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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungs-System zur Befestigung eines
Bauteils an zumindest einem Träger-Element.
Das Bauteil kann insbesondere ein Innenverkleidungsteil oder eine
Konsole im Innenraum eines Kraftfahrzeuges und das Träger-Element
ein Rohbau oder ein daran montiertes Zwischenstück sein.
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Aus
dem allgemeinen Stand der Technik sind Befestigungs-Systeme bekannt,
die bei Maß-Ungenauigkeiten
des zu befestigenden Bauteils zu einer Verspannung des Bauteils
führen.
Derartige Verspannungen können
nur mit aufwendigen Zusatzmaßnahmen
in der Montage kompensiert werden.
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Aus
der
DE 41 43 373 C2 ist
eine Aufnahmeeinrichtung mit einer Spanneinrichtung für ein abnehmbares
Werkzeugteil einer Werkzeugeinrichtung bekannt, durch die das freie
Werkzeugteil in der Werkzeugeinrichtung arretierbar ist.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist, ein Befestigungs-System bereit zu stellen,
das bei Maß-Ungenauigkeiten
des zu befestigenden Bauteils eine Verspannung des zu befestigenden
Bauteils vermeidet und einen einfachen Montage-Prozess ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird mit dem unabhängigen Patentanspruch
1 gelöst.
Weitere Ausführungsformen
sind in den auf diesen rückbezogenen
Unteransprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß ist ein
Befestigungs-System zur Befestigung eines Bauteils mit einer ersten Anschluss-Einrichtung
an zumindest einem Träger-Element
mit einer zweiten Anschluss-Einrichtung vorgesehen, wobei die Anschluss-Einrichtungen
in einem entspannten Zustand in deren axialen Richtung relativ zueinander
verschieblich und mittels eines Press-Elements und einer Verstell-Mechanik
zueinander fixierbar sind, wobei die erste Anschluss-Einrichtung
zwei elastisch zueinander bewegliche Seitenteile mit konisch verlaufenden
Außenflächen aufweist,
die durch Betätigung
der Verstell-Mechanik mittels des Press-Elements gegen diesen zugewandten
konischen Innenflächen
der zweiten Anschluss-Einrichtung gepresst werden können, um
die Anschluss-Einrichtungen gegenseitig zu fixieren.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems
ist, dass es eine Herstellung aus Kunststoff erlaubt und in dieser
Ausführung
auch eine stabile Befestigung ermöglicht. Das erfindungsgemässe Befestigungs-System
bietet eine einfache Montierbarkeit des Bauteils in einem grösseren Fertigungs-Zusammenhang.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass bei einer entsprechenden
Gestaltung der zweiten Anschluss-Einrichtung die Positionierung
und Fixierung des Bauteils nicht nur in der axialen Richtung der
Anschluss-Einrichtungen, sondern auch in einer Richtung quer zu
dieser gewählt
werden kann.
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Im
Folgenden wird die Erfindung an Hand der beigefügten Figuren beschrieben, die
zeigen:
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1a eine
schematische Schnitt-Darstellung eines Teils einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems
mit einer an einem Bauteil angeordneten ersten Anschluss-Einrichtung,
einer mit dieser zusammenwirkenden, an einem Träger-Element angeordneten zweiten
Anschluss-Einrichtung und einer Verstell-Mechanik mit einem Stell-Element,
mit der diese zur gegenseitigen Fixierung aneinander andrückbar sind,
wobei das Stell-Element in einer Position gelegen ist, in der sich die
entsprechenden Anlageflächen
der ersten bzw. zweiten Anschluss-Einrichtung in einer voneinander beabstandeten
Lage befinden, so dass das Befestigungs-System im dargestellten
Zustand verstellbar ist;
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1b eine
detaillierte Schnitt-Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems,
wobei das Stell-Element in einer auch in der 1a dargestellten
Position gelegen ist, in der sich die entsprechenden Anlageflächen der
ersten bzw. zweiten Anschluss-Einrichtung in einer voneinander beabstandeten
Lage befinden;
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1c die
in der 1b dargestellte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems
im verspannten Zustand;
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2 eine
Schnitt-Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems
zur Befestigung des Bauteils in Form einer Mittelkonsole an einem
Träger-Element im
Innenraum eines Kraftfahrzeuges im verspannten Zustand, das zwei
erste und zweite Anschluss-Einrichtungen
aufweist, die quer zur Längsrichtung
des zu befestigenden Bauteils nebeneinander gelegen sind;
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3 eine
perspektivische Darstellung der Ausführungsform des Befestigungs-Systems nach der 2 ebenfalls
im verspannten Zustand, bei der das Bauteil und das Träger-Element
unvollständig und
teilweise aufgeschnitten dargestellt sind;
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4 eine
perspektivische Darstellung des für die Ausführungsform des Befestigungs-Systems nach
der 2 verwendeten Bauteils bzw. der Mittelkonsole,
schräg
von oben gesehen;
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5 eine
perspektivische Darstellung des für die Ausführungsform des Befestigungs-Systems nach
der 2 verwendeten Bauteils bzw. der Mittelkonsole,
schräg
von unten gesehen;
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6 eine
perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der zweiten Anschluss-Einrichtung zur
Verwendung in dem Befestigungs-System nach der 2,
bei der dieses teilweise aufgeschnitten ist;
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7 eine
perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der zweiten Anschluss-Einrichtung
zur Verwendung in dem Befestigungs-System nach der 2,
bei der dieses teilweise aufgeschnitten ist;
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8 eine
perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der ersten Anschluss-Einrichtung zur
Verwendung in dem Befestigungs-System nach der 2,
bei der dieses teilweise aufgeschnitten und schräg von oben dargestellt ist;
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9 eine
perspektivische Darstellung der Ausführungsform der ersten Anschluss-Einrichtung nach
der 8, bei der dieses und schräg von unten dargestellt ist.
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Das
in den 1 bis 9 dargestellte
erfindungsgemäße Befestigungs-System
ist zur Befestigung eines Bauteils an einem Träger-Element vorgesehen, das
ein Unterbau, ein Rohbau, eine Halterung oder ein Halte-Element
oder eine Zwischenstück
sein kann. Das Träger-Element
kann insbesondere ein Rohbau-Element im Innenraum eines Kraftfahrzeuges
sein, an dem mittels dem Befestigungs-System eine Konsole, z.B.
eine Mittelkonsole, zu befestigen ist. Das Befestigungs-System ist
vorteilhafterweise zur Befestigung eines Bauteils A an dem Träger-Element
B an einer Stelle des Bauteils vorgesehen, an der die Fixierungs-Position
in zumindest einer vorbestimmten Koordinaten-Richtung z.B. aufgrund
von Fertigungs- oder Montage-Ungenauigkeiten
unbestimmt ist und sich erst bei der Montage des Bauteils in dessen
vorbestimmten Einbau-Umgebung ergibt. Eine erste Koordinaten-Richtung,
in der das Befestigungs-System eine Variabilität hinsichtlich der Befestigungs-Position
erlaubt, entspricht der axialen Richtung des Befestigungs-Systems.
Je nach der Bauform des Befestigungs-Systems und insbesondere der
bei diesem vorgesehenen Anschluss-Einrichtungen wird diese Variabilität noch in
einer weiteren Koordinaten-Richtung, und zwar in einer Richtung
quer zu der ersten Koordinaten-Richtung, zugelassen. In der dritten
Koordinaten-Richtung, die quer zur ersten und zur zweiten Koordinaten-Richtung verläuft, ist die
Befestigungs-Position des Bauteils mittels konisch verlaufender
Anlageflächen
von miteinander zusammenwirkenden Anschluss- Einrichtungen festgelegt.
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Das
Befestigungs-System 1 umfasst eine an dem Bauteil A angeordnete
erste Anschluss-Einrichtung 3 mit in Bezug auf die axiale
Richtung R1 symmetrisch und in einem spitzen Winkel zueinander verlaufenden
Seitenteilen oder Schenkeln 3a, 3b und einer mit
dieser zusammenwirkenden, an dem Träger-Element B angeordneten
zweiten Anschluss-Einrichtung 5, die in ihrem Zusammenwirken
eine axiale Richtung R1 besitzen. Das Träger-Element B kann ein einheitliches
Bauteil sein oder aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt, also beispielsweise
ein an einem Rohbau angeordnetes Zwischenstück sein (1).
Eine Press-Mechanik 7 ist dazu vorgesehen, die erste Anschluss-Einrichtung 5 und
die zweite Anschluss-Einrichtung 5 in einer relativen Lage
in der axialen Richtung R1 und gegebenenfalls in der weiteren Koordinaten-Richtung
R2 aneinander zu pressen oder miteinander zu verspannen, die sich
aus den Positionen des Bauteils A und des Träger-Elements B relativ zueinander
ergibt. Die Press-Mechanik 7 wirkt als eine Press-Einrichtung
oder als ein Spann-Schloss.
Hierzu ist die erste Anschluss-Einrichtung 3 im Bereich
der Seitenteile oder Schenkel 3a, 3b derart elastisch
gebildet, dass diese unter Aufbringung einer entsprechenden Verstellkraft
in vorbestimmten Masse zueinander beweglich sind. Die Fixierung
des Bauteils A in der axialen Richtung R1 mittels der Press-Mechanik 7 erfolgt
dadurch, dass eine Press-Einrichtung 11 vorzugsweise in
Form eines konischen Press-Stempels durch eine Verstell-Mechanik 13 in
Richtung der ersten Koordinaten-Richtung
R1 verstellbar ist. Die Verstell-Mechanik 13 ist eine Betätigungs-Einrichtung,
mit der das Press-Element 11 in der axialen Richtung R2
linear in Richtung auf die Innenflächen 14, 15 der
ersten Anschluss-Einrichtung 3 (Einwärtsbewegung 20) oder von
dieser weg bewegt werden kann. Vorzugsweise ist die Verstell-Mechanik 13 durch
ein Mutter-Schrauben-System realisiert. Ein solches System mit einer Mutter 13a und
einer Verstell-Schraube 13b ist in der 1 schematisch
dargestellt.
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Die
Press-Einrichtung 11 kann auch aus mehreren Bestandteilen,
z.B. als Hebel-Mechanik gebildet
sein. Im folgenden wird die Press-Mechanik 7 mit einem
Press-Element 11 als
eine mögliche
Ausführungsform
beschrieben.
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Das
konische Press-Element 11 weist dazu an dessen Seitenteilen
oder Schenkeln 3a, 3b jeweils vorgesehene und
in bezug auf die axiale Richtung R1 konische Außenflächen 12, 13 auf,
die mit konischen Innenflächen 14, 15 der
ersten Anschluss-Einrichtung 3 zusammenwirken.
Eine Betätigung
der Verstell-Mechanik 13 in Richtung zu der Verjüngung der konischen
Innenflächen 14, 15 bewirkt
ein Auseinanderdrücken
der Seitenteile oder Schenkel 3a, 3b und somit
der Innenflächen 14, 15 der
Anschluss-Einrichtung 3 quer
zu der axialen Richtung R1 der ersten Anschluss-Einrichtung 3.
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Die
Seitenteile oder Schenkel 3a, 3b der ersten Anschluss-Einrichtung 3 weisen
Außenflächen 16 bzw. 17 auf,
die mit Innenflächen 18 bzw. 19 der zweiten
Anschluss-Einrichtung 5 zusammenwirken. Die
Außenflächen 16, 17 des
ersten Anschluss-Einrichtung 3 und
die diesen zugewandten Innenflächen 18 bzw. 19 der
zweiten Anschluss-Einrichtung 5 können formschlüssig oder
alternativ reibschlüssig
zusammenwirken, wenn durch ein entsprechendes Betätigen der
Verstell-Mechanik 13 das Press-Element 11 eine
Einwärtsbewegung 20 ausführt und
dadurch die Außenflächen 16, 17 an
die Innenflächen 18 bzw. 19 aneinandergedrückt werden.
Die Längserstreckungen
der Außenflächen 16, 17 und
der diesen zugewandten Innenflächen 18 bzw. 19 bestimmen
den Bereich in der ersten Koordinaten-Richtung R1, in dem die Befestigungs-Position
des Bauteils A im Bereich der Anschluss-Einrichtung 3 zulässig ist,
um das erfindungsgemäße Befestigungs-System
anzuwenden.
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In
der 1 ist das Befestigungs-System
im einem Zustand dargestellt, in dem das Press-Element in einer
Position gelegen ist, in der sich die entsprechenden Anlageflächen 16, 17 bzw. 18, 19 der ersten 3 bzw.
zweiten 5 Anschluss-Einrichtung in einer voneinander beabstandeten
Lage befinden, so dass das Befestigungs-System- oder genauer gesagt: die erste und
die zweite Anschluss-Einrichtung -zueinander verstellbar sind.
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In
den 1 bis 9 ist eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems dargestellt,
bei dem die Außenflächen 16, 17 und
die diesen jeweils zugewandten Innenflächen 18 bzw. 19 formschlüssig zusammenwirken,
um das Bauteil A am Träger-Element
B zu fixieren. Dazu sind die Außenflächen 16, 17 und
die Innenflächen 18, 19 jeweils
als Zahnprofile ausgebildet. Hierbei ist erfindungsgemäß vorzugsweise
ein Sägezahn-Profil
oder eine Abwandlung desselben vorgesehen, um eine maximale oder
optimierte Auflage- oder Druck-Fläche im verrasteten
Zustand der Anschluss-Einrichtungen 3, 5 zu erreichen.
Es kommen je nach Anwendungsfall jedoch aus andere Zahnprofil-Formen,
z.B. eine Evolventen-Verzahnung in Betracht.
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Die
Bildung der Flächen
mit Verzahnungen erlaubt eine wirksame Fixierung auch dann, wenn das
Bauteil im Bereich der ersten Anschluss-Einrichtung aus Kunststoff
gebildet ist. Dadurch kann das gesamte Bauteil A sowie die gesamte
erfindungsgemäße Befestigungs-Vorrichtung
aus Kunststoff gebildet und somit kostengünstig hergestellt sein und
dennoch gegen relativ große
Kräfte
gegenüber
dem Träger-Elemtent
B fixiert sein.
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Die
erste und insbesondere die zweite Anschluss-Einrichtung 5 sind
vorzugsweise beide aus Kunststoff gebildet, wodurch diese Einrichtungen
mit relativ geringem Aufwand herstellbar sind. Diese Einrichtungen
können
jedoch auch nach anderen Verfahren nach dem Stand der Technik, z.B.
einem Druckguss-Verfahren hergestellt werden.
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In
den 1 bis 9 sind Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems zur
Befestigung des Bauteils A in Form einer Mittelkonsole 40 in
dem Innenraum IR eines Kraftfahrzeuges dargestellt, die zwei erste
Anschluss-Einrichtungen 41, 42 mit
jeweils zwei Seitenteilen oder Schenkeln und zwei zweite Anschluss-Einrichtungen 43, 44 aufweist,
die quer zur Längsrichtung
des zu befestigenden Bauteils nebeneinander gelegen sind. In der weiteren
Beschreibung sowie in den 1 bis 9 sind
Bestandteile des erfindungsgemäßen Befestigungs-Systems,
die die an Hand der Figur beschriebenen Funktionen aufweisen, mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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Um
in vorbestimmter und geeigneter Weise eine elastische Relativbewegung
der Seitenteile oder Schenkel 3a, 3b zueinander
zuzulassen, sind diese Seitenteile oder Schenkel 3a, 3b mit
einem plattenförmigen
Halte-Element 45 verbunden, das zwischen den Seitenteilen
oder Schenkeln 3a, 3b eine Ausnehmung 46 aufweist,
deren Öffnung
dem freien Bereich zwischen den Schenkeln zugewandt ist
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Zwischen
den benachbarten zweiten Anschluss-Einrichtungen 43, 44 ist
ein über
entsprechende Zwischenstücke
oder einen Bügel
mit diesen verbundenes Filmscharnier 50 vorgesehen. Dadurch sind
die Anschluss-Einrichtungen auf elastische Weise nicht nur drehbar
verbunden, sondern können auch
in bestimmten Grenzen translatorisch zueinander bewegt werden. Ein
solches Filmscharnier 50 kann auch zwischen benachbarten
ersten Anschluss-Einrichtungen 41, 42 vorgesehen
sein. Mit einem solchen Filmscharnier können generell mehrere erste
oder zweite Anschluss- Einrichtungen verbunden sein und als Einheit
montiert werden, da mit diesem Maß-Ungenauigkeiten zwischen
zu montierenden Bauteilen oder Träger-Elementen ausgeglichen
werden können.
Anstelle eines Filmscharniers kann die Verbindung der zweiten Anschluss-Einrichtungen 43, 44 unter
Zulassung einer elastischen Relativ- Bewegung zwischen beiden jeweiligen
Anschluss-Einrichtungen
mittels eines plattenförmigen Halte-Elements
analog dem Halte-Element 45 realisiert
sein, das beide Anschluss-Einrichtungen 43, 44 miteinander
verbindet und das zur Herstellung einer Elastizität eine Ausnehmung
analog der Ausnehmung 46 aufweist.
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In
der Darstellung der 2 und 3 sind die
benachbarten ersten Anschluss-Einrichtungen 41, 42 mit
einem Bügel 51 verbunden,
um eine Montage der beiden ersten benachbarten Anschluss-Einrichtungen 41, 42 gleichzeitig
zu ermöglichen.
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Generell
können
zumindest zwei erste, über einen
Bügel 51 miteinander
verbundene Anschluss-Einrichtungen 3 und zwei zweite, über einen Bügel 51 miteinander
verbundene Anschluss-Einrichtungen 5 vorgesehen sein, wobei
zumindest einer der Bügel 51 ein
Filmscharnier 50 aufweist, das in vorbestimmtem Masse eine
Drehbewegung und eine translatorische Bewegung der benachbarten
Anschluss-Einrichtungen 3 bzw. 5 zueinander
zulässt.
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Aus
Montagegründen
ist in der Ausführungsform
der ersten Anschluss-Einrichtungen 41, 42 nach den 2 und 3 Nasen
oder Führungs-Elemente 53 angebracht,
mit denen eine schnelle Zuführung der
Stell-Elemente 11 ermöglicht
wird.
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Anstelle
eines formschlüssigen
Zusammenwirkens der Außenflächen 16, 17 und
der Innenflächen 18 bzw. 19 kann
auch ein Zusammenwirken aufgrund von Reibschluss vorgesehen sein,
so dass die Außenflächen 16, 17 und
die Innenflächen 18, 19 auch
glatt oder in Verstell-Richtung R1 gesehen ohne Rastflächen ausgeführt sein
können.
Bei einer Ausführung
der Anschluss-Einrichtungen mit reibschlüssig zusammenwirkenden Außenflächen 16, 17 und Innenflächen 18, 19 können diese
auch mit Profilierungen versehen sein, deren Längsrichtung sich in Richtung
der Verstellbewegung der Anschluss-Einrichtungen 3, 5 erstrecken
(8, 9). Dadurch können bestimmte
Verstell-Bewegungen zwischen den Anschluss-Einrichtungen 3, 5 vorgegeben
werden.
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In
den dargestellten Ausführungsformen
sind die Außenflächen 16, 17 und
die Innenflächen 18 bzw. 19 als
ebene Flächen
dargestellt. Diese können sowohl
bei der reibschlüssigen
als auch bei der formschlüssigen
Gestaltungsweise in einer oder auch in zwei Längsrichtungen gekrümmt ausgeführt sein.
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Weiterhin
sind in den dargestellten Ausführungsformen
der Anschluss-Einrichtungen 3, 5 jeweils zwei
gegenüberliegende
Außenflächen 16, 17 und
Innenflächen 18, 19 vorgesehen,
mit denen die Fixierung der Anschluss-Einrichtungen 3, 5 bewerkstelligt
werden soll. Es können
bei einer rechteckigen Ausbildung der Außenseite der ersten Anschluss-Einrichtung 3 sowie
der Innenseite der zweiten Anschluss-Einrichtung 5 auch
sämtliche
vier Außenflächen bzw.
Innenflächen
als Anlageflächen
für einen
Reib- oder Formschluss
vorgesehen sein. Je nach Anwendungsfall kann die Außenseite
der ersten Anschluss-Einrichtung 3 sowie der Innenseite
der zweiten Anschluss-Einrichtung 5 auch
eine andere als eine viereckige Querschnittsform aufweisen. Die dabei
als Anlageflächen
für einen
Reib- oder Formschluss zu wählenden
Flächen
können
ebenfalls in Form und Anzahl je nach dem Anwendungsfall gewählt werden.
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Die
zweite Anschluss-Einrichtung 5 kann für den Fall, dass die Fixierung
des Bauteils relativ zum Träger-Element
B in einer Richtung quer zur axialen Richtung R1 zugelassen sein
soll, halbseitig oder auf gegenüberliegenden
Seiten offen, d.h. ohne Begrenzungswand gestaltet sein. Eine halbseitig
offene Gestaltung der Anschluss-Einrichtung 5 ist
in der 6 dargestellt. Alternativ kann durch eine entsprechende
Gestaltung der zweiten Anschluss-Einrichtung 5 eine Relativ-Bewegung
von Bauteil A und Träger-Element
B quer zur Verstell-Richtung ausgeschlossen sein, indem entsprechende
Begrenzungswände
oder Begrenzungs-Elemente vorgesehen sind (7). Die
Verstellung und die Begrenzung einer Relativ-Beweglichkeit der ersten
Anschluß-Einrichtung 3 bzw. 41, 42 relativ
zur zweiten Anschluß-Einrichtung 5 bw. 43, 44 kann
auch über
ein Langloch 70 erfolgen, das von einem entsprechenden
Element der Verstell-Mechanik 13 durchragt wird (9).
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Das
Spann-Element 11 kann als einheitliches Bauteil (1 bis 9) oder
als mehrteiliges Gebilde, z.B. mit zumindest zwei Seitenteilen oder Schenkeln
oder als Hebel-Anordnung mit entsprechender Stell-Mechanik
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Vorzugsweise
wird das Bauteil bei seiner Montage z.B. im Innenraum IR eines Kraftfahrzeuges an
einer Anschluss-Stelle in einer vorbestimmten Position gelagert.
Die erfindungsgemäße Befestigungs-Vorrichtung
ist zur Fixierung und Befestigung des Bauteils an einer weiteren,
von der vorgenannten Anschluss-Stelle beabstandeten Anschluss-Stelle vorgesehen,
die jedoch wegen Toleranzen oder Fertigungs-Ungenauigkeiten in einem vorgegebenen Bereich
unbestimmt ist. Das erfindungsgemäße Befestigungs-System erlaubt
die Befestigung des Bauteils, wobei eine Verspannung des Bauteils
vermieden wird. Das Bauteil kann auch mit mehreren erfindungsgemäßen Befestigungs-Systemen
und auch ausschließlich
mit dem erfindungsgemäßen Befestigungs-System
an zumindest einem Träger-Element befestigt
werden.