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Die Erfindung betrifft ein Montagesystem mit Justiermöglichkeit, ein Gepäckfach sowie ein Fahrzeug mit einem Montagesystem und ein Verfahren zur Montage und Justierung eines Bauteils. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Montagesystem, Gepäckfach, Fahrzeug und Verfahren, bei dem ein Halteelement und eine Justierhalterung sich berührende Gleitflächen bzw. Justierflächen aufweisen, die schräg zu einer Montagefläche der Justierhalterung angeordnet sind, und das Halteelement und die Justierhalterung durch einen Verbinder an einer beliebigen Position des Halteelements relativ zu der Justierhalterung gehalten werden können.
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In Fahrzeugen werden oft Gepäckfächer oder andere Sekundärbauteile in einem Deckenbereich einer Fahrzeugkabine angeordnet. Dabei verdeckt das Bauteil meist eine Haltevorrichtung, an der das Bauteil mit einer Primärstruktur des Fahrzeugs verbunden wird. Alternativ müssen in dem Bauteil Öffnungen vorgesehen sein, um die Haltevorrichtung bei der Montage erreichen zu können, wobei die Öffnungen anschließend mit Deckeln oder ähnlichem verschlossen werden müssen. Zudem ist es aufgrund der Lage der Haltevorrichtung meist schwierig, das Bauteil relativ zu der Primärstruktur des Fahrzeugs auszurichten, um eine bestimmte Einbauposition in dem Fahrzeug zu erzielen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Montagesystem, Gepäckfach sowie Fahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen, womit eine schnelle und einfache Montage eines Bauteils sowie eine Justierung des Bauteils ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Montagesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Gepäckfach mit den Merkmalen des Anspruchs 10, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Montagesystem mit Justiermöglichkeit ein Halteelement, das eine erste Gleitfläche und eine zweite Gleitfläche aufweist, wobei die erste und zweite Gleitfläche parallel zueinander angeordnet sind, und eine Justierhalterung, die mindestens eine Montagefläche, eine erste Justierfläche und eine zweite Justierfläche aufweist, wobei die erste Justierfläche dazu eingerichtet ist, das Halteelement entlang der ersten Gleitfläche des Halteelements gleitend zu lagern, und die zweite Justierfläche dazu eingerichtet ist, das Halteelement entlang der zweiten Gleitfläche des Halteelements gleitend zu lagern, und wobei die Montagefläche schräg zu der ersten und zweiten Justierfläche angeordnet ist.
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Die äußere Form des Halteelements kann somit ein Parallelogramm darstellen oder einen ähnlichen rechteckigen Aufbau aufweisen, wobei zumindest zwei gegenüberliegende Flächen parallel zueinander angeordnet sind. Mittels der zwei parallelen Gleitflächen kann das Halteelement relativ zu der Justierhalterung bewegt werden. Dabei gleitet jede der beiden Gleitflächen auf einer entsprechenden Justierfläche der Justierhalterung. Da letztere schräg zu einer Montagefläche angeordnet sind, gleitet das Halteelement schräg zur Montagefläche der Justierhalterung. Diese schräge Bewegung weist somit zwei Bewegungskomponenten auf, wobei eine parallel zur Montagefläche ausgerichtet ist, und die andere senkrecht dazu.
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Ist das Halteelement beispielsweise fest montiert, kann die Justierhalterung auf das Halteelement aufgesetzt werden und relativ dazu durch die Gleitflächen und Justierflächen verschoben werden. Dabei bewirkt eine Verschiebung parallel zur Montagefläche eine Lageänderung der Justierhalterung in eine Richtung senkrecht zur Montagefläche, sodass die Justierhalterung zur Justierung eines damit befestigten Bauteils in eine Richtung senkrecht zur Montagefläche verwendet werden kann.
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Die Bewegung in eine Richtung senkrecht zur Montagefläche ist dabei abhängig von dem Winkel zwischen den Justierflächen und der Montagefläche. Ein flacher Winkel bewirkt eine geringfügige Änderung in Richtung senkrecht zur Montagefläche, auch wenn die Justierhalterung über eine größere Strecke parallel zur Montagefläche verschoben wird. Ein steilerer Winkel bewirkt entsprechend eine größere Änderung in Richtung senkrecht zur Montagefläche. Die erste Halterung kann einen Winkel zwischen den Justierflächen und der Montagefläche zwischen 1° und 45°, bevorzugt zwischen 1° und 20°, und besonders bevorzugt zwischen 1° und 10° aufweisen. Ein Winkel zwischen den Justierflächen und der Montageflächen kleiner als oder gleich 8° bietet zudem eine selbsthemmende Wirkung, sodass sich das Halteelement nicht selbsttätig aufgrund der Gravitationskraft relativ zu der Justierhalterung bewegt.
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Um die Justierhalterung in der gewünschten Position relativ zu dem Halteelement zu fixieren, weist das Montagesystem ferner einen Verbinder auf. Dieser ist dazu eingerichtet, die Justierhalterung im Wesentlichen an jeder Position relativ zu dem Halteelement entlang der ersten und zweiten Justierfläche zu fixieren. Hierfür kann der Verbinder dazu eingerichtet sein, mit bestimmten Abschnitten der Justierhalterung eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung einzugehen. Alternativ kann der Verbinder auch dazu eingerichtet sein, mit bestimmten Elementen relativ zu dem Halteelement und bestimmten Abschnitt des Justierhalterung eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung einzugehen, wobei die bestimmten Elemente und Abschnitte der Justierhalterung mit unterschiedlichen Abschnitten des Verbinders diese Verbindung eingehen können.
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Beispielsweise kann das Montagesystem eine in dem Halteelement angeordnete Aufnahme umfassen, die dazu eingerichtet ist, den Verbinder aufzunehmen. Zur Aufnahme des Verbinders weist die Aufnahme einen Hohlraum auf, in den der Verbinder eingesetzt werden kann. So kann die Aufnahme röhrenförmig sein und an ihrer Innenseite in Umfangsrichtung abwechselnd mindestens einen Grat und mindestens einen freien Abschnitt aufweisen. Der mindestens eine Grat verläuft in Umfangsrichtung im Wesentlichen parallel zu einer Querschnittsebene der Aufnahme und entlang der Umfangsrichtung. Alternativ kann der mindestens eine Grat auch eine Steigung aufweisen, die entsprechend einem Gewinde schräg zu einer Querschnittsebene angeordnet ist. In dem mindestens einen freien Abschnitt ist kein Grat vorhanden. Beispielsweise kann der freie Abschnitt eine gekrümmte Fläche in Umfangsrichtung der Aufnahme bilden, die quasi vollständig in Umfangsrichtung in der Aufnahme vorhanden ist. Nur in dem mindestens einen Bereich mit mindestens einem Grat erhebt sich der mindestens eine Grat von der gekrümmten Fläche ins Innere der Aufnahme. Eine in dem Halteelement angeordnete Aufnahme bedeutet, dass die Aufnahme an einer Stelle vorgesehen ist, die relativ nah zu dem Halteelement liegt oder insbesondere vom zumindest einem Abschnitt des Halteelements umgeben ist. Die Aufnahme kann in einem gesonderten Element vorgesehen sein oder auch Teil des Halteelements darstellen.
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Entsprechend kann der Verbinder einen bolzenförmigen Abschnitt aufweisen, der zumindest in einem Bereich in einer Querschnittsebene in Umfangsrichtung mindestens einen Grat und mindestens einen freien Abschnitt aufweist. Dabei ist der freie Abschnitt der Aufnahme so dimensioniert, dass der mindestens eine Grat des bolzenförmigen Abschnitts beim Einführen des bolzenförmigen Abschnitts in die Aufnahme entlang des freien Abschnitts der Aufnahme entlang läuft. Mit anderen Worten weist der Verbinder eine Projektionsfläche (oder Querschnittsfläche durch den mindestens einen Grat) auf, die (etwas) kleiner ist als eine Projektionsfläche (oder Querschnittsfläche) der Aufnahme im Bereich des freien Abschnitts.
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Ferner ist der Grat der Aufnahme so dimensioniert, dass durch Drehen des bolzenförmigen Abschnitts der Grat des bolzenförmigen Abschnitts den mindestens einen Grat der Aufnahme hinterschneidet. Mit anderen Worten kommt der Grat des bolzenförmigen Abschnitts neben einem Grat der Aufnahme zu liegen. Die Projektionsfläche des bolzenförmigen Abschnitts und der Aufnahme überlappen in diesem Fall im Bereich des Grats des bolzenförmigen Abschnitts und des Grats der Aufnahme. Dadurch können Kräfte insbesondere entlang einer Längsachse des bolzenförmigen Abschnitts von dem Verbinder auf die Aufnahme (über die aneinander anliegenden Grate) übertragen werden.
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In einer Ausgestaltungsvariante umfasst der bolzenförmige Abschnitt des Verbinders eine Vielzahl von Graten, die alle parallel zueinander verlaufen und in Längsrichtung des bolzenförmigen Abschnitts nebeneinander angeordnet sind. In Umfangsrichtung ist jeder der Grate in etwa gleich lang und beginnt und endet in etwa an der gleichen Winkelposition. Dadurch lässt sich der Verbinder in Längsrichtung der Öffnung der Aufnahme in die Aufnahme einführen und in einer beliebigen Position des Verbinders (genauer gesagt an einer beliebigen Position entlang seiner Längserstreckung) relativ zu der Aufnahme durch Drehen des Verbinders form- und/oder kraftschlüssig mit der Aufnahme verbinden.
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In einer weiteren Ausgestaltungsvariante kann das Montagesystem eine Mutter, die in einer Öffnung der Justierhalterung gleitend lagernd angeordnet ist, umfassen. Dabei kann die Mutter entsprechend der Aufnahme des Halteelements an ihrer Innenseite in Umfangsrichtung abwechselnd mindestens einen Grat und mindestens einen freien Abschnitt zur Aufnahme und Befestigung des Verbinders aufweisen. Die Mutter ist auf ihrer Innenseite genauso ausgestaltet, wie die Aufnahme, sodass der bolzenförmige Abschnitt unabhängig von seiner relativen Position zur Mutter entlang der Längsachse des bolzenförmigen Abschnitts mit der Mutter form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden kann.
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Wird der Verbinder mit der Justierhalterung gekoppelt, kann der Verbinder die Justierhalterung in jeder beliebigen Relativposition zwischen Halteelement und Justierhalterung (über die Aufnahme) fixieren. Dies kann auch indirekt erfolgen, in dem der Verbinder an einem weiteren Bauteil gehalten wird, wobei das Bauteil alleine oder über noch weitere Bauteile mechanisch mit der Justierhalterung gekoppelt ist.
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So kann gemäß einer Ausgestaltungsvariante das Montagesystem eine Zylindermutter umfassen, die die Aufnahme umfasst und dazu eingerichtet ist, in einer Installationskomponente eingesetzt zu werden, wobei eine Zylinderachse der Zylindermutter im Wesentlichen senkrecht zu einer Einführrichtung des bolzenförmigen Abschnitts des Verbinders in die Aufnahme verläuft. Mit anderen Worten bildet die Aufnahme den Mutterabschnitt der Zylindermutter. Ferner kann die Zylindermutter an ihrer Außenseite so dimensioniert und/oder geformt sein, dass sie sich in einen Hohlraum in der Installationskomponente einsetzen lässt. In einer einfachen Ausgestaltungsvariante ist die Installationskomponente ein Rohr, wobei die Zylindermutter sich in das Rohrinnere einsetzen lässt. Vorzugsweise hat die Zylindermutter nur ein geringes Spiel gegenüber dem Rohrinneren, um in Querschnittsrichtung einen möglichst umfangreichen Kontakt zu dem Rohrinneren und somit eine gute Kraftübertragung herzustellen. Das Rohr und die Zylindermutter können einen kreisförmigen, elliptischen, rechteckigen oder anders polygonalen, aber korrespondierenden, Querschnitt aufweisen.
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Das Halteelement kann nun so konzipiert sein, dass es auf die Installationskomponente aufgesetzt werden kann. Beispielsweise kann das Halteelement auf die Außenseite der Installationskomponente aufgesetzt (oder aufgeschoben) werden. Somit kann eine mechanische Kopplung zwischen Zylindermutter, Installationskomponente, Halteelement und Justierhalterung geschaffen werden.
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In einer alternativen Ausgestaltungsvariante kann das Montagesystem eine Hülse umfassen, die in dem Halteelement angeordnet ist und die Aufnahme umfasst. Dabei kann eine Symmetrieachse der Hülse im Wesentlichen senkrecht zu einer Einführrichtung des bolzenförmigen Abschnitts des Verbinders in die Aufnahme verlaufen. Durch die Hülse kann das Halteelement mit einer Installationskomponente gekoppelt werden, wobei ein innerer Querschnitt der Hülse mit einem äußeren Querschnitt der Installationskomponente korrespondiert. Dadurch können verschieden geformte Hülsen vorgehalten werden, die an eine jeweilige Installationskomponente angepasst sind, wobei jede der Hülsen außenseitig gleich ausgebildet ist. Dadurch bildet die jeweilige Hülse einen Adapter für ein allgemein gehaltenes Halteelement zu allen Installationskomponenten. Ferner kann die Hülse auch eine zweite, gleichgestaltete Aufnahme aufweisen, die sich auf einer gegenüberliegenden Seite der Hülse befindet, sodass der Verbinder mit beiden Aufnahmen gekoppelt werden kann und daran fixiert werden kann.
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In einer beispielhaften Variante kann die Aufnahme in dem Halteelement relativ zu den Gleitflächen gedreht werden. Dabei verläuft eine Drehachse, um die die Hülse gegenüber dem Halteelement drehbar ist, im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung, in die der bolzenförmige Abschnitt des Verbinders in die Aufnahme eingeführt wird. Dies ermöglicht einen Toleranzausgleich zwischen dem Halteelement und der Justierhalterung, insbesondere wenn der bolzenförmige Verbinder das Halteelement und die Justierhalterung an einer beliebigen Position der Gleitflächen und Justierflächen verbindet.
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In einer anderen Ausgestaltungsvariante kann das Montagesystem eine Hülse umfassen, die dazu eingerichtet ist, zwischen dem Halteelement und einer Installationskomponente angeordnet zu werden. Die Hülse kann dabei dämpfende Eigenschaften aufweisen, die eine Vibrationsübertragung und insbesondere eine Schallübertragung zwischen Halteelement und Installationskomponente zumindest vermindert. Bei der Hülse mit dämpfenden Eigenschaften kann es sich auch um die Hülse mit der Aufnahme handeln.
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In noch einer weiteren Ausgestaltungsvariante umfasst das Halteelement eine Verzahnung, die dazu eingerichtet ist, mit einer Verzahnung einer feststehenden Installationskomponente zu korrespondieren und damit in Eingriff gebracht zu werden. Beispielsweise kann das Halteelement dazu eingerichtet sein, auf die Installationskomponente aufgesetzt zu werden. Über die Verzahnung kann eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zu der Installationskomponente hergestellt werden. Bei der Installationskomponente kann es sich beispielsweise um ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt handeln. Dabei kann die Verzahnung des Halteelements eine Drehung des Halteelements um die Installationskomponente in einer bestimmten (verzahnten) Position blockieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Verzahnung auch ein Verschieben des Halteelements entlang einer Längsachse der Installationskomponente an einer bestimmten Stelle blockieren, wenn die Verzahnungen in Eingriff stehen (Anschlagsflächen der jeweiligen Verzahnungen liegen hier im Wesentlichen in einer Querschnittsebene der Installationskomponente).
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In einer anderen Ausgestaltungsvariante kann das Montagesystem ferner eine Klammer umfassen, die mindestens eine Montagefläche aufweist, wobei die mindestens eine Montagefläche der Klammer eine Anschlagfläche oder Lagerfläche für die mindestens eine Montagefläche der Justierhalterung bildet. Mit anderen Worten kann die Justierhalterung in die Klammer eingesetzt werden, wobei die Montagefläche der Justierhalterung auf der Montagefläche der Klammer aufliegt. Dadurch lässt sich die relativ zu dem Halteelement verstellbare Justierhalterung an der Klammer befestigen, wodurch beim Verstellen der Justierhalterung gegenüber dem Halteelement auch die Klammer eine Bewegung erfährt, die mindestens eine der zwei Bewegungskomponenten aufweist (senkrecht zur Montagefläche und optional auch parallel dazu).
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In einer Ausgestaltungsvariante hierzu kann mindestens eine der Montageflächen der Klammer eine Nut- und Federverbindung mit einer der Montageflächen der Justierhalterung aufweisen. Dadurch lässt sich die Klammer gegenüber der Justierhalterung verschieben. Dabei können Nut und Feder in einer beliebigen Richtung parallel zur durch die Montagefläche gebildeten Ebene verlaufen. Beispielsweise können Nut und Feder parallel zu einer Bewegungsrichtung der Justierhalterung gegenüber dem Halteelement verlaufen. Dadurch lässt sich die Justierhalterung gegenüber dem Halteelement und gleichzeitig gegenüber der Klammer verschieben. Alternativ können Nut und Feder schräg oder senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Justierhalterung gegenüber dem Halteelement verlaufen. Dadurch lässt sich ein höherer Grad an Justiermöglichkeiten des Montagesystems erzielen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Klammer mindestens eine Durchgangsöffnung zu einer Montagefläche, die eine Anschlagfläche bildet, aufweisen. Beispielsweise kann die Durchgangsöffnung zu einer Montagefläche der Klammer, die eine Anschlagfläche für die Justierhalterung bildet, führen. Die Durchgangsöffnung kann ferner dazu eingerichtet sein, ein Werkzeug durch die Klammer zu führen. Somit lässt sich das Werkzeug von einer Seite der Klammer durch die Klammer (durch die Durchgangsöffnung) hindurchführen und kann auf der Montagefläche der Klammer hervortreten. Eine dort angeordnete Justierhalterung lässt sich somit relativ zu der Klammer verschieben, auch wenn die Justierhalterung durch die Klammer selbst im Übrigen verdeckt ist. Lediglich die mindestens eine Durchgangsöffnung muss in der Klammer vorgesehen sein, um die Justierhalterung zu verschieben. Wird dabei die Justierhalterung relativ zu dem Halteelement verschoben, kann die Justierhalterung und damit auch die Klammer senkrecht zur Bewegungsrichtung der Justierhalterung und somit des Werkzeugs justiert werden. Somit ist eine Blindmontage bzw. Blindjustage möglich.
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Ebenfalls alternativ oder zusätzlich kann das Montagesystem eine Mutter umfassen, die in einer Öffnung der Klammer gleitend lagernd angeordnet ist, wobei die Mutter entsprechend der Aufnahme des Halteelements an ihrer Innenseite in Umfangsrichtung abwechselnd mindestens einen Grat und mindestens einen freien Abschnitt zur Aufnahme und Befestigung des Verbinders aufweist. Dies ermöglicht das Herstellen einer Verbindung zwischen der Klammer (der Mutter in der Klammer) und der Aufnahme (und somit dem Halteelement). Ist auch in der Justierhalterung eine Mutter vorhanden, so kann der Verbinder die Klammer, die Justierhalterung und das Halteelement gemeinsam miteinander koppeln, d.h. verbinden. Die Mutter der Klammer ist auf ihrer Innenseite genauso ausgestaltet, wie die Aufnahme, sodass der bolzenförmige Abschnitt unabhängig von seiner relativen Position zur Mutter entlang der Längsachse des bolzenförmigen Abschnitts mit der Mutter form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden kann.
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Gemäß einem zweiten Aspekt zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung ist ein Gepäckfach mit mindestens einem Montagesystem gemäß dem ersten Aspekt ausgestattet. Beispielsweise kann das Montagesystem auf einer Außenseite des Gepäckfachs angeordnet sein. Dadurch lässt sich das Gepäckfach, beispielsweise in einem Fahrzeug, installieren, auch wenn das Gepäckfach das Montagesystem und eine entsprechende Haltevorrichtung in dem Fahrzeug (größtenteils) verdeckt. Beispielsweise kann die für das Werkzeug vorgesehene Durchgangsöffnung in der Klammer auf einer Innenseite des Gepäckfachs enden, sodass das Werkzeug von der Innenseite des Gepäckfachs eingeführt und zum Bewegen der Justierhalterung eingesetzt werden kann.
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Gemäß einem dritten Aspekt zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Fahrzeug mindestens eine Installationskomponente, die dazu eingerichtet ist, ein Sekundärbauteil des Fahrzeugs daran zu befestigen. Bei der Installationskomponente kann es sich um eine Installationsschiene, ein Rohr, das einen kreisförmigen, rechteckigen, elliptischen, etc., Querschnitt aufweist, oder eine beliebige andere Halterungen, die an der Primärstruktur des Fahrzeugs befestigt ist, handeln. Ferner umfasst das Fahrzeug mindestens ein Montagesystem gemäß dem ersten Aspekt und/oder mindestens ein Gepäckfach gemäß dem zweiten Aspekt. Dabei kann das Halteelement des mindestens einen Montagesystems an oder auf der Installationskomponente befestigt sein.
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Gemäß einem vierten Aspekt zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Montage und Justierung eines (Sekundär-) Bauteils die folgenden Schritte:
- - Anordnen eines Halteelements auf einer feststehenden Installationskomponente, wobei das Halteelement eine erste Gleitfläche und eine zweite Gleitfläche aufweist, und wobei die erste und zweite Gleitfläche parallel zueinander angeordnet sind;
- - Bereitstellen einer Justierhalterung, wobei die Justierhalterung mindestens eine Montagefläche, eine erste Justierfläche und eine zweite Justierfläche aufweist, und wobei die Montagefläche schräg zu der ersten und zweiten Justierfläche angeordnet ist;
- - Befestigen der Justierhalterung an dem Bauteil;
- - Aufsetzen der Justierhalterung auf das Halteelement, wobei die erste und zweite Justierfläche auf der entsprechenden Gleitfläche des Halteelements angeordnet sind;
- - Justieren der Justierhalterung durch Verschieben der Justierhalterung entlang der Gleitflächen des Halteelements; und
- - Verbinden des Halteelements und der Justierhalterung in der justierten Position durch einen Verbinder.
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In einer Variante des Verfahrens kann das Befestigen der Justierhalterung an dem Bauteil ein Befestigen einer Klammer an dem Bauteil und ein Einsetzen der Justierhalterung in die Klammer umfassen.
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In einer anderen zusätzlichen oder alternativen Variante des Verfahrens kann das Justieren der Justierhalterung zusätzlich ein Verschieben der Justierhalterung relativ zu der Klammer umfassen.
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Die oben beschriebenen Aspekte, Ausgestaltungen und Varianten können selbstverständlich kombiniert werden, ohne dass dies explizit beschrieben ist. Jede der beschriebenen Ausgestaltungsvarianten ist somit optional zu jedem der Aspekte, Ausgestaltungen und Varianten oder bereits Kombinationen davon zu sehen. Die vorliegende Offenbarung ist somit nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen und Ausgestaltungsvarianten in der beschriebenen Reihenfolge oder einer bestimmten Kombination der Aspekte und Ausgestaltungsvarianten beschränkt.
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Die hier gemachten Angaben von Winkeln und Ausrichtungen mit der Formulierung „im Wesentlichen“ bedeuten, dass der entsprechende Winkel oder die Ausrichtung nicht exakt erfüllt sein muss. Vielmehr kann es sich um einen entsprechenden Winkelbereich oder Ausrichtungsbereich von ca. +/- 5 % des genannten Winkels bzw. Ausrichtung handeln.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei:
- 1 schematisch einen Ausschnitt eines Gepäckfachs mit einem Montagesystem zeigt;
- 2 schematisch eine Klammer eines Montagesystems zeigt;
- 3A/3B schematisch ein Montagesystem in zwei Zuständen zeigen;
- 4A-4C schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Montage und Justierung eines Bauteils anhand von verschiedenen Zuständen eines Montagesystems zeigen;
- 5 schematisch eine perspektivische Ansicht zweier Komponenten eines Montagesystems zeigt; und
- 6 schematisch den Einbau eines Gepäckfachs in einem Fahrzeug mit einem Montagesystem zeigt.
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1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Gepäckfachs 10 mit einem Montagesystem 100. Das Montagesystem 100 weist zumindest ein Halteelement 110 und eine Justierhalterung 140 auf. Das Halteelement 110 verfügt über eine erste Gleitfläche 111 und eine zweite Gleitfläche 112, die parallel zueinander angeordnet sind. Entsprechend sind eine erste Justierfläche 141 und eine zweite Justierfläche 142 der Justierhalterung 140 parallel zueinander angeordnet. Dabei kann die erste Gleitfläche 111 des Halteelements 110 an oder durch die erste Justierfläche 141 der Justierhalterung 140 gleitend gelagert sein und/oder die zweite Gleitfläche 112 des Halteelements 110 kann an oder durch die zweite Justierfläche 142 der Justierhalterung 140 gleitend gelagert sein.
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Die Justierhalterung 140 verfügt ferner über mindestens eine Montagefläche 143, 144, 148, die schräg zu der ersten und zweiten Justierfläche 141, 142 angeordnet ist. Während in 1 eine Klammer 150 zur Befestigung an dem Gepäckfach 10 über Verbindungsmittel 12 (2) dargestellt ist, kann das Gepäckfach 10 auch direkt an der Montagefläche 148 der Justierhalterung 140 befestigt werden. Mit anderen Worten ist die Klammer 150 optional.
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Im Fall der Klammer 150 weist diese eine Montagefläche 158 auf, die eine Anschlagfläche für die Montagefläche 148 der Justierhalterung 140 darstellt. Ferner dienen zwei weitere, sich gegenüberliegende Montageflächen 151, 152 der Klammer 150 jeweils als Lagerfläche für eine entsprechende Montagefläche 143, 144 der Justierhalterung 140. Somit kann die Justierhalterung 140 entlang der Montageflächen 151, 152 der Klammer 150 verschoben werden, während die Montagefläche 158 der Klammer 150 als Anschlagfläche dient. Um die Justierhalterung 140 relativ zu der Klammer 150 besser zu halten, kann mindestens eine der Montageflächen 151, 152 der Klammer 150 sowie der Montageflächen 143, 144 der Justierhalterung 140 als Nut- und Federverbindung ausgestaltet sein. Dabei verlaufen Nut und Feder parallel zur Zeichnungsebene der 1. In den 2 und 3A sind beispielhaft schematisch Nuten 153, 154 in der Klammer und Federn 143, 144 in der Justierhalterung 140 gezeigt.
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Das Montagesystem 100 weist ferner einen Verbinder 130 auf, der dazu eingerichtet ist, die Justierhalterung 140 im Wesentlichen an jeder Position relativ zu dem Halteelement 110 entlang der ersten und zweiten Justierfläche 141, 142 der Justierhalterung 140 zu fixieren. Hierbei weist der Verbinder 130 einen bolzenförmigen Abschnitt 131 auf, der wiederum zumindest in einem Bereich in einer Querschnittsebene in Umfangsrichtung mindestens einen Grat 133 und mindestens einen freien Abschnitt 134 aufweist. In 1 ist eine Seitenansicht des Verbinders 130 und eine Schnittansicht oder Stirnseitenansicht des bolzenförmigen Abschnitts 131 dargestellt. In der beispielhaften Darstellung weist der bolzenförmige Abschnitt 131 zwei freie Bereiche 134 und zwei in Umfangsrichtung dazwischen angeordnete Bereiche mit Graten 133 auf. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die dargestellte Anzahl von Bereichen mit Graten 133 und freien Bereichen 134 beschränkt. Vielmehr kann auch nur ein Bereich mit Graten 133 und ein freier Bereich 134 oder mehr als zwei Bereiche mit Graten 133 und mehr als zwei freie Bereiche 134 vorgesehen sein.
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Ein korrespondierendes Element für den Verbinder 130 ist beispielsweise in dem Halteelement 110 in Form einer Aufnahme 121 angeordnet. Die verschiedenen Möglichkeiten zur Anordnung einer solchen Aufnahme 121 sind insbesondere in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben. Beispielsweise kann, wie in 1 dargestellt, das Halteelement 110 um eine Installationskomponente 20 herum angeordnet sein (zum Beispiel darauf aufgesetzt sein). Im Inneren der Installationskomponente 20 ist eine Zylindermutter 21 eingesetzt, die die Aufnahme 121 umfasst. Eine Zylinderachse der Zylindermutter 21 (senkrecht zur Zeichnungsebene der 1) verläuft im Wesentlichen senkrecht zu einer Einführungsrichtung des bolzenförmigen Abschnitts 131 des Verbinders 130 in die Aufnahme 121 (parallel zur Zeichnungsebene der 1 und strichpunktiert dargestellt).
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Gleichfalls kann in der Justierhalterung 140 und/oder der Klammer 150 eine Mutter 146 bzw. 156 vorgesehen sein. Die Innenseite der Aufnahme 121 sowie jeder Mutter 146, 156 ist dabei gleich ausgestaltet. So weist die Aufnahme 121 bzw. Mutter 146, 156 eine röhrenförmige Gestalt auf, die an ihrer Innenseite in Umfangsrichtung abwechselnd mindestens einen Grat 123 und mindestens einen freien Abschnitt 124 hat. Eine entsprechende Aufsicht in die röhrenförmige Aufnahme 121 bzw. Mutter 146, 156 ist ebenfalls in 1 dargestellt. Dabei sind in Umfangsrichtung in bestimmten Abschnitten G ein Grat 123 und in Umfangsrichtung dazwischenliegenden Abschnitten F freie Bereiche vorgesehen, die dem äußeren Umfang des bolzenförmigen Abschnitts 131 entsprechen. Beispielsweise ist der freie Abschnitt 124 der Aufnahme 121 so dimensioniert, dass der mindestens eine Grat 133 des bolzenförmigen Abschnitts 131 beim Einführen des bolzenförmigen Abschnitts 131 in die Aufnahme 121 entlang des freien Abschnitts 124 der Aufnahme 121 entlang läuft. Ferner ist der Grat 123 der Aufnahme 121 so dimensioniert, dass durch Drehen des bolzenförmigen Abschnitts 131 der Grat 133 des bolzenförmigen Abschnitts 131 den mindestens einen Grat 123 der Aufnahme 121 hinterschneidet. Mit anderen Worten überlappen in der Querschnittsansicht oder Aufsicht ein jeweiliger Grat 123 der Aufnahme 121 bzw. Mutter 146, 156 mit einem Grat 133 des bolzenförmigen Abschnitts 131. Dadurch wird der Verbinder in Längsrichtung des bolzenförmigen Abschnitts 131 durch die Aufnahme 121 bzw. Mutter 146, 156 form- und/oder kraftschlüssig gehalten.
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Auf der dem Gepäckfach 10 zugewandten Seite kann der Verbinder 130 ein Kopfelement 135 aufweisen, wodurch einerseits die Drehung des bolzenförmigen Abschnitts erleichtert wird und andererseits die Öffnung 157 in der Klammer 150 (oder eine entsprechende Öffnung in dem Gepäckfach, falls keine Klammer 150 verwendet wird) verdeckt wird.
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Aufgrund der zu den Montageflächen 143, 144 der Justierhalterung 140 schräg angeordneten Justierflächen 141, 142 kann eine (in den 1 bis 3B) horizontale Bewegung (Y-Achse) zwischen Justierhalterung 140 und Halteelement 110 zu einer vertikalen Bewegung (Z-Achse) führen. Mit anderen Worten führt eine Bewegung parallel zu den Montageflächen 143, 144 der Justierhalterung 140 zu einer Bewegung senkrecht dazu. Dies ist insbesondere mit Blick auf die 3A und 3B gezeigt.
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Beispielsweise kann das Halteelement 110 auf einer Installationskomponente 20 (hier ein Rohr) aufgesetzt werden. Die Installationskomponente 20 ist eine feststehende Komponente und ist beispielsweise mit der Primärstruktur eines Fahrzeugs 1 ( 6) verbunden. Eine Justierhalterung 140 kann zunächst auf das Halteelement 110 aufgesetzt werden, wobei das Halteelement 110 mit seinen Gleitflächen 111, 112 auf den zugehörigen Justierflächen 141, 142 der Justierhalterung 140 bis zum innenliegenden Anschlag der Justierhalterung 140 gleitet. Soll nun die Justierhalterung 140 in einer anderen Höhe positioniert werden (in den 3A und 3B nach oben oder nach unten), wird die Justierhalterung 140 relativ zu dem Halteelement 110 entlang der Justierflächen 141, 142 bzw. Gleitflächen 111, 112 verschoben. Durch eine Verschiebung um die Strecke H in horizontaler Richtung wird eine Verschiebung um die Strecke V in vertikaler Richtung (senkrecht zu den Montageflächen 143, 144 der Justierhalterung 140) bedingt. Das Verhältnis zwischen H und V ist abhängig von dem Winkel der Justierflächen 141, 142 zu den Montageflächen 143, 144 (bzw. 148) der Justierhalterung 140.
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Selbstverständlich kann eine vertikale Bewegung auch in die entgegengesetzte Richtung vollzogen werden. Hierfür muss das Halteelement 110 und die Justierhalterung 140 lediglich spiegelverkehrt (um eine in den 3A und 3B horizontale Achse gespiegelt) installiert werden. Um die vertikale Bewegung zu ermöglichen, können die Mutter 146 in einer Öffnung 145 der Justierhalterung 140 sowie die Mutter 156 in einer Öffnung 155 der Klammer 150 jeweils gleitend gelagert sein. Eine Öffnung 147 durch die Justierhalterung 140 in der Montagefläche 148 sowie eine Öffnung 157 in der Montagefläche 158 der Klammer 150 zur Durchführung des bolzenförmigen Abschnitts 131 des Verbinders 130 sollte so dimensioniert sein, dass die vertikale Bewegung zwischen Justierhalterung 140 und Halteelement 110 auch für den Verbinder 130 möglich ist. Hierfür kann jeweils ein Langloch als Öffnung 147, 157 dienen.
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Auch kann eine spätere Nachjustierung des Montagesystems 100 einfach erfolgen. In der in 1 dargestellten Variante des Verbinders 130 muss dieser lediglich um 90° gedreht werden, sodass zumindest die Aufnahme 121 freigegeben ist, und das Halteelement 110 und die Justierhalterung 140 wieder frei beweglich sind und entlang der Gleitflächen 111, 112 bzw. Justierflächen 141, 142 verschoben werden können.
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Die 3A und 3B zeigen noch optionale oder alternative Ausgestaltungsvarianten des Montagesystems 100. Beispielsweise kann, wie in 3A gezeigt, die Aufnahme 121 (auch) in mindestens einem Bereich des Halteelements 110 außerhalb der Installationskomponente 20 (bzw. einer dafür vorgesehenen Öffnung 113 in dem Halteelement 110) angeordnet sein. Dabei kann der Verbinder 130 nur auf der der Justierhalterung 140 (bzw. Gepäckfach 10) zugewandten Seite mit einer entsprechenden Aufnahme 121 an dem Halteelement 110 befestigt werden, und/oder auf beiden Seiten der Installationskomponente 20 (entsprechend sind zwei Aufnahmen 121 in 3A dargestellt). Aufgrund der mindestens einen Aufnahme 121 in dem Halteelement 110 kann auf die Zylindermutter 21 mit darin angeordneter Aufnahme 121 verzichtet werden. Dies erlaubt eine Installationskomponente 20 mit stärkerem Querschnitt, wobei lediglich eine Öffnung (in 3A gestrichelt dargestellt) durch die Installationskomponente 20 zum Durchführen des Verbinders vorgesehen sein sollte. Eine weitere optionale Ausgestaltung ist eine Verzahnung 115 des Halteelements 110, die dazu eingerichtet ist, mit einer Verzahnung 25 der feststehenden Installationskomponente 20 zu korrespondieren und damit in Eingriff gebracht zu werden. Dies erlaubt ein Aufsetzen des Halteelements 110 auf die Installationskomponente 20 in einer vorgegebenen Position, in der die Verzahnungen 115, 25 miteinander in Eingriff stehen. Schließlich können auch die Justierflächen 141, 142 sowie die Gleitflächen 111, 112 als Nut- und Federverbindung ausgestaltet sein. Beispielsweise kann entlang mindestens einer Justierfläche 141, 142 eine entsprechende Nut 141a, 142a vorgesehen sein. Noch eine weitere in 3A dargestellte Option ist die Anordnung einer Hülse 120 in dem Halteelement 110. Diese kann mit oder ohne Verzahnung 115 ausgestattet sein. Ferner kann die Hülse 120 eine Vibrations- und schalldämpfende Wirkung haben, um Schwingungen zwischen der Primärstruktur (Installationskomponente 20) der Sekundärstruktur (Montagesystem 100 sowie Gepäckfach 10) zu dämpfen. Die Hülse 120 selbst ist in dem Halteelement 110 angeordnet (oder das Halteelement 110 kann auf die Hülse 120 geschoben werden). Die Hülse 120 ermöglicht einen gewissen Toleranzausgleich um eine Drehachse entlang der Längsachse der Installationskomponente 20. In einer weiteren optionalen Ausgestaltung (nicht explizit dargestellt) kann die Aufnahme 121 auch in der Hülse 120 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Aufnahme 121 auf einer oder beiden Seiten der Hülse 120 vorgesehen sein. Dadurch kann die Aufnahme 121 in Form der Hülse 120 als separates und austauschbares Element hergestellt und eingesetzt werden.
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Im Vergleich zu 3A zeigt 3B (und auch 1) eine Ausgestaltung, in der die Aufnahme 121 in einer Zylindermutter 21 angeordnet ist.
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Mittels der 4A bis 4C wird nun schematisch der Ablauf eines Verfahrens zur Montage und Justierung eines Bauteils 10 beschrieben. Zur größeren Übersichtlichkeit der Figuren sind nicht alle Elemente mit Bezugszeichen versehen. Zunächst wird in einem Schritt S10 ein Halteelement 110 auf einer Installationskomponente 20 angeordnet. Dabei kann eine Zylindermutter 21 bereits in der Installationskomponente 20 vorgesehen sein oder mit dem Schritt S10 in die Installationskomponente 20 eingeschoben werden. Anschließend wird eine Justierhalterung 140 bereitgestellt (Schritt S20) und in einem Schritt S25 an einem Sekundärbauteil 10 (beispielsweise dem Gepäckfach 10) befestigt. Die Schritte S20 und S25 können zeitlich und örtlich unabhängig von dem Schritt S10 erfolgen. Während das Anordnen des Halteelements 110 auf der Installationskomponente 20 beispielsweise in einem Fahrzeug 1 erfolgt, können die Schritte S20/S25 außerhalb des Fahrzeugs und zeitlich unabhängig vorbereitend durchgeführt werden.
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Nun kann die Justierhalterung 140 in einem Schritt S30 auf das Halteelement 110 aufgesetzt werden, wobei die Justierflächen 141, 142 und die Gleitflächen 111, 112 aufeinander zu liegen kommen. Ferner wird in einem Schritt S40 die Justierhalterung 140 durch Verschieben justiert. Hierfür kann beispielsweise ein Werkzeug 170 eingesetzt werden, welches die Justierhalterung 140 entlang einer Klammer 150 verschiebt. Dabei gleiten die Justierflächen 141, 142 der Justierhalterung 140 auf den Gleitflächen 111, 112 des Halteelements 110, wodurch eine Translation der von dem Werkzeug 170 induzierten Bewegung der Justierhalterung 140 in eine Bewegungskomponente senkrecht dazu stattfindet. In 4B ist hier eine Bewegung nach oben durch den Pfeil verdeutlicht. Dabei wird nicht nur die Justierhalterung 140 sondern alle daran befestigten Bauteile, wie zum Beispiel Klammer 150 und Sekundärbauteil 10 ebenfalls um die senkrechte Bewegungskomponente verschoben.
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Schließlich wird in einem Schritt S50 die Justierhalterung 140 in der justierten Position relativ zu dem Halteelement 110 durch einen Verbinder 130fixiert. Das Fixieren (S50) kann durch Einführen des Verbinders in eine Aufnahme 121 und Drehen des Verbinders, sodass Grate 133 des Verbinders 130 mit Graten 123 der Aufnahme 121 eine form- und kraftschlüssige Verbindung eingehen, erfolgen. Der verbundene Zustand ist in 4C dargestellt.
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5 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer Klammer 150 und einer Justierhalterung 140 im getrennten Zustand, wobei die Justierhalterung 140 gegenüber dem in der Klammer 150 eingebauten Zustand um 180° gedreht dargestellt ist. Dabei sind die Durchgangsöffnungen 147 durch die Justierhalterung 140 an der Montagefläche 148 sowie eine Durchgangsöffnung 157 durch die Klammer 150 an der Montagefläche 158 zu sehen. Hierdurch wird der Verbinder 130 (in 5 nicht dargestellt) geführt. Die Nut- und Federverbindungen zwischen Justierhalterung 140 und Klammer 150 sind ebenfalls dargestellt. So kann jede der Montageflächen 151, 152 der Klammer 150 eine Nut 153 bzw. 154 aufweisen, in der eine entsprechende Feder 143a bzw. 144a auf den zugehörigen Montageflächen 143 bzw. 144 der Justierhalterung 140 gleiten kann.
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6 zeigt schematisch den Einbau eines Gepäckfachs 10 in einem Fahrzeug 1 (in 6 nur ausschnittsweise dargestellt) mit einem Montagesystem 100. Das Gepäckfach 10 kann mit der Justierhalterung 140 und optional einer Klammer 150 vorgefertigt werden und auf einer Transportvorrichtung 5 angeordnet werden. Das Halteelement 110 des Montagesystems 100 kann in dem Fahrzeug 1 angeordnet und befestigt werden. Beispielsweise kann es an einer Installationskomponente 20 befestigt werden. Anschließend kann die Transportvorrichtung 5 mit dem vorgefertigten Gepäckfach 10 in das Fahrzeug gefahren werden, wobei das Gepäckfach 10 an der zu installierenden Position innerhalb des Fahrzeugs angeordnet wird. Schließlich wird das Gepäckfach 10 relativ zu der Installationskomponente 20 so bewegt, dass die Justierhalterung 140 auf das Halteelement 110 aufgesetzt wird.
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Das Gepäckfach 10 kann neben dem Montagesystem 100 auch an anderen Befestigungspunkten mit einer Installationskomponente 20 befestigt werden. Um nun das Gepäckfach 10 innerhalb des Fahrzeugs 1 genau auszurichten, wird die Justierhalterung 140 gegenüber dem Halteelement 110 mittels Werkzeug 170 verschoben. Dabei kann eine Verschiebung sowohl in horizontaler Richtung (Y-Achse), bedingt durch die Montageflächen 143, 144, 151, 152 der Justierhalterung 140 und der Klammer 150, als auch in vertikaler Richtung (Z-Achse), bedingt durch die schrägen Gleitflächen 111, 112 bzw. schrägen Justierflächen 141, 142, erfolgen. Schließlich wird der Verbinder 130 in das Montagesystem 100 eingesetzt und fixiert die Justierhalterung 140 relativ zu dem Halteelement 110 und verbindet die Justierhalterung 140 optional mit der Klammer 150 in der endgültigen Position des Gepäckfachs 10. Anschließend kann die Transportvorrichtung 5 unter dem Gepäckfach 10 weg bewegt werden und aus dem Fahrzeug 1 entfernt werden.
