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Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Befestigung wenigstens eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
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DE 10 2017 100 442 A1 offenbart eine Käfigmutter zur Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil mit einem Käfig und einer in dem Käfig formschlüssig gelagerten Mutter. Die Käfigmutter weist ein an dem Käfig angeordnetes Befestigungsteil auf, um die Käfigmutter an dem ersten Bauteil anzuordnen.
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Die Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils erfolgt kraftschlüssig, indem das erste Bauteil durch die Mutter über eine mit der Mutter und dem zweiten Bauteil verbundene Gewindeschraube an das zweite Bauteil angepresst wird.
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Derartige Käfigmuttern dienen zur Befestigung von relativ dünnwandigen ersten Bauteilen an einem zweiten Bauteil. Bekannt ist der Einsatz in der Automobiltechnik, um beispielsweise dünne Bleche oder dünne Kunststoffteile an einer Kraftfahrzeugkarosserie zu befestigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das einfach aufgebaut ist, und eine variable Festlegung eines ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Befestigungselement mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement von wenigstens zwei seitlich von einem Grundelement des Befestigungselementes abkragenden Laschen gebildet ist, die einen der Dicke des ersten Bauteils entsprechenden Abstand aufweisen und der schwimmenden Aufnahme des wenigstens einen ersten Bauteiles dienen, ist vorteilhaft möglich, bei der Befestigung des wenigstens einen ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil Winkelabweichungen zwischen Montage und Schraubrichtung eines Befestigungsmittels für das Befestigungselement auszugleichen und gleichzeitig eine schwimmende Lagerung des wenigstens einen ersten Bauteiles sicherzustellen. Hierdurch kann gleichzeitig ein Wärmedehnungsausgleich zwischen dem wenigstens einen ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil in einfacher Weise sichergestellt werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement zwei untere Laschen und wenigstens eine obere Lasche aufweist, die in jeweils unterschiedlichen Bereiche des Befestigungsabschnitts des wenigstens einen ersten Bauteiles in Anlagekontakt liegen. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass eine sehr genaue Führung und somit Fixierung des wenigstens einen ersten Bauteiles möglich ist.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Abstand der unteren Laschen einer Gesamtbreite der wenigstens einen oberen Lasche entspricht. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders sichere und kippfreie Fixierung des wenigstens einen Bauteiles erfolgen.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewindebohrung zur Aufnahme des Gewindebolzens in einer Basis des Grundelementes angeordnet ist. Hierdurch lässt sich in besonders einfacher Weise ein einteilig aufgebautes Befestigungselement realisieren, das neben der Befestigung des wenigstens einen ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil auch die schwimmende Lagerung des zweiten Bauteiles gewährleistet. Darüber hinaus ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Basis Auflagepunkte (Verprägungen) für einen direkten Anlagekontakt mit einer Oberfläche des zweiten Bauteiles aufweist. Hierdurch kann mittels des Grundelementes auch ein so genannter harter Schraubfall, das heißt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Befestigungselement und zweitem Bauteil sichergestellt werden.
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Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Basis wenigstens ein Dichtelement umfasst, das die Gewindebohrung umgibt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass eine dichtende Anordnung des wenigstens einen ersten Bauteiles an dem zweiten Bauteil trotz der das zweite Bauteil durchgreifenden Gewindebolzen möglich ist.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Grundelement einen Käfig zur Aufnahme eines Gewindesteines ausbildet. Hierdurch kann das an sich bekannte Prinzip eines Gewindesteines auch auf das erfindungsgemäße Befestigungselement übertragen werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Grundelement wenigstens zwei Haltenasen aufweist, zwischen denen der Gewindestein gelagert ist. Hierdurch wird in einfacher Weise die Ausbildung des Befestigungselementes möglich.
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Schließlich ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Grundelement ein Blechbiegeteil ist. Hierdurch lässt sich in einfacher Weise das Befestigungselement einteilig herstellen. Dieses ist somit in besonders kostengünstiger Weise in großer Stückzahl herstellbar.
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Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Befestigungselement zur schwimmenden Lagerung von Kunststoffanbauteilen an einer Fahrzeugkarosserie dient.
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Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes in Draufsicht und
- 2 eine schematische Perspektivansicht des Befestigungselementes in Druntersicht.
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1 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Befestigungselement. Das Befestigungselement 10 dient der Befestigung von wenigstens einem (gemäß der Darstellung in 1) von zwei ersten Bauteilen 12 an einem in 1 nicht dargestellten zweiten Bauteil. Bei den ersten Bauteilen 12 handelt es sich um beispielsweise relativ dünnwandige Kunststoffanbauteile an einer Kraftfahrzeugkarosserie. Zur besseren Visualisierung des erfindungsgemäßen Befestigungselementes 10 sind die ersten Bauteile 12 in 1 transparent dargestellt. Die ersten Bauteile 12 können jedoch auch aus anderen Materialien, beispielsweise Metall, bestehen.
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Das Befestigungselement 10 besitzt ein Grundelement 14, das zwei Aufnahmeelemente 16 zur Aufnahme jeweils wenigstens eines Abschnitts der ersten Bauteile 12 ausbildet.
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Die Aufnahmeelemente 16 werden von seitlich des Grundelementes 14 abkragenden unteren Laschen 18 und jeweils einer oberen Lasche 20 gebildet. Die unteren Laschen 18 bilden die erste Anlagefläche für die ersten Bauteile 12 und die oberen Laschen 20 weisen eine zweite Anlagefläche für die ersten Bauteile 12 auf. Ein Abstand der Anlageflächen der Laschen 18 und 20 entspricht hierbei einer Dicke d der ersten Bauteile 12. Die ersten Bauteile 12 lassen sich somit formschlüssig in die Aufnahmeelemente 16 einbringen.
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Wie 1 verdeutlicht, ist hierbei ein Abstand der beiden unteren Laschen 18 zueinander so gewählt, dass dieser der Breite der oberen Lasche 20 entspricht. Für die ersten Bauteile 12 ergibt sich hiermit eine Dreipunkt(drei Flächen)-Auflage, so dass ein verkippfreies Einbringen der ersten Bauteile 12 in die Aufnahmeelemente 16 möglich ist.
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Das Grundelement 14 besitzt ferner zwei Haltenasen 22, die der Fixierung eines so genannten Gewindesteines 24 dienen.
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Nach weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Gewindestein 24 auch mit dem Grundelement 14 verschweißt, verklebt oder auf andere geeignete Art und Weise verbunden sein.
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Der Gewindestein 24 besitzt eine Gewindebohrung 26, in die ein in 1 nicht dargestellter Gewindebolzen mit entsprechend korrespondierendem Gewinde einschraubbar ist.
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Wie anhand der Darstellung in 1 deutlich wird, kann das gesamte Grundelement 14 als Blechbiegeteil einteilig ausgebildet sein. Durch entsprechende Stanz- und Biegevorgänge können die Laschen 18 und 20 sowie die Haltenasen 22 erhalten werden.
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Das in 1 dargestellte Befestigungselement 10 zeigt folgende Funktion:
- Mittels des nicht dargestellten Gewindebolzens wird das Befestigungselement 10 kraftschlüssig mit einem ebenfalls nicht dargestellten zweiten Bauteil verbunden. Dieses zweite Bauteil befindet sich gemäß der Darstellung in 1 in üblicher Weise unterhalb des Befestigungselementes 10. Der Schraubbolzen wird hierzu durch eine entsprechende Öffnung (Bohrung) des zweiten Bauteiles geführt und greift mit seinem Außengewinde in das Innengewinde 26 des Gewindesteines 24 ein. Entsprechend dem Aufnahmeelement ergibt sich hierdurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Befestigungselement 10 und zweitem Bauteil. Die einstückig mit dem Grundelement 14 ausgebildeten oberen Laschen 20 übertragen diese Befestigungskraft auf die ersten Bauteile 12 und auf die unteren Laschen 18. Hierbei bleibt eine formschlüssige Aufnahme der ersten Bauteile 12 in den Aufnahmeelementen 16 erhalten, so dass diese schwimmend gelagert sind. Hierdurch können Ausdehnungen der ersten Bauteile 12, beispielsweise durch Wärmeeinwirkung, entsprechend eines gegebenen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgeglichen werden.
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Zugleich bildet das Befestigungselement 10 durch seine Ausbildung als Blechbiegeteil die Möglichkeit einer hohen Zugbelastung mit der Möglichkeit der Verwendung hoher Anzugsdrehmomente zur Verbindung mit dem nicht dargestellten zweiten Bauteil.
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Alternativ kann anstelle des vorgesehenen Gewindesteines 24 das Innengewinde 26 auch unmittelbar in dem Grundelement 14 ausgebildet sein. Auch kann vorgesehen sein, dass in dem Grundelement 14 ein entsprechender Gewindeeinsatz eingepasst, beispielsweise eingeschweißt, ist.
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2 zeigt eine schematische Perspektivansicht des Befestigungselementes 10 in einer Druntersicht. Gleiche Teile wie in 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
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Aus 2 wird deutlich, dass das Grundelement 14 eine Basis 28 ausbildet, innerhalb der eine Öffnung 30 zur Durchführung des nicht dargestellten Gewindebolzens vorgesehen ist. Die Basis 28 besitzt vier hier angedeutete Auflagepunkte 32, die in Anlagekontakt mit dem nicht dargestellten zweiten Bauteil kommen können. Hierdurch lässt sich ein so genannter harter Schraubfall ausführen. Dies bedeutet, das Grundelement 14 gelangt in direkten Anlagekontakt mit dem zweiten Bauteil, so dass bei Aufbringen einer entsprechenden Kraft über den Gewindebolzen eine sichere Positionierung des Befestigungselementes 10 ohne wesentlichen Drehmomentenabfall über den Verwendungszeitraum gewährleistet ist.
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Optional kann das Grundelement 14 ein Dichtelement 34 umfassen. Dies wird beispielsweise durch einen elastischen Dichtring gebildet, der um die Öffnung 30 des Grundelementes 14 herum angeordnet ist. Dies wird erreicht, dass bei Verschrauben des Befestigungselementes 10 mit dem zweiten Bauteil die Öffnung des zweiten Bauteiles, die der Aufnahme des Gewindebolzens dient, gleichzeitig abgedichtet ist.
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Insbesondere, wenn die ersten Bauteile 12 von Anbauteilen an Kraftfahrzeugkarosserien als zweites Bauteil mittels der Befestigungselemente 10 befestigt werden, lässt sich so eine Abdichtung der Kraftfahrzeugkarosserie an Befestigungspunkten gewährleisten.
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In 2 ist an der oberen Lasche 20 jeweils noch eine Sicke 36 erkennbar, die in Richtung der später eingeschobenen ersten Bauteile 12 gerichtet ist. Diese Sicke 36 kann einer Vorpositionierung der ersten Bauteile 12 dienen, indem diese beispielsweise eine korrespondierende Nut aufweisen.
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Anhand der 2 wird nochmals deutlich, dass das Grundelement 14 einstückig aus einem Blechbiegeteil gefertigt werden kann. Als Zusatzelemente werden gegebenenfalls das Dichtelement 34 und der Gewindestein 24 erforderlich.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Befestigungselement
- 12
- erstes Bauteil
- 14
- Grundelement
- 16
- Aufnahmeelement
- 18
- untere Lasche
- 20
- obere Lasche
- 22
- Haltenase
- 24
- Gewindestein
- 26
- Gewindebohrung, Innengewinde
- 28
- Basis
- 30
- Öffnung
- 32
- Auflagepunkte
- 34
- Dichtelement
- 36
- Sicke
- d
- Dicke des ersten Bauteiles 12
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017100442 A1 [0002]
