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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Arretierung
eines Geräts
in einer Einbauposition innerhalb eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs.
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Bei
dem Gerät
handelt es sich zum Beispiel um ein Kombi-Instrument im Armaturenbrett
oder ein Infotainment-Gerät,
wie zum Beispiel ein Radio, ein Navigationssystem, ein Mobiltelefon
oder eine Kombination solcher oder ähnlicher Geräte. Solche
Geräte
besitzen heute eine träge
Masse in der Größenordnung
von mehreren Kilogramm und werden häufig in einer Mittelkonsole
oder im Armaturenbrett (Schalttafel) befestigt, die sich unterhalb
des Armaturenbretts und zwischen den vorderen Fußräumen befindet. Bei großen Beschleunigungskräften, wie
sie zum Beispiel bei einem Heckaufprall-Crash vorkommen, treten
entsprechend große
Belastungen der Befestigungsvorrichtung auf. Bei einem Heckaufprall
können
zum Beispiel Beschleunigungen von mehr als 30 g (g: Wert der Erdbeschleunigung)
auftreten, was bei einem cirka 3 kg schweren Gerät zu Kräften von mehr als 900 N führen kann.
Bei einem Bruch der Befestigungsvorrichtung könnte das Gerät durch
die Beschleunigungskräfte
in Richtung des Fahrzeuginnenraums aus seiner Befestigung gerissen
werden und dabei die Fahrzeuginsassen verletzen.
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Bekannte
Befestigungsvorrichtungen weisen Schraubverbindungen auf, mit denen
ein solches Instrument oder Gerät
in einer Einbauposition mit einem Aufnahmerahmen im Innenraum des
Kraftfahrzeugs verschraubt wird. Solche Schraubverbindungen gewährleisten
auch beim Auftreten großer
Beschleunigungskräfte
einen sicheren Halt des Gerätes.
Eine Gefährdung
von Fahrzeuginsassen durch ein aus seiner Befestigung gerissenes
Gerät wird
dadurch vermieden.
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Dieser
Vorteil geht jedoch mit Nachteilen bei der Montage und Demontage
einher. Das Herstellen und Lösen
einer Schraubverbindung ist zeitintensiv und erfordert ausreichend
Platz für
die Handhabung eines Werkzeugs. Bei der Handhabung des Werkzeugs
besteht darüber
hinaus die Gefahr einer Beschädigung
des Geräts
und/oder der Beschädigung hochwertiger
Oberflächen
von Innenraumverkleidungsteilen. Dies gilt insbesondere für den Reparaturfall,
in dem das Gerät
bei vollständig
montiertem Fahrzeug und entsprechend engen Platzverhältnissen
und unter Umständen
nicht optimalem Werkzeug demontiert und montiert werden muss.
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Es
besteht daher ein Bedürfnis
nach einer Lösung,
die eine erleichterte Demontage und Montage erlaubt. Im Allgemeinen
geht eine Erleichterung der Demontierbarkeit zu Lasten der Festigkeit
der Halterung, was im Hinblick auf die Sicherheit der Insassen problematisch
ist. Bei engen Spaltmaßen zwischen
dem Gerät
und dem Rand von Verkleidungsteilen in der Umgebung der Einbauöffnung des Geräts ist es
ferner schwierig, das genau eingepasste Gerät für eine Demontage von vorn zu
fassen, um es herausziehen zu können.
Bei unsachgemäßem Einsatz
von Hebeln wie Schraubendreherklingen besteht auch hier die Gefahr
einer Beschädigung
hochwertiger Verkleidungsteile sowie die Gefahr einer Beschädigung des
Geräts
oder des Aufnahmerahmens.
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Vor
diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe
einer Befestigungsvorrichtung, die einerseits eine sichere Befestigung
des Gerätes
und andererseits eine leichte Demontierbarkeit und Montierbarkeit
des betreffenden Gerätes
mit verringerter Gefahr einer Beschädigung des Geräts und/oder
des Aufnahmerahmens und/oder benachbarter Verkleidungsteile erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die
erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: Sie weist einen Zapfen,
ein Haltemittel sowie einen drehbar gelagerten zweiseitigen Hebel
auf. Der Hebel weist auf einer Seite ein zur Aufnahme des Zapfens
eingerichtetes Maul und auf der anderen Seite ein zur Arretierung
durch das Haltemittel eingerichtetes Ende auf. Der Hebel ist so
angeordnet, dass sein Maul den Zapfen bei einer Bewegung umfasst, die
zwischen einer Montageposition des Geräts und seiner Einbauposition
erfolgt. Dabei stellt die Einbauposition die Position im vollständig montierten
und arretierten Zustand dar, während
die Montageposition eine Position darstellt, in der sich das Gerät bei der Montage
oder Demontage vorübergehend
befindet und in der Zapfen und Maul des Hebels bei der Montage in
Eingriff gebracht werden oder bei der Demontage voneinander gelöst werden.
Das Haltemittel ist dazu eingerichtet, das andere Ende des Hebels
in der Einbauposition des Gerätes
zu hintergreifen und gegen aus der Einbauposition heraus gerichtete Kräfte zu arretieren.
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Bei
der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
wirkt der Zapfen mit dem drehbar gelagerten Hebel in doppelter Hinsicht
zusammen:
Ein erstes Zusammenwirken ergibt sich im Zuge
der Montage oder Demontage. Bei der Montage wird das Gerät zunächst so
weit in den Aufnahmerahmen geschoben, bis das Maul des drehbar gelagerten
Hebels den Zapfen erfasst. Die drehbare Lagerung des Hebels erlaubt
es dann, die für
die weitere Bewegung in die endgültige
Einbauposition erforderliche Kraft durch eine in einem einzigen
Zug erfolgende Bewegung des Hebels aufzubringen. Da der Hebel den Zapfen
auch in der endgültigen
Einbauposition weiter umfasst, kann auch bei der Demontage eine
für das Lösen aus
der Einbauposition erforderliche Kraft zunächst durch eine in einem Zug
erfolgende Betätigung
des Hebels aufgebracht werden. Es ist daher kein Ansetzen und keine
umständliche
und schadensträchtige
Handhabung eines separaten Werkzeugs erforderlich. Sobald das Gerät bei seiner
mit Hilfe des Hebels erfolgenden Demontage nur wenige Zentimeter
aus dem Aufnahmerahmen herausragt, kann es von einem Werker problemlos
manuell gefasst und aus dem Aufnahmerahmen herausgezogen werden.
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Die
Verbindung von Zapfen und Hebel stellt damit ein integriertes Werkzeug
dar, das eine leichte und schnelle Montierbarkeit und Demontierbarkeit des
Geräts
ohne schadensträchtige
Verwendung eines separaten Werkzeugs erlaubt.
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Eine
zweite Zusammenwirkung ergibt sich daraus, dass der Hebel den Zapfen
auch in der endgültigen
Einbauposition weiter umfasst. In Verbindung mit dem Haltemittel,
das dazu eingerichtet ist, ein Ende des Hebels in der Einbauposition
des Gerätes
zu hintergreifen und gegen aus der Einbauposition heraus gerichtete
Kräfte
zu arretieren, wird das Gerät
in der Befestigungsvorrichtung arretiert. Sowohl der Hebel als auch
der Zapfen lassen sich ohne Weiteres so dimensionieren, dass eine
sichere Befestigung auch bei einem Heckaufprall mit den oben angegebenen
Beschleunigungswerten gewährleistet ist.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung und den beigefügten
Figuren.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in den jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 das
technische Umfeld der Erfindung;
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2 das
Zusammenspiel eines Hebels und eines Zapfens bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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3 eine
Ausgestaltung des Haltemittels.
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Im
Einzelnen zeigt die 1 ein Gerät 10 im ausgebauten
Zustand vor einem Aufnahmerahmen 12 im Innenraum eines
Kraftfahrzeugs. Der Aufnahmerahmen 12 ist in einer Ausgestaltung
eine Mittelkonsole. Der Pfeil 14 gibt die Vorwärts-Fahrtrichtung des
Kraftfahrzeugs an, die in der dargestellten Ausgestaltung mit der
Montagerichtung beim Montieren des Gerätes 10 übereinstimmt.
Der Aufnahmerahmen 12 weist eine Einbauöffnung 16 auf, durch
die das Gerät 10 in
den Aufnahmerahmen 12 eingeschoben und wieder herausgezogen
werden kann. Beim Einschieben und Herausziehen wird das Gerät 10 in der
Ausgestaltung, die in der 1 dargestellt
ist, durch Seitenwände 18 und/oder
Strukturen 22, 24, 26 einer Einführebene 28 geführt.
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In
der dargestellten Ausgestaltung stellen die Strukturen 22 und 24 Rippen
dar, auf denen das Gerät 10 gleitend
im Aufnahmerahmen 12 verschoben werden kann. Dabei ergibt
sich durch die Rippen 22, 24 bei eingeschobenem
Gerät 10 ein
der Rippenhöhe
entsprechender Abstand der Unterseite des Geräts 10 zu der Einführebene 28.
Zwischen der Unterseite des Geräts 10 und
der Einführebene 28 ist
ein Hebel 30 drehbar gelagert, wobei die Drehachse der Lagerung 32 senkrecht
auf der Einführebene 28 steht.
Die Drehbewegung des Hebels 30 erfolgt damit parallel zur
Einführebene 28.
In der dargestellten Ausgestaltung ist die Struktur 26 eine
Nut, die zur Führung
eines Zapfens dient, der fest mit der Unterseite des Gerätes 10 verbunden
ist und der in der 1 durch das Gerät 10 verdeckt
wird. Der Hebel 30 ist durch eine seitliche Öffnung 34 im
Aufnahmerahmen für
einen Werker zugänglich.
In einer alternativen Ausgestaltung ist er von unten zugänglich.
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Das
Zusammenspiel von Zapfen und Hebel 30 wird im Folgenden
unter Bezug auf die 2 dargestellt, die eine Draufsicht
auf die Einführebene 28 repräsentiert.
Zur Verdeutlichtung der Funktion ist dabei der Zapfen 36 ohne
das Gerät 10 dargestellt. Wegen
der festen Verbindung des Zapfens 36 mit der Unterseite
des Geräts 10 versteht
es sich aber, dass jede Bewegung des Zapfens 36 eine Bewegung
des ganzen Gerätes 10 abbildet.
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Der
Zapfen 36 und der Hebel 30 ist in der 2 jeweils
gestrichelt in einer Montageposition und durchgezogen in einer Einbauposition
dargestellt. Wie bereits erwähnt
wurde, stellt die Montageposition eine Position dar, in der sich
das Gerät 10 bei der
Montage oder Demontage vorübergehend
befindet und in der Zapfen 36 und Hebel 30 bei
der Montage in Eingriff gebracht werden oder bei der Demontage voneinander
gelöst
werden. Die Einbauposition stellt dagegen die Position im vollständig montierten und
arretierten Zustand dar.
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Der
Hebel 30 ist ein in der Lagerung 32 drehbar gelagerter,
zweiseitiger Hebel. Dieser Hebel kann verschraubt, vernietet oder
gestiftet sein. Eine Seite des Hebels 30 besitzt ein zur
Aufnahme des Zapfens 36 eingerichtetes Maul 38.
Auf der anderen Seite besitzt der Hebel 30 ein zur Arretierung
durch ein Haltemittel eingerichtetes Ende 40. Das Haltemittel
wird weiter unten mit Bezug auf die 3 erläutert.
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Bei
einem Einschieben des Gerätes 10 wird der
Hebel 30 zunächst
in die gestrichelt dargestellte Montageposition gebracht. Dies kann
sowohl manuell als auch durch eine Federbelastung des Hebels 30 erfolgen.
Anschließend
wird das Gerät 10 in
die Einbauöffnung 16 geschoben,
bis der Zapfen 36 die gestrichelt dargestellte Montageposition
erreicht, in der er vom Maul 38 des Hebels 30 erfasst
wird. Der Hebel 30 ist darüber hinaus so angeordnet, dass
sein Maul 38 den Zapfen 36 bei einer Bewegung
des Geräts 10 entlang
einer Montagekurve umfasst, die zwischen der gestrichelt dargestellten
Montageposition des Zapfens 36 und des Geräts 10 und
der Einbauposition des Zapfens 36 und des Geräts 10 verläuft. Beim
weiteren Einschieben des Gerätes 10 in
seine Einbauposition betätigt
der Zapfen 36 den Hebel 30 und bewegt ihn in die
durchgezogen dargestellte Stellung, die der Einbauposition entspricht
und in der er von einem Haltemittel arretiert wird. In der dargestellten
Ausgestaltung wird die Bewegung des Zapfens 36 durch die
Nut 36 geführt.
Alternativ oder ergänzend
kann die Führung
auch durch Flächen
oder Kanten erfolgen, die das Einbauvolumen im Aufnahmerahmen 12 begrenzen.
Das Ausmaß der
Verschiebung zwischen der Montageposition und der Einbauposition
beträgt
in bevorzugten Ausgestaltungen wenige Zentimeter, insbesondere 1–4 Zentimeter.
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Sobald
sich der Zapfen 36 hinreichend weit in dem Maul 38 befindet,
kann die weitere Vorschubbewegung des Geräts 10 auch durch eine
manuelle Betätigung
des Hebels 30 erfolgen. Das Verschieben des Gerätes 10 durch
eine Betätigung
des Hebels 30 ist insbesondere bei einer Demontage des
Gerätes 10 von
Vorteil, weil das in der Einbauposition liegende Gerät 10 dort
in der Regel bündig
mit dem Aufnahmerahmen abschließt
und daher für
einen Werker nur schlecht zu fassen ist.
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In
dieser Situation ermöglicht
die Erfindung, dass das Gerät 10 durch
eine manuelle Betätigung des
Hebels 30, die auf den Zapfen 36 wirkt, aus seiner
Einbaulage heraus in eine Montageposition gedrückt wird. Im Gegensatz zu der
Einbaulage, in der das Gerät 10 in
der Regel bündig
mit benachbarten Verkleidungsteilen abschließt, kann das Gerät 10 in der
Montageposition dann ohne Schwierigkeiten manuell erfasst und ganz
herausgezogen werden.
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Das
zur Aufnahme des Zapfens 36 eingerichtete Maul 38 besitzt
in einer bevorzugten Ausgestaltung die dargestellte U-Form mit ungleich
langen U-Schenkeln. Dabei wird der Hebel 30 bevorzugt so angeordnet,
dass der kürzere
der beiden U-Schenkel der
Einbauöffnung 16 des
Aufnahmerahmens 12 zugewandt ist und der längere der
beiden U-Schenkel einer der Einbauöffnung 16 gegenüberliegenden
Seite des Einbaurahmens 12 zugewandt ist.
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Die
ungleich lange Ausführung
beider U-Schenkel verhindert, dass der kürzere Schenkel in der gestrichelt
dargestellten Position des Hebels 30 die Bewegung des Zapfens 36 blockiert.
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen
den beiden gezeichneten Positionen des Hebels 30 durch
bauliche Bedingungen eingeschränkt ist.
Die längere
Ausführung
des anderen Schenkels gewährleistet,
dass der Verschiebeweg des Zapfens 36 bei einer Betätigung des
Hebels 36 bei gegebenem Winkel möglichst groß ist.
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Die
bis hier beschriebene Befestigungsvorrichtung zeichnet sich auch
dadurch aus, dass der Zapfen 36 fest mit dem Gerät 10 verbunden
ist und das Haltemittel und der Hebel 30 Bestandteile des Aufnahmerahmens 12 sind.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der Zapfen 36 fest
mit dem Aufnahmerahmen 12 verbunden und das Haltemittel
und der Hebel 30 sind Bestandteile des Geräts 10.
Der Zapfen 36 ist bevorzugt zylinderförmig und seine Abmessungen
sind so auf die Abmessungen des Mauls 38 abgestimmt, dass
der Zapfen 36 durch das Maul 38 aufgenommen werden
kann.
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Diese
Form erlaubt bei der Bewegung des Hebels 30 ein Gleiten
des Zapfens 36 auf seinen Anlageflächen im Maul 38, ohne
dass dabei die Gefahr eines Verkantens oder einer anderen unerwünschten Selbsthemmung
besteht.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Haltemittels 44. Das dort dargestellte Haltemittel 44 ist über die
Rippe 24 mit dem Aufnahmerahmen verbunden und in ein Fenster
der Rippe 24 integriert. Die Orientierung des Haltemittels 44 in
Relation zu den Gegenständen
der 1 und 2 ergibt sich durch den Pfeil 14,
der die Vorwärtsfahrtrichtung
des Kraftfahrzeugs angibt, und durch den Pfeil 42, der
eine Richtung senkrecht zu der Einführebene 22 angibt. Die 3 stellt
insofern eine Sicht auf die Rippe 24 der 2 dar,
wie sie sich bei einer Blickrichtung von links auf den Gegenstand
der 2 ergibt.
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In
der dargestellten Ausgestaltung weist das Haltemittel 44 eine
starre Rastnase 46 auf. In dieser Ausgestaltung ist der
Hebel 30 quer zu einer Einführebene 22 des Geräts 10 elastisch.
Die gestrichelte und die durchgezogene Darstellung des Hebels 30 bezieht
sich jeweils auf die entsprechende Darstellung in der 2:
In der gestrichelt gezeichneten Position befindet sich der Hebel 30 in
einer Montageposition. Bei der Montage wird er aus dieser Position heraus
längs der
Linie 48 in die durchgezogen gezeichnete Stellung verschwenkt,
in der er hinter der starren Rastnase 46 des Haltemittels 44 einrastet. Durch
das Einrasten des Hebels 30, beziehungsweise des Endes 40 des
Hebels 30, hinter der Rastnase 46 wird der durch
das Maul 38 des Hebels 30 umfasste Zapfen 36 gegen
eine Verschiebung gesichert die gegen die Fahrtrichtung 14 erfolgt.
Wegen der festen Verbindung des Zapfens 36 mit dem Gerät 10 ist
damit auch das Gerät 10 gegen
eine solche Verschiebung gesichert. Die Sicherung in der Gegenrichtung
erfolgt bevorzugt dadurch, dass ein über die Einbauöffnung überstehender
Rand des Gerätes 10 an
Auflageflächen
des Aufnahmerahmens 12 aufliegt.
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Eine
alternative Ausgestaltung weist an Stelle der starren Rastnase 46 und
des quer zur Einführebene 28 elastischen
Hebels 30 eine in dieser Richtung 42 elastische
Rastnase in Verbindung mit einem in dieser Richtung starren Hebel 30 oder
in Verbindung mit einem in dieser Richtung ebenfalls elastischen
Hebel 30 auf.
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Bei
beiden Ausgestaltungen ragt der Hebel 30 bevorzugt seitlich über das
Haltemittel 44 heraus, so dass er durch einen Werker manuell
gefasst und betätigt
werden kann. Die Haltevorrichtung 44 ist bevorzugt so dimensioniert,
dass sie das Gerät 10 im eingebauten
Zustand bei gegen die Montagerichtung 14 wirkenden Beschleunigungen
mit einem Maximalwert sicher festhält, der zwischen 25 g und 40
g liegt.