DE102007031320A1

DE102007031320A1 - Befestigungs- und Entkoppelungselement zur Montage eines Bauteils bei einem Kraftwagen

Info

Publication number: DE102007031320A1
Application number: DE200710031320
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. Gellner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Woco Industrietechnik GmbH
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-01-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Verbindung eines Bauteils, insbesondere einer Motorabdeckung (12) eines Kraftwagens, mit einem einen Kopf (22) aufweisenden Halteteil (14), wobei das Befestigungselement (10) eine Halteanordnung (innere Ringanordnung 26) umfasst, welche auf den Kopf (22) des Halteteils (14) aufsteckbar ist, wobei die Halteanordnung (innere Ringanordnung 26) eine Mehrzahl von Einzelsegmenten (30) umfasst, wobei außenumfangsseitig der Halteanordnung (innere Ringanordnung 26) ein elastisches Element (Ring 42) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungs- und Entkoppelungselement zur Verbindung eines Bauteils, insbesondere einer Motorabdeckung eines Kraftwagens, mit einem einen Kopf aufweisenden Halteteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Aus der DE 198 36 108 A1 ist bereits ein derartiges Befestigungs- und Entkoppelungselement als bekannt zu entnehmen, welches eine Halteanordnung in Form einer Kugelpfanne umfasst, welche in Schnappverbindung auf einen korrespondierenden Kugelkopf eines Halteteils aufsteckbar ist. Um dieses Aufstecken zu ermöglichen, besteht die Kugelpfanne selbst aus einem elastomeren, verformbaren und kappenförmigen Einsatzteil, das in eine an der Motorabdeckung vorgesehene Fassung einsetzbar und in der Fassung formschlüssig gehalten ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Befestigungs- und Entkoppelungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches über die Lebensdauer eine zuverlässigere Befestigung an dem korrespondierenden Halteteil gewährleistet und welches verbesserte dämpfende Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Befestigungs- und Entkoppelungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben. Im Weiteren wird nur noch der Begriff Befestigungselement verwendet; es sind aber stets beide Aspekte des Elements, sowohl der zur Befestigung als auch der zur Entkoppelung von Schwingungen, gemeint.
Um ein Befestigungselement zu schaffen, welches hinsichtlich seiner Lebensdauer eine zuverlässigere Befestigung am korrespondierenden Halteteil gewährleistet und darüber hinaus verbesserte dämpfende Eigenschaften aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Halteanordnung eine Mehrzahl von Einzelsegmenten umfasst, wobei außenumfangsseitig der Halteanordnung ein elastisches Element angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Halteanordnung – welche insbesondere in Form einer inneren Ringanordnung ausgebildet sein kann – durch eine Mehrzahl von Einzelsegmenten beispielsweise aus Kunststoff zu gestalten, welche außenumfangsseitig durch das elastische Element unterstützt sind. Die aus den Einzelsegmenten gebildete Halteanordnung bzw. innere Ringanordnung hat dabei den besonderen Vorteil, dass diese im Dauerlauf bzw. über den Lebenszyklus nicht ausschlägt, so dass dauerhaft eine zulässige Festlegung des am Kopf des Halteteils aufgesteckten Befestigungselements erreicht werden kann. Hierzu ist die Halteanordnung insbesondere aus einem Kunststoff gestaltet. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es jedoch zu betrachten, dass die Halteanordnung bzw. innere Ringanordnung gegebenenfalls auch aus anderen Werkstoffen hergestellt sein könnte.
Durch das die Einzelsegmente außenumfangsseitig unterstützende elastische Element wird die Nachgiebigkeit der aus den Einzelsegmenten gebildeten Halteanordnung bzw. innere Ringanordnung gezielt beeinflusst, sodass das Befestigungselement beispielsweise auf einfache Weise auf den Kopf des Halteteils aufgesteckt werden kann oder dass vom Motor herrührende Schwingungen durch das elastische Element in optimaler Weise gedämpft werden können. Dabei hat sich das Befestigungselement als besonders vorteilhaft gezeigt, um mittels der Halteanordnung bzw. der inneren Ringanordnung und dem elastischen Element Schwingungen einer jeweiligen Motorabdeckung in einer horizontalen Ebene zu dämpfen.
Es ist somit insgesamt erkennbar, dass mittels des vorliegenden Befestigungselements eine dauerhaft zuverlässige Steckverbindung zum korrespondierenden Halteteil und eine besonders günstige Dämpfung des Befestigungselements bzw. des damit verbundenen Bauteils beispielsweise in Form der Motorabdeckung erreicht werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft gezeigt, wenn außenumfangsseitig des elastischen Elements eine weitere Halteanordnung – insbesondere in Form einer äußeren Ringanordnung – vorgesehen ist. Hierdurch ist beispielsweise eine optimale Abstützung des elastischen Elements gegeben. Des Weiteren hat diese Anordnung den Vorteil, dass die äußere Ringanordnung zur Befestigung des Bauteils, insbesondere der Motorabdeckung, an dem Befestigungselement genutzt werden kann.
Die weitere Halteanordnung – insbesondere in Form der äußeren Ringanordnung – umfasst bevorzugt eine Mehrzahl von Einzelsegmenten, mittels welchen eine entsprechende Nachgiebigkeit beispielsweise beim Aufstecken des weiteren Bauteils in Form der Motorabdeckung erreicht werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfassen sowohl die Halteanordnung (innere Ringanordnung) und die weitere Halteanordnung (äußere Ringanordnung) jeweilige Haltemittel, mittels welchen das elastische Element dazwischen positioniert ist. Somit ist auf zuverlässige Weise zu gewährleisten, dass das elastische Element in einer optimalen Position gehalten ist. Des Weiteren ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass das elastische Element zur Einstellung von jeweiligen Eigenschaften des Befestigungselements ausgetauscht werden kann. So ist es beispielsweise auf einfache Weise möglich, motorspezifische Befestigungselemente zu schaffen, welche sich durch die entsprechende Wahl eines unterschiedlichen elastischen Elements auszeichnen. Mit anderen Worten können somit durch das jeweils gewählte elastische Element die Eigenschaften des Befestigungselements gezielt beeinflusst werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die weitere Halteanordnung – insbesondere in Form der äußeren Ringanordnung – mit weiteren Haltemitteln versehen, über welche das Befestigungselement an einer Fassung des Bauteils, insbesondere der Motorabdeckung, lösbar befestigbar ist. Somit wird eine äußerst schnelle Montage des Bauteils, insbesondere der Motorabdeckung unter Vermittlung des Befestigungselements an dem Halteteil gewährleistet.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das als Ring ausgebildete elastische Element im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist. Hierdurch sind gute dämpfende Eigenschaften gewährleistet. Darüber hinaus lassen sich spezielle Dämpfungseigenschaften durch verschiedene Querschnittsformen und Shore-Härten des ringförmigen elastischen Elements erzeugen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine Motorabdeckung eines Kraftwagens, welche unter Vermittlung eines Befestigungselements an einem als Kugelkopf ausgebildeten Kopf eines motorseitigen Details aufgesteckt ist;
2 eine Seitenansicht auf das Befestigungselement gemäß 1, wobei insbesondere eine äußere Ringanordnung mit einer Mehrzahl von Einzelsegmenten sowie Haltemitteln in Form von jeweiligen Nuten erkennbar sind, über welche das Befestigungselement an einer in 1 erkennbaren Fassung der Motorabdeckung lösbar befestigbar ist;
3 eine leicht perspektivische Unteransicht auf das Befestigungselement gemäß 2, wobei neben der äußeren Ringanordnung insbesondere eine innere Ringanordnung erkennbar ist, mittels welcher das Befestigungselement auf den in 1 erkennbaren Kugelkopf des Halteteils aufsteckbar ist, wobei die innere Ringanordnung ebenfalls eine Mehrzahl von Einzelsegmenten umfasst, und wobei zwischen der äußeren und inneren Ringanordnung ein elastisches Teil in Form eines Ringes positioniert ist; und in
4 eine schematische Schnittansicht entlang einer Mittelachse des Befestigungselements gemäß den
2 und 3, wobei neben der äußeren und inneren Ringanordnung der elastische Ring erkennbar ist.
In 1 ist in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Anordnung eines Befestigungselements 10 zur Verbindung eines Bauteils in Form einer Motorabdeckung 12 eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, an einem Halteteil 14 dargestellt, welches seinerseits kraftwagen- bzw. motorfest angeordnet ist. Von der Motorabdeckung 12 ist dabei insbesondere ein Befestigungsdom 16 erkennbar, welcher – ausgenommen einer dem Halteteil 14 zugewandten Stirnseite 18 – ausgeschnitten dargestellt ist. Innerhalb dieser Stirnseite 18 ist eine im Querschnitt kreisförmige Fassung 20 in Form einer Aussparung vorgesehen, innerhalb welcher das Befestigungselement 10 auf im Weiteren noch näher beschriebener Weise befestigt ist.
Das Halteteil 14 ist vorliegend als Zapfen mit einem Kugelkopf 22 ausgebildet, welches über einen Halter 24 im Kraftwagen bzw. Motor festgehalten ist. Auf den Kugelkopf 22 ist das Befestigungselement 10 auf im Weiteren noch näher dargestellter Weise unter Bildung einer formflüssigen Rastverbindung aufgesetzt.
Anhand der 2 bis 4 soll nun die konkrete Gestaltung des Befestigungselements 10 erläutert werden, welches zur Verbindung der Motorabdeckung 12 mit dem Halteteil 14 dient:
Hierzu zeigt 2 das Befestigungselement 10 in einer Seitenansicht. 3 zeigt das Befestigungselement in einer leicht perspektivischen Unteransicht. Schließlich zeigt 4 das Befestigungselement 10 in einer Schnittansicht entlang einer Mittellängsachse.
Insbesondere aus 3 ist erkennbar, dass das Befestigungselement 10 eine Halteanordnung in Form einer inneren Ringanordnung 26 und eine weitere Halteanordnung in Form einer äußeren Ringanordnung 28 umfasst, welche vorliegend einteilig miteinander verbunden sind. Das Befestigungselement 10 ist vorliegend aus einem Kunststoff gestaltet. Sowohl die innere Ringanordnung 26 wie auch die äußere Ringanordnung 28 umfassen vorliegend jeweils sechs Einzelsegmente 30 bzw. 32 welche sich einander zu der jeweiligen Form ergänzen. Die Anzahl der Segmente für die innere und äußere Ringanordnung ist variabel. Durch die Anzahl der Segmente kann die Steifigkeit der Segmente und damit der gesamten Ringanordnungen gesteuert werden. Mit abnehmender Anzahl steigt die Steifigkeit.
Über die innere Ringanordnung 26 ist das Befestigungselement auf den in 1 dargestellten Kugelkopf 22 des Halteteils 14 aufsteckbar. So wird durch die innere Ringanordnung 26 eine in 4 erkennbare Kugelpfanne 34 gebildet, welche sich nach außen hin durch jeweilige, an den Einzelsegmenten 30 vorgesehene Einfuhrschrägen 36 erweitert. Die Kugelpfanne 34 ist dabei in ihrer Form und Größe an den Kugelkopf 22 angepasst.
Die äußere Ringanordnung 28 umfasst – wie insbesondere aus 2 erkennbar ist – an jedem ihrer Einzelsegmente 32 eine jeweils zugeordnete Nut 38, wobei sich diese Nuten 38 zu einer umlaufenden Nut ergänzen. Die Nuten 38 sind dabei in ihrer Breite an die Dicke der Stirnseite 18 des Befestigungsdoms 16 der Motorabdeckung 12 angepasst. Des Weiteren ist aus 2 erkennbar, dass jedes Einzelsegment 32 wiederum eine Einfuhrschräge 40 umfasst, welche auch dem Einstecken des Befestigungselements 10 in die Fassung 20 innerhalb der Stirnseite 18 dienen kann.
Die Befestigung des Befestigungselements 10 kann – je nach Beschaffenheit des zu befestigenden Elements – von unten nach oben in den Befestigungsdom hinein erfolgen oder von oben nach unten aus dem Befestigungsdom heraus. Bei Einführung des Elements in den Befestigungsdom 16 von unten nach oben erfolgt die Befestigung über die äußeren seitlichen Flächen 31 der Einzelsegmente 32, wobei die Rasthaken 40 als Anschlag dienen. Bei Befestigung von oben nach unten dienen die schrägen seitlichen Flächen 41 der Rasthaken 40 der Befestigung.
Insbesondere aus 4 wird deutlich, dass außenumfangsseitig der inneren Ringanordnung ein elastisches Element in Form eines Ringes 42 vorgesehen ist, welcher demzufolge zwischen der inneren und äußeren Ringanordnung 26, 28 angeordnet ist. Sowohl auf Seiten der inneren Ringanordnung 26 wie auf der äußeren Ringanordnung 28 sind jeweilige Haltemittel 44, 46 in Form von Rasthaken vorgesehen, zwischen welchen der Ring 42 eingespannt bzw. gehalten ist. Hierdurch wird der Ring 42 in der in 4 erkennbaren Lage gehalten. Der Ring 42 kann beispielsweise als Elastomerring oder dergleichen elastisch nachgiebiger Ring ausgebildet sein, welcher entsprechende Dämpfungseigenschaften aufweist. Der Ring 42 ist vorliegend im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Es wird insbesondere aus 3 erkennbar, dass die beiden Ringanordnungen 26 28 sowie der Ring 42 konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Wird nun das Befestigungselement 10 an der Stirnseite 18 des Befestigungsdoms 16 der Motorabdeckung 12 montiert, so wird durch die seitlichen Flächen 31 oder über die Einführungsschrägen 41 der Rasthaken 40 erreicht, dass die Einzelsegmente 32 der äußeren Ringanordnung 28 in Richtung nach innen in den Ring 42 gedrückt werden können. Durch die kanalartigen Aussparungen 48 zwischen den Einzelsegmenten 32 durch die Wahl des geeigneten Materials – hier Kunststoff – wird erreicht, dass die Einzelsegmente 32 entsprechend zu ihrer Mittelachse hin gebogen werden können. Sobald die Nuten 38 in Überdeckung der Fassung 20 innerhalb der Stirnseite 18 kommen, verrasten diese hintergreifend an der Motorabdeckung 12. Der elastische Ring 42 bewirkt dabei eine zusätzliche Rückstellkraft, sodass die Einzelsegmente 32 in ihre Ausgangslage auseinander gedrückt werden.
Beim Aufstecken des Befestigungselements 10 auf den Kugelkopf 22 wiederholt sich der zuvor beschriebene Vorgang, nur, dass jetzt die Einzelsegmente 30 der inneren Ringanordnung 26 – bedingt durch die mit dem Kugelkopf 22 korrespondierenden Einfuhrschrägen 36 – nach außen gegen die Kraft des Ringes 42 gedrückt werden. Aussparungen 50 zwischen den Einzelsegmenten 30 sowie die Ausbildung aus Kunststoff sorgen wieder dafür, dass die Einzelsegmente 30 entsprechend nachgiebig sind. Sobald der Kugelkopf 22 seine Position innerhalb der Kugelpfanne 34 erreicht hat, werden die Einzelsegmente 30 der inneren Ringanordnung 26 in ihre Ausgangslage zurück bewegt. Dies erfolgt auch durch die durch den Ring 42 ausgeübte Rückstellkraft.
Da das Befestigungselement 10 und somit auch die innere Ringanordnung 26 aus einem entsprechend verschleißarmen Kunststoff gestaltet sind, kann mittels der inneren Ringanordnung 26 gewährleistet werden, dass das Befestigungselement 10 über seine gesamte Lebensdauer zuverlässig am Kugelkopf 22 verbleibt. Durch den Ring 42 wird dabei eine entsprechend unterstützende Haltekraft gewährleistet.
Der Ring 42 hat die weitere Funktion bzw. Aufgabe, dass insbesondere Schwingungen in horizontaler Ebene dadurch gedämpft werden, dass die Einzelsegmente 30, 32 der inneren und äußeren Ringanordnung 26, 28 gegen den Ring 42 gedrückt und von diesem gedämpft werden. Somit sorgt der Ring 42 für eine Entkopplung der Schwingungen in horizontaler Ebene, sodass die Motorabdeckung 12 zumindest weitgehend schwingungsfrei an den entsprechenden Halteteilen 14 gehalten ist.
Ein weiterer Vorteil des Ringes 42 ist es, dass dieser je nach eingesetztem Motor auf einfache Weise ausgetauscht werden kann, um diesen an entsprechend motorspezifische Schwingungen anzupassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19836108 A1 [0002]

Claims

Befestigungselement zur Verbindung eines Bauteils, insbesondere einer Motorabdeckung (12) eines Kraftwagens, mit einem einen Kopf (22) aufweisenden Halteteil (14), wobei das Befestigungselement (10) eine Halteanordnung (innere Ringanordnung 26) umfasst, welche auf den Kopf (22) des Halteteils (14) aufsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung (innere Ringanordnung 26) eine Mehrzahl von Einzelsegmenten (30) umfasst, wobei außenumfangsseitig der Halteanordnung (innere Ringanordnung 26) ein elastisches Element (Ring 42) angeordnet ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außenumfangsseitig des elastischen Elements (Ring 42) eine weitere Halteanordnung (äußere Ringanordnung 28) angeordnet ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Halteanordnung (äußere Ringanordnung 28) eine Mehrzahl von Einzelsegmenten (32) umfasst.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteanordnung (innere Ringanordnung 26) und die weitere Halteanordnung (äußere Ringanordnung 28) jeweilige Haltemittel (44, 46) umfassen, mittels welchen das elastische Element (Ring 42) positioniert ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Halteanordnung (äußere Ringanordnung 28) mit weiteren Haltemitteln (Nuten 38) versehen ist, über welche das Befestigungselement (10) an einer Fassung (20) des Bauteils, insbesondere der Motorabdeckung (12), lösbar befestigbar ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (42) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausreichend steifer Ausgestaltung der Einzelsegmente (32) der äußeren Ringanordnung (28) das elastische Element (42) aus einem Federstahlbügel besteht.