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Die Erfindung betrifft zum einen ein System aus zwei miteinander verbundenen oder miteinander verbindbaren Bauteilen, wobei die Bauteile beispielsweise eine Montageplatte und ein an der Montageplatte befestigtes oder zu befestigendes Bauteil sein können. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden der Bauteile.
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Es ist eine Vielzahl von Möglichkeiten zum Verbinden oder Fügen zweier Bauteile miteinander bekannt. So können Bauteile irreversibel, also nicht lösbar oder nur bedingt lösbar, d.h. unter Beschädigung der Verbindungsmittel und/oder der Bauteile, miteinander verbunden werden, beispielsweise mittels Niet- oder Klebeverbindungen. Auch sind reversible, also lösbare Verbindungen bekannt, beispielsweise Schraub- oder Klemmverbindungen.
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Als Bauteile können, wie erwähnt, beispielsweise eine Montageplatte und ein an der Montageplatte zu befestigendes Bauteil vorgesehen sein. Die Montageplatte kann an einem Verwendungsort angebracht sein, beispielsweise in einem Bus oder in einem Fahrgastwagen eines Zuges. An der Montageplatte kann als Bauteil beispielsweise eine Überwachungskamera oder ein Netzwerkswitch angebracht werden. Bei bekannten Systemen wird ein solches Bauteil zur lösbaren Verbindung an der Montageplatte beispielsweise mit der Montageplatte verschraubt.
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Derartige Systeme und Verfahren sind jedoch konstruktiv aufwändig, unter anderem da in den Bauteilen jeweils für die Verbindungsmittel vorgesehene Verbindungsmittelaufnahmen ausgebildet werden müssen. Bei Schrauben als Verbindungsmitteln weist die Montageplatte beispielsweise Schraubenaufnahmen mit einem Innengewinde auf, das in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt in die Montageplatte eingebracht werden muss. Entsprechend weist das an der Montageplatte zu befestigende Bauteil Schraubendurchführungen auf, an denen der Schraubenkopf anliegt. Auch diese müssen in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt an dem Bauteil angebracht oder in dieses eingebracht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und bevorzugt wieder lösbare Verbindung zweier Bauteile zur Verfügung zu stellen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein System gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Das erfindungsgemäße System aus zwei miteinander verbundenen oder miteinander verbindbaren Bauteilen umfasst ein erstes Bauteil mit einer ersten längserstreckten Nut und zweites Bauteil mit einer zweiten längserstreckten Nut, wobei die erste Nut und die zweite Nut in einem entlang einer Montageachse zusammengesetzten Zustand der Bauteile gemeinsam einen Aufnahmeraum für ein längserstrecktes Befestigungsmittel bilden, und das in den Aufnahmeraum eingesetzte Befestigungsmittel eine Relativbewegung der Bauteile voneinander fort entlang der Montageachse verhindert.
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Das erfindungsgemäße Fügeverfahren zum Verbinden zweier Bauteile, bei dem das erste Bauteil eine erste längserstreckte Nut und das zweite Bauteil eine zweite längserstreckte Nut aufweist, umfasst die folgenden Schritte: Zusammensetzen der Bauteile entlang einer Montageachse derart, dass die erste Nut und die zweite Nut gemeinsam einen Aufnahmeraum bilden, anschließendes Einführen eines eine Relativbewegung der Bauteile voneinander fort entlang der Montageachse verhindernden, längserstreckten Befestigungsmittels in den Aufnahmeraum.
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Das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren werden im Folgenden gemeinsam erläutert. Zu dem System erläuterte Einzelheiten gelten entsprechend für das Verfahren und andersherum.
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Erfindungsgemäß erfolgt eine Verbindung zweier Bauteile, also beispielsweise einer Montageplatte und eines an der Montageplatte zu befestigenden Bauteils, durch Zusammenwirken von längserstreckten Nuten der beiden Bauteile und einem durch die Nuten gebildeten Aufnahmeraum mit einem in den Aufnahmeraum eingeführten Befestigungsmittel. Die Bauteile werden dafür auf einer Montageachse aneinander geführt oder, mit anderen Worten, wird ein erstes der Bauteile entlang einer Montagerichtung an das zweite der Bauteile herangeführt. Im zusammengesetzten oder zusammengeführten Zustand der Bauteile liegen die erste Nut und die zweite Nut einander derart gegenüber, dass sie gemeinsam den Aufnahmeraum formen. Der Aufnahmeraum ist also begrenzt auf der einen Seite durch die erste Nut und auf der gegenüberliegenden Seite durch die zweite Nut, insbesondere durch die Nutwände der ersten Nut und der zweiten Nut. Es können die beiden Bauteile im zusammengesetzten Zustand angrenzend an die Nuten in flächige Anlage zueinanderkommen. In anderen Worten kann das erste Bauteil ein erstes Wandelement aufweisen, innerhalb dessen die erste Nut als Vertiefung angeordnet oder ausgebildet ist, und das zweite Bauteil kann ein zweites Wandelement aufweisen, innerhalb dessen die zweite Nut als Vertiefung angeordnet oder ausgebildet ist, wobei die Wandelemente im zusammengesetzten Zustand der Bauteile flächig aneinander anliegen und damit den Aufnahmeraum über seinen gesamten Umfang begrenzen. Im zusammengesetzten Zustand ist eine Relativbewegung der Bauteile voneinander fort entlang der Montageachse blockiert. Mit anderen Worten wird eine Bewegung des entlang der Montagerichtung an das zweite Bauteile herangeführten ersten Bauteils in eine der Montagerichtung entgegengesetzten Richtung verhindert.
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Die erste Nut und die zweite Nut können eine identische Form aufweisen, bevorzugt eine identische Querschnittsfläche. Die erste Nut und zweite Nut können beispielsweise jeweils eine halbzylindrische Form aufweisen, sodass der im zusammengesetzten Zustand der Bauteile gebildete Aufnahmeraum eine zylindrische Form aufweist. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise eine Schraube sein, insbesondere eine selbstschneidende Schraube. Bevorzugt handelt es sich bei dem Befestigungsmittel um einen Stab oder eine Schraubfeder, wie noch erläutert wird. Im zusammengesetzten Zustand der Bauteile kann der Aufnahmeraum ein oder zwei offene Längsenden aufweisen, wobei durch eine der Längsenden das Befestigungsmittel eingeführt werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass in beide Längsenden des Aufnahmeraums Befestigungsmittel eingesetzt werden, wenn die Befestigungsmittelaufnahme zwei offene Enden aufweist.
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Mittels des erfindungsgemäßen Systems bzw. Verfahrens wird eine konstruktiv besonders einfache Verbindung zweier Bauteile erreicht. Die Bauteile müssen dafür lediglich, bevorzugt identisch geformte, Längsnuten aufweisen. Solche Bauteile sind einfach herstellbar, beispielsweise im Strangguss- oder Strangpressverfahren. Die Bauteile können folglich Stranggussprofile oder Strangpressprofile sein, bevorzugt aus Aluminium. Insbesondere können die Nuten während des Herstellungsprozesses der Bauteile in die Bauteile eingebracht werden, sodass kein nachträglicher Bearbeitungsschritt notwendig ist. Eine identische Form der Nuten vereinfacht die Herstellung weiter, da nur ein entsprechendes Formwerkzeug vorgesehen sein muss. Die Verbindung der Bauteile wird in einfacher Weise erreicht durch Heranführen der Bauteil aneinander auf der Montageachse bzw. Heranführen des einen Bauteils an das andere Bauteil entlang der Montagerichtung, sodass die Nuten in Überstimmung liegen und durch Einführen des Befestigungsmittels in den durch die Nuten gebildeten Aufnahmeraum. Das Befestigungsmittel verhindert eine entgegengesetzte Bewegung des Bauteils, also eine Relativbewegung der Bauteile voneinander fort, und damit das Lösen der Bauteile voneinander. Die Nuten mit dem Aufnahmeraum und das Befestigungsmittel bilden also einen Verriegelungsmechanismus zur Verriegelung der Bauteile aneinander. Bei Verwendung beispielsweise eines Stabs oder einer Schraubfeder als Befestigungsmittel ist die Verbindung der beiden Bauteile zudem einfach wieder lösbar, was beispielsweise zum Austausch eines Bauteils hilfreich sein kann.
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Nach einer Ausgestaltung weist die erste Nut eine erste Querschnittfläche, die zweite Nut eine zweite Querschnittfläche und das Befestigungsmittel eine zu der Gesamtheit aus erster Querschnittfläche und zweiter Querschnittfläche korrespondierende dritte Querschnittfläche auf. Mit anderen Worten weist nach dieser Ausgestaltung das Befestigungsmittel eine zu einer Querschnittsfläche des Aufnahmeraums korrespondierende Querschnittsfläche auf. So kann die dritte Querschnittsfläche insbesondere im Wesentlichen identisch zu der Gesamtheit aus erster Querschnittfläche und zweiter Querschnittfläche sein, also identisch zu der Querschnittsfläche des Aufnahmeraums, sodass das Befestigungsmittel den Aufnahmeraum zumindest in einer Richtung senkrecht zu seiner Längserstreckung im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Somit kann mittels des in den Aufnahmeraum eingesetzten Befestigungsmittels eine formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen erzeugt werden. Der Formschluss besteht dabei zumindest bezogen auf eine Relativbewegung der Bauteile auf der Montageachse. In anderen Worten füllt das Befestigungsmittel den Aufnahmeraum derart aus, dass es eine Bewegung des einen Bauteils relativ zum anderen Bauteil entgegen der Montagerichtung, also eine Relativbewegung der Bauteile entgegen der Montagerichtung, verhindert. Das Befestigungsmittel kann folglich korrespondierend zu dem Aufnahmeraum geformt sein, sodass durch Einführen des Befestigungsmittels in die Aufnahme eine formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen erzeugt wird.
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Wie bereits erwähnt, kann das längserstreckte Befestigungsmittel beispielsweise eine Schraube sein, die in den Aufnahmeraum eingedreht wird. Bevorzugt ist das Befestigungsmittel dabei eine selbstschneidende Schraube, da dann der Aufnahmeraum kein Gewinde aufweisen muss. Dies vereinfacht die Herstellung der Bauteile, da kein Gewinde in die Nutwände eingebracht werden muss. Nach einer Ausgestaltung ist das längserstreckte Befestigungsmittel elastisch verformbar. Bevorzugt ist das Befestigungsmittel eine Schraubfeder, insbesondere eine Zugfeder. Das Befestigungsmittel ist dabei derart elastisch verformbar, dass es unter Verbiegung in den Aufnahmeraum eingeführt werden kann. In anderen Worten kann das Befestigungsmittel biegeweich sein. Das biegeweiche Befestigungsmittel hat bevorzugt einen Durchmesser von 4 mm und, im Falle einer Schraubfeder, eine Drahtstärke von 0,5 mm. Ein elastisch verformbares Befestigungsmittel kann auch bei besonders schwer zugänglichem Bauraum in den Aufnahmeraum eingeführt werden, indem das Befestigungsmittel verformt, beispielsweise gebogen wird. Handelt es sich bei dem ersten Bauteil beispielsweise um eine in einem Zugabteil oder Fahrzeug verbaute Montageplatte, so kann aufgrund eines geringen zur Verfügung stehenden Bauraums die Verbindung des zweiten Bauteils mit der Montageplatte schwierig sein. Ein starres Befestigungsmittel, wie beispielsweise ein Stab oder Bolzen, kann aufgrund der räumlichen Verhältnisse in der Umgebung der Montageplatte möglicherweise nicht in den Aufnahmeraum eingeführt werden. Ein elastisch verformbares Befestigungsmittel, wie eine Schraubfeder, kann hingegen in kleinen Winkeln gebogen und damit an begrenzte Platzverhältnisse in der Umgebung der Montageplatte angepasst werden. Von besonderem Vorteil ist eine Zugfeder mit aneinander anliegenden Federwindungen, da ein Umklappen der Federwindungen auch bei einer größeren Scherkraft, die orthogonal zur Federachse wirkt, verhindert wird.
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Nach einer Ausgestaltung ist an zumindest einem der Längsenden des Aufnahmeraums ein den Aufnahmeraum endseitig abschließendes Begrenzungselement angeordnet. Der Aufnahmeraum ist entsprechend der Nuten längserstreckt, weist also ein Längsende oder insbesondere zwei Längsenden auf. Beispielsweise bildet der Aufnahmeraum ein Sackloch und weist somit nur ein Längsende auf. Über dieses Längsende oder über die Längsenden kann das Befestigungsmittel in den Aufnahmeraum eingeführt werden. Um ein Austreten oder Herausfallen des Befestigungsmittels aus dem gegenüberliegenden Längsende zu vermeiden, ist nach dieser Ausgestaltung das Begrenzungselement vorgesehen. Das Befestigungsmittel kann in ein erstes offenes Ende an einem der Längsenden des Aufnahmeraums eingeführt werden, bis es mit dem das zweite offene Ende an dem anderen Längsende des Aufnahmeraums überdeckenden Begrenzungselement in Kontakt kommt. So kann das Befestigungsmittel im in den Aufnahmeraum aufgenommenen Zustand an dem Begrenzungselement zur Anlage kommen. Das Begrenzungselement kann an einem der beiden Bauteile angeordnet sein. Das Begrenzungselement kann an dem jeweiligen Bauteil beispielsweise angeformt, angeschraubt oder angeschweißt sein. Es können zwei Begrenzungselemente vorgesehen sein, wobei ein erstes Begrenzungselement ein erstes Längsende, also das dortige erste offene Ende, des Aufnahmeraums abschließt und ein zweites Begrenzungselement ein zweites Längsende, also das dortige zweite offene Ende, des Aufnahmeraums abschließt. Zumindest eines der Begrenzungselemente kann dabei verstellbar ausgebildet sein zwischen einer das entsprechende Längsende des Aufnahmeraums freigebenden Öffnungsstellung und einer das Längsende verschließenden Schließstellung. In der Öffnungsstellung kann das Befestigungsmittel in den Aufnahmeraum eingeführt werden, wobei nach dem Einführen des Befestigungsmittels das Begrenzungselement in die Schließstellung verstellt und damit ein Austreten oder Herausfallen des Befestigungsmittels auch an diesem Längsende verhindert wird.
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Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung ist das Befestigungsmittel in dem zusammengesetzten Zustand der Bauteile magnetisch an dem Begrenzungselement gehalten. Das Befestigungsmittel kann also so weit in den Aufnahmeraum eingeführt werden, dass eine zwischen Befestigungsmittel und Begrenzungselement wirkende magnetische Anziehungskraft das Befestigungsmittel and dem Begrenzungselement hält. Das Begrenzungselement kann beispielsweise aus einem weichmagnetischen Material bestehen oder ein solches umfassen. Das Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraubfeder, kann beispielsweise magnetisch sein oder einen Magneten aufweisen. So kann beispielsweise an einem Längsende des Befestigungsmittels ein Magnet, bevorzugt ein Neodym-Magnet, angeordnet sein. Wird das Befestigungsmittel mit dem den Magneten aufweisenden Längsende in den Aufnahmeraum eingeführt, so kommt die Magnetkraft zwischen Befestigungsmittel und Begrenzungselement zur Wirkung und das vollständig eingeführte Befestigungsmittel wird durch die Magnetkraft an dem Begrenzungselement gehalten. Auch kann bedingt durch die Magnetkraft das Befestigungsmittel beim Einführen in den Aufnahmeraum zumindest auf einem letzten Wegstück zu dem Begrenzungselement hingezogen werden, was die Montage vereinfacht.
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Nach einer Ausgestaltung stehen die Bauteile über Verbindungsmittel miteinander in Eingriff, die eine Bewegung der Bauteile voneinander fort in eine zu der Montageachse/Montagerichtung senkrechte Richtung verhindern. Zusätzlich zu dem durch die Nuten und das Befestigungsmittel gebildeten Verriegelungsmechanismus kann also nach dieser Ausgestaltung eine weitere Fixierung vorgesehen sein, um eine Relativbewegung der Bauteile auf weiteren Achsen zu verhindern. So weist nach einer Ausgestaltung das erste Bauteil ein erstes Winkelprofil mit zwei in einem Winkel zueinander stehenden Schenkeln und das zweite Bauteil ein hinsichtlich der Schenkellängen und des Winkels gleiches zweites Winkelprofil auf, wobei an beiden der Schenkel des ersten Winkelprofils angeordnete erste Verbindungsmittel mit an beiden der Schenkel des zweiten Winkelprofils angeordneten zweiten Verbindungsmitteln im zusammengesetzten Zustand der Winkelprofile derart miteinander in Eingriff stehen, dass sie eine Bewegung der Bauteile voneinander fort in eine zu der Montageachse senkrechte Richtung verhindern, wobei die Verbindungsmittel des ersten Bauteils die erste Nut und die Verbindungsmittel des zweiten Bauteils die zweite Nut aufweisen. Die Winkelprofile bilden im zusammengesetzten Zustand ein Kastenprofil mit einem Bauraum, beispielsweise für die Aufnahme von elektronischen Komponenten, wie Leiterplatten. Dafür ist das zweite Winkelprofil in einer in Bezug zur Position des ersten Winkelprofils um 180° gedrehten Lage mit dem ersten Winkelprofil über die Verbindungsmittel verbunden. Bevorzugt sind die Verbindungsmittel jeweils an den Schenkelenden der beiden Schenkel der Winkelprofile angeordnet, sodass das zweite Winkelprofil in einer in Bezug zur Position des ersten Winkelprofils um 180° gedrehten Lage mit beiden Schenkelenden mit den Schenkelenden des ersten Winkelprofils verbunden ist. Einer oder mehrere der Schenkel können Durchgangsöffnungen aufweisen, durch welche beispielsweise Anschlüsse (beispielsweise DVI- oder M12-Anschlüsse) der im Kastenprofil angeordneten elektronischen Komponenten nach außen ragen. An einem oder mehreren der Schenkel können Kühlrippen angeordnet sein. Die Winkelprofile sind bevorzugt Stranggussprofile, beispielsweise aus Aluminium, was eine einfache Herstellung ermöglicht. Aufgrund der hinsichtlich der Schenkellängen und des Winkels gleichen Winkelprofile ist die Herstellung des Kastenprofils umso einfacher. Die miteinander in Eingriff stehenden Verbindungsmittel verhindern somit eine Bewegung der Winkelprofile voneinander fort in eine zu der Montageachse/Montagerichtung senkrechte Richtung. Auch für solche Winkelprofile ist der erfindungsgemäße Verriegelungsmechanismus geeignet. So weist nach einer Ausgestaltung das erste Winkelprofil die erste Nut und das zweite Winkelprofil die zweite Nut auf. Bevorzugt weisen dabei die Verbindungsmittel der Winkelprofile die Nuten auf. Mit anderen Worten sind bevorzugt die Verbindungsmittel und die Nuten durch ein gemeinsames Bauelement des jeweiligen Winkelprofils realisiert. So kann zumindest eines der ersten Verbindungsmittel des ersten Winkelprofils die erste Nut und das mit dem ersten Verbindungsmittel zusammenwirkende zweite Verbindungsmittel des zweiten Winkelprofils die zweite Nut aufweisen. Auch können beide der ersten Verbindungsmittel des ersten Winkelprofils jeweils eine erste Nut aufweisen und beide der zweiten Verbindungsmittel des zweiten Winkelprofils jeweils eine zweite Nut aufweisen. Es kann dann an beiden Verbindungsmitteln durch die längserstreckten Nuten jeweils ein längserstreckter Aufnahmeraum für ein längserstrecktes Befestigungsmittel gebildet sein, wobei durch Einführen jeweils eines solchen Befestigungsmittels in den jeweiligen Aufnahmeraum die Relativbewegung der Winkelprofile entgegen der Montagerichtung bzw. auf der Montageachse verhindert wird. Damit ist sowohl eine Relativbewegung der Winkelprofile auf der Montageachse sowie auf zumindest einer dazu senkrechten Achse unterbunden.
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Wie bereits angesprochen, können als Bauteile eine Montageplatte und ein an der Montageplatte zu befestigendes Bauteil vorgesehen sein. So ist nach einer Ausgestaltung das erste Bauteil eine Montageplatte zur Anbringung des zweiten Bauteils, wobei das zweite Bauteil im zusammengesetzten Zustand in einer Bauteilaufnahme der Montageplatte unter Eingriff von ersten Verbindungsmitteln der Montageplatte mit zweiten Verbindungsmitteln des zweiten Bauteils aufgenommen ist, wobei die Verbindungsmittel in Zusammenwirkung mit dem in den Aufnahmeraum eingeführten Befestigungsmittel eine Bewegung des zweiten Bauteils relativ zu der Montageplatte entlang der Montageachse entgegen der Montagerichtung verhindern. Die Verbindungsmittel können dabei getrennt von den Nuten und damit dem Aufnahmeraum ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Montageplatte an einem ersten Ende die in Richtung der Bauteilaufnahme gerichtete erste Nut aufweisen und an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende die ebenfalls in Richtung der Bauteilaufnahme gerichteten ersten Verbindungsmittel. Die erste Nut und die ersten Verbindungsmittel können also durch die Bauteilaufnahme voneinander beabstandet sein. Das zweite Bauteil kann ebenfalls an einem ersten Ende die zweite Nut aufweisen und an einem zweiten Ende die zweiten Verbindungsmittel. Zur Anbringung des zweiten Bauteils an der Montageplatte können zunächst die zweiten Enden von Montageplatte und zweitem Bauteil unter Eingriff der ersten und zweiten Verbindungsmittel miteinander in Kontakt gebracht werden und das zweite Bauteil anschließend um die ersten Verbindungsmittel verschwenkt werden, sodass es vollständig in die Bauteilaufnahme eintritt. Anschließend kann das Befestigungsmittel in den bei vollständigem Eintritt des zweiten Bauteils in die Bauteilaufnahme durch die Nuten gebildeten Aufnahmeraum eingeführt und damit das zweite Bauteil an der Montageplatte festgelegt werden. Dies erlaubt eine besonders einfache Befestigung des zweiten Bauteils an der Montageplatte. Das zweite Bauteil kann beispielsweise eine Überwachungskamera oder ein Netzwerkswitch sein oder solche tragen. Die Verbindungsmittel können beispielsweise eine Nut-Feder-Verbindung bilden, eines der Verbindungsmittel kann also eine Feder sein und das andere der Verbindungsmittel eine die Feder aufnehmende Nut.
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Nach einer Ausgestaltung weist eines der Bauteile einen Zapfen auf, in dessen Außenwand die erste Nut umlaufend ausgebildet ist, und wobei das andere Bauteil eine Zapfenaufnahme aufweist, in deren Innenwand die zweite Nut umlaufend ausgebildet ist, wobei im zusammengesetzten Zustand der Bauteile der Zapfen in der Zapfenaufnahme unter Bildung eines ringförmigen Aufnahmeraums für das Befestigungsmittel aufgenommen ist und das Befestigungsmittel durch eine Durchgangsöffnung in der Innenwand der Zapfenaufnahme in den ringförmigen Aufnahmeraum geführt ist. Nach dieser Ausgestaltung ist der durch die beiden Nuten gebildete Aufnahmeraum für das Befestigungsmittel also nicht-linear, bevorzugt ringförmig, besonders bevorzugt kreisringförmig. Der Aufnahmeraum weist insbesondere eine Gestalt mit nur derart sanft verlaufende Krümmungen auf, dass die Feder beim Einführen dem Verlauf folgen kann und nicht blockiert. Insbesondere weist der Aufnahmeraum keine Ecken auf. Durch Einsetzen des den Zapfen aufweisenden Bauteils in das die Zapfenaufnahme aufweisende Bauteil werden die erste Nut und die zweite Nut in der erfindungsgemäßen Weise einander gegenüberliegend angeordnet, sodass die Nuten gemeinsam den Aufnahmeraum begrenzen. Das längserstreckte Befestigungsmittel wird anschließend erfindungsgemäß in den ringförmigen Aufnahmeraum eingeführt. Hierfür ist eine Durchgangsöffnung in dem die Zapfenaufnahme aufweisenden Bauteil vorgesehen, um Zugriff auf den ansonsten verschlossenen Aufnahmeraum zu gewährleisten. Die Durchgangsöffnung durchtritt das die Zapfenaufnahme aufweisende Bauteil von einer der Umgebung zugewandten Außenseite bis zu der die zweite Nut aufweisenden Innenwand und damit bis zu dem Aufnahmeraum. So kann das in diesem Fall elastisch verformbar ausgebildete Befestigungsmittel über die Durchgangsöffnung in den ringförmigen Aufnahmeraum eingeführt und unter Verformung entlang des ringförmigen Aufnahmeraums geführt werden. Beispielsweise kann eine Schraubfeder als Befestigungsmittel für diese Ausgestaltung geeignet sein. Diese Ausgestaltung erlaubt eine konstruktiv besonders einfache Befestigung der Bauteile aneinander über lediglich das Befestigungsmittel. Insbesondere sind keine weiteren Verbindungsmittel notwendig, da die Zapfenaufnahme eine Bewegung der Bauteile relativ zueinander auf zu der Montageachse senkrechten Achsen verhindert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 das erfindungsgemäße System in einer ersten Ausgestaltung,
- 2 das erfindungsgemäße System in einer zweiten Ausgestaltung,
- 3 das erfindungsgemäße System in einer dritten Ausgestaltung,
- 4 das erfindungsgemäße System in einer vierten Ausgestaltung.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen im Folgenden gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
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1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems 10, wobei hier als erstes Bauteil eine Montageplatte 12 mit einer ersten längserstreckten Nut 14 vorgesehen ist, und ein zweites Bauteil 16 mit einer zweiten längserstreckten Nut 18.
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Die Montageplatte 12 weist in dieser Ausgestaltung ein Bodenelement 20 auf, mit welchem die Montageplatte 12 an einem Verwendungsort installiert sein kann, beispielsweise in einem Bus oder einem Zugabteil. Von dem Bodenelement 20 erstrecken sich an beiden Längsenden des Bodenelements 20 senkrecht zwei Stege 22, die zwischen sich eine Bauteilaufnahme 24 zur Aufnahme des zweiten Bauteils 16 begrenzen. Ein erster Steg 22a der zwei Stege 22 weist in Richtung der Bauteilaufnahme 24 gerichtet die erste Nut 14 auf, während ein zweiter Steg 22b der zwei Stege 22 einen in Richtung der Bauteilaufnahme 24 gerichteten längserstreckten Vorsprung 26 aufweist.
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Das zweite Bauteil 16 ist in dieser Ausgestaltung plattenförmig ausgestaltet. Das hier ersichtliche zweite Bauteil 16 kann jedoch lediglich ein Teil eines an der Montageplatte 12 zu montierenden Elements sein, beispielsweise einer Überwachungskamera oder eines Netzwerkswitches. Auch kann das zweite Bauteil 16 eine Trägerplatte für ein solches Element bilden. Das zweite Bauteil 16 weist an einem ersten Längsende die zweite Nut 18 auf und an dem anderen Längsende eine dritte Nut 27.
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Zur Anbringung, also zur Montage, des zweiten Bauteils 16 an der Montageplatte 12 wird das zweite Bauteil 16 entlang einer Montagerichtung M in die Bauteilaufnahme 24 der Montageplatte 12 eingesetzt. Dabei wird das zweite Bauteil 16 zunächst mit seinem die dritte Nut 27 aufweisenden Längsende in die Bauteilaufnahme 24 eingesetzt, sodass der längliche Vorsprung 26 in die dritte Nut 27 eingreift, wie in der oberen Darstellung in 1 ersichtlich. Somit wird eine Nut-Feder-Verbindung realisiert. Anschließend wird das zweite Bauteil 16 um eine innerhalb des länglichen Vorsprungs 26 liegende Dreh- oder Kippachse vollständig in die Bauteilaufnahme 24 hinein verschwenkt, wie in der mittleren Darstellung in 1 ersichtlich, sodass sich die Nuten 14, 18 gegenüberliegen. In diesem zusammengesetzten Zustand von Montageplatte 12 und zweitem Bauteil 16 bilden die erste Nut 14 und die zweite Nut 18 gemeinsam einen Aufnahmeraum 28 für ein längserstrecktes Befestigungsmittel, in dieser Ausgestaltung eine Schraube 30.
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In einem finalen Schritt wird das zweite Bauteil 16 an der Montageplatte 12 festgelegt durch Einschrauben der, bevorzugt selbstschneidenden, Schraube 30 an einem der Längsenden des Aufnahmeraums 28, wie in der unteren der Darstellungen der 1 ersichtlich. Auch kann alternativ oder zusätzlich an dem hier nicht ersichtlichen anderen Längsende des Aufnahmeraums 28 eine solche Schraube in den Aufnahmeraum 28 eingeführt werden. Die Schraube 30 verhindert eine Bewegung des zweiten Bauteils 16 entgegen der Montagerichtung M und damit ein Lösen des zweiten Bauteils 16 von der Montageplatte 12. In anderen Worten wird durch die in den Aufnahmeraum 28 eingeführte Schraube 30 eine Relativbewegung der Bauteile voneinander fort auf oder entlang einer Montageachse, entlang welcher die Montagerichtung verläuft, verhindert. Insbesondere wird ein Formschluss erreicht. Die Nuten 14, 18 und die Schraube 30 bilden damit einen Verschlussmechanismus, der das zweite Bauteil 16 an der Montageplatte 12 zumindest in Bezug auf die Montageachse festlegt. Zudem ist eine Bewegung des zweiten Bauteils 16 relativ zu der Montageplatte 12 in den zu der Montageachse senkrechten Achsen unterbunden, zum einen durch die Stege 22 und zum anderen durch die an dem Steg 22b anliegenden Schraubenköpfe der Schrauben 30.
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Mittels des erfindungsgemäßen Systems bzw. Fügeverfahrens wird eine konstruktiv besonders einfache Verbindung zweier Bauteile erreicht. Die Montageplatte 12 und das zweite Bauteil 16 müssen dafür lediglich, bevorzugt identisch geformte, Längsnuten 14, 18 aufweisen. Solche Bauteile sind einfach herstellbar, beispielsweise im Strangpressverfahren. So können sowohl die Montageplatte 12 als auch das zweite Bauteil 16 Strangpressprofile sein, bevorzugt aus Aluminium. Die längserstreckten Nuten 14, 18 können während des Herstellungsprozesses der Bauteile 12, 16 in einfacher Weise bedingt durch das Formwerkzeug in die Bauteile eingebracht werden, sodass kein nachträglicher Bearbeitungsschritt notwendig ist. Eine identische Form der Nuten vereinfacht die Herstellung weiter, da nur ein entsprechendes Formwerkzeug (Press-Matrize) vorgesehen sein muss. Aufgrund des erläuterten Zusammenwirkens der Nuten 14, 18 und der Schrauben 30 wird eine konstruktiv einfache und zudem lösbare Verbindung erreicht.
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2 unterscheidet sich von der Ausgestaltung aus 1 darin, dass anstatt von Schrauben eine Schraubfeder 32 als Befestigungsmittel vorgesehen ist. Bevorzugt handelt es sich bei der Schraubfeder um eine Zugfeder mit unmittelbar aneinander anliegenden Federwindungen, wodurch die Feder in vorteilhafter Weise besonders gut senkrecht zur Federachse wirkenden Scherkräften widerstehen kann. Bevorzugt wird im Handel verfügbare Zugfeder-Meterware eingesetzt. Das zweite Bauteil 16 weist an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Begrenzungselement 34a, 34b auf, wobei die Begrenzungselemente 34a, 34b in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels Schrauben 36 an dem zweiten Bauteil 16 befestigt sind (in 2 ist nur eine Schraube ersichtlich). Natürlich sind auch andere Befestigungen denkbar. Das Einsetzen des zweiten Bauteils 16 in die Montageplatte 12 erfolgt wie oben erläutert, wobei hier im zusammengesetzten Zustand von Montageplatte 12 und zweitem Bauteil 16 die Begrenzungselemente 34a, 34b den Steg 22b der Montageplatte 12 seitlich umgreifen, siehe mittlere Darstellung der 2.
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Wie ersichtlich, überdeckt in dem zusammengesetzten Zustand ein erstes Begrenzungselement 34a an einem ersten Längsende des Aufnahmeraums 28 das dortige erste offene Ende des Aufnahmeraums 28 und ein zweites Begrenzungselement 34b an einem zweiten Längsende des Aufnahmeraums 28 das dortige zweite offene Ende des Aufnahmeraums 28. Eines oder beide der Begrenzungselemente 34a, 34b sind um eine durch die jeweilige Schraube 36 verlaufende Achse schwenkbar, sodass das jeweilige Ende des Aufnahmeraums 28 zum Einführen der Schraubfeder 32 freigegeben werden kann (nicht dargestellt). Beispielsweise kann das zweite Begrenzungselement 34b verschwenkt werden, um den Aufnahmeraum 28 freizugeben. Nach dem Einführen der Schraubfeder 32 in den Aufnahmeraum 28 wird das zweite Begrenzungselement 34b zurück in Überdeckung mit dem offenen Ende des Aufnahmeraums 28 verschwenkt und damit die Schraubfeder 32 sicher innerhalb des Aufnahmeraums 28 gehalten. Es wird also verhindert, dass die Schraubfeder 32 durch eine Bewegung entlang ihrer Längsachse aus dem Aufnahmeraum 28 gelangt. Das zweite Begrenzungselement 34b weist vorliegend einen kleinen Vorsprung 38 auf, der im zusammengesetzten Zustand endseitig in den Aufnahmeraum 28 hineinragt, wie in der oberen Darstellung in 2 zu erkennen ist. Hierdurch wird das zweite Begrenzungselement 34b sicher in Überdeckung zu dem Aufnahmeraum 28 gehalten. Zum Verschwenken kann das Begrenzungselement 34b leicht biegbar sein, um den Vorsprung 38 aus dem Aufnahmeraum 28 hinauszubefördern. Alternativ wird beispielsweise das Begrenzungselement 34b erst nach Einführen der Schraubfeder 32 an das zweite Bauteil 16 montiert.
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Alternativ kann auch lediglich ein Begrenzungselement vorgesehen sein, beispielsweise das erste Begrenzungselement 34a. Bei einer solchen Abwandlung der zweiten Ausgestaltung ist das erste Begrenzungselement 34a aus weichmagnetischem Material oder weist weichmagnetisches Material und die Schraubfeder 32 weist an einem Ende einen Magneten 40 auf, wie in der unteren Darstellung der 2 zu erkennen ist. Die Schraubfeder 32 wird zuerst mit dem den Magneten 40 aufweisenden Ende in den Aufnahmeraum 28 eingeführt und wird in dem eingeführten Zustand durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Magneten 40 und dem ersten Begrenzungselement 34a in dem Aufnahmeraum 28 gehalten. Das zweite erste Begrenzungselement 34b kann bei dieser Ausgestaltung fortgelassen und das entsprechende Ende des Aufnahmeraums 28 offengelassen werden. Das Fortlassen des zweiten Begrenzungselements 34b kann allerdings den Nachteil haben, dass laterale Bewegungen des zweiten Bauteils 16 und der Montageplatte 20 ermöglicht werden. Somit ist nach einer weiteren Alternative das zweite Begrenzungselement 34b dennoch in der oben erläuterten Weise vorgesehen, allerdings mit einer Durchgangsöffnung versehen, durch welche die Schraubfeder geführt werden kann.
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Die Schraubfeder 32 verhindert als Befestigungsmittel ebenfalls eine Bewegung des zweiten Bauteils 16 entgegen der Montagerichtung M und damit ein Lösen des zweiten Bauteils 16 von der Montageplatte 12. Mit anderen Worten wird durch die in den Aufnahmeraum 28 eingeführte Schraubfeder 32 eine Relativbewegung der Bauteile voneinander fort auf oder entlang einer Montageachse, entlang welcher die Montagerichtung verläuft, verhindert. Die Nuten 14, 18 und die Schraubfeder 32 bilden damit einen Verschlussmechanismus, der das zweite Bauteil 16 an der Montageplatte 12 zumindest in Bezug auf die Montageachse festlegt. Zudem ist eine Bewegung des zweiten Bauteils 16 relativ zu der Montageplatte 12 in den zu der Montageachse senkrechten Achsen unterbunden, zum einen durch die Stege 22 und zum anderen durch die an dem Steg 22b anliegenden Begrenzungselemente 34a, 34b.
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Da die Schraubfeder 32 elastisch verformbar, also biegbar ist, kann diese auch bei begrenzten Platzverhältnissen in der Umgebung der Montageplatte 12 in den Aufnahmeraum eingeführt werden. Es wird also weniger Platz benötigt, um die Schraubfeder 32 in den Aufnahmeraum 28 einzuführen als bei einem nicht elastisch verformbaren Befestigungsmittel, wie beispielsweise einer starren Stange oder einer Schraube.
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3 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die beiden Bauteile durch im Wesentlichen identische Winkelprofile 112, 116 gebildet sind. Hier ist als erstes Bauteil ein erstes Winkelprofil 112 mit zwei in einem Winkel zueinanderstehenden Schenkeln dargestellt und als zweites Bauteil ein hinsichtlich der Schenkellängen und des Winkels gleiches zweites Winkelprofil 116. An den Schenkelenden des ersten Winkelprofils 112 sind jeweils erste Verbindungsmittel 126 ausgebildet, während an den Schenkelenden des zweiten Winkelprofils 116 jeweils zweite Verbindungsmittel 127 angeordnet sind. Zum Zusammenfügen wird beispielsweise das erste Winkelprofil 112 an das zweite Winkelprofil 116 in einer um 180° gedrehten Lage entlang einer Montagerichtung M herangeführt. Im zusammengesetzten Zustand der Winkelprofile 116, 118 stehen die Verbindungsmittel 126, 127 derart miteinander in Eingriff, dass sie eine Bewegung der Winkelprofile 116, 118 voneinander fort in eine zu der Montagerichtung M senkrechte Richtung, bezogen auf 3 nach oben und nach unten, verhindern, wie der mittleren Darstellung in 3 zu entnehmen ist. Hierbei umgreift das erste Verbindungsmittel 126a das zweite Verbindungsmittel 127a und das identisch zu dem ersten Verbindungsmittel 126a ausgebildete zweite Verbindungsmittel 127b das identisch zu dem zweiten Verbindungsmittel 127a ausgebildete erste Verbindungsmittel 126b.
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Bei dieser Ausgestaltung weisen die ersten Verbindungsmittel 126 des ersten Winkelprofils 112 jeweils eine erste Nut 114 und die zweiten Verbindungsmittel 127 des zweiten Winkelprofils 116 jeweils eine zweite Nut 118 auf. Die erste Nut 114 des ersten Verbindungsmittels 126a bildet gemeinsam mit der zweiten Nut 118 des zweiten Verbindungsmittels 127a im zusammengesetzten Zustand einen erfindungsgemäßen ersten Aufnahmeraum 128a. Entsprechend bildet die erste Nut 114 des ersten Verbindungsmittels 126b gemeinsam mit der zweiten Nut 118 des zweiten Verbindungsmittels 127b im zusammengesetzten Zustand einen erfindungsgemäßen zweiten Aufnahmeraum 128b. In die Aufnahmeräume 128 wird jeweils zumindest eine Schraube 130 eingeführt, wie in der unteren Darstellung in 3 ersichtlich.
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Damit wird entsprechend der vorherigen Ausgestaltungen ein Lösen der Winkelprofile 112, 116 voneinander verhindert. Anstatt Schrauben können auch andere Befestigungsmittel vorgesehen sein, beispielsweise die zuvor erläuterten Schraubfedern.
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Die Winkelprofile 112, 116 bilden im zusammengesetzten Zustand ein Kastenprofil 160 mit einem Bauraum 162, beispielsweise für die Aufnahme von elektronischen Komponenten, wie Leiterplatten, Datenträgern oder Kommunikationsmodulen. Ein oder mehrere Schenkel eines oder beider Winkelprofile können Durchbrüche aufweisen für elektronische Anschlüsse der im Bauraum aufgenommenen elektronischen Komponenten. An einem oder mehreren der Schenkel können Kühlrippen angeordnet sein. Die Winkelprofile sind bevorzugt Strangpressprofile, beispielsweise aus Aluminium, was eine einfache Herstellung ermöglicht, insbesondere da die Winkelprofile im Wesentlichen identisch oder identisch ausgebildet sind.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 4 dargestellt, wobei hier das erste Bauteil 212 einen Zapfen 280 aufweist, in dessen Außenwand die erste Nut 214 umlaufend ausgebildet ist, und wobei das andere Bauteil 216 eine Zapfenaufnahme 290 aufweist, in deren Innenwand die zweite Nut 218 umlaufend ausgebildet ist. Im in 4 dargestellten zusammengesetzten Zustand der Bauteile 212, 214 ragt der Zapfen 280 in die Zapfenaufnahme 290, wobei die Nuten 214, 218 einen ringförmigen Aufnahmeraum 228 für ein hier ebenfalls als Schraubfeder 232 ausgebildetes Befestigungsmittel bilden. Wie ersichtlich, ist die Schraubfeder 232 durch eine Durchgangsöffnung 292 in dem zweiten Bauteil 216 und damit in der Innenwand der Zapfenaufnahme 290 in den ringförmigen Aufnahmeraum 228 geführt. Auch hier legt die Schraubfeder 232 die Bauteile 212, 216 in der erfindungsgemäßen Weise derart aneinander fest, dass eine Bewegung des ersten Bauteils 212 entgegen der Montagerichtung M fort von dem zweiten Bauteil 216 verhindert ist. Diese Ausgestaltung erlaubt eine konstruktiv besonders einfache Befestigung der Bauteile 212, 216 aneinander, da nur die Schraubfeder 232 nötig ist. Insbesondere sind keine weiteren Verbindungsmittel notwendig, da die Zapfenaufnahme eine Bewegung der Bauteile relativ zueinander auf zu der Montageachse senkrechten Achsen verhindert.
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Generell wird bei der Erfindung die Verbindung der Bauteile in einfache Weise erreicht durch Heranführen des einen Bauteils entlang der Montagerichtung an das andere Bauteil, sodass die Nuten in Überstimmung liegen und durch Einführen des Befestigungsmittels in den durch die Nuten gebildeten Aufnahmeraum. Das Befestigungsmittel verhindert eine entgegengesetzte Bewegung des herangeführten Bauteils, also eine Relativbewegung der Bauteile voneinander fort, und damit das Lösen der Bauteile voneinander. Die Nuten mit dem Aufnahmeraum und das Befestigungsmittel bilden also einen Verriegelungsmechanismus zur Verriegelung der Bauteile aneinander. Bei Verwendung beispielsweise eines Stabs oder einer Schraubfeder als Befestigungsmittel ist die Verbindung der beiden Bauteile zudem einfach wieder lösbar, was beispielsweise zum Austausch eines Bauteils hilfreich sein kann. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Schraubfeder, da diese elastisch verformbar ist und damit auch bei begrenzten Platzverhältnissen unter einer Verbiegung der Schraubfeder in den Aufnahmeraum eingeführt werden kann.
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Bezugszeichen
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- 10
- System
- 12
- Montageplatte
- 14
- erste Nut
- 16
- zweites Bauteil
- 18
- zweite Nut
- 20
- Bodenelement
- 22
- Stege
- 22a
- erster Steg
- 22b
- zweiter Steg
- 24
- Bauteilaufnahme
- 26
- Vorsprung
- 27
- dritte Nut
- 28
- Aufnahmeraum
- 30
- Schraube
- 32
- Schraubfeder
- 34
- Begrenzungselemente
- 34a
- erstes Begrenzungselement
- 34b
- zweites Begrenzungselement
- 36
- Schrauben
- 38
- Vorsprung
- 40
- Magnet
- 100
- System
- 112
- erstes Winkelprofil
- 114
- erste Nut
- 116
- zweites Winkelprofil
- 118
- zweite Nut
- 126a
- erstes Verbindungsmittel
- 126b
- erstes Verbindungsmittel
- 127a
- zweites Verbindungsmittel
- 127b
- zweites Verbindungsmittel
- 128
- Aufnahmeräume
- 128a
- erster Aufnahmeraum
- 128b
- zweiter Aufnahmeraum
- 160
- Kastenprofil
- 162
- Bauraum
- 200
- System
- 212
- erstes Bauteil
- 214
- erste Nut
- 216
- zweites Bauteil
- 218
- zweite Nut
- 228
- ringförmiger Aufnahmeraum
- 232
- Schraubfeder
- 280
- Zapfen
- 290
- Zapfenaufnahme
- 292
- Durchgangsöffnung
- M
- Montagerichtung
