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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zur Befestigung eines Bauelements mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu Befestigung eines Bauelements mittels einer derartigen Befestigungsanordnung.
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Befestigungsanordnungen zur Befestigung von Bauelementen sind in verschiedenen Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt. Bei den bekannten Befestigungsanordnung sind Bauelemente regelmäßig über mehrere Schraubverbindungen an der Befestigungsanordnung fixiert. Insbesondere in teilweise schwer zugänglichen Bereichen können die Schraubverbindungen eine Montage und eine Demontage des Bauelements schwierig oder sogar unausführbar gestalten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Befestigungsanordnung bereitzustellen, mittels welcher ein Bauelement auf einfache Weise an einer Befestigungsanordnung montiert und von der Befestigungsanordnung demontiert werden kann, auch wenn die Befestigungsanordnung teilweise nicht oder nur schwer zugänglich ist. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Befestigung eines Bauelements mittels einer derartigen Befestigungsanordnung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie das Verfahren zu Befestigung eines Bauelements mittels einer derartigen Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird also eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Bauelements, insbesondere für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das einen Grundkörper, eine erste Sicherungsvorrichtung und eine zweite Sicherungsvorrichtung umfasst. Mittels der ersten Sicherungsvorrichtung und der zweiten Sicherungsvorrichtung ist das Bauelement an dem Grundkörper der Befestigungsanordnung sicherbar. Mittels der ersten Sicherungsvorrichtung ist das Bauelement in Befestigungsanordnung-Längsrichtung, d.h. x-Richtung, verschiebbar gelagert. Mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung ist eine Verschiebung des Bauelements in Befestigungsanordnung-Längsrichtung unterbindbar. Die zweite Sicherungsvorrichtung kann das Bauelement also derart an dem Grundkörper fixieren, dass das Bauelement nicht mehr relativ zu dem Grundkörper in Befestigungsanordnung-Längsrichtung verschiebbar ist.
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Kerngedanke der Erfindung ist es also, dass die erste Sicherungsvorrichtung durch Verschieben des Bauelement in eine Sicherungsposition bringbar ist. In der Sicherungsposition ist das erste Bauelement anschließend mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung gesichert, welche ein Verschieben des Bauelements in Befestigungsanordnung-Längsrichtung ausschließt.
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Somit kann die erste Sicherungsvorrichtung durch Verschieben auf einfache Weise auch in schwer zugänglichen Bereichen in die Sicherungsposition gebracht werden und anschließend mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung, welche in einem zugänglichen Bereich angeordnet ist, gesichert werden.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist das Bauelement mittels der ersten Sicherungsvorrichtung derart an dem Grundkörper lagerbar, dass die erste Sicherungsvorrichtung Kräfte des Bauelements in Befestigungsanordnung-Hochrichtung, d.h. z-Richtung, und Befestigungsanordnung-Querrichtung, d.h. y-Richtung, in den Grundkörper einleitet und eine Bewegung des Bauelements in Befestigungsanordnung-Längsrichtung relativ zu dem Grundkörper ermöglicht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist die erste Sicherungsvorrichtung ein zweiwertiges Lager. Die erste Sicherungsvorrichtung ermöglicht also eine Verschiebung des Bauelements relativ zu dem Grundkörper in Befestigungsanordnung-Längsrichtung, eine Rotation des Bauelements relativ zu dem Grundkörper um eine sich in Befestigungsanordnung-Querrichtung erstreckende erste Rotationsachse, eine Rotation des Bauelements relativ zu dem Grundkörper um eine sich in Befestigungsanordnung-Hochrichtung erstreckende zweite Rotationsachse und eine Rotation des Bauelements relativ zu dem Grundkörper um eine sich in Befestigungsanordnung-Längsrichtung erstreckende dritte Rotationsachse.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist die erste Sicherungsvorrichtung ein dreiwertiges Lager.
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Das dreiwertige Lager kann eine Verschiebung des Bauelements relativ zu dem Grundkörper in Befestigungsanordnung-Längsrichtung ermöglichen. Ferner kann das dreiwertige Lager eine Rotation des Bauelements relativ zu dem Grundkörper um die erste Rotationsachse und die zweite Rotationsachse oder eine Rotation des Bauelements relativ zu dem Grundkörper um die erste Rotationsachse und die dritte Rotationsachse oder eine Rotation des Bauelements relativ zu dem Grundkörper um die zweite Rotationsachse und die dritte Rotationsachse ermöglichen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist die erste Sicherungsvorrichtung ein vierwertiges Lager.
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Das vierwertige Lager ermöglicht beispielsweise eine Verschiebung des Bauelements relativ zu dem Grundkörper in Befestigungsanordnung-Längsrichtung und eine Rotation des Bauelements relativ zu dem Grundkörper um die erste Rotationsachse, um die zweite Rotationsachse oder um die dritte Rotationsachse.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist die erste Sicherungsvorrichtung ein fünfwertiges Lager, das eine Verschiebung des Bauelements relativ zu dem Grundkörper in Befestigungsanordnung-Längsrichtung ermöglicht.
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Die zweite Sicherungsvorrichtung kann eine Steckverbindung sein.
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Die Steckverbindung umfasst beispielsweise eine Aussparung und ein Steckelement.
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Die Aussparung kann in dem Grundkörper ausgebildet sein und das Steckelement kann an dem Bauelement fixierbar sein oder an dem Bauelement ausgebildet sein.
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Alternativ kann die Aussparung an dem Bauelement ausgebildet sein und das Steckelement kann an dem Grundkörper ausgebildet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung umfasst die erste Sicherungsvorrichtung eine Gummihülse, welche zum Toleranz- und Schwingungsausgleich zwischen dem Bauelement und dem Grundkörper dient.
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Die Gummihülse kann eine die Aussparung definierende Wand zumindest teilweise, insbesondere vollständig bedecken.
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Die Gummihülse ist beispielsweise zwischen der die Aussparung definierenden Wand und dem Steckelement angeordnet.
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Somit ist das Steckelement in der Aussparung elastisch gelagert. Dies optimiert ein Akustikverhalten der ersten Sicherungsvorrichtung und gleicht Bauteiltoleranzen aus.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist die zweite Sicherungsvorrichtung ein sechswertiges Lager. Das Bauelement besitzt also, wenn es mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung an dem Grundkörper fixiert ist, keine Bewegungsmöglichkeit, sondern ist fest an dem Grundkörper eingespannt. Die zweite Sicherungsvorrichtung leitet mithin Kräfte des Bauelements in Befestigungsanordnung-Längsrichtung, Befestigungsanordnung-Querrichtung und Befestigungsanordnung-Hochrichtung in den Grundkörper ein.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Befestigungsanordnung nach der Erfindung ist die zweite Sicherungsvorrichtung eine Schraubverbindung oder eine Clipverbindung.
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Die erste Sicherungsvorrichtung kann auf einer der zweiten Sicherungsvorrichtung in Befestigungsanordnung-Längsrichtung gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers angeordnet sein. Die erste Sicherungsvorrichtung ist also an einem in Befestigungsanordnung-Längsrichtung ersten Ende der Befestigungsanordnung angeordnet und die zweite Sicherungsvorrichtung ist an einem zweiten Ende der Befestigungsanordnung angeordnet, welches dem ersten Ende gegenüberliegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Befestigungsanordnung nach der Erfindung eine weitere zweite Sicherungsvorrichtung, welche entsprechend den obigen Ausführungen betreffend die zweite Sicherungsvorrichtung ausgebildet ist.
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Die weitere zweite Sicherungsvorrichtung kann auf einer der zweiten Sicherungsvorrichtungen in Befestigungsanordnung-Querrichtung gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers angeordnet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Befestigungsanordnung nach der Erfindung ein Positionierelement. Mittels des Positionierelements ist das Bauelement relativ zu dem Grundkörper in einer Endposition, in welcher das Bauelement mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung an der Befestigungsvorrichtung zu befestigen ist, gegen ein Verstellen in Befestigungsanordnung-Längsrichtung in eine erste Richtung, insbesondere in der Sicherungsposition der ersten Sicherungsvorrichtung und/oder gegen eine Rotation um die sich in Befestigungsanordnung-Querrichtung erstreckende erste Rotationsachse in eine erste Rotationsrichtung sicherbar.
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Der Grundkörper kann an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs fixiert sein.
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Alternativ kann der Grundkörper Bestandteil der Karosserie sein.
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Das Bauelement kann eine beliebige Komponente des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Durchlauferhitzer, ein Steuergerät, ein Lüftungsschacht oder ein Motor sein.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zu Befestigung eines Bauelements mittels der im Vorhergehenden beschriebenen Befestigungsanordnung. Das Verfahren umfasst ein Sichern des Bauelements mittels der ersten Sicherungsvorrichtung und ein anschließendes Sichern des ersten Bauelements mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung.
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Das Sichern des Bauelements mittels der ersten Sicherungsvorrichtung kann ein Einschieben des Steckelements in die Aussparung, insbesondere die Gummihülse umfassen.
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Das Bauelement, insbesondere das Steckelement wird beispielsweise in Befestigungsanordnung-Längsrichtung in die Aussparung eingeschoben.
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Das Bauelement kann beispielsweise derart weit in die Aussparung eingeschoben werden, dass das Bauelement an dem Positionierelement anliegt, so dass das Positionierelement ein weiteres Einschieben des Bauelements in Befestigungsanordnung-Längsrichtung in die Aussparung verhindert.
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Das Sichern des Bauelements mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung kann ein derartiges Einschrauben einer Schraube in eine Gewindebuchse oder eine Mutter umfassen, welche an dem Grundkörper angeordnet oder Bestandteil des Grundkörpers ist, dass das Bauelement an dem Grundkörper in Befestigungsanordnung-Längsrichtung unverschiebbar befestigt ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung umfasst das Sichern des Bauelements mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung ein derartiges Aufschrauben einer Mutter auf einen Gewindebolzen, welcher mit dem Grundkörper verbunden oder Bestandteil des Grundkörpers ist, dass das Bauelement an dem Grundkörper in Befestigungsanordnung-Längsrichtung unverschiebbar befestigt ist.
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Das Sichern des Bauelements mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung kann ein Verclipsen eines Clips an dem Grundkörper umfassen. Der Clips kann an dem Bauelement fixierbar sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren nach der Erfindung ein Fixieren der Befestigungsanordnung, insbesondere des Grundkörpers an einem zweiten Bauelement, insbesondere einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs.
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Das Fixieren der Befestigungsanordnung an dem zweiten Bauelement erfolgt beispielsweise bevor das Bauelement mittels der ersten Sicherungsvorrichtung und der zweiten Sicherungsvorrichtung an dem Grundkörper gesichert wird.
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Nachdem das Bauelement mittels der ersten Sicherungsvorrichtung gesichert wurde und bevor das Bauelement mittels der zweiten Sicherungsvorrichtung gesichert wird kann das erste Bauelement um die sich in Befestigungsanordnung-Querrichtung erstreckende erste Rotationsachse, um die sich in Befestigungsanordnung-Hochrichtung erstreckende zweite Rotationsachse und/oder um die sich in Befestigungsanordnung-Längsrichtung erstreckende dritte Rotationsachse rotiert werden bis das erste Bauelement an dem Grundkörper, insbesondere dem Positionierelement derart anliegt, dass eine weitere Rotation des ersten Bauelements um die erste Rotationsachse, die zweite Rotationsachse bzw. die dritte Rotationsachse durch den Grundkörper, insbesondere das Positionierelement verhindert ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Befestigungsanordnung nach der Erfindung;
- 2 eine 1 entsprechende Ansicht zusammen mit einem befestigten Bauelement; und
- 3 eine perspektivische Detailansicht der Befestigungsanordnung nach der Erfindung zusammen mit dem Bauelement.
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In 1 ist eine Befestigungsanordnung 2 nach der Erfindung dargestellt. Die Befestigungsanordnung 2 ist an einer (nicht dargestellten) Karosserie eines Kraftfahrzeugs fixiert.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt ist an der Befestigungsanordnung 2 ein Bauelement 4 befestigbar. Das Bauelement 4 ist somit mittels der Befestigungsanordnung 2 an der (nicht dargestellten) Karosserie des Kraftfahrzeugs fixiert.
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Bei dem Bauelement 4 handelt es sich um einen elektrischen Durchlauferhitzer.
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Die Befestigungsanordnung 2 umfasst einen Grundkörper 6, eine erste Sicherungsvorrichtung 8 und zwei zweite Sicherungsvorrichtungen 10. Die erste Sicherungsvorrichtung 8 ist an einem in Befestigungsanordnung-Längsrichtung x ersten Ende der Befestigungsanordnung 2 angeordnet. Die zweiten Sicherungsvorrichtungen 10 befinden sich an einem zweiten Ende der Befestigungsanordnung 2, welches dem ersten Ende in Befestigungsanordnung-Längsrichtung x gegenüberliegt. Die zwei zweiten Sicherungsvorrichtungen 10 sind an in Befestigungsanordnung-Querrichtung y gegenüberliegenden Seiten der Befestigungsanordnung 2 angeordnet.
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Die erste Sicherungsvorrichtung 8 weist eine Aussparung 12, ein Steckelement 14 und eine Gummihülse 16 auf. Die Aussparung 12 ist in dem Grundkörper 6 ausgebildet. Die Gummihülse 16 ist derart in der Aussparung 12 angeordnet, dass die Gummihülse 16 eine Wand bedeckt, welche die Aussparung 12 definiert. Das Steckelement 14, welches mit der Aussparung 12, insbesondere der Gummihülse 16 in der Aussparung 12 korrespondiert, ist an dem Bauelement 4 starr fixiert.
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Die zweiten Sicherungsvorrichtungen 10 umfassen jeweils eine Schraube 18 und eine an einem Steg 22 des Grundkörpers 6 angeordnete, insbesondere integrierte Gewindebuchse 20. Die Schraube 18 ist derart in die Gewindebuchse 20 einschraubbar, dass das Bauelement 4 an dem Grundkörper 6 fixiert ist. Hierzu umfasst das Bauelement 4 eine Mutter 24 mit einer Durchgangsbohrung, insbesondere mit einem durchgängigen Gewinde, durch welche die Schraube 18 hindurchgeführt wird, bevor sie in die Gewindebuchse 20 eingeschraubt wird.
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Zur Montage des Bauelements 4 wird zunächst das Bauelement 4 mittels der ersten Sicherungsvorrichtung 8 an dem Grundkörper 6 gesichert. Hierzu wird das Steckelement 14 in die Aussparung 12, insbesondere in die in der Aussparung 12 angeordnete Gummihülse 16 in Befestigungsanordnung-Längsrichtung x in einer ersten Verschieberichtung eingeschoben, bis das Bauelement 4 an dem Grundkörper 6 anliegt, wodurch ein weiteres Verschieben des Bauelements 4 in die erste Verschieberichtung relativ zu dem Grundkörper 6 in Befestigungsanordnung-Längsrichtung x verhindert ist. Im Anschluss wird das Bauelement 4 in eine erste Rotationsrichtung um eine sich in Befestigungsanordnung-Querrichtung y erstreckende erste Rotationsachse rotiert, welche die Aussparung 12 schneidet, bis das Bauelement 4 an einer weiteren Stelle an dem Grundkörper 6, insbesondere an einem Positionierelement 26 anliegt. Das Positionierelement 26 verhindert eine weitere Rotation des Bauelements 4 relativ zu dem Grundkörper 6 in die erste Rotationsrichtung. Somit positioniert das Positionierelement 26 das Bauelement 4 relativ zu dem Grundkörper 6 derart vor, dass die Gewindebuchsen 20 in Befestigungsanordnung-Hochrichtung z jeweils mit einer betreffenden der Muttern 24 fluchten. Das Bauelement 4 befindet sich mithin in einer Sicherungsposition, in welcher es an dem Grundkörper 6 mittels der zweiten Sicherungsvorrichtungen 10 zu fixieren ist.
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Es ist ebenfalls denkbar, dass das Bauelement 4 durch eine rein translatorische Verschiebung des Bauelements 4 relativ zu dem Grundkörper 6 in Befestigungsanordnung-Längsrichtung x in die Sicherungsposition bringbar ist oder dass es hierzu einer weiteren rotatorischen Bewegung bedarf, beispielsweise um eine sich in Befestigungsanordnung-Hochrichtung z erstreckende zweite Rotationsachse und/oder um eine sich in Befestigungsanordnung-Längsrichtung x erstreckende dritte Rotationsachse.
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Zum Fixieren des Bauelements 4 an dem Grundkörper 6 mittels der zweiten Sicherungsvorrichtungen 10 werden die Schrauben 18 jeweils durch eine betreffende der Muttern 24 geführt und anschließend in ein betreffendes der Löcher 20 eingeschraubt.
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Da lediglich auf einer Seite der Befestigungsanordnung 2 in Befestigungsanordnung-Längsrichtung x Schrauben zu verschrauben sind, ermöglicht die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung 2 ein Befestigen des Bauelements 4 auch in Bereichen des Kraftfahrzeugs, welche zur Montage und Demontage nur teilweise zugänglich sind.
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Zur Demontage des Bauelements 4 von dem Grundkörper 6 sind die im Vorhergehenden beschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge auszuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Befestigungsanordnung
- 4
- Bauelement
- 6
- Grundkörper
- 8
- erste Sicherungsvorrichtung
- 10
- zweite Sicherungsvorrichtung
- 12
- Aussparung
- 14
- Steckelement
- 16
- Gummihülse
- 18
- Schraube
- 20
- Gewindebuchse
- 22
- Steg
- 24
- Mutter
- 26
- Positionierelement
- x
- Befestigungsanordnung-Längsrichtung
- y
- Befestigungsanordnung-Querrichtung
- z
- Befestigungsanordnung-Hochrichtung