DE102022105564A1

DE102022105564A1 - Befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022105564A1
Application number: DE102022105564.7A
Authority: DE
Inventors: Albert Sbongk; Jan Müller; Melanie Sindel
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2023-09-14
Also published as: US20230287919A1; CN116733823A

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Befestigungsvorrichtung zum Verbinden mit Bauteilen unterschiedlicher Dicke vorgesehen.Diese umfasst ein Basiselement zum Einbringen in eine konturierte Durchgangsöffnung eines Bauteils mit einem ersten Befestigungsabschnitt, in dem zumindest ein bajonettverschlussartiges Befestigungsmittel zum haltenden Anliegen an Konturelementen einer ersten Bauteiloberfläche des Bauteils ausgebildet ist, undein auf dem Basiselement angeordnetes Drehelement mit einem zweiten Befestigungsabschnitt, in dem zumindest ein Anlagemittel zum haltenden Anliegen an einer zweiten Bauteiloberfläche des Bauteils ausgebildet ist, und wobeidas Basiselement und das Drehelement mittels einer gewindeartigen Axialverschiebeeinrichtung drehbar und axial verschiebbar miteinander gekoppelt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung, insbesondere zum Verbinden mit Bauteilen unterschiedlicher Dicke.
Aus der DE 10 2017 125 722 A1 geht ein Verbinder hervor, wobei der Verbinder eingerichtet ist, ein erstes Bauteil, bevorzugt ein Türmodul, an ein zweites Bauteil, bevorzugt eine Türe, eines Kraftfahrzeugs zu befestigen, wobei der Verbinder einen Anlagebund zur Anlage an einer Oberseite des ersten Bauteils, einen Querriegel mit einer oder mehreren oberen Anlageflächen zur Anlage an einer Unterseite des zweiten Bauteils und zur Verspannung des zweiten Bauteils gegen eine untere Anlagefläche des ersten Bauteils in einer verdrehten Endmontageposition, einen den Querriegel tragenden, in Axialrichtung ausgerichteten Schaftabschnitt zur Durchführung durch korrespondierenden Durchbrüche in den Bauteilen sowie Befestigungsmittel zur Befestigung des Verbinders an dem ersten Bauteil in einer Vormontageposition aufweist, wobei der Verbinder zusätzlich zum Querriegel eine zwischen dem Querriegel und dem Anlagebund angeordnete Drehsperreinrichtung aufweist, welche eingerichtet ist, eine Verdrehung des Verbinders gegenüber dem ersten Bauteil in der Vormontageposition zu sperren und erst freizugeben, wenn der Verbinder aus der Vormontageposition in Richtung Endmontageposition bewegt wurde, d.h. bevorzugt axial weiter in den Durchbruch des ersten Bauteils eingeschoben wurde.
Ein Bajonettverschluss ist eine schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier zylindrischer Teile in ihrer Längsachse. Die Teile werden durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt.
Das Teil, das über das andere geschoben wird, besitzt einen Längsschlitz, an dessen Ende sich rechtwinklig ein kurzer Querschlitz ansetzt. Das andere Teil besitzt dagegen einen Knopf, der in den Querschlitz eingeführt wird und dann die feste Verbindung bewirkt.
Die Verbindung erfolgt über eine Steck-Dreh-Bewegung. Die beiden zu verbindenden Teile werden ineinander gesetzt. Annähernd senkrecht zur Steckrichtung sind in beiden Teilen an der Verbindungsstelle längliche Erhebungen angebracht. Diese laufen jedoch nicht rundum, sondern sind unterbrochen (sonst wäre das Ineinanderstecken nicht möglich). Da die Erhebungen nun leicht schräg in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung liegen, werden durch eine Drehbewegung beide Teile gegeneinandergepresst. Der Bajonettverschluss arbeitet also wie ein Gewinde. Manchmal wird zur Sicherung der Verbindung zusätzlich eine Raste verwendet. Alternativ zum Verfahren der ineinandergreifenden Schienen kann auch eine entsprechend geformte Einbuchtung am einen und eine Ausbuchtung am anderen Teil verwendet werden (z.B. bei Steckverbindern).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung vorzusehen, die mit Bauteilen unterschiedlicher Dicke verbindbar ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Befestigungsvorrichtung auszubilden, die einfach aufgebaut ist und sicher und zuverlässig in der Benutzung ist.
Zudem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung auszubilden, die eine Alternative zu aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungsvorrichtungen darstellt.
Eine oder mehrere dieser Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 9 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Befestigungsvorrichtung zum Verbinden mit einem Bauteil vorgesehen.
Diese umfasst ein Basiselement zum Einbringen in eine, vorzugsweise konturierte, Durchgangsöffnung eines Bauteils, wobei das Basiselement einen ersten Befestigungsabschnitt aufweist, in dem zumindest ein bajonettverschlussartiges Befestigungsmittel zum haltenden Anliegen an einem Randbereich, insbesondere an Konturelementen, einer Durchgangsöffnung einer ersten Bauteiloberfläche des Bauteils ausgebildet ist, und ein auf dem Basiselement angeordnetes Drehelement mit einem zweiten Befestigungsabschnitt, in dem zumindest ein Anlagemittel zum haltenden Anliegen, vorzugsweise an einem Randbereich der Durchgangsöffnung, einer zweiten Bauteiloberfläche des Bauteils ausgebildet ist, und wobei
das Basiselement und das Drehelement mittels einer gewindeartigen Axialverschiebeeinrichtung drehbar und axial verschiebbar miteinander gekoppelt sind.
Die Befestigungsvorrichtung ist zum Verbinden mit Bauteilen unterschiedlicher Dicke ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung zum Eibringen in eine konturierte Durchgangsöffnung eines Bauteils vorgesehen. Unter einer konturierten Durchgangsöffnung wir im Rahme der vorliegenden Erfindung eine Durchgangsöffnung verstanden an deren Randbereich zumindest zwei oder vorzugsweise drei oder vier oder fünf sich in radialer Richtung nach innen erstreckende und insbesondere gleichbeabstandet voneinander angeordnete Konturelemente bzw. Lappen angeformt sind. Die Durchgangsöffnung kann somit eine von einer kreisrunden Fläche abweichende Form aufweisen, bzw. nicht-kreisrund bzw. nicht vollständig kreisrund sein.
Dadurch, dass das Basiselement einen ersten Befestigungsabschnitt mit bajonettverschlussartigen Befestigungsmitteln und das Drehelement einen zweiten Befestigungsabschnitt mit zumindest einem Anlagemittel aufweist und das Basiselement und das Drehelement mittels der gewindeartigen Axialverschiebeeinrichtung drehbar und axial verschiebbar mit einander gekoppelt sind, können das Basiselement und das Drehelement auf beiden Seiten bzw. Bauteiloberflächen eines Bauteils benachbart zu einer konturierten Durchgangsöffnung angebracht und über die Axialverschiebeeinrichtung miteinander verbunden werden.
Dabei kann die Axialverschiebeeinrichtung das Basiselement und das Drehelement bzw. die bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel und das Anlagemittel in unterschiedlichen Abständen entsprechend der Dicke eines Bauteils fest miteinander verbinden. Auf diese Weise ist die Befestigungsvorrichtung mit Bauteilen unterschiedlicher Dicke verbindbar bzw. kann an Bauteilen unterschiedlicher Dicke befestigt werden.
Die Befestigungsvorrichtung kann insbesondere ein oder mehrere Funktionselemente aufweisen bzw. mit Funktionselementen verbindbar oder verbunden sein, wobei diese über irgend geartete Befestigungsmittel oder durch einstückige Anformung mit der Befestigungsvorrichtung verbunden sein können. Bei solch einem Funktionselement kann es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise um eine Membran, einen Verschlussstopfen, eine Leitung, eine Kabeldurchführung, ein Ventil oder ähnliches handeln.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine erste Bauteiloberfläche bspw. eine Oberseite eines Bauteils und die zweite Bauteiloberfläche eine Unterseite eines Bauteils sein oder umgekehrt. Das bedeutet eine erste und eine zweite Bauteiloberfläche sind entgegensetzt orientiert bzw. weisen ihre Flächen in entgegengesetzte Richtungen.
Das Basiselement kann in etwa rohrförmig mit oder ohne Durchgangsöffnung ausgebildet sein. Das Drehelement kann napfförmig mit oder ohne Durchgangsöffnung ausgebildet sein.
Das in dem zweiten Befestigungsabschnitt des Drehelements angeordnete Anlagemittel zum haltenden Anliegen an einer zweiten Bauteiloberfläche eines Bauteils kann vorzugsweise als radial umlaufender, kreisringförmiger Anlageabschnitt ausgebildet sein.
Das bajonettverschlussartige Befestigungsmittel des Basiselements kann ein oder zwei oder vorzugsweise drei oder auch vier radial umlaufend und insbesondere gleich beabstandet zueinander angeordnete Haltemittel zum haltenden Anliegen an Konturelementen einer ersten Bauteiloberfläche eines Bauteils aufweisen.
Zudem kann das Basiselement ein oder mehrere sich in einer Axialrichtung erstreckende Drehbegrenzungsanschläge aufweisen, die mit einem Konturelement eines Bauteils derart zusammenwirken, dass eine vorbestimmte Drehbewegung des Basiselements begrenzt ist, wobei sich Basiselement und Drehelement danach in Axialrichtung zum haltenden Anliegen an einem Bauteil aufeinander zu bewegen.
Die Haltemittel des bajonettverschlussartigen Befestigungsmittels werden über eine Drehbewegung des Drehelements, die auf das Basiselement übertragen wird, in eine Drehbewegung versetzt und hintergreifen dabei mir ihren Haltemitteln die Konturelemente eines Bauteils.
Auf diese Weise liegen die rampenartigen Haltemittel an den Konturelementen haltend an.
Eine Drehbewegung des Drehelements wird solange auf das Basiselement übertragen, bis die sich in Axialrichtung erstreckenden Drehbegrenzungsanschläge des Basiselements an Kanten der Konturelemente eines Bauteils anschlagen, so dass die Drehbewegung gestoppt wird.
Diese Drehbewegung bis zum Anschlagen der Drehbegrenzungsanschläge des Basiselements an den Kanten der Konturelemente eines Bauteils hängt von der Dicke eines entsprechenden Bauteils ab. Je dünner das Bauteil ist, desto größer kann der Drehwinkel sein und je dicker das Bauteil ist desto kleiner kann der Drehwinkel sein. Der Drehwinkel beträgt bspw. eine Viertel- oder Drittel- oder Halbe-Drehung in Drehrichtung um eine Axial- bzw. Längsachse. Das bedeutet eine Drehung um einen Drehwinkel von z.B. 20° oder 30° oder 45° oder 60 ° oder 75° oder 90° oder 120° oder 150°.
Durch eine weitere Drehbewegung des Drehelements in einer Drehrichtung um die Axialachse wird das Basiselement nun in Axialrichtung in Richtung Drehelement bzw. auf dieses zu bewegt.
Vorzugsweise können die Drehbegrenzungsanschläge integraler Bestandteil der Rampenelemente sein bzw. einstückig an diesen angeformt sein.
Zwischen dem Basiselement und dem Drehelement kann ein Reibungswiderstand vorhanden sein, so dass durch eine Drehbewegung des Drehelements das Basiselement um die Axialachse drehbar ist, bis der oder die Begrenzungsanschläge des Basiselements an Konturelementen einer Durchgangsöffnung eines Bauteils anschlagen.
Durch Vorsehen eines entsprechenden Reibungswiderstandes im Bereich in dem Basiselement und Drehelement miteinander gekoppelt sind, kann eine Drehbewegung in einer Drehrichtung vom Drehelement auf das Basiselement übertragen werden, so dass dieses zusammen mit dem Drehelement in Drehrichtung bewegt wird. Hierbei ist nicht zwingend vorgesehen, dass sich das Basiselement genausoweit in Drehrichtung bewegt bzw. sich synchron zum Drehelement bewegt. Wichtig ist lediglich, dass der Reibungswiderstand im Kopplungsbereich zwischen Drehelement und Basiselement derart groß ist, dass das Basiselement vom Drehelement mitgedreht wird, auch wenn es beispielsweise eine Art schleppendes Mitdrehen oder dergleichen ist.
Die gewindeartige Axialverschiebeeinrichtung kann gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ein Außengewinde des Basiselements und ein mit dem Außengewinde des Basiselements in Eingriff stehendes Innengewinde des Drehelements umfassen, wobei diese Gewindeverbindung dann auch den notwendigen Reibungswiderstand erzeugt.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel kann die gewindeartige Axialverschiebeeinrichtung erste Rampenelemente des Basiselements und korrespondierend ausgebildete zweite Rampenelemente des Drehelements umfassen, wobei zwischen Basiselement und Drehelement Reibungswiderstandskonturen vorgesehen sind, um den Reibungswiderstand zu erzeugen.
Entsprechende erste Rampenflächen der ersten Rampenelemente und korrespondierend ausgebildete zweite Rampenflächen der zweiten Rampenelemente sind dabei technisch gleichwirkend mit der Gewindeverbindung des ersten Ausführungsbeispiels. Diese können dann ein mehrgängiges, bspw. ein dreigängiges Gewinde ausbilden.
Die Reibungswiderstandskonturen können beispielsweise als eine an einer äußeren Mantelwandung des Basiselements radial umlaufend ausgebildete Rändelung bzw. als sich in einer Axialrichtung erstreckende Strukturen ausgebildet sein. Zusätzlich und/oder alternativ kann auch an in radialer Richtung nach innen weisenden Flächen der zweiten Rampenelemente des Drehelements eine entsprechende Rändelung bzw. sich in Axialrichtung erstreckende Strukturen ausgebildet sein.
Zwischen dem Basiselement und dem Drehelement kann eine Axialanschlageinrichtung ausgebildet sein, die beim Einbringen der Befestigungsvorrichtung in eine Durchgangsöffnung eines Bauteils verhindert, dass sich das Basiselement und das Drehelement aufeinander zu bewegen.
Durch die Axialanschlageinrichtung wird sichergestellt, dass sich bei einer Befestigungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel das Basiselement sich nicht in Axialrichtung in Richtung Drehelement verschiebt bzw. auf dieses zu bewegt, wenn das Basiselement in eine konturierte Durchgangsöffnung eines Bauteils eingebracht wird und dort beispielsweise an einem Konturelement oder einem die Durchgangsöffnung begrenzenden Rand des Bauteils anstößt.
Weiterhin kann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass das Basiselement an einem dem Drehelement gegenüberliegenden Bereich einen rohrförmigen Einführabschnitt aufweist, wobei ein freies Ende dieses rohrförmigen Abschnitts sich konusförmig verjüngend ausgebildet ist, um das Einbringen der Befestigungsvorrichtung in eine konturierte Durchgangsöffnung eines Bauteils zu erleichtern.
Die Axialanschlageinrichtung kann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch Gewindegänge der Gewindeverbindung zwischen dem Basiselement und dem Drehelement ausgebildet sein. Die Axialanschlageinrichtung ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel somit integraler Bestandteil der Axialverschiebeeinrichtung, die das Basiselement und das Drehelement miteinander verbindet.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Axialanschlageinrichtung durch sich orthogonal zur Axialrichtung erstreckende Flächen von rampenartigen Anschlagelementen des Drehelements und von sich orthogonal zur Axialrichtung erstreckenden Flächen des ersten Rampenelements des Basiselements ausgebildet ist.
Weiterhin können die rampenartigen Anschlagelemente und die zweiten Rampenelemente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel an einander in Axialrichtung gegenüberliegenden Endbereichen einer inneren Mantelwandung des rohrförmigen Drehelements jeweils radial umlaufend und gleich beabstandet zueinander angeformt und in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sein.
Ebenfalls gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können die Haltemittel der bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel und die ersten Rampenelemente des Basiselements an einander gegenüberliegenden Endbereichen einer äußeren Mantelwandung des rohrförmigen Basiselements jeweils radial umlaufend und gleich beabstandet zueinander angeformt und in Axialrichtung fluchtend zueinander angeordnet sein.
Der vorstehende Aufbau bzw. die vorstehende Struktur erleichtert die technische Funktion bzw. den Befestigungsvorgang der einzelnen technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung.
Der Anlageabschnitt des Anlagemittels kann ein radial umlaufendes Dichtelement mit Dichtlippe aufweisen oder es kann auch ein separates Dichtelement vorgesehen sein, so dass das Drehelement abdichtend an einer zweiten Bauteiloberfläche eines Bauteils anliegen kann.
Die Befestigungsvorrichtung ist vorzugsweise aus einem Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Befestigungssystem vorgesehen, das die vorstehende Befestigungsvorrichtung und ein Bauteil mit einer konturierten Durchgangsöffnung umfasst.
Vorzugsweise können entlang der Durchgangsöffnung des Bauteils radial und umlaufend und gleich beabstandet voneinander ein oder zwei oder vorzugsweise drei oder auch vier sich in radialer Richtung nach innen erstreckende Konturelemente ausgebildet sein.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Befestigungssystems entsprechen analog den vorstehend beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
Zudem ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Verbinden einer vorstehend aufgezeigten Befestigungsvorrichtung mit einem Bauteil mit einer konturierten Durchgangsöffnung vorgesehen. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Einbringen eines Basiselements einer Befestigungsvorrichtung in eine konturierte Durchgangsöffnung eines Bauteils in einer Axialrichtung,
- Versetzen eines Drehelements in eine Drehbewegung um eine Axialachse, so dass diese Drehbewegung zumindest teilweise auf das Basiselement übertragen wird,
- Anschlagen von Drehbegrenzungsanschlägen des Basiselements an Konturelementen der Durchgangsöffnung und Stoppen der Drehbewegung des Basiselements, wobei gleichzeitig Haltemittel eines bajonettverschlussartigen Befestigungsmittels des Basiselements die Konturelemente der Durchgangsöffnung und somit eine erste Bauteiloberfläche hintergreifen,
- Entlanggleiten von ersten Rampenelementen des Basiselements an korrespondierend ausgebildeten zweiten Rampenelementen des Drehelements oder Entlanggleiten einer Gewindeverbindung zwischen einem Außengewinde des Basiselements und einem Innengewinde des Drehelements, um das Basiselement und das Drehelement in Axialrichtung aufeinander zu zu bewegen,
- Anschlagen eines Anlagemittels des Drehelements an einer zweiten Bauteiloberfläche des Bauteils, so dass das Drehelement mit den Anlagemitteln haltend an einer zweiten Bauteiloberfläche anliegt.

Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung über die bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel im Bereich der Konturelemente mit einer ersten Bauteiloberfläche eines Bauteils und über das Anlagemittel des Drehelements mit einer gegenüberliebenden zweiten Oberfläche des Bauteils sicher und zuverlässig verbunden.
Somit können mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung Funktionselemente auf einfache Weise sowie sicher und zuverlässig mit einem Bauteil unterschiedlicher Dicke verbunden werden.
Die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung und insbesondere des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung können, sofern technisch möglich und sinnvoll, beliebig miteinander kombiniert werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Diese zeigen in:

1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine perspektivische Darstellung eines Drehelements der Befestigungsvorrichtung,
3 eine perspektivische Darstellung eines Basiselements der Befestigungsvorrichtung,
4 eine perspektivische Darstellung eines Bereichs eines Bauteils mit einer konturierten Durchgangsöffnung mit Konturelementen,
5 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung mit Bauteil,
6 eine perspektivische Darstellung in einem in einer Endmontagestellung in einem Bauteil angeordneten Zustand,
7 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einem nicht an einem Bauteil befestigten Zustand,
8 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einem an einem Bauteil montierten Zustand,
9 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
10 eine perspektivische Darstellung eines Drehelements der Befestigungsvorrichtung,
11 eine weitere perspektivische Darstellung des Drehelements der Befestigungsvorrichtung,
12 eine perspektivische Darstellung eines Basiselements der Befestigungsvorrichtung,
13 eine weitere perspektivische Darstellung des Basiselements der Befestigungsvorrichtung,
14 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung mit einem Bauteil in einem nicht-montierten Zustand,
15 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung in einem an einem Bauteil montierten Zustand,
16 eine weitere perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung aus 14, und
17 eine weitere perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung aus 15.

Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1 beispielhaft anhand eines ersten Ausführungsbeispiels (1 - 8) näher beschrieben.
Die Befestigungsvorrichtung 1 ist zum Befestigen eines Funktionselements (nicht dargestellt) an einem Bauteil 2 ausgebildet. Diese Befestigungsvorrichtung 1 zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit Bauteilen 2 unterschiedlicher Dicke verbindbar ist und daher flexibel für unterschiedliche Bauteildicken verwendet werden kann.
Ein entsprechendes Bauteil 2 weist eine konturierte Durchgangsöffnung 3 mit sich in radialer Richtung erstreckenden Konturelementen 4 auf.
Die Befestigungsvorrichtung ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und umfasst ein Basiselement 5 und ein Drehelement 6.
Das Basiselement 5 und das Drehelement 6 sind mittels einer gewindeartigen Axialverschiebeeinrichtung 35 drehbar und axial verschiebbar miteinander gekoppelt.
Das Basiselement 5 ist in etwa rohrförmig ausgebildet und weist auf einer äußeren Mantelwandung 7 des Basiselements an einem axialen Endbereich, der im Folgenden als erster Befestigungsabschnitt 8 bezeichnet wird, radial umlaufend und gleich beabstandet voneinander angeordnet drei bajonettverschlussartige Befestigungsmittel 9 auf.
Die bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel 9 weisen Haltemittel 10 auf, wobei die Haltemittel 10 als sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Halteabschnitte ausgebildet sind. Die Halteabschnitte der Haltemittel 10 erstrecken sich in etwa orthogonal zu einer Axialrichtung 11.
An den Haltemitteln 10 sind sich in Axialrichtung erstreckende Drehbegrenzungsanschläge 12 angeformt.
In Axialrichtung 11 gegenüberliegend zu den bajonettverschlussartigen Befestigungsmitteln 9 ist auf der äußeren Mantelwandung 7 des Basiselements 5 ein Außengewinde 13 angeformt.
Das Drehelement 6 ist in etwa napfförmig ausgebildet und weist einen rohrförmigen Abschnitt 14 auf.
Auf einer äußeren Mantelwandung des rohrförmigen Abschnitts ist eine Rändelung ausgebildet, um das Drehelement 6 manuell leichter in eine Drehbewegung versetzen zu können.
Im rohrförmigen Abschnitt 14 ist auf einer inneren Mantelwandung 28 des Deckelements 6 ein korrespondierend zum Außengewinde 13 des Basiselements 5 ausgebildetes Innengewinde 15 angeformt.
Weiterhin weist das Deckelelement 6 ein Anlagemittel 16 zum haltenden Anliegen an einer zweiten Bauteiloberfläche 18 eines Bauteils 2 auf. Das Anlagemittel 16 ist als kreisringförmiger radial umlaufender Anlageabschnitt 17 ausgebildet.
Zum abdichtenden Anliegen an einer zweiten Bauteiloberfläche 18 kann beispielsweise eine mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens angeformte Dichtlippe am Anlageabschnitt 17 vorgesehen sein. Alternativ kann auch ein entsprechender Dichtring vorgesehen sein.
Der Bereich, in dem das Anlagemittel 16 am Drehelement angeformt ist, wird als zweiter Befestigungsabschnitt 20 bezeichnet.
Zudem ist am Basiselement 5 ist ein axialer Endbereich benachbart zu den bajonettverschlussartigen Befestigungsmitteln 9 als ringförmiger Abschnitt 21 vorgesehen. Ein freies Ende dieses ringförmigen Abschnitts weist eine sich einen konusförmig verjüngenden Einführabschnitt 22 auf.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Verbinden der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Bauteil 2 bzw. einer konturierten Durchgangsöffnung 3 eines Bauteils 2 beschrieben.
Zunächst wird das Basiselement 5 der Befestigungsvorrichtung 1 mit aufgeschraubtem Drehelement 6 in Axialrichtung 11 in die konturierte Durchgangsöffnung 3 des Bauteils 2 eingebracht, wobei die bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel 9 im Bereich jeweils zwischen zwei benachbarten Konturelementen 4 der konturierten Durchgangsöffnung 3 angeordnet werden.
Eine Bewegung in Axialrichtung 11 entspricht einer Bewegung in einer Montagerichtung 23. Unter einer Montagerichtung 23 wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Richtung verstanden, in der die Befestigungsvorrichtung 1 in eine Durchgangsöffnung 3 eines Bauteils 2 eingebracht wird, wobei diese Richtung sich orthogonal zu einer die Durchgangsöffnung 3 begrenzenden Bauteiloberfläche 18 erstreckt.
Sobald der Anlageabschnitt 17 des Drehelements 6 durch die Bewegung in Axialrichtung 11 an der zweiten Bauteiloberfläche 18 anschlägt, wird das Drehelement 6 manuell in eine Drehbewegung um eine Axialachse 24 versetzt.
Zunächst wird das Basiselement 5, das mit dem Drehelement über die entsprechende Gewindeverbindung 15, 13 mit dem Drehelement gekoppelt ist, in Drehbewegung versetzt.
Dabei hintergreifen die Haltemittel 10 der Bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel 9 die Konturelemente 4 der konturierten Durchgangsöffnung 3.
Die Drehbewegung wird fortgesetzt, bis die Drehbegrenzungsanschläge 12 des Basiselements 5 an den Konturelementen 4 anschlagen. Dadurch wird die Drehbewegung des Basiselements begrenzt.
Das Drehelement 6 wird weiterhin mit einer Drehbewegung beaufschlagt und bewegt sich durch die Gewindeverbindung 13, 15 in Richtung der zweiten Bauteiloberfläche 18, bis der Anlageabschnitt 17 der Anlagemittel 16 an der zweiten Bauteiloberfläche anschlägt.
Die Befestigungsvorrichtung ist nun sicher und zuverlässig mit einem Bauteil verbunden.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels näher beschrieben (9 - 17). Sofern nichts anderes beschrieben ist, weist die Befestigungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dieselben technischen Merkmale wie die Befestigungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Gleiche technische Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Zudem sind die technischen Merkmale der beiden Ausführungsbeispiele, sofern technisch möglich und sinnvoll, beliebig miteinander kombinierbar.
Das Basiselement 5 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die gleichen bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel 9 mit Haltemitteln 10 und Drehbegrenzungsanschlägen 12 auf.
Auf der äußeren Mantelwandung 7 des Basiselements 5 ist eine Rändelung 25 angeformt. Diese Rändelung 25 bildet eine Reibungswiderstandskontur aus, um einen Reibungswiderstand in Drehrichtung zwischen dem Basiselement 5 und dem Drehelement 6 zu erzeugen.
An einem den bajonettverschlussartigen Befestigungsmitteln 9 in Axialrichtung 11 gegenüberliegenden Bereich des Basiselements sind radial und gleich beabstandet voneinander drei erste Rampenelemente 26 angeformt. Diese ersten Rampenelemente 26 weisen eine in Drehrichtung ansteigende Rampenfläche 27 auf.
Die ersten Rampenelemente 26 sind in Axialrichtung 11 fluchtend bzw. deckungsgleich zu den bajonettverschlussartigen Befestigungsmitteln 9 angeordnet.
An einer inneren Mantelwandung 28 des Deckelelements 6 sind korrespondierend zu den ersten Rampenelementen 26 des Basiselements ausgebildete zweite Rampenelemente 29 angeformt. Die zweiten Rampenelemente 29 weisen ebenfalls in Drehrichtung 30 ansteigende zweite Rampenflächen 31 auf.
Die ersten Rampenflächen 27 der ersten Rampenelemente 26 sind korrespondierend zu den zweiten Rampenflächen 31 der zweiten Rampenelemente 29 ausgebildet.
Weiterhin ist an einer in radialer Richtung nach innen weisenden Fläche der zweiten Rampenelemente 29 ebenfalls eine Rändelung 32 angeformt, die ebenfalls eine Reibungswiderstandskontur ausbildet.
An einem der inneren Mantelwandung 28 des Deckelelements den zweiten Rampenelementen 29 gegenüberliegenden Bereich sind rampenartige Anschlagelemente 33 angeformt. Eine sich orthogonal zur Axialrichtung 11 erstreckende Fläche der rampenartigen Anschlagelemente 33 bildet zusammen mit sich orthogonal zur Axialrichtung 11 erstreckenden Fläche der ersten Rampenelemente 26 des Basiselements 5 eine Axialanschlageinrichtung 34 aus.
Die rampenartigen Anschlagelemente 33 des Drehelements 6 haben in Montagerichtung weisende Rampen, um einen Freiraum für eine Bewegung des Basiselements beim Festschrauben der Befestigungsvorrichtung bereitzustellen. Beim Lösen der Befestigungsvorrichtung dienen die Rampen als Demontagehilfe, um das Basiselement in Axial- bzw. Montagerichtung aus dem Bauteil herauszudrücken.
Die rampenartigen Anschlagelemente 33 sind in Axialrichtung versetzt bzw. alternierend mit den zweiten Rampenelementen 29 angeordnet.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Verbinden der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem Bauteil 2 beschrieben.
Zunächst wird die Befestigungsvorrichtung 1 über das Basiselement 5 in die konturierte Durchgangsöffnung 2 des Bauteils derart eingebracht, dass die bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel 9 und die ersten Rampenelemente 26 im Bereich zwischen den Konturelementen 4 der konturierten Durchgangsöffnung 3 des Bauteils 2 angeordnet sind.
Dann wird das Drehelement 6 in eine Drehbewegung in Drehrichtung 30 um die Axialachse 24 gedreht bzw. mit einer entsprechenden Drehbewegung beaufschlagt.
Dabei hintergreifen die Haltemittel 10 der Bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel 9 die Konturelemente 4 der konturierten Durchgangsöffnung, bis die Drehbegrenzungsanschläge 12 an den Konturelementen 4 anschlagen.
Danach bewegt sich das Basiselement 5 nicht mehr in Drehrichtung, jedoch wird das Drehelement 6 weiterhin mit einer Drehbewegung beaufschlagt. Dabei gleiten dann die ersten Rampenflächen 27 der ersten Rampenelemente 26 des Basiselements entlang der zweiten Rampenflächen 31 der zweiten Rampenelemente 29 des Drehelements.
Dadurch, dass sowohl die ersten Rampenflächen 27 als auch die zweiten Rampenflächen 31 in Drehrichtung ansteigend ausgebildet sind, werden das Basiselement 5 und das Drehelement 6 in Axialrichtung 11 aufeinander zu bewegt, bis der Anlageabschnitt 17 des Anlagemittels 16 des Drehelements an der zweiten Bauteiloberfläche 18 haltend anliegt.
Durch die Reibungswiderstandskonturen des Basiselements 5 und des Drehelements 6 bzw. die entsprechenden Rändelungen 25 und 32 kann das Drehelement zu Beginn des Befestigungsvorgangs das Basiselement 5 in Drehrichtung 30 mitdrehen.
Bezugszeichenliste

1: Befestigungsvorrichtung
2: Bauteil
3: konturierte Durchgangsöffnung
4: Konturelement
5: Basiselement
6: Drehelement
7: äußere Mantelwandung des Basiselements
8: erster Befestigungsabschnitt
9: Bajonettverschlussartiges Befestigungsmittel
10: Haltemittel
11: Axialrichtung
12: Drehbegrenzungsanschlag
13: Außengewinde
14: rohrförmiger Abschnitt
15: Innengewinde
16: Anlagemittel
17: Anlageabschnitt
18: zweite Bauteiloberfläche
19: erste Bauteiloberfläche
20: zweiter Befestigungsabschnitt
21: ringförmiger Abschnitt
22: konusförmig verjüngender Einführabschnitt
23: Montagerichtung
24: Axialachse
25: Rändelung
26: erste Rampenelemente
27: erste Rampenfläche
28: innere Mantelwandung des Deckelelements
29: zweite Rampenelemente
30: Drehrichtung
31: zweite Rampenfläche
32: Rändelung
33: rampenartige Anschlagelemente
34: Axialanschlageinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017125722 A1 [0002]

Claims

Befestigungsvorrichtung zum Verbinden der Befestigungsvorrichtung (1) mit einem Bauteil (2) umfassend - ein Basiselement (5) zum Einbringen in eine Durchgangsöffnung eines Bauteils (2), wobei das Basiselement (5) einen ersten Befestigungsabschnitt (8) aufweist, in dem zumindest ein bajonettverschlussartiges Befestigungsmittel (9) zum haltenden Anliegen an einem Randbereich einer ersten Bauteiloberfläche (19) des Bauteils (2) ausgebildet ist, und - ein auf dem Basiselement (5) angeordnetes Drehelement (6) mit einem zweiten Befestigungsabschnitt (20), in dem ein Anlagemittel (16) zum haltenden Anliegen an einer zweiten Bauteiloberfläche (18) eines Bauteils (2) ausgebildet ist, und wobei das Basiselement (5) und das Drehelement (6) mittels einer gewindeartigen Axialverschiebeinrichtung drehbar und axial verschiebbar miteinander gekoppelt sind.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bajonettverschlussartige Befestigungsmittel (9) des Basiselements (5) ein oder zwei oder drei oder auch vier radial umlaufend angeordnete Haltemittel (10) zum haltenden Anliegen an Konturelementen (4) einer ersten Bauteiloberfläche (19) eines Bauteils (2) aufweist, und wobei das Basiselement (5) einen oder mehrere sich in einer Axialrichtung (11) erstreckende Drehbegrenzungsanschläge (12) aufweist, die mit einem Konturelement (4) eines Bauteils (2) derart zusammenwirken, dass eine vorbestimmte Drehbewegung des Basiselements begrenzt ist, wobei sich Basiselement (5) und Drehelement (6) danach in Axialrichtung (11) zum haltenden Anliegen aufeinander zu bewegen.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basiselement (5) und dem Drehelement (6) ein Reibungswiderstand vorhanden ist, sodass durch eine Drehbewegung des Drehelement (6) das Basiselement (5) um eine Axialachse (24) drehbar ist, bis der oder die Drehbegrenzungsanschläge (12) des Basiselements (5) an Konturelementen (4) einer Durchgangsöffnung eines Bauteils (2) anschlagen.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialverschiebeinrichtung ein Außengewinde (13) des Basiselements (5) und ein mit dem Außengewinde (13) des Basiselement (5) in Eingriff stehendes Innengewinde (15) des Drehelements (6) umfasst, wobei diese Gewindeverbindung den Reibungswiderstand erzeugt.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialverschiebeeinrichtung erste Rampenelemente (26) des Basiselements (5) und korrespondierend ausgebildete zweite Rampenelemente (29) des Drehelements (6) umfasst, wobei zwischen Basiselement (5) und Drehelement (6) Reibungswiderstandskonturen vorgesehen sind, um den Reibungswiderstand zu erzeugen.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basiselement (5) und dem Drehelement (6) eine Axialanschlageinrichtung (34) ausgebildet ist, die beim Einbringen der Befestigungsvorrichtung (1) in eine Durchgangsöffnung verhindert, dass sich das Basiselement (5) und das Drehelement (6) aufeinander zu bewegen.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialanschlageinrichtung (34) durch Gewindegänge der Gewindeverbindung ausgebildet ist, oder dass die Axialanschlageinrichtung (34) durch sich orthogonal zur Axialrichtung (11) erstreckende Flächen von rampenartigen Anschlagelementen (33) des Drehelements (6) und von sich orthogonal zur Axialrichtung (11) erstreckende Flächen der ersten Rampenelemente (26) des Basiselements (5) ausgebildet ist.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die rampenartigen Anschlagelemente (33) und die zweiten Rampenelemente (29) an einander in Axialrichtung (11) gegenüberliegenden Endbereichen einer inneren Mantelwandung des rohrförmigen Drehelements jeweils radial umlaufend und gleichbeabstandet zueinander angeformt sind und in Axialrichtung (11) versetzt zueinander angeordnet sind und dass die rampenartigen Haltemittel (10) der bajonettverschlussartigen Befestigungsmittel (9) und die ersten Rampenelemente (26) des Basiselements (5) an einander gegenüberliegenden Endbereichen einer äußeren Mantelwandung des rohrförmigen Basiselements (7) jeweils radial umlaufend und gleichbeabstandet zueinander angeformt sind und in Axialrichtung (11) fluchtend zueinander angeordnet sind.
Befestigungssystem umfassend eine Befestigungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und ein Bauteil (2) mit einer konturierten Durchgangsöffnung, wobei radial umlaufend und gleich beabstandet entlang der Durchgangsöffnung ein oder zwei oder vorzugsweise drei oder auch vier sich in radialer Richtung nach innen erstreckende Konturelemente (4) ausgebildet sind.
Verfahren zum Verbinden einer Befestigungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Bauteil (2) mit einer konturierten Durchgangsöffnung umfassend die folgenden Schritte - Einbringen eines Basiselements (5) einer Befestigungsvorrichtung (1) in eine konturierte Durchgangsöffnung eines Bauteils (2) in einer Axialrichtung (11), - Versetzen eines Drehelements (6) in eine Drehbewegung um eine Axialachse (24), so dass diese Drehbewegung zumindest teilweise auf das Basiselement (5) übertragen wird, - Anschlagen von Drehbegrenzungsanschlägen (12) des Basiselements (5) an Konturelementen (4) der Durchgangsöffnung und Stoppen der Drehbewegung des Basiselements (5), wobei gleichzeitig Haltemittel (10) eines bajonettverschlussartigen Befestigungsmittels (9) des Basiselements (5) die Konturelemente der Durchgangsöffnung und somit eine erste Bauteiloberfläche (19) hintergreifen, - Entlanggleiten von ersten Rampenelementen (26) des Basiselements (5) an korrespondierend ausgebildeten zweiten Rampenelementen (29) des Drehelements (6) oder Entlanggleiten einer Gewindeverbindung zwischen einem Außengewinde (13) des Basiselements (5) und einem Innengewinde (15) des Drehelements (6), um das Basiselement (5) und das Drehelement (6) in Axialrichtung (11) aufeinander zu zu bewegen, - Anschlagen eines Anlagemittels (16) des Drehelements (6) an einer zweiten Bauteiloberfläche (18) des Bauteils (2), so dass das Drehelement (6) mit den Anlagemitteln (16) haltend an einer zweiten Bauteiloberfläche (18) anliegt.