteil und zur Verspannung dieses gegen das erste Bauteil in einer verdrehten Endmontageposition auf. In der Verbindungsanordnung durchgreift das Verbindungselement in einer Endmontageposition die axial fluchtenden Durchbrüche des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils und ist gegenüber einer Einschub-Winkellage zur Verbindungsherstellung in eine End-Winkellage verdreht. Ist das Verbindungselement in einer Vormontageposition am ersten Bauteil gehalten, so befindet sich der Querriegel in der Durchgangsöffnung.From the WO 2008/101531 A1 For this purpose, a connecting element for mechanically connecting at least two components, in particular two components of a motor vehicle door, and a connecting arrangement with at least a first and a second component and with such a connecting element are known. The connecting element has a contact collar for contact with a first component and a crossbar as well as a shaft section carrying this for the rotatable passage through corresponding openings in the components. The cross bar has contact flanks for contact with a second component and for bracing this against the first component in a rotated final assembly position. In the connecting arrangement, the connecting element reaches through the axially aligned openings of the first component and of the second component in a final assembly position and is rotated into an end angular position with respect to an insertion angular position in order to establish the connection. If the connecting element is held in a pre-assembly position on the first component, the cross bar is located in the through opening.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verbindungselement zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile, insbesondere zweier Bauteile einer Kraftfahrzeugtür oder dergleichen, anzugeben. Insbesondere soll das Verbindungselement einfach herstellbar sein. Dabei soll eine geeignete Abdichtung zwischen dem Verbindungselement und einem ersten der Bauteile bereitgestellt werden. Des Weiteren soll eine geeignete Verbindungsanordnung mit einem solchen Verbindungselement und mindestens einem ersten Bauteil angegeben werden.The invention is based on the object of specifying a particularly suitable connecting element for the mechanical connection of at least two components, in particular two components of a motor vehicle door or the like. In particular, the connecting element should be easy to manufacture. A suitable seal is to be provided between the connecting element and a first of the components. Furthermore, a suitable connection arrangement with such a connection element and at least one first component is to be specified.

Bezüglich des Verbindungselements wird die genannte Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.With regard to the connecting element, the stated object is achieved according to the invention with the features of claim 1 and with regard to the connecting arrangement with the features of claim 10. Advantageous refinements and developments are the subject of the subclaims.

Das Verbindungselement ist zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile, insbesondere zweier Bauteile einer Kraftfahrzeugtür, vorzugsweise eines Trägers und eines weiteren Bauteils, vorgesehen und eingerichtet. Das Verbindungselemente weist einen nachfolgend auch als Anlagebund bezeichneten Verschlusskopf zur Anlage an ein erstes Bauteil, insbesondere am Träger, und einen nachfolgend auch als Querriegel bezeichneten Verschlussfuß zur Anlage an einem zweiten Bauteil und zur Verspannung dieses gegen das erste Bauteil in einer verdrehten Endmontageposition sowie einen Schaft oder Schaftabschnitt auf, der sich zwischen dem Verschlusskopf und dem hierzu in Schaftlängsrichtung axial beabstandeten Verschlussfuß erstreckt. Der Verschlusskopf weist eine sich axial, d. h. in Schaftlängsrichtung des Schaftabschnitts erstreckende Mantel- oder Anlagefläche als Dichtfläche zur dichtenden Anlage an einer korrespondierenden Dichtfläche einer Ausnehmung des ersten Bauteils auf. Mit anderen Worten ist der Verschlusskopf zur dichtenden Anlage an einer Gegenfläche des ersten Bauteils bzw. des Trägers ausgebildet.The connecting element is provided and designed for the mechanical connection of at least two components, in particular two components of a motor vehicle door, preferably a carrier and a further component. The connecting element has a locking head, also referred to below as a contact collar, for contact with a first component, in particular the carrier, and a locking foot, also referred to below as a cross bar, for contacting a second component and bracing it against the first component in a twisted final assembly position, and a shaft or a shaft section which extends between the locking head and the locking foot which is axially spaced therefrom in the longitudinal direction of the shaft. The locking head has an axially, i. H. In the longitudinal direction of the shaft of the shaft section extending jacket or contact surface as a sealing surface for sealing contact with a corresponding sealing surface of a recess of the first component. In other words, the closure head is designed for sealing contact with an opposing surface of the first component or of the carrier.

Der Verschlusskopf (Anlagebund) des Verbindungselements, das vorteilhafterweise ein Verbindungsbauteil nach Art eines Bajonett- oder Schnellverschlusses ist, ist besonders bevorzugt kegelstumpfförmig mit sich zum Verschlussfuß hin verjüngender Dichtfläche ausgebildet. Mit anderen Worten weist der Verschlusskopf eine Dichtfläche in Form eines Kegelmantelabschnitts auf. Der Verschlussfuß (Querriegel) ist geeigneter Weise schrauben- oder schraubenlinienförmig, weist also eine gewisse Steigung auf.The locking head (contact collar) of the connecting element, which is advantageously a connecting component in the manner of a bayonet or quick-release lock, is particularly preferably designed in the shape of a truncated cone with a sealing surface tapering towards the locking foot. In other words, the closure head has a sealing surface in the form of a conical envelope section. The locking foot (cross bar) is suitable in the form of a screw or helical line, that is to say has a certain slope.

Zweckmäßigerweise ist dieses Verbindungselement mit dem Verschlusskopf (Anlagebund) und dessen Dichtfläche und mit dem Querriegel sowie mit dem Schaftabschnitt ein Einkomponenten-Kunststoff-Bauteil (1K-Bauteil).Expediently, this connecting element with the locking head (contact collar) and its sealing surface and with the cross bar and with the shaft section is a one-component plastic component (1K component).

In vorteilhafter Ausgestaltung weist der Verschlusskopf einen Ringraum mit radialen Innenstreben auf. Zudem ist der Schaftabschnitt als Hohlkörper mit geschlossenem Schaftfuß am dem Verschlusskopf gegenüberliegenden Schaftende ausgebildet. Durch jede dieser Maßnahmen lässt sich das Verbindungselement besonders material- und gewichtssparend herstellen.In an advantageous embodiment, the closure head has an annular space with radial inner struts. In addition, the shaft section is designed as a hollow body with a closed shaft foot at the shaft end opposite the locking head. With each of these measures, the connecting element can be produced in a particularly material and weight-saving manner.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Verschlussfuß (Querriegel) des Verbindungselements zur verdrehbaren Durchführung durch korrespondierende Durchgangsöffnungen (Durchbrüche) in den Bauteilen vorgesehen und eingerichtet. Mit anderen Worten sind die Durchgangsöffnungen in den Bauteilen einerseits und der Verschlussfuß andererseits derart ausgestaltet, dass das Verbindungselement mit dessen Verschlussfuß durch die Durchgangsöffnungen hindurch gesteckt und anschließend verdreht werden kann, um die Bauteile gegeneinander zu verspannen und eine sichere Verbindung zwischen diesen herzustellen.According to an expedient development, the locking foot (cross bar) of the connecting element is designed to be rotatable through corresponding through openings ( Breakthroughs) provided and set up in the components. In other words, the through openings in the components on the one hand and the locking foot on the other hand are designed in such a way that the connecting element with its locking foot can be pushed through the through openings and then rotated in order to brace the components against one another and establish a secure connection between them.

Hierzu weist der Verschlussfuß geeigneter Weise zwei diametral Riegelarme auf, die bezogen auf die Schaftlängsachse des Schaftabschnitts radial verlaufen. Unter Riegelarm(e) wird auch eine gewindeartige (gewindegangartige) oder profilierte Einkerbung des Schaftes oder Schaftabschnitts verstanden. Die Riegelarme weisen zueinander V-förmig oder keilförmig verlaufende Riegelflanken auf, wobei ein die Riegelflanken verbindender Riegelscheitel dem Verschlusskopf zugewandt ist. For this purpose, the locking foot suitably has two diametrical locking arms, which extend radially in relation to the shaft longitudinal axis of the shaft section. The locking arm (s) is also understood to mean a thread-like (thread-like) or profiled notch in the shank or shank section. The locking arms have locking flanks running in a V-shape or in a wedge shape to one another, with a locking vertex connecting the locking flanks facing the locking head.

Mit diesen, vorzugsweise einander diametral gegenüberliegenden, Riegelarmen gelangt der Verschlussfuß am zweiten Bauteil und dort insbesondere an der rückseitigen Wandung oder Öffnungskante der entsprechenden Durchgangsöffnung zur Anlage.With these locking arms, which are preferably diametrically opposite one another, the locking foot comes to rest on the second component and there in particular on the rear wall or opening edge of the corresponding through-opening.

In zweckmäßiger Weiterbildung verläuft eine der Riegelflanken mindestens eines der Riegelarme parallel zur Schaftlängsachse, während die andere Riegelflanke dieses Riegelarms in einem Winkel (Keilwinkel) schräg zur Schaftlängsachse verläuft. Dieser Winkel beträgt geeigneter Weise (50 ± 10)°, vorzugsweise 45°. Geeigneter Weise ist die parallel zur Schaftlängsachse verlaufende Riegelflanke des einen Riegelarms der schräg zur Schaftlängsachse verlaufenden Riegelflanke des anderen Riegelarms gegenüberliegend angeordnet.In an expedient development, one of the locking flanks of at least one of the locking arms runs parallel to the shaft longitudinal axis, while the other locking flank of this locking arm runs at an angle (wedge angle) obliquely to the shaft longitudinal axis. This angle is suitably (50 ± 10) °, preferably 45 °. The locking flank of the one locking arm running parallel to the shaft longitudinal axis is suitably arranged opposite the locking flank of the other locking arm running obliquely to the shaft longitudinal axis.

Durch ein Verdrehen des Verbindungselementes werden die beiden Bauteile unter Herstellung der gewünschten Abdichtung des Verschlusskopfes (Anlagebundes) am ersten Bauteil in dessen den Verschlusskopf aufnehmenden Ausnehmung gegeneinander verspannt. Die Dichtflächen des Verschlusskopfes und des ersten Bauteils bilden hierbei ein Dichtflächenpaar.By twisting the connecting element, the two components are braced against one another, producing the desired sealing of the locking head (contact collar) on the first component in its recess receiving the locking head. The sealing surfaces of the locking head and the first component form a pair of sealing surfaces.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist mindestens ein, insbesondere rippen- oder stegartiges, Anschlagelement vorgesehen, das entlang des Verbindungselements, vorzugsweise am Verschlusskopf (Anlagebund), vorgesehen und geeigneter Weise an diesen angeformt ist. Zusätzlich oder alternativ ist geeigneter Weise mindestens eine Sicherungsnocke vorgesehen, die vorzugsweise am Verschlusskopf (Anlagebund) vorgesehen und/oder an diesen angeformt ist. Zudem weist der Anlagebund des Verbindungselements zweckmäßigerweise einen Werkzeugantrieb auf. Hierzu ist geeigneter Weise eine Werkzeugaufnahme, insbesondere einen Innenmehrkant oder Innenmehrrund, vorzugsweise einen Innensechskant bzw. Innensechsrund, am Anlagebund des Verbindungselements vorgesehen.In an advantageous embodiment, at least one, in particular rib-like or web-like, stop element is provided, which is provided along the connecting element, preferably on the closure head (contact collar), and is suitably molded onto it. In addition or as an alternative, at least one securing cam is suitably provided, which is preferably provided on the locking head (contact collar) and / or is molded onto it. In addition, the contact collar of the connecting element expediently has a tool drive. For this purpose, a tool receptacle, in particular a polygonal socket or polygonal socket, preferably a hexagonal socket or hexalobular socket, is provided on the contact collar of the connecting element.

Das Anschlagelement steht dem Verschlusskopf vorzugsweise radial und beispielsweise auch axial über, und kann einerseits zur manuellen Handhabung des Verbindungselmentes im Zuge dessen Vormontage am ersten Bauteil dienen. Insbesondere dient das Anschlagelement zur Begrenzung der Drehbewegung des Verbindungselements in dessen Endmontageposition. In der Endmontageposition, wenn mittels des Verbindungselements die beiden Bauteile gegeneinander verspannt sind, gelangt das Anschlagelement an eine korrespondierende Anschlagkante des ersten Bauteils, vorzugsweise im Bereich dessen Aufnahme für den Verschlusskopf. Der Sicherungsnocken dient zur Sicherung des Verbindungselements in dessen Endmontageposition, um ein Rückdrehen des in diese Position ver- oder gedrehten Verbindungselements und somit ein Lösen, insbesondere vom ersten Bauteil, zu verhindern.The stop element preferably projects radially and, for example, axially beyond the locking head, and on the one hand can be used for manual handling of the connecting element in the course of its pre-assembly on the first component. In particular, the stop element serves to limit the rotational movement of the connecting element in its final assembly position. In the final assembly position, when the two components are braced against one another by means of the connecting element, the stop element reaches a corresponding stop edge of the first component, preferably in the area of its receptacle for the locking head. The securing cam serves to secure the connecting element in its final assembly position in order to prevent the connecting element twisted or rotated into this position from turning back and thus preventing it from becoming detached, in particular from the first component.

Die Verbindungsanordnung umfassend wenigstens ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil sowie ein solches Verbindungselement, wobei die Bauteile jeweils eine Durchgangsöffnung (einen Durchbruch) aufweisen. In einer Vormontageposition befindet sich der Verschlussfuß (Querriegel) des Verbindungselements in der Durchgangsöffnung des ersten Bauteils, und der Verschlusskopf (Anlagebund) befindet sich in der korrespondierenden Ausnehmung des ersten Bauteils. Dabei ist vorteilhafterweise das Verbindungselement in der Vormontageposition mittels korrespondierender Füge- und Rastelemente am Verschlussfuß einerseits und an der Durchgangsöffnung andererseits am ersten Bauteil, vorzugsweise in dessen Durchgangsöffnung lösbar verrastet. Das verschlussfussseitige Füge- bzw. Rastelement ist geeigneter Weise an der parallel zur Schaftlängsachse verlaufenden Riegelflanke des Verschlussfusses vorgesehen.The connecting arrangement comprising at least a first component and a second component as well as such a connecting element, the components each having a through opening (an opening). In a pre-assembly position, the locking foot (cross bar) of the connecting element is in the through opening of the first component, and the locking head (contact collar) is in the corresponding recess of the first component. The connecting element is advantageously releasably latched in the preassembly position by means of corresponding joining and latching elements on the closure foot on the one hand and on the through opening on the other hand on the first component, preferably in its through opening. The joining or latching element on the locking foot side is suitably provided on the locking flank of the locking foot running parallel to the longitudinal axis of the shaft.

In einer Endmontageposition durchgreift das Verbindungselement mit dessen Verschlussfuß (Querriegel) des Verbindungselements in der Durchgangsöffnung des ersten Bauteils, und der die axial fluchtenden Durchgangsöffnungen (Durchbrüche) der beiden Bauteile und ist zur Verbindungsherstellung gegenüber einer Einschub-Winkellage (Vormontageposition) in eine End-Winkellage (Endmontageposition) verdreht.In a final assembly position, the connecting element reaches through with its locking foot (crossbar) of the connecting element in the through opening of the first component and the axially aligned through openings (breakthroughs) of the two components and is in an end angular position to establish the connection in relation to an insertion angular position (pre-assembly position) (Final assembly position) twisted.

In dieser End-Winkellage ist zwischen der vorzugsweise kegel- oder kegelstumpfförmigen Anlagefläche als Dichtfläche des Verschlusskopfes und einer alternativ oder vorzugsweise ebenfalls kegel- oder kegelstumpfförmigen Gegenfläche als korrespondierende Dichtfläche einer Innenwandung einer Ausnehmung des ersten Bauteils für den Verschlusskopf ein Dichtflächenpaar zwischen dem Verbindungselement und dem ersten Bauteil gebildet. Dabei wird für eine zuverlässige Abdichtung des Verbindungselementes gegenüber dem ersten Bauteil eine ausreichende Flächenpressung zwischen der, insbesondere kegelstumpfförmigen, Anlagefläche als Dichtfläche des Verschlusskopfes (Anlagebunds) und der Gegenfläche des ersten Bauteils über den, vorzugsweise schraubenförmigen, Verschlussfuß des Verbindungselementes erzeugt. Die Gegenfläche des ersten Bauteils kann beispielsweise ebenfalls kegelstumpfförmig sein. Auch kann entweder die Gegenfläche des ersten Bauteils oder die Anlagefläche als Dichtfläche des Verschlusskopfes kegelstumpfförmig sein.In this end angular position there is between the preferably conical or frustoconical contact surface as the sealing surface of the closure head and an alternatively or preferably likewise conical or frustoconical counter surface as the corresponding sealing surface of an inner wall a recess of the first component for the closure head, a pair of sealing surfaces is formed between the connecting element and the first component. For reliable sealing of the connecting element against the first component, sufficient surface pressure is generated between the, in particular frustoconical, contact surface as the sealing surface of the locking head (contact collar) and the opposing surface of the first component via the, preferably helical, locking foot of the connecting element. The opposite surface of the first component can also be frustoconical, for example. Either the opposite surface of the first component or the contact surface as the sealing surface of the closure head can also be frustoconical.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Verbindungselement einfach mittels eines einfachen Werkzeugs, vorzugsweise im Spritzverfahren (Kunststoffspritzverfahren), als 1 K-Kunststoffteil herstellbar ist. Zudem ist keine zusätzliche Dichtung, vorzugsweise auch kein 2K-Komponenten-Verbindungselement mit einer elastischen Dichtlippe oder dergleichen, zwischen dem ersten Bauteil (Träger) und dem Verbindungselement erforderlich. Dies wird vorzugsweise durch die Flächenpressung zwischen dem ersten Bauteil (Träger) und dem Verbindungselement erreicht.The advantages achieved with the invention consist in particular in the fact that the connecting element can be produced as a 1-component plastic part simply by means of a simple tool, preferably by injection molding (plastic injection molding). In addition, no additional seal, preferably also no 2K component connecting element with an elastic sealing lip or the like, is required between the first component (carrier) and the connecting element. This is preferably achieved by the surface pressure between the first component (carrier) and the connecting element.

Die Abdichtung erfolgt allein über das Dichtflächenpaar des Verbindungselementes und des ersten Bauteils, bevorzugt über die Kegelstumpfform des Verschlusskopfes und die entsprechende Gegenform, d. h. die kegelstumpfförmige Innenwandung der Aufnahme des ersten Bauteils (Trägers). Durch geeigneter Weise elastische Eigenschaften des ersten Bauteils und des Verbindungselements sowie durch die Ausführung der Kegelwinkel der Kegelstumpfform am Verschlusskopf des Verbindungselements und der Innenwandung der bauteilseitigen Aufnahme für den Verschlusskopf entsteht eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Bauteilen, insbesondere zwischen dem ersten Bauteil (Träger) und dem Verbindungselement. Vorzugsweise können zusätzliche, vorgelagerte Wasserbarrieren und/- oder Labyrinthe vorgesehen sein, welche einen Wassereintritt verhindern.Sealing takes place solely via the pair of sealing surfaces of the connecting element and the first component, preferably via the truncated cone shape of the closure head and the corresponding counter-shape, i.e. H. the frustoconical inner wall of the receptacle of the first component (carrier). A reliable seal is created between the components, in particular between the first component (carrier) and the Connecting element. Additional, upstream water barriers and / or labyrinths can preferably be provided which prevent water from entering.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einer perspektivischen Darstellung ein Verbindungselment mit einem Verschlusskopf (Anlagebund) und mit einem Verschlussfuß (Querriegel) sowie mit einem Schaftabschnitt, mit Blick auf die Rückseite des Verschlusskopfes,
2 in einer perspektivischen das Verbindungselement mit Blick auf die Oberseite des Verschlusskopfes,
3 in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstellung das Verbindungselement in einer Durchgangsöffnung eines erstes Bauteils (Trägers),
4 in einer perspektivischen Schnittdarstellung das Verbindungselement in der Durchgangsöffnung des erstes Bauteils (Trägers),
5 einen, insbesondere geringfügig gedrehten, Ausschnitt V aus 4,
6 in einer Schnittdarstellung eine Verbindungsanordnung mit dem Verbindungselement in miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen zweier zu verbindender Bauteile,
7 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform des Verbindungselments mit Blick auf die Oberseite des Verschlusskopfes,
8 in einer Explosionsdarstellung das Verbindungselement gemäß 7 in einer Position oberhalb einer Durchgangsöffnung im ersten Bauteil (Träger),
9 in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung gemäß 3 das Verbindungselement gemäß 7 in einer verrasteten Vormontageposition im Durchgangsöffnung des ersten Bauteils, und
10 in einer Schnittdarstellung die Verbindungsanordnung mit dem Verbindungselement gemäß 7 in den miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen der Bauteile im Endmontagezustand (Endmontageposition).

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Show in it:

1 a perspective view of a connecting element with a locking head (contact collar) and with a locking foot (crossbar) and with a shaft section, with a view of the rear of the locking head,
2 in a perspective view of the connecting element with a view of the top of the locking head,
3 in a perspective, partially sectioned illustration, the connecting element in a through opening of a first component (carrier),
4th in a perspective sectional view the connecting element in the through opening of the first component (carrier),
5 a, in particular slightly rotated, section V from 4th ,
6th In a sectional view, a connection arrangement with the connection element in aligned through openings of two components to be connected,
7th a perspective view of another embodiment of the connecting element with a view of the top of the locking head,
8th in an exploded view the connecting element according to 7th in a position above a through opening in the first component (carrier),
9 in a perspective, partially sectioned illustration according to 3 the connecting element according to 7th in a locked pre-assembly position in the through opening of the first component, and
10 in a sectional view the connection arrangement with the connection element according to FIG 7th in the aligned through openings of the components in the final assembly state (final assembly position).

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are provided with the same reference symbols in all figures.

Das in den 1 und 2 gezeigte Verbindungselement 1 dient zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile 2, 3, insbesondere zweier Bauteile einer Kraftfahrzeugtür, vorzugsweise eines Trägers 2 und eines weiteren Bauteils 3 (6). Das Verbindungselement 1 weist einen nachfolgend als Verschlusskopf 4 bezeichneten Anlagebund zur dichtenden Anlage an das erste Bauteil 2, einen nachfolgend als Verschlussfuß 5 bezeichneten Querriegel zum Verspannung der Bauteile 2, 3 in einer verdrehten Endmontageposition sowie einen Schaft oder Schaftabschnitt 6 zwischen dem Verschlusskopf 4 und dem Verschlussfuß 5 auf. Der Verschlusskopf 4 weist eine sich entlang des Schaftabschnitts 6 zum Verschlussfuß 5 hin verjüngende Mantel- oder Anlagefläche als (analgebundseitige) Dichtfläche 7 auf.That in the 1 and 2 shown connecting element 1 serves to mechanically connect at least two components 2 , 3 , in particular two components of a motor vehicle door, preferably a carrier 2 and another component 3 ( 6th ). The connecting element 1 has one below as a locking head 4th designated contact collar for sealing contact with the first component 2 , one hereinafter referred to as the locking foot 5 designated cross bar for bracing the components 2 , 3 in a twisted final assembly position and a shaft or shaft section 6th between the bolt head 4th and the locking foot 5 on. The bolt head 4th has one extending along the shaft portion 6th to the locking foot 5 tapering jacket or contact surface as (anal bond side) sealing surface 7th on.

Mit anderen Worten ist der Verschlusskopf 4 kegelstumpfförmige und weist eine Umfassungswand 8 auf, welche die sich entlang des Schaftabschnitts 6 zum Verschlussfuß 5 hin verjüngende Dichtfläche 7 bildet. Der Verschlusskopf 4 erstreckt sich axial in Richtung der Mittelachse M des Verbindungselementes 1 bzw. entlang der Schaftlängsachse L des Schaftabschnitts 6. Dieser ist als Hohlkörper mit freiend- oder bodenseitig geschlossenem Schaftfuß 9 am dem Verschlusskopf 4 abgewandten Schaftende ausgebildet. Die auf die Schaftlängsachse L und auf die Mittelachse M des Verbindungselementes 1 bezogene Axialrichtung ist in 1 mit A und die Radialrichtung ist dort mit R bezeichnet.In other words is the breech head 4th frustoconical and has a surrounding wall 8th on, which extends along the shaft section 6th to the locking foot 5 tapering sealing surface 7th forms. The bolt head 4th extends axially in the direction of the central axis M. of the connecting element 1 or along the longitudinal axis of the shaft L. of the shaft section 6th . This is a hollow body with a shaft foot closed at the free end or at the bottom 9 on the bolt head 4th opposite shaft end formed. The one on the longitudinal axis of the shaft L. and on the central axis M. of the connecting element 1 relative axial direction is in 1 with A and the radial direction is denoted by R there.

Das Verbindungselement 1 ist ein Verbindungsbauteil nach Art eines Bajonett- oder Schnellverschlusses. Der Verschlussfuß 5, geeigneter Weise in Schraubenform, ist zum Verschlusskopf 4 entlang des Schaftabschnitts 6 in Schaftlängsrichtung L axial beabstandet ist. Das Verbindungselement 1 mit dem Verschlusskopf 4 mit dessen Dichtfläche 7 und mit dem Verschlussfuß 5 sowie mit dem Schaftabschnitt 6 ist ein Einkomponenten-Kunststoff-Bauteil (1K-Bauteil).The connecting element 1 is a connecting component in the manner of a bayonet or quick release fastener. The locking foot 5 , suitably in screw form, is to the bolt head 4th along the shaft section 6th in the longitudinal direction of the shaft L. is axially spaced. The connecting element 1 with the bolt head 4th with its sealing surface 7th and with the locking foot 5 as well as with the shaft section 6th is a one-component plastic component (1K component).

Am Verschlusskopf 4 sind im Ausführungsbeispiel zwei stegartige Anschlagelemente 10 vorgesehen bzw. angeformt, welche den Verschlusskopf 4 radial überragen. Den Anschlagelementen 10 in Umfangsrichtung U vorgelagert ist jeweils eine radiale Sicherungsnocke 11, die am Außenumfang des Verschlusskopfes 4 zur Dichtfläche 7 axial versetzt angeformt ist und dem Verschlusskopf 4 radial übersteht. Zudem weist das Verbindungselement 1 am bzw. im Verschlusskopf 4 eine Werkzeugaufnahme 12 zur Aufnahme eines entsprechenden Werkzeugs auf. Im Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugaufnahme 12 in Form eines Innensechskants zur Aufnahme eines Inbusschlüssels als Werkzeugt ausgeführt. Die Anschlagelemente 10 können auch an anderen Positionen des Verbindungselements 1 vorgesehen sein.On the bolt head 4th are in the exemplary embodiment two web-like stop elements 10 provided or molded, which the locking head 4th protrude radially. The stop elements 10 in the circumferential direction U upstream of each is a radial locking cam 11 on the outer circumference of the bolt head 4th to the sealing surface 7th is formed axially offset and the locking head 4th protrudes radially. In addition, the connecting element 1 on or in the bolt head 4th a tool holder 12th to accommodate a corresponding tool. In the exemplary embodiment is the tool holder 12th designed in the form of a hexagon socket for receiving an Allen key as a tool. The stop elements 10 can also be in other positions of the connecting element 1 be provided.

Wie auch in 4 erkennbar ist, ist zwischen einer Wandung 13 der Werkzeugaufnahme 12 und der Umfassungswand 9 des Verschlusskopfs 4 ein Ringraum 14 gebildet, in dem im Ausführungsbesipiel sechs Innenstreben 15 radial verlaufend eingeformt sind. Zwei diametral gegenüberliegende Innenstreben 15 tragen jeweils eines der Anschlagelemente 10, welche dem Verschlusskopf 4 sowohl radial als auch axial überstehen. Die lichte Weite des hohlen oder hohlzylindrischen Schaftabschnitts 6 des Verbindungselements 1 nimmt vom Verschlusskopf 4 zum Schaftfuß 16 hin stufenweise ab.As in 4th is recognizable is between a wall 13th the tool holder 12th and the perimeter wall 9 of the bolt head 4th an annulus 14th formed, in which six inner struts in the exemplary embodiment 15th are formed to run radially. Two diametrically opposed inner struts 15th each carry one of the stop elements 10 , which the bolt head 4th protrude both radially and axially. The inside width of the hollow or hollow cylindrical shaft section 6th of the connecting element 1 takes off the bolt head 4th to the shaft foot 16 down gradually.

In 6 ist die axiale Höhe des Verschlusskopfs 4 mit h, die axiale Höhe oder Länge des Verbindungselements 1 mit H, der Durchmesser des Verschlusskopfes 4 (Anlagebundes) mit D, die axiale Höhe oder Länge des sich über den Verschlussfuß 5 erstreckenden Schaftes 16 des Verbindungselementes 1 mit I und die axiale Höhe oder Länge des Verschlussfußes (Querriegels) 5 mit b bezeichnet. Die axiale Höhe oder Länge des sich zwischen dem Verschlusskopf 4 und dem Verschlussfuß 5 erstreckenden Schaftabschnitts 6 entspricht der Differenz (I - b) zwischen der axiale Höhe I des Schaftes und der axialen Höhe b des Verschlussfußes 5.In 6th is the axial height of the bolt head 4th with h, the axial height or length of the connecting element 1 with H, the diameter of the bolt head 4th (Attachment collar) with D, the axial height or length of the locking foot 5 extending shaft 16 of the connecting element 1 with I and the axial height or length of the locking foot (cross bar) 5 denoted by b. The axial height or length of the area between the bolt head 4th and the locking foot 5 extending shaft portion 6th corresponds to the difference ( I. - b ) between the axial height I. of the shaft and the axial height b of the locking foot 5 .

Vorteilhafterweise entspricht die axiale Höhe h des Verschlusskopfs 4 zwischen 30% und 40% der axialen Höhe oder Länge H des Verbindungselements 1 und zwischen 50% und 60% der axialen Höhe oder Länge I des Schaftes 16. Die axiale Höhe b des Verschlussfußes 5 entspricht bevorzugt zwischen 40% und 50% der axialen Höhe oder Länge H des Verbindungselements 1 und zwischen 65% und 75% der axialen Höhe oder Länge I des Schaftes 16.Advantageously, the axial height corresponds H of the bolt head 4th between 30% and 40% of the axial height or length H of the connecting element 1 and between 50% and 60% of the axial height or length I. of the shaft 16 . The axial height b of the locking foot 5 preferably corresponds to between 40% and 50% of the axial height or length H of the connecting element 1 and between 65% and 75% of the axial height or length I. of the shaft 16 .

Wie aus den 3 und 6 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, weist der Verschlusskopf 4 die Form eines Kegelstumpfes auf. Mit anderen Worten weist der Verschlusskopf 4 eine sich zum Verschlussfuß 5 hin verjüngende Umfassungswand 8 mit der axialen Höhe h auf. Die Umfassungswand 9 bildet die entsprechende Dichtfläche 7 bzw. weist diese auf.As from the 3 and 6th can be seen comparatively clearly, the locking head 4th the shape of a truncated cone. In other words, the locking head 4th one to the breech foot 5 tapering surrounding wall 8th with the axial height H on. The enclosing wall 9 forms the corresponding sealing surface 7th or has this.

Der in 6 veranschaulichte Winkel (Kegelwinkel) α ist vorzugsweise größer als 1° und kleiner als 20°. insbesondere beträgt der Winkel α zwischen 2° und 15°, zweckmäßigerweise ist α = (8 ± 5)°.The in 6th illustrated angles (cone angles) α is preferably greater than 1 ° and less than 20 °. in particular, the angle is α between 2 ° and 15 °, expediently α = (8 ± 5) °.

Wie aus den 3 bis 6 ersichtlich ist, weist das erste Bauteil 2 als Gegenfläche zur kegelstumpfförmigen Umfassungswand 8 des Verschlusskopfes 4 des Verbindungselementes 1 eine kegelstumpfförmige Innen- oder Anlagewand 17 auf, welche eine ebenfalls kegelstumpfförmige (bauteilseitige) Dicht- oder Anlagefläche 18 bilden bzw. diese aufweisen kann. Die Innenwand 17 ist gebildet von und befindet sich in einer Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2, wobei die Ausnehmung 19 den Verschlusskopf 4 zumindest über einen Teil dessen axialer Höhe h aufnimmt. Grundsätzlich kann anstelle der kegelstumpfförmigen Umfassungswand 8 des Verschlusskopfes 4 des Verbindungselementes 1 auch lediglich die Innen- oder Anlagewand 17 kegelstumpfförmig ausgeführt sein.As from the 3 to 6th can be seen, has the first component 2 as a counter surface to the frustoconical surrounding wall 8th of the bolt head 4th of the connecting element 1 a frustoconical inner or abutment wall 17th which also has a frustoconical (component-side) sealing or contact surface 18th can form or have these. The inner wall 17th is formed by and is located in a recess 19th of the first component 2 , the recess 19th the bolt head 4th at least over part of its axial height H records. Basically, instead of the frustoconical surrounding wall 8th of the bolt head 4th of the connecting element 1 also only the interior or system wall 17th be designed frustoconical.

Die Umfassungswand 8 des Verschlusskopfes 4 und die Innenwand (Anlagewand) 17 der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 bilden ein Dichtflächenpaar 7, 18. Mit anderen Worten bilden die Umfassungswand 8 und die Innenwand (Anlagewand des Trägers) 17 ein Dichtflächenpaar in Kegelstumpfform. In der Anlage des Verschlusskopfes 4 bzw. dessen Umfassungswand 8 an der innenumfangsseitigen Innenwand 17 der sickenartigen Ausnehmung 19 des ersten Bauteils (Trägers) 2 ist eine hohe Dichtheit (Abdichtung) des Verbindungselementes 1 und des ersten Bauteils 2 ohne zusätzliche, beispielsweise flexible und/oder elastische Dichtelemente (Dichtring, Dichtlippe oder dergleichen) gegeben. Wie in den Figuren veranschaulicht, sind die von der analgebundseitigen Umfassungswand 8 und von der bauteilseitigen Innenwand 17 gebildete Dichtflächen 7, 18 bzw. das Dichtflächenpaar umlaufend.The enclosing wall 8th of the bolt head 4th and the inner wall (system wall) 17th the recess 19th of the first component 2 form a pair of sealing surfaces 7th , 18th . In other words, form the enclosing wall 8th and the inner wall (contact wall of the carrier) 17 has a pair of sealing surfaces in the shape of a truncated cone. In the system of the bolt head 4th or its surrounding wall 8th on the inner wall on the inner circumference 17th the bead-like recess 19th of the first component (beam) 2 is a high level of tightness (sealing) of the connecting element 1 and the first component 2 given without additional, for example flexible and / or elastic sealing elements (sealing ring, sealing lip or the like). As illustrated in the figures, they are from the circumferential wall on the anal fissure side 8th and from the component-side inner wall 17th formed sealing surfaces 7th , 18th or the pair of sealing surfaces all around.

Der Verschlussfuß 5 und der diesen tragende Schaft 16 mit dem Schaftabschnitt 6 zwischen dem Verschlusskopf 4 und dem Verschlussfuß 5 sind zur verdrehbaren Durchführung des Verbindungselementes 1 durch korrespondierende Durchgangsöffnungen (Durchbrüche) 20, 21 in den Bauteilen 2, 3 vorgesehen und eingerichtet.The locking foot 5 and the shaft carrying it 16 with the shaft section 6th between the bolt head 4th and the locking foot 5 are for the rotatable implementation of the connecting element 1 through corresponding through openings (breakthroughs) 20th , 21 in the components 2 , 3 provided and set up.

Die 3 und 4 zeigen das Verbindungselement 1 in einem Montage- oder Fügezustand, in welchem der Verschlussfuß 5 durch die Durchgangsöffnung 20 des ersten Bauteils 2 durchgesteckt ist und der Verschlusskopf 4 des Verbindungselementes 1 in der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 einsitzt. Der jeweilige Sicherungsnocken 11 schnappt oder greift in eine korrespondierende Sicherungsnut 22 entlang der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 ein.The 3 and 4th show the fastener 1 in an assembly or joining state in which the locking foot 5 through the through opening 20th of the first component 2 is pushed through and the locking head 4th of the connecting element 1 in the recess 19th of the first component 2 incarcerated. The respective safety cam 11 snaps or engages in a corresponding securing groove 22nd along the recess 19th of the first component 2 a.

Im in 6 gezeigten Montage- oder Fügezustand (Endmontagezustand) ist das nunmehr auch durch die korrespondierenden Durchgangsöffnung 21 des zweiten Bauteils 3 geführte Verbindungselement 1 weiter derart verdreht, dass der Verschlussfuß 5 das zweite Bauteil 3 im Bereich eines Öffnungsrandes 23 der Durchgangsöffnung 21 hintergreift. Aufgrund schraubenförmiger oder keilförmiger Konturen des Verschlussfußes 5 wird im Zuge dieser Drehbewegung des Verbindungselementes 1 eine axiale, d. h. in Richtung der Mittel- oder Schaftlängsachse M bzw. L wirkende Verspannkraft erzeugt. Dies führt zur Flächenpressung der verschlusskopfseitigen Umfassungswand 8 gegen die bauteilseitige Innenwand 17 des ersten Bauteils (Trägers) 3 und somit zur Flächenpressung des kegelstumpfförmigen Dichtflächenpaares 7, 18.In the in 6th The assembly or joining state shown (final assembly state) is now also through the corresponding passage opening 21 of the second component 3 guided fastener 1 further twisted so that the locking foot 5 the second component 3 in the area of an opening edge 23 the passage opening 21 engages behind. Due to the helical or wedge-shaped contours of the locking foot 5 becomes in the course of this rotary movement of the connecting element 1 an axial, ie in the direction of the central or longitudinal axis of the shaft M. or. L. acting tension force generated. This leads to the surface pressure of the surrounding wall on the closure head side 8th against the component-side inner wall 17th of the first component (beam) 3 and thus for the surface pressure of the frustoconical pair of sealing surfaces 7th , 18th .

Im Endmontagezustand ist das Verbindungselement 1 mittels der Anschlagelemente 10 gegen ein weiteres Verdrehen und mittels der Sicherungsnocken 11 gegen eine ungewolltes Rückdrehen und Lösen am ersten Bauteil 2 gesichert. Für das jeweilige Anschlagelement 10 ist hierzu eine entsprechende Anschlagkontur 10a am ersten Bauteil 2 vorgesehen.The connecting element is in the final assembly state 1 by means of the stop elements 10 against further rotation and by means of the safety cams 11 against unintentional turning back and loosening on the first component 2 secured. For the respective stop element 10 is a corresponding stop contour for this 10a on the first component 2 intended.

Der Verschlussfuß 5 weist zwei diametral gegenüberliegende, bezogen auf den Schaftabschnitt 6 bzw. auf dessen Schaftachse L radial verlaufende Riegelarme 24 auf. Hierdurch werden die beiden Bauteile 2, 3 im Endmontagezustand zwischen dem Verschlusskopf 4 und dem Verschlussfuß 5 gegeneinander verspannt. Die Riegelarme 24 des Verschlussfußes 5 weisen zueinander V-förmig oder keilförmig verlaufende Riegelflanken 24a, 24b auf. Dabei ist ein die Riegelflanken 24a und 24b verbindender Riegelscheitel 24c dem Verschlusskopf 4 zugewandt.The locking foot 5 has two diametrically opposite, based on the shaft section 6th or on its shaft axis L. radial locking arms 24 on. This causes the two components 2 , 3 in the final assembly state between the locking head 4th and the locking foot 5 braced against each other. The latch arms 24 of the locking foot 5 have V-shaped or wedge-shaped locking flanks to one another 24a , 24b on. One is the bolt flanks 24a and 24b connecting bolt apex 24c the bolt head 4th facing.

Eine der Riegelflanken 24a, 24b, hier die mit 24a bezeichnete Riegelflanke, verläuft parallel zum Schaftabschnitt 6 bzw. zur Schaftlängsachse L, während die andere Riegelflanke 24b schräg oder geneigt in einem Keilwinkel β zum Schaftabschnitt 6 bzw. zur Schaftlängs- und Mittelachse L, M verläuft (2). Der Keilwinkel β beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 45°. Die V-förmige Ausgestaltung der Riegelarme 24 ist besonders vorteilhaft, um ein als Blechbauteil ausgeführtes Bauteil 3 gewindeartig konstant an einen als Kunststoffträger ausgeführtes Bauteil 2 heranzuführen (heranzuziehen).One of the bolt flanks 24a , 24b , here the locking flank denoted by 24a, runs parallel to the shaft section 6th or to the longitudinal axis of the shaft L. while the other bolt flank 24b oblique or inclined at a wedge angle β to the shaft section 6th or to the longitudinal and central axis of the shaft L. , M. runs ( 2 ). The wedge angle β is approx. 45 ° in the exemplary embodiment. The V-shaped design of the locking arms 24 is particularly advantageous to a component designed as a sheet metal component 3 thread-like constant to a component designed as a plastic carrier 2 to bring in (to bring in).

Wie in 1 erkennbar ist, liegen die parallelen und die schrägen Riegelflanken 24a, 24b der beiden Riegelarme 24 jeweils einander gegenüber. Mit anderen Worten liegt die parallele Riegelflanke 24a des einen der Riegelarme 24 der schrägen Riegelflanke 24b des anderen Riegelarms 24 gegenüber. Hierdurch wirkt das Verrriegelungselement 1 in beiden Drehrichtungen symmetrisch.As in 1 can be seen, the parallel and the inclined bolt flanks are located 24a , 24b of the two locking arms 24 each facing each other. In other words, the parallel bolt flank lies 24a of one of the latch arms 24 the inclined bolt flank 24b of the other locking arm 24 across from. The locking element acts as a result 1 symmetrical in both directions of rotation.

Die in 6 veranschaulichte Verbindungsanordnung 25 umfassend das erste und zweite Bauteil 2, 3, die jeweils die Durchgangsöffnung 20 bzw. 21 aufweisen, sowie das Verbindungselement 1. Das Verbindungselment 1 durchgreift in der in 6 gezeigten Endmontageposition die axial fluchtenden Durchgangsöffnungen (Durchbrüche) 20, 21 des ersten Bauteils 2 und des zweiten Bauteils 3 und ist gegenüber der in 3 und 4 gezeigten Einschub-Winkellage zur Verbindungsherstellung in eine End-Winkellage (Endmontagezustands) verdreht.In the 6th illustrated connection arrangement 25th comprising the first and second components 2 , 3 each having the through opening 20th or. 21 have, as well as the connecting element 1 . The connecting element 1 takes action in the in 6th the shown final assembly position the axially aligned through openings (breakthroughs) 20th , 21 of the first component 2 and the second component 3 and is opposite the in 3 and 4th The shown insertion angular position is twisted into an end angular position (final assembly state) to establish the connection.

Bei der in 6 gezeigten Verbindungsanordnung 25 in deren End-Winkellage (Endmontagezustand) ist zwischen dem Verschlusskopf 4 bzw. dessen kegelstumpfförmiger Dichtfläche 7 der Umfassungswand 8 und dem ersten Bauteil 2 bzw. dessen kegelstumpfförmiger Gegenfläche als komplementärere Dichtfläche 18 der Innenwand 17 der Ausnehmung 19 ein zuverlässig dichtendes Dichtflächenpaar und somit eine sichere Abdichtung des Verbindungselement 1 am ersten Bauteil (Träger) 2 hergestellt. Vorzugsweise weist die Umfassungswand 8 bzw. deren umlaufende Dichtfläche 7 des Verschlusskopfes 4 und/oder die Innenwand 17 bzw. deren umlaufende Dichtfläche 18 der Innenwand 17 in der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils (Trägers) 2 keine Rauhigkeit auf.At the in 6th connection arrangement shown 25th in their final angular position (final assembly state) is between the bolt head 4th or its frustoconical sealing surface 7th the perimeter wall 8th and the first component 2 or its frustoconical counter surface as a complementary sealing surface 18th the inner wall 17th the recess 19th a reliably sealing pair of sealing surfaces and thus a secure sealing of the connecting element 1 on the first component (carrier) 2 produced. The surrounding wall preferably has 8th or their circumferential sealing surface 7th of the bolt head 4th and / or the inner wall 17th or their circumferential sealing surface 18th the inner wall 17th in the recess 19th of the first component (beam) 2 no roughness.

Das in 7 in gezeigte Verbindungselement 1 zur mechanischen Verbindung der Bauteile 2, 3 unterscheidet sich von demjenigen der 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass der Verschlusskopf 4 als Anlagebund zur dichtenden Anlage am ersten Bauteil 2 eine vergleichsweise ausgeprägte Schalen- oder Topfform und zwei konzentrische Ringräume 14, 14a aufweist, in deren radial inneren Ringraum 14a wiederum die Innenstreben 15 eingeformt sind. Die Werkzeugaufnahme 12 ist hier als Innensechsrund ausgeführt. Der Verschlussfuß (Querriegel) 5 weist wiederum zwei diametral gegenüberliegende, bezogen auf den Schaftabschnitt 6 (Schaftachse L) radial verlaufenden Riegelarmen 24 mit jeweils parallel und schräg zur Schaftlängsachse L verlaufender Riegelflanke 24a bzw. 24b auf. Mit diesen werden die beiden Bauteile 2, 3 im Endmontagezustand zwischen dem Verschlusskopf 4 und dem Verschlussfuß 5 gegeneinander verspannt (10).This in 7th in connector shown 1 for the mechanical connection of the components 2 , 3 differs from that of the 1 and 2 essentially by the fact that the bolt head 4th as a contact collar for sealing contact on the first component 2 a comparatively distinctive bowl or pot shape and two concentric annular spaces 14th , 14a has, in the radially inner annular space 14a again the inner struts 15th are molded. The tool holder 12th is designed here as a hexalobular socket. The locking foot (cross bar) 5 in turn has two diametrically opposite, based on the shaft section 6th (Shaft axis L. ) radial locking arms 24 each parallel and at an angle to the longitudinal axis of the shaft L. running bolt flank 24a or. 24b on. With these the two components 2 , 3 in the final assembly state between the locking head 4th and the locking foot 5 braced against each other ( 10 ).

Das Verbindungselement 1 mit dem Verschlusskopf 4 mit dessen Dichtfläche 7 und mit dem Verschlussfuß 5 sowie mit dem Schaftabschnitt 6 ist ein ebenfalls bevorzugt ein Einkomponenten-Kunststoff-Bauteil (1K-Bauteil). Auch bei dieser Ausführungsform weist der Verschlusskopf 4 eine sich entlang des Schaftabschnitts 6 zum Verschlussfuß 5 hin kegelstumpfartig verjüngende Mantel- oder Anlagefläche als Dichtfläche 7 auf.The connecting element 1 with the bolt head 4th with its sealing surface 7th and with the locking foot 5 as well as with the shaft section 6th is also preferably a one-component plastic component (1K component). In this embodiment too, the locking head 4th one extending along the shaft portion 6th to the locking foot 5 shell or contact surface tapering towards a truncated cone as a sealing surface 7th on.

Wie auch in 2 erkennbar ist, erstrecken sich die hier an der Umfassungswand 8 des Verschlusskopfes 4 angeformten Anschlagelemente 10 wiederum radial. Zudem sind die ebenfalls an die Umfassungswand 8 des Verschlusskopfes 4 angeformten, den Anschlagelementen 10 in Umfangsrichtung U vorgelagert und radial orientierten Sicherungsnocken 11 erkennbar, die im Endmontagezustand in die korrespondierenden Sicherungsnuten 22 der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 einrasten.As in 2 can be seen, they extend here on the surrounding wall 8th of the bolt head 4th molded stop elements 10 again radial. In addition, they are also on the surrounding wall 8th of the bolt head 4th molded, the stop elements 10 in the circumferential direction U upstream and radially oriented safety cams 11 recognizable, which in the final assembly state in the corresponding locking grooves 22nd the recess 19th of the first component 2 snap into place.

Bei dieser Ausführung weist das erste Bauteil 2 als Gegenfläche zur kegelstumpfförmigen Umfassungswand 8 des Verschlusskopfes 4 des Verbindungselementes 1 eine zylindrische Innen- oder Anlagewand 17 mit entsprechend zylindrischer Dicht- oder Anlagefläche 18 der den Verschlusskopf 4 über einen Teil dessen axialer Höhe h aufnehmenden Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 auf. Die Umfassungswand 8 des Verschlusskopfes 4 und die Innenwand (Anlagewand) 17 der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 bilden wiederum ein Dichtflächenpaar 7, 18.In this embodiment, the first component 2 as a counter surface to the frustoconical surrounding wall 8th of the bolt head 4th of the connecting element 1 a cylindrical inner or abutment wall 17th with a correspondingly cylindrical sealing or contact surface 18th of the bolt head 4th over part of its axial height H receiving recess 19th of the first component 2 on. The enclosing wall 8th of the bolt head 4th and the inner wall (system wall) 17th the recess 19th of the first component 2 in turn form a pair of sealing surfaces 7th , 18th .

Wie aus den 9 ersichtlich ist, befindet sich das Verbindungselement 1 in einem ersten Montage- oder Fügezustand (Vormontagezustand) in der Durchgangsöffnung 20 des ersten Bauteils 2 und ist dort in Folge einer Drehung (Verdrehung) des Verbindungselements 1 verliersicher gehalten. Hierzu ist in den jeweiligen Riegelarm 24 und dort in dessen zur Schaftlängsachse L parallele Riegelflanke 24a ein Fügeelement 26 in Form einer Radialnut vorgesehen, in welche ein in der Durchgangsöffnung 20 des ersten Bauteils 2 vorgesehenes Rastelement 27 in Form eines Rastnocken eingreift. Dieser ist an zumindest einer von zwei geradlinigen Parallelwänden 28 der Durchgangsöffnung 20 angeformt.As from the 9 can be seen, there is the connecting element 1 in a first assembly or joining state (pre-assembly state) in the through opening 20th of the first component 2 and is there as a result of a rotation (twisting) of the connecting element 1 held captive. This is done in the respective locking arm 24 and there in its to the longitudinal axis of the shaft L. parallel bolt flank 24a a joining element 26th provided in the form of a radial groove into which a through opening 20th of the first component 2 provided locking element 27 engages in the form of a locking cam. This is on at least one of two straight parallel walls 28 the passage opening 20th molded.

Im in 10 gezeigten Montage- oder Fügezustand (Endmontagezustand) ist das durch die korrespondierende, mit der Durchgangsöffnung 20 des ersten Bauteils 2 axial fluchtende Durchgangsöffnung 21 des zweiten Bauteils 3 geführte Verbindungselement 1 weiter verdreht, bis der Verschlussfuß 5 das zweite Bauteil 3 im Bereich des Öffnungsrandes 23 der Durchgangsöffnung 21 kraftschlüssig hintergreift. Dabei ist der Riegelscheitel 24c eines der Riegelarme 24 des Verschlussfußes 5 gegen das zweite Bauteil 3 gepresst. Der Verschlusskopf 4 des Verbindungselementes 1 liegt in der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 ein, und der jeweilige Sicherungsnocken 11 der greift in die korrespondierende Sicherungsnut 22 ersten Bauteils 2 ein. Im Endmontagezustand ist das Verbindungselement 1 mittels der Anschlagelemente 10 gegen ein weiteres Verdrehen und mittels der Sicherungsnocken 11 gegen eine ungewolltes Rückdrehen und Lösen am ersten Bauteil 2 gesichert.In the in 10 The assembly or joining condition shown (final assembly condition) is that through the corresponding to the through opening 20th of the first component 2 axially aligned passage opening 21 of the second component 3 guided fastener 1 further twisted until the locking foot 5 the second component 3 in the area of the opening edge 23 the passage opening 21 frictionally engages behind. This is the top of the bolt 24c one of the latch arms 24 of the locking foot 5 against the second component 3 pressed. The bolt head 4th of the connecting element 1 lies in the recess 19th of the first component 2 one, and the respective safety cam 11 which engages in the corresponding locking groove 22nd first component 2 a. The connecting element is in the final assembly state 1 by means of the stop elements 10 against further rotation and by means of the safety cams 11 against unintentional turning back and loosening on the first component 2 secured.

Im Zuge dieser Drehbewegung des Verbindungselementes 1 führt die axial wirkende Verspannkraft dazu, dass der Verschlusskopf 4 in die bauteilseitige Ausnehmung 19 eingepresst wird. Die dadurch bedingte Flächenpressung des Verschlusskopfes 4 in der Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 führt zu einer entsprechenden (radialen) Verformung der verschlusskopfseitigen Umfassungswand 8 und/oder der bauteilseitigen, hier zylindrischen Innenwand 17 des ersten Bauteils (Trägers) 3. Hierzu ist die Wanddicke x, y der verschlusskopfseitigen Umfassungswand 8 bzw. der bauteilseitigen Innenwand 17 entsprechend dünnwandig bemessen.In the course of this rotary movement of the connecting element 1 the axially acting bracing force causes the bolt head 4th into the component-side recess 19th is pressed in. The resulting surface pressure of the bolt head 4th in the recess 19th of the first component 2 leads to a corresponding (radial) deformation of the surrounding wall on the closure head side 8th and / or the component-side, here cylindrical inner wall 17th of the first component (beam) 3 . This is the wall thickness x , y the surrounding wall on the closure head side 8th or the component-side inner wall 17th dimensioned accordingly thin-walled.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verbindungselement 1, vorzugsweise aus einer Materialkomponente, zur mechanischen Verbindung wenigstens zweier Bauteile 2, 3, aufweisend einen Verschlusskopf 4 und einen Verschlussfuß 5 zur Verspannung des zweiten Bauteil 3 gegen das erste Bauteil 2 in einer Endmontageposition sowie einen Schaftabschnitt 6, wobei der Verschlusskopf 4 eine sich axial (in Schaftlängsrichtung L) erstreckende Dichtfläche 7 zur dichtenden Anlage an einer Dichtfläche 18 einer Ausnehmung 19 des ersten Bauteils 2 aufweist. Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 28 umfasst ein erstes Bauteil 2 und wenigstens ein zweites Bauteil 3 sowie ein solches Verbindungselement 1.In summary, the invention relates to a connecting element 1 , preferably made of one material component, for the mechanical connection of at least two components 2 , 3 , having a locking head 4th and a locking foot 5 for bracing the second component 3 against the first component 2 in a final assembly position and a shaft section 6th , the bolt head 4th one axially (in the longitudinal direction of the shaft L. ) extending sealing surface 7th for sealing contact on a sealing surface 18th a recess 19th of the first component 2 having. A connection arrangement according to the invention 28 comprises a first component 2 and at least one second component 3 as well as such a connecting element 1 .

Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.The claimed invention is not limited to the exemplary embodiment described above. Rather, other variants of the invention can also be derived therefrom by the person skilled in the art within the scope of the disclosed claims without departing from the subject matter of the claimed invention. In particular, all of the individual features described in connection with the various exemplary embodiments can also be combined in other ways within the scope of the disclosed claims without departing from the subject matter of the claimed invention.

Zudem kann die beschriebene Lösung nicht nur in dem speziell dargestellten Anwendungsfall zum Einsatz kommen, sondern auch in ähnlicher Ausführung bei anderen Kraftfahrzeug-Anwendungen, wie zum Beispiel bei Tür- und Heckklappensystemen, bei Fensterhebern, bei Fahrzeugschlössern, bei verstellbaren Sitz- und Innenraumsystemen sowie bei elektrischen Antrieben, Steuerungen, Sensoren und deren Anordnung im Fahrzeug.In addition, the solution described can be used not only in the application specifically shown, but also in a similar design in other motor vehicle applications, such as door and tailgate systems, window regulators, vehicle locks, adjustable seat and interior systems as well as electrical drives, controls, sensors and their arrangement in the vehicle.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: VerbindungselementConnecting element
22: erstes Bauteil/Trägerfirst component / carrier
33: zweites Bauteilsecond component
44th: VerschlusskopfAnlagebundLocking head attachment collar
55: Verschlussfuß/QuerriegelLocking foot / cross bar
66th: Schaft/-abschnittShaft / section
77th: (analgebundseitige) Dicht-/Anlagefläche(anal bond side) sealing / contact surface
88th: UmfassungswandPerimeter wall
99: SchaftfußShaft foot
1010: AnschlagelementStop element
10a10a: AnschlagkonturStop contour
1111: SicherungsnockeSafety cam
1212th: WerkzeugaufnahmeTool holder
1313th: WandungWall
14,14a14,14a: RingraumAnnulus
1515th: InnenstrebeInner strut
1616: Schaftshaft
1717th: Innen-/AnlagewandInterior / system wall
1818th: (bauteilseitige) Dicht-/Anlagefläche(component-side) sealing / contact surface
1919th: AusnehmungRecess
20,2120.21: Durchgangsöffnung/DurchbruchThrough opening / breakthrough
2222nd: SicherungsnutLocking groove
2323: ÖffnungsrandOpening edge
2424: RiegelarmLatch arm
24a24a: parallele Riegelflankeparallel bolt flank
24b24b: schräge Riegelflankeinclined bolt flank
24c24c: RiegelscheitelBolt apex
2525th: VerbindungsanordnungConnection arrangement
2626th: Fügeelement/RadialnutJoining element / radial groove
2727: Rastelement/-nockeLocking element / cam
2828: ParallelwandParallel wall
AA.: AxialrichtungAxial direction
DD.: Durchmesser des AnlagebundesDiameter of the contact collar
HH: axiale Höhe des Verbindungselementsaxial height of the connecting element
LL.: SchaftlängsachseLongitudinal shaft axis
MM.: MittelachseCentral axis
RR.: RadialrichtungRadial direction
UU: UmfangsrichtungCircumferential direction
bb: axiale Höhe des Querriegelsaxial height of the cross bar
hH: axiale Höhe des Anlagebundsaxial height of the contact collar
II.: axiale Höhe des Schaftsaxial height of the shaft
x,yx, y: Wanddicke Wall thickness
αα: Kegel-/WinkelCone / angle
ββ: Keil-/WinkelWedge / angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2008/101531 A1 [0003]

Claims

A connecting element (1) for the mechanical connection of at least two components (2, 3), having - a locking head (4) for contact with a first component (2), - A locking foot (5) for resting on a second component (3) and for bracing this against the first component (2) in a rotated final assembly position, and - a shaft section (6) which extends between the locking head (4) and the locking foot (5) which is axially spaced therefrom in the longitudinal direction (L) of the shaft, - wherein the closure head (4) has a sealing surface (7) extending in the longitudinal direction (L) of the shaft section (6) for sealing contact with a corresponding sealing surface (18) of a recess (19) of the first component (2).

Connecting element (1) after Claim 1 , characterized in that the locking head (4) is frustoconical with the sealing surface (7) tapering towards the locking foot (5).

Connecting element (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the locking head (4) with its sealing surface (7) and the locking foot (5) and the shaft section (6) is a one-component plastic component.

Connecting element (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in - that the locking head (4) has an annular space (14) with radial inner struts (15), and / or - that the shaft section (6) is designed as a hollow body, in particular with a shaft foot (9) closed on the free-end or bottom side is, and / or - that the locking foot (5) has a joining element (26) for releasable latching with a corresponding latching element (27) of the first component (2).

Connecting element () after one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the locking foot (5) has locking arms (24) extending radially in relation to the shaft longitudinal axis (L) of the shaft section (6) with locking flanks (24a, 24b) extending in a V-shaped or wedge-shaped manner, one of the locking flanks (24a , 24b) connecting bolt vertex (24c) facing the locking head (4).

Connecting element (1) after Claim 5 , characterized in that one of the locking flanks (24a, 24b) at least one of the locking arms (24) parallel to the shaft longitudinal axis (L) and the other locking flank (24a, 24b) of this locking arm (24) at an angle (β) obliquely to the shaft longitudinal axis ( L) runs.

Connecting element (1) after Claim 6 , characterized in that the locking flank (24a, 24b) of one locking arm (24) running parallel to the shaft longitudinal axis (L) is arranged opposite the locking flank (24a, 24b) of the other locking arm (24) which runs obliquely to the shaft longitudinal axis (L).

Connecting element (1) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized by at least one stop element (10) and / or at least one securing cam (11), in particular on the locking head (4).

Connecting arrangement (25) comprising at least a first component (2) and a second component (3), each having a through opening (20, 21), and a connecting element (1) according to one of the Claims 1 to 9 - wherein the connecting element (1) is held in a pre-assembly position on the first component (2) and the locking foot (5) is located in the through opening (20), - wherein the connecting element (1) has the axially aligned through openings (20) in a final assembly position , 21) of the first component (2) and the second component (3) engages through and is rotated into an end angular position with respect to an insertion angular position to establish the connection, and - wherein between the sealing surface (7) of the locking head (4) and the sealing surface (18) of the recess (19) for the locking head (4) in the first component (2) a pair of sealing surfaces is formed between the connecting element (1) and the first component (2).

Connection arrangement (25) according to Claim 9 , wherein the sealing surface (7) of the locking head (4) and / or the sealing surface (18) of the recess (19) is conical, and / or the connecting element (1) in the pre-assembly position by means of corresponding joining and locking elements (26, 27 ) is releasably latched on the locking foot (5) and on the through opening (20) on the first component (2).