DE102016220587A1

DE102016220587A1 - Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils

Info

Publication number: DE102016220587A1
Application number: DE102016220587.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Ganser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-04-26
Also published as: CN107965502A; CN107965502B

Abstract

Befestigungsvorrichtung (20) zum Befestigen eines Bauteils (36), aufweisend eine Öffnung (24) wobei, die Befestigungsvorrichtung (20) einen Aufnahmebereich (22) mit der Öffnung (24) zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels (26) und einen Abstützbereich (28) aufweist, dass der Abstützbereich (28) der Befestigungsvorrichtung (20) einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich (22) radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) wegführende Flächenbereiche (30) aufweist, dass ein erstes Ende (32) des einen oder mehreren Flächenbereichs (30) an dem Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) und ein zweites Ende (34) des einen oder mehreren Flächenbereichs (30) an dem zu befestigenden Bauteil (36) angeordnet ist und dass eine auf den Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) aufzubringende Kraft über den Abstützbereich (28) auf das Bauteil (36) abgeleitet wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils. Aus der DE 20 2014 103 640 ist ein Schraubdom zum Befestigen eines Bauteils bekannt, wobei zumindest der Schraubdom ganz oder teilweise aus einem elastisch oder plastisch verformbaren Material besteht und der Schraubdom eine Längsachse und eine Bohrung aufweist, entlang welcher eine Schraube mit einem selbstschneidenden oder selbstfurchenden Gewinde in den Schraubdom einschraubbar ist. Der Schraubdom weist einen oder mehrere Hohlräume auf, die sich radial nach außen an die Bohrung anschließen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorgeschlagene Erfindung umfasst eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Bauteils, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Öffnung aufweist. Die Befestigungsvorrichtung weist einen Aufnahmebereich mit der Öffnung zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels und einen Abstützbereich auf. Der Abstützbereich der Befestigungsvorrichtung weist einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung wegführende Flächenbereiche auf, wobei ein erstes Ende des einen oder mehreren Flächenbereichs an dem Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung und ein zweites Ende des einen oder mehreren Flächenbereichs an dem zu befestigenden Bauteil angeordnet ist und wobei eine auf den Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung aufzubringende Kraft über den Abstützbereich auf das Bauteil abgeleitet wird.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Befestigungsvorrichtung ein geringes Biegemoment sowie eine geringe Biegespannung aufgrund des kurzen Hebelarms aufweist. Hierdurch ist die Befestigungsvorrichtung robust und formstabil. Weiterhin können externe Einflüsse, wie beispielsweise Stöße oder Vibrationen kompensiert werden, wobei sich die Befestigungsvorrichtung nur geringfügig verformt. Der Abstützbereich gewährleistet, dass eine aufzubringende Kraft über einen oder mehrere Flächenbereiche auf das Bauteil abgeleitet wird, wodurch sich die Befestigungsvorrichtung nur geringfügig verformt sowie hohe Spannungen aufnehmen kann. Vorteilhaft ist weiterhin, dass durch die Trennung des Aufnahmebereichs zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels von dem Abstützbereich kurze und strömungsgünstige Fließwege bei der Herstellung entstehen, vorzugsweise mittels eines Gussmaterials, beispielsweise Kunststoff. Hierdurch ergibt sich ein geringes Risiko einer unvollständigen Gussmaterial-Füllung der Befestigungsvorrichtung, wodurch bei der Produktion weniger Ausschuss entsteht. Die kurzen Fließwege verhindern eine zu frühe Materialerkaltung, wodurch die Entstehung von Bindenähten reduziert werden kann. Ferner können gleichmäßige Wandstärken der Befestigungsvorrichtung gewährleistet werden.
Ebenfalls kann durch die Trennung des Aufnahmebereichs und des Abstützbereichs der Aufnahmebereich mit der Öffnung zum Aufnehmen des Befestigungsmittels kürzer ausgestaltet werden, als bei konventionellen Befestigungsvorrichtungen ohne Abstützbereich. Hierdurch kann beispielsweise ein kürzerer Dorn im Werkzeug für die Erzeugung der Öffnung verwendet werden, welcher hitze- und verschleißrobust ist.
In einer Ausgestaltungsform sind an der Befestigungsvorrichtung der eine oder mehrere Flächenbereich des Abstützbereichs der Befestigungsvorrichtung zumindest teilweise in Richtung der aufzubringenden Kraft angeordnet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung eine Längsachse in axialer Richtung auf, wobei der eine oder mehrere Flächenbereich des Abstützbereichs der Befestigungsvorrichtung zu dieser Längsachse einen Winkel kleiner als 70° aufweist. Hierdurch kann vorzugsweise die Kraft über den Abstützbereich auf das Bauteil abgeleitet werden, wodurch die Befestigungsvorrichtung hohe Belastungen bzw. Spannungen aufnehmen kann sowie robust und bruchfest ist.
Weiterhin kann der eine oder mehrere Flächenbereich des Abstützbereichs der Befestigungsvorrichtung geschlossen ausgebildet sein, insbesondere kegelförmig oder pyramidenförmig. Ferner kann der Abstützbereich der Befestigungsvorrichtung entsprechend eines Mantels eines Kegels oder einer Pyramide oder auch glockenförmig oder brückenförmig ausgeführt sein. Der Vorteil dieser Ausgestaltungsform liegt darin, dass der Abstützbereich der Befestigungsvorrichtung einen geschlossenen Flächenbereich in Form eines Kegels bzw. einer Pyramide aufweist, wodurch diese extrem robust und bruchfest ausgestaltet ist. Durch den geschlossenen Flächenbereich ist die Befestigungsvorrichtung luftdicht und starr.
In einer weiteren Ausführungsform weist der eine oder mehrere Flächenbereich des Abstützbereichs der Befestigungsvorrichtung Aussparungen auf, wodurch Material eingespart werden kann. Dies kann zum einen das Gewicht der Vorrichtung und zum anderen die Kosten zur Herstellung reduzieren. Ferner kann Luft durch die Befestigungsvorrichtung geleitet werden, beispielsweise zur Zirkulation und/oder zur Kühlung.
In einer Weiterentwicklung ist das erste Ende des einen oder mehreren Flächenbereichs an dem Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung angeordnet ist und das zweite Ende des einen oder mehreren Flächenbereichs an dem zu befestigenden Bauteil in Bezug auf das erste Ende des einen oder mehreren Flächenbereichs versetzt angeordnet, wodurch der Abstützbereich der Befestigungsvorrichtung federnd ausgeführt ist. Die federnde Ausführung ermöglicht eine bezüglich Biegung, Zug, Druck und Torsion flexible Befestigungsvorrichtung. Externe Einwirkungen, wie Vibrationen oder Stöße, können folglich abgefedert und abgeleitet werden, wodurch eine plastische Verformung der Befestigungsvorrichtung bzw. des Bauteils reduziert wird.
Die Befestigungsvorrichtung besteht in einer weiteren vorteilhaften Ausführung zumindest teilweise aus einem elastisch verformbaren Material. Hierdurch können externe Einwirkungen wie beispielsweise Stöße und Vibrationen durch zumindest teilweise elastische Verformungen aufgefangen werden, ohne dass sich das Material plastisch verformt, wodurch ebenfalls eine teilweise federnde Ausführung gewährleistet werden kann. Bei einer Verwendung von sehr weichen Elastomermaterialien ist statt einer Schraubverbindung auch eine Pilzkopfgeometrie oder Ringnutgeometrie geeignet.
In einer Weiterentwicklung weist die Öffnung in dem Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung zwei oder mehrere Erhebungen auf, wobei die Erhebungen radial zu einer Mitte der Öffnung angeordnet sind. Diese Erhebungen bestehen vorteilhafterweise zumindest teilweise aus einem plastisch verformbaren Material. Durch diese Weiterentwicklung einer verzahnten Innenbohrung kann das Befestigungsmittel in der dafür vorgesehenen Öffnung im Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung fest und stabil gehalten werden. Beispielsweise kann eine Schraube mit einem selbstfurchenden bzw. selbstschneidenden Gewinde eingeschraubt werden, wodurch durch die Erhebungen in der Öffnung die Schraubreibung verringert. Weiterhin wird ein Aufplatzen des Aufnahmebereichs 22 beim Einschrauben und/oder Einschneiden der Schraube in den Aufnahmebereich 22 verhindert bzw. reduziert. Vorteilhafterweise wird das Moment zum Eindrehen der Schraube verringert. Ferner kann durch eine schräge Anordnung der Erhebungen die Schraube sicher in der Öffnung Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung gehalten und gesichert werden.
In einer Ausführungsform wird ein Bauteil mit einer Befestigungsvorrichtung beansprucht.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Befestigungsvorrichtung an einem Bauteil gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Schnittdarstellung einer Befestigungsvorrichtung an einem Bauteil gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung einer Schnittdarstellung einer Befestigungsvorrichtung an einem Bauteil gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Darstellung einer Schnittdarstellung einer Befestigungsvorrichtung an einem Bauteil gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Darstellung Befestigungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
10 eine schematische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
11 eine schematische Darstellung einer Öffnung eines Aufnahmebereichs einer Befestigungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung:
1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Anzeigevorrichtung 18 von der Rückseite, welche nicht von einem Betrachter bzw. von einem Fahrer eines Fahrzeugs gesehen werden kann. Die Anzeigevorrichtung 18 ist beispielsweise ein Instrumentcluster, welches in einem Fahrzeug, beispielsweise im Armaturenbrett, verbaut wird. Die Anzeigevorrichtung 18 umfasst unter anderem ein Bauteil 36, ein weiteres, zweites Bauteil 38 sowie ein weiteres, drittes Bauteil 40, welche miteinander verbunden sind, wobei das Bauteil 36 beispielsweise ein Träger für analoge Anzeigen und/oder ein oder mehrere Displays sein kann. Das Bauteil 36 wird über die Befestigungsvorrichtung 20, beispielsweise einen Schraubdom, mittels eines Befestigungsmittels 26, beispielsweise eine Schraube, eine Niete, ein Stift oder ein Nagel, mit einem oder mehreren Bauteilen, vorzugsweise mit den beiden anderen Bauteilen 38, 40 verbunden. Hierfür weist das Bauteil 36 mehrere Befestigungsvorrichtungen 20 auf, wobei das Befestigungsmittel 26 in eine Öffnung 24 der Befestigungsvorrichtung 20 eingebracht bzw. eingeschraubt wird. Weiterhin kann das Bauteil 36 ein oder mehrere Dome 50 aufweisen, wobei mittels der Dome 50 die beiden weiteren Bauteile 38, 40 abgestützt werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass durch externe Einflüsse wie beispielsweise Stöße oder Vibrationen die Bauteile 36, 38, 40 sich nicht zu stark verschieben bzw. schwingen, was zu einer Reduktion von Geräuschen führt und starke Belastungen reduzieren kann.
In 2 wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Schnittdarstellung eines Bauteils 36 mit einer Befestigungsvorrichtung 20 und einem Dom 50 gezeigt, wobei die Befestigungsvorrichtung 20 und der Dom 50 an einem Bauteil 36 angeordnet sind.
Die Höhe der Befestigungsvorrichtung 20 und/oder des Doms 50 kann 11 mm bis 31 mm, insbesondere 21 mm betragen.
Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26, beispielsweise einer Schraube, eines Stifts, eines Nagel oder einer Niete, sowie einen Abstützbereich 28 auf. Die Öffnung 24 kann beispielsweise mittels einer Bohrung hergestellt, gefräst oder bereits bei Spritzguss ausgespart werden. Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 weist einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich 22 radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 wegführende Flächenbereiche 30 auf. Ein erstes Ende 32 des einen oder mehreren Flächenbereichs 30 ist an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet und ein zweites Ende 34 des einen oder mehreren Flächenbereichs 30 ist an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet. Die Flächenbereiche 30 können beispielsweise als Balken ausgeführt sein. Eine auf den Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 aufzubringende Kraft wird über den Abstützbereich 28 auf das Bauteil 36 abgeleitet wird. Die Flächenbereiche 30 sind folglich zumindest teilweise in Richtung einer aufzubringenden Kraft angeordnet.
Der Aufnahmebereich 22 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten, vom Bauteil 36 wegzeigenden Seite eine Öffnung 24 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweist. Die erste Seite weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Auf der, der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten kreisförmigen Seite 25 ist der hohle Zylinder geschlossen bzw. weist einen Boden 25 auf. Die Höhe des hohlen Zylinders 22 kann 10 mm bis 20 mm, insbesondere 16 mm betragen. Der Durchmesser des hohlen Zylinders 22 kann 2 mm bis 15 mm, insbesondere 8 mm betragen. Der Durchmesser der Öffnung 24 kann 1 mm bis 6 mm, insbesondere 3 mm betragen.
Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 ist in dieser vorteilhaften Ausgestaltungsform kegelförmig ausgestaltet. Ebenfalls wäre eine pyramidenförmige Ausgestaltung denkbar. Der kegelförmige Abstützbereich 28 ist entsprechend eines Mantels eines Kegels ausgeführt, folglich im Innern hohl und weist vorzugsweise eine konstante Wanddicke auf. Der eine oder mehrere Flächenbereich 30 des kegelförmigen Abstützbereichs 28 ist in dieser Ausführungsform einstückig und ohne Aussparungen ausgestaltet. Ebenfalls wäre denkbar Aussparungen in die Flächenbereiche 30 einzubringen. Der Durchmesser des kegelförmigen Abstützbereichs 28 kann 10 mm bis 30 mm, insbesondere 20 mm betragen.
Der kegelförmige Abstützbereich 28 weist vorzugsweise ein erstes Ende 32 und ein zweites Ende 34 auf, wobei das erste Ende 32 einen kleineren Durchmesser aufweist, als der Durchmesser des zweiten Endes 34. Das erste, engeren Ende 32 des Abstützbereichs 28 ist an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet, das zweite, weitere Ende 34 des Abstützbereichs 28 ist an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet. Hierdurch führt der Flächenbereich 30 bzw. der Mantel 30 des kegelförmigen Abstützbereichs 28 radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 weg. Hierdurch erscheint die Befestigungsvorrichtung 20 wie die Form eines Trichters. Auf den Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 aufzubringende Kräfte werden über den Abstützbereich 28 auf das Bauteil 36 abgeleitet.
Der Aufnahmebereich 22, welcher in dieser Ausführungsform als hohler Zylinder ausgestaltet ist, ragt in den kegelförmig Abstützbereich 28 folglich in den Kegel hinein. Mit anderen Worten wird der Aufnahmebereich 22 durch eine Spitze des Kegels hindurch angeordnet, wobei der Aufnahmebereich 22 vorzugsweise bis zu 8 mm, insbesondere 4 mm in den Kegel hineinragt.
Der Aufnahmebereich 22 und der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 können vorzugsweise einstückig bzw. einteilig ausgeführt bzw. hergestellt werden, beispielsweise mittels Gussmaterialien, beispielsweise durch Spritzguss von Kunststoff. Die Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36 kann vorzugsweise einstückig an dem Bauteil 36 angeordnet werden. Hierfür kann das Bauteil 36 mit der Befestigungsvorrichtung 20 beispielsweise durch Spritzguss, zum Beispiel durch Kunststoffspritzguss, hergestellt werden. Hierfür können beispielsweise die Kunststoffe ABS, PC, PP, POM, insbesondere PPS 65 und/oder RYTON 111 und/oder metallische Gusswerkstoffe, beispielsweise Magnesium AZ 91 verwendet werden. In einer Weiterentwicklung kann die Befestigungsvorrichtung 20 über den Abstützbereich 28 an dem Bauteil 36 angeordnet werden, beispielsweise durch Kleben, Löten oder Schweißen.
Am Bauteil 36 ist ein Dom 50 angeordnet, wobei der Dom 50 die beiden weiteren Bauteile 38, 40, welche mit dem Bauteil 36 verbunden werden, abstützt. Der Dom 50 weist wie die Befestigungsvorrichtung 20 einen Abstützbereich 28 auf. Anstelle des Aufnahmebereichs 22 weist der Dom 50 einen weiteren, zweiten Abstützbereich 23 auf. Der Abstützbereich 28 des Doms 50 weist einen oder mehrere bezogen auf den weiteren, zweiten Abstützbereich 23 radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem weiteren, zweiten Abstützbereich 23 der Befestigungsvorrichtung 20 wegführende Flächenbereiche 30 auf. Ein erstes Ende 32 des einen oder mehreren Flächenbereichs 30 ist an dem weiteren, zweiten Abstützbereich 23 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet und ein zweites Ende 34 des einen oder mehreren Flächenbereichs 30 ist an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet.
Der weitere, zweite Abstützbereich 23 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten, vom Bauteil 36 wegzeigenden Seite eine geschlossene Fläche 51 aufweist, auf welcher das weitere, zweite Bauteil 38 aufliegt. Auf der, der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite 52 ist der hohle Zylinder an dem Abstützbereich 28 angeordnet und zu dem Abstützbereich 28 hin offen. Die Höhe des hohlen Zylinders 23 kann 3 mm bis 22 mm, insbesondere 9mm betragen. Der Durchmesser des hohlen Zylinders 23 kann 3 mm bis 8 mm, insbesondere 5 mm betragen. Der kleinere Durchmesser des kegelförmigen Abstützbereichs 28 kann 6 mm bis 10 mm, insbesondere 8 mm betragen. Der größere D Durchmesser 14 bis 30 mm, insbesondere 20mm. Bei sehr Großen, höchstbelasteten und schweren Baugruppen sind die Maße ebenso wie bei Mikrosystemen entsprechend anzupassen.
Der Abstützbereich 28 des Doms 50 ist in dieser vorteilhaften Ausgestaltungsform kegelförmig ausgestaltet. Ebenfalls wäre eine pyramidenförmige Ausgestaltung denkbar. Der eine oder mehrere Flächenbereich 30 des kegelförmigen Abstützbereichs 28 ist in dieser Ausführungsform einstückig und ohne Aussparungen ausgestaltet. Ebenfalls wäre denkbar Aussparungen in die Flächenbereiche 30 einzubringen.
Der kegelförmige Abstützbereich 28 weist vorzugsweise ein erstes Ende 32 und ein zweites Ende 34 auf, wobei das erste Ende 32 einen kleineren Durchmesser aufweist, als der Durchmesser des zweiten Endes 34. Das erste, engeren Ende 32 des Abstützbereichs 28 ist an dem weiteren, zweiten Abstützbereich 23 des Doms 50 angeordnet, das zweite, weitere Ende 34 des Abstützbereichs 28 ist an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet. Hierdurch führt der Flächenbereich 30 bzw. der Mantel 30 des kegelförmigen Abstützbereichs 28 radial von dem weiteren, zweiten Abstützbereich 23 des Doms 50 weg. Auf den weiteren, zweiten Abstützbereich 23 des Doms 50 aufzubringende Kräfte werden über den Abstützbereich 28 auf das Bauteil 36 abgeleitet.
3 zeigt eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung 20 an einem Bauteil 36, das Bauteil 36, ein weiteres, zweites Bauteil 38 sowie ein weiteres, drittes Bauteil 40. Mittels des Befestigungsmittels 26, beispielsweise einer Schraube, eines Stifts, eines Nagel oder einer Niete, wird das weitere, zweite Bauteil 38 sowie das weitere, dritte Bauteil 40 über die Befestigungsvorrichtung 20 mit dem Bauteil 36 verbunden. Hierfür wird das weitere, zweite Bauteil 38, welches ebenfalls eine Öffnung entsprechend der Öffnung 24 zum Aufnehmen des Befestigungsmittels 26 des Aufnahmebereichs 22 aufweist, auf dem Aufnahmebereich 22 derart angeordnet, dass die Öffnung 24 des Aufnahmebereichs 22 und die Öffnung des weiteren, zweiten Bauteils 38 übereinander angeordnet sind. Hierdurch kann das Befestigungsmittel 26, in dieser Ausführung eine Schraube mit einem Gewinde, sowohl durch die Öffnung des weiteren, zweiten Bauteils 38 als auch durch die Öffnung 24 des Aufnahmebereichs 22 der Befestigungsvorrichtung 20 geführt werden.
Das weitere, dritte Bauteil 40 weist ebenfalls eine Öffnung entsprechend der Öffnung 24 zum Aufnehmen des Befestigungsmittels 26 des Aufnahmebereichs 22 auf und wird auf dem weiteren, zweiten Bauteil 38 angeordnet. Das weitere, dritte Bauteil 40 wird derart auf dem weiteren, zweiten Bauteil 38 angeordnet, dass die Öffnung 24 des Aufnahmebereich 22, die Öffnung des weiteren, zweiten Bauteils 38 sowie die Öffnung des weiteren, dritten Bauteils 40 übereinander angeordnet sind. Das Befestigungsmittel 26 kann folglich sowohl durch die Öffnung des weiteren, dritten Bauteils 40, durch die Öffnung des weiteren, zweiten Bauteils 38 als auch durch die Öffnung 24 des Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 geführt werden. Mit anderen Worten verbindet das Befestigungsmittel 26 den Aufnahmebereich 22 des der Befestigungsvorrichtung 20 und folglich das Bauteil 36 mit dem weiteren, zweiten Bauteil 38 und dem weiteren, dritten Bauteil 40.
4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26 sowie einen Abstützbereich 28 auf. Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 weist einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich 22 radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 wegführende Flächenbereiche 30 auf. Ein erstes Ende 32 des einen oder mehreren Flächenbereichs 30 ist an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet und ein zweites Ende 34 des einen oder mehreren Flächenbereichs 30 ist an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet.
In 4 ist weiterhin eine erste Längsachse 42 in axialer Richtung des Aufnahmebereichs 22 gezeigt, welche mittig bzw. axial durch den Aufnahmebereich 22 verläuft. Ferner wird eine zweite Längsachse 44 des Abstützbereichs 28 bzw. des einen oder mehreren Flächenbereichs 30 eingezeichnet, wobei zweite Längsachse 44 mittig entlang eines Flächenbereichs 30 verläuft und folglich radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 wegführt. Der Winkel 46 zwischen der ersten Längsachse 42 des Aufnahmebereichs 22 und der zweite Längsachse 44 des Abstützbereichs 28 in Richtung des Bauteils 36 ist vorzugsweise ein Winkel kleiner 70°.
Ferner wird in 4 gezeigt, wie das Bauteil 36 über die Befestigungsvorrichtung 20 sowie das Befestigungsmittel 26, welches in dieser Ausführungsform eine Schraube mit selbstfurchendem Gewinde ist, mit dem weiteren, zweiten Bauteil 38 und dem weiteren, dritten Bauteil 40 verbunden wird. Hierfür wird das Befestigungsmittel 26 sowohl durch die Öffnung des weiteren, dritten Bauteils 40, durch die Öffnung des weiteren, zweiten Bauteils 38 als auch durch die Öffnung 24 des Aufnahmebereichs 22 der Befestigungsvorrichtung 20 geführt, wobei alle Öffnungen übereinander angeordnet sind.
5 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26 sowie einen Abstützbereich 28 auf. Der Aufnahmebereich 22 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten Seite eine Öffnung 24 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweist. Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 ist in dieser vorteilhaften Ausgestaltungsform kegelförmig ausgestaltet. Ebenfalls wäre eine pyramidenförmige Ausgestaltung denkbar. Der eine oder mehrere Flächenbereich 30 des kegelförmigen Abstützbereichs 28 ist in dieser Ausführungsform einstückig und ohne Aussparungen ausgestaltet.
Der kegelförmige Abstützbereich 28 weist vorzugsweise ein erstes Ende 32 und ein zweites Ende 34 auf, wobei das erste Ende 32 einen kleineren Durchmesser aufweist, als der Durchmesser des zweiten Endes 34. Der Abstützbereich 28 ist mit dem ersten, engeren Ende des Kegels 28 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet und mit dem zweiten, weiteren Ende des Kegels 28 an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet. Hierdurch führt der Mantel des kegelförmigen Abstützbereichs 28 radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 weg. Auf den Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 aufzubringende Kräfte werden über den Abstützbereich 28 auf das Bauteil 36 abgeleitet.
6 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform einer Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26 sowie einen Abstützbereich 28 auf. Der Aufnahmebereich 22 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten, dem Bauteil 36 abgewandten Seite eine Öffnung 24 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweist. Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 ist in dieser vorteilhaften Ausgestaltungsform kegelförmig ausgestaltet. Ebenfalls wäre eine pyramidenförmige Ausgestaltung denkbar. Der kegelförmige Abstützbereich 28 ist mit dem ersten, engeren Ende des Kegels 28 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet und mit dem zweiten, weiteren Ende des Kegels 28 an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet. Hierdurch führt der Mantel des kegelförmigen Abstützbereichs 28 radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 weg. Auf den Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 aufzubringende Kräfte werden über den Abstützbereich 28 auf das Bauteil 36 abgeleitet.
Der Mantel des Kegels 28 weist in dieser vorteilhaften Ausführungsform mehrere Aussparungen 60, 62, 64, 66 auf. In dieser Ausgestaltung ist eine erste Aussparung 60, zweite Aussparung 62, eine dritte Aussparung 64, eine vierte Aussparung 66 sowie eine weitere, fünfte Aussparung aus dem Mantel des Kegels 28 ausgehoben. Die Aussparungen 60, 62, 64, 66 sind trapezförmig gestaltet, wobei die kürzere Seite des Trapezes zum Aufnahmebereich 22 zeigt und die im Gegensatz zur kürzeren Seite, längere Seite zum Bauteil 36 zeigt. Die kürzere Seite und die im Gegensatz zur kürzeren Seite, längere Seite sind vorzugsweise parallel. Hierdurch kann unter anderem Material für die Befestigungsvorrichtung 20 eingespart werden sowie eine konstante Wanddicke gewährleistet werden.
7 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26 sowie einen Abstützbereich 28 auf. Der Aufnahmebereich 22 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten, dem Bauteil 36 abgewandten Seite eine Öffnung 24 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweist.
Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 weist einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich 22 radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 wegführende Flächenbereiche 70, 72, 74, 76, 78 auf. Ein erster Flächenbereichs 70 und ein zweiter Flächenbereich 74 sind mit einem ersten Ende 32 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet und mit einem zweiten Ende 34 an dem zu befestigenden Bauteil 36 angeordnet. In dieser Weiterentwicklung ist das erste Ende 32 des Flächenbereichs 70, 74 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet und das zweite Ende 34 des Flächenbereichs 70, 74 an dem zu befestigenden Bauteil 36 in Bezug auf das erste Ende 32 des entsprechenden Flächenbereichs 70, 74 versetzt angeordnet, wodurch die Flächenbereiche 70, 74 gekrümmt ausgestaltet sind. Hierdurch ist der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 federnd ausgeführt.
Die Flächenbereichen 72, 76 und 78 sind am Bauteil 36 angeordnet und dienen als Sicherung, damit keine Gegenstände zwischen den Flächenbereichen hindurchfallen und/oder damit keine Befestigungsmittel 26 und/oder Schraubendreher hindurchgesteckt werden.
8 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36. Das Bauteil 36 ist in dieser Ausführungsform ein Ring 80. In einer Weiterentwicklung kann der Ring 80 an einem weiteren Bauteil angeordnet werden. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26 sowie einen Abstützbereich 28 auf. Der Aufnahmebereich 22 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten, dem Bauteil 36 abgewandten Seite eine Öffnung 24 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweist.
Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 weist einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich 22 radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 wegführende Flächenbereiche 82, 84 auf. Ein erster Flächenbereich 82, ein zweiter Flächenbereich 84 und ein dritter Flächenbereich sind mit einem ersten Ende 32 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 und mit einem zweiten Ende 34 an dem Ring 80 derart angeordnet, das das erste Ende 32 des Flächenbereichs 82, 84 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 und das zweite Ende 34 des Flächenbereichs 82, 84 an dem Ring 80 in Bezug auf das erste Ende 32 des entsprechenden Flächenbereichs 82, 84 versetzt angeordnet, wodurch die Flächenbereiche 82, 84 gekrümmt ausgestaltet sind. Hierdurch ist der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 federnd ausgeführt.
Das erste Ende 32 des Flächenbereichs 82, 84 ist in dieser Weiterentwicklung auf der Oberfläche des zylinderförmigen Aufnahmebereichs 22 derart angeordnet, dass weniger als die Hälfte des zylinderförmigen Aufnahmebereichs 22 in den Abstützbereich 28 hineinragt. Mehr als die Hälfte des zylinderförmigen Aufnahmebereichs 22 ragt somit über den Abstützbereich 28 hinaus.
Die Befestigungsvorrichtung 20 kann beispielsweise aus Kunststoff, zum Beispiel aus ABS, PC, PP, POM, insbesondere PPS 65 und/oder RYTON® 111 und/oder aus metallischen Gusswerkstoffen, beispielsweise Magnesium AZ 91 ausgeführt sein.
Befestigt die Befestigungsvorrichtung 20 zwei elektrisch leitende Bauteile, beispielsweise eine Leiterplatte mit Magnesiumträger, welche nicht elektrisch und/oder elektromagnetisch verbunden sein sollen, so kann die Befestigungsvorrichtung 20 aus einem Material bestehen, welches als Isolator dient. Ferner ist es mittels der Befestigungsvorrichtung 20 möglich wärmebelastete temperatursensible Bauteile, zum Beispiel Aluminiumplatten voneinander zu entkoppeln, wobei die Befestigungsvorrichtung 20 als thermischer Isolator wirkt.
9 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36 gemäß 8. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26 sowie einen Abstützbereich 28 auf. Der Aufnahmebereich 22 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten Seite eine Öffnung 24 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweist. Der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 weist einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich 22 radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 wegführende Flächenbereiche 82, 84 auf. Ein erster Flächenbereich 82 und ein zweiter Flächenbereich 84 sind mit einem ersten Ende 32 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 und mit einem zweiten Ende 34 an dem Ring 80 derart angeordnet, das das erste Ende 32 des Flächenbereichs 82, 84 an dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 und das zweite Ende 34 des Flächenbereichs 82, 84 an dem Ring 80 in Bezug auf das erste Ende 32 des entsprechenden Flächenbereichs 82, 84 versetzt angeordnet, wodurch die Flächenbereiche 82, 84 gekrümmt ausgestaltet sind. Hierdurch ist der Abstützbereich 28 der Befestigungsvorrichtung 20 federnd ausgeführt.
Das Bauteil 36 ist in dieser Ausführungsform ein Ring 80, wobei der Ring 80 an einem weiteren Bauteil angeordnet werden kann. In dieser Ausgestaltungsform sind an dem Ring 80 weitere Aufnahmebereiche 90, 92 angeordnet, wobei die weiteren Aufnahmebereiche 90, 92 entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet sind, welche Öffnungen zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweisen. Mittels dieser Aufnahmebereiche 90, 92 sowie weiterer Befestigungsmittel 26, beispielsweise Schrauben, Stifte, Nieten oder Nägel, kann die Befestigungsvorrichtung 20 an einem weiteren Bauteil angeordnet werden. Ein weiterer, erster Aufnahmebereich 90, ein weiterer, zweiter Aufnahmebereich 92 sowie ein dritter Aufnahmebereich sind entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet. Der erste, weitere Aufnahmebereich 90 weist eine erste Öffnung 94 und der zweite, weitere Aufnahmebereich 92 weist eine zweite Öffnung 96 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 auf. Die weiteren Aufnahmebereiche 90, 92 sind derart an dem Ring 80 angeordnet, dass eine Längsachse der weiteren Aufnahmebereiche 90, 92 parallel zu Längsachse des Aufnahmebereichs 22 angeordnet ist.
Anstelle weiterer Aufnahmebereiche 90, 92 können auch Klipse oder Klipsverbindungen an der Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet werden, um die Befestigungsvorrichtung 20 an einem weiteren Bauteil zu befestigen. Auch sind Kleben, Heißverstemmen oder Vibrationsschweißen möglich.
10 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen eines Bauteils 36. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist einen Aufnahmebereich 22 mit einer Öffnung 24 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels 26 sowie einen Abstützbereich 28 auf. Der Aufnahmebereich 22 ist in dieser Ausführungsform entsprechend eines hohlen Zylinders ausgestaltet, welcher auf einer ersten, dem Bauteil 36 abgewandten Seite eine Öffnung 24 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 26 aufweist.
In dieser Weiterentwicklung weist die Öffnung 24 in dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 zwei oder mehrere Erhebungen 100 auf, wobei die Erhebungen 100 radial zu einer Mitte der Öffnung 24 bzw. zur einer Längsachse des Aufnahmebereichs 22 angeordnet sind. Die Erhebungen 100 erstrecken sich in vorzugsweise vom oberen Rand der Öffnung 24 bis zum Boden der Öffnung 24 des Aufnahmebereichs 22.
Die Erhebungen 100 können symmetrisch zur Längsachse angeordnet werden. In einer Ausgestaltung können die Erhebungen 100 schräg angeordnet werden, wodurch eine Sicherung des Befestigungsmittels 26, beispielsweise eine Schraube mit selbstfurchendem Gewinde, realisiert werden kann. Die Erhebungen 100 bestehen vorzugsweise zumindest teilweise aus einem plastisch verformbaren Material. Hierdurch können die Erhebungen 100 beispielsweise mittels einer Schraube mit selbstfurchendem Gewinde plastisch verformt werden. Mit anderen Worten schneidet die Schraube 26 mit dem Gewinde ein Gewinde in die Erhebungen 100 des Aufnahmebereichs 22.
Alternativ könnte in dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 ein Gewinde eingebracht sein.
11 zeigt eine Öffnung 24 eines Aufnahmebereichs 22 einer Befestigungsvorrichtung 20. In dieser Ausführung weist die Öffnung 24 in dem Aufnahmebereich 22 der Befestigungsvorrichtung 20 mehrere Erhebungen 100 auf, wobei die Erhebungen 100 radial zu einer Mitte der Öffnung 24 bzw. zur einer Längsachse des Aufnahmebereichs 22 angeordnet sind.
Die Erhebungen 100 können beispielsweise entsprechend eines Zahnes eines Zahnrades ausgestaltet sein. Alternativ können die Erhebungen 100 nicht symmetrisch bzw. schräg, vorzugsweise als Dreieck oder trapezförmig, ausgestaltet sein. Die kürzere Seite des Trapezes zeigt zum Beispiel zur Mitte der Öffnung 24 und die im Gegensatz zur kürzeren Seite, längere und parallele Seite ist an der Innenseite der Öffnung 24 angeordnet. Die kürzere Seite und die im Gegensatz zur kürzeren Seite, längere Seite sind vorzugsweise parallel. Die beiden Seiten bzw. Schenkel des Trapezes sind in dieser Ausgestaltung nicht gleich lang. Beispielsweise kann ein rechtwinkliges Trapez verwendet werden. Hierdurch erscheinen die Erhebungen 100 schräg.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202014103640 [0001]

Claims

Befestigungsvorrichtung (20) zum Befestigen eines Bauteils (36), aufweisend eine Öffnung (24) dadurch gekennzeichnet dass, die Befestigungsvorrichtung (20) einen Aufnahmebereich (22) mit der Öffnung (24) zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels (26) und einen Abstützbereich (28) aufweist, dass der Abstützbereich (28) der Befestigungsvorrichtung (20) einen oder mehrere bezogen auf den Aufnahmebereich (22) radial nach außen angeordnete und/oder radial von dem Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) wegführende Flächenbereiche (30) aufweist, dass ein erstes Ende (32) des einen oder mehreren Flächenbereichs (30) an dem Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) und ein zweites Ende (34) des einen oder mehreren Flächenbereichs (30) an dem zu befestigenden Bauteil (36) angeordnet ist und dass eine auf den Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) aufzubringende Kraft über den Abstützbereich (28) auf das Bauteil (36) abgeleitet wird.
Befestigungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder mehrere Flächenbereiche (30) des Abstützbereichs (28) der Befestigungsvorrichtung (20) zumindest teilweise in Richtung der aufzubringenden Kraft angeordnet sind.
Befestigungsvorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) eine Längsachse (42) in axialer Richtung aufweist und dass der eine oder mehrere Flächenbereich (30) des Abstützbereichs (28) der Befestigungsvorrichtung (20) zu dieser Längsachse (42) einen Winkel (46) kleiner als 70° aufweist.
Befestigungsvorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder mehrere Flächenbereich (30) des Abstützbereichs (28) der Befestigungsvorrichtung (20) geschlossen ausgebildet ist, insbesondere kegelförmig oder pyramidenförmig.
Befestigungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützbereich (28) der Befestigungsvorrichtung (20) entsprechend eines Mantels eines Kegels oder einer Pyramide ausgeführt ist.
Befestigungsvorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder mehrere Flächenbereich (30) des Abstützbereichs (28) der Befestigungsvorrichtung (20) Aussparungen (60, 62, 64, 66) aufweist.
Befestigungsvorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (32) des einen oder mehreren Flächenbereichs (30) an dem Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) angeordnet ist und das zweite Ende (34) des einen oder mehreren Flächenbereichs (30) an dem zu befestigenden Bauteil (36) in Bezug auf das erste Ende (32) des einen oder mehreren Flächenbereichs (30) versetzt angeordnet ist und dass der Abstützbereich (28) der Befestigungsvorrichtung (20) federnd ausgeführt ist.
Befestigungsvorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (20) zumindest teilweise aus einem elastisch verformbaren Material besteht.
Befestigungsvorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) in dem Aufnahmebereich (22) der Befestigungsvorrichtung (20) zwei oder mehrere Erhebungen (100) aufweist und dass die Erhebungen (100) radial zu einer Mitte der Öffnung (24) angeordnet sind.
Befestigungsvorrichtung (20) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (100) zumindest teilweise aus einem plastisch verformbaren Material bestehen.
Bauteil (36) mit einer Befestigungsvorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche.