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Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem mit einem ersten Bauteil, einem zweiten Bauteil und einem Befestigungselement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung.
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Befestigungssysteme der gattungsgemäßen Art mit entsprechenden Befestigungselementen sind seit langem bekannt. Die Befestigungselemente bestehen beispielsweise aus einem mit einer axialen Bohrung versehenen Klemmkörper aus insbesondere Kunststoff, wobei besagter Klemmkörper innerhalb einer Aussparung, beispielsweise einer Bohrung eines tragenden Bauteils, vermittels eines Schraubelementes aufgeweitet und somit innerhalb der Bohrung verklemmt bzw. verpresst wird, und wobei zumindest ein weiteres Bauteil mittels des Schraubelementes am tragenden Bauteil festgelegt wird. Eine Montage bzw. Befestigung von Bauteilen untereinander mittels derartiger Befestigungselemente ist relativ zeit- und demgemäß auch kostenaufwendig.
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Des Weiteren ist es bekannt, mittels so genannter Klippssysteme beispielsweise zwei Bauteile aufeinanderzupressen, indem Klipse mit vorzugsweise Rastnasen in zueinander korrespondierenden Bohrungen besagter Bauteile form- und/oder kraftschlüssig festgelegt werden. Zwischen den Bauteilen ist ein direkter Oberflächenkontakt zu verzeichnen, woraus bei nicht zu vermeidenden Relativbewegungen zwischen den Bauteilen und infolge Schmutzeintrages in den Kontaktbereich Scheuereffekte resultieren können, die beispielsweise Korrosionsschutzmaßnahmen beseitigen können.
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Aus der
DE 44 04 746 A1 ist des Weiteren ein Niet aus Kunststoff zur beispielsweise Befestigung einer Platte, wie einer Kunststoffverkleidung, an einem Blech, wie einem Karosserieteil, bekannt. Der Niet weist einen Schaft mit einem hohlen axialen Durchgang sowie mindestens zwei achsparallele, zum freien Ende des Schafts hin offene Schlitze auf. Die dadurch gebildeten Schaftabschnitte weisen an der Außenseite einen sich schräg nach außen und unten abstehenden rampenartigen Abschnitt auf. Darüber hinaus weist der Niet einen tellerartigen Flansch mit einer ringförmigen Dichtkante auf, wobei sich der Flansch einerseits gegen eine Fläche der Platte und andererseits gegen eine Fläche des Bleches anlegt, wenn der an der Platte vormontierte Schaft des Niets in eine Öffnung des Bleches eingeführt ist und ein Dorn in den Durchgang des Schaftes eingetrieben ist.
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Aus der
DE 203 20 002 U1 ist eine Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines ersten Teils, wie eines Verkleidungs- oder Abdeckteils, an einem zweiten Teil, wie einem Fahrzeugkarosserieteil, mit einem Befestigungselement bekannt, welches mittels eines Verankerungsendes an dem zweiten Teil gesichert werden kann. Das Befestigungselement ist mittels eines dem Verankerungsende gegenüberliegenden Betätigungsendes zwischen einer Freigabe- und einer Arretierposition bewegbar. Das Befestigungselement ist ferner mit einem ersten und einem zweiten Anlageelement versehen, welche der beidseitigen Anlage an dem ersten Teil dienen, wenn das Befestigungselement sich durch eine Befestigungsöffnung des ersten Teils erstreckt. Das erste Anlageelement ist dabei derart ausgebildet, dass sein Begrenzungsrand in der Freigabeposition des Befestigungselements innerhalb des durch den Rand der Befestigungsöffnung des ersten Teils definierten Öffnungsfläche verläuft und in der Arretierposition teilweise über die Öffnungsfläche übersteht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des eingangs geschilderten Standes der Technik zu vermeiden und ein kostengünstiges und einfach zu handhabendes Befestigungssystem zu schaffen, welche insbesondere auch einen direkten Oberflächenkontakt zwischen den untereinander zu verbindenden Bauteilen zumindest im Befestigungsbereich verhindert.
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Ausgehend von einem Befestigungssystem mit einem ersten Bauteil, einem zweiten Bauteil und einem Befestigungselement, welches einen eine Aussparung im ersten Bauteil durchdringenden und in eine korrespondierende Aussparung im zweiten Bauteil eindringenden Klemmkörper mit einer axialen Bohrung aufweist, in die ein Spreizdorn zur axialen Fixierung des Klemmkörpers innerhalb der Aussparung des zweiten Bauteils durch radiales Aufweiten des Klemmkörpers einschiebbar ist, wobei besagter Spreizdorn zur Begrenzung der Einschubtiefe einen Bund aufweist, vermittels welchem sich der Spreizdorn axial am ersten Bauteil, dasselbe am zweiten Bauteil festlegend, abstützt, und wobei zwischen dem Klemmkörper und dem Bund des Spreizdorns ein Mittel zur Entkopplung des ersten Bauteils vom zweiten Bauteil vorgesehen ist, welches zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil positionierbar ist, indem die Aussparung des ersten Bauteils und das Mittel zur Entkopplung derart ausgebildet sind, dass besagtes Mittel zur Entkopplung zumindest teilweise durch die Aussparung des ersten Bauteils axial hindurchführbar und zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil axial festlegbar ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Mittel zur Entkopplung durch eine Scheibe gebildet ist, welche mittels zumindest einer Führungsnase in einer zugeordneten, zumindest abschnittsweise schraubenförmig gestalteten Führungsnut des Spreizdorns oder des Klemmkörpers derart zwangsgeführt ist, dass durch axiale Verschiebung des Spreizdorns oder des Klemmkörpers eine selbsttätige Winkelverstellung der Scheibe zu verzeichnen ist, bis die Scheibe zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil, sich an denselben axial abstützend, positioniert ist.
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Durch diese Maßnahme ist bei einfacher und kostengünstiger Montage ein hoher Festsitz des Verbundes erzielbar, der seinerseits mit einer wirkungsvollen Entkopplung der untereinander verbundenen Bauteile zumindest im Befestigungsbereich einhergeht.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach sind in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung der Klemmkörper, der Spreizdorn und das Mittel zur Entkopplung zur Bildung einer Montageeinheit vormontiert, so dass im Hinblick auf die Verwendung von Einzelbauteilen die Bauteileanzahl vorteilhaft verringert ist, woraus Montagezeit- und demgemäß Kostenersparnisse zu verzeichnen sind. Weiter vorteilhaft können der Spreizdorn und/oder der Klemmkörper verdrehgesichert ausgebildet sein.
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Vorstehende Erfindung bietet sich insbesondere zur Befestigung von Bauteilen an, von denen zumindest eines ein metallenes, korrosionsgefährdetes Bauteil ist. Besonders vorteilhaft kann das erste Bauteil beispielsweise durch eine Radhausschale eines Kraftfahrzeugs gebildet sein, welche am zweiten Bauteil in Form eines Bauteils der Rahbaukarosserie des Kraftfahrzeugs erfindungsgemäß befestigbar ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf zwei vorbereitete Bauteile, die vermittels eines in 2 gezeigten Befestigungselementes untereinander zu verbinden sind,
- 2 äußerst schematisch den Längsschnitt des besagten Befestigungselementes in Alleinstellung gezeigt, geeignet zur Festlegung des ersten Bauteils am zweiten Bauteil nach 1 (erste Ausführungsform des Befestigungssystems, welche nicht unter dem Gegenstand der Erfindung steht),
- 3 die Draufsicht auf die zu verbindenden Bauteile nach 1 zu Beginn der Montage,
- 4 den Schnitt I-I nach 3,
- 5 die Draufsicht auf die Bauteile nach 1 nach Abschluss der Montage,
- 6 den Schnitt II-II nach 5,
- 7 die Draufsicht auf zwei zur Montage vorbereitete Bauteile, die vermittels eines in 8 gezeigten Befestigungssystems untereinander zu verbindenden sind,
- 8 äußerst schematisch eine Schnittdarstellung der zu verbindenden Bauteile nach 7 samt des Befestigungselementes zu Beginn der Montage (zweite Ausführungsform des Befestigungselementes, welche nicht unter dem Gegenstand der Erfindung steht),
- 9 äußerst schematisch eine Schnittdarstellung der zu verbindenden Bauteile nach 7 samt des Befestigungselementes nach Abschluss der Montage,
- 10 äußerst schematisch eine Schnittdarstellung zweier zu verbindender Bauteile samt eines geeigneten Befestigungselementes zu Beginn der Montage (dritte erfindungsgemäße Ausführungsform des Befestigungssystems - Variante 1), 11 den Schnitt III-III nach 10,
- 12 einen Spreizdorn des Befestigungselementes nach 10 in einer Einzeldarstellung,
- 13 den Schnitt IV-IV nach 10 nach Abschluss der Montage,
- 14 äußerst schematisch eine Schnittdarstellung zweier zu verbindender Bauteile samt eines geeigneten Befestigungselementes zu Beginn der Montage (dritte erfindungsgemäße Ausführungsform des Befestigungssystems - Variante 2), und
- 15 den Schnitt V-V nach 14.
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1 zeigt zunächst zwei vorbereitete, weitestgehend großflächig ausgebildete Bauteile 1, 2, die vermittels eines in 2 dargestellten Befestigungselementes 3 untereinander zu verbinden sind.
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Das erste Bauteil 1 ist beispielsweise durch eine Radhausschale eines Kraftfahrzeugs gebildet, welche an dem zweiten Bauteil 2 in Form eines Bauteils 2 der Rohbaukarosserie des Kraftfahrzeugs aus einem korrosionsgefährdetem Metall, wie einem Stahl, befestigbar ist. Das erste Bauteil 1 respektive besagte Radhausschale verfügt des Weiteren über eine Aussparung 4. Korrespondierend zu derselben verfügt das zweite Bauteil 2 ebenfalls über eine Aussparung 5.
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Das Befestigungselement 3 ist durch einen Klemmkörper 6 mit einer axialen Bohrung 7 gebildet, welcher, die Aussparung 4 des ersten Bauteil 1 durchdringend, in die Aussparung 5 des zweiten Bauteils 2 einführbar ist. Die Durchgangsöffnung oder Bohrung 7 kann neben einem kreisrunden Querschnitt auch einen beliebigen anderen, z. B. rechteckigen, dreieckigen, ovalen oder anderen Querschnitt aufweisen.
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Vermittels eines Spreizdorns 8, der seinerseits einenends in die Bohrung 7 des Klemmkörpers 6 vorzugsweise manuell einschiebbar ist und anderenends über einen Bund 9 zur Begrenzung der Einschubtiefe verfügt, ist es gestattet, zum einen den Klemmkörper 6 durch radiales Aufweiten desselben innerhalb der Aussparung 5 des zweiten Bauteils 2 axial zu fixieren und zum anderen das erste Bauteil 1 am zweiten Bauteil 2 festzulegen, indem sich der Bund 9 des Spreizdorns 8 am ersten Bauteil 1, nämlich an der dem zweiten Bauteil 2 abgewandten Fläche des ersten Bauteils 1 axial abstützt.
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Ferner weist besagtes Befestigungselement 3 ein Mittel 10 zur Entkopplung des ersten Bauteils 1 vom zweiten Bauteil 2 auf, welches während der Montage zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 1, 2 positionierbar ist, indem die Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 und das Mittel 10 zur Entkopplung derart ausgebildet sind, dass das Mittel 10 zur Entkopplung in einem ersten Montageschritt durch die Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 axial hindurchführbar und in einem zweiten Montageschritt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 1, 2 axial festlegbar ist.
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Der Klemmkörper 6, der Spreizdorn 8 und das Mittel 10 zur Entkopplung sind, wie in 2 gezeigt, zu besagtem Befestigungselement 3 respektive zu einer Montageeinheit vormontiert und bestehen vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff.
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Erste Ausführungsform, welche nicht unter dem Gegenstand der Erfindung steht:
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Die 2 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform des Befestigungselementes 3, wobei die 3 und 4 das Befestigungselement 3 in einem Zustand zu Beginn der Montage, darstellen. Das Mittel 10 zur Entkopplung ist vorliegend durch einen fest mit dem Klemmkörper 6 verbundenen, vorzugsweise einstückig mit demselben ausgebildeten Bund 10a mit einer von einer Kreisform abweichenden Grundfläche gebildet.
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Der Bund 10a des Klemmkörpers 6 verfügt hierbei über eine weitestgehend rechteckige Grundfläche, die geringfügig kleiner als die ebenfalls weitestgehend rechteckig ausgebildete Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 ist. Die Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 ist demgemäß derart ausgebildet, dass im ersten Montageschritt der Klemmkörper 6 samt Bund 10a durch besagte Aussparung 4 axial hindurchführbar ist. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf rechteckige Grundflächen, sondern erfasst im Sinne der Erfindung beispielsweise auch ovale oder jegliche geeigneten bzw. anders geformten Grundflächen.
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Im zweiten Montageschritt wird der Klemmkörper 6 samt Bund 10a um eine in Einführrichtung des Klemmkörpers 6 ausgerichtete Drehachse 11 um etwa 90° gedreht, wodurch der Bund 10a des Klemmkörpers 6 gemäß den 5 und 6 zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 1, 2, sich an denselben axial abstützend, positionierbar ist. Die Drehbewegung auf den Klemmkörper 6 samt Bund 10a wird vorzugsweise über den Spreizdorn 8 aufgebracht, indem am Bund 9 desselben beispielsweise durch einen Monteur manuell angegriffen wird.
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Der Schaft 12 des Spreizdorns 8 kann im Querschnitt vieleckig, beispielsweise quadratisch ausgebildet sein und in eine Bohrung 7 des Klemmkörpers 6 mit kongruentem Querschnitt eingreifen, wodurch die Übertragung der Drehbewegung erleichtert ist (nicht näher dargestellt).
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Demgegenüber können auch, wie vorliegend gezeigt, der Schaft 12 des Spreizdorns 8 und die Bohrung 7 des Klemmkörpers 6 mit einem runden Querschnitt ausgebildet und derart ausgelegt sein, dass der Reib- und/oder Kraftschluss zwischen Klemmkörper 6 und Spreizdorn 8 ausreichend sind, um die Drehbewegung vom Spreizdorn 8 auf den Klemmkörper 6 samt Bund 10a zu übertragen.
Abschließend wird der Spreizdorn 8 respektive dessen Schaft 12 axial in den Klemmkörper 6 hineingedrückt, bis der Bund 9 des Spreizdorns 8 am ersten Bauteil 1 anliegt, wodurch, wie bereits oben beschrieben, gleichzeitig der Klemmkörper 6 radial aufgeweitet und innerhalb der Aussparung 5 des zweiten Bauteils 2 axial fixiert wird (insbes. 6).
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Zweite Ausführungsform, welche nicht unter dem Gegenstand der Erfindung steht:
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich gemäß den 8 und 9 zur vorbeschriebenen Ausführungsform insbesondere dadurch, dass das Mittel 10 zur Entkopplung durch einen fest mit dem Klemmkörper 6 verbundenen, vorzugsweise einstückig mit demselben ausgebildeten Bund 10b gebildet ist, welcher seinerseits radial außen neben dem Klemmkörper 6 eine Mehrzahl, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilte elastische Spreizarme 13 aufweist, die ihrerseits derart ausgebildet sind, dass dieselben während des Einführens in die Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 (7), welche vorliegend kreisrund ausgebildet ist, am zweiten Bauteil 2 nach außen ablenkbar und zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 1, 2, sich an denselben axial abstützend, positionierbar sind.
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Der Bund 10b des Klemmkörpers 6 ist vorliegend größer der Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 ausgebildet, so dass derselbe nach Abschluss der Montage (9), sich am ersten Bauteil 1 abstützend, axial zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem Bund 9 des Spreizdorns 8 angeordnet ist.
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Die Montage erfolgt zweckmäßigerweise derart, dass zunächst der Klemmkörper 6 axial in die Aussparung 5 des zweiten Bauteils 2 eingeführt sowie die Spreizarme 13 aufgespreizt und zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 1, 2 positioniert werden. Im Anschluss daran wird der Spreizdorn 8 in seine Endstellung überführt und demgemäß der Klemmkörper 6 axial fixiert.
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Demgegenüber kann es auch angezeigt sein, den Bund 10b derart kleiner der Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 auszubilden, dass derselbe durch die Aussparung 4 hindurch dringt, so dass in Anlehnung an die erste Ausgestaltungsform der Bund 9 des Spreizdorns 8 im endmontierten Zustand direkt am ersten Bauteil 1 anliegt (nicht näher dargestellt).
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Als besonders vorteilhaft ist herauszustellen, dass im Hinblick auf besagte erste Ausgestaltungsform hier eine separate Drehbewegung vermieden ist und lediglich axiale Montagebewegungen des Monteurs erforderlich werden.
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Dritte Ausführungsform - Variante 1 (Ausführungsbeispiel der Erfindung)
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Gemäß den 10 bis 13 kann das Mittel 10 zur Entkopplung auch durch eine auf den Spreizdorn 8 drehbar sowie relativ zum Spreizdorn 8 axial verschiebbar gelagerte respektive auf den Spreizdorn 8 aufgefädelte Scheibe 10c gebildet sein.
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Die Scheibe 10c ist vermittels zumindest einer Führungsnase 14, vorliegend zweier radial gegenüberliegend angeordneter Führungsnasen 14, in zugeordneten, zumindest abschnittsweise schraubenförmig gestalteten Führungsnuten 15 des Spreizdorns 8 zwangsgeführt (insbes. 10 und 11).
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Die Funktionsweise dieser Ausführungsform der Erfindung ist wie folgt:
- Zunächst werden in Anlehnung an die erste Ausführungsform der Erfindung der Klemmkörper 6 samt dem Mittel 10 zur Entkopplung, vorliegend der Scheibe 10c durch die Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 hindurch geführt und der Klemmkörper 6 in die Aussparung 5 des zweiten Bauteils 2 eingeführt.
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Im Anschluss daran wird der Spreizdorn 8 in die Bohrung 7 des Klemmkörpers 6 eingedrückt, bis der Bund 9 des Spreizdorns 8 am ersten Bauteil 1 zur Anlage kommt.
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Infolge der Axialbewegung des Spreizdorns 8 erfährt die Scheibe 10c entsprechend der gewählten Schraubenform der Führungsnuten 15 eine Winkelverstellung derart, dass die Scheibe 10c sich zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 1, 2 selbsttätig positioniert und demgemäß die gewünschte Entkopplung der Bauteile 1 und 2 bewerkstelligt.
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Vorteilhaft sind sowohl der Spreizdorn 8 innerhalb der Aussparung 4 des ersten Bauteils 1 als auch der Klemmkörper 6 innerhalb des zweiten Bauteils 2 verdrehgesichert ausgebildet.
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Was den Spreizdorn 8 anbelangt, verfügt derselbe vorliegend an seinem freien Ende über zwei radial gegenüberliegend angeordnete Fortsätze 16, die ihrerseits in korrespondierende axial ausgerichtete nutenförmige Ausnehmungen 17 des Klemmkörpers 6 formschlüssig eingreifen. Der Klemmkörper 6 verfügt beispielsweise über einen quadratischen Querschnitt, welcher seinerseits in einem quadratischen Querschnitt der Ausnehmung 5 des zweiten Bauteils 2 verdrehsicher gehalten ist (12 und 13).
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Dritte Ausführungsform - Variante 2 (Ausführungsbeispiel der Erfindung)
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Die Ausführungsform gemäß den 14 und 15 unterscheidet sich zur zuvor beschriebenen Ausführungsform lediglich dadurch, dass das Mittel 10 zur Entkopplung in Form einer verdreh- und axial verschiebbaren Scheibe 10d statt auf dem Spreizdorn 8 auf dem Klemmkörper 6 gelagert und mittels Führungsnasen 14 in Führungsnuten 15 des Klemmkörpers 6 zwangsgeführt ist.
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Beim axialen Einschieben des Klemmkörpers 6 in die Aussparung 5 des zweiten Bauteils 2 ist die gewünschte Winkelverstellung der Scheibe 10d zu verzeichnen, die sich dann im Sinne der Erfindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 1, 2, sich an denselben axial abstützend, positioniert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil
- 2
- Bauteil
- 3
- Befestigungselement
- 4
- Aussparung (Bauteil 1)
- 5
- Aussparung (Bauteil 2)
- 6
- Klemmkörper
- 7
- Bohrung (Klemmkörper 6)
- 8
- Spreizdorn
- 9
- Bund (Spreizdorn 8)
- 10
- Mittel zur Entkopplung
- 10a
- Bund (Klemmkörper 6)
- 10b
- Bund (Klemmkörper 6)
- 10c
- Scheibe
- 10d
- Scheibe
- 11
- Drehachse
- 12
- Schaft (Spreizdorn 8)
- 13
- Spreizarme (Bund 10b)
- 14
- Führungsnase (Scheibe 10c, 10d)
- 15
- Führungsnut (Spreizdorn 8, Klemmkörper 6)
- 16
- Fortsätze (Spreizdorn 8)
- 17
- Ausnehmungen (Klemmkörper 6)
