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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zum Befestigen einer Komponente einer Abgasanlage an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs und eine Abgasanlage.
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Eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs umfasst mehrere Komponenten, üblicherweise Abgasrohre und einen Schalldämpfer, über die Abgase aus einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs abzuführen sind. Weiterhin ist erforderlich, mindestens eine Komponente der Abgasanlage mit dem Kraftfahrzeug mechanisch zu verbinden.
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Ein elastisches Lager zur Aufhängung einer Abgasanlage an einem Befestigungsloch eines Karosseriebodens eines Kraftfahrzeugs ist in der Druckschrift
DE 10 2010 028 084 A1 beschrieben. Dabei umfasst das elastische Lager eine Grundplatte zur ortsfesten Montage an dem Karosserieboden sowie einen Federkörper aus Elastomerwerkstoff, der an der Grundplatte abgestützt ist und ein Befestigungselement der Abgasanlage an der Grundplatte elastisch abstützt. Dabei ist der Federkörper über eine bandförmig ausgebildete Verliersicherung an der Grundplatte befestigt.
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Eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist aus der Druckschrift
DE 20 2006 003 593 U1 bekannt. Die Abgasanlage umfasst einen Endschalldämpfer, ein an den Endschalldämpfer anschließendes Endrohr und eine in das Endrohr integrierte Abgasklappe. Dabei ist zwischen dem Endschalldämpfer und der Abgasklappe ein Trennbereich vorgesehen, in dem das Endrohr durchtrennbar ist. Auf einer dem Endschalldämpfer zugewandten Seite des Trennbereichs sind an dem Abgasendrohr Mittel zur verliersicheren Anbringung des Endrohrs vorgesehen.
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Eine Vorrichtung zum Befestigen eines Abgasrohrs an einer Unterseite eines Kraftfahrzeugs ist in der Druckschrift
US 5 507 463 A beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst ein Kupplungsmodul mit einem Körper aus elastomerem Material. Dabei ist das Kupplungsmodul jeweils über eine Schraube einerseits mit einer Halterung an der Unterseite des Kraftfahrzeugs und andererseits mit einer weiteren Halterung an dem Abgasrohr befestigt.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich dem auf dem Gebiet tätigen Fachmann die Aufgabe, eine Komponente einer Abgasanlage derart an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs des Kraftfahrzeugs schwimmend anzuordnen, dass während einer Montage eine Einstellung und/oder Horizontierung der Komponente durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einer Befestigungsanordnung und einer Abgasanlage mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen der Befestigungsanordnung und der Abgasanlage gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung zum Befestigen einer Komponente einer Abgasanlage an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Sicherungsvorrichtung, die ein Aufnahmeloch und mindestens ein mechanisches Anschlagelement, üblicherweise zwei mechanische Anschlagelemente, umfasst. An der Komponente der Abgasanlage ist eine Konsole befestigt, wohingegen an der Karosserie ein Lagerelement aus elastischem Material befestigt ist. Dabei sind an der Konsole eine Ausnehmung sowie mindestens eine Aufnahmeöffnung, üblicherweise zwei Aufnahmeöffnungen, angeordnet. An dem Lagerelement ist ein Befestigungsstift angeordnet. Das Lagerelement ist an der Konsole anzuordnen und der Befestigungsstift des Lagerelements in der Ausnehmung der Konsole aufzunehmen, wobei die Sicherungsvorrichtung an der Konsole anzuordnen und der Befestigungsstift des Lagerelements durch das Aufnahmeloch der Sicherungsvorrichtung zu führen ist. Außerdem ist jeweils ein mechanisches Anschlagelement der Sicherungsvorrichtung in jeweils einer Aufnahmeöffnung der Konsole anzuordnen.
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Die Befestigungsanordnung umfasst die Konsole, die eine Grundplatte und zwei Schenkel aufweist. Dabei ist die Grundplatte zwischen den zueinander parallel angeordneten Schenkeln angeordnet sowie senkrecht zu den Schenkeln orientiert. Die Ausnehmung ist bspw. als dreieckiger Schlitz bzw. als dreieckige Kerbe in der Grundplatte ausgebildet. Außerdem ist die Grundplatte über jeweils eine Biegung der Konsole mit einem Schenkel verbunden.
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Weiterhin umfasst die Befestigungsanordnung das Lagerelement, das bspw. aus elastisch verformbarem Material gebildet ist.
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In einer Ausgestaltung ist die Sicherungsvorrichtung als eine an einer Biegung um 90° gebogene Platte ausgebildet, die zwei rechteckig geformte Abschnitte aufweist, die durch die Biegung miteinander verbunden sind. Dabei ist in einem ersten Abschnitt der Platte das Aufnahmeloch und an einem Ende eines zweiten Abschnitts der Platte das mindestens eine mechanische Anschlagelement angeordnet.
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In Ausgestaltung sind zwei mechanische Anschlagelemente an einer Kante des zweiten Abschnitts der Sicherungsvorrichtung angeordnet und in entgegengesetzte Richtungen sowie parallel zu der Biegung der Sicherungsvorrichtung orientiert.
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In Ausgestaltung ist in jeweils einem Schenkel der Konsole eine Aufnahmeöffnung angeordnet. Dabei ist eine derartige Aufnahmeöffnung als Kerbe oder Schlitz ausgebildet.
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Zur Montage der Befestigungseinrichtung ist jeweils ein mechanisches Anschlagelement an dem zweiten Abschnitt der Sicherungsvorrichtung in jeweils einer Aufnahmeöffnung eines Schenkels der Konsole anzuordnen.
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In weiterer Ausgestaltung weist die Sicherungsvorrichtung eine flache Scheibe bzw. Platte auf, in deren Mitte das Aufnahmeloch angeordnet ist. Dabei sind an einem Außenrand der Scheibe zwei mechanische Anschlagelemente angeordnet, die in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind.
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Dabei ist vorgesehen, dass in jeweils einer Biegung der Konsole zwischen der Grundplatte und jeweils einem Schenkel eine Aufnahmeöffnung, bspw. ein Schlitz oder eine Kerbe, angeordnet ist.
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Bei der Montage der Befestigungsanordnung ist die Sicherungsvorrichtung, nachdem der Befestigungsstift durch das Aufnahmeloch der Sicherungsvorrichtung geführt und die Sicherungsvorrichtung auf der Grundplatte der Konsole angeordnet ist, um den Befestigungsstift zu drehen, bis jeweils ein mechanisches Anschlagelement in jeweils eine Aufnahmeöffnung gedreht und darin angeordnet, bspw. eingerastet ist.
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Nachdem die Sicherungsvorrichtung auf den Befestigungsstift aufgesetzt ist, ist die Grundplatte über eine Mutter auf den Befestigungsstift zu schrauben, wobei die Sicherungsvorrichtung zwischen der Mutter und der Grundplatte der Konsole einzuspannen. ist.
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Die erfindungsgemäße Abgasanlage umfasst eine Komponente, die über mindestens eine vorgestellte Befestigungsanordnung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs zu befestigen ist.
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Somit sind die Komponente der Abgasanlage und die Karosserie des Kraftfahrzeugs über mindestens eine Sicherungsvorrichtung der vorgestellten Befestigungsanordnung aneinander formschlüssig zu befestigen.
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In Ausgestaltung ist die Komponente der Abgasanlage als sogenannter Schalldämpfer oder Endschalldämpfer ausgebildet, der üblicherweise über zweimal zwei Lagerstellen an der Karosserie oder an einem Rohbau des Kraftfahrzeugs zu befestigen sind. Dabei sind zwei der Lagerstellen in Fahrtrichtung, üblicherweise in Vorwärtsfahrtrichtung, des Kraftfahrzeugs vorne und zwei hinten an der Komponente angeordnet. Dabei ist weiterhin vorgesehen, dass die Komponente an den hinteren Lagerstellen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs schwimmend anzuordnen ist, wodurch während der Montage eine Einstellung und/oder Horizontierung der Komponente durchzuführen ist.
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Bei einer Realisierung der Befestigungsanordnung ist diese als zusätzliche Vorrichtung an einer der vorderen Lagerstellen der Komponente anzuordnen, durch die eine formschlüssige Verbindung an dem Lagerelement, das direkt an der Karosserie befestigt ist, und der Komponente der Abgasanlage sicherzustellen ist. Als weitere Komponente der Befestigungsanordnung ist eine Mutter vorgesehen, die auf ein Gewinde des Befestigungsstifts aufzuschrauben ist, nachdem der Befestigungsstift durch das Aufnahmeloch der Sicherungsvorrichtung geführt ist. Dabei ergibt sich, dass die Sicherungsvorrichtung abschnittsweise zwischen der Mutter und der Grundplatte der Konsole eingespannt ist.
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Falls jedoch eine durch die Mutter bereitgestellte Vorspannung aufgrund einer Materialversetzung oder von Schwingungen der Abgasanlage sowie des Kraftfahrzeugs reduziert wird, wird über die mechanischen Anschlagelemente der Sicherungsvorrichtung sichergestellt, dass sich die Komponente von der Karosserie dennoch nicht lösen kann. Somit wird über die mechanischen Anschlagelemente der Sicherungsvorrichtung eine zusätzliche Sicherung gegen eine mechanische Beschädigung aufgrund einer Versetzung einer Lagerstelle zwischen der Karosserie und der Komponente bereitgestellt. Falls dennoch der Fall eintreten sollte, dass sich die Mutter und/oder eine darüber bereitgestellte Schraubverbindung der Befestigungseinrichtung setzt oder gar löst, bemerkt der Fahrer eine Schwächung der Verbindung aufgrund eines lauten Klappergeräusches. Allerdings werden in diesem Fall die Komponente der Abgasanlage oder Teile des Kraftfahrzeugs nicht beschädigt.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befestigen einer Komponente einer Abgasanlage an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung verwendet wird.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasanlage.
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2 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für eine Lagerstelle.
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3 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem ersten Beispiel für eine Sicherungsvorrichtung.
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4 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem zweiten Beispiel für eine Sicherungsvorrichtung.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
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1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für eine Abgasanlage 2, die hier als erste Komponente 4 einen Schalldämpfer und als weitere Komponenten 6, 8 Abgasrohre aufweist. Hierbei sind in 1 eine erste und eine zweite Lagerstelle 10, 12 als erstes Beispiel für Lagerstellen 10, 12 sowie eine dritte und eine vierte Lagerstelle 14, 16 als zweites Beispiel für Lagerstellen 14, 16 gezeigt.
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Dabei ist an der ersten und zweiten Lagerstelle 10, 12 entweder die anhand von 3 vorgestellte erste Ausführungsform der Befestigungsanordnung 38 mit dem ersten Beispiel für die formschlüssige Sicherungsvorrichtung 36 oder die anhand von 4 vorgestellte zweite Ausführungsform der Befestigungsanordnung 68 mit dem zweiten Beispiel für die formschlüssige Sicherungsvorrichtung 58 vorgesehen. Die dritte und vierte Lagerstelle 14, 16 umfassen dagegen jeweils eine Befestigungsvorrichtung mit einem Exzenter, über die die Komponente 4 relativ zu der Karosserie minimal beweglich und somit schwimmend angeordnet ist.
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Dabei umfasst sowohl die erste als auch die zweite Lagerstelle 10, 12, wie anhand der ersten Lagerstelle 10 in 2 vergrößert dargestellt, ein hier als Gummilager ausgebildetes Lagerelement 18, das an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs fest angeordnet ist, sowie eine Konsole 20, wobei die jeweiligen Konsolen 20 an der Komponente 4 der Abgasanlage 2 angeordnet sind.
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Dabei ist das Lagerelement 18 hier quadratisch und aus einem elastisch verformbaren Material gebildet.
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Die Konsole 20 umfasst eine Grundplatte 22 sowie zwei Schenkel 24, 26, die je nach Definition auch als Flügel bezeichnet werden können. Dabei ist die Grundplatte 22 über eine erste Biegung 28 mit dem ersten Schenkel 24 und über eine zweite Biegung 30 mit dem zweiten Schenkel 26 verbunden. Dabei sind die beiden Schenkel 24, 26 zueinander parallel angeordnet sowie senkrecht zu der Grundplatte 20 orientiert.
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Außerdem umfasst die Grundplatte 22 eine hier dreieckförmige Ausnehmung 32 bzw. Öffnung, die sich von einer Kante der Grundplatte 20 in diese hinein erstreckt. Jeder Schenkel 24, 26 ist hier trapezförmig ausgebildet, wobei jeweils eine längste Seite eines Schenkels 24, 26 entlang einer jeweiligen Biegung 28, 30 erstreckt. Eine jeweils längere Querseite, die hier senkrecht zu der Biegung 28, 30 orientiert ist, ist zugleich an der Komponente 4 befestigt. Außerdem umfasst das Lagerelement 18 einen Befestigungsstift 34, der hier an einer Spitze der Ausnehmung 32 in der Grundplatte 22 der Konsole 20 angeordnet ist.
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3a zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Beispiel für eine Sicherungsvorrichtung 36, die als Komponente der ersten Ausführungsform der Befestigungsanordnung 38 aus 3b ausgebildet ist. Dabei ist vorgesehen, dass diese erste Ausführungsform der Befestigungsanordnung 38 ebenfalls an der ersten Lagerstelle 10 angeordnet ist.
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Diese Sicherungsvorrichtung 36 umfasst einen ersten flachen rechteckigen Abschnitt 40 sowie einen zweiten flachen rechteckigen Abschnitt 42, die hier über eine Biegung 44 miteinander verbunden und zueinander unter einem Winkel von etwa 90° angeordnet sind. Dabei weist der erste Abschnitt 40 der Sicherungsvorrichtung 36 hier in der Mitte ein Aufnahmeloch 46 auf. Eine Kante am Ende des zweiten Abschnitts 42, wobei diese Kante parallel zu der Biegung 44 angeordnet ist, weist ein erstes mechanisches Anschlagelement 48 und ein zweites mechanisches Anschlagelement 50 auf, die eine Verlängerung der Kante des zweiten Abschnitts 42 bilden.
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Die erste Ausführungsform der Befestigungsanordnung 38 umfasst neben der bereits vorgestellten Sicherungsvorrichtung 36 und dem Dämpfungselement 18 ein erstes Beispiel für eine Konsole 20a, die sich von der Konsole 20 aus 2 dadurch unterscheidet, dass in jedem Schenkel 24, 26 nunmehr eine Aufnahmeöffnung 52, 54 angeordnet ist.
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Zur Montage der Befestigungsanordnung 38 ist ausgehend von der Darstellung aus 2 nunmehr der erste Abschnitt 40 der Sicherungsvorrichtung auf der Grundplatte 22 der Konsole 20a anzuordnen, wobei der Befestigungsstift 34 in das Aufnahmeloch 46 des ersten Abschnitts 40 einzuführen ist. Eine Richtung einer damit verbundenen Bewegung der Sicherungsvorrichtung 36 relativ zu der Konsole 20a ist in 3b durch einen Pfeil 100 angedeutet.
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Außerdem ist das erste mechanische Anschlagelement 48 in einer ersten Aufnahmeöffnung 52 des ersten Schenkels 24 der Konsole 20a anzuordnen. Das zweite mechanische Anschlagelement 50 des zweiten Abschnitts 42 der Sicherungsvorrichtung 36 ist dagegen in einer zweiten Aufnahmeöffnung 54 des zweiten Schenkels 26 der Konsole 20a anzuordnen. Danach ist eine Mutter 56 bzw. Befestigungsmutter auf ein Gewinde des Befestigungsstifts 34 zu schrauben und somit der erste Abschnitt 40 der Sicherungsvorrichtung 36 zwischen der Mutter 56 und der Grundplatte 22 der Konsole 20a einzuklemmen.
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Das zweite Beispiel für die Sicherungsvorrichtung 58 ist in 4a schematisch dargestellt. Diese Sicherungsvorrichtung 58 umfasst eine hier flache Scheibe 60 mit einem größtenteils kreisrunden Rand und einem Aufnahmeloch 62 in der Mitte. Außerdem umfasst diese Sicherungsvorrichtung 58 ein erstes mechanisches Anschlagelement 64 sowie einen zweites mechanisches Anschlagelement 66, die an der Scheibe 60 angeordnet sind, wobei deren Enden von einem Mittelpunkt der Scheibe 60 weiter entfernt als jeweils ein Punkt an dem ansonsten kreisrunden Rand der Scheibe 60 entfernt sind. Dabei ist vorgesehen, dass eine Verbindungslinie zwischen den beiden mechanischen Anschlagelementen 64, 66 auch durch den Mittelpunkt der Scheibe 60 verläuft.
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Diese zweite Sicherungsvorrichtung 58 ist als Teil der in den 4b und 4c schematisch dargestellten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung 68 ausgebildet, die hier weiterhin das bereits vorgestellte Dämpfungselement 18 sowie ein zweites Beispiel für eine Konsole 20b aufweist.
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Dabei ist entlang der ersten Biegung 28 zwischen der Grundplatte 22 und dem ersten Schenkel 24 der Konsole 20b eine erste als Schlitz ausgebildete Aufnahmeöffnung 63 angeordnet, in der hier nach Durchführung der Montage der Befestigungsanordnung 68 das erste Anschlagelement 64 der Sicherungsvorrichtung 58 angeordnet ist. Ferner ist eine zweite, ebenfalls als Schlitz ausgebildete Aufnahmeöffnung 65 entlang der zweiten Biegung 30 zwischen der Grundplatte 22 und dem zweiten Schenkel 26 der Konsole 20b angeordnet, wobei in der Darstellung aus den 4b und 4c in dieser zweiten Aufnahmeöffnung 65 das zweite mechanische Anschlagelement 66 der Sicherungsvorrichtung 58 angeordnet ist.
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Wie die 4b und 4c zeigen, wird zur Montage der Befestigungsanordnung 68 ausgehend von dem in 2 gezeigten Zustand nunmehr die Sicherungsvorrichtung 58 auf der Grundplatte 22 der Konsole 20b angeordnet und der Befestigungsstift 34 durch das Aufnahmeloch 62 der Sicherungsvorrichtung 58 geführt, bspw. gefädelt, was hier durch einen Pfeil 102 angedeutet ist. Dabei ist eine Verbindungslinie zwischen den beiden mechanischen Anschlagelementen 64, 66, bei einer ersten Stellung der Sicherungsvorrichtung 58 in 4c durch ein gestricheltes Rechteck 106 angedeutet und hier um 45° zu einer Verbindungslinie zwischen den beiden Aufnahmeöffnungen 63, 65 orientiert. Weiterhin wird die Sicherungsvorrichtung 58 ausgehend von der ersten Stellung um den Befestigungsstift 34 herum, wie in 4b und 4c durch jeweils einen gebogenen Pfeil 104 angedeutet, im Uhrzeigersinn gedreht, wobei das erste mechanische Anschlagelement 64 in die erste als Schlitz ausgebildete Aufnahmeöffnung 63 entlang der ersten Biegung 28 der Konsole 20b und das zweite mechanische Anschlagelement 66 in die zweite, ebenfalls als Schlitz ausgebildete Aufnahmeöffnung 65 entlang der zweiten Biegung 30 der Konsole 20b gedreht wird.
