DE102014008690A1

DE102014008690A1 - Befestigungselement mit mehrteiligem Gewinde

Info

Publication number: DE102014008690A1
Application number: DE102014008690.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Keiper; Frank Schäfer; Torsten Hofmann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement (10) zur Befestigung wenigstens eines länglichen Bauteils (32), umfassend einen Kopf (14) und einen daran angeformten Schaft (12), wobei das Ende des Schaftes (12) einen Ansatzbereich (18) für mehrere, über den Umfang gleichmäßig beabstandete, elastisch verformbare Schenkel (20) aufweist, deren Außenseiten sich mit wenigstens anfangs zunehmendem Abstand von der Längsachse des Schafts (12) vom Ende des Schaftes (12) frei endend in Richtung des Kopfes (14) erstrecken, wobei die Außenseiten der Schenkel (20) jeweils Abschnitte eines Außengewindes (22) aufweisen, und wobei am Kopf (14) wenigstens ein Mittel zur Fixierung (16, 30) vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin Befestigungselement-Anordnungen (34) und Führungsanordnungen, umfassend derartige Befestigungselemente (10), sowie weiterhin Verfahren zum Bereitstellen derartiger Befestigungselement-Anordnungen (34) oder Führungsanordnungen, und Verfahren zum Lösen derartiger Führungsanordnungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit mehrteiligem Gewinde, Befestigungselement-Anordnungen für längliche Bauteile, die ein entsprechendes Befestigungselement umfassen, und Führungsanordnungen, die Befestigungselement-Anordnungen umfassen, sowie Kraftfahrzeuge mit solchen Befestigungselementen, Befestigungselement-Anordnungen oder Führungsanordnungen. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zur Bereitstellung entsprechender Befestigungselement-Anordnungen und Führungsanordnungen sowie Verfahren zum zerstörungsfreien Lösen solcher Führungsanordnungen.
In Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, ist eine Vielzahl von länglichen Bauteilen, wie Schläuchen, Rohren, Kabeln oder Kabelsätzen verbaut, die entsprechend in diesen Fahrzeugen befestigt werden müssen. Üblicherweise werden dafür Anker- oder Tannenbaum-Clipse verwendet. Beispielsweise beschreibt die DE 106 90 06 643 C2 eine clipsartige Befestigungseinrichtung mit einem verformbaren Konusabschnitt, der in ein Loch eingeführt wird und dann einrastet. Für das Einrasten sind jedoch vergleichsweise hohe Kräfte erforderlich, und weiterhin lassen sich derartige Befestigungseinrichtungen nicht mehr zerstörungsfrei lösen. Darüber hinaus werden in der Regel zur Bereitstellung der erforderlichen Löcher Schnittstellenbauteile, beispielsweise Stanzteile benötigt, die ihrerseits üblicherweise über Schraubverbindungen an Karosserieteilen oder anderen Tragkonstruktionen des Kraftfahrzeugs befestigt werden müssen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Befestigungselement beziehungsweise eine Befestigungselement-Anordnung zum Fixieren von länglichen Bauteilen wie etwa Rohren, Schläuchen, Kabeln oder Kabelsätzen beziehungsweise eine diese umfassende Führungsanordnung bereitzustellen, die einen geringeren Bauteil- und Montageaufwand erfordert, sowie einfach und zerstörungsfrei gelöst werden kann.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist in einem ersten Aspekt gelöst durch ein Befestigungselement, mit welchem ein oder mehrere längliche Bauteile wie etwa Rohre, Schläuche, Kabel oder Bündel davon, wie etwa Rohrbündel, Schlauchbündel oder Kabelsätze, über Eingriff in ein Innengewinde an einer Trägerstruktur, insbesondere eines Teils eines Kraftfahrzeugs, fixierbar sind, umfassend einen Kopf und einen daran angeformten Schaft, wobei das Ende des Schaftes einen Ansatzbereich für mehrere über den Umfang gleichmäßig beabstandete, elastisch verformbare Schenkel aufweist, deren Außenseiten sich mit wenigstens anfangs zunehmendem Abstand von der Längsachse des Schafts vom Ende des Schaftes frei endend in Richtung des Kopfes erstrecken, wobei weiterhin die Außenseiten der Schenkel jeweils Abschnitte eines Außengewindes aufweisen, und wobei weiterhin am Kopf wenigstens ein Mittel zur Fixierung des wenigstens einen länglichen Bauteils vorgesehen ist.
Da sich der Abstand der Außenseiten der Schenkel von der Längsachse wenigstens anfangs vom Ende des Schaftes in Richtung des Kopfes vergrößert, verjüngt sich das Befestigungselement in Richtung des Endes des Schafts. Dadurch lässt sich das Befestigungselement vorteilhaft auf einfache Weise in eine Öffnung mit Innengewinde einführen, deren radialer Durchmesser größer ist als der radiale Durchmesser des Befestigungselements im Bereich des Schaftendes, wobei unter einer Öffnung eine Vertiefung oder ein Durchbruch verstanden wird. Die Schenkel sind über den Umfang gleichmäßig beabstandet, so dass zwischen jeweils zwei benachbarten Schenkeln identische Mittelpunktswinkel vorliegen, womit die Schenkel in regelmäßiger Weise radial entlang der Längsachse des Schafts angeordnet sind und sich damit alle seitlich angreifenden Kräfte ausgleichen. Beispielsweise liegen im Falle von drei Schenkeln Mittelpunktswinkel von 120° vor, im Falle von vier Schenkeln Mittelpunktswinkel von 90°, und im Falle von fünf Schenkeln Mittelpunktswinkel von 72°. Wird die Längsachse des Schaftes in einer Radialrichtung ausgelenkt, so ermöglicht diese regelmäßige Anordnung vorteilhaft eine kräfteneutralisierende Rückstellung.
Die Außenseiten der Schenkel, also die von der Längsachse des Schaftes abgewandten Seiten, sind mit Abschnitten eines Außengewindes versehen. Diese Abschnitte sind folglich aufeinander abgestimmt, so dass ein Gewindekamm auf der Außenseite eines Schenkels trotz der zwischen diesem Schenkel und dem benachbarten Schenkel vorhandenen Lücke sich in dem entsprechenden Gewindekamm des benachbarten Schenkels fortsetzt. Die Abschnitte des Außengewindes der einzelnen Schenkel eines Befestigungselements, die somit ein mehrteiliges Gewinde bilden, eignen sich daher zum Eingriff in ein durchgängiges Innengewinde, so dass das Befestigungselement wie eine Schraube in ein Innengewinde eingreifen und die Schraubverbindung durch Drehen in die entgegengesetzte Richtung auch wieder gelöst werden kann.
Mittels des hier beschriebenen Befestigungselements wird vorteilhaft die Möglichkeit eröffnet, dass ein Einführen des Befestigungselements in ein Innengewinde nicht durch ein Einschrauben, also eine kontinuierliche Rotationsbewegung erfolgen muss, sondern durch ein Einschieben erfolgen kann. Dabei verformen sich die Schenkel elastisch und verbiegen sich nach radial innen, wobei die angeformten Außengewindegänge über die Gewindegänge des Innengewindes rutschen. Dieses Einschieben kann einen geringen Anteil an Rotationsbewegungen um die Längsachse des Befestigungselements umfassen, beispielsweise kurze Rotationsbewegungen in eine Richtung oder abwechselnden kurze Rotationsbewegungen in beide Richtungen, kann jedoch auch vollkommen rotationsfrei im Sinne eines linearen Einschiebens erfolgen. Zu diesem Zweck wird das Schaftende des Befestigungselements über einer Öffnung mit einem Innengewinde, welches auf das Außengewinde des Befestigungselements abgestimmt ist, positioniert, wobei der anfangs zunehmende Abstand der Außenseiten des Schenkels von der Längsachse vorteilhaft Toleranzen bei der Positionierung erlaubt. Anschließend oder in einer gemeinsamen Bewegung wird das Befestigungselement in das Innengewinde eingeschoben, wobei die elastisch verformbaren Schenkel einen Eingriff der Gewindekämme des Außengewindes der Schenkel in die entsprechenden Gewindetäler des Innengewindes, und umgekehrt einen Eingriff der Gewindekämme des Innengewindes in die entsprechenden Gewindetäler des Außengewinde ermöglichen. Sobald das Befestigungselement weit genug in das Innengewinde eingeführt ist, beispielsweise bis zu einem Anschlag, der durch den Kopf gebildet sein kann, ist der Einschiebevorgang beendet.
Die Verbindung des Befestigungselements an einem Trägerbauteil erfolgt über einen Eingriff des Außengewindes in ein entsprechendes Innengewinde einer Öffnung des Trägerbauteils. Über geeignete Mittel zur Fixierung wie Kabelbinder kann wiederum an dem Befestigungselement das längliche Bauteil befestigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Mittel zur Fixierung als Durchbruch im Bereich des Kopfes ausgebildet, durch den ein Kabelbinder oder dergleichen als weiteres Mittel zur Fixierung geführt sein kann. Alternativ oder zusätzlich können am Kopf ein oder mehrere Mittel zur Fixierung wie Kabelbinder direkt angeformt sein, etwa in Form von zwei Kabelbinderzungen, von denen eine wenigstens eine Öse zur Aufnahme der anderen Zunge aufweist, oder in Form von zwei Kabelbinderzungen, die mittels einer separaten Öse verbunden werden.
Die Schenkel des Befestigungselements können im Ansatzbereich radial von der Längsachse des Schaftes ausgehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform setzen die Schenkel jedoch im Ansatzbereich, bezogen auf die Längsachse des Schaftes, exzentrisch an dem Schaft an. Dementsprechend treffen sich die Mittellinien der Schenkel nicht in der Längsachse des Schafts, sondern setzen tangential an einem Kreis an, der in einer Radialebene der Längsachse verläuft. Vorteilhaft werden durch eine derartige Anordnung beim Einschieben des Befestigungselements in ein Innengewinde Lateralbewegungen in Torsionsbewegungen umgewandelt. Durch die von der Radialrichtung abweichende Ausrichtung der Schenkel des Befestigungselements werden diese sozusagen im Innengewinde verspreizt, wodurch die herbeigeführte Schraubverbindung gegen unbeabsichtigtes Lösen besser gesichert wird.
Durch den exzentrischen Ansatz der Schenkel am Schaft verlaufen die Schenkel im Ansatzbereich nicht mehr in Radialrichtung von der Längsachse weg, sondern es wird ein Versatzwinkel zwischen einer gedachten, radial von der Längsachse ausgehenden Linie und einer sich in gleicher Ebene erstreckenden und durch einen Schenkel verlaufenden Mittellinie gebildet. Gemäß einer Ausführungsform beträgt dieser Versatzwinkel mehr als 0° und maximal 25°, gemäß einer besonderen Weiterbildung beträgt der Versatzwinkel 5° bis 25°, beispielsweise 7° bis 20°.
Gemäß einer Ausführungsform entspricht der wenigstens anfangs zunehmende Abstand der Außenseiten der Schenkel in Richtung des Kopfes im Längsschnitt des Befestigungselements einer im Wesentlichen parabelförmigen, beispielsweise einer exakt parabelförmigen Hüllkurve. Vorteilhaft wird dadurch bewirkt, dass das in ein Innengewinde einzuführende Ende des Schafts zunächst einen geringen Querschnitt aufweist und somit größere Toleranzen bei der Positionierung dieses Endes des Schafts gegenüber einer Öffnung, die ein entsprechendes Innengewinde aufweist, erlaubt. Durch den parabelförmigen Verlauf der Hüllkurve nähern sich die Außenseiten der Schenkel und das Innengewinde beim weiteren Einführen des Befestigungselements zunehmend einander an, wodurch ein Eingriff in das Innengewinde ermöglicht wird. Gemäß einer Weiterbildung folgen die Außenseiten der Schenkel über ihre gesamte Länge hinweg der parabelförmigen Hüllkurve, womit der Abstand über die gesamte Länge der Außenseiten der Schenkel zunimmt. Gemäß einer anderen Weiterbildung liegt die parabelförmige Hüllkurve nur in einem Anfangsbereich vor, während in einem Endbereich in Richtung des Kopfes hin die Außenseiten der Schenkel einen gleich bleibenden Abstand von der Längsachse des Schafts einhalten. Weitere Ausführungsformen sehen im Längsschnitt des Befestigungselements von der Parabelform abweichende Hüllkurven im Bereich des Schaftendes vor, beispielsweise rundbogenförmige, segmentbogenförmige oder spitzbodenförmige Schaftenden, die sich in Schäften mit gleichbleibendem Abstand von der Längsachse des Befestigungselements fortsetzen.
Bei dem Befestigungselement liegen mehrere Schenkel vor, also wenigstens zwei Schenkel, wodurch eine Schraubverbindung zwischen dem Außengewinde der Schenkel und einem entsprechenden Innengewinde ermöglicht wird. Insbesondere liegen zwei bis sechs Schenkel vor, also zwei, drei, vier, fünf oder sechs Schenkel. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Schenkel ungerade, so dass beispielsweise drei oder fünf Schenkel vorliegen. Vorteilhaft ermöglicht eine ungerade Anzahl von Schenkeln bei einer Auslenkung des Befestigungselements in radialer Richtung zur Längsachse besonders effektive neutralisierende Rückstellkräfte, die den Schaft wieder in eine neutrale Position zurückführen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung liegen drei Schenkel vor, womit insbesondere die Fertigung entsprechender Befestigungselemente erleichtert wird.
Der Kopf des Befestigungselements kann auf verschiedene fachübliche Weisen ausgebildet sein, kann beispielsweise lediglich ein Ende des Schafts darstellen, oder ein verbreitertes Ende des Schafts. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kopf schraubenkopfartig ausgebildet, weist also beispielsweise einen mehreckigen, wie etwa einen vier-, sechs- oder achteckigen Querschnitt auf, und/oder Vertiefungen oder Nuten, und/oder besondere Formen im Längsschnitt, die beispielsweise Zylinderkopf-, Rundkopf- oder Linsenkopf-Schrauben entsprechen. Doch eine entsprechende schraubenkopfartige Ausbildung lässt sich ein derartiges Befestigungselement vorteilhaft mittels Werkzeugen, die üblicherweise zum Einschrauben oder Einschrauben von Schrauben verwendet werden, wie etwa Schraubendrehern, Zangen, Maulschlüsseln oder Ringschlüsseln manipulieren. Beispielsweise können einmal eingeschobene Befestigungselemente wieder losgeschraubt werden oder können hinsichtlich ihrer exakten Ausrichtung optimiert werden.
Die hierin beschriebenen Befestigungselemente können auf fachübliche Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Spritzgießen. Geeignete Materialien für die Befestigungselemente können vom Fachmann in Abhängigkeit von der gewünschten elastischen Formbarkeit der Schenkel ohne weiteres bestimmt werden und umfassen beispielsweise Polyamide, Polyolefine, Polycarbonate, Polyvinylchloride, Polyurethane und Polymethylmethacrylate.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Befestigungselement-Anordnung, umfassend ein Befestigungselement mit einem Durchbruch als erstem Mittel zur Fixierung sowie ein zweites Mittel zur Fixierung, und weiterhin umfassend wenigstens ein längliches Bauteil, wobei durch den Durchbruch als erstem Mittel zur Fixierung des Befestigungselements das zweite Mittel zur Fixierung geführt ist, welches das wenigstens eine längliche Bauteil am Befestigungselement fixiert. Bei dem zweiten Mittel zur Fixierung handelt es sich insbesondere um einen Kabelbinder, eine Schlauchschelle oder eine Rohrschelle. Vorteilhaft lassen sich mittels derartiger Befestigungselement-Anordnungen im Rahmen der Herstellung von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, vormontierte Baugruppen bereitstellen, die entsprechende längliche Bauteile, wie etwa Kabel, Rohre oder Schläuche oder Bündel davon umfassen. Die länglichen Bauteile können unbeweglich am Befestigungselement fixiert werden, oder mit einem gewissen Grad an Beweglichkeit gegenüber dem Befestigungselement an diesem fixiert werden. Diese Befestigungselement-Anordnungen werden anschließend in ein Fahrzeug eingesetzt, wobei die Kabel-, Rohr- und/oder Schlauchverbindungen geschlossen werden und die Befestigungselement-Anordnung über ein oder mehrere darin vorkommende Befestigungselemente mit einem oder mehreren Trägerbauteilen, die jeweils eine oder mehrere Öffnungen mit Innengewinde umfassen, fixiert werden. Zu diesem Zweck werden jeweils die Schenkel eines Befestigungselements in ein Innengewinde eines Trägerbauteils eingeschoben, wodurch eine Schraubverbindung bereitgestellt wird, welche das Befestigungselements und damit auch die Befestigungselement-Anordnung am Trägerbauteil lösbar fixiert.
Ein weiterer Aspekt betrifft dementsprechend eine Führungsanordnung, umfassend eine Befestigungselement-Anordnung wie vorstehend beschrieben sowie ein Trägerbauteil, wobei das Außengewinde der Schenkel eines Befestigungselements der Befestigungselement-Anordnung in eine Öffnung des Trägerbauteils mit Innengewinde, eingreift. An diesen Trägerbauteilen werden dementsprechend Innengewinde bereitgestellt, beispielsweise in Form von Gewindebohrungen, in Form von Gewindedomen, welche beispielsweise angeschweißt oder angeformt sein können, oder in Form von Muttern, die ihrerseits wiederum am Trägerbauteil angeschweißt oder auf andere Weise befestigt sein können. Vorteilhaft lassen sich doch derartige Führungsanordnungen auf höherer Ebene montierte Baugruppen bereitstellen, die beispielsweise wiederum in ein Fahrzeug eingesetzt werden können und mittels deren die länglichen Bauteile im Fahrzeug geführt werden können.
Ein weiterer Aspekt betrifft dementsprechend ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Befestigungselement, eine Befestigungselement-Anordnung, und/oder eine Führungsanordnung wie vorstehend beschrieben.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Befestigungselement-Anordnung wie vorstehend beschrieben, umfassend ein Bereitstellen eines Befestigungselements mit einem Durchbruch als erstem Mittel zur Fixierung, eines zweiten Mittels zur Fixierung und wenigstens eines länglichen Bauteils, weiterhin ein Anordnen des wenigstens einen länglichen Bauteils am Befestigungselement und ein Führen des zweiten Mittels zur Fixierung durch den Durchbruch als erstem Mittel zur Fixierung des Befestigungselements, und weiterhin ein Fixieren des wenigstens einen länglichen Bauteils am Befestigungselement mittels des ersten und des zweiten Mittels zur Fixierung. Das Anordnen des wenigstens einen länglichen Bauteils erfolgt so, dass dieses in einer geeigneten Position relativ zum Befestigungselement ist, um nachfolgend mittels des ersten und des zweiten Mittels zur Fixierung am Befestigungselement fixiert zu werden. Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass das Anordnen des wenigstens einen länglichen Bauteils und das Führen des zweiten Mittels zur Fixierung durch den Durchbruch als erstem Mittel zur Fixierung des Befestigungselements gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge nacheinander erfolgen können. Das Fixieren des wenigstens länglichen Bauteils erfolgt beispielsweise im Falle eines Kabelbinders als zweitem Mittel zur Fixierung durch Zuziehen des Kabelbinders, welcher das wenigstens eine längliche Bauteil, beispielsweise ein Kabel, umschließt. Falls es sich bei dem zweiten Mittel zur Fixierung beispielsweise um eine Schlauchschelle handelt, so erfolgt das Fixieren durch Querschnittsverengung, etwa durch eine entsprechende Schraubenbewegung.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Führungsanordnung wie hierin beschrieben, umfassend ein Bereitstellen eines Befestigungselements mit einem Durchbruch als erstem Mittel zur Fixierung, eines zweiten Mittels zur Fixierung, wenigstens eines länglichen Bauteils, weiterhin Bereitstellen eines Trägerbauteils, weiterhin ein Anordnen des wenigstens einen länglichen Bauteils am Befestigungselement und Führen des zweiten Mittels zur Fixierung durch den Durchbruch des Befestigungselements als erstem Mittel zur Fixierung, weiterhin ein Fixieren des wenigstens einen länglichen Bauteils am Befestigungselement mittels des ersten und des zweiten Mittels zur Fixierung, und weiterhin ein Einschieben der verformbaren Schenkel in eine darauf abgestimmte Öffnung des Trägerbauteils mit auf das Außengewinde der Schenkel abgestimmtem Innengewinde.
Das Einführen erfolgt vorzugsweise bis zu einem Anschlag. Der Anschlag kann beispielsweise erfolgen durch einen mechanischen Kontakt etwa des Endes des Schafts des Befestigungselements mit einem Boden des Innengewindes, oder einen mechanischen Kontakt des Endes des Schafts des Befestigungselements mit dem Bauteil, welches das Innengewinde beherbergt. Alternativ kann der Anschlag erfolgen durch Erreichen einer vorgebbaren Kraftobergrenze, bei der das Einschieben beendet werden soll und welche dadurch erreicht wird, dass bei den elastischen Schenkeln des Befestigungselements immer mehr Gewindekämme des Außengewindes gegenüber entsprechenden Gewindekämmen des Innengewinde unter elastischer Verformung der Schenkel verschoben werden müssen. Durch das Verfahren sind somit sehr schnell Schraubverbindungen für Führungsanordnungen bereitstellbar sind. Während herkömmliche Schraubverbindungen vergleichsweise langsam über ein klassisches Einschrauben der Verbindung, also eine kontinuierliche Rotationsbewegung bereitgestellt werden, erfolgt dies beim im Rahmen des Verfahrens vorteilhaft durch ein erheblich schnelleres Einschieben.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum zerstörungsfreien Lösen einer Führungsanordnung wie hierin beschrieben, umfassend optional ein Entfernen des zweiten Mittels zur Fixierung und/oder des oder der länglichen Bauteile, weiterhin Herausdrehen des Befestigungselements aus dem Innengewinde des Trägerbauteils. Ein Entfernen des zweiten Mittels zur Fixierung und/oder des oder der länglichen Bauteile ist beispielsweise dann erforderlich, wenn dadurch ein Zugang geschaffen wird, um ein Herausdrehen des Befestigungselements zu ermöglich, wie etwa ein Zugang zu einem schraubenkopfförmigen Kopf eines Befestigungselements, an den dann ein Schraubenschlüssel oder Schraubendreher angesetzt werden kann. Während Führungsanordnungen, die auf Nietverbindungen, Clipverbindungen oder Dübelverbindungen basieren, nicht mehr zerstörungsfrei lösbar sind, wird ermöglicht das hierin beschriebene Verfahren vorteilhaft ein zerstörungsfreies Lösen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 ein Befestigungselement in räumlicher Ansicht und im Längsschnitt
2 einen schematischen Querschnitt im Ansatzbereich
3 ein Befestigungselement in anderer räumlicher Ansicht
4 ein Befestigungselement in weiterer räumlicher Ansicht und teilweise einen Längsschnitt
5 eine Befestigungselement-Anordnung in räumlicher Ansicht
6 eine weitere Befestigungselement-Anordnung in räumlicher Ansicht
7 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen einer Befestigungselement-Anordnung
8 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen einer Führungsanordnung sowie ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Lösen einer Führungsanordnung.
1 zeigt in der linken Teilfigur 1A ein Befestigungselement 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in räumlicher Ansicht und in der rechten Teilfigur 1B ein Befestigungselement 10 im Längsschnitt, wobei die Schnittflächen schraffiert sind, die hinter der Schnittebene liegenden Teile ohne Schraffur dargestellt sind und das Befestigungselement 10 aus Teilfigur 1B gegenüber dem in Teilfigur 1A gezeigten Befestigungselement etwas um die über eine Strichpunktlinie dargestellte Längsachse gedreht ist. Das Befestigungselement 10 umfasst einen Schaft 12, an den ein Kopf 14 angeformt ist. Radial zur Längsachse des Schaftes 12 verläuft ein Durchbruch 16 durch den Kopf 14. Der Durchbruch als erstes Mittel 16 zur Fixierung ermöglicht die Aufnahme eines in 5 gezeigten zweiten Mittels 30 zur Fixierung, beispielsweise eines Kabelbinders. In einem Ansatzbereich 18 des Endes des Schafts 12 setzen drei elastisch verformbare Schenkel 20a 20b, 20c an, deren Außenseiten jeweils Abschnitte eines Außengewindes 22 aufweisen. Deutlich sichtbar an den Außenseiten der verformbaren Schenkel 20a, 20b und 20c sind Gewindekämme 24 und Gewindetäler 26 des Außengewindes 22.
2 zeigt einen schematischen, also nicht den tatsächlichen Dimensionen des in 1 gezeigten Befestigungselements 10 entsprechenden Querschnitt im Ansatzbereich 18 gemäß einer Ausführungsform, bei der die Schenkel 20a, 20b und 20c im Ansatzbereich 18 bezogen auf die Längsachse des Schaftes exzentrisch an dem Schaft ansetzen. Mit Strichlinien gezeigt ist der theoretische Verlauf der Schenkel 20a, 20b, 20c im Falle einer radialen Anordnung. Da die Schenkel 20a, 20b, 20c tatsächlich exzentrisch ansetzen, treffen sich die durch Punktlinien symbolisierten Mittellinien jedoch nicht in einem gemeinsamen Punkt, welcher der Längsachse entsprechen würde, sondern setzen tangential an einem Kreis an, dessen Zentrum von der Längsachse gebildet wird. Die Schenkel 20a, 20b, 20c verlaufen im Ansatzbereich nicht in Radialrichtung von der Längsachse des Schaftes weg, sondern es wird ein Versatzwinkel α zwischen einer gedachten, radial von der Längsachse ausgehenden Linie und einer sich in gleicher Ebene erstreckenden und durch einen Schenkel 20a, 20b oder 20c verlaufenden Mittellinie gebildet. Der Versatzwinkel α beträgt vorzugsweise 5° bis 25°.
3 zeigt eine weitere räumliche Ansicht des in 1A dargestellten Befestigungselements 10, wobei nun der Ansatzbereich 18 zum Betrachter weist. Erkennbar sind wieder der Kopf 14 mit dem Durchbruch als erstem Mittel 16 zur Fixierung, der Schaff 12 und der Ansatzbereich 18, von dem die drei Schenkel 20a, 20b und 20c ausgehen. Zur Veranschaulichung sind wie in 3 mittels punktierter Linien wieder die Mittellinien und der gedachte Kreis um die Längsachse des Schafts 12 dargestellt, an den die Mittelpunktslinien ansetzen, um zu zeigen, dass die Schenkel 20a, 20b und 20c exzentrisch an dem Schaft 12 ansetzen.
4 zeigt eine weitere räumliche Ansicht des Befestigungselements 10 der 1 und 3, um zu veranschaulichen, dass der zunehmende Abstand der Außenseiten der vom Ansatzbereich 18 ausgehenden Schenkel 20a, 20b und 20c einer im Wesentlichen parabelförmigen Hüllkurve folgt. Dargestellt ist in der linken Teilfigur 4A ein Ausschnitt eines Trägerbauteils 28 in Schnittansicht, mit dessen Oberfläche, die ein Innengewinde 36 ausbildet, das Außengewinde 22 des Befestigungselements 10 zum Eingriff kommt. Die Kontur des Außengewindes 22 entspricht der Kontur des Innengewindes 36. Zur besseren Darstellung ist in der rechten Teilfigur 4B nochmals der Schnitt durch das Trägerbauteil 28 isoliert gezeigt, wobei das Innengewinde 36 mit einem Bezugszeichen versehen ist und die im Wesentlichen parabelförmige Hüllkurve mittels einer punktierten Linie angedeutet ist. Das Trägerbauteil 28 ist schematisch und unvollständig dargestellt. Bei der Öffnung, deren Wand das Innengewinde 36 umfasst, kann es sich beispielsweise um einen Durchbruch durch eine Platte, eine Vertiefung in einer Platte, einen Gewindedom oder dergleichen handeln.
5 zeigt nochmals das Befestigungselement 10 aus 4, wobei durch dessen Durchbruch als erstem Mittel 16 zur Fixierung ein Kabelbinder als zweites Mittel 30 zur Fixierung geführt ist, wodurch ein längliches Bauteil 32 am Befestigungselement 10 fixiert wird. Insgesamt wird dadurch eine Befestigungselement-Anordnung 34 erhalten.
6 zeigt eine im Vergleich zur 5 alternative Ausführungsform einer Befestigungselement-Anordnung 34, bei welcher ein Mittel 30 zur Fixierung des Befestigungselements 10 in Form eines Kabelbinders vorliegt, der kein separates Teil darstellt, sondern in Form von zwei Kabelbinderzungen, von denen nur die dem Betrachter zugewandte sichtbar ist, direkt am Kopf 14 des Befestigungsmittels 10 angeformt ist.
7 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen einer Befestigungselement-Anordnung 34. In einem Verfahrensschritt 100 werden ein Befestigungselement 10, ein Fixierungsmittel 30 sowie wenigstens ein längliches Bauteil 32 bereitgestellt. In einem Verfahrensschritt 150 wird das wenigstens eine längliche Bauteil 32 am Befestigungselement 10 angeordnet und das Fixierungsmittel 30 durch einen Durchbruch 16 des Befestigungselements 10 geführt. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt 200 das wenigstens eine längliche Bauteil 32 mittels des Fixierungsmittels 30 am Befestigungselement 10 fixiert.
8 zeigt in der linken Teilfigur 8A ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen einer Führungsanordnung. Wiederum werden in einem Verfahrensschritt 100 ein Befestigungselement 10, ein Fixierungsmittel 30 sowie wenigstens ein längliches Bauteil 32 sowie in einem Verfahrensschritt 125 ein Trägerbauteil 28 bereitgestellt. In einem Verfahrensschritt 150 wird das wenigstens eine längliche Bauteil 32 am Befestigungselement 10 angeordnet und das Fixierungsmittel 30 durch einen Durchbruch 16 des Befestigungselements 10 geführt. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt 200 das wenigstens eine längliche Bauteil 32 mittels des Fixierungsmittels 30 am Befestigungselement 10 fixiert. In einem Verfahrensschritt 250 werden die verformbaren Schenkel 20 des Befestigungselements 10 in ein Innengewinde 36 des Trägerbauteils 28 eingeschoben. In der rechten Teilfigur 8B ist ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Lösen einer solchen Führungsanordnung gezeigt. In einem Schritt 275 werden optional das Fixierungsmittel 30 und/oder das oder die länglichen Bauteile 32 entfernt, sofern dies für einen Zugang zum Befestigungselement 10 beziehungsweise zu dessen Kopf 14 erforderlich ist. Anschließend erfolgt in einem Verfahrensschritt 300 ein Herausdrehen des Befestigungselements 10 aus dem Trägerbauteil 28.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird. Insbesondere können die beschriebenen Ausführungsformen, Weiterbildungen und/oder einzelne Merkmale davon kombiniert werden. Weiterhin ist es klar, dass im Rahmen der Beschreibung des Befestigungselements, der Befestigungselement-Anordnung und/oder der Führungsanordnung explizit oder implizit Offenbarungen zu den hierin beschriebenen Verfahren enthalten sein können, und umgekehrt in der Beschreibung der Verfahren explizite oder implizite Offenbarungen des Befestigungselements, der Befestigungselement-Anordnung und/oder der Führungsanordnung enthalten sein können, auf welche gegebenenfalls Bezug genommen wird.
Bezugszeichenliste

10: Befestigungselement
12: Schaft
14: Kopf
16: Durchbruch als erstes Mittel zur Fixierung
18: Ansatzbereich
20a, b, c: Schenkel
22: Außengewinde
24: Gewindekamm
26: Gewindetal
28: Trägerbauteil
30: Kabelbinder als zweites Mittel zur Fixierung
32: längliches Bauteil
34: Befestigungselement-Anordnung
36: Innengewinde

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1069006643 C2 [0002]

Claims

Befestigungselement (10) zur Fixierung wenigstens eines länglichen Bauteils (32), umfassend einen Kopf (14) und einen daran angeformten Schaft (12), – wobei das Ende des Schafts (12) einen Ansatzbereich (18) für mehrere, über den Umfang gleichmäßig beabstandete, elastisch verformbare Schenkel (20) aufweist, deren Außenseiten die sich mit wenigstens anfangs zunehmendem Abstand von der Längsachse des Schafts (12) vom Ende des Schafts (12) frei endend in Richtung des Kopfes (14) erstrecken, – wobei die Außenseiten der Schenkel (20) jeweils Abschnitte eines Außengewindes (22) aufweisen, und – wobei am Kopf (14) wenigstens ein Mittel (16, 30) zur Fixierung des wenigstens einen länglichen Bauteils (32) vorgesehen ist.
Befestigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei ein Mittel zur Fixierung als Durchbruch (16) im Bereich des Kopfes (14) ausgebildet ist.
Befestigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Ansatzbereich (18) die Schenkel (20) bezogen auf die Längsachse des Schafts (12) exzentrisch an dem Schaft (12) ansetzen.
Befestigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der im Ansatzbereich (18) durch den exzentrischen Ansatz der Schenkel (20) am Schaft (12) vorliegende Versatzwinkel, gebildet zwischen einer gedachten, radial von der Längsachse ausgehenden Linie und einer sich in gleicher Ebene erstreckenden und durch einen Schenkel (20) verlaufenden Mittellinie, mehr als 0° und maximal 25° beträgt.
Befestigungselement (10) nach Anspruch 4, wobei der Versatzwinkel 5° bis 25° beträgt.
Befestigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens anfangs zunehmende Abstand der Außenseiten der Schenkel (20) in Richtung des Kopfes (14) im Längsschnitt des Befestigungselements (10) einer im Wesentlichen parabelförmigen Hüllkurve entspricht.
Befestigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Schenkel (20) ungerade ist, und wobei vorzugsweise drei Schenkel (20a, b, c) vorliegen.
Befestigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kopf (14) schraubenkopfartig ausgebildet ist.
Befestigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Kopf (14) ein Mittel (30) zur Fixierung in Form von zwei am Kopf (14) angeformten Kabelbinderzungen ausgebildet ist.
Befestigungselement-Anordnung (34), umfassend ein Befestigungselement (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9 mit einem Durchbruch als erstem Mittel zur Fixierung (16) und einem zweiten Mittel (30) zur Fixierung, sowie wenigstens ein längliches Bauteil (32), wobei durch den Durchbruch (16) des Befestigungselements (10) das Fixierungsmittel (30) geführt ist, welches das wenigstens eine längliche Bauteil (32) am Befestigungselement (10) fixiert.
Führungsanordnung, umfassend eine Befestigungselement-Anordnung (34) nach Anspruch 10 sowie ein Trägerbauteil (28), wobei das Außengewinde (22) der Schenkel (20) eines Befestigungselements (10) der Befestigungselement-Anordnung (34) in ein Innengewinde (36) des Trägerbauteils (28) eingreift.
Kraftfahrzeug, umfassend ein Befestigungselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, eine Befestigungselement-Anordnung (34) nach Anspruch 10, und/oder eine Führungsanordnung nach Anspruch 11.
Verfahren zum Bereitstellen einer Befestigungselement-Anordnung (34) nach Anspruch 10, umfassend: – Bereitstellen eines Befestigungselements (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9 mit einem Durchbruch als erstem Mittel (16) zur Fixierung, eines zweiten Mittels (30) zur Fixierung und wenigstens eines länglichen Bauteils (32), – Anordnen des wenigstens einen länglichen Bauteils (32) am Befestigungselement (10) und Führen des zweiten Mittels (30) zur Fixierung durch den Durchbruch als erstem Mittel (16) zur Fixierung des Befestigungselements (10), – Fixieren des wenigstens einen länglichen Bauteils (32) am Befestigungselement (10) mittels des ersten Mittels (16) und des zweiten Mittels (30) zur Fixierung.
Verfahren zum Bereitstellen einer Führungsanordnung nach Anspruch 11, umfassend: – Bereitstellen eines Befestigungselements (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9 mit einem Durchbruch als erstem Mittel (16) zur Fixierung, eines zweiten Mittels (30) zur Fixierung, und wenigstens eines länglichen Bauteils (32), – Bereitstellen eines Trägerbauteils (28), – Anordnen des wenigstens einen länglichen Bauteils (32) am Befestigungselement (10) und Führen des zweiten Mittels (30) zur Fixierung durch den Durchbruch als erstem Mittel (16) zur Fixierung des Befestigungselements (10), – Fixieren des wenigstens einen länglichen Bauteils (32) am Befestigungselement (10) mittels des ersten Mittels (16) zur Fixierung und des zweiten Mittels (30) zur Fixierung, – Einschieben der verformbaren Schenkel (20) in eine Öffnung mit Innengewinde (36) des Trägerbauteils (28).
Verfahren zum zerstörungsfreien Lösen einer Führungsanordnung nach Anspruch 11, umfassend: – optional Entfernen des zweiten Mittels (30) und/oder des oder der länglichen Bauteile (32), – Herausdrehen des Befestigungselements (10) aus Öffnung des Trägerbauteils (28).