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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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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;
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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;
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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
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4 eine
schematische Schnittansicht entlang einer Mittelachse des Befestigungselements
gemäß den
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2 und 3,
wobei neben der äußeren und inneren Ringanordnung
der elastische Ring erkennbar ist.
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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.
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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 Befestigungselements 10 auf
im Weiteren noch näher dargestellter Weise unter Bildung
einer formflüssigen Rastverbindung aufgesetzt.
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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.
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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.
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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
Einführschrägen 36 erweitert. Die Kugelpfanne 34 ist
dabei in ihrer Form und Größe an den Kugelkopf 22 angepasst.
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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 Einführschräge 40 umfasst, welche
auch dem Einstecken des Befestigungselements 10 in die
Fassung 20 innerhalb der Stirnseite 18 dienen
kann.
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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.
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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.
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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.
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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 Einführschrägen 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.
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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.
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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.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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