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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zur Halterung
von Funktionselementen in einem Kraftfahrzeug.
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Aus
dem Stand der Technik sind bereits für den Wohn- und Bürobereich
oder für Badezimmer- und Ladeneinrichtungen Profilsysteme
zum Einbau in Wandpaneele bekannt, in die verschiedene Ablagevorrichtungen
frei positionierbar eingehängt werden können.
Diese Systeme sind allerdings nicht auf den Fahrzeugbau übertragbar,
da sie bestimmten Anforderungen, wie beispielsweise den Radienanforderungen
nach der Europäischen Richtlinie ECE R21 nicht
genügen, nach der spezielle Konstruktions- und Wirkvorschriften
in Bezug auf den Kopfaufprall auf Fahrzeuginnenraumkomponenten eingehalten
werden müssen, um die Gefahr für die Fahrzeuginsassen
bei Unfällen zu reduzieren.
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Ein
System zur Befestigung von Komponenten, die den Komfort während
des Aufenthalts in einem Kraftfahrzeug erhöhen sollen,
ist aus der
DE
10 2004 035 871 A1 bekannt. Dort wird ein multifunktionales
Stecksystem beschrieben, mit dem verschiedene Einbaukomponenten
variabel anbringbar sind. Es besteht aus einer ersten Steckeinrichtung,
die sich in einer Einbauöffnung an einer Innenraumkomponente
befindet und die mit einer zweiten Steckeinrichtung verbindbar ist,
mit welcher die entsprechende jeweilige Einbaukomponente verbunden
ist. Dieses Stecksystem dient der Individualisierung des Fahrgastraums
mittels variabler Anbringung verschiedener Einbaukomponenten, wobei
die Einbaukomponenten jeweils genau an den Stellen positioniert
werden müssen, an denen eine Steckvorrichtung vorgesehen
ist. Als optisch oder wegen des erforderlichen Raumes nachteilig
können nicht besetzte Steckstellen im Fahrgastinnenraum
angesehen werden.
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Die
DE 102 36 582 B4 offenbart
einen in einer fahrzeugseitig befestigten Führungsschiene
beweglichen Behälter im Bereich der Mittelkonsole. Der Behälter
ist aus der Führungsschiene entnehmbar und weist mehrere Überstände
zu seiner Befestigung auf. Die Fixierung erfolgt über einen
klinkenartigen Fortsatz der Überstände, wobei
die Fortsätze durch eine Drehbewegung der Überstände
in einen Nut-Hinterschneidungsraum der Führungsschiene eingreifen.
Der Befestigungsmechanismus dieses Mittelkonsolenbehälters
ist aufwändig gestaltet und räumlich wenig flexibel;
Zugriff kann nur im Bereich der Mittelkonsole erfolgen.
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Auch
in dem
US-Patent Nr. 6,135,529 ist
ein Behältnis in Verbindung mit einer Mittelkonsole dargelegt,
die in einem Führungselement gleitend entlang dem Führungselement
beliebig positioniert werden kann, das sich dabei in einer Längsrichtung durch
das Kraftfahrzeug erstreckt. Diese Anordnung ist auf Fahrzeugmodelle
begrenzt, die Raum für eine Mittelkonsole bieten.
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In
der
DE 197 42 408
B4 ist als Aufnahmevorrichtung für Objekte ebenfalls
eine verschiebbare Konsolenbox beschrieben, die genau wie das in
der
US-Patent Nr. 6,135,529 offenbarte
Behältnis auf einer Mittelkonsolenkonstruktion basiert
und daher hinsichtlich ihrer Flexibilität zur Nutzung eingeschränkt ist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, ein
einfach gestaltetes, leicht zu montierendes und flexibel nutzbares
Befestigungssystem für Funktionselemente in einem Kraftfahrzeug
bereitzustellen, so dass an einer beliebigen Stelle eine Vielfalt
möglicher Einbaukomponenten in Reichweite zur Verfügung
gestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Befestigungssystem zur Befestigung von zumindest
einem Funktionselement an einem Innenraumelement eines Kraftfahrzeugs
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine
erste Ausführungsform bezieht sich auf ein Befestigungssystem
zur Befestigung von zumindest einem Funktionselement an einem Innenraumelement
eines Kraftfahrzeugs, wobei das Innenraumelement mit einer Profilschiene
ausgestattet ist, die eine profilierte Ausnehmung aufweist. Vorteilhaft
ist diese profilierte Ausnehmung hinsichtlich ihrer Geometrie so
beschaffen, dass sie gerade komplementär zu einem Adapterprofil
ist, welches an ein Funktionselement angeschnitten ist. Damit kann
das Adapterprofil in die profilierte Ausnehmung eingeführt
werden und das Funktionselement somit ohne die Verwendung von Montageelementen
wie Schrauben, Bolzen oder Werkzeugen zur Befestigung derselben lösbar
festlegen. Das Innenraumelement hat eine Innenstützstruktur,
die als Profilaufnahmeschale gestaltet ist. Damit kann sie die Profilschiene
haltend umgreifen.
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In
einer Ausführungsform kann das Innenraumelement vorteilhaft
eine Armauflage sein, so dass das Funktionselement für
einen Insassen in bequemer Reichweite angeordnet werden kann.
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Das
so gestaltete erfindungsgemäße Befestigungssystem
zur Befestigung von Funktionselementen kann auf einfache Weise aus
wenigen Komponenten hergestellt werden und eignet sich insofern für
die automatisierte Fertigung beispielsweise von Armauflagen, die
derartige Funktionselemente tragen sollen.
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Funktionselemente,
die mit dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem
an Innenraumelementen angeordnet werden können, können
vom Müllbehältnis über den Aschenbecher
bis hin zur Mobiltelefonhalterung oder selbst Computerhalterungen viele
unterschiedliche Elemente sein. Das System ist dabei so gestaltet,
dass mehrere, auch unterschiedliche, Funktionselemente nebeneinander
in einer einzigen Profilschiene gehalten werden können.
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Der
Haltemechanismus des Funktionselements ist auf einfachste Weise
gestaltet und hält das Funktionselement dennoch sicher
in der Profilschiene:
Das Einsetzen des Funktionselements in
die Profilschiene des erfindungsgemäßen Befestigungssystems
erfolgt, indem das Funktionselement mit der Seite in die profilierte
Ausnehmung der Profilschiene eingeführt wird, die das Adapterprofil
aufweist. Wird das eingeführte Funktionselement losgelassen,
verklemmt es sich in der profilierten Ausnehmung, indem eine an
dem Funktionselement wirkende Gewichtskraft durch das Kräfte-
und Momentgleichgewicht am gelagerten Funktionselement eine gegen eine
obere Innenwandung der Ausnehmung, an dem das Adapterprofil anliegt,
gerichtete Kraft hervorruft. Dadurch kann das Einsetzen verschiedener
Funktionselemente einfach und schnell erfolgen und die Funktionselemente
können jederzeit ausgetauscht werden.
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Die
Profilschiene kann sich über eine bestimmte Länge
des Innenraumelements in dem Kraftfahrzeug erstrecken, beispielsweise
entlang der gesamten Länge einer Armauflage, daher ist
es möglich, ohne den Einsatz von Werkzeugen, das Funktionselement
oder auch eine Mehrzahl von Funktionselementen, die vorteilhaft
nebeneinander in der Profilschiene anordenbar sind, zu verschieben
und an einer gewünschten Stelle zu positionieren. Damit
kann vorteilhaft ein durch einen Abschnitt des Funktionselements
repräsentierter Gegenstand, wie beispielsweise eine CD
oder ein Aschenbecher, in einer geeigneten Reichweite einer Person,
die auf dem Sitz des Kraftfahrzeugs sitzt, gelagert werden.
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Grundsätzlich
kann eine solche Armauflage eine an einem Sitz des Kraftfahrzeugs
angebrachte Armlehne sein, sie kann jedoch auch eine Armauflage
sein, die auf einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs angebracht
ist. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die Funktionselemente
in einer an den Sitzlehnen befestigten Armlehne anzubringen, da
in diesem Fall eine Verschiebung des Sitzes nicht zu einer Veränderung
des Abstandes des Insassen von dem Funktionselement führt.
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Vorteilhaft
sind jedoch die Funktionselemente und entsprechend die Profile zur
Befestigung der Funktionselemente an solchen Seiten der Armauflagen
befestigt, die nicht unmittelbar zum Insassen weisen, sondern vom
Sitz weg in Richtung der Fahrzeugmitte oder in Richtung zur Fahrzeugfront,
so dass eine Verletzungsgefahr des Insassen im Fall eines Fahrzeugsaufpralls
verringert wird.
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Weitere
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Befestigungssystems sehen vor, dass an der oberen Innenwandung eine
Rastnase in die profilierte Ausnehmung ragt und dabei unterstützt,
das Adapterprofil in der Profilschiene zu halten, indem die Rastnase
in eine Ausnehmung des an der Innenwandung zur Anlage kommenden
Abschnitts des Adapterprofils eingreift.
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Auch
an der Innenstützstruktur, die das Innenraumelement im
Wesentlichen bildet, können innenseitig Ausnehmungen oder Überstände
vorgesehen sein, die mit entsprechenden, sich paarig ergänzenden,
an dem Adapterprofil vorliegenden Ausnehmungen oder das Befestigen
der Profilschiene in der als Profilaufnahmeschale gestalteten Innenstützstruktur
unterstützen.
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Das
erfindungsgemäße Befestigungssystem ermöglicht
daher, dass jeder Insasse seinen Sitzplatz je nach Bedarf mit einem
oder mehreren Funktionselementen ausstatten kann, die im direkten
Griffbereich gut erreichbar sind. Die Integration einer Profilschiene
in eine Armauflage stellt dabei eine bezüglich Material
und Montageaufwand günstige und konstruktiv unkompliziert
zu realisierende Lösung dar, die darüber hinaus
optisch ansprechend ist. Die Variabilität bei der Auswahl
der Funktionselemente wird über deren Gestaltung mit einem
Adapterprofil erreicht.
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Figurenbeschreibung
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Die
Figuren und die nachfolgende Beschreibung dienen dem besseren Verständnis
des Gegenstands. 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
Querschnittansicht der in Oberschale und Unterschale einer Armauflage
aufgenommenen Profilschiene,
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2 eine
Querschnittansicht des in der profilierten Ausnehmung eingeklemmten
Adapterprofils mit eingezeichneten Wirkkräften,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Hakens als Funktionselement mit der
Profilschiene, und
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4 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen
Befestigungssystems für einen Haken als Funktionselement
in der Armauflage eines Sitzes.
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Detaillierte Beschreibung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf
ein Befestigungssystem, mit dessen Hilfe ein oder mehrere Funktionselemente
an einem Innenraumelement eines Kraftfahrzeugs befestigt werden können.
Dabei kann das Innenraumelement die Innenverkleidung von Fahrzeugseiten
oder Türen sein, im Armaturen- oder Mittelkonsolenbereich
vorgesehen sein oder sich an einem Teil eines Sitzes befinden, beispielsweise
die Rückenlehne der Vordersitze für den Zugriff
durch Fondpassagiere oder besonders vorteilhaft die Armauflage eine
an dem Sitz eines Kraftfahrzeugs angebrachte Armauflage, also eine „Armlehne”,
oder eine mit einer Mittelkonsole verbundene Auflage sein, die vielfach,
auch wenn sie nicht explizit als solche ausgestaltet ist, als Armauflage verstanden
wird.
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Das
Innenraumelement hat eine Innenstützstruktur, die eine
Profilaufnahmeschale umfasst, und zumindest eine von der Profilaufnahmeschale
gehaltene Profilschiene mit einer profilierten Ausnehmung, in die
ein an dem Funktionselement vorliegendes Adapterprofil eingeführt
wird, um das Funktionselement lösbar und damit flexibel
an dem Innenraumelement festzulegen. Das in Richtung des Innenraumelements
weisende Ende des Adapterprofils kommt so in der profilierten Ausnehmung
der Profilschiene zu liegen, während das noch freie Ende
des Funktionselements in den Raum ragt. Um Sicherheitsansprüchen
hinsichtlich des Schutzes von Insassen bei einem Unfall zu genügen,
weist das Funktionselement von einer Sitzfläche des Sitzes
weg in Richtung Tür oder Fahrzeugmitte. Ist das Innenraumelement
eine Armauflage, so ist die Profilschiene in Bezug auf den Sitz
an einer „Außenseite” der Armauflage
angebracht. Das Funktionselement kann auch, insbesondere, wenn es
an einer Kopfseite einer Mittelkonsole angebracht ist, Richtung
Armaturenbrett zeigen. Entsprechend weist das Funktionselement bei
Anordnung der Profilschiene in Innenraumelementen wie Armaturenbrett
oder Innenverkleidung der Fahrzeugseiten/-türen ins Innere
des Fahrzeugs zu einem Insassen hin. Denkbar ist auch die Anbringung
der Profilschiene in der zu den Rücksitzen weisenden Seite der
Rückenlehne eines Vordersitzes, so dass das Funktionselement
für einen Fondpassagier erreichbar ist.
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Die
Innenstützstruktur des Innenraumelements, respektive der
Armauflage, hält die Profilschiene, indem sie sie umgreift.
Dabei kann die Profilaufnahmeschale auch mehrteilig gestaltet sein
und sich beispielsweise aus einer Kombination einer Oberschale mit
einer Unterschale ergeben, so dass die Profilschiene zwischen der
Oberschale und der Unterschale angeordnet ist.
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Als
das erfindungsgemäße Funktionselement ist vorliegend
ein Element zu verstehen, das eine Funktion zum Halten oder Aufnehmen
eines oder mehrerer Gegenstände erfüllt; das Funktionselement
selbst weist dazu einen Abschnitt auf, der als Müllbehältnis,
Aschenbecher, CD-Halter, als Ablageschale, als Haken oder als Halterung
für elektronische Geräte wie Mobiltelefone, Ton-
und/oder Bildwiedergabegeräte oder Datenverarbeitungsgeräte dient.
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Der
Haltemechanismus des erfindungsgemäßen Befestigungssystems
ergibt sich dadurch, dass die profilierte Ausnehmung der Profilschiene derart
gestaltet ist, dass durch die Aufnahme des Adapterprofils in die
profilierte Ausnehmung eine über das Adapterprofil gegen
eine obere Innenwandung der profilierten Ausnehmung gerichtete Kraft
den Eingriff bereitstellt, weil der Schwerpunkt des Funktionselements
außerhalb der Ausnehmung liegt und damit das Funktionselement
in Bezug auf eine Auflagekante der Ausnehmung der Profilschiene
einen Hebel bereitstellt. Aus der Gewichtskraft des Funktionselements
ergibt sich ein Drehmoment des Hebels um die Auflagekante, und das
in die Ausnehmung weisende Ende des Adapterprofils wird von unten
gegen eine obere Innenwandung der Ausnehmung gedrückt und verkantet.
Dadurch wird die Haltekraft bereitgestellt.
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Außerdem
ist vorgesehen, dass der bereitgestellte Eingriff durch eine in
der profilierten Ausnehmung der Profilschiene angeordnete Rastnase gesichert
wird, die mit einem komplementären Abschnitt des Adapterprofils
in Eingriff tritt.
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Um
die Profilschiene des erfindungsgemäßen Befestigungssystems
in das Innenraumelement, respektive die Armauflage zu integrieren,
kann sie an einer äußeren Wandung mit einem Überstand
versehen sein, der in eine entsprechende an der inneren Wandung
der die Profilschiene umgreifenden Profilaufnahmeschale oder alternativ
der Ober- und Unterschalen vorgesehene Ausnehmung eingreift und
damit einen Formschluss bereitstellt. Die Ausnehmungen sind hinsichtlich
ihrer Form auf den oder die Überstände abgestimmt.
Selbstverständlich kann die Anordnung der Überstände
und Ausnehmungen auch invers angeordnet sein. Zusätzlich
zu der formschlüssigen Verbindung kann auch eine kraftschlüssige
Verbindung bereitgestellt sein, deren Realisierung dem Fachmann
bekannt ist.
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Die
Profilschiene des erfindungsgemäßen Befestigungssystems
kann genau so lang sein wie das Innenraumelement, respektive die
Armauflage, denkbar ist allerdings auch, dass ein oder mehrere Profilabschnitte,
deren Breite mindestens der Breite des Adapterprofils an seinem
Aufnahmeende entspricht, in dem Innenraumelement, beziehungsweise der
Armauflage angeordnet werden können. Kurze Profilabschnitte
können beispielsweise günstig in eine dem Armaturenbrett
zugewandte Seite der Mittelkonsole integriert werden.
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In
einer längeren Profilschiene kann das Funktionselement
mit dem Adapterprofil durch ein leichtes Anheben des Funktionselements
in Längsrichtung der Profilschiene verschoben werden, da durch
das Anheben des Funktionselements die durch das Moment hervorgerufene
Klemmung, beziehungsweise der Eingriff durch die Rastnase gelöst wird,
wodurch das Funktionselement an einer beliebigen Stelle in günstiger
Reichweite des Benutzers positionierbar ist.
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Um
optisch eine gelungene Gestaltung zu zeigen, kann das erfindungsgemäße
Befestigungssystem eine Abdeckung vorsehen, mit der Seitenabschnitte
der Profilschiene oder zusätzlich auch der Oberschale oder
der Unterschale eingefasst werden. Die Innenstützstruktur
des Innenraumelements wird damit kaschiert, wobei in der Abdeckung
eine Eintrittsöffnung, die schlitzförmig sein
kann, zum Einführen des Adapterprofils des Funktionselements
in der Ausnehmung der Profilschiene verbleibt.
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Zur
Sicherheit der Insassen bei einem Unfall kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung vorsehen, dass das Funktionselement eine Sollbruchstelle
aufweist, die bei einem Aufprall von mehr als 378 N definiert bricht,
das heißt, eine glatte Bruchstelle bildet.
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Zum
Einsetzen des Funktionselements in ein Befestigungssystem in einem
Kraftfahrzeug umfassend eine Profilschiene wird das Funktionselement mit
der Seite, die das Adapterprofil aufweist, in die profilierte Ausnehmung
der Profilschiene eingeführt, verklemmt sich bei Loslassen
des Funktionselements, indem eine an einem Funktionselement wirkende
Gewichtskraft ein Klemmmoment hervorruft, das an einem Berührungspunkt
des Adapterprofils eine gegen einen Wandbereich der profilierten
Ausnehmung gerichtete Kraft bewirkt. Eine zusätzliche Sicherung
des Adapterprofils in der profilierten Ausnehmung wird beim Einschieben
in die profilierte Ausnehmung durch Eingreifen einer Rastnase der Profilschiene
in einen korrespondierenden Abschnitt des Adapterprofils bewirkt.
Ein Verschieben, Entfernen oder Austauschen des Funktionselements
wird durchgeführt, indem das Funktionselement leicht angehoben
wird, so dass dem durch die Gewichtskraft hervorgerufenen Moment
entgegengewirkt wird, sich das Adapterprofil von dem Wandbereich
und der Rastnase der profilierten Ausnehmung löst, und
damit einfach herausgezogen oder längs der Profilschiene
verschoben werden kann.
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1 zeigt
die Anordnung einer Profilschiene 1 in einer Oberschale 21 und
einer Unterschale 22, die zusammen die Profilaufnahmeschale
bilden. Dabei liegt die profilierte Ausnehmung 11 zwischen einem
oberen Abschnitt 14 und einem unteren Abschnitt 15 der
Profilschiene 1 vor. An der den oberen Abschnitt 14 begrenzenden
Innenwandung 13 der Profilschiene 1 ist eine Rastnase 12 angeordnet,
die geeignet ist, in eine Ausnehmung des Adapterprofils – hier
nicht gezeigt – einzugreifen.
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Die
Oberschale 21 weist eine Ausnehmung 23 auf, in
die ein oberer Überstand 16 der Profilschiene 1 aufgenommen
ist. Analog liegt in der Unterschale 22 der Armauflage 2 eine
Ausnehmung 24 vor, in die der untere Überstand 17 der
Profilschiene aufgenommen ist. Die Profilschiene 1 schließt
auf der Seite der profilierten Ausnehmung 11 formschlüssig
mit Oberschale 21 und Unterschale 22 der Armauflage ab
und weist eine Abdeckung 25 mit Eintrittsöffnung auf,
welche die Profilschiene 1, die Oberschale 21 und
die Unterschale 22 umfasst.
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2 zeigt
den Eingriff des Adapterprofils 31 in die profilierte Ausnehmung 11 der
Profilschiene 1. Der sich ergebende Hebel ist gestrichelt
dargestellt, der von dem außerhalb der profilierten Ausnehmung 11 liegenden
Schwerpunkt S des Funktionselements über die Auflagekante 1' in
der profilierten Ausnehmung 11 bis zum Berührungspunkt
B des Adapterprofils 31 mit der oberen Innenwandung 13 der
profilierten Ausnehmung 11 reicht. Die Gewichtskraft G greift
im Funktionselement an und bewirkt damit ein Drehmoment um die Auflagekante 1',
wodurch eine Verkantung des Adapterprofils 31 in der profilierten Ausnehmung 11 hervorgerufen
wird. Da das Funktionselement während der Verkantung unbewegt
vorliegt, befindet sich das Funktionselement im Kräfte- und
Momentgleichgewicht. Dadurch wird an dem Berührungspunkt
B des Adapterprofils 31 eine in Richtung des Wandbereichs 13 wirkende
Haltekraft FM hervorgerufen.
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In 3 ist
als Funktionselement ein sich an das Adapterprofil 31 anschließender
Haken 3 dargestellt; die beiden Komponenten bilden das
Funktionselement einstückig. Das Adapterprofil 31 kann
entsprechend Pfeil a in die profilierte Ausnehmung 11 der
Profilschiene 1 eingeführt werden und klemmt sich
bei Loslassen sogleich fest, kann jedoch auch bei leichtem Anheben
des Hakens 3, entsprechend Pfeil b, entlang der Längsrichtung
der Profilschiene 1 verschoben werden.
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4 stellt
eine Gesamtanordnung des erfindungsgemäßen Befestigungssystems
mit einem Sitz 4 dar, der in einem Kraftfahrzeug eingebaut
sein kann (nicht dargestellt), und an dem zwei Armauflagen 2 befestigt
sind. Die rechte Armauflage 2 ist in Oberschale 21 und
Unterschale 22 unterteilt und eine profilierte Ausnehmung 11 ist
angedeutet. Das Funktionselement umfasst den Haken 3, an
dem etwa eine Tasche aufgehängt sein kann; es ist mit dem
teilweise gestrichelt eingezeichneten Adapterprofil 31 in die
profilierte Ausnehmung 11 eingesetzt.
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Natürlich
kann die Profilschiene auch in der linken Armauflage oder in beiden
Armauflagen oder in einem oder mehreren Innenraumelementen des Kraftfahrzeugs angeordnet
sein, so dass einem Insassen vorteilhaft eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten
gegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004035871
A1 [0003]
- - DE 10236582 B4 [0004]
- - US 6135529 [0005, 0006]
- - DE 19742408 B4 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Richtlinie
ECE R21 [0002]