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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zum Befestigen eines Behälters
mittels eines Spannbandes an einem Kraftfahrzeugteil, insbesondere
an einem Fahrgestell eines Fahrzeugs.
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Bekannte
Spannbandbefestigungen, wie sie eingesetzt werden um insbesondere
bei Nutzfahrzeugen Kraftstoffbehälter sicher am Rahmen
zu verspannen, sind bis dato auf Grund momentenfester Spannbandverbindungen
mit dem Abschnitt an der Konsole, respektive mit der Konsole des
Fahrzeugs, insofern schädigungsträchtig, als auf
Grund von Spannungsüberhöhungen und starker, nicht
ausschließlich auf Zug gerichteter Beanspruchung des Spannbands
Verzwängungen in der Spannbandschlaufe entstehen, wenn
der zu sichernde Behälter sich bewegt. Dabei entstehen
rahmenseitige Spannbandschäden. Diese führen zu
Beeinträchtigungen der Sicherheit hinsichtlich der Festlegung
des zu sichernden Behälters einerseits, andererseits zu
Kosten verbunden mit dem häufigen Ersetzen des Spannbands,
wenn die Sicherheit gewährleistet werden soll.
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Aus
der
DE 198 10 934
A1 ist eine Befestigungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters
an ein Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges mit einem den Kraftstoffbehälter
umfassenden Spannband bekannt, wobei das Spannband mit einem Ende
mittels einer Verbindungsvorrichtung an einer Konsole des Fahrzeugs
verbunden ist und einen sich daran anschließenden Gewindeschaft
aufweist, der durch eine Öffnung in einer Schlinge des
Spannbands geführt ist. Durch Bereitstellen einer Krümmung
eines gegen die Schlinge gespannten Spanngliedes und ein Verbindungsglied
der Spannvorrichtung, das einen hakenförmigen Kopf aufweist
und das in einer Öse der Konsole einhängbar ist,
entfallen technisch aufwändigere Konstruktionen zur Sicherung
des Spanngliedes. Die momentenfeste Verbindung bewirkt eine feste
Einspannung des Spannbandes und Schädigung desselben wegen
Spannungsüberhöhungen an seinen Rändern.
Daher liegt mit dieser Vorrichtung zum Befestigen eines Tankes eine
Befestigung vor, die anfällig für Spannbandschäden
ist. Die Befestigung des Tankes wird insofern nicht ausreichend
sichergestellt, wenn das Spannband beschädigt ist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es erforderlich, eine Befestigungsvorrichtung
für Behälter an Kraftfahrzeugen zu schaffen, welche
weniger anfällig für Spannbandschäden
sein soll.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Befestigungssystem zum Befestigen von Behältern
an Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Befestigungssystems zum Befestigen von Behältern an Kraftfahrzeugen
umfasst ein Spannband mit einer Spannvorrichtung, die an einem Teil
eines Kraftfahrzeugs befestigt werden kann. Das Spannband hat dabei
einen Verjüngungsbereich an seinem Ende, das in Richtung
einer Konsole des Kraftfahrzeugs weist, und wird mittels zweier
koppelnder Verbindungselemente festgelegt, wobei ein erstes Verbindungselement
an dem Verjüngungsbereich und ein zweites Verbindungselement
an der Konsole angeordnet ist. Die Verjüngung ermöglicht
dabei vorteilhaft, dass das Spannband in Bezug auf eine z-Achse, die
senkrecht auf einer Spannbandebene steht, mittels der gelenkigen
Kopplung des ersten Verbindungselements und des zweiten Verbindungselements
beweglich ist, so dass keine momentenfeste Verbindung geschaffen,
sondern vielmehr ein weiterer Freiheitsgrad für das Band
bereitgestellt wird. Damit wird eine Verzwängung der Spannband-Durchtrittsvorrichtung,
also einer Spannbandschlaufe vermieden und die am Spannband wirkenden
Kräfte führen nicht länger zu einer Überhöhung
der Spannungen, wodurch vorteilhaft Schädigungen vermieden werden.
Damit ist es vorteilhaft möglich, durch die erfindungsgemäße
Ausbildung des Verjüngungsbereiches eine definierte und
gleichmäßige Kraftverteilung bzw. Krafteinleitung
von einem Bereich des Verjüngungsbereiches, an dem die
Verbindungselemente eingreifen, auf das restliche Spannband sicherzustellen
und die Kraft vom Spannband auf die Konsole am Fahrzeug zu übertragen.
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Eine
Ausführungsform der Erfindung bezieht sich darauf, dass
die beiden Verbindungselemente eine Haken-Ösen-Verbindung
bilden. Dabei kann etwa der Haken fest und unlösbar an
dem Verjüngungsbereich des Spannbandes angeordnet oder eingebracht
sein. Dies kann beispielsweise durch Verschweißen, Vernähen
und/oder Verkleben insbesondere unter Vorsehen von entsprechenden
Hinterschnitten erfolgen.
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Dabei
ist der Haken so mit dem Spannband verbunden, dass er sich quasi
in Verlängerung des Spannbandes in dessen Richtung erstreckt.
Die mit dem Haken korrespondierende Öse, die vorzugsweise
zur Verhinderung eines unbeabsichtigten durch Vibrationen und Erschütterungen
des Fahrzeugs verursachten Rutschens und Herauslösens des
Hakens geschlossen ist, ist an der Konsole des Fahrzeugs angeordnet
und nimmt den Haken sicher festlegend auf. Eine Bewegung des Spannbandes
in z-Richtung – die z-Achse steht senkrecht auf der Spannband-Ebene – ist
bei der Haken-Öse-Verbindung vorteilhaft möglich
und das Spannband wird im Wesentlichen auf Zug belastet, so dass
die unerwünschten Spannungsüberhöhungen
erheblich reduziert oder gar vollständig vermieden werden.
Alternativ können auch der Haken und die Öse bezüglich
ihrer Anordnung an der Konsole bzw. im Verjüngungsbereich ausgetauscht
werden und die Öse im Spannband befestigt werden und entsprechend
umgekehrt der Haken in der Konsole.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich darauf,
dass das Verbindungselement eine von einer an dem verjüngten
Ende des Spannbandes senkrecht zu der Spannbandebene vorliegenden
Lochung und einem sich in Richtung der z-Achse nach oben erstreckenden
und an der Konsole befestigten Bolzen, über den die Lochung
geführt wird, bereitgestellt wird, so dass ebenfalls Bewegungsfreiheit
in Richtung der z-Achse geschaffen ist. Dabei wird auf einfache
Weise der Bolzen in die im Verjüngungsbereich angeordnete
Lochung eingeführt und damit das Spannband mit der Konsole
und dem Fahrzeug verbunden.
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Vorteilhaft
kann die Lochung in dem Verjüngungsbereich durch das Einbringen
einer Hülse zusätzlich gesichert sein, wobei die
Hülse etwa aus Metall beschaffen sein kann. Dies verbessert
die Stabilität und zeitliche Nutzbarkeit und verringert
zudem das Risi+ko von unerwünschten Effekten durch die Krafteinbringung
des Bolzens auf den Randbereich der Lochung. Durch die Hülse
werden die Kräfte einerseits auf einen größeren
Bereich des Randes der Lochung übertragen und dadurch die
Flächenpressung reduziert, zum anderen ist das Spannband
besser vor mechanischem Abrieb durch den Bolzen geschützt.
Damit wird das Risiko von unerwünschten Schäden
am Spannband weiter reduziert.
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Eine
weitere Möglichkeit zur Schaffung des Befestigungssystems
besteht in der Bereitstellung eines Paares aus einer an dem verjüngten
Ende des Spannbandes parallel zu der Spannbandebene angeordneten,
vorzugsweise durch eine Schlaufe gebildetes Durchtrittselement und
einem in Richtung einer vertikalen z-Achse bezüglich der
Konsole an dieser befestigten Bolzen, wobei das Durchtrittselement den
Bolzen aufnimmt, so dass eine auf einfachste Weise schaffbare sichere
Festlegung des Spannbandes an der Konsole realisiert wird.
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Vorteilhaft
ist es, in dem Verbindungsbereich von Durchtrittselement und Bolzen
den Innendurchmesser der Öffnung des Durchtrittselementes
nur wenig größer als den Außendurchmesser
des Bolzens zu wählen, wodurch eine unmittelbare Kraftübertragung
vom Bolzen auf das Durchtrittselement und damit über den
sich erweiternden Verjüngungsbereich in Richtung Zentralbereich
des Spannbandes gegeben ist. Durch die Beweglichkeit des Spannbandes
orthogonal zur Hauptausdehnungsrichtung des Bolzens ist es möglich,
die unerwünschten Momente, die zu einer Spannungsüberhöhung
führen, bezüglich dieser Bewegungsrichtung verringern.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Breite des Spannbandes
an seinem sich verjüngenden Ende so zu wählen,
dass sie deutlich schmaler ist als die Breite des Spannbandes an
anderen Stellen, wodurch eine besondere Gelenkigkeit um die Z-Achse
realisiert wird.
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Der
Bolzen kann sich entweder an der Stelle, an der er durch das Durchtrittselement
geführt wird, zur Positionierung in Form eines Einstiches
ebenfalls verjüngen, oder es sind vor und nach der Durchtrittsvorrichtung
Positionierungselemente zur Sicherung gegen Verschiebung auf dem
Bolzen angeordnet. Durch diese festgelegte Positionierung kann der Krafteintrag
von der Konsole in das Spannband optimiert werden, wodurch eine
zusätzliche Sicherheit vor Beschädigung des Spannbandes
gegeben ist. Die Positionierelemente können vorteilhaft
stabile Metall- oder Kunststoffhülsen sein.
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Figurenbeschreibung
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Der
Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung
der Beschreibung. Gegenstände oder Teile von Gegenständen,
die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können
mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Erfindung.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Befestigungssystems mit einer Haken-Ösen-Verbindung,
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2 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Befestigungssystems mit einer Lochung-Bolzen-Verbindung,
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3 eine
Draufsicht eines erfindungsgemäßen Befestigungssystems
mit einer Durchtrittselements-Bolzen-Verbindung.
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Das
erfindungsgemäße Befestigungssystem dient der
Befestigung von Behältern wie Kraftstoffbehältern
an Kraftfahrzeugen, wobei zumeist eine Sicherung des Kraftstoffbehälters
an einer Konsole vorgenommen wird. Dazu wird ein Spannband mit einer mit
dem Kraftfahrzeugteil verbindbaren Spannvorrichtung eingesetzt,
wobei erfindungsgemäß das Spannband in Richtung
des Kraftfahrzeugteils, mit dem es verbunden werden soll, verjüngt
ist. Der Bereich, über den sich die Verjüngung – etwa
auch spitz zulaufend – erstreckt, weist ein erstes Verbindungselement
auf, das mit einem an der Konsole des Kraftfahrzeuges angeordneten
zweiten Verbindungselement eine gelenkige Verbindung bereitstellt.
Dabei ist die gelenkige Kopplung des ersten Verbindungselements
und des zweiten Verbindungselements so geschaffen, dass das Ende
des Spannbandes an der Konsole in Bezug auf eine z-Achse, die senkrecht
auf einer Spannbandebene steht, beweglich ist und daher zusammen
mit den bereits aus dem Stand der Technik bekannten und hier ebenfalls
vorliegenden Freiheitsgraden des Spannbandes eine momentenfreie
Verbindung bereitstellt, die bewirkt, dass das Spannband vorteilhaft
nahezu ausschließlich auf Zug beansprucht wird und daher
keine schädigenden Spannungen am Spannband herrschen.
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Die
Spannvorrichtung kann dabei von unterschiedlichen Verbindungselementpaaren
bereitgestellt werden. Darunter sind die Folgenden:
Das erste
Verbindungselement kann ein Haken und das zweite Verbindungselement
eine Öse sein, wobei der Haken in die Öse eingreift,
um die Verbindung bereit zu stellen; oder das erste Verbindungselement kann
eine an dem verjüngten Ende des Spannbandes senkrecht zu
der Spannbandebene vorliegende Lochung sein, die vorteilhaft mit
einer Hülse ausgekleidet sein kann; das korrespondierende
zweite Verbindungselement ist dann ein geschweifter, sich in Richtung
der z-Achse erstreckender und an der Konsole befestigter Bolzen, über
den die Lochung geführt wird. Weiter kann das erste Verbindungselement
ein an dem verjüngten Ende des Spannbandes parallel zu
der Spannbandebene bereitgestellte Durchtrittselement sein und das
zweite Verbindungselement ein in Richtung einer Z-Achse zur Konsole
an dieser befestigter Bolzen sein, wobei der Bolzen durch die Durchtrittsvorrichtung
geführt wird. Die Durchtrittsvorrichtung kann, um sie zu
stärken, zu stabilisieren und gegen Abrieb zu schützen,
ebenfalls von einer Hülse ausgekleidet werden.
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Der
Bolzen kann an der Stelle, an der er von dem Durchtrittselement
umfasst wird, verjüngt sein, wobei der Bolzen an der Verjüngungsstelle
vorteilhaft einen Außendurchmesser aufweist, der gleich
oder wenig kleiner ist als ein Innendurchmesser der Öffnung
des Durchtrittselements, damit eine sichere Aufnahme mit wenig Spiel
für den Bolzen bereitgestellt wird. Schließlich
können an dem Bolzen zwei Positionierungselemente angeordnet
sein, die das Durchtrittselement gegen Verschieben sichern.
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Das
Spannband ist an seinem Verjüngungsbereichs vorteilhaft
um die Hälfte schmaler als an seiner breitesten Stelle;
es kann auch im Verjüngungsbereich ein Drittel oder weniger
als eine Drittel der Breite des Spannbandes an seiner breitesten
Stelle ist aufweisen. Darüber hinaus kann der Verjüngungsbereich
streifenförmige Verstärkungselemente aufweisen,
die sich entlang einer Länge des Spannbandes erstrecken
und deren Abstand zueinander zum sich verjüngenden Ende
hin ebenfalls kleiner wird.
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Befestigungssystems
eines Kraftstoffbehälters an einem Fahrgestell eines Fahrzeugs
mit einem Spannband 1 dargestellt. Das Spannband 1 zeigt
an seinem Ende einen Verjüngungsbereich 2, an
dem ein Haken 3 als erstes Verbindungselement fest angeordnet
ist. Die feste Verbindung ermöglicht eine Kraftübertragung
von dem Haken 3 in den Verjüngungsbereich 2 des
Spannbandes 1. Der Haken 3 ist in eine Öse 4,
die das zweite und korrespondierende Verbindungselement ist, eingehakt.
Die geschlossene Öse 4 ist in einer Konsole 5 verschraubt,
welche mit dem Kraftfahrzeug unlösbar verbunden ist.
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Durch
das Zusammenwirken des Hakens 3 und der geschlossenen Öse 4 ist
eine Kraftübertragung vom Spannband 1 über
den Verjüngungsbereich 2 und den Haken 3 mit
der Öse 4 auf die Konsole 5 und damit
auf das Kraftfahrzeug ermöglicht und zugleich wird eine
Beweglichkeit der Verbindung in Richtung einer auf der Spannbandebene
stehenden z-Achse ermöglicht. Das Spannband 1 wird
dadurch ausschließlich auf Zug belastet und momentenfrei
an die Konsole 5 angekoppelt. Durch die Beweglichkeit des
Hakens 3 in der ringförmig geschlossenen Öse 4 und
durch die Ausbildung des Verjüngungsbereiches 2 mit
dem darin befestigten Haken 3 ist sichergestellt, dass
die Kraftübertragung von der Öse 4 auf
den Haken 3 und anschließend auf das Spannband 1 gleichmäßig
verteilt erfolgt, ohne dass relevante, lokale unerwünschte
Spannungsüberhöhungen im Verjüngungsbereich 2 respektive
dem Spannband 1 auftreten. Damit wird am Spannband 1 die
gewünschte Sicherheit vor Beschädigungen des Spannbandes
realisiert.
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2 zeigt
eine im Endbereich des Verjüngungsbereichs 2 des
Spannbandes 1 angeordnete Lochung 3' und einen
an der Konsole 5 angeordneten und damit fest verbundenen
Bolzen 4'. Der Bolzen 4', der geschweift in z-Richtung
(in Bezug zur Spannbandebene) nach oben ragt, wird durch die Lochung 3' im
Verjüngungsbereich 2 geführt und sichert damit
das Spannband 1 gegenüber der Konsole 5. Die
Lochung 3' ist dabei zentral im Endbereich des Verjüngungsbereiches 2 angeordnet
und durch eine metallische Hülse 6, die in die
Lochung 3' eingebracht ist, vor Ausreißen gesichert.
Das Ausreißen der Lochung 3' und damit eine Beschädigung
des Spannbandes 1 kann durch eine erhebliche mechanische
Belastung des Randes der Lochung 3' durch den Bolzen 4' auftreten,
oder durch die Übertragung von Kräften, die zu
einer Flächenpressung führen, bedingt sein. Eine übermäßige
Flächenpressung kann durch die Hülse 6 auf
eine größere Fläche des Randes der Lochung 3' verteilt
werden, wodurch die Belastung auf das Gewebe des Spannbandes 1 gesenkt
wird. Ferner ist die beschriebene Momentenfreiheit gegeben, die
Verbindung und damit auch das Spannband ist in Richtung der in 1 beschriebenen
z-Achse beweglich. Damit wird ermöglicht, dass im Wesentlichen
nur Zugkräfte von der Konsole 5 auf das Spannband 1 übertragen
werden und somit schädigende Spannungsüberhöhungen
verringert werden.
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3 sieht
als erstes und zweites Verbindungselement ein parallel zur Spannbandebene
verlaufendes Durchtrittselement 3'' im Verjüngungsbereiches 2 und
einen Bolzen 4'' vor. Der Bolzen 4'', erstreckt
sich in Z-Richtung durch das Durchtrittselement 3''; er
ist fest in die Konsole 5 des Kraftfahrzeuges eingebracht.
Das Durchtrittselement 3'' ist hinsichtlich des Innendurchmessers
seiner Öffnung an den Außendurchmesser des Bolzens 4'',
insbesondere an den Außendurchmesser einer im Zentralbereich
des Bolzens 4'' angeordneten Verjüngung 4a angepasst.
Der Innendurchmesser der Öffnung des schlaufen- oder schlingenförmigen
Durchtrittselements 3'' ist dabei unwesentlich größer
gewählt als der Außendurchmesser der Verjüngung 4a.
Zusätzlich ist die Breite des Endes des Verjüngungsbereiches 2 so
gewählt, dass er der Breite der Verjüngung 4a des
Bolzens 4'' entspricht und somit das Durchtrittselement 3'' hinsichtlich
seiner lateralen Beweglichkeit längs des Bolzens 4'' eingeschränkt
und seine Position festgelegt ist.
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Durch
diese Ausbildung des Durchtrittselement 3'' und des Bolzens 4'' ist
eine Beweglichkeit hinsichtlich einer Rotation um die Längsachse
des Bolzens 4'' auf besonders einfache und momentenfreie
Weise ermöglicht. Darüber hinaus ist zusätzlich eine
gewisse Beweglichkeit in orthogonaler Richtung ebenso ermöglicht,
da die Breite der Durchtrittsvorrichtung 3'' relativ zur
Breite des Spannbandes 1 sehr gering gewählt ist.
Zudem ist der Innendurchmesser der Durchtrittsvorrichtung 3'' relativ
zu dem Außendurchmesser des Verjüngungsbereiches 4a des
Bolzens 4'' so gewählt, dass bei Erhalt der Beweglichkeit eine
zuverlässige Kraftübertragung vom Spannband 1 über
den Verjüngungsbereich 2 und das Durchtrittselement 3'' auf
den Bolzen und damit auf die Konsole 5 gewährleistet
ist. Durch die geringe Anlagefläche des Durchtrittselements 3'' an
den Bolzen und hier an die Verjüngung 4a des Bolzens 4'' ist
eine Gelenkigkeit auch orthogonal zur Drehebene erreicht. Durch diese
umfassende Gelenkigkeit und damit Beweglichkeit des Durchtrittselements 3'' des
Spannbandes 1 relativ zu dem Bolzen 4'' und damit
zu der Konsole 5 ist eine weitgehend momentenfreie und
damit spannungsarme Verbindung (soweit es nicht Zugspannung angeht)
geschaffen, wodurch eine Beschädigung des Spannbandes 1 reduziert
wird. Damit wird ermöglicht, dass ein Tank, der durch das Spannband 1 an
einem Fahrzeug wie etwa einem Nutzfahrzeug befestigt ist, zuverlässig
auch in schwierigen Fahrsituationen gehalten wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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