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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil sowie ein Verfahren zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil.
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Aus der
DE 102 38 815 B3 ist ein Zentrierspanner für eine zentrale Festlegung eines zu bearbeitenden Bauteils bekannt. Der Zentrierspanner besteht aus einem über einem Spannhaken eines Spannerantriebs angeordneten auf einer Adapterplatte sitzenden Zentrierdorn mit einem Eingriffsschlitz für den Spannhaken. Der Spannhaken ist aus einem Haken und Hakenarm gebildet. Es sind an eine Spannhakenflanke anliegende Schutzelemente zur Verhinderung von Fremdkörpereintritt in eine Spannhakendurchtrittsöffnung der Adapterplatte vorgesehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil sowie ein Verfahren zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil zu schaffen, welche ein besonders einfaches reversibles Halten des Betriebsmittels an dem Kraftfahrzeugrohbauteil ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil sowie durch ein Verfahren zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil, mit einer Hülse und einem in der Hülse geführten, relativ zu dieser entlang einer Bewegungsrichtung bewegbaren Stift. Die Befestigungsvorrichtung umfasst des Weiteren wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei Bügelelemente, welche biegbar sind und jeweils einenends am Stift und andernends an der Hülse gehalten sind. Überdies weist die Befestigungsvorrichtung eine Spanneinrichtung auf, mittels welcher der Stift relativ zu der Hülse bewegbar ist, wodurch die Bügelelemente in ihrer schräg zu einer Bewegungsrichtung verlaufenden Quererstreckung einstellbar sind. Um die Befestigungsvorrichtung besonders einfach bereitstellen zu können, ist es vorgesehen, dass die Hülse, der Stift sowie die Bügelelemente insbesondere einstückig ausgebildet sind. Hierfür können der Stift, die Hülse und die Bügelelemente additiv gefertigt werden. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Bereitstellen der Befestigungsvorrichtung. Die Bügelelemente sind insbesondere in gleichmäßigen Abständen radial um den Stift angeordnet. Hierbei erstreckt sich eine jeweilige von einem ersten Ende der Bügelelemente zu einem zweiten Ende der Bügelelemente verlaufende Längserstreckungsrichtung der Bügelelemente zumindest im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Stifts. In einer ersten Position des Stifts relativ zur Hülse sind die Bügelelemente gespannt und somit langgezogen angeordnet. In einer zur ersten Stellung unterschiedlichen zweiten Stellung des Stifts relativ zu der Hülse sind die Bügelelemente radial nach außen gebogen angeordnet, sodass in der zweiten Position ein jeweiliges erstes Ende und zweites Ende der Bügelelemente näher aneinander angeordnet ist als in der ersten Position des Stifts. Die Bügelelemente sind somit radial zum Stift nach außen biegbar, indem jeweilige Enden der Bügelelemente mittels des Stifts aneinander angenähert werden. Unter der Quererstreckung der Bügelelemente ist deren Erstreckung schräg zur Bewegungsrichtung zu verstehen und somit deren radiales seitliches Abstehen von einer Mittelachse des Stifts. Je weiter die Bügelelemente von der Mittelachse des Stifts radial abstehen, desto weiter können die Bügelelemente eine Öffnung des Betriebsmittels und/oder des Kraftfahrzeugrohbauteils hintergreifen, wodurch das Betriebsmittel besonders sicher und einfach an dem Kraftfahrzeugrohbauteil zu halten ist. Der Stift ist gemeinsam mit der Hülse in einer Öffnung des Betriebsmittels und/oder des Kraftfahrzeugrohbauteils einsteckbar. Insbesondere ist zumindest der Stift durch die Öffnung hindurchsteckbar. Durch Spannen der Befestigungsvorrichtung mittels der Spanneinrichtung werden die Enden der Bügelelemente aneinander angenähert, wodurch die Bügelelemente radial besonders weit von dem Stift abstehen und hierdurch eine die Öffnung begrenzende Wandung hintergreifen. Hierdurch ist mittels der gespannten Befestigungsvorrichtung das Betriebsmittel besonders einfach und sicher an dem Kraftfahrzeugrohbauteil reversibel zu halten. Durch erneutes Betätigen der Spanneinrichtung beziehungsweise entgegengesetzte Betätigung der Spanneinrichtung können die Enden der Bügelelemente voneinander entfernt werden, indem der Stift relativ zur Hülse bewegt wird, wodurch die Bügelelemente in ihrer Quererstreckung reduziert werden, wodurch ein Hintergriff der die Öffnung begrenzenden Wandung aufgelöst werden kann. Insbesondere ist die Befestigungsvorrichtung zwischen einer Einsteckstellung, in welcher die Bügelelemente gestreckt vorliegen und eine erste Quererstreckung aufweisen, und einer Haltestellung verstellbar, in welcher die Bügelelemente eine im Vergleich zur ersten Quererstreckung breitere zweite Quererstreckung aufweisen, wodurch die die Öffnung begrenzende Wandung besonders vorteilhaft hintergreifbar ist.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Befestigen eines Betriebsmittels an einem Kraftfahrzeugrohbauteil, insbesondere eines Werkzeugs an dem Kraftfahrzeugrohbauteil. Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass das Betriebsmittel an das Kraftfahrzeugrohbauteil zum Herstellen eines Verbunds aus dem Betriebsmittel und dem Kraftfahrzeugrohbauteil angelegt wird. Anschließend wird eine Befestigungsvorrichtung an einer ersten Seite an den Verbund angelegt. Bei der Befestigungsvorrichtung handelt es sich insbesondere um eine Befestigungsvorrichtung wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung beschrieben worden ist. Diese Befestigungsvorrichtung wird bei dem Verfahren bereichsweise in eine Öffnung des Verbunds eingesteckt sowie bereichsweise durch die Öffnung des Verbunds hindurchgesteckt. Das bedeutet, dass ein erster Bereich der Befestigungsvorrichtung über die erste Seite des Verbunds übersteht und ein zweiter Bereich der Befestigungsvorrichtung durch die Öffnung hindurchgesteckt ist. Es ist bei dem Verfahren des Weiteren vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung durch Betätigen einer Spanneinrichtung gespannt wird. Durch das Betätigen der Spanneinrichtung wird ein Stift der Befestigungsvorrichtung in einer Bewegungsrichtung in einer Hülse der Befestigungsvorrichtung geführt, wodurch wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei biegbare Bügelelemente, welche jeweils einenends am Stift und andernends an der Hülse gehalten sind, von einem Entspannungszustand in einen Spannzustand verstellt werden. Bei einem Vorsehen von wenigstens drei radial in gleichen Abständen um den Stift angeordneten Bügelelementen ist die Befestigungsvorrichtung besonders vorteilhaft relativ zu dem Bund zentrierbar. Beim Verstellen der Bügelelemente werden diese in ihrer schräg zu der Bewegungsrichtung verlaufenden Quererstreckung eingestellt. Hierdurch hintergreifen die Bügelelemente in dem Spannzustand an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Verbunds eine die Öffnung begrenzende Wandung des Verbunds. Insbesondere liegen die Bügelelemente in deren Spannzustand an der zweiten Seite des Verbunds an. In dem Spannzustand der Bügelelemente befindet sich die Befestigungsvorrichtung in einer Haltestellung, in welcher das Betriebsmittel an dem Kraftfahrzeugrohbauteil reversibel gehalten ist. Bei der Anordnung der Bügelelemente in dem Entspannungszustand ist die Befestigungsvorrichtung in einer Einführstellung angeordnet, in welcher die Bügelelemente in die Öffnung einführbar, zumindest bereichsweise durch die Öffnung hindurchführbar und zumindest bereichsweise an der zweiten Seite aus der Öffnung hinausführbar sind. Das Verfahren ermöglicht ein besonders einfaches und reversibles Befestigen des Betriebsmittels an dem Kraftfahrzeugrohbauteil.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Befestigungsanordnung einer Befestigungsvorrichtung an einem Betriebsmittel und an einem Kraftfahrzeugrohbauteil, wobei mittels der Befestigungsvorrichtung das Betriebsmittel an dem Kraftfahrzeugrohbauteil reversibel befestigbar ist, wobei die Befestigungsvorrichtung in einer Einführstellung gezeigt ist, in welcher die Befestigungsvorrichtung bereichsweise in einer Öffnung des Betriebsmittels und des Kraftfahrzeugrohbauteils einführbar und bereichsweise durch die Öffnung hindurchführbar ist, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Spanneinrichtung umfasst, mittels welcher die Befestigungsvorrichtung zwischen der Einführstellung und einer Haltestellung verstellbar ist,
- 2 die Befestigungsanordnung gemäß 1, wobei die Befestigungsvorrichtung in der Haltestellung angeordnet ist, in welcher mittels der Befestigungsvorrichtung eine die Öffnung des Kraftfahrzeugrohbauteils begrenzende Wandung hintergriffen wird, wodurch das Betriebsmittel reversibel am Kraftfahrzeugrohbauteil gehalten ist, und
- 3a - 3c jeweilige schematische Schnittansichten der Befestigungsvorrichtung mit der Spanneinrichtung in unterschiedlichen Stellungen, mit einem in einer Hülse geführten Stift, welcher mittels der Spanneinrichtung relativ zu der Hülse führbar ist, sowie mit mehreren Bügelelementen, welche jeweils einenends an dem Stift und andernends an der Hülse gehalten sind und welche in den unterschiedlichen Stellungen der Befestigungsvorrichtung unterschiedlich weit radial von dem Stift abstehen.
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Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 und 2 ist jeweils eine Befestigungsanordnung 10 dargestellt, welche eine Befestigungsvorrichtung 12, ein Betriebsmittel 14 sowie ein Kraftfahrzeugrohbauteil 16 umfasst. Bei dem Kraftfahrzeugrohbauteil 16 handelt es sich vorliegend um ein Blech, an welchem das Betriebsmittel 14 zumindest zeitweise zu halten ist. Bei dem Betriebsmittel 14 handelt es sich vorliegend um ein Werkzeug, mittels welchem das Kraftfahrzeugrohbauteil 16 zu bearbeiten ist. Die Befestigungsvorrichtung 12 ist somit dazu eingerichtet, das Betriebsmittel 14 relativ zum Kraftfahrzeugrohbauteil 16 zu zentrieren und das Betriebsmittel 14 reversibel am Kraftfahrzeugrohbauteil 16 zu halten. Das Betriebsmittel 14 und das Kraftfahrzeugrohbauteil 16 umfassen jeweils eine Öffnung 18, wobei die Öffnungen 18 mit ihren Mittelachsen konzentrisch zueinander ausgerichtet sind. In die Öffnungen 18 ist die Befestigungsvorrichtung 12 einsteckbar, um das Betriebsmittel 14 relativ zum Kraftfahrzeugrohbauteil 16 zu zentrieren. Um die Befestigungsvorrichtung 12 in die Öffnungen 18 einführen und zumindest bereichsweise durch die Öffnungen 18 hindurchführen zu können, ist die Befestigungsvorrichtung 12 in der in 1 dargestellten Einführstellung 20 anordenbar. Um mittels der Befestigungsvorrichtung, welche in die Öffnungen 18 eingeführt ist, das Kraftfahrzeugrohbauteil 16 und das Betriebsmittel 14 aneinander zu halten, ist die Befestigungsvorrichtung 12 von der Einführstellung 20 in eine Haltestellung 22, welche in 2 gezeigt ist, verstellbar.
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Mittels der Befestigungsvorrichtung 12 ist das Betriebsmittel 14 über ein Rundloch an dem Kraftfahrzeugrohbauteil 16 positionierbar und befestigbar. Somit können Vakuumsauger beziehungsweise Magneten und Positionierstifte entfallen. Die Befestigungsvorrichtung 12 ist vorliegend additiv gefertigt.
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Die Befestigungsvorrichtung 12 umfasst einen Stift 24, eine Hülse 26 und mehrere Bügelelemente 28. Die Hülse 26 weist vorliegend ein Außengewinde 30 auf, welches mit einem Innengewinde der Öffnung 18 des Betriebsmittels 14 und/oder der Öffnung 18 des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 in Eingriff bringbar ist, um die Hülse 26 axial in der jeweiligen Öffnung 18 zu positionieren und zu halten. Mittig in der Hülse 26 ist der Stift 24 angeordnet und geführt. Das bedeutet, dass der Stift 24 innerhalb der Hülse 26 entlang einer Bewegungsrichtung 32 bewegbar ist. Hierbei wird der Stift 24 von der Hülse 26 geführt. Die mehreren Bügelelemente 28 sind jeweils einenends an der Hülse 26 gehalten und andernends an dem Stift 24 gehalten. Durch Bewegen des Stifts 24 relativ zu der Hülse 26 sind somit jeweilige Enden der Bügelelemente 28 relativ zueinander bewegbar. In der Einführstellung 20 weisen die jeweiligen Enden der Bügelelemente 28 einen maximalen Abstand relativ zueinander auf, wodurch die Bügelelemente 28 eine relativ zur Bewegungsrichtung 32 schräg verlaufende erste Quererstreckung aufweisen, welche kleiner ist als eine schräg zur Bewegungsrichtung 32 verlaufende zweite Quererstreckung, welche die Bügelelemente 28 in der Haltestellung 22 der Befestigungsvorrichtung 12 aufweisen. In der in 2 gezeigten Haltestellung 22 der Befestigungsvorrichtung 12 sind die jeweiligen Enden der Bügelelemente 28 näher aneinander angeordnet als in der Einführstellung 20. Das bedeutet, dass jeweilige mit der Hülse 26 verbundene erste Enden 34 und mit dem Stift 24 verbundene zweite Enden 36 in der Einführstellung 20 weiter voneinander entfernt sind als in der Haltestellung 22. Je näher die ersten Enden 34 und die zweiten Enden 36 aneinander angeordnet sind, desto größer ist die schräg zur Bewegungsrichtung 32 verlaufende Quererstreckung der Bügelelemente 28, was bedeutet, dass die Bügelelemente 28 in der Haltestellung 22 besonders weit radial von dem Stift 24 abstehen, insbesondere weiter als in der Einführstellung 20. Hierdurch kann in der Haltestellung 22 mit den Bügelelemente 28, wie in 2 gezeigt ist, die die Öffnung 18 begrenzende Wandung des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 hintergriffen werden. Insbesondere bei dem in Eingriff stehenden Außengewinde 30 der Befestigungsvorrichtung 12 mit dem Innengewinde der Öffnung 18 des Betriebsmittels 14 kann über das Hintergreifen der die Öffnung 18 begrenzenden Wandung des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 mittels der Bügelelemente 28 das Kraftfahrzeugrohbauteil 16 besonders sicher und fest sowie zentriert am Betriebsmittel 14 gehalten werden. Die Bügelelemente 28 sind insbesondere federnd ausgebildet, wodurch mittels der Bügelelemente 28 eine Rückstellbewegung der Befestigungsvorrichtung 12 von der Haltestellung 22 in die Einführstellung 20 unter Abbau einer Federkraft in den Bügelelementen 28 unterstützbar ist.
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Vorliegend weist die Befestigungsvorrichtung 12 genau drei in gleichmäßigen Abständen radial um den Stift 24 angeordnete Bügelelemente 28 auf, wodurch über drei Punkte gegen die die Öffnung 18 begrenzende Wandung des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 gedrückt werden kann, wodurch eine besonders vorteilhafte Zentrierung des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 zum Betriebsmittel 14 erfolgen kann.
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Wie aus 3a bis 3c besonders gut hervorgeht, umfasst die Befestigungsvorrichtung 12 zusätzlich zu dem Stift 24, der Hülse 26 sowie den Bügelelementen 28 eine Spanneinrichtung 38, mittels welcher die Befestigungsvorrichtung 12 zwischen der Einführstellung 20 und der Haltestellung 22 verstellbar ist. Mittels der Spanneinrichtung 38 ist die Befestigungsvorrichtung 12 verstellbar, indem der Stift 24 relativ zur Hülse 26 entlang der Bewegungsrichtung 32 bewegt wird. Wie aus 3a bis 3c besonders gut hervorgeht, können die Bügelelemente 28 einstückig mit dem Stift 24 und mit der Hülse 26 ausgebildet sein.
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Die Spanneinrichtung 38 umfasst einen mit dem Stift 24 verbundenen, um eine Exzenterdrehachse 40 drehbaren Exzenter 42. Darüber hinaus umfasst die Spanneinrichtung 38 einen an dem Exzenter 42 gehaltenen Hebel 44. Mittels des Hebels 44 ist der Exzenter 42 um die Exzenterdrehachse 40 zwischen mehreren unterschiedlichen, in den 3a bis 3c beispielhaft dargestellten Stellungen rotierbar. Durch Bewegen des Hebels 44 um die Exzenterdrehachse 40 ist der Stift 24 relativ zu der Hülse 26 bewegbar. Eine Drehbewegung des Exzenters 42 bewirkt somit eine Linearbewegung des Stifts 24 entlang der Bewegungsrichtung 32 innerhalb der Hülse 26. Durch das Bewegen des Stifts 24 relativ zu der Hülse 26 sind die Bügelelemente 28 verformbar, wodurch mittels der Bügelelemente 28 in der Haltestellung 22 die die Öffnung 18 begrenzende Wandung des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 hintergreifbar ist. Die Exzenterdrehachse 40 kann relativ zum Exzenter 42 fixiert sein. Alternativ kann der Exzenter 42 relativ zur Exzenterdrehachse 40 bewegbar sein, insbesondere um ein besonders einfaches Verstellen der Befestigungsvorrichtung 12 von der Haltestellung 22 in die Einführstellung 20 zu ermöglichen, in welcher die jeweiligen ersten Enden 34 und die jeweiligen zweiten Enden 36 der Bügelelemente 28 besonders weit voneinander entfernt sind. Durch eine Drehbewegung des Exzenters 42 mittels des Hebels 44 wie sie in 3a gezeigt ist, drückt der Exzenter 42 gegen einen Bügel der Spanneinrichtung 38, welcher als Widerlager dient. Infolge dessen verursacht der Exzenter 42 eine Linearbewegung des Stifts 24 relativ zu der Hülse 26 nach unten. Hierdurch werden die Bügelelemente 28 überstreckt, wodurch ein Ausfahren beziehungsweise Abziehen des Betriebsmittels 14 besonders einfach ist. In einem in 3b gezeigten spannungsfreien Zustand der Spanneinrichtung 38 wird der Exzenter 42 nicht an den Bügel oben oder nach unten gegen die Hülse abgestützt. Folglich wird in diesem Zustand keine Linearbewegung des Stiftes 24 bewirkt. Durch eine Drehbewegung des Exzenters 42 mittels des Hebels wie sie in 3c gezeigt ist, drückt der Exzenter 42 gegen die Hülse 26 als Widerlager, wodurch eine Linearbewegung des Stifts 24 relativ zur Hülse 26 nach oben verursacht wird. Hierdurch wird die Befestigungsvorrichtung 12 gespannt und/oder zentriert, wodurch ein Hintergreifen des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 ermöglichti ist.
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Mittels der Spanneinrichtung 38 wird der innenliegende Stift 24 auf Zug und Druck relativ zur Hülse 26 bewegt. An dem Stift 24 sind die drei Bügelelemente 28 angebunden, welche verformbar sind. Durch die Verformung der Bügelelemente 28 werden die Bügelelemente 28 in der Haltestellung 22 der Befestigungsvorrichtung 12 an eine Mantelfläche der Öffnung 18 des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 gepresst. Hierdurch entstehen eine Dreipunktanlage sowie ein Hinterschnitt beziehungsweise eine Verklemmung mittels der Bügelelemente 28. Mittels der Spanneinrichtung 38 sind somit die Bügelelemente 28 zwischen einem Entspannungszustand, in welchem die Befestigungsvorrichtung 12 die Einführstellung 20 annimmt, und einem Entspannungszustand, in welchem die Befestigungsvorrichtung 12 die Haltestellung 22 einnimmt, verstellbar.
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Die Befestigungsvorrichtung 12 ermöglicht ein Spannen und Zentrieren des Kraftfahrzeugrohbauteils 16 zu dem Betriebsmittel 14 auf kleinstem Bauraum. Darüber hinaus können ein Vakuumsauger beziehungsweise Magneten sowie Positionierbolzen entfallen. Weiterhin ist eine Geometrie der Befestigungsvorrichtung 12, insbesondere die Hülse 26, der Stift 24 sowie die Bügelelemente 28, additiv gemeinsam fertigbar. Durch eine entsprechende geometrische Auslegung der Befestigungsvorrichtung 12 kann mittels der Befestigungsvorrichtung 12 ein Bereich von Lochdurchmessern der Öffnungen 18 abgedeckt werden, wodurch die Befestigungsvorrichtung 12 für unterschiedliche Lochdurchmesser der Öffnungen 18 verwendbar ist und dadurch eine Spezifizierung für einen einzigen Durchmesser der Öffnungen 18 unterbleiben kann.
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Insgesamt zeigt die Erfindung, wie ein Zentrierspanner für Betriebsmittel 14 bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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