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Fachgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer
Rohrleitung, insbesondere einer Kühlleitung oder einer Lüftungsleitung,
in einem Kraftfahrzeug, mit einem formstabilen länglichen Halteband aus einem
plastisch deformierbaren Material, wobei das Halteband einen zwischen
seinen Enden liegenden Halteabschnitt, mit dem es die Rohrleitung
ergreift, und einen im Bereich seiner Enden liegenden Befestigungsabschnitt
aufweist, mit dem es an einer Befestigungskonsole festlegbar ist, wobei
die Enden des Haltebands in einem Umformbereich aneinander befestigt
sind.
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Stand der Technik
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Derartige
klammerartige Befestigungsvorrichtungen sind bereits aus dem Stand
der Technik bekannt. So zeigt das Dokument
US 5,857,659 verschiedene Ausführungsformen
zu derartigen Befestigungsvorrichtungen. In der Ausführungsform
gemäß
10A bis
10C ist
gezeigt, dass die beiden Enden des Haltebands durch einen durch
Scherumformung deformierten Abschnitt miteinander verbunden sind. Mittels
eines Stempels wird dabei ein Bereich der beiden aufeinanderliegenden
Enden derart stark deformiert, dass lokal Material abgeschert und
aus der Erstreckungsebene der beiden aneinaderliegenden Enden laschenartig
herausgedrückt
wird. Sodann wird dieses herausgedrückte Material derart stark
gepresst, dass es nach außen
fließt.
Einen derartigen Vorgang bezeichnet man auch als „Clinchen". Es hat sich jedoch
gezeigt, dass eine derartige Scherdeformation einen fertigungstechnischen
Aufwand darstellt, der aus Kostengründen zu reduzieren ist. Darüber hinaus
hat sich gezeigt, dass durch die Abscherung von Material Scherfächen freigelegt
werden, die beispielsweise bei korrosionsanfälligem und daher mit einem
Korrosionsschutz beschichtetem Ausgangsmaterial zu einer lokalen
Zerstörung
des Korrosionsschutzes und damit zu einer erhöhten Korrosionsanfälligkeit
des betreffenden Bauteils führen.
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Zum
weiteren Stand der Technik wird auf das Dokument
US 4,844,379 verwiesen, wo ebenfalls durch
Abscheren eine Materiallasche aus einem Ende des Haltebands herausgebogen
und zur Verbindung der beiden Haltebandabschnitte als Verriegelungslasche
einen Durchbruch in einem anderen Haltebandabschnitt durchgreift.
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Derartige
Verbindungen sind relativ einfach lösbar und daher im Hinblick
auf eine lange zu erzielende Lebensdauer fehleranfällig.
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Ferner
ist es im Bereich von Rohrleitungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere
von Kühlleitungen, die
am Kraftfahrzeugkurbelgehäuse
oder dergleichen angebracht werden, weit verbreitete Praxis, geschweißte Befestigungsbügel zu verwenden.
Auch deren Herstellung ist aufwendig und kostenintensiv. Insbesondere
bei der Fixierung von Rohren mit kleinem Durchmesser hat sich jedoch
gezeigt, dass geschweißte
Befestigungsbügel
aufgrund der auftretenden Vibrationen relativ häufig durch Bruch versagen.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs
Bezeichneten Art bereitzustellen, die bei einfacher Herstellbarkeit
die Materialeigenschaften des Haltebands nicht beeinträchtigt und über eine
lange Lebensdauer stabil bleibt.
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Abriss der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art
gelöst,
bei der ferner vorgesehen ist, dass der Umformbereich mit wenigstens
einer durch Durchsetzfügen
hergestellten Befestigungsstelle versehen ist.
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Die
Verwendung wenigstens einer durch Durchsetzfügen hergestellten Befestigungsstelle
hat den Vorteil, dass der Umformbereich dadurch hinsichtlich seiner
Materialeigenschaften erhalten bleibt. Verwendet man beispielsweise
ein verzinktes Stahlblech, so bleibt die Verzinkung erhalten, so
dass eine Erhöhung
der Korrosionsneigung in Folge der Umformung unterbunden werden
kann. Darüber
hinaus ist die Verbindung zweier Abschnitte des Haltebands durch
Durchsetzfügen
verhältnismäßig einfach
ohne großen
Werkzeugaufwand herstellbar und bietet so insbesondere gegenüber der
Herstellung von entsprechenden Befestigungsvorrichtungen durch Schweißen erhebliche
Vorteile. Desweiteren ist festzustellen, dass Vibrationstests gezeigt
haben, dass die erfindungsgemäße Verbindung
zweier Abschnitte des Haltebands durch Durchsetzfügen schweren
Belastungen standhält
und damit auch vibrationsbedingte Relativbewegungen der beiden Haltebandabschnitte
verhindert. Daraus ergibt sich eine höhere Steifigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Befestigen einer Rohrleitung, was in einer höheren Resonanzfrequenz resultiert.
Diese Eigenschaften sind insbesondere beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Befestigung von Rohrleitungen in Dieselfahrzeugen vorteilhaft,
wo entsprechende Vibrationen auftreten.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Halteband um die
Rohrleitung herumgeführt
ist und dass der Befestigungsabschnitt – in Richtung orthogonal zur
Längserstreckung
des Rohres betrachtet – im
Wesentlichen tangential oder im Wesentlichen radial bezüglich der
Rohrleitung absteht. Je nach Wunsch lässt sich also eine P-förmige oder
anderweitige Struktur für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
erreichen.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass der Befestigungsabschnitt eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme einer an
der Befestigungskonsole anbringbaren Befestigungsschraube aufweist.
So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dann
an einer Befestigungskonsole, beispielsweise an einem Chassisteil,
einer Motorkomponente, einer Getriebekomponente, einer Achskomponente,
einer sonstigen Komponente des Antriebsstranges oder Gehäusen hiervon,
des Kraftfahrzeugs angebracht werden. Mit der Befestigungsschraube
lässt sich
eine zusätzliche
Klemmkraft auf die beiden Enden des Haltebands ausüben, so
dass diese aneinander gepresst werden. An sich bietet jedoch die
wenigstens eine Befestigungsstelle eine hinreichend starke Befestigung
der beiden Enden des Haltebands aneinander.
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Um
die Stabilität
der Befestigung der beiden Enden des Haltebands aneinander weiter
zu erhöhen,
kann vorgesehen sein, dass der Befestigungsabschnitt zwei nebeneinanderliegende
Befestigungsstellen aufweist. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass
die Aufnahmeöffnung
in größerem Abstand
von der Rohrleitung angeordnet ist als die beiden Befestigungsstellen.
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Insbesondere
bei einer P-förmigen
Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann es dazu kommen, dass das Rohr, beispielsweise bei temperaturbedingter
Schrumpfung oder dergleichen, nicht mehr fest von dem Halteabschnitt
umschlossen ist. Um diesem Problem zu begegnen, sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, dass der Halteabschnitt eine Postionierumformstelle
aufweist, mit der die Rohrleitung lagestabil in dem Halteabschnitt
festgelegt ist. So kann durch eine lokale Umformung Material aus
dem Halteband lokal an die Rohrleitung angedrückt werden, so dass eine weitere
Kontaktstelle entsteht, die eine Relativbewegung zwischen Halteband
und Rohrleitung verhindert.
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Hinsichtlich
der Materialwahl sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor,
dass das Halteband aus einem Blechmaterial, insbesondere aus einem
verzinkten Stahlblech oder Aluminiumblech hergestellt ist, das eine
Materialstärke
von 0,5 bis 4 mm, vorzugsweise von etwa 3 mm, aufweist. Die Materialstärke der
zu befestigenden Rohrleitung ist gewöhnlicherweise etwas geringer. Üblicherweise
ist es im Fahrzeugbau erwünscht,
dünnere
Rohrleitungen zu verwenden, beispielsweise mit einer Materialstärke von
1,5 mm. Es hat sich jedoch bei Lösungen
gemäß dem Stand
der Technik gezeigt, bei denen die Befestigungsvorrichtungen angeschweißt wurden,
dass bei derartig dünnen
Rohrleitungen häufig
ein vibrationsbedingtes Versagen durch Bruch auftritt. Die Erfindung,
die Schweißverbindungen
vermeidet, begegnet diesem Problem auf wirksame Weise. Materialveränderungen,
wie sie durch den Schweißvorgang
initiiert werden, treten bei der vorliegenden Erfindung nicht auf.
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Es
sei ergänzend
angemerkt, dass sich die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
insbesondere zur Anbringung von Kühlleitungen eignet. Gleichermaßen kann
diese aber auch dazu verwendet werden, um Ölleitungen, Öldampfleitungen, Druckluftleitungen
oder Kraftstoffleitungen oder Leitungen für andere innerhalb des Fahrzeugs
zu fördernde
Medien in entsprechender Weise in dem Fahrzeug anzubringen. Ein
bevorzugter Anwendungsfall liegt auch in der Befestigung einer Lüftungsleitung
für ein
Kurbelgehäuse
eines Motors.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich diese zusammen
mit der zu befestigenden Rohrleitung als Baugruppe vormontieren
lässt.
So kann die Befestigungsvorrichtung zunächst an dem Rohr außerhalb
des Fahrzeuges angebracht werden und in der Folge das Rohr zusammen
mit der Befestigungsvorrichtung in dem Fahrzeug montiert werden.
Dies erleichtert die Gesamtmontage. Insbesondere in dem Fall, in
dem die Aufnahmeöffnung
für die Befestigungsschraube
beide Enden des Haltebands durchsetzt, sorgt diese dann für eine zusätzliche
Fixierung der beiden Haltebandabschnitte aneinander durch die Klemmkraft
der Schraube.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren beispielhaft
erläutert.
Es stellen dar:
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1 eine
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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2 eine
Seitenansicht von rechts der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
gemäß 1;
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3 eine
Rückansicht
der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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4 eine
vergrößerte Schnittdarstellung entlang
der Schnittlinie IV-IV aus 1 und
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5 eine
perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
in Kombination mit einer Rohrleitung.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung
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1 bis 3 zeigen
eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 10 in
verschiedenen Ansichten. 4 zeigt eine mögliche Einbausituation,
bei der eine Rohrleitung 12 mit einem Durchmesser von etwa
30 mm in der Befestigungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung
aufgenommen ist.
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Die
Befestigungsvorrichtung 10 ist aus einem umgeformten Halteband 14 hergestellt,
beispielsweise aus einem verzinkten Blechstreifen. Das Halteband 14 ist,
wie in 2 gezeigt P-förmig
umgeformt worden, so dass es einen das Rohr 12 aufnehmenden
Halteabschnitt 16 und einen Befestigungsabschnitt 18 bildet.
In dem Befestigungsabschnitt 18 laufen die beiden Enden 20 und 22 des Haltebands 14 parallel
aneinanderliegend in tangentialer Richtung von dem Halteabschnitt 16 weg
(siehe 2).
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Um
die beiden Enden 20, 22 miteinander zu verbinden,
sind zwei Befestigungsstellen 24, vorgesehen. Die Verbindung
ist gemäß Schnitt
IV-IV aus 1 in 4 vergrößert dargestellt.
Man erkennt, dass die beiden Enden 20, 22 der
Befestigungsvorrichtung 10 lokal an den Befestigungsstellen 24, 26 umgeformt
wurden. Im Einzelnen wurde gemäß dem Pfeil
P in 4 von unten ein Stempel auf die aneinanderliegenden
Enden 20, 22 aufgepresst und zwar derart stark,
dass sich das Halteband 14 deformiert. Die Umformung wird
so durchgeführt,
dass sich das Material des unmittelbar mit dem nicht gezeigten Stempel
in Kontakt tretenden Endes 20 in dem umgeformten Bereich 28 stark
deformiert, jedoch nicht abgeschert wird. Gleiches gilt für den zusammen
mit dem Materialbereich 28 umgeformten Materialbereich 30,
der in eine entsprechende Form (Matrize) eingepresst wird. Auch
dieser Materialbereich fließt, wird
jedoch nicht abgeschert. Durch diese nach dem Prinzip des „Durchsetzfügens" hergestellte Befestigungsstellen 24 bzw. 26 werden
die beiden Enden 20, 22 des Haltebands 14 fest
miteinander verbunden, ohne dass das Material des Haltebands 14 abgeschert,
d.h. unterbrochen, wird. Dadurch kann verhindert werden, dass beispielsweise
eine Zinkschicht aufgebrochen und somit die Befestigungsvorrichtung 10 korrosionsanfällig wird.
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Unterhalb
der beiden Befestigungsstellen 24 und 26 ist ein
Durchbruch 32 vorgesehen, der beide Enden 20, 22 des
Haltebands 14 durchbricht. Dieser Durchbruch 32 dient
zu Aufnahme einer Befestigungsschraube 34 (5),
mit der die Befestigungsvorrichtung 10 an einem Chassisteil
eines Kraftfahrzeuges angebracht werden kann. Die Befestigungsschraube 34 kann
bei Anbringung an dem Chassisteil zusätzlich Klemmwirkung auf die
Enden 20 und 22 entfalten und so die Befestigungsstellen 24 und 26 entlasten.
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Ferner
erkennt man in 2 und 3 sowie in 5 eine
weitere Umformstelle 36. Hierfür wird ebenfalls durch eine
lokale Umformung mit einem Stempel Material im Halteabschnitt 16 des
Haltebands 14 nach innen gedrückt, so dass es fließt und mit
dem Rohr 12 in Kontakt kommt. Dadurch wird das Rohr 12,
das in dem Bereich, in dem die beiden Enden 20, 22 sich
einander annähern
und schließlich aneinander
liegen, nicht vollständig
von dem Halteband 14 umgriffen wird, an einer zusätzlichen
Stelle kontaktiert und so gegen ein unbeabsichtigtes Verrutschen
gesichert.
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Das
Halteband 14 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel 3 mm stark und
besteht aus verzinktem Stahlblech.
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Die
erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 10 lässt sich
verhältnismäßig einfach
herstellen, vermeidet aufwändige
Schweißvorgänge und
bietet eine hohe Lebensdauer aufgrund der Stabilität der Verbindung
durch die Befestigungsstellen 24 und 26. Diese
Vorteile machen sich insbesondere im Anwendungsfall bei der Befestigung
von Rohrleitungen innerhalb von Kraftfahrzeugen besonders bemerkbar, wo
eine lange Lebensdauer bei geringer Fehleranfälligkeit besonders gefragt
ist. Auch die vorstehend geschilderten Vorteile hinsichtlich der
Vormontage zu einer Baugruppe aus Rohrleitung und Befestigungsvorrichtung,
die eine sichere und exakte Positionierung der Befestigungsvorrichtung
an der Rohrleitung zulässt
und die dann in der Folge eine einfache Montage der gesamten Baugruppe
innerhalb des Kraftfahrzeugs ermöglicht,
heben die Erfindung vom Stand der Technik ab.