-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Befestigen eines Bauteils an einem tragenden Teil eines Fahrzeugs.
-
Stand der Technik
-
In einem Kraftfahrzeug sind eine Vielzahl von Bauteilen bzw. Aggregate verbaut. Dabei werden Aggregate, wie zum Beispiel eine Wasserpumpe, typischerweise mithilfe geeigneter Befestigungselemente an tragenden Fahrzeugteilen befestigt. Die hierbei verwendeten Befestigungselemente sind teilweise sehr aufwändig in der Herstellung. Ferner ist die Montage solcher Befestigungselemente an dem zu befestigenden Bauteil in der Regel ebenfalls sehr aufwändig. Des Weiteren ist auch die Anbringung der am Bauteil montierten Befestigungselemente an entsprechende Befestigungspunkte des Fahrzeugs mit einem relativ hohen Aufwand verbunden.
-
Es sind Befestigungskonzepte bekannt, bei denen die zu befestigenden Bauteile mit einem entsprechenden Befestigungselement verschraubt oder auch mittels eines elastischen Halters als Zusammenbau bzw. Baugruppe montiert sind. Die aus Befestigungselement und Aggregat zusammengebaute Baugruppe wird dann an einem tragenden Fahrzeugteil mittels einer Schraubverbindung befestigt.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Befestigungskonzept bereitzustellen, welches sowohl eine einfache Montage als auch eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Befestigungselement gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Einrichtung zum Befestigen eines Bauteils in einem Fahrzeug vorgesehen, welche ein schellenförmiges Befestigungselement mit einem flexiblen Klemmabschnitt zur Aufnahme des Bauteils und zwei jeweils in einem Endabschnitt des Befestigungselements angeordneten Befestigungslaschen umfasst. Die Einrichtung umfasst ferner eine an einem tragenden Teil des Fahrzeugs montierbare Befestigungsplatte mit zwei Führungsnuten zur formschlüssigen Aufnahme jeweils einer Befestigungslasche des Befestigungselements. Die beiden Führungsgruppen sind dabei keilförmig zueinander ausgerichtet, sodass ein Verschieben der in den Führungsnuten angeordneten Befestigungslaschen von einer Montageausgangsposition in eine Montageendposition ein Zusammenführen der beiden Endabschnitte des Befestigungselements und damit einhergehend eine Reduktion des Durchmessers des flexiblen Klemmabschnitts bewirkt. Der zweiteilige Aufbau der Befestigungseinrichtung ermöglicht ein problemloses Vormontieren des Befestigungselements im Fahrzeug. Das schellenförmige Befestigungselement erlaubt ferner eine schnelle Montage an dem zu befestigenden Bauteil. Zur endgültigen Montage werden dann lediglich die Befestigungslaschen des Befestigungselements in die Führungsnuten der im Fahrzeug vormontierten Befestigungsplatte eingesteckt. Jeder der genannten Montageschritte lässt sich dabei relativ einfach durchführen. Insbesondere fordert das Anbringen des Befestigungselements an dem zu befestigenden Bauteil keine Schraubverbindungen. Vielmehr wird das schellenförmige Befestigungselement bei der Vormontage lediglich locker um das zu befestigende Bauteil gesteckt. Die Fixierung des Bauteils erfolgt automatisch bei der Montage des Befestigungselements an der Befestigungsplatte. Dabei werden die beiden Endabschnitte des Befestigungselements aufeinander zu bewegt, sodass sich der Durchmesser des schellenförmigen Befestigungselements reduziert und das Bauteil dabei mit einer definierten Kraft festgeklemmt wird.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden Befestigungslaschen der keilförmigen Ausrichtung der Führungsnuten korrespondierend ebenfalls keilförmig zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch lässt sich das Einführen der Befestigungslaschen in die Führungsnuten der Befestigungsplatte deutlich vereinfachen.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das schellenförmige Befestigungselement die Form eines offenen Ringes aufweist. Die offene Ringform des schellenförmigen Befestigungselements ermöglicht eine gleichförmige Kraftverteilung auf die Außenfläche des zu befestigenden Bauteils. Somit können unerwünschte mechanische Spannungen zwischen den beiden Komponenten vermieden und eine besonders feste und damit sichere Klemmung des Bauteils durch das Befestigungselement erreicht werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Führungsnuten durch gebogene Randabschnitte der Befestigungsplatte gebildet werden. Diese spezielle Ausführungsform erlaubt eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Befestigungsplatte.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Befestigungselement bandförmig aus einem Metall oder Kunststoff ausgebildet ist. Die bandförmige Gestaltung erlaubt eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des Befestigungselements. Dabei kann das Befestigungselement einstückig aus einem Metallblech oder Kunststoffband erzeugt werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Befestigungselement und/oder die Befestigungsplatte wenigstens ein Rastelement aufweisen, welche eine formschlüssige Sicherung der in den Führungsschienen angeordneten Befestigungslaschen in der Montageendposition bewirkt. Mithilfe eines oder mehrerer Rastelemente lässt sich eine besonders einfache und wirkungsvolle Sicherung realisieren. Rastelemente erlauben ferner ein gut wahrnehmbares Feedback beim Einrasten in der Montageendposition, sodass hierdurch eine sichere Montage des Befestigungselements innerhalb der Befestigungsplatte gewährleistet werden kann.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Befestigungsplatte wenigstens eine Begrenzungsstruktur aufweist, durch welche die Bewegung der Befestigungslaschen innerhalb der Führungsnuten nach Erreichen der Montageendposition begrenzt wird. Mithilfe der Begrenzungsstruktur lässt sich auf eine besonders einfache Weise eine präzise Montageendposition der Befestigungslaschen innerhalb der Führungsnuten realisieren. Damit wird gleichzeitig auch die maximale Kraft festgelegt, mit welcher das zu befestigende Bauteil vom schellenförmigen Befestigungselement geklemmt wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einrichtung ferner ein zwischen dem Bauteil und dem Befestigungselement montierbares Entkopplungselement aus einem elastischen Material umfasst. Mithilfe eines solchen Entkopplungselements lässt sich relativ einfach eine akustische Entkopplung des Bauteils von der Befestigungseinrichtung bzw. dem tragenden Fahrzeugteil realisieren.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Entkopplungselement in Form eines entlang einer Montagefläche des Bauteils montierbaren Ringes ausgebildet ist. Ein solches ringförmiges Entkopplungselement kann besonders einfach auf dem Bauteil vormontiert werden.
-
Schließlich sieht eine weitere Ausführungsform vor, dass die Befestigungsplatte wenigstens eine Befestigungsstruktur zur Befestigung an einem tragenden Teil des Fahrzeugs aufweist. Eine solche Befestigungsstruktur ermöglicht eine einfache und sichere Vormontage der Befestigungsplatte an dem entsprechenden tragenden Fahrzeugteil.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher dargestellt. Dabei zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung im montierten Zustand;
-
2 ein schellenförmiges Befestigungselement der Befestigungseinrichtung aus 1;
-
3 eine Detaildarstellung der Endabschnitte des schellenförmigen Befestigungselements aus 2;
-
4 eine Befestigungsplatte der Befestigungseinrichtung aus 1;
-
5 eine Detailaufnahme der Befestigungseinrichtung aus 1 beim Montieren des Befestigungselements an der Befestigungsplatte;
-
6 eine Darstellung des an der Befestigungsplatte fertig montierten Befestigungsrings;
-
7 eine Detaildarstellung der Anordnung aus 6 zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens zwischen dem Befestigungselement und der Befestigungsplatte;
-
8 eine Darstellung des am Bauteil vormontierten Befestigungselements;
-
9 das am Bauteil vormontierte Befestigungselement aus 8 beim Montieren an die Befestigungsplatte;
-
10 die Anordnung aus 9 nach dem Verschieben des Befestigungselements in die Montageendposition; und
-
11 ein alternatives Befestigungskonzept der Befestigungsplatte an einem tragenden Teil des Fahrzeugs.
-
Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsanordnung 300 mit einer an einem tragenden Fahrzeugteil 400 montierten Befestigungseinrichtung 100 gemäß der Erfindung. Die Befestigungseinrichtung 100 dient dabei zur Befestigung eines Bauteils 200, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Wasserpumpe ausgebildet ist. Das Bauteil 200 ist dabei innerhalb eines schellenförmigen Befestigungselements 110 angeordnet, welches an einer an dem tragenden Fahrzeugteil 400 zuvor montierten Befestigungsplatte 130 befestigt ist. Das schellenförmige Befestigungselement 110 umfasst das Bauteil 200 entlang einer Montagefläche 202, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen dem schellenförmigen Befestigungselement 110 und der Montagefläche 202 des Bauteils 200 ein Entkopplungselement 150 angeordnet ist. Das zur Reduktion der Übertragung von Geräuschen und Vibrationen des Bauteils 200 in das tragende Fahrzeugteil 400 dienende Entkopplungselement 150 besteht dabei vorzugsweise aus einem elastischen Material, wie z. B. Gummi oder Silikonpolymer.
-
Die in der 1 gezeigte Befestigungseinrichtung 100 besteht im Wesentlichen aus zwei Elementen, nämlich einem am Bauteil 200 vormontierbaren schellenförmigen Befestigungselement 110 und einer am tragenden Fahrzeugteil 400 vormontierbaren Befestigungsplatte 130. Im Folgenden werden die einzelnen Komponenten der Befestigungseinrichtung sowie deren Zusammenwirken näher beschrieben. Hierzu zeigt die 2 eine perspektivische Ansicht des schellenförmigen Befestigungselements 110. Das Befestigungselement 110 umfasst im Wesentlichen einen flexiblen Klemmabschnitt 111 und zwei jeweils einen Endabschnitt des Befestigungselements bildende und an den Klemmabschnitt 111 anschließende Befestigungsabschnitte 112, 115. Der Klemmabschnitt 111 ist flexibel ausgebildet, um ein Einklemmen des Bauteils beim Zusammendrücken der beiden Endabschnitte 112, 115 zu ermöglichen. Wie in der 2 gezeigt ist, ist der Klemmabschnitt 111 in einer vorgegebenen Weise gebogen, um eine Vormontage des Befestigungselements am Bauteil sowie die anschließende Montage des Befestigungselements an der Befestigungsplatte zu erleichtern. Die Kontur des Klemmabschnitts 111 entspricht dabei vorzugsweise der Kontur der Montagefläche 202 des zu befestigenden Bauteils 200. Aufgrund der kreisförmigen Kontur der Montagefläche 202 der in der 1 gezeigten Wasserpumpe 200 weist der Klemmabschnitt somit die Kontur eines offenen Ringes auf.
-
Wie in der 2 ferner gezeigt ist, weisen die beiden Endabschnitte 112, 115 des schellenförmigen Befestigungselements 110 jeweils eine Befestigungsstruktur 113, 116 zur Befestigung an der Befestigungsplatte 130 auf. Die Befestigungsstrukturen 113, 116 sind dabei in Form von zwei voneinander weg gerichteten Laschen ausgebildet. Wie aus der 3 ersichtlich ist, welche eine Detaildarstellung der beiden Endabschnitte 112, 115 des schellenförmigen Befestigungselements 110 zeigt, verlaufen die beiden Befestigungslaschen 113, 116 keilförmig zueinander. Durch diese Keilform wird das Einführen der Befestigungslaschen in die entsprechenden Führungsnuten der Befestigungsplatte erleichtert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in den beiden Befestigungslaschen 113, 116 ferner zentrale Ausnehmungen 114, 117 vorgesehen, welche zur Aufnahme entsprechender Rastelemente der Befestigungsplatte 130 ausgebildet sind. Die 4 zeigt die Befestigungsplatte 130 der Befestigungseinrichtung 100 aus 1. Die vorzugsweise einstückig ausgebildete Befestigungsplatte 130 weist einen flachen Grundkörper 131 auf, welcher seitlich von zwei jeweils eine Lasche 132, 136 formenden Abschnitten begrenzt ist. Der Grundkörper 131 weist vorzugsweise wenigstens eine Befestigungsstruktur 141, 142 zur Befestigung an einem tragenden Fahrzeugteil auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsstrukturen 141, 142 in Form zweier Bohrungen bzw. Gewindebohrungen zur Aufnahme eines geeigneten Befestigungsmittels, wie zum Beispiel einer Schraube, einer Niete, eines Rastelements oder Ähnlichem, ausgebildet sind. Die beiden Laschen 132, 136 der Befestigungsplatte 130 sind zueinander gerichtet, sodass zwischen dem Grundkörper 131 und den beiden Laschen 132, 136 jeweils eine Führungsnut 133, 137 erzeugt ist. Wie aus der 4 weiter ersichtlich ist, sind die beiden Laschen 132, 136 keilförmig zueinander ausgerichtet, sodass die beiden Führungsnuten 133, 137 nach unten hin aufeinander zu laufen.
-
Wie in der 4 ferner ersichtlich ist, sind an den beiden Laschen 132, 136 im unteren Bereich jeweils eine Begrenzungsstruktur 134, 138 zur Begrenzung der Bewegung der Befestigungslaschen 113, 116 innerhalb der Führungsnuten 133, 137 sowie jeweils eine Rastnase 135, 139 zum Herstellen einer Rastverbindung zwischen dem Befestigungselement 110 und der Befestigungsplatte 130.
-
In den nachfolgenden 5 bis 7 wird das Zusammenwirken der Befestigungslaschen 113, 116 des Befestigungselements 110 mit den Führungsnuten 133, 137 der Befestigungsplatte 130 bei der Montage des Befestigungselements 110 an der Befestigungsplatte 130 detaillierter erläutert. Dabei zeigt die 5 das schellenförmige Befestigungselement 110 in einer Montageausgangsposition an der Befestigungsplatte 130. Hierzu wurde das Befestigungselement 110 mit seinen Befestigungslaschen 113, 116 von oben in die Führungsnuten 133, 137 der Befestigungsplatte 130 eingeschoben. Aufgrund der keilförmigen Anordnung der beiden Führungsnuten 133, 137 wird in der Montageausgangsposition noch keine oder nur eine geringe Kraft auf die beiden Befestigungslaschen 113, 116 durch die Führungsnuten 133, 137 ausgeübt.
-
Zur Montage an der Befestigungsplatte 130 wird das Befestigungselement 110 durch eine Bewegung in die mittels des Pfeils 301 dargestellte Einsteckrichtung aus der Montageausgangsposition in die Montageendposition verschoben. Dabei werden die beiden Befestigungslaschen 113, 116 und mit ihnen die beiden Endabschnitte 112, 115 des schellenförmigen Befestigungselements 110 aufgrund der seitlichen Führung der sich nach unten verjüngenden Anordnung der Führungsnuten 133, 137 aufeinander zu bewegt. Durch diese Bewegung wiederum führt zu einer Reduktion des effektiven Umfangs des schellenförmigen Befestigungselements und damit auch seines Durchmessers.
-
Die 6 illustriert die Situation nach dem vollständigen Einführen der Befestigungslaschen 113, 116 in die Führungsnuten 133, 137. In dieser Montageendposition ist der Außendurchmesser des Befestigungselements 110 durch das Zusammenführen der beiden Endabschnitte 112, 115 deutlich reduziert. Die 7 zeigt eine Detaildarstellung der in der Montageendposition zwischen dem Befestigungselement und der Befestigungsplatte erreichten Verbindung. Hierbei wird deutlich, dass die beiden Befestigungslaschen 113, 116 in der Montageendposition auf den jeweils als Anschlag dienenden Begrenzungsstrukturen 134, 138 aufliegen. Damit ist eine sehr präzise Bestimmung der auf das zu befestigende Bauteil 200 wirkenden Klemmkraft des schellenförmigen Befestigungselements 110 möglich.
-
Wie aus der 7 ferner ersichtlich ist, greifen die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Rastnasen an den beiden Laschen 132, 136 der Befestigungsplatte 130 ausgebildeten Rastelemente 135, 139 in der Montageendposition in die hierzu korrespondierende Ausnehmungen 114, 117 an den beiden Befestigungslaschen 113, 116 vollständig ein, sodass hierdurch eine formschlüssige Sicherung der Befestigungslaschen 113, 116 innerhalb der Führungsnuten 133, 137 erreicht wird.
-
In den folgenden 8 bis 10 wird die Montage der Befestigungseinrichtung 100 aus 1 unter Verwendung eines ringförmigen Entkopplungselements näher erläutert. Als Entkopplungselement 150 dient dabei ein Ring aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel Gummi oder Silikon. Wie in der 8 dargestellt ist, wird das ringförmige Entkopplungselement 150 vorzugsweise direkt entlang der Montagefläche 202 des Bauteils 200 vormontiert. In einem daran anschließenden Schritt wird das schellenförmige Befestigungselement 110 um das ringförmige Entkopplungselement 150 gesteckt. Um diesen Montageschritt zu erleichtern, kann der Innendurchmesser des schellenförmigen Befestigungselements 110 ein gewisses Übermaß in Bezug auf den Außenumfang des Entkopplungselements 150 aufweisen. Aufgrund der Elastizität des Entkopplungselements 150 und/oder der Flexibilität des Befestigungselements 110 kann der Innendurchmesser des schellenförmigen Befestigungselements 110 jedoch auch passgenau oder sogar mit Untermaß zum Außendurchmesser des Entkopplungselements 150 auslegt sein. Alternativ ist es auch möglich, das Entkopplungselement 150 am schellenförmigen Befestigungselement 110 vorzumontieren und diesen Zusammenbau anschließend über das zu befestigende Bauteil 200 zu stülpen. Das Entkopplungselement 150 kann ferner eine Kontur zur Aufnahme des Befestigungselements 110 aufweisen.
-
Das am Bauteil 200 vormontierte Befestigungselement 110 wird anschließend an die vorzugsweise bereits an einem tragenden Fahrzeugteil 400 vormontierte Befestigungsplatte 130 montiert. Die 9 illustriert das Einsetzen der Befestigungslaschen 113, 116 des am Bauteil 200 vormontierten Befestigungselements 110 in die Führungsnuten 133, 137 der Befestigungsplatte 130. Das Befestigungselement 110 wird dabei von oben in die Befestigungsplatte 130 eingesteckt, wobei jede seiner Befestigungslaschen 113, 116 in die hierzu korrespondierende Führungsnut 133, 137 der Befestigungsplatte 130 geführt wird. Durch eine Bewegung in die Einsteckrichtung 301 wird das Befestigungselement 110 mit dem daran vormontierten Bauteil 200 analog zur 5 von einer Montageausgangsposition in eine Montageendposition innerhalb der Befestigungsplatte 130 überführt. Hierzu zeigt die 10 die so entstandene Anordnung 300 mit dem innerhalb der Befestigungsplatte 130 bereits montierten Befestigungselement 110. In dieser Situation wird das Bauteil 200 von dem schellenförmigen Befestigungselement 110 sehr bewegungssteif und gleichzeitig relativ weich d. h. auch geräuschdämpfend gehalten. Die Haltekraft ist dabei durch Variation verschiedener Parameter hinreichend einstellbar, wie zum Beispiel durch die Auslegung des Ausgangsumfangs des Befestigungselements 110, die Beschaffenheit und den Durchmesser des Entkopplungselements 150 oder die Endposition der Befestigungslaschen innerhalb der Führungsnuten.
-
Zur Erleichterung der Montage wird die Befestigungsplatte 130 vorzugsweise an dem tragenden Fahrzeugteil 400 vormontiert. Hierzu kann die Befestigungsplatte 130 alternativ zu den in der 4 gezeigten Bohrungen 141, 142 grundsätzlich jede geeignete Befestigungsmethode nutzen. Die 11 zeigt eine alternative Ausführungsform der Befestigungsplatte 130 mit zwei in Form von Bolzen ausgebildeten Befestigungsstrukturen 141, 142.
-
Das hier anhand von Ausführungsbeispielen beschriebene Befestigungskonzept lässt sich grundsätzlich auf verschiedene Weise realisieren. So können sowohl das Befestigungselement 110 als auch die Befestigungsplatte 130 aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material erzeugt werden. Das schellenförmige Befestigungselement 110 kann beispielsweise in Form eines Metallbandes oder als Kunststoffspritzteil ausgebildet sein. Auch ein aus mehreren miteinander verbundenen Teilelementen bestehendes Befestigungselement 110 ist möglich, beispielsweise ein Befestigungselement aus zwei mittels eines Scharniers miteinander verbundenen Teilen.
-
Mithilfe des beschriebenen Befestigungskonzepts können grundsätzlich beliebige Bauteile oder Baugruppen befestigt werden. Die Bauteile sind insbesondere als elektrische Komponenten, die elektrische Energie in mechanische Energie, bzw. mechanische Bewegung umsetzten, vorzugsweise als Pumpen, Kühlkreispumpen, Ventil, Lüfter, zusätzlicher Elektromotor oder Klimakompressor oder weitere Einrichtung, die zur Versorgung und/oder Unterstützung eines Antriebsmotors eines Fahrzeug dienen, ausgebildet. Bei Verwendung eines geeigneten Entkopplungselements eignet sich die Befestigungseinrichtung auch für geräuschkritische Anwendung in einem Fahrzeug bei hoher Schüttelbelastung.
-
Obwohl die Erfindung vorgehend anhand von konkreten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, ist sie keineswegs darauf beschränkt. Der Fachmann wird somit die beschriebenen Merkmale geeignet abändern und miteinander kombinieren können, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
