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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines ersten Bauteils
an einem zweiten Bauteil gemäß der Merkmalskombination
des Patentanspruchs 1.
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Anordnungen
der gattungsgemäßen Art sind seit geraumer Zeit
bekannt. So ist es aus der
GB
2 307 508 A und der
FR 2 839 123 A1 bekannt, mittels Befestigungselementen
in Form von Klemmscheiben, auch als Federscheiben bezeichnet, zur
form- und kraftschlüssigen Aufnahme eines bolzenförmigen
Befestigungselementes ein erstes Bauteil mit einem zweiten Bauteil
zu verbinden, wobei besagte Federscheiben einstückig mit
denselben ausgebildete Verrastungsmittel aufweisen, welche formschlüssig in
eine korrespondierende Bohrung eines der zu verbindenden Bauteile
eingreifen, wobei dem anderen Bauteil besagtes bolzenförmiges
Befestigungselement, beispielsweise in Form eines Schraubenbolzens,
zugeordnet ist.
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Des
Weiteren ist es bekannt, die Klemmscheibe als separates Teil auszubilden
und mittels einer ebenfalls separaten Halterung, auch als Krallenscheibe
oder als Einsatz bezeichnet, in einer Bohrung eines ersten Bauteils
formschlüssig zu befestigen, wobei einem zweiten Bauteil
besagtes bolzenförmiges Befestigungselement zugeordnet
ist, welches von der Klemmscheibe form- und kraftschlüssig aufgenommen
wird. So beschreibt die
DE
199 16 809 A1 ein Befestigungselement zur Befestigung eines Blechteils
an einem Körper, insbesondere an einer Karosseriewand,
wobei ein Einsatz zur Aufnahme einer Klemmscheibe bzw. Federscheibe
vorgesehen ist, der seinerseits einen Bördelrand zur Befestigung der
Klemmscheibe am Einsatz und einen Bördelrand zur Einführung
desselben durch eine Bohrung des Blechteils hindurch und Umbördeln
des Bördelrandes aufweist. Wird das Blechteil am Körper
respektive an der Karosseriewand befestigt, indem ein Gewindebolzen
von der Klemmscheibe form- und kraftschlüssig aufgenommen
wird, stützt sich das Blechteil im Wesentlichen über
besagtem Bördelrand am Körper ab, woraus undefinierte
Belastungen und/oder Verformungen insbesondere eines dünnwandigen
Blechteils resultieren können, da das Blechteil aufgrund
der Bohrung bereits ein Schwächung erfahren hat. Ein ähnlich
gelagerter Fall ist der
DE 20 2006 001 894 U1 zu nehmen, welche eine
Halterung bzw. eine Krallenscheibe mit einem Wulst mit Hinterschneidung
vorsieht, der seinerseits durch einen Durchbruch in einem Fahrzeugteil hindurchreicht.
Auch hier ist das an einem Karosserieblech zu befestigende Fahrzeugteil
im montierten Zustand beabstandet zum Karosserieblech angeordnet,
stützt sich somit im Wesentlichen mittels des Wulstes am Karosserieblech
ab.
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Ebenso
sind Befestigungselemente in Form von Schraubenmuttern bekannt,
um ein bolzenförmiges Befestigungselement eines ersten
Bauteils, beispielsweise Karosseriebauteils, mit einem zweiten Bauteil,
beispielsweise einem flächenförmigen Verkleidungsteil,
unverlierbar zu verbinden, wobei besagte Schraubenmutter einstückig
mit derselben ausgebildete Verrastungsmittel aufweisen, welche formschlüssig
in eine korrespondierende Bohrung des Verkleidungsteils eingreifen,
und wobei dem Karosseriebauteil besagtes bolzenförmiges
Befestigungselement, beispielsweise in Form eines Gewindebolzens,
zugeordnet ist (vgl. z. B.
DE
1 890 031 U ;
US
4 040 463 A ;
4
114 506 A ;
DE
10 2004 031 799 A1 ). Wird ein Schraubbolzen von der Schraubenmutter
aufgenommen, stützt sich das flächenförmige Verkleidungsteil
im Wesentlichen über besagte Verrastungsmittel am Karosseriebauteil
ab, woraus undefinierte Belastungen und/oder Verformungen insbesondere
eines dünnwandigen Verkleidungsteils resultieren können,
da das Verkleidungsteil aufgrund der Bohrung bereits ein Schwächung
erfahren hat.
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Hiervon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine alternative Anordnung
zur Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil zu schaffen,
mit welcher die einleitend herausgearbeiteten Nachteile des Standes
der Technik vermieden sind.
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Gelöst
wird die gestellte Aufgabe demnach durch eine Anordnung zur Befestigung
eines ersten Bauteils, insbesondere dünnwandigen Bauteils,
an einem zweiten Bauteil, wobei besagtes erstes Bauteil zumindest
einen Befestigungsabschnitt aufweist, der seinerseits durch eine
Verprägung vom zweiten Bauteil weg gebildet ist, wobei
die Verprägung eine Bohrung aufweist, in welcher eine Halterung
zur formschlüssigen Aufnahme einer Klemmscheibe oder in welcher
eine Schraubenmutter formschlüssig festgelegt oder festlegbar
ist, und wobei der Klemmscheibe oder der Schraubenmutter ein am
zweiten Bauteil befestigtes bolzenförmiges Befestigungselement
zugeordnet oder zuordenbar ist.
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Durch
diese Maßnahme ist im Hinblick auf den Stand der Technik
zum einen gewährleistet, dass sich das erste Bauteil im
montierten Zustand definiert in einem großflächigen
Bereich am zweiten Bauteil abstützt, wodurch undefinierte
Belastungen und/oder Verformungen des ersten Bauteils, welches beispielsweise
ein großflächiges und dünnwandiges Bauteil
sein kann, vermieden sind. Zum anderen erfährt besagtes
erstes Bauteil, insbesondere dünnwandiges Bauteil, vorteilhafterweise
durch eine derartige Verprägung eine Versteifung.
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Die
Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder
Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach
kann die Halterung bzw. kann die Schraubenmutter durch einen Grundkörper
gebildet sein, der seinerseits zumindest auf seiner zur Verprägung
weisenden Seite eine zur Verprägung weitestgehend kongruente
Oberflächenkontur aufweist, wodurch gestattet ist, dass
sich die Halterung an die Verprägung anschmiegt und somit
einen stabilen Verbund bewirkt. Vorteilhaft können sowohl
zur formschlüssigen Festlegung der Halterung am ersten Bauteil
als auch zur formschlüssigen Aufnahme der Klemmscheibe
durch die Halterung am Grundkörper derselben jeweils eine
Mehrzahl Rastelemente vorgesehen sein, die eine einfache und kostengünstige Handhabung
und demgemäß Montage gestatten. Ist eine Schraubenmutter
vorgesehen, verfügt diese vorteilhafterweise ebenfalls
zur formschlüssigen Festlegung derselben am ersten Bauteil über
eine Mehrzahl Rastelemente. Weiter vorteilhaft können die
Rastelemente zur Festlegung der Halterung am ersten Bauteil auf
der zum ersten Bauteil weisenden Seite der Halterung angeordnet
und zum ersten Bauteil hin ausgerichtet sein, wogegen die Rastelemente zur
formschlüssigen Aufnahme der Klemmscheibe durch die Halterung
auf der gegenüberliegenden Seite der Halterung angeordnet
und zur Klemmscheibe hin ausgerichtet sind. Was die Rastelemente
der Schraubenmutter anbelangt, sind dieselben zweckmäßigerweise
auf der zum ersten Bauteil weisenden Seite der Schraubenmutter angeordnet
und zum ersten Bauteil hin ausgerichtet. Eine derartige Halterung oder
Schraubenmutter ist einfach und kostengünstig herstellbar,
insbesondere auch dann, wenn die Rastelemente durch einstückig
mit dem Grundkörper der Halterung bzw. der Schraubenmutter
ausgebildete Rastnasen gebildet sind, die ihrerseits jeweils eine Hinterschneidung
zur Verrastung mit dem Rand der Bohrung der Verprägung
des ersten Bauteils bzw. dem Rand der Klemmscheibe aufweisen. Als
besonders vorteilhaft kann es sich erweisen, wenn die Rastelemente
zur Festlegung der Halterung oder der Schraubenmutter am ersten
Bauteil und/oder die Rastelemente zur formschlüssigen Aufnahme
der Klemmscheibe durch die Halterung derart ausgebildet sind, dass
nicht zu vermeidende Toleranzen der zu verbindenden Bauteile quer
zur Verrastungsrichtung in Grenzen ausgleichbar sind, indem zumindest während
der Montage sozusagen eine schwimmende Lagerung der Halterung und/oder
der Klemmscheibe bzw. der Schraubenmutter quer zur Verrastungsrichtung
bewirkt ist. Die Halterung bzw. Schraubenmutter kann dabei aus einem
Kunststoff, aus Metall oder auch aus einem Verbundwerkstoff bestehen. Die
erfindungsgemäße Anordnung bietet sich insbesondere zur
Befestigung eines ersten, insbesondere dünnwandigen Bauteils
in Form eines Anbauteils an einem zweiten Bauteil in Form eines
Karosseriebauteils eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
an.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
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1 die
erfindungsgemäße Befestigungsanordnung gemäß einer
ersten vorteilhaften Ausführungsvariante in einer Schnittdarstellung
mit einer Halterung samt formschlüssig daran festgelegter Klemmscheibe,
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2 die
Halterung mit Klemmscheibe nach 1 in einer
perspektivischen Darstellung montiert an einem ersten, insbesondere
dünnwandigen Bauteil,
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3 die
Halterung nach 1 bzw. 2 in einer
Vorderansicht,
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4 die
Halterung nach 1 bzw. 2 in einer
Rückansicht,
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5 die
erfindungsgemäße Befestigungsanordnung gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante in einer Schnittdarstellung
mit einer Schraubenmutter,
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6 die
Schraubenmutter nach 5 in einer perspektivischen
Darstellung im Zusammenbau mit einem ersten, insbesondere dünnwandigen
Bauteil,
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7 die
Schraubenmutter nach 5 bzw. 6 in einer
perspektivischen Ansicht von oben, und
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8 die
Schraubenmutter nach 5 bzw. 6 in einer
perspektivischen Ansicht von unten.
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Gemäß 1 ist
mit 1 ein erstes, insbesondere dünnwandiges Bauteil
bezeichnet, welches seinerseits auf einem zweiten Bauteil 2,
beispielsweise einem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs großflächig
abgestützt und an demselben befestigt ist.
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Das
erste, insbesondere dünnwandige Bauteil 1, verfügt über
zumindest einen Befestigungsabschnitt, der seinerseits durch eine
Verprägung 3 vom zweiten Bauteil 2 weg
gebildet ist.
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Die
Verprägung 3 weist ihrerseits eine Bohrung 4 auf,
in welcher eine Halterung 5 zur formschlüssigen
Aufnahme einer an sich bekannten Klemmscheibe 6 formschlüssig
festgelegt ist.
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Besagter
Klemmscheibe 6 ist ein an sich bekanntes und in 1 der
besseren Übersichtlichkeit lediglich skizziertes bolzenförmiges
Befestigungselement 7, vorliegend ein an sich bekannter
Schweißbolzen, zugeordnet, der seinerseits im montierten Zustand
einenends am zweiten Bauteil 2 durch Schweißung
befestigt ist und anderenends die Bohrung 4 des ersten
Bauteils 1, eine dazu korrespondierende Bohrung 5a der
Halterung 5 und nachfolgend, mit der Klemmscheibe 6 einen
Form- und Kraftschluss eingehend, eine Federzungen 8 aufweisende Öffnung 9 der
Klemmscheibe 6 durchdringt.
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Wie
den 1 bis 4 weiter zu entnehmen ist, ist
die Halterung 5 durch einen Grundkörper 10 gebildet,
der seinerseits zumindest auf seiner zur Verprägung 3 weisenden
Seite eine zur Verprägung 3 weitestgehend kongruente
Oberflächenstruktur aufweist, respektive glocken- oder
hutförmig ausgebildet ist. Die Halterung 5 besteht
zweckmäßigerweise aus einem geeigneten Kunststoff,
kann jedoch auch aus Metall, einem Verbundwerkstoff oder jedwedem
anderen geeigneten, an sich bekannten Werkstoff bestehen.
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Des
Weiteren verfügt besagte Halterung 5 sowohl zur
formschlüssigen Festlegung derselben am ersten Bauteil 1 als
auch zur formschlüssigen Aufnahme der Klemmscheibe 6 jeweils über
eine Mehrzahl einstückig mit der Halterung 5 und
in Grenzen in radialer Richtung elastisch ausgebildete Rastelemente 11, 12,
vorliegend jeweils drei Rastelemente 11, 12, die
ihrerseits gleichmäßig zum bzw. über den
Umfang der Bohrung 5a der Halterung 5 verteilt angeordnet
sind.
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Wie
den 1 bis 4 ebenfalls entnehmbar ist,
sind die Rastelemente 11 zur Festlegung der Halterung 5 am
ersten Bauteil 1 auf der zum ersten Bauteil 1 weisenden
Seite der Halterung 5 angeordnet und zum ersten Bauteil 1 hin
ausgerichtet, wogegen die Rastelemente 12 zur formschlüssigen
Aufnahme der Klemmscheibe 6 auf der gegenüberliegenden
Seite der Halterung 5 angeordnet und zur Klemmscheibe 6 hin
ausgerichtet sind.
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Die
Rastelemente 11, 12 verfügen vorliegend über
je eine an sich bekannte Rastnase, die ihrerseits jeweils eine Hinterschneidung 13 zur
Verrastung mit dem Rand der Bohrung 4 der Verprägung 3 des
ersten Bauteils 1 oder dem Rand der Klemmscheibe 6 aufweisen.
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Um
während der Montage dem Umstand etwaiger bestimmter nicht
zu vermeidender Toleranzen der zu verbindenden Bauteile 1, 2 quer
zur Verrastungsrichtung 14 gerecht zu werden, kann es angezeigt
sein, die Rastelemente 11, 12 derart auszubilden,
dass besagte Toleranzen quer zur Verrastungsrichtung 14 in
Grenzen ausgleichbar sind, indem sozusagen eine schwimmende Lagerung
der Halterung 5 und/oder der Klemmscheibe 6 respektive
in bestimmten Grenzen eine Bewegung derselben quer zur Verrastungsrichtung 14 gestattet
ist. Insoweit können die Verrastung der Halterung 5 am
ersten Bauteil 1 und/oder die Verrastung der Klemmscheibe 6 an
der Halterung 5 mit einem bestimmten „Spiel” quer
zur Verrastungsrichtung 14 erfolgen (nicht näher
dargestellt).
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Die
Montage der Bauteile 1 und 2 erfolgt bevorzugt
derart, dass zunächst zumindest eine Klemmscheibe 6 vermittels
der Rastelemente 12 mit der Halterung 5 verrastet
wird, nachfolgend der Zusammenbau aus Klemmscheibe 6 und
Halterung 5 mit dem ersten Bauteil 1 verrastet
wird, indem die zugeordneten Rastelemente 11 in die Bohrung 4 der Verprägung 3 des
ersten Bauteils 1 eingerastet werden und abschließend
erstes und zweites Bauteil 1, 2 aufeinander zugeführt
werden, während das am zweiten Bauteil 2 befestigte
bolzenförmige Befestigungselement 7, vorliegend
der Schweißbolzen, in die Bohrung 4 der Verprägung 3 des
ersten Bauteils 1, die Bohrung 5a der Halterung 5 und
die Öffnung 8 der Klemmscheibe 6 eingeführt
und form- und kraftschlüssig mit der Klemmscheibe 6 verbunden
wird.
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Die
Verprägung 3 ist vorteilhaft derart ausgebildet,
dass die Rastelemente 11 innerhalb des gebildeten Hohlraums
angeordnet sind. Demgemäß ragen die Rastelemente 11 nicht über
die Normalebene des ersten Bauteils 1 hervor, so dass nachteilige
Belastungszustände des ersten Bauteils 1, insbesondere
dünnwandigen Bauteils 1, vermieden sind.
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Demgegenüber
ist beim Stand der Technik eine punktuelle Belastung infolge überstehender Rastelemente
zu verzeichnen, die zu den eingangs bereits erwähnten nachteiligen
Belastungszuständen an dünnwandigen Bauteilen
führen.
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Das
Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 8 unterscheidet
sich zum vorbeschriebenen lediglich dadurch, dass statt einer Halterung 5 mit Klemmscheibe 6 eine
Schraubenmutter 15 verwendet wird, die ihrerseits mit einem
am zweiten Bauteil 2 beispielsweise ebenfalls durch Schweißung
befestigten Befestigungselement 7, nunmehr in Form eines
Gewindebolzens, verbindbar ist.
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Besagte
Schraubenmutter 15 ist ihrerseits in Anlehnung an die vorbeschriebene
Halterung 5 durch einen Grundkörper 16 gebildet,
der seinerseits einen glocken- oder hutförmigen ersten
Abschnitt 16a aufweist, dessen zur Verprägung 3 des
ersten Bauteils 1 hin weisende Seite eine zur Verprägung 3 weitestgehend
kongruente Oberflächenstruktur aufweist.
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Nach
radial innen schließt an besagten ersten Abschnitt 16a des
Grundkörpers 16 der Schraubenmutter 15 einstückig
ein axial ausgerichteter und von der Verprägung 3 weggerichteter
zweiter Abschnitt 16b an, mit einer Axialbohrung 17,
die ihrerseits über ein Innengewinde 18 zur Aufnahme
des Befestigungselementes 7 in Form besagten Gewindebolzens
verfügt.
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Fernerhin
verfügt der axial ausgerichtete und von der Verprägung 3 weggerichtete
zweite Abschnitt 16b der Schraubenmutter 15 über
ein Formschlussmittel, vorliegend über einen Außensechskant 19,
an welchen ein nicht näher dargestelltes geeignetes Werkzeug,
insbesondere ein an sich bekannter Schraubenschlüssel ansetzbar
ist, der es gestattet, die Schraubenmutter 15 um ihre Längsachse 20 (Drehachse)
zu drehen. Sicherlich kann es auch angezeigt sein, statt eines Außensechskantes 19 zum Betätigen
der Schraubenmutter 15 per Hand durch einen Werker ein
oder mehrere hier nicht näher dargestellte, jedoch an sich
bekannte Flügelelemente vorzusehen.
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Die
Schraubenmutter 15 besteht zweckmäßigerweise
aus einem geeigneten Kunststoff, kann jedoch auch aus Metall, einem
Verbundwerkstoff oder jedwedem anderen geeigneten, an sich bekannten
Werkstoff bestehen.
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Des
Weiteren verfügt die Schraubenmutter 15 zur formschlüssigen
Festlegung derselben am ersten Bauteil 1 über
eine Mehrzahl einstückig mit der Schraubenmutter 15 und
in Grenzen in radialer Richtung elastisch ausgebildete Rastelemente 21, vorliegend
sechs gleichmäßig zum bzw. über den Umfang
der Schraubenmutter 15 verteilt angeordnet und zur Bohrung 4 der
Verprägung 3 des ersten Bauteils 1 hin
ausgerichtete Rastelemente 21.
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Besagte
Rastelemente 21 verfügen jeweils über
eine an sich bekannte Rastnase, die ihrerseits jeweils eine Hinterschneidung 22 zur
Verrastung mit dem Rand der Bohrung 4 der Verprägung 3 des
ersten Bauteils 1 aufweisen.
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Um
während der Montage dem Umstand etwaiger bestimmter nicht
zu vermeidender Toleranzen der zu verbindenden Bauteile 1, 2 quer
zur Verrastungsrichtung 14 gerecht zu werden, kann es angezeigt
sein, die Rastelemente 21 der Schraubenmutter 15 derart
auszubilden, dass besagte Toleranzen quer zur Verrastungsrichtung 14 in
Grenzen ausgleichbar sind, indem sozusagen eine schwimmende Lagerung der
Schraubenmutter 15 respektive in bestimmten Grenzen eine
Bewegung derselben quer zur Verrastungsrichtung 14 gestattet
ist. Insoweit kann die Verrastung der Schraubenmutter 15 am
ersten Bauteil 1 mit einem bestimmten „Spiel” quer
zur Verrastungsrichtung 14 erfolgen (nicht näher
dargestellt).
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Ungeachtet
dessen sollte jedoch zumindest ein derartiges „Spiel” vorgesehen
sein, welches gestattet, die Schraubenmutter 15 zur Befestigung
derselben mit dem am zweiten Bauteil 2 festgelegten Gewindebolzen
um ihre Längsachse 20 zu drehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes
Bauteil
- 2
- zweites
Bauteil
- 3
- Verprägung
- 4
- Bohrung
(Verprägung 3)
- 5
- Halterung
- 5a
- Bohrung
(Halterung 5)
- 6
- Klemmscheibe
- 7
- Befestigungselement
- 8
- Federzungen
(Klemmscheibe 6)
- 9
- Öffnung
(Klemmscheibe 6)
- 10
- Grundkörper
(Halterung 5)
- 11
- Rastelemente
- 12
- Rastelemente
- 13
- Hinterschneidung
- 14
- Verrastungsrichtung
- 15
- Schraubenmutter
- 16
- Grundkörper
(Schraubenmutter 15)
- 16a
- erster
Abschnitt (Grundkörper 16)
- 16b
- zweiter
Abschnitt (Grundkörper 16)
- 17
- Axialbohrung
(zweiter Abschnitt 16b)
- 18
- Innengewinde
(Axialbohrung 17)
- 19
- Außensechskant
(zweiter Abschnitt 16b)
- 20
- Längsachse/Drehachse
(Schraubenmutter 15)
- 21
- Rastelemente
- 22
- Hinterschneidung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - GB 2307508
A [0002]
- - FR 2839123 A1 [0002]
- - DE 19916809 A1 [0003]
- - DE 202006001894 U1 [0003]
- - DE 1890031 U [0004]
- - US 4040463 A [0004]
- - US 4114506 A [0004]
- - DE 102004031799 A1 [0004]
