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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen von zumindest einem Element an einem Bauteilabschnitt, insbesondere Leitungen wie Kabeln, Rohren, Schläuchen und dergleichen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Befestigen von derartigen Elementen mittels einer derartigen Befestigungsvorrichtung.
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Moderne Fahrzeuge wie Luft- und Raumfahrzeuge haben eine Vielzahl von Leitungen wie Kabeln zur Strom- und Daten- bzw. Signalübertragung, Klimatisierungsrohren, Frischwasser- sowie Schmutzwasserrohren und dergleichen. Die Befestigung der Leitungen erfolgt häufig an der Primärstruktur mittels entsprechenden Befestigungsvorrichtungen. Eine bekannte Befestigungsvorrichtung zum Befestigen von Kabeln hat einen Halterungsabschnitt zum Umgreifen des zumindest einen Kabels und einen Flanschabschnitt, der eine Bohrung zur Aufnahme einer Schraube aufweist. Die Schraube wirkt im montierten Zustand mit einer Annietmutter zusammen, die an einem Einsatz angeordnet ist, der über Nieten verdrehsicher an einer Rückseite des Bauteilabschnitts befestigt wird. Unter dem vorderseitigen Schraubkopf bzw. zwischen dem Schraubkopf und dem Flanschabschnitt ist gewöhnlich eine Unterlegscheibe angeordnet. Zur Befestigung des Kabels an dem Bauteilabschnitt werden somit zumindest vier Elemente benötigt; und zwar eine Schraube, eine Annietmutter, ein Einsatz zum Haltern der Annietmutter und eine Unterlegscheibe.
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Alternative Befestigungsvorrichtungen sehen vor, einen Flanschabschnitt in den jeweiligen Bauteilabschnitt einzuschneiden bzw. einzudrehen. Weitere bekannte Befestigungsvorrichtungen sind beispielsweise in der
DE 10 2006 053 966 A1 und in der
DE 10 2009 022 175 A1 gezeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, die eine einfache und schnelle Montage ermöglicht sowie ein geringes Gewicht aufweist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ermöglichen einer einfachen und schnellen Montage zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Befestigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
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Eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung zum Befestigen von zumindest einem Element, insbesondere Leitungen wie Kabeln, Rohren, Schläuchen und dergleichen, an einem Bauteilabschnitt hat einen Halterungsabschnitt zum zumindest abschnittsweisen Umgreifen des zumindest einen Elementes und einen Flanschabschnitt zur Anlage an dem Bauteilabschnitt. In dem Flanschabschnitt ist eine Bohrung eingebracht. Erfindungsgemäß weist die Befestigungsvorrichtung einen hohlen Rastkörper auf, der in die Bohrung einsetzbar ist oder die Bohrung bildet, wobei der Rastkörper Federabschnitte hat, die bezogen auf eine Rastkörperlängsachse radial außenliegende Rastvorsprünge zum formschlüssigen Verrasten mit dem Bauteilabschnitt hat. Zudem hat die Befestigungsvorrichtung erfindungsgemäß einen Sicherungsstift, der in den Rastkörper zum Sichern seiner Raststellung einsetzbar ist.
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Der Rastkörper verfügt aufgrund seiner Federabschnitte über eine radiale Elastizität, die die Montage ermöglicht und im montierten Zustand durch den Sicherungsstift blockiert ist, so dass der Rastkörper lagegesichert ist. Im Vergleich zur vorbeschriebenen bekannten Befestigungsvorrichtung werden maximal zwei Teile zur Anbindung des Elements an einem Bauteilabschnitt benötigt und nicht mindestens vier Elemente; und zwar der Rastkörper und der Sicherungsstift. Wenn der Rastkörper integral mit dem Flanschabschnitt ausgebildet ist, wird sogar nur ein Teil zur Anbindung des Elements benötigt, nämlich der Sicherungsstift. Durch die reduzierte Teileanzahl wird die Montage vereinfacht, zeitlich verkürzt und zudem das Gewicht der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gesenkt. Die Montage wird ferner dadurch vereinfacht und verkürzt, dass die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung auf Formschluss basiert, so dass zudem die Verwendung von aufwendigen und schweren Nietmaschinen entfällt. Das Gewicht der Befestigungsvorrichtung lässt sich dadurch weiter reduzieren, dass diese aus einem Kunststoff bzw. einer entsprechenden Kunststoffzusammensetzung besteht. Materialunverträglichkeiten mit dem Bauteilabschnitt wie beispielsweise Kontaktkorrosion sind somit ferner auszuschließen. Des Weiteren lassen sich über die Wahl des Kunststoffes die elastischen Eigenschaften der Federabschnitte einstellen.
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Bevorzugterweise sind die Federabschnitten gleichmäßig über einen Rastkörperumfang verteilt sind. Hierdurch wird verhindert, dass der Rastkörper bei der Montage verkantet. Der Rastkörper richtet sich selbsttätig bei der Montage aus.
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Bei einem Ausführungsbeispiel hat der Rastkörper zumindest zwei gleich große Federabschnitte, die bevorzugterweise jeweils über einen Axialschlitz von den benachbarten Federabschnitten beabstandet bzw. getrennt sind und somit einen axial geschlitzten Federring bilden. Wenn der Rastkörper beispielsweise vier Federabschnitte aufweist, lässt sich eine sehr geringe Montagekraft erzielen, da sich keiner der Federabschnitte über einen Winkel größer als 90° bezogen auf den Rastkörperumfang erstreckt. Selbstverständlich kann auch eine andere Teilung beispielsweise in drei oder fünf Federabschnitte erfolgen.
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Zur Vermeidung von radialen Bewegungen des Rastkörpers im montierten Zustand kann dieser eine Außenkontur haben, die etwa einer Innenkontur der Bohrung im Flanschabschnitt und/oder einer Bauteilbohrung entspricht, durch die der Rastkörper zumindest abschnittsweise führbar ist.
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Zum Ausgleich von beispielsweise Dickentoleranzen des Flanschabschnittes und/oder des Bauteilabschnitts im Bereich seiner Bohrung ist es vorteilhaft, wenn die Befestigungsvorrichtung zumindest ein Federelement zum axialen Vorspannen des Rastkörpers aufweist. Das Federelement kann in den Rastkörper integriert sein oder als ein Einzelelement ausgeführt sein. Zudem wird mittels der Vorspannung der Flanschabschnitt und der Bauteilabschnitt ständig gegeneinander gepresst, so dass einer Lockerung der Anlage Flanschabschnitt-Bauteilabschnitt wirkungsvoll entgegengewirkt wird.
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Um ein radiales Verformen bzw. ein Zusammendrücken des Rastkörpers im montierten Zustand zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn der Sicherungsstift mit einem Körperabschnitt vollumfänglich bzw. nahezu vollumfänglich in Anlage mit den Federabschnitten bringbar ist. Im montierten Zustand liegen die Federabschnitte des Rastkörpers radial an dem Körperabschnitt des Sicherungsstifts an und können somit nicht zusammengedrückt bzw. radial nach innen bewegt werden.
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Um ein Herausfallen des Sicherungsstiftes aus dem Rastkörper im eingesetzten Zustand zu verhindern, kann der Sicherungsstift bezogen auf seine Längsachse zumindest einen radial außenliegenden Verriegelungsabschnitt und der Rastkörper zumindest einen korrespondierenden radial innenliegenden Rückhalteabschnitt aufweisen. Bevorzugterweise bildet der Verriegelungsabschnitt einen Teilbereich des Körperabschnitts, der im montierten Zustand von den Federabschnitten umgriffen ist. Hierdurch lässt sich das Einführen des Sicherungsstiftes in den Rastkörper vereinfachen, da die Federabschnitte aufgrund ihrer radialen Elastizität beim Einführen des Sicherungsstiftes radial nach außen nachgeben können. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Verriegelungsabschnitt ein balliger Ringbund, so dass sowohl eine vereinfachte Montage, als auch eine zerstörungsfreie Demontage des Sicherungsstiftes möglich ist.
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Um ein Verdrehen der Befestigungsvorrichtung im montierten Zustand relativ zum Bauteilabschnitt zu verhindern, kann die Befestigungsvorrichtung ein insbesondere plattenartiges oder scheibenartiges Unterlegelement zur Anordnung zwischen dem Bauteilabschnitt und dem Flanschabschnitt aufweisen, dessen Reibwerte größer als ein jeweiliger Reibwert des Flanschabschnitts und des Bauteilabschnitts ist. Durch das Unterlegelement wird beim Montieren der Befestigungsvorrichtung automatisch ein Reibverhältnis zwischen dem Flanschabschnitt und dem Bauteilabschnitt eingestellt, das eine Verdrehung des Flanschabschnitts relativ zum Bauteilabschnitt verhindert. Somit kann auf zusätzliche Befestigungsmittel wie Niete oder auch Anschläge als Verdrehsicherungen verzichtet werden, was sich positiv auf die Montagezeit und das Gewicht der Befestigungsvorrichtung auswirkt. Das Unterlegelement kann individuell hinsichtlich seines Materials bzw. seiner Werkstoffzusammensetzung und seiner Reibwerte an den Flanschabschnitt und den Bauteilabschnitt angepasst werden, so dass der Flanschabschnitt und der Bauteilabschnitt selbst nicht gesondert oberflächenbehandelt, beispielsweise aufgeraut, werden müssen. Insbesondere im Zusammenwirken mit dem Federkopf lässt sich so eine sehr verlässliche und individuelle Verdrehsicherung einstellen.
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Alternativ oder ergänzend zum Unterlegelement können als Verdrehsicherung bzw. zur Übertragung von Torsionskräften der Rastkörper und zumindest die den Rastkörper abschnittsweise aufnehmende Bauteilbohrung korrespondierend unrund ausgebildet sein.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Befestigen von zumindest einem Element, insbesondere Leitungen wie Kabeln, Rohren, Schläuchen und dergleichen, an einem Bauteilabschnitt, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, wird eine Befestigungsvorrichtung mit einer Bohrung fluchtend zu einer Bohrung im Bauteilabschnitt ausgerichtet und ein hohler Rastkörper mit Rastvorsprüngen in die Bohrungen eingeführt. Alternativ wird ein befestigungsvorrichtungsseitiger hohler Rastkörper mit Rastvorsprüngen in eine Bohrung des Bauteilabschnitts eingeführt. Nach dem Einführen des Rastkörpers wird dieser bei beiden Varianten mit dem Bauteilabschnitt verrastet. Anschließend wird in den Rastkörper ein Sicherungsstift zum Sichern seiner Raststellung eingesetzt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache und schnelle Montage der Befestigungsvorrichtung, da zum einen wenig Teile zu handhaben sind und zum anderen die Befestigungsvorrichtung ausschließlich mittels Formschluss wirkt, so dass aufwendige Schraub-, Niet- oder Klebearbeiten entfallen. Der Sicherungsstift verhindert ein radiales Zusammendrücken des montierten Rastkörpers, so dass eine verlässliche Befestigung erzielt wird. Insbesondere ermöglicht der Formschluss ferner die einseitige Montage der Befestigungsvorrichtung, da die Verrastung selbsttätig erfolgt. Ein rückseitiger Zugang zu den Rastvorsprüngen ist nicht notwendig. Die Montage der Befestigungsvorrichtung kann quasi blind erfolgen.
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Bevorzugterweise wird ein die eine Bohrung aufweisender Flanschabschnitt der Befestigungsvorrichtung mittels Reibung verdrehsicher am Bauteilabschnitt gehalten. Hierdurch kann auf sonstige Verdrehsicherungen wie zusätzliche Befestigungsmittel und/oder Anschläge verzichtet werden.
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Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Wenn die Bauteilbohrung radial nach innenweisende Abschnitte aufweist, können die Rastvorsprünge des Rastkörpers auch als Rastvertiefungen bzw. eine Rastnut ausgebildet sein. Der Begriff Rastvorsprünge umfasst somit auch Rastvertiefungen.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand stark vereinfachter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Rissdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung,
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2 einen Vertikalschnitt durch die Befestigungsvorrichtung aus 1 im montierten Zustand,
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3 einen Vertikalschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung im montierten Zustand,
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4 einen Vertikalschnitt durch die Befestigungsvorrichtung aus 3 ohne Sicherungsstift,
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5 den Sicherungsstift der Befestigungsvorrichtung aus 3 in Einzeldarstellung,
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6 die Befestigungsvorrichtung aus 3 im montierten Zustand mit einem Unterlegelement als Verdrehsicherung, und
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7 einen Vertikalschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung im montierten Zustand mit einem Unterlegelement als Verdrehsicherung.
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In 1 ist eine Rissdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 zum Befestigen eines Elementes 2, insbesondere eine Leitung wie ein Kabel und/oder ein Kabelbündel, an einem Abschnitt eines Bauteils 4 gezeigt. Das Bauteil 4 kann wiederum beispielsweise an einer Struktur 6 befestigt werden, so dass wie in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel das Bauteil 4 als eine Art Adapter zur Anordnung des Elementes 2 an der Struktur 6 dient. Die Verwendung des Bauteils 4 als Adapter findet beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt Anwendung, wenn das Element 2 an einer Primärstruktur eines Flugzeugs zu befestigen ist und sogenannte offene Bohrungen in der Primärstruktur gemäß einschlägigen Vorschriften nicht zulässig sind. Wenn derartige Vorschriften nicht existieren, kann die Befestigungsvorrichtung 1 auch unmittelbar an der Struktur 6 befestigt werden und in diesem Fall das Bauteil 4 die das Element eigentlich aufnehmende Primärstruktur darstellen.
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Das Bauteil 4 hat hier beispielsweise ein Omega-artiges bzw. A-artiges Profil mit zwei parallel zueinander verlaufenden Seitenwandungen 8, 10, die über eine orthogonal zu ihnen verlaufende plane Kopfwandung 12 miteinander verbunden sind und jeweils einen nach außen weisenden Fußabschnitt 14, 16 zur Befestigung an der Struktur 6 aufweisen. Zur Anbindung der Befestigungsvorrichtung 1 ist der Kopfwandung 12 eine Bohrung bzw. Bauteilbohrung 17 eingebracht, durch die ein hohler Rastkörper 28 der Befestigungsvorrichtung 1 abschnittsweise führbar ist. In jedem Fußabschnitt 14, 16 sind zur Aufnahme von Befestigungsmitteln wie Niete entsprechende Löcher 18, 20 eingebracht. Zur Gewichtsreduzierung ist der Grundkörper 4 an seiner einen Stirnseite 22 derart angeschrägt, dass die Kopfwandung 12 gegenüber den Fußabschnitten 14, 16 verkürzt ist.
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Die Befestigungsvorrichtung 1 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff bzw. einer Kunststoffzusammensetzung. Hierdurch werden zum einen Korrosionsprobleme mit dem Bauteil 4 unabhängig von dessen Material vermieden und zum anderen ein geringes Gewicht der Befestigungsvorrichtung 1 erzielt. Die Befestigungsvorrichtung 1 hat einen Halterungsabschnitt 24 zum zumindest abschnittsweise umgreifen des Elementes 2, einen Flanschabschnitt 26 zur Anordnung an dem Bauteil 4 bzw. an dessen Kopfwandung 12, den vorerwähnten hohlen Rastkörper 28 zum Verrasten der Befestigungsvorrichtung 1 mit dem Bauteil 4 und einen Sicherungsstift 30 zum Sichern des Rastkörpers 28 in seiner Raststellung.
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Der Flanschabschnitt 26 hat eine plattenartige Gestalt und weist eine Bohrung bzw. Flanschbohrung 32 zum Einsetzen des Rastkörpers 28 auf. Im montierten Zustand ist die Flanschbohrung 32 fluchtend zur Bauteilbohrung 17 orientiert. Bevorzugterweise haben die Bauteilbohrung 17 und die Flanschbohrung 32 einen gleichen Innendurchmesser.
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Der Rastkörper 28 ist bei diesem Ausführungsbeispiel, wie in 2 gezeigt, rohrartig und hat einen zylinderförmigen Schaft 34 bzw. Zylinderabschnitt mit einer Innenkontur, die einen konstanten Innendurchmesser hat, und einer Außenkontur, die einen konstanten Außendurchmesser hat. Seine Außenkontur entspricht in etwa einer Innenkontur der Bohrungen 17, 32. Der Schaft 34 erstreckt sich zwischen einem ringartigen Kopfanschlag 36 und einer Vielzahl von fußseitigen Federabschnitten 38, 40.
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Der Kopfanschlag 36 erstreckt sich orthogonal zur Längsachse des Rastkörpers 28 und liegt im montierten Zustand der Befestigungsvorrichtung 1 mit seiner Unterseite 42 flächig auf einer Oberfläche 44 des Flanschabschnitts 26 auf.
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Die Federabschnitte 38, 40 wirken bezogen auf die Längsachse des Rastkörpers 28 in Radialrichtung und haben jeweils zur Verrastung mit dem Grundkörper 4 einen radial nach außen weisenden Rastvorsprung 46 mit einer hier jeweils orthogonal zur Rastkörperlängsachse verlaufenden Rastfläche 48. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird nur der in 2 linke Federabschnitt 38 stellvertretend für alle Federabschnitte 38, 40 detailliert beziffert. Im montierten Zustand liegt der Rastkörper 28 mit seinen Rastflächen 48 flächig an einer von der Bauteilbohrung 17 durchsetzten Unterfläche 50 des Bauteils 4 an, so dass im Zusammenwirken mit seinem an der Oberfläche 44 des Flanschabschnittes 26 anliegenden Kopfanschlag 36 der Halterungsabschnitt 24 mit dem Bauteil 4 in Axialrichtung verrastet ist. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier gleichgroße Federabschnitte 38, 40 vorgesehen, die zusammen einen Federring bilden und jeweils einen Umfangswinkel von ca. 90° umspannen. Der Federring weist in der hier verrasteten und bevorzugterweise verformungsfreien Grundstellung einen gleichen Innendurchmesser und einen gleichen Außendurchmesser wie der Zylinderabschnitt 34 auf. Getrennt sind die jeweils zueinander benachbarten Federabschnitte 38, 40 über fußseitig eingebrachte Axialschlitze 52 (siehe 1), so dass der Federring in Axialrichtung geschlitzt ist.
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Zur Verriegelung mit dem Sicherungsstift 30 haben die Federabschnitte 38, 40 jeweils einen radial nach innen ragenden Rückhalteabschnitt 54, der im Zusammenwirken mit seinen benachbarten Rückhalteabschnitten 54 einen Sicherungsring ergibt. Der Sicherungsring 30 hat eine in Montagerichtung weisende Ringfläche 56 und eine entgegengesetzte und in Demontagerichtung zeigende Ringfläche 58, die durch die Axialschlitze 52 unterbrochen sind und die bei diesem Ausführungsbeispiel bezogen auf ihre jeweilige Richtung ungefähr gleich angestellt sind.
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Zu vereinfachten Montage bzw. zum vereinfachten Einführen des Rastkörpers 28 in die Bohrungen 17, 32 ist der Rastkörper 28 fußseitig in Montagerichtung konisch verjüngt. Zur Ausbildung der konischen Verjüngung weisen die Federabschnitte 38, 40 jeweils entsprechend angestellte außenumfangsseitige Schrägflächen 60 auf.
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Der Sicherungsstift 30 hat hier einen Vollquerschnitt mit einem Schaft 62, der sich zwischen einem radial erweiterten Kopf 64 und einem fußseitigen Verriegelungsabschnitt 66 erstreckt.
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Der Schaft 62 hat im Wesentlichen einen zylindrischen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Rastkörperschaftes 34 und des von den Federabschnitten 38, 40 gebildeten Federrings entspricht, so dass der Sicherungsstift 30 mit seinem Schaft 62 vollumfänglich von dem Federring umgriffen ist und somit der Rastkörper 28 bei eingesetztem Sicherungsstift 30 in Radialrichtung in den Bohrungen 17, 32 fixiert ist, da die radiale Elastizität der Federabschnitte 38, 40 blockiert ist.
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Der Kopf 64 ist hier als ein Tellerkopf ausgebildet und erstreckt sich orthogonal zur Längsachse des Sicherungsstiftes 30. Er hat eine ringförmige Unterseite 68 mittels der der Sicherungsstift 30 im montierten Zustand flächig an einer ringförmigen Oberseite 70 der rastkörperseitigen Kopfanschlags 36 anliegt.
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Der Verriegelungsabschnitt 66 zum Sichern des Sicherungsstiftes 30 in dem Rastkörper 28 in Axialrichtung ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als eine Umfangsnut ausgebildet, in die im verriegelten Zustand der Sicherungsring bzw. die Rückhalteabschnitte 54 formschlüssig eingreifen. Die Umfangsnut hat somit zu den Ringflächen 56, 58 des Sicherungsrings korrespondierende nicht bezifferte Nutwandungen.
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Zur vereinfachten Montage des Sicherungsstiftes 30 hat der Schaft 62 einen in Montagerichtung vor dem Verriegelungsabschnitt 66 liegenden freien Endabschnitt 72, der gegenüber dem Schaft 62 querschnittsreduziert ist und in Montagerichtung angefast ist.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 gezeigt, bei dem der Rastkörper 28 einstückig bzw. integral mit dem Flanschabschnitt 26 ausgebildet ist. Der Rastkörper 28 ist somit kein von dem Flanschabschnitt 26 getrennt hergestelltes bzw. trennbares Vorrichtungselement. Der Rastkörper 28 ist quasi ein Rohrvorsprung mit entsprechenden Federabschnitten 38, 40, der von einer Flanschbohrung 32 durchsetzt ist. Der Flanschabschnitt 26 wiederum ist ein integraler Teil eines Halterungsabschnitts 24 und derart in diesen integriert, dass sich der Rastkörper 28 bzw. die Flanschbohrung 32 radial zum Halterungsabschnitt 24 erstreckt und mittig zu diesem angeordnet ist, so dass durch das jeweils aufgenommene Element keine bzw. nahezu keine Momente in den Rastkörper 28 eingeleitet werden. Die Befestigungsvorrichtung 1 und insbesondere der Rastkörper 28 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kunststoffbasiert.
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Um im montierten Zustand eine Querschnittsreduzierung durch einen in einen Aufnahmeraum 74 für das jeweilige Element des Halterungsabschnitts 24 ragenden Kopf 64 eines Sicherungsstiftes 30 zu verhindern, ist die Flanschbohrung 32 aufnahmeraumseitig bezogen auf ihre Längsachse radial derart erweitert, dass eine Vertiefung 76 zum Versenken des Kopfs 64 gebildet ist. Zum umfangsseitigen Schließen des Aufnahmeraums 74 hat der Halterungsabschnitt 24 beispielsweise zwei sich radial nach außen erstreckende Verschlussabschnitte 77, 79, die jeweils einen Durchbruch 81, 83 zum Durchführen eines Verschlussmittels wie einen Kabelbinder aufweisen.
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Wie in 4 gezeigt, hat die Flanschbohrung 32 ausgehend von der Vertiefung 76 eine zylindrische Innenumfangswandung 78 mit einem konstanten Innendurchmesser. Der Innenumfangsabschnitt 78 geht in die Federabschnitte 38, 40 über. Die Federabschnitte 38, 40 sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als vier gleichgroße Umfangssegmente ausgebildet, die jeweils durch einen Axialschlitz 52 voneinander getrennt sind und einen axial geschlitzten Federring bilden. Die Federabschnitte 38, 40 erstrecken sich jeweils mit einem Körperabschnitt 80 senkrecht von einer dem Bauteil 4 zugewandten Kontaktfläche 82 des Flanschabschnitts 26 und bilden als Federring eine sich in Montagerichtung konisch verjüngende Innenumfangswandung 84 und eine zylindrische Außenumfangswandung 86 aus. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird nur der in 4 linke Federabschnitt 38 stellvertretend für alle Federabschnitte 38, 40 detailliert beziffert. Bevorzugterweise hat die Außenumfangswandung 86 einen Außendurchmesser, der einem Innendurchmesser einer in 3 gezeigten Bauteilbohrung 17 entspricht.
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Die Körperabschnitte 80 gehen jeweils in einen Rastvorsprung 46 und einen Rückhalteabschnitt 54 über. Die Rastvorsprünge 46 haben gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel jeweils eine orthogonal zur Rastkörperlängsachse verlaufende Rastfläche 48 zur Anlage an einer in 3 gezeigten Unterfläche 50 des Bauteils 4 und eine außenumfangsseitige Schrägfläche 60 zum vereinfachten Einführen in die Bauteilbohrung 17. Die Rückhalteabschnitte 54 bilden hier eine konkave Umfangsnut.
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Wie in 5 gezeigt, hat der Sicherungsstift 30 einen Schaft 62 mit einem Vollquerschnitt. Im Wesentlichen Unterscheid zum Sicherungsstift 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat der Schaft 62 einen konischen Abschnitt 88 und einen fußseitigen balligen Verriegelungsabschnitt 66. Der konische Abschnitt 88 erstreckt sich von einem kopfabschnittseitigen zylindrischen Abschnitt 90 und geht in den balligen Verriegelungsabschnitt 66 über. Der zylindrische Abschnitt 90 hat bevorzugterweise einen Außendurchmesser, der etwas kleiner als ein von den Körperabschnitten 80 der Federabschnitte 38, 40 definierter Innendurchmesser ist. Der konische Abschnitt 88 hat bevorzugterweise einen Konuswinkel, der gleich einem Konuswinkel des Federrings ist, so dass in Kombination mit dem kleineren Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 88 bezogen auf den Innendurchmesser der Körperabschnitte 80 der Federabschnitte 38, 40 eine Selbstzentrierung des Sicherungsstiftes 30 in dem Rastkörper 28 erfolgt. Ein hier tellerartiger Kopf 64 des Sicherungsstiftes 30 hat einen Außendurchmesser, der etwas kleiner als ein Innendurchmesser der Vertiefung 76 ist. Ein freier Endabschnitt 72 des Sicherungsstiftes 30 ist zum vereinfachten Einführen in die Flanschbohrung 32 in Montagerichtung konisch verjüngt.
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Um ein Verdrehen des Halterungsabschnittes 24 relativ zum Bauteil 4 bei minimaler Montagekraft zu verhindern, kann wie in 6 gezeigt, die Befestigungsvorrichtung 1 ein plattenartiges bzw. flaches Unterlegelement 92 aufweisen, das im montierten Zustand zwischen dem Flanschabschnitt 26 und dem Bauteil 4 angeordnet ist. Das Unterlegelement 92 hat an seinen entgegengesetzten Reibflächen 94, 96 jeweils einen Reibwert, der größer als ein Reibwert des Flanschabschnitts 26 an seiner der Reibfläche 94 zugewandten Kontaktfläche 82 und größer als ein Reibwert des Bauteils 4 bzw. dessen Kopfwandung 12 an dessen der Reibfläche 96 zugewandten Kontaktfläche 98 ist. Bevorzugterweise besteht das Unterlegelement 92 aus einem Kunststoff bzw. einer entsprechenden Kunststoffzusammensetzung. Zur Verringerung einer Einleitung von Vibrationen aus dem Bauteil 4 in den Halterungsabschnitt 24 und somit in das gehalterte Element kann das Unterlegelement 92 zudem gummielastische bzw. dämpfende Eigenschaften aufweisen.
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In 7 ist ein Ausführungsbeispiel basierend auf dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein Kopfanschlag 36 des Rastkörpers 28 als ein in Axialrichtung wirkender Federkopf ausgebildet sein. Hierdurch können zum einen Dickentoleranzen des Flanschabschnittes 26 im Bereich seiner Bohrung 32 und/oder des Bauteils 4 im Bereich seiner Bohrung 17 ausgeglichen werden, und zum anderen der Flanschabschnitt 26 und das Bauteil 4 mit einer Vorspannkraft gegeneinander gepresst werden. Zudem kann durch die Vorspannung ein jeweiliger Reibwert zwischen einem Unterlegelement 92 und dem Flanschabschnitt 26 sowie dem Bauteil 4 eingestellt werden.
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Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Federwirkung über das Anstellen des Kopfanschlags 36 erreicht. Dabei ist er derart in Längsrichtung einer Rastkörperlängsachse angestellt, dass der Kopfabschlag 36 nur mit seiner radial äußeren Unterseitenkante 100 auf dem Flanschabschnitt 26 aufliegt und ansonsten von einer Oberfläche 44 des Flanschabschnitts 26 beabstandet ist. Selbstverständlich kann der Kopfanschlag 36 auch wie im ersten Ausführungsbeispiel nach den 1 und 3 ausgeführt sein und unter ihm ein Federelement wie eine Spiralfeder oder Tellerfeder angeordnet sein. Ferner kann selbstverständlich ein Federelement auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den 3 bis 6 vorgesehen sein. Der Flanschabschnitt 26 des zweiten Ausführungsbeispiels wäre hierzu mit einer Aufnahmekammer zum Anordnen des Federelements im Bereich seiner Kontaktfläche 82 zu versehen, die bevorzugterweise die Flanschbohrung 32 umgreift.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Befestigen eines Elementes 2 an einem Bauteil 4 mittels der Befestigungsvorrichtung 1 wird die Befestigungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten und dritten Ausführungsbeispiel nach den 1, 2 und 7 mit ihrer Flanschbohrung 32 fluchtend zur Bauteilbohrung 17 positioniert. Anschließend wird der hohle Rastkörper 28 mit seinen Rastvorsprüngen 46 in die zueinander fluchtenden Bohrungen 17, 32 eingeführt und mit dem Bauteil 4 verrastet. Die Federabschnitte 38, 40 werden beim Einführen radial nach innen bewegt und beim Verrasten radial nach außen, bevorzugterweise zurück in ihre verformungsfreie Grundstellung. Dann wird der Sicherungsstift 30 in den Rastkörper 28 zum Sichern seiner Raststellung eingesetzt. Der Sicherungsstift 30 liegt zumindest abschnittsweise vollumfänglich an dem Federring an und verhindert so eine radiale Bewegung der Federabschnitte 38, 40 nach innen, so dass die Verrastung mit dem Bauteil 4 nicht gelöst werden kann. Zudem stellt der Sicherungsstift 30 mit seinem Verriegelungsabschnitt 66 einen Wirkeingriff mit dem Rückhalteabschnitt 54 des Rastkörpers 28 her und ist somit in Axialrichtung lagefixiert.
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Bei einer Befestigungsvorrichtung 1 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den 3 bis 6 wird der hohle Rastkörper 28 in die Bauteilbohrung 17 eingeführt. Der Rastkörper 28 wird mit dem Bauteil 4 verrastet und anschließend der Sicherungsstift 30 zum Sichern des Rastkörper 28 in seiner Raststellung in den Rastkörper 28 eingesetzt.
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Wenn, wie in den 3 bis 6 gezeigt, das Unterlegelement 92 zwischen dem Bauteil 4 und dem Flanschabschnitt 26 angeordnet wird, wird dieses bevorzugterweise vor dem Einführen des Rastkörpers 28 in die Bauteilbohrung 17 auf den Rastkörper 28 aufgeschoben.
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Offenbart ist eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen von zumindest einem Element, insbesondere Leitungen wie Kabeln, Rohren, Schläuchen und dergleichen, an einem Bauteilabschnitt mit einem Halterungsabschnitt zum zumindest abschnittsweise umgreifen zumindest eines derartigen Elementes und mit einem Flanschabschnitt zur Anlage an dem Bauteilabschnitt, wobei in radiale Richtung wirkende Federabschnitte eines hohlen Rastkörpers durch das Einsetzen eines Sicherungsstiftes in den Rastkörperinnenraum blockiert sind und somit nicht mehr radial nach innen aufeinander zubewegt werden können, sowie ein Verfahren zur Montage einer derartigen Befestigungsvorrichtung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungsvorrichtung
- 2
- Element
- 4
- Bauteilabschnitt
- 6
- Primärstruktur
- 8
- Seitenwandung
- 10
- Seitenwandung
- 12
- Kopfwandung
- 14
- Fußabschnitt
- 16
- Fußabschnitt
- 17
- Bohrung / Bauteilbohrung
- 18
- Loch
- 20
- Loch
- 22
- Stirnseite
- 24
- Halterungsabschnitt
- 26
- Flanschabschnitt
- 28
- Rastkörper
- 30
- Sicherungsstift
- 32
- Bohrung / Flanschbohrung
- 34
- Schaft / Zylinderabschnitt
- 36
- Kopfanschlag
- 38
- Federabschnitt
- 40
- Federabschnitt
- 42
- Unterseite
- 44
- Oberfläche
- 46
- Rastvorsprung
- 48
- Rastfläche
- 50
- Unterfläche
- 52
- Axialschlitz
- 54
- Rückhalteabschnitt
- 56
- Ringfläche
- 58
- Ringfläche
- 60
- Schrägfläche
- 62
- Schaft
- 64
- Kopf
- 66
- Verriegelungsabschnitt
- 68
- Unterseite
- 70
- Oberseite
- 72
- Endabschnitt
- 74
- Aufnahmeraum
- 76
- Vertiefung
- 77
- Verschlussabschnitt
- 78
- Innenumfangswandung
- 79
- Verschlussabschnitt
- 80
- Körperabschnitt
- 81
- Durchbruch
- 82
- Kontaktfläche
- 83
- Durchbruch
- 84
- Innenumfangswandung
- 86
- Außenumfangswandung
- 88
- konischer Abschnitt
- 90
- zylindrischer Abschnitt
- 92
- Unterlegelement
- 94
- Reibfläche
- 96
- Reibfläche
- 98
- Kontaktfläche
- 100
- Unterseitenkante
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006053966 A1 [0003]
- DE 102009 [0003]
