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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Bauteils an einem einen Bolzen aufweisenden Trägerbauteil. Mit derartigen Vorrichtungen werden beispielsweise im Automobilbau Verkleidungsbauteile an Karosseriebauteilen befestigt. Aus
DE 34 08 612 A1 ist ein Halteclip zur lösbaren Befestigung von Bauteilen an einem Gewindebolzen bekannt. Der Halteclip bildet einen Einführabschnitt für den Gewindebolzen mit mehreren elastischen Rastelementen. Der Halteclip kann zur Montage in einfacher Weise auf den Gewindebolzen aufgedrückt werden. Der Gewindebolzen weist ein sägezahnförmiges Gewindeprofil auf mit einer oberen flachen Gewindeflanke und einer unteren steilen Gewindeflanke. Auf diese Weise soll das Aufdrücken des Halteclips auf den Gewindebolzen erleichtert werden und im Betrieb eine erhöhte Haltekraft erreicht werden.
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Zur Demontage muss der Halteclip vom Gewindebolzen abgeschraubt werden, was aufwendig ist. Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass durch die Anpassung des Gewindeprofils und das Zusammenwirken mit den elastischen Rastelementen der Zielkonflikt zwischen möglichst geringer Montagekraft einerseits und möglichst hoher Haltekraft andererseits nur in begrenztem Rahmen aufgelöst werden kann.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei möglichst einfacher Montage, möglichst geringer Montagekraft und möglichst hoher Haltekraft im Betrieb auch eine einfache Demontage ermöglicht.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Befestigung eines Bauteils an einem einen Bolzen, insbesondere einen Gewinde- oder Rillenbolzen oder einen zumindest abschnittsweise sphärischen Bolzen, aufweisenden Trägerbauteil, umfassend ein zumindest abschnittsweise elastisches Befestigungsteil und ein das Befestigungsteil in einem Montagezustand aufnehmendes Gehäuseteil, wobei das Gehäuseteil und das Befestigungsteil im Montagezustand einen Einführabschnitt zum Einführen des Bolzens in einer Einführrichtung aufweisen, wobei an einer den Einführabschnitt begrenzenden Innenwand des Befestigungsteils mindestens ein Rastelement zur Verrastung an dem Bolzen vorgesehen ist, und wobei das Befestigungsteil und das Gehäuseteil jeweils mindestens eine Kraftübertragungsfläche aufweisen, wobei die Kraftübertragungsflächen einander im Montagezustand zugewandt sind und zumindest eine im Betrieb auftretende Zugkraft übertragen, wobei die Kraftübertragungsflächen jeweils in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts schrägen oder gekrümmten Ebenen liegen, so dass eine auf die Vorrichtung wirkende Zugkraft eine in Bezug auf den Einführabschnitt radial nach innen wirkende Kraft auf das Befestigungsteil erzeugt.
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Bei dem Trägerbauteil kann es sich um ein im Innenbereich oder Außenbereich eines Automobils vorgesehenes Trägerbauteil handeln, zum Beispiel um ein Karosseriebauteil. Das an dem Trägerbauteil zu befestigende Bauteil kann entsprechend ebenfalls ein Bauteil eines Automobils sein, beispielsweise ein Verkleidungsteil oder Anbauteil. Das Trägerbauteil ist mit einem Bolzen, vorzugsweise einem Gewinde- oder Rillenbolzen oder einem zumindest abschnittsweise sphärischen Bolzen, versehen, der in grundsätzlich beliebiger Weise mit dem Trägerbauteil verbunden sein kann. Er kann beispielsweise auf das Trägerbauteil aufgeschweißt oder aufgelötet sein. Es ist aber beispielsweise auch möglich, den Bolzen auf das Trägerbauteil aufzukleben. Letzteres ist insbesondere bei Verwendung von Trägerbauteilen aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise CFK-Trägerbauteilen, vorteilhaft. Bei einem Rillenbolzen sind senkrecht zur Axialrichtung des Bolzens und parallel zueinander Rillen in dem Bolzen geformt. Ein Rillenprofil hat den Vorteil, dass es in einfacher Weise eine große Dickentoleranz hinsichtlich der an dem Trägerbauteil zu befestigenden Bauteile erlaubt. Bei einem Gewindebolzen ist dagegen ein Gewinde mit einer Gewindesteigung vorgesehen. Ein zumindest abschnittsweise sphärischer, beispielsweise vollständig sphärischer, Bolzen kann zum Beispiel durch eine mit dem Trägerbauteil in geeigneter Weise verbundene, beispielsweise verklebte oder verschweißte Kugel gebildet sein, die entsprechend einen Kugelbolzen bildet. Es ist auch möglich, dass der Bolzen aus zwei oder mehr als zwei Kugeln bzw. Kugelabschnitten gebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zweiteilig ausgebildet mit einem Befestigungsteil und einem das Befestigungsteil in einem Montagezustand aufnehmenden Gehäuseteil. In diesem Montagezustand wird die Vorrichtung auf den Bolzen gesteckt. Das Gehäuseteil definiert zusammen mit dem an diesem gehaltenen Befestigungsteil einen Einführabschnitt, in den der Bolzen eingeführt werden kann. Die Einführrichtung des Einführabschnitts entspricht dabei in der Regel der Axialrichtung des beispielsweise zylindrischen Bolzens. An einer oder mehreren den Einführabschnitt begrenzenden Innenflächen des Befestigungsteils sind ein oder mehrere Rastelemente ausgebildet, die an dem Bolzen, insbesondere dem Gewinde- bzw. Rillenprofil des Gewinde- oder Rillenbolzens bzw. dem sphärischen Abschnitt des zumindest abschnittswiese sphärischen Bolzens, verrasten. Die Rastelemente können zum Beispiel ebenfalls durch Rillen oder Gewinde gebildet sein. Es sind aber auch andere Rastelemente denkbar, beispielsweise elastische Rastzungen oder ähnliches. Die Vorrichtung kann in einfacher Weise mit ihrem Einführabschnitt auf den Bolzen aufgesteckt bzw. aufgedrückt werden. Sie muss also nicht auf den Bolzen, beispielsweise einen Gewinde- oder Rillenbolzen, aufgeschraubt werden.
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Das Befestigungsteil und das Gehäuseteil weisen darüber hinaus jeweils eine oder mehrere im Betrieb der Vorrichtung zusammenwirkende Kraftübertragungsflächen auf. Die Kraftübertragungsflächen übertragen im Betrieb, also bei mit der Vorrichtung an dem Trägerbauteil befestigtem Bauteil, auf die Vorrichtung wirkende Kräfte, zum Beispiel Zugkräfte, Druckkräfte oder dergleichen. Die Kraftübertragungsflächen nehmen dabei insbesondere nicht Teil an der Verrastung des Bolzens in dem Einführabschnitt. Im Montagezustand der Vorrichtung berühren sich die Kraftübertragungsflächen des Befestigungsteils und des Gehäuseteils oder sind einander zumindest so nahe, dass sie bei Auftreten von Kräften im Betrieb einander berühren und diese Kräfte dann übertragen. Eine im Betrieb auftretende und von den Kraftübertragungsflächen übertragene Zugkraft ist dabei entgegen der Einführrichtung des Bolzens gerichtet. Eine Druckkraft ist entsprechend in Einführrichtung des Bolzens gerichtet.
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Die Kraftübertragungsflächen des Befestigungsteils und Gehäuseteils liegen erfindungsgemäß in Ebenen, die gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts schräg oder gekrümmt sind. Beispielsweise bei schrägen Ebenen ist ein Winkel zwischen der Einführrichtung und der Ebene entsprechend größer 0° und kleiner 90°. Beispielsweise kann ein solcher Winkel in einem Bereich zwischen 65° und 85° liegen. Die erfindungsgemäße Anordnung der Kraftübertragungsflächen in gegenüber der Einführrichtung schrägen oder gekrümmten Ebenen führt dazu, dass eine auf die Vorrichtung im Betrieb wirkende Zugkraft eine in Bezug auf den Einführabschnitt radial nach innen wirkende Kraft auf das Befestigungsteil erzeugt. Das Befestigungsteil wird also bei Auftreten einer Zugkraft radial nach innen gegen den Bolzen gepresst. Die Zugkraft erhöht also die Haltekraft der Vorrichtung. Auf diese Weise ist es möglich, bei akzeptablen Montagekräften gegenüber bekannten Vorrichtungen eine erhöhte Haltekraft im Betrieb zu erreichen. Zum Erfüllen der vorgenannten Funktion ist das Befestigungsteil zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, elastisch. Das Befestigungsteil und/oder das Gehäuseteil können aus einem Kunststoff bestehen. Insbesondere können das Befestigungsteil und/oder das Gehäuseteil zum Beispiel in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt sein. Auf diese Weise wird die Herstellung vereinfacht und es wird die für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Elastizität realisiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine kostengünstige Herstellung bei universeller Einsetzbarkeit aus. Es werden bei einfacher Montage niedrige Montagekräfte und hohe Haltekräfte erreicht. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in unten noch näher zu erläuternder Weise einfach demontierbar und nach der Demontage wiederverwendbar.
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Die Montagekraft wird weiter verringert, wenn aufgrund der in gegenüber der Einführrichtung schrägen oder gekrümmten Ebenen liegenden Kraftübertragungsflächen eine auf die Vorrichtung insbesondere im Zuge der Montage wirkende Druckkraft eine in Bezug auf den Einführabschnitt radial nach außen wirkende Kraft auf das Befestigungsteil erzeugt. Während eine Zugkraft im Betrieb das Befestigungsteil weiter auf den Bolzen presst und somit die Haltekraft erhöht, führt diese Ausgestaltung dazu, dass sich das Befestigungsteil bei Auftreten einer Druckkraft im Zuge des Eindrückens des Bolzens in den Einführabschnitt aufspreizt, so dass das Einführen und die Verrastung des Bolzens in dem Einführabschnitt mit besonders geringer Kraft erfolgen kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil und das Befestigungsteil jeweils mindestens zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Einführabschnitts ausgebildete Kraftübertragungsflächen besitzen. Die Kraftübertragungsflächen können jeweils in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts zueinander gespiegelt schrägen oder gekrümmten Ebenen liegen. Die Kraftübertragungsflächen des Gehäuseteils einerseits und des Befestigungsteils andererseits sind jeweils auf gleicher Höhe in Bezug auf die Einführrichtung angeordnet. Sie verlaufen spiegelsymmetrisch zueinander in Bezug auf eine durch die Längsachse des Einführabschnitts verlaufende Spiegelebene. Es wird durch diese Ausgestaltung eine besonders gleichmäßige Montage- und Haltekraft im Betrieb erreicht.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil und das Befestigungsteil jeweils mindestens zwei in Einführrichtung des Einführabschnitts beabstandete Kraftübertragungsflächen besitzen, die jeweils in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts schrägen oder gekrümmten Ebenen liegen. Die in Einführrichtung des Einführabschnitts beabstandeten Kraftübertragungsflächen des Befestigungsteils und des Gehäuseteils können jeweils insbesondere paarweise in zueinander parallelen Ebenen liegen. Das Befestigungsteil und das Gehäuseteil besitzen bei dieser Ausgestaltung also jeweils mindestens zwei in Einführrichtung zueinander versetzte Kraftübertragungsflächen. Dabei wirkt immer eine Kraftübertragungsfläche eines Teils der Vorrichtung mit einer korrespondierenden Kraftübertragungsfläche des anderen Teils der Vorrichtung zusammen. Die Haltekräfte werden durch diese Ausgestaltung weiter verbessert. Es ist auch eine Kombination dieser Ausgestaltung mit der oben erläuterten Ausgestaltung möglich, bei der das Gehäuseteil und das Befestigungsteil jeweils zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Einführabschnitts ausgebildete spiegelbildliche Kraftübertragungsflächen besitzen. In diesem Fall besitzen das Befestigungsteil und das Gehäuseteil also jeweils mindestens vier Kraftübertragungsflächen.
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Nach einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann das Befestigungsteil einen Verbindungsabschnitt und zwei sich von dem Verbindungsabschnitt erstreckende elastische Armabschnitte umfassen, die im Montagezustand das Gehäuseteil klammerartig umgreifen. Das Gehäuseteil kann zwei Ausnehmungen aufweisen, wobei in dem Montagezustand jeweils ein Armabschnitt in einer der Ausnehmungen aufgenommen ist. Das Befestigungsteil bildet bei dieser Ausgestaltung also eine elastische Befestigungsklammer, die in dem Montagezustand das Gehäuseteil klammerartig umgreift. Zur Befestigung an dem Gehäuseteil können die elastischen Armabschnitte des Befestigungsteils leicht aufgebogen werden. Bei dem anschließenden Zurückfedern in ihre Ruhestellung können sie dann beispielsweise formschlüssig in den Ausnehmungen des Gehäuseteils aufgenommen werden, beispielsweise entsprechende Halteabschnitte des Gehäuseteils hintergreifen. Das Befestigungsteil kann insbesondere U-förmig ausgebildet sein. Durch die vorgenannte Ausgestaltung des Befestigungsteils als Befestigungsklammer werden die Montage und insbesondere auch die Demontage der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter erleichtert. In dem im Gehäuseteil aufgenommenen Montagezustand des Befestigungsteils kann die Vorrichtung in einfacher Weise auf den Bolzen aufgedrückt werden. Um die Vorrichtung und damit das an dem Trägerbauteil befestigte Bauteil zu demontieren, kann in besonders einfacher Weise das als Klammer ausgebildete Befestigungsteil in Bezug auf den Bolzen in radialer Richtung von dem Gehäuseteil abgezogen werden. Dies kann unter leichtem Aufbiegen der Armabschnitte erfolgen. Im Zuge dieses Entfernens werden auch die an dem Befestigungsteil ausgebildeten Rastelemente außer Eingriff mit dem Bolzen gebracht. Folglich kann anschließend das Gehäuseteil einfach von dem Bolzen abgezogen werden. Die Demontage erfolgt zerstörungsfrei und ohne verschleißträchtige Belastung, so dass die Vorrichtung problemlos wiederverwendbar ist. Dazu muss das klammerartige Befestigungsteil lediglich wieder in die Ausnehmungen des Gehäuseteils eingesetzt werden, um den Montagezustand wiederherzustellen.
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In dieser Hinsicht sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass an den Ausnehmungen jeweils mindestens eine, vorzugsweise jeweils mindestens zwei, in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts schrägen oder gekrümmten Ebenen liegende Kraftübertragungsflächen ausgebildet sind, und dass an den Armabschnitten ebenfalls jeweils mindestens eine, vorzugsweise jeweils mindestens zwei, in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts schrägen oder gekrümmten Ebenen liegende Kraftübertragungsflächen ausgebildet sind. Die Ausnehmungen des Gehäuseteils können an ihrer Ober- und Unterseite jeweils eine Kraftübertragungsfläche aufweisen, die in einer gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts insbesondere schrägen Ebene liegen. Die Armabschnitte des Befestigungsteils besitzen dann korrespondierende Kraftübertragungsflächen an ihren Ober- und Unterseiten. Einander zugewandte und zur Kraftübertragung zusammenwirkende Kraftübertragungsflächen des Befestigungsteils und des Gehäuseteils können wiederum insbesondere paarweise in zueinander parallelen Ebenen liegen. Die Rastelemente zur Verrastung an dem Bolzen können insbesondere an gegenüberliegenden Innenflächen der Armabschnitte ausgebildet sein. Wie bereits erläutert, können die Rastelemente beispielsweise durch ein Innengewindeprofil oder Innenrillenprofil oder auch eine Verzahnung oder dergleichen gebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann das Gehäuseteil an seinem eine Einführöffnung des Einführabschnitts bildenden Ende mindestens einen elastischen Anlageabschnitt aufweisen, der bei an dem Trägerbauteil befestigtem Bauteil auf einer Oberfläche des an dem Trägerbauteil befestigten Bauteils anliegt. Es kann sich zum Beispiel um einen flanschartigen Anlageabschnitt handeln. Es können auch mehrere, zum Beispiel vier derartige Anlageabschnitte vorgesehen sein. Das Bauteil ist im Betrieb zwischen dem mindestens einen Anlageabschnitt und der Oberseite des Trägerbauteils gehalten. Durch die federnd elastische Ausbildung des oder der Anlageabschnitte werden die Haltekräfte erhöht.
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Nach einer alternativen Ausgestaltung kann das Gehäuseteil einstückig an dem an dem Trägerbauteil zu befestigenden Bauteil ausgebildet sein. Während bei den oben erläuterten Ausgestaltungen das Befestigungsteil und das Gehäuseteil von dem Trägerbauteil und dem daran zu befestigendem Bauteil separate Teile sind, ist bei dieser Ausgestaltung das Gehäuseteil Bestandteil des an dem Trägerbauteil zu befestigenden Bauteil. Diese Ausgestaltung kann insbesondere an schlecht zugänglichen Orten im Inneren von Automobilen zum Einsatz kommen. Das Gehäuseteil kann weiterhin eine das Befestigungsteil im Montagezustand aufnehmende Tasche bilden. Wiederum ist zumindest das Befestigungsteil zumindest abschnittsweise elastisch, vorzugsweise vollständig elastisch. Natürlich kann, wie bei den obigen Ausgestaltungen, auch das Gehäuseteil abschnittsweise oder vollständig elastisch sein. Das Gehäuseteil und/oder das Befestigungsteil können wiederum aus einem Kunststoff bestehen, hergestellt beispielsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann das Befestigungsteil im Montagezustand mit Spiel in der Tasche aufgenommen sein. Dies ermöglicht eine Demontage, indem der Bolzen mit erhöhter Kraft aus dem Einführabschnitt herausgezogen wird. Dabei kann das Befestigungsteil aufgrund des insbesondere senkrecht zur Einführrichtung bestehenden Bewegungsspiels ausweichen, so dass sich die Verrastung der Rastelemente an dem Bolzen löst und der Bolzen herausgezogen werden kann.
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Das Befestigungsteil kann ringförmig geschlossen ausgebildet sein, wobei an zwei einander gegenüberliegenden Ringabschnitten jeweils Rastelemente zur Verrastung an dem Bolzen ausgebildet sind. Die Ober- und Unterseiten der die Rastelemente aufweisenden Ringabschnitte können wiederum in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts schrägen oder gekrümmten Ebenen liegende Kraftübertragungsflächen bilden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 ein Gehäuseteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel ein einer perspektivischen Ansicht,
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2 das Gehäuseteil aus 1 in einer Seitenansicht,
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3 ein Befestigungsteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht,
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4 das Befestigungsteil aus 3 in einer Seitenansicht,
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5 das Gehäuseteil aus 1 und das Befestigungsteil aus 3 in einem Montagezustand in einer perspektivischen Ansicht,
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6 das Gehäuseteil aus 1 und das Befestigungsteil aus 3 in dem Montagezustand in einer Seitenansicht,
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7 ausschnittsweise ein Trägerbauteil und ein daran zu befestigendes Bauteil in einer perspektivischen Ansicht,
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8 das mit der in 5 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung am Trägerbauteil befestigte Bauteil in einer perspektivischen Ansicht,
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9 eine vertikale Schnittansicht der Darstellung in 8,
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10 ein Demontagezustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht,
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11 eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht,
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12 eine vertikale Schnittansicht der Darstellung aus 11,
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13 ein Befestigungsteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht,
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14 das Befestigungsteil aus 13 in einer Seitenansicht,
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15 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Befestigungsteil aus 13 in einem Vormontagezustand in einer perspektivischen Ansicht,
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16 ein mit der in 15 gezeigten Vorrichtung an einem Trägerbauteil befestigtes Bauteil in einer Schnittansicht, und
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17 eine Schnittansicht wie in 9 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In den 1 und 2 ist ein Gehäuseteil 10 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Gehäuseteil 10 besitzt einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt 12, der in unten noch näher zu erläuternder Weise gemeinsam mit einem Befestigungsteil einen Einführabschnitt für einen Bolzen, insbesondere einen Gewinde- oder Rillenbolzen oder einen zumindest abschnittsweise sphärischen Bolzen, bildet. An dem den Eingang des Einführabschnitts bildenden in den 1 und 2 unteren Ende weist das Gehäuseteil 10 in dem gezeigten Beispiel vier elastische Anlageabschnitte 14 auf, die im Betrieb dazu ausgebildet sind, auf einer Oberseite eines an einem Trägerbauteil zu befestigenden Bauteils federnd elastisch aufzuliegen. Das Gehäuseteil 10 besitzt in dem gezeigten Beispiel zwei Ausnehmungen 16, in denen in unten noch zu erläuternder Weise das Befestigungsteil aufgenommen wird. Die Oberseiten und die Unterseiten der Ausnehmungen 16 bilden jeweils Kraftübertragungsflächen 18, 20. Wie insbesondere in 2 zu erkennen, liegen die in 2 oberen Kraftübertragungsflächen 18 jeweils in Ebenen, die gegenüber der entlang der Axialrichtung 21 des hohlzylindrischen Abschnitts 12 verlaufenden Einführrichtung eines Bolzens schräg angeordnet sind, in dem in 2 gezeigten Beispiel jeweils unter einem Winkel α. Der Winkel α beträgt in dem gezeigten Beispiel jeweils ca. 75°. Die unteren Kraftübertragungsflächen 20 liegen in zu den Ebenen der oberen Kraftübertragungsflächen 18 parallelen Ebenen, so dass diese ebenfalls unter dem Winkel α gegenüber der Einführrichtung angeordnet sind. Darüber hinaus ist in 2 zu erkennen, dass die auf gegenüberliegenden Seiten des durch den hohlzylindrischen Abschnitt 12 gebildeten Einführabschnitts ausgebildeten Kraftübertragungsflächen 18 bzw. 20 jeweils spiegelbildlich in Bezug auf eine durch die Axialrichtung 21, in 2 senkrecht in die Zeichenebene hinein, verlaufende Spiegelebene ausgebildet sind.
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In den 3 und 4 ist ein erfindungsgemäßes Befestigungsteil 22 dargestellt. Das Befestigungsteil 22 besitzt einen Verbindungsabschnitt 24 und zwei sich ausgehend von dem Verbindungsabschnitt 24 erstreckende elastische Armabschnitte 26, 28. An den einander gegenüberliegenden Innenseiten der elastischen Armabschnitte 26, 28 ist jeweils eine Mehrzahl von Rastelementen 30 ausgebildet. In dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei den Rastelementen 30 um jeweils abschnittsweise ausgebildete Innengewinde. Wie darüber hinaus insbesondere in 4 zu erkennen, sind an den Oberseiten und Unterseiten der elastischen Armabschnitte 26, 28 jeweils Kraftübertragungsflächen 32, 34 gebildet. Die Kraftübertragungsflächen 32, 34 korrespondieren zu den Kraftübertragungsflächen 18, 20 des Gehäuseteils. Insbesondere liegen auch die Kraftübertragungsflächen 32, 34 des Befestigungsteils 22 in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts schrägen Ebenen, wiederum unter dem Winkel α.
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In den 5 und 6 ist der Montagezustand des in den 1 und 2 gezeigten Gehäuseteils 10 und des in den 3 und 4 gezeigten Befestigungsteils 22 gezeigt. Zum Erreichen des Montagezustands wurde das Befestigungsteil 22 in Bezug auf die Axialrichtung 21 radial mit seinen Armabschnitten 26, 28 in die Ausnehmungen 16 eingeschoben. Die Armabschnitte 26, 28 können dabei formschlüssig an den Ausnehmungen 16 des Gehäuseteils 10 gehalten sein. Die Kraftübertragungsflächen 18, 20 des Gehäuseteils 10 berühren in diesem Montagezustand die diesen zugewandten Kraftübertragungsflächen 32, 34 des Befestigungsteils 22, wie insbesondere in 6 zu erkennen. Der in diesem Montagezustand durch das Gehäuseteil 10 und das Befestigungsteil 22 definierte Einführabschnitt für einen Bolzen ist in 5 bei dem Bezugszeichen 36 gezeigt.
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In 7 ist sehr schematisch bei dem Bezugszeichen 38 ein Trägerbauteil eines Automobils, beispielsweise ein Karosserieteil gezeigt. Auf dem Karosserieteil 38 ist in dem gezeigten Beispiel ein Gewindebolzen 40 befestigt, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben. Außerdem ist in 7 bei dem Bezugszeichen 42 sehr schematisch ein an dem Trägerbauteil 38 zu befestigendes Bauteil 42 gezeigt. Es besitzt eine zentrale Durchbohrung 44, mit der es über den Gewindebolzen 40 geschoben werden kann. Anschließend wird die in den 5 und 6 gezeigte Vorrichtung auf den Gewindebolzen 40 aufgedrückt in die in 8 gezeigte Betriebsposition. Dabei verrasten die Rastelemente 30 des Befestigungsteils 22 an dem Gewinde des Gewindebolzens 40. Die Anlageabschnitte 14 liegen auf der Oberseite des Bauteils 42 auf.
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Anhand der 6 soll beispielhaft die Wirkung einer im Zuge der Montage der Vorrichtung auf dem Gewindebolzen auftretenden Druckkraft erläutert werden. Die Druckkraft ist in 6 durch den Pfeil 46 veranschaulicht. Sie wird über die Kraftübertragungsflächen 18, 32 sowie die Kraftübertragungsflächen 20, 34 übertragen. Die hierbei resultierenden Kräfte sind in 6 für die Kraftübertragungsflächen 18, 32 durch Pfeile 48 veranschaulicht. Aufgrund der schrägen Anordnung der Kraftübertragungsflächen 18, 32 besitzen die übertragenen Kräfte 48 eine radial nach außen gerichtete Komponente. Dies führt zu einer radial nach außen wirkenden Kraft auf die Armabschnitte 26, 28 des Befestigungsteils 22 und damit zu einem leichten Aufspreizen der Armabschnitte 26, 28. Dadurch wird das Aufdrücken der Vorrichtung auf den Gewindebolzen 40 erleichtert.
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Anhand der 9 soll beispielhaft das Auftreten einer bei dem Bezugszeichen 50 veranschaulichten Zugkraft im Betrieb erläutert werden. Wiederum wird die Zugkraft 50 von den Kraftübertragungsflächen 18, 32 sowie 20, 34 übertragen. Wiederum führt die schräge Anordnung der Kraftübertragungsflächen zu einer in diesem Fall gegenüber der Einführrichtung radial nach innen wirkenden Kraftkomponente, wie für die unteren Kraftübertragungsflächen 20, 34 beispielhaft durch die Pfeile 52 in 9 veranschaulicht. Die Armabschnitte 26, 28 werden also weiter gegen den Gewindebolzen 40 gepresst, so dass die Haltekraft erhöht wird.
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Zur Demontage kann das Befestigungsteil 22 in einfacher Weise radial nach außen von dem Gehäuseteil 10 abgezogen werden, wie in 10 durch den Pfeil 54 veranschaulicht. Dabei geraten auch die Rastelemente 30 außer Eingriff mit dem Gewindebolzen 40, so dass anschließend die Vorrichtung und das Bauteil 42 von dem Gewindebolzen 40 abgezogen werden können.
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In den 11 und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das weitgehend dem in den 1 bis 10 erläuterten Ausführungsbeispiel entspricht. Im Unterschied dazu ist die Oberseite des hohlzylindrischen Abschnitts 12 des Gehäuseteils 10 etwas verkürzt und die Vorrichtung ist auf einen Rillenbolzen 54 aufgedrückt worden. Aus Gründen der Veranschaulichung ist das an dem Trägerbauteil 38 zu befestigende Bauteil dabei nicht gezeigt.
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Anhand der 13 bis 16 soll ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den 13 und 14 ist ein Befestigungsteil 60 dargestellt. Es ist ringförmig geschlossen ausgebildet und begrenzt einen Einführabschnitt 62 für einen Bolzen, insbesondere einen Gewinde- oder Rillenbolzen oder einen zumindest abschnittsweise sphärischen Bolzen. An zwei einander gegenüberliegenden Ringabschnitten des Befestigungsteils 60 sind Rastelemente 64 zur Verrastung an einem Bolzen ausgebildet, vorliegend in Form eines Gewinde- oder Rillenabschnitts. Die übrigen gegenüberliegenden Ringabschnitte 66 sind wellenförmig geschwungen und elastisch. In 15 ist ein an einem Trägerbauteil zu befestigendes Bauteil bei dem Bezugszeichen 68 gezeigt. An diesem ist einstückig ein taschenförmiges Gehäuseteil 70 ausgebildet, in das das Befestigungsteil 60 eingesetzt werden kann, wie in 15 durch den Pfeil 72 veranschaulicht. Das Gehäuseteil 70 besitzt Durchbrüche 74, so dass das Befestigungsteil 60 und das Gehäuseteil 70 im zusammengesetzten Montagezustand gemeinsam den Einführabschnitt 62 für einen Bolzen bilden. In 16 ist sehr schematisch ein Trägerbauteil 38 gezeigt, an dem in diesem Fall ein Rillenbolzen 76 befestigt ist beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen. Zur Befestigung des Bauteils 68 an dem Trägerbauteil 38 wurde der Rillenbolzen 76 in den Einführabschnitt 62 eingedrückt, wobei das Rillenprofil des Rillenbolzens 76 an den Rastelementen 64 verrastet. Wiederum sind gegenüber der entlang der Axialrichtung 78 des Einführabschnitts verlaufenden Einführrichtung des Rillenbolzens 76 in schrägen Ebenen liegende Kraftübertragungsflächen 80, 82, 84, 86 des Befestigungsteils 60 und des Gehäuseteils 70 vorgesehen. Wiederum führt eine im Betrieb auftretende Zugkraft, die danach trachtet, den Rillenbolzen 76 aus dem Einführabschnitt herauszuziehen, aufgrund der schrägen Anordnung der Kraftübertragungsflächen 80, 82, 84, 86 zu einem weiteren Zusammendrücken des Befestigungselements 60 gegen den Rillenbolzen 76 und damit einer erhöhten Haltekraft.
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Zur Demontage kann der Rillenbolzen 76 mit erhöhter Demontagekraft unter Lösen der Verrastung aus dem Einführabschnitt herausgezogen werden. In 16 ist erkennbar, dass zwischen den Außenseiten des Befestigungsteils 60 und den Innenseiten des Gehäuseteils 70 jeweils ein Abstand 88 gebildet ist, so dass das Befestigungsteil 60 mit Spiel in radialer Richtung in Bezug auf die Achse 78 in dem Gehäuseteil 70 aufgenommen ist. Im Zuge des Herausziehens des Rillenbolzens 76 kann das Befestigungsteil 60 daher radial nach außen ausweichen, so dass sich die Verrastung lösen kann.
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In 17 ist eine vertikale Schnittansicht ähnlich der 9 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist mit dem Trägerbauteil 38 ein aus in dem gezeigten Beispiel drei Kugeln gebildeter Kugelbolzen 90 verbunden. Es versteht sich, dass die drei Kugeln des Kugelbolzens 90 einstückig miteinander verbunden sind, hergestellt beispielsweise durch Kaltumformung oder Verschweißung. Auch das Befestigungsteil der in 17 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt zwei elastische Armabschnitte 26', 28', an deren gegenüberliegenden Innenseiten jeweils ein Rastelement 30' ausgebildet ist, welches zwischen den unteren beiden Kugeln des Kugelbolzens 90 rastend gehalten ist. Wiederum weist das Gehäuseteil der in 17 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt 12' auf, der einen Einführabschnitt für den Kugelbolzen 90 bildet. Weiterhin sind wiederum in dem gezeigten Beispiel vier elastische Anlageabschnitte 14' vorgesehen, die auf der Oberseite des Bauteils 42 federnd elastisch aufliegen. In analoger Weise wie bei der in 9 gezeigten Vorrichtung sind auch bei der in 17 gezeigten Vorrichtung obere und untere Kraftübertragungsflächen 18', 20' vorgesehen, die jeweils in Ebenen liegen, die gegenüber der entlang der Axialrichtung 21 des hohlzylindrischen Abschnitts 12' verlaufenden Einführrichtung des Kugelbolzens 90 schräg angeordnet sind. Entsprechend sind wiederum an den Oberseiten und Unterseiten der elastischen Armabschnitte 26', 28' des Befestigungsteils Kraftübertragungsflächen 32', 34' gebildet, die zu den Kraftübertragungsflächen 18', 20' des Gehäuseteils korrespondieren. Insbesondere liegen die Kraftübertragungsflächen 32', 34' des Befestigungsteils in gegenüber der Einführrichtung des Einführabschnitts für den Kugelbolzen 90 schrägen Ebenen, und zwar unter demselben Winkel wie die Kraftübertragungsflächen 18', 20' des Gehäuseteils. Die Montage und die Funktion der in 17 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht bis auf die Ausgestaltung des Kugelbolzens 90 und der zugeordneten Rastelemente 30' der Montage und der Funktion der beispielsweise anhand der 1 bis 10 gezeigten Vorrichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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