DE102017223636A1

DE102017223636A1 - Montageeinheit sowie Fixierhülse für eine solche Montageeinheit

Info

Publication number: DE102017223636A1
Application number: DE102017223636.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schneider Wilhelm; Stefan Braun
Original assignee: Richard Bergner Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: RICHARD BERGNER HOLDING GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montageeinheit (2) mit einem Montageteil (8A,8B), einer Fixierhülse (4) und einem Befestigungselement (6), wobei das Montageteil (8A,8B) und ein sich entlang einer Axialrichtung (14) erstreckendes Durchgangsloch (10) aufweist, durch das ein Schaftteil (22) des Befestigungselements (6) geführt ist. Das Befestigungselement (6) wird mittels einer Fixierhülse (4) im Durchgangsloch (10) gehalten. Die Fixierhülse (4) weist zumindest eine erste Haltelasche (28A) sowie zumindest eine zweite Haltelasche (28B) auf, die einen radial nach innen ragenden Steg (20) im Durchgangsloch (10) für einen doppelt wirksamen Formschluss über- und untergreifen. Durch diese Ausbildung ist eine zuverlässige Fixierung bei gleichzeitig kurzer Baulänge der Fixierhülse (4) gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Fixierhülse für eine derartige Montageeinheit.
Eine solche Montageeinheit ist beispielsweise aus der DE 103 51 716 B4 zu entnehmen. Die bekannte Montageeinheit umfasst ein Montageteil sowie eine Fixierhülse und bildet eine vorgefertigte Baugruppe. Die Fixierhülse ist in einem Durchgangsloch des Montageteils mittels Haltelaschen formschlüssig gehalten. Hierzu übergreift eine erste, längere Haltelasche eine Oberseite des Montageteils und eine zweite, kürzere Haltelasche untergreift eine Unterseite des Montageteils. Bei dem bekannten Montageteil handelt es sich beispielsweise um ein Dichtungselement für eine Zylinderkopfdichtung eines Kraftfahrzeuges.
Derartige vorgefertigte Montageeinheiten erlauben bei der Montage von Komponenten und Bauteilen ein vereinfachtes Zusammenfügen der Bauteile.
Aus der DE 11 2012 001 820 T5 ist eine weitere derartige Montageeinheit zu entnehmen. Die darin beschriebene Fixierhülse weist in einer Ausführungsvariante lediglich erste Haltelaschen auf, die die Oberseite des Montageteils übergreifen. An dem unteren Ende der Fixierhülse sind zweite und dritte Haltelaschen ausgebildet, die einerseits nach innen gebogen sind, um die Schraube zu halten, andererseits nach außen, um gegen eine weitere Hülse verspannt zu werden, die zusätzlich im Montageteil eingebracht ist.
Eine weitere Montageeinheit ist aus der US 2003/0108402 A1 zu entnehmen. Die darin beschriebene Fixierhülse weist einen oberen Kragen auf, welcher auf der Oberseite des Montageteils aufliegt. Im weiteren Verlauf sind aus der Fixierhülse radial nach innen sowie radial nach außen gebogene Haltelaschen ausgebildet. Über die radial nach außen gebogenen Haltelaschen wird die Fixierhülse in dem Durchgangsloch lediglich klemmend gehalten. Die Fixierhülse weist dabei eine Länge auf, die geringer ist als die Länge des Durchgangslochs, sodass die Fixierhülse nicht über das Montageteil übersteht. Allerdings ist hierdurch kein Hintergreifen der Unterseite des Montageteils für eine formschlüssige Befestigung mit einem in beiden Richtungen wirkenden Formschluss ermöglicht.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Montageeinheit zu ermöglichen, bei der eine formschlüssige Sicherung einer Fixierhülse in einem Montageteil bei einer kurzen Bauform der Fixierhülse ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Montageeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese umfasst ein Montageteil, eine Fixierhülse sowie vorzugsweise ein Befestigungselement, welches über die Fixierhülse am Montageteil unverlierbar gehalten ist. Das Montageteil weist hierbei eine Oberseite sowie eine Unterseite und ein sich entlang einer Mittenlängsachse in einer Axialrichtung erstreckendes Durchgangsloch mit einer ersten Länge auf. Das Befestigungselement weist einen Schaftteil auf, der sich zumindest in einer Endmontagesituation durch das Durchgangsloch hindurch erstreckt. Die Fixierhülse weist mehrere unterschiedliche Typen von federelastischen Haltelaschen auf, nämlich zumindest eine erste Haltelasche und zumindest eine zweite Haltelasche. Weiterhin weist das Durchgangsloch einen radial nach innen ragenden Steg auf, welcher von der ersten Haltelasche übergriffen und von der zweiten Haltelasche untergriffen ist. Dadurch ist die Fixierhülse formschlüssig am Montageteil gehalten mit einem in beide Richtungen (in und entgegen der Axialrichtung) wirksamen Formschluss.
Die Fixierhülse ist allgemein zur insbesondere unverlierbaren Halterung des Befestigungselements ausgebildet. Hierzu weist sie vorzugsweise radial nach innen kragende dritte Haltelaschen auf. Das Befestigungselement ist im Auslieferungszustand der Montageeinheit nicht zwingend Bestandteil derselben sondern kann später noch in die Fixierhülse eingesteckt werden.
Entgegen den üblichen Ausgestaltungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ist daher innerhalb des Durchgangslochs durch den Steg eine radial hervorstehende Haltekontur ausgebildet, welche quasi ein Gegenlager für die Fixierhülse zur formschlüssigen Befestigung bildet. Für die formschlüssige Befestigung reicht es aus, wenn die Ober- und Unterseite dieses radial nach innen ragenden Stegs über- bzw. untergriffen wird. Für die beidseitig wirksame formschlüssige Sicherung muss daher gerade nicht Oberseite und Unterseite des Montageteils über bzw. untergriffen werden. Hierdurch wird der besondere Vorteil erzielt, dass die Fixierhülse eine vergleichsweise kurze Länge aufweisen kann und insbesondere vollständig innerhalb des Durchgangslochs angeordnet sein kann, ohne über die Unterseite über zu stehen.
Bei dem Steg handelt es sich vorzugsweise um einen umlaufenden Ringsteg. Alternativ hierzu ist der Steg nur in Teilbereichen um den Umfang des Durchgangslochs ausgebildet und setzt sich beispielsweise aus mehreren Teilstücken zusammen, die zwischen sich jeweils eine Lücke einschließen. Vorzugsweise weicht die Verteilung und Breite der Lücken und der Teilstücke von der Verteilung und der Breite der ersten Haltelaschen ab. Hierdurch ist sichergestellt, dass die ersten Haltelaschen immer zumindest teilweise den durch die Teilstücke ausgebildeten Steg hintergreifen.
Bei dem Montageteil handelt es sich allgemein um ein Bauteil, welches an einem anderen Bauteil befestigt wird. Häufig ist an dem Montageteil eine Mehrzahl von Durchgangslöchern vorgesehen, in denen jeweils eine Fixierhülse mit darin gehaltenem Befestigungselement angeordnet ist. Speziell handelt es sich bei dem Montageteil um ein Bauteil zur Montage an einem Kraftfahrzeugbauteil.
Bei dem Montageteil handelt es sich vorzugsweise um ein einstückiges Bauteil, bei dem der radial nach innen ragende Steg unmittelbar an oder aus einer Innenwandung des Durchgangslochs ausgeformt ist. Der Steg wird beispielsweise durch einen Umformvorgang, wie Stauchen oder Pressen, ausgebildet. Alternativ wird der Steg durch einen Spanvorgang ausgebildet oder bei dem Montageteil handelt es sich um ein Gussteil, bei dem der Steg bereits als einstückiges Teil des Gussteils ausgebildet ist.
Die Fixierhülse und / oder das Montageteil können grundsätzlich aus unterschiedlichen Materialien, wie beispielsweise Metall oder auch Kunststoff, bestehen. Vorzugsweise bestehen sie jedoch aus Metall. Bei der Fixierhülse handelt es sich insbesondere um ein Blechbiegeteil.
Unter Fixierhülse wird allgemein ein Bauteil verstanden, welches eine innere Durchgangsöffnung für das Befestigungselement aufweist und welches zur formschlüssigen Befestigung im Montageteil geeignet ist. Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, ist die Fixierhülse als eine in etwa zylindrische Hülse ausgebildet. Abweichende Querschnittsgeometrien, wie beispielsweise eine ovale oder auch rechteckige Querschnittsgeometrie, sind ebenfalls möglich. Die Wandung der Hülse muss auch nicht umlaufend sein. Beispielsweise weist sie bei einer rechteckigen Querschnittskontur lediglich zwei gegenüberliegende verlaufende Wandungsabschnitte mit den entsprechenden Haltelaschen auf.
Das Befestigungselement weist typischerweise einen Kopf auf, welcher sich an den Schaftteil anschließt, und welcher über das Durchgangsloch übersteht und in der Montageposition auf der Oberseite des Bauteils aufliegt. Alternativ zur Ausgestaltung mit einem Kopf ist das Befestigungselement als Bolzen ausgebildet. Am Schaftteil, insbesondere unmittelbar unterhalb des Kopfes, ist vorzugsweise eine Ringnut ausgebildet.
Der Schaftteil weist vorzugsweise ein Gewinde auf. Ein solches weist allgemein einen spiralförmigen Gewindegang auf, welcher seitlich von Gewindeflanken begrenzt ist, die sich von einem Grund des Gewindes zu einer Gewindespitze erstrecken.
In bevorzugter Ausgestaltung weist die Fixierhülse in Längsrichtung eine zweite Länge auf, die kleiner gleich der ersten Länge des Durchgangslochs und damit kleiner gleich einer Dicke (in Axialrichtung betrachtet) des Montageteils ist. Durch diese Maßnahme steht die Fixierhülse bevorzugt nicht über die Unterseite des Bauteils über. Dies ist für viele Montageanwendungen von Vorteil, da das Montageteil plan auf das zweite Bauteil aufgelegt werden kann. Die zweite Länge der Fixierhülse liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich zwischen 6 mm und 10 mm.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Steg in Richtung der Mittenlängsachse betrachtet von der Oberseite des Montageteils beabstandet. Speziell ist dabei vorgesehen, dass die den Steg übergreifende Haltelasche nicht über die Oberseite des Montageteils übersteht. Speziell in Kombination mit der kürzeren Länge der Fixierhülse im Vergleich zum Durchgangsloch ist dadurch gewährleistet, dass die Fixierhülse weder über die Oberseite, noch über die Unterseite übersteht. Vielmehr bildet die Oberseite eine plane Oberseite, auf die ein Kopf des Befestigungselements plan aufliegt.
Grundsätzlich ist es jedoch möglich, dass die erste Haltelasche die Oberseite oder Unterseite übergreift und der radial nach innen stehende Steg mit seiner Oberseite bzw. Unterseite beispielsweise bündig mit der Oberseite bzw. Unterseite des Montageteils abschließt. Die erste Haltelasche steht mit einem überstehenden Teil über die Oberseite oder Unterseite über. Schließt der Steg bündig mit der Oberseite ab, so ist an der Unterseite eines Kopfes des Befestigungselements bevorzugt eine Aussparung ausgebildet, in die dann der über die Oberseite überstehende Teil der ersten Haltelasche eintauchen kann.
Der Steg ist dabei vorzugsweise in einem randseitigen Drittel, vorzugsweise im oberen Drittel oder alternativ im unteren Drittel des Durchgangslochs ausgebildet. Der Abstand der Oberseite des Stegs (alternativ Unterseite des Stegs) zur Oberseite (alternativ Unterseite) des Montageteils entspricht beispielsweise dem Einbis Zweifachen der Dicke des übergreifenden Teils der ersten Haltelasche, speziell der Blechdicke. Der übergreifende Teil ist nur geringfügig unterhalb der Oberseite (alternativ oberhalb der Unterseite) angeordnet und fluchtet beispielsweise zumindest nahezu mit dieser.
Weiterhin ist in zweckdienlicher Ausgestaltung vorgesehen, dass der Steg nur eine vergleichsweise geringe Dicke im Vergleich mit der ersten Länge des Durchgangslochs aufweist. Bei dem Steg handelt es sich daher lediglich um einen schmalen Steg, der sich zumindest in Teilbereichen oder vollständig um den Umfang des Durchgangslochs erstreckt. Die Dicke entspricht dabei vorzugsweise maximal einem Drittel, und vorzugsweise maximal dem 0,1-fachen, der Länge des Durchgangslochs. Allgemein liegt die Dicke des Stegs, also seine Ausdehnung in Richtung der Mittenlängsachse betrachtet, zwischen 1 und 3 mm. Durch die Anordnung des Stegs insbesondere im oberen Drittel oder oberen Fünftel des Durchgangsloches, ist dadurch allgemein erreicht, dass der Abstand des Stegs zur gegenüberliegenden Seite des Montageteils deutlich länger ist. In diesen Freiraum erstreckt sich dann die Fixierhülse, welche vorzugsweise vollständig im Durchgangsloch aufgenommen ist.
Zur Fixierung des Befestigungselements innerhalb der Fixierhülse weist diese in zweckdienlicher Ausgestaltung weiterhin eine dritte federelastische Haltelasche auf, welche radial nach innen kragt und den Schaftteil des Befestigungselements hält. Hierzu ist vorzugsweise eine klemmende und/oder formschlüssige Halterung des Befestigungselements an einer definierten axialen Position ermöglicht. Die von der dritten Haltelasche ausgeübte Haltekraft ist dabei ausreichend, dass das Befestigungselement an vorzugsweise beliebigen oder auch diskreten Positionen in einer Vormontageposition gehalten werden kann, vorzugsweise derart, dass das Befestigungselement in dieser Vormontageposition nicht über die Unterseite des Montageteils übersteht.
In bevorzugter Ausgestaltung weist die dritte Haltelasche hierzu einen sich im Wesentlichen parallel zur Mittenlängsache erstreckenden Klemmabschnitt auf, welcher am Schaftteil des Befestigungselements anliegt. Über den Klemmabschnitt wird daher eine Klemmkraft ausgeübt, die das Befestigungselement hält. Durch die parallele Anordnung ist hierbei ein vergleichsweise großer Klemmbereich in Richtung der Mittenlängsachse ausgebildet. Speziell ist hierbei vorgesehen, dass die Länge des Klemmabschnitts derart bemessen ist, dass mehrere, zumindest zwei und vorzugsweise zwei bis vier oder fünf Gewindespitzen eines am Schaftteil des Befestigungselements ausgebildeten Gewindes überdeckt sind. Der Klemmabschnitt liegt daher gleichzeitig an mehreren in Axialrichtung voneinander beabstandeten Gewindespitzen des Gewindes an. Dadurch wird erreicht, dass das Befestigungselement achsparallel im Durchgangsloch der Fixierhülse gehalten ist.
Alternativ oder ergänzend umfasst die dritte Haltelasche ein radial nach innen abstehendes Halteteil, welches insbesondere nach Art einer Nase und vorzugsweise nach Art einer Noppe ausgebildet ist. Diese Nase bildet dabei mit dem Schaftteil des Befestigungselements einen in Längsrichtung wirksamen Formschluss aus. Hierzu greift es insbesondere in einen Abschnitt eines Gewindegangs eines Gewindes oder in eine Ringnut am Schaftteil des Befestigungselements ein. Zweckdienlicherweise ist dabei die Nase unmittelbar am Klemmabschnitt angeordnet, insbesondere ausgeformt.
Zweckdienlicherweise sind mehrere um den Umfang verteilte dritte Haltelaschen mit jeweils einer derartigen Nase vorgesehen. Die Nasen sind dabei in Richtung der Mittenlängsachse betrachtet an unterschiedlichen Axialpositionen angeordnet und zwar derart, dass sie korrespondierend zur Gewindesteigung versetzt zueinander angeordnet sind. Der Abstand in Axialrichtung zwischen zwei in Umfangsrichtung unter einem definierten Winkelabstand benachbarten Nasen entspricht daher dem axialen Abstand zwischen zwei Teilabschnitten des Gewindegangs des Gewindes mit vorgegebener Gewindesteigung, wobei die beiden Teilabschnitte in Umfangsrichtung unter dem definierten Winkelabstand beabstandet sind.
Durch diese Maßnahme lässt sich das Befestigungselement, insbesondere die Schraube quasi über die radial abstehenden Nasen in die Fixierhülse eindrehen. Alternativ oder ergänzend ist durch die federelastische Ausgestaltung der dritten Haltelasche auch ermöglicht, dass das Befestigungselement einfach in Axialrichtung ohne Drehbewegung eingesteckt wird. Durch die Federelastizität geben die dritten Haltelaschen nach und rasten dabei jeweils über die radial vorstehende Nase in den Gewindegang ein.
Wie bereits erwähnt, ist die Nase vorzugsweise als Noppe ausgebildet, also speziell als eine Art radial abstehendes Kugelsegment. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist dabei die Ausdehnung der Noppe kleiner dem Abstand zwischen zwei Gewindespitzen, sodass die Noppe vollständig in den Gewindegang eintauchen kann. Alternativ hierzu ist die Ausdehnung der Noppe größer als der Abstand zwischen zwei Gewindespitzen, sodass also die Noppe nur teilweise in den Gewindegang eindringt. Hierdurch wird eine verbesserte axiale und/oder radiale Führung und Positionierung erreicht.
Im Hinblick auf die unterschiedlichen Funktionen der verschiedenen Haltelaschen weisen diese allgemein unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere unterschiedliche Längen auf und/oder sind unterschiedlich in Axialrichtung also in Richtung der Mittenlängsachse geneigt. So ist allgemein die erste Haltelasche länger als die zweite Haltelasche ausgebildet. Weiterhin ist die erste Haltelasche vorzugsweise steiler bezüglich der Mittenlängsachse orientiert als die zweite Haltelasche.
Die erste Haltelasche weist vorzugsweise einen an ihrem oberen Ende nach außen umgebogenen Halteabschnitt auf, welcher die Oberseite des Stegs übergreift. Im Unterschied hierzu ist in zweckdienlicher Ausgestaltung bei der zweiten Haltelasche das obere Ende nicht umgebogen.
Sowohl die erste als auch die zweite Haltelasche sind bezüglich der Mittenlängsachse nach außen geneigt angeordnet. Im Unterschied hierzu ist die dritte Haltelasche radial nach innen zur Mittenlängsachse geneigt angeordnet.
Die Haltelaschen, vorzugsweise die Haltelaschen aller drei Typen, sind vorzugsweise lediglich mit einem Ende mit einer Basis der Fixierhülse verbunden und stehen mit dem anderen Ende freiendseitig ab. Hierdurch wird eine gute Federwirkung erreicht.
In bevorzugter Weiterbildung weist die Fixierhülse eine insbesondere ringförmige Basis auf, von der sämtliche Haltelaschen lediglich zu einer Seite hin frei abstehen. Die Basis bildet hierdurch ein mechanisch weitgehend steifes Gebilde aus, von dem aus sich die einzelnen Haltelaschen mit möglichst großer Länge erstrecken können. Durch die Anordnung auf lediglich einer Seite wird der Vorteil erzielt, dass die Baulänge der Fixierhülse insgesamt bei guten federelastischen Eigenschaften kurz gehalten werden kann. Die Fixierhülse ist insgesamt vorzugsweise nach Art einer Krone ausgebildet mit der ringförmigen Basis, von der einseitig z.B. nach oben die einzelnen Haltelaschen abstehen.
Zweckdienlicherweise sind um den Umfang verteilt von jedem Typ Haltelaschen mehrere Haltelaschen angeordnet. Zweckdienlicherweise sind dabei um den Umfang verteilt jeweils drei oder vier Haltelaschen eines jeweiligen Typs angeordnet. Diese sind dabei zweckdienlicherweise gleich verteilt angeordnet. Bei drei Haltelaschen eines jeweiligen Typs sind diese daher jeweils um 120° zueinander versetzt angeordnet. Bei vier Haltelaschen wäre es ein 90°-Versatz etc. Zwischen einander benachbarten Haltelaschen ist dabei vorzugsweise jeweils ein Spalt ausgebildet.
Weiterhin bilden die drei Typen an Haltelaschen jeweils eine Gruppe mit definierter Reihenfolge, beispielsweise erste Haltelasche, zweite Haltelasche, dritte Haltelasche (in Umfangsrichtung betrachtet) und eine derartige Gruppe ist um den Umfang verteilt wiederholt in gleicher Reihenfolge angeordnet.
Bei der Fixierhülse handelt es sich allgemein um eine zu einer in etwa - zumindest im Bereich der Basis - ringförmig gebogenen Hülse aus Blech. Zwischen den gebogenen Blechenden ist dabei in zweckdienlicher Ausgestaltung ein Trennschlitz ausgebildet. Dieser Trennschlitz ermöglicht eine federelastische Anpassung an den Durchmesser des Durchgangslochs, sodass ein einfaches Einsetzen der Fixierhülse in das Durchgangsloch bei zuverlässiger Befestigung gewährleistet ist. Die einzelnen Haltelaschen werden beispielsweise durch einen Stanzvorgang vor dem Biegen des Bleches erzeugt.
Der Trennschlitz ist dabei vorzugsweise zwischen zwei sich in Umfangsrichtung überlappenden Endabschnitten der ringförmigen Basis ausgebildet, so dass er beispielsweise gestuft verläuft. Bei den Fixierhülsen handelt es sich typischerweise um Schüttgut. Durch diese Maßnahme mit den überlappenden Endabschnitten wird ein Verhaken der verschiedenen Fixierhülsen vermieden.
Bei dem Montageteil handelt es sich allgemein um ein Anbauteil, welches zur Befestigung an einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Motorbauteil eines Kraftfahrzeugs, einem Gehäuse oder auch einer Tragstruktur speziell eines Kraftfahrzeugs befestigt wird. Die Unterseite des Montageteils ist dabei zum weiteren Bauteil orientiert.
Dabei ist das Montageteil gemäß einer ersten Ausführungsvariante als ein Trägerelement, z.B. in Form eines Einpresselements mit dem Durchgangsloch ausgebildet oder weist zumindest ein solches Einpresselement auf. Das Trägerelement ist mit dem Durchgangsloch ausgebildet, in dem die Fixierhülse einliegt. Das Einpresselement selbst ist dabei beispielsweise nach Art einer Einpressmutter (jedoch ohne Innengewinde) ausgebildet. Es weist an seiner Unterseite einen Einpresskragen auf. Zur Befestigung an einem Bauteil wird das Einpresselement durch einen üblichen Einpressvorgang in ein Bauteil eingepresst. Bei diesem Bauteil handelt es sich dann beispielsweise um ein vergleichsweise dünnes Blech, welches eine Blechdicke kleiner der Länge der Fixierhülse aufweist. Alternativ wird das Trägerelement anderweitig beispielsweise stoffschlüssig durch Schweißen oder Kleben am Bauteil befestigt. Das Trägerelement dient insofern als ein Hilfsmittel zur Befestigung am Blech. Das Blech in Kombination mit dem Trägerelement bildet dabei zweckdienlicherweise das Montageteil.
Alternativ, wenn das Montageteil selbst bereits eine ausreichende Dicke aufweist, ist die Fixierhülse direkt darin befestigt. In diesem Fall ist das Durchgangsloch in einem Befestigungsflansch des Montageteils angebracht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Fixierhülse mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:

1 eine Montageeinheit mit Montageteil, Fixierhülse und Befestigungselement, wobei das Befestigungselement vollständig durch ein Durchgangsloch im Montageteil hindurch gesteckt ist,
2 eine Darstellung ähnlich 1, wobei das Befestigungselement in einer Vormontageposition angeordnet ist und nicht vollständig durch das Durchgangsloch durchgesteckt ist,
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Montageeinheit mit einem Einpresselement als Montageteil,
4 ein als Einpresselement ausgebildetes und im Schnitt dargestelltes Montageteil mit darin befestigter Fixierhülse,
5 eine perspektivische Darstellung der Fixierhülse,
6 eine Aufsicht der in 5 dargestellten Fixierhülse sowie
7,8 unterschiedliche Schnittdarstellungen der in der 5 dargestellten Fixierhülse.

In den Figuren sind gleich wirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in der 1 bis 3 dargestellten Montageeinheiten 2 weisen jeweils eine Fixierhülse 4, ein insbesondere als Schraube ausgebildetes Befestigungselement 6 sowie ein Montageteil 8A,8B auf. In den Ausführungsvarianten der 1 und 2 ist das Montageteil als ein massives Element, beispielsweise als ein Befestigungsflansch 8A ausgebildet. In der Ausführungsvariante der 3 ist das Montageteil demgegenüber als ein Einpresselement 8B, insbesondere nach Art einer Einpressmutter ausgebildet.
In beiden Fällen weist das Montageteil 8A,8B ein Durchgangsloch 10 auf, welches sich entlang einer Mittenlängsachse 12 in einer Axialrichtung 14 erstreckt. Das Montagebauteil 8A,8B weist allgemein eine Oberseite 16 sowie eine Unterseite 18 auf.
Innerhalb des Durchgangslochs 10 ist ein insbesondere umlaufender und als Ringsteg ausgebildeter Steg 20 ausgeformt, der radial nach innen in das Durchgangsloch 10 hinein kragt. Der Steg 20 ist dabei von der Oberseite 16 beabstandet, jedoch in unmittelbarer Nähe dieser Oberseite 16 angeordnet. Der Abstand einer Oberseite des Stegs 20 zur Oberseite 16 liegt beispielsweise lediglich im Bereich von 0,5mm bis 1,5 mm. Demgegenüber weist der Steg 20 zur Unterseite 18 hin einen deutlich größeren Abstand von beispielsweise zumindest 4 mm oder auch 8 mm auf. Das Durchgangsloch 10 weist eine erste Länge 11 auf, die zugleich eine Dicke oder Höhe des Montageteils 8A,8B definiert. Der Steg wiederum weist eine Dicke d auf, die entsprechend deutlich kleiner als die erste Länge 11 ist. Die Dicke d liegt beispielsweise im Bereich zwischen 1 mm und 2 mm und die erste Länge 11 liegt typischerweise >6mm und vorzugsweise >8mm oder auch größer >10 mm und ist vorzugsweise <10mm oder < 20mm.
Weiterhin weist die Fixierhülse 4 in Axialrichtung 14 betrachtet eine zweite Länge 12 auf, die kleiner oder maximal gleich der ersten Länge 11 ist. Bei der Ausgestaltung des Montageteils als Befestigungsflansch 8A kann die erste Länge 11 deutlich größer als die zweite Länge 12 der Fixierhülse 4 sein. Dies hängt von den Anforderungen an die Bauteildicke des Befestigungsflansches 8A ab. Im Ausführungsbeispiel ist hier die erste Länge 11 beispielsweise um mehr als den Faktor 2 größer als die zweite Länge 12 der Fixierhülse 4. Die Länge 11 beträgt beispielsweise maximal das Dreifache der Länge 12.
Alternativ hierzu, wie dies beispielsweise bei der Ausführungsvariante des Montageteils als Einpresselement 8B gemäß den 3 und 4 dargestellt ist, ist die zweite Länge 12 lediglich geringfügig kürzer als die Länge 11 des Einpresselements 8B. Die zweite Länge 12 liegt beispielsweise bei >75% oder >90% oder mehr der ersten Länge 11.
Die Fixierhülse 4 dient allgemein zur verliersicheren Halterung des Befestigungselements 6 im Montageteil 8A,8B. Hierzu ist einerseits ein doppelt wirksamer Formschluss mit dem Steg 20 des Montageteils 8A,8B vorgesehen und andererseits eine klemmende und/oder formschlüssige Halterung eines Schaftteils 22 des Befestigungselements 6. Der Schaftteil 22 weist dabei ein Gewinde 24 auf.
Die Fixierhülse 4 ist allgemein als ein bezüglich der Mittenlängsachse 12 drehsymmetrisches Element ausgebildet, im Ausführungsbeispiel bezüglich einer 120°-Drehung, mit einer im Wesentlichen ringförmigen Basis 26, wie sich insbesondere aus der 5 ergibt. Die Fixierhülse 4 weist insgesamt drei unterschiedliche Typen an Haltelaschen 28A,B,C auf. Dabei sind im Ausführungsbeispiel von jedem Typ jeweils genau drei Haltelaschen 28A,B,C gleichmäßig um den Umfang und zwar um einen Winkelabstand von 120° verteilt angeordnet. Sämtliche Haltelaschen 28A,B,C erstrecken sich ausgehend von der Basis 26 entgegen der Axialrichtung 14 nach oben. Die erste Haltelasche 28A ist zum Übergreifen einer Oberseite des Stegs 20 ausgebildet. Die zweite Haltelasche 28B ist zum formschlüssigen Hintergreifen einer Unterseite des Stegs 20 ausgebildet. Dieses Über- bzw. Untergreifen geht am besten aus der 4 hervor.
Die dritte Haltelasche 28C ist schließlich zur Haltefixierung des Befestigungselements 6 ausgebildet. Die drei Typen an Haltelaschen 28A,B, C sind zueinander jeweils unterschiedlich ausgestaltet.
Die ersten und zweiten Haltelaschen 28A,B sind jeweils nach außen von der Mittenlängsachse 12 weg gebogen, wie dies speziell auch aus der Aufsicht gemäß der 6 oder aus den Schnittdarstellungen der 7 und 8 gut zu erkennen ist. Demgegenüber sind die dritten Haltelaschen 28C radial nach innen gebogen. Weiterhin ist die jeweilige erste Haltelasche 28A steiler, d.h. mit einem spitzeren Winkel bezüglich der Mittenlängsachse 12 angestellt als die zweite Haltelasche 28B. Die erste Haltelasche 28A weist darüber hinaus eine größere Länge als die zweite Haltelasche 28B auf (vgl. hierzu speziell 4 oder 7). Die Längendifferenz entspricht vorzugsweise etwa der Dicke d des Stegs 20.
Die erste Haltelasche 28A weist an ihrem oberen Freiende einen radial umgebogenen Halteabschnitt 30 auf, welcher die Oberseite des Stegs 20 übergreift, wie dies insbesondere anhand der 1 bis 4 zu erkennen ist.
Demgegenüber weist die zweite Haltelasche 28B keinen derartig umgebogenen Halteabschnitt auf. Vielmehr untergreift ein freies Stirnende der zweiten Haltelasche 28B den Steg 20 von unten, wie dies am besten anhand der 4 zu erkennen ist.
Der Steg 20 steht mit einer radialen Tiefe t in das Durchgangsloch 10 hinein. Diese radiale Tiefe t ist dabei ausreichend bemessen, sodass ein sicherer Formschluss über die beiden Haltelaschen 28A,B erreicht ist. Vorzugsweise ist ein Wandungsabschnitt des Durchgangslochs, aus dem der Steg 20 radial heraustritt, an der Oberseite des Stegs 20 weiter radial nach außen versetzt als an seiner Unterseite. Der Steg 20 weist also an seiner Oberseite eine größere radiale Ausdehnung als an seiner Unterseite auf. Zur Ausbildung der Oberseite des Stegs 20 ist in die Oberseite 16 des Montageteils 8A, 8B insbesondere eine ringförmige Einlassung eingebracht. Die radiale Tiefe t an der Unterseite des Stegs 20 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,5 mm und 1 mm.
Zur Fixierung des Befestigungselements 6 weisen die dritten Haltelaschen 28C zweckdienlicherweise einen Klemmabschnitt 32 auf, welcher sich in Axialrichtung 14 über eine ausreichende Länge von beispielsweise 2 mm bis 4 mm erstreckt. Für diesen Klemmabschnitt 32 werden daher in Axialrichtung 14 mehrere Gewindespitzen überbrückt. Aufgrund der federelastischen Ausgestaltung wird die dritte Haltelasche 28C federnd, d.h. kraftschlüssig gegen das Gewinde 24 gedrückt, so dass das Befestigungselement 6 im Montageteil 8A,8B gehalten ist.
Ergänzend ist jeder Klemmabschnitt 32 mit einer nach Art einer Noppe radial nach innen abstehenden Nase 34 versehen. Die einzelnen Nasen 34 sind auf unterschiedlichen axialen Höhen korrespondierend zu der Gewindesteigung des Gewindes 24 angeordnet. Das als Schraube ausgebildete Befestigungselement 6 kann daher grundsätzlich in die Fixierhülse 4 eingedreht werden.
Wie gut anhand der 8 zu erkennen ist, weist die dritte Haltelasche 28C zunächst einen ersten Biegeabschnitt 35A auf, welcher sich unmittelbar an die Basis 26 anschließt und radial nach innen gebogen ist. An diesen ersten Biegeabschnitt 35A schließt sich der im Wesentlichen parallel zur Mittenlängsachse 12 verlaufende Klemmabschnitt 32 an, bevor ein oberes Ende der dritten Haltelasche 28C wieder nach außen gebogen ist. Dieser obere, nach außen gebogene Abschnitt dient bei der Montage als Einführschräge 35B für das Befestigungselement 6. Unter „im Wesentlichen parallel zur Mittenlängsachse 12“ wird hierbei verstanden, dass der Klemmabschnitt 32 allenfalls unter einem Winkel von <10°, vorzugsweise <5° und vorzugsweise <3° gegenüber der Mittenlängsachse 12 geneigt ist. Im Ausgangszustand ohne Befestigungselement 6 ist eine solche kleine Neigung explizit vorgesehen, um nach Einführen des Befestigungselements 6 eine möglichst parallele und flächige Anlage über die gesamte Länge des Klemmabschnitts 32 zu gewährleisten.
Die Fixierhülse 4 ist als ein Stanzbiegeteil, vorzugsweise aus Blech ausgebildet, aus dem die einzelnen Haltelaschen 28A,B,C durch einen Stanzvorgang und Biegevorgang ausgebildet sind. Das Blech wird zu einem Ring umgebogen, wobei zwischen Blechenden 38A,B ein Trennschlitz 36 ausgebildet ist, wodurch eine Durchmesseranpassung an das Durchgangsloch 10 ermöglicht ist. Die Fixierhülse 4, insbesondere die ringförmige Basis 26, weist vorzugsweise sich in Umfangsrichtung überlappende Endabschnitte 40 auf, zwischen denen der Trennschlitz 36 ausgebildet ist.
Zur Montage der vorgefertigten Montageeinheit 2 wird zunächst das Montageteil 8A,8B mit dem Steg 20 bereitgestellt. Die Fixierhülse 4 wird von einer Seite her, z. B. der Oberseite 16, in Axialrichtung 14 in das Durchgangsloch 10 eingeschoben. Aufgrund der Elastizität, insbesondere auch aufgrund des Trennschlitzes 36, ist ein einfaches Einpressen und Einschieben der Fixierhülse 4 ermöglicht. Die zweiten Haltelaschen 28B weichen dabei zunächst elastisch nach innen aus, um an den radial nach innen abstehenden Stegen 20 vorbeigeführt zu werden. Anschließend schnappen sie aufgrund ihrer Federelastizität radial nach außen und hintergreifen die Unterseite des Stegs 20. Dadurch ist die Fixierhülse 4 durch den doppelt wirksamen Formschluss sicher gehalten.
Anschließend wird noch das Befestigungselement 6 in die Fixierhülse 4 eingesteckt. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, zunächst die Fixierhülse 4 am Befestigungselement 6 anzuordnen und dann gemeinsam mit dem Befestigungselement 6 in das Durchgangsloch 10 einzustecken.
Die vorbereitete Montageeinheit 2 wird beispielsweise von einem Zulieferer an einen Automobilhersteller geliefert, bei dem dann eine Befestigung der vorgefertigten Montageeinheit 2 an einem dafür vorgesehenen Bauteil erfolgt.
Bezugszeichenliste

2: Montageeinheit
4: Fixierhülse
6: Befestigungselement
8A,8B: Montageteil
10: Durchgangsloch
12: Mittenlängsachse
14: Axialrichtung
16: Oberseite
18: Unterseite
20: Steg
22: Schaftteil
24: Gewinde
26: Basis
28A: erste Haltelasche
28B: zweite Haltelasche
28C: dritte Haltelasche
30: Halteabschnitt
32: Klemmabschnitt
34: Nase
35A: erster Biegeabschnitt
35B: Einführschräge
36: Trennschlitz
38A,B: Blechende
40: Endabschnitt
d: Dicke
l1: erste Länge
l2: zweite Länge
t: Tiefe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10351716 B4 [0002]
DE 112012001820 T5 [0004]
US 2003/0108402 A1 [0005]

Claims

Montageeinheit (2) mit einem Montageteil (8A,8B) und mit einer Fixierhülse (4) zur Halterung eines Befestigungselements (6), wobei - das Montageteil (8A,8B) eine Oberseite (16) sowie eine Unterseite (18) und ein sich entlang einer Axialrichtung (14) erstreckendes Durchgangsloch (10) mit einer ersten Länge (11) aufweist, - das Durchgangsloch (10) zur Durchführung eines Schaftteils (6) des Befestigungselements (6) vorgesehen ist, - die Fixierhülse (4) mehrere unterschiedliche Typen von federelastischen Haltelaschen (28A,B,C) aufweist, nämlich zumindest eine erste Haltelasche (28A) sowie zumindest eine zweite Haltelasche (28B), wobei die Fixierhülse (4) mittels der ersten und zweiten Haltelasche (28A,B) formschlüssig mit dem Montageteil (8A,8B) verbunden ist, - die Fixierhülse (4) im montierten Zustand das Befestigungselement (6) hält, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Durchgangsloch (10) ein radial nach innen ragender Steg (20) ausgebildet ist, an dem die Fixierhülse (4) formschlüssig befestigt ist, indem der Steg (20) von der ersten Haltelasche (28A) übergriffen und von der zweiten Haltelasche (28B) untergriffen ist.
Montageeinheit (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (4) in Längsrichtung eine zweite Länge (12) aufweist, die kleiner gleich der ersten Länge (11) ist.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (20) in Axialrichtung (14) betrachtet beabstandet von der Oberseite (16) des Montageteils (8A,8B) ist.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (4) nicht über das Montageteil (8A,8B) übersteht.
Montageeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (20) bündig mit der Oberseite (16) oder der Unterseite (18) des Montageteils (8A, 8B) abschließt.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (20) in Axialrichtung (14) betrachtet eine Dicke (d) aufweist, die deutlich kleiner als die erste Länge (11) ist, wobei die Dicke (d) vorzugsweise maximal dem 0,5-fachen, weiter vorzugsweise maximal ein Drittel und weiter vorzugsweise maximal dem 0,1-fachen der ersten Länge (11) entspricht.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (4) eine dritte Haltelasche (28C) aufweist, die radial nach innen kragt und zur Halterung des Schaftteils (22) des Befestigungselements (6) im montierten Zustand ausgebildet ist.
Montageeinheit (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Haltelasche (28C) der Fixierhülse (4) einen sich im Wesentlichen parallel zur Mittenlängsachse (12) erstreckenden Klemmabschnitt (32) für eine Anlage am Schaftteil (22) des Befestigungselements (6) im montierten Zustand aufweist.
Montageeinheit (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Haltelasche (28C) der Fixierhülse (4) eine radial nach innen abstehende Nase (34) aufweist, welche im montierten Zustand mit dem Schaftteil (22) des Befestigungselements (6) einen in Axialrichtung (14) wirksamen Formschluss ausbildet.
Montageeinheit (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftteil (22) des Befestigungselements (6) ein Gewinde (24) mit einer Gewindesteigung aufweist und die Fixierhülse (4) mehrere um den Umfang verteilte dritte Haltelaschen (28C) mit jeweils einer radial nach innen abstehenden Nase (34) aufweist, wobei die Nasen (34) der verschiedenen dritten Haltelaschen (28C) in Axialrichtung (14) betrachtet korrespondierend zur Gewindesteigung versetzt zueinander angeordnet sind.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die unterschiedlichen Typen von Haltelaschen (28A,B,C) unterschiedlich lang sind und/oder unterschiedlich in Richtung zur Axialrichtung (14) geneigt sind.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (4) eine insbesondere ringförmige Basis aufweist, von der sämtliche Haltelaschen (28A,B,C) nach einer Seite hin abstehen.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem Typ Haltelasche (28A,B,C) mehrere Haltelaschen, insbesondere drei Haltelaschen (28A,B,C) um den Umfang bevorzugt gleich verteilt angeordnet sind.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (4) aus einem zu einer Hülse gebogenen Blech ausgebildet ist, wobei in Umfangsrichtung betrachtet zwischen zwei Blechenden (38A,B) ein Trennschlitz (36) ausgebildet ist, wobei die Fixierhülse (4) vorzugsweise zwei sich überlappende Endabschnitte (40) aufweist, zwischen denen der Trennschlitz (36) ausgebildet ist.
Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageteil (8A,8B) ein Trägerelement, insbesondere ein Einpresselement (8B) mit dem Durchgangsloch (10) oder einen Befestigungsflansch (8A) mit dem Durchgangsloch (10) aufweist.
Fixierhülse (4) für eine Montageeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die insbesondere ein ringförmiges Basisteil (26) aufweist, von dem einseitig mehrere unterschiedlich ausgebildete Haltelaschen (28A,B,C) abstehen, nämlich zumindest eine erste Haltelasche (28A) und zumindest eine zweite Haltelasche (28B), die unterschiedliche Längen aufweisen.