DE10358148B4

DE10358148B4 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE10358148B4
Application number: DE2003158148
Authority: DE
Inventors: Sven Alexander Kaiser
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2023-12-11
Also published as: DE10358148A1

Abstract

Befestigungselement mit einem Anschlagkragen (1) und einem von diesem abkragenden Anker (2) mit an dessen Ende vorgesehenen Krallen zum Befestigen an einem eine Durchgangsöffnung (6) zur Aufnahme des Befestigungselemente-Ankers (2) aufweisenden Bauteil (7),
– wobei der Abstand zwischen Anschlagkragen (1) und Krallen (3) auf die Dicke des Bauteiles (7) im Randbereich der Durchgangsöffnung (6) abgestimmt ist, damit der Rand der Durchgangsöffnung (6) bei eingesetztem Befestigungselement zwischen dem Anschlagkragen (1) und den Ankerkrallen (3) des Befestigungselementes eingespannt werden kann,
– wobei der Anker (2) einschließlich der Krallen (3), mit denen der Anker (2) durch die Durchgangsöffnung (6) zu führen ist, einen rechteckförmigen Durchgangs-Querschnitt mit ungleich langen Rechteckseiten besitzt,
– wobei zur Befestigung in der Durchgangsöffnung (6) des Bauteiles (7) der Durchgangs-Querschnitt des Ankers (2) dem Querschnitt der Durchgangsöffnung (6) komplementär angepasst ist,
– wobei zum Verspannen des Befestigungselementes zwischen dessen Anschlagkragen (1) und Krallen (3) an dem...

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US 2,355,196 ist ein Befestigungselement mit einem Anschlagkragen und einem, von diesem abkragenden Anker mit an dessen Ende vorgesehenen Krallen zum Befestigen an einem, eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Befestigungselement-Ankers aufweisenden Bauteil bekannt. Der Anker kann dabei durch die Durchgangsöffnung geführt werden und weist einen rechteckförmigen Durchgangsquerschnitt mit ungleich langen Rechteckseiten auf. Zur Befestigung des Ankers in der Durchgangsöffnung kann der Anker um ein vorgebbares Winkelmaß auf Anschlag gedreht werden, wodurch die Krallen klemmwirkend greifen. Zwischen dem Anschlagkragen und den Krallen besitzt der Anker einen Ankerquerschnitt, durch den einerseits das Drehen auf Anschlag möglich ist und durch den andererseits das Befestigungselement in Querrichtung der Durchgangsöffnung bewegungsfrei gehalten ist. Das bekannte Befestigungselement kann dabei zum aneinander Befestigen unterschiedlichster Bauelemente, beispielsweise im Flugzeug- oder Automobilbau verwendet werden.

Bei einem anderen bekannten Befestigungselement ist der Anker mit den Krallen als elastisches Spreizelement ausgebildet. In entspannter Lage erstrecken sich die Krallen über einen Bereich, der größer als die Durchgangsöffnung ist, so dass beim Durchführen durch die Durchgangsöffnung ein Spannen erfolgt, wodurch diese Krallen nach Austritt aus der Durchgangsöffnung als Widerhaken ihre befestigungswirksame Funktion erhalten. Solche Befestigungselemente sind zwar einfach aus beispielsweise Kunststoff herstellbar und in gleicher Weise einfach zu montieren. Allerdings besitzen derartige Befestigungselemente, wenn an ihnen schwingende Bauteile befestigt werden, in der Regel keine ausreichende Dauerfestigkeit.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein gattungsgemäßes Befestigungselement zu schaffen, das ein an ihm befestigtes, durch Schwingungen beaufschlagtes Bauteil dau erfest halten kann. Ein solches Bauteil soll insbesondere ein Kraftfahrzeug-Luftfilter sein können.

Zu diesem Zweck ist ein gattungsgemäßes Befestigungselement erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen relativ stabilen Anker mit daran angeformten Krallen innerhalb einer Durchgangsöffnung eines Bauteiles, mit dem das Befestigungselement zu verbinden ist, auszustatten und diesen Anker im Befestigungszustand paßgenau formschlüssig in der Durchgangsöffnung zu verankern. Durch die paßgenaue, formschlüssige Verankerung sollen auch geringste Relativbewegungen des Ankers innerhalb der Durchgangsöffnung sicher vermieden werden. Hierdurch wird die gewünschte Dauerfestigkeit des Befestigungselementes, auch wenn dieses Schwingungen ausgesetzt ist, absolut ausfallsicher erreicht. Neben der hohen Dauerfestigkeit, die bei einem erfindungsgemäßen Befestigungselement gewährleistet ist, lässt sich dieses als Kunststoffteil einfach herstellen und insbesondere einfach schnellverschlußartig montieren.

Für eine einfache Herstellbarkeit des Befestigungselementes besteht dieses aus zwei getrennt herzustellenden, miteinander insbesondere über einen Schnappverschluss verbundenen Teilen. Von diesen zusammengesetzten Teilen bildet eines einen Grundkörper des Befestigungselementes und das andere den Schieber, durch den der Anker des Befestigungselementes in der Durchgangsöffnung des Bauteiles, an dem das Befestigungselement befestigt ist, bewegungsfrei gehalten wird.

An derjenigen Seite des Anschlagkragens des Befestigungselementes, die dem Anker entgegengesetzt ist, befindet sich ein Aufnahmebereich für ein an dem Befestigungselement zu befestigendes Bauteil. Dieses Bauteil kann insbesondere das Gehäuse eines Kraftfahrzeugluftfilters sein, das ein relativ großes Gewicht haben kann und im Fahrbetrieb regelmäßig hohen Schwingungen ausgesetzt ist. Die Befestigung insbesondere eines solchen Kraftfahrzeugluftfilters erfolgt in dem Aufnahmebereich des Befestigungselementes über einen an dem Filtergehäuse fixierten, elastischen Lagerring. Zur Aufnahme dieses Lagerringes ist der betreffende Aufnahmebereich des Befestigungselementes pilzförmig ausgebildet, wodurch der elastische Lagerring zwischen Pilzkopf und Fuß eingespannt sein kann. Der Pilzfuß kann dabei in für die Lagerung eines solchen Lagerringes üblichen Weise als Konus ausgebildet sein.

Der als von dem übrigen Bereich des Befestigungselementes getrennt hergestellte Schieber kann einen Teilbereich des konischen Pilzfußes bilden. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass der Schieber durch einen eingesetzten elastischen Lagerring zwangsweise sicher in seiner Arretierfunktion gehalten wird, ohne dass es hierfür an dem Befestigungselement irgendwelcher besonderer Maßnahmen bedarf.

Damit ein im gewissen Sinne elastisches Verspannen des Öffnungsrandes der Durchgangsöffnung des Bauteiles, an dem das Befestigungselement angesetzt wird, erreicht werden kann, sind an dem Auflagekragen an gegenüberliegenden Seiten, zwischen denen der Anker liegt, erhabene Auflageschienen vorgesehen.

Ein vorteilhaftes, nachstehend näher erläutertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines Befestigungselementes mit einem Schieber in Arretierfunktion,
2 eine Draufsicht auf das Befestigungselement nach 1,
3 eine perspektivische Ansicht eines Befestigungselementes mit offenem Schieber,
4 eine andere Ansicht des Befestigungselementes in dem Zustand nach 3,
5 eine andere Ansicht des in 1 in arretiertem Zustand gezeigten Befestigungselementes,
6 einen Schnitt durch ein Befestigungselement mit einem arretierten Schieber nach Linie VI-VI in 1,
7 einen Schnitt durch das Befestigungselement nach Linie VII-VII in 6,
8 einen Schnitt durch das Befestigungselement nach Linie VIII-VIII in 6.
Das Befestigungselement umfasst einen Anschlagkragen 1 sowie einen von dessen Zentrum abragenden Anker 2 mit an dessen Enden angeformten Krallen 3. Zwischen den Krallen 3 und dem Anschlagkragen 1 befindet sich ein Spalt 4. Diese Ausbildung ist in 3 besonders gut erkennbar sowie in den Schnittdarstellungen der 6 und 7.
Verschiebbar gelagert ist an dem Befestigungselement ein Schieber 5, der durch eine Öffnung 14 innerhalb des Anschlagkragens 1 hindurchführbar ist. In der 3 ist der Schieber 5 in einer Position dargestellt, in der er sich vor dem Einführen des Befestigungselementes über den Anker 2 in eine Durchgangsöffnung 6 eines Bauteiles 7 befindet, an dem das Befestigungselement zu befestigen ist. Das Bauteil 7 mit der Durchgangsöffnung 6 ist lediglich in den Schnittdarstellungen der 6 bis 8 gezeigt.
Der Querschnitt des Ankers 2 einschließlich der an dessen Ende angeformten Krallen 3, mit dem dieser Anker 2 durch die Durchgangsöffnung 6 hindurchgeführt wird, entspricht komplementär dem Öffnungsquerschnitt der rechteckförmig ausgebildeten Durchgangsöffnung 6. Bei dem die Durchgangsöffnung 6 darstellenden Rechteck sind zwei gegenüberliegende Seiten länger als die beiden übrigen Seiten.
Eine Position des Ankers 2, in der sich dieser beim Durchführen durch die Durchgangsöffnung 6 befindet, ist in der Zeichnung nicht dargestellt, so dass die Deckungsgleichheit der betreffenden Querschnitte von Anker 2 und Durchgangsöffnung 6 nicht direkt erkennbar ist.
Der Querschnitt des Ankers 2 in demjenigen Bereich, der zwischen den Krallen 3 und dem Anschlagkragen 1 liegt, besitzt eine solche Form, dass bei einer durch eine Durchgangsöffnung 5 hindurchgeführten Lage des Ankers 2 lediglich ein Verdrehen um 90° in einer vorgegebenen Drehrichtung möglich ist. Die entsprechende Querschnittsausbildung ist in 8 dargestellt. Dort mit 8 bezeichnete, verrundete Kanten ermöglichen das vorgenannte verdrehen um maximal 90° und zwar in einer solchen Form, dass der Anker 2 in Arretierposition in Richtung der kurzen Rechteckseiten bewegungsfrei fixiert ist.
Beim Drehen des Befestigungselementes zur Erzielung der Verdrehlage nach 8 bewirken die Reibungskräfte zwischen den Krallen 3 und dem Anschlagkragen 1 einerseits und dem dazwischen eingespannten Öffnungsrand der Durchgangsöffnung 6 andererseits in der Regel bereits ein Wandern des Ankers 2 in eine zu einer kurzen Seite des Rechtecks der Durchgangsöffnung 6 verschobenen Position. Um eine bewegungsfreie Lagerung des Ankers 2 ebenfalls in dessen Arretierlage innerhalb der Durchgangsöffnung 6 zu erhalten, wird in den vorhandenen Freiraum der Schieber 5 mit seinem entsprechenden Paßbereich eingeschoben. Diese eingeschobene Position ist aus den 5, 6, 7, 8 deutlich erkennbar. Füllt der Schieber 5 mit seinem Passbereich den von dem Anker 2 noch unausgefüllten Bereich der Durchgangsöffnung 6 vollständig aus, so dient dieser Passbereich als zusätzliche Scherkraftsicherung für das Befestigungselement in dessen Befestigungsbereich.
In Arretierlage des Schiebers 5 besitzt das Befestigungselement auf der dem Anker 2 entgegengesetzten Seite des Anschlagkragens 1 einen pilzförmig ausgestalteten Aufnahmebereich mit einem Pilzkopf 9 sowie einem konisch ausgebildeten Pilzfuß 10. Zwischen Pilzkopf 9 und Pilzfuß 10 liegt ein zylindrischer Schaftbereich 11. Zwischen Pilzkopf 9 und Pilzfuß 10 kann ein elastischer Lagerring, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, axial fixiert aufgenommen werden.
Das Befestigungselement, das bevorzugt aus Kunststoff besteht, setzt sich aus zwei getrennt hergestellten Teilen zusammen und zwar aus einem Grundelement 12 und einem als Schieber 5 ausgebildeten Teil. Der Schieber 5 ist dabei mit einem spangenartigen Bereich versehen, über den er in einem Schnappverschluß an dem Grundelement 12 verschiebbar befestigt werden kann. Der spangenförmige Bereich des Schiebers 5 bildet einen Teil des Umfanges des konischen Pilzfußes 10. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass der Schieber durch einen auf den Pilzfuß 10 aufgesetzten Lagerring automatisch zwangsweise in seiner Arretierfunktion gehalten wird.
Um eine in einem gewissen Maße elastische Verspannung an dem Öffnungsrand einer Durchgangsöffnung 6 zwischen den Krallen 3 und dem Anschlagkragen 1 des Befestigungselementes erreichen zu können, sind an dem Anschlagkragen 1 an gegenüberliegenden Seiten geringfügig erhaben ausgebildete Auflageschienen 13 vorgesehen.
Das Befestigen eines Befestigungselementes in einer Durchgangsöffnung 6 eines Bauteiles 7 erfolgt konkret wie folgt.
Das Befestigungselement wird in einem Zustand nach der 3 mit seinem Anker 2 in eine dem Querschnitt dieses Ankers entsprechende rechteckige Durchgangsöffnung 6 eines Bauteiles 7, in dem sich die Durchgangsöffnung befindet, eingeführt. Sobald der Anschlagkragen 1 auf dem Öffnungsrand der Durchgangsöffnung 6 anliegt, wird das Befestigungselement um 90° auf Anschlag verdreht. Ein solches Verdrehen ist lediglich in einer Richtung, die durch eine entsprechende Form des Querschnittes des Ankers 2 zwischen den Krallen 3 und dem Anschlagkragen 1 vorgegeben ist, möglich. Erfahrungsgemäß bewegt sich der Anker 2 des Befestigungselementes bei dem vorgenannten Verdrehen bereits in eine an einer kurzen Seite der rechteckigen Durchgangsöffnung 6 anliegende Position. Erfolgt ein solches Verlagern in diese Position nicht zwangsläufig, so ist das Befestigungselement bei der Montage entsprechend zu verlagern. Sodann wird in den in der Durchgangsöffnung 6 verbleibenden Freiraum der Paßbereich des Schiebers 5 eingeschoben. Hierdurch ist der Anker 2 auch in Längsrichtung des Rechteckquerschnittes der Durchgangsöff nung 6 bewegungsfrei fixiert, das heißt der Befestigungsvorgang ist abgeschlossen.
Bei dem gezeichneten und beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt der Schieber 5 lediglich einen einzigen in die Durchgangsöffnung 6 eingreifenden Paßbereich. Hierfür ist es erforderlich, dass der Anker in der rechteckförmigen Durchgangsöffnung 6 an einer der schmalen Seiten zu liegen kommt. Möglich ist auch eine alternative Ausführungsform, bei der der Anker 2 in verankertem Zustand im Mittelbereich mit Bezug auf die Längserstreckung einer rechteckförmigen Durchgangsöffnung 6 liegt und der Schieber 5 zwei in die Durchgangsöffnung einführbare Paßbereiche besitzt, die in die Freiräume zu beiden Seiten des mittig in der Durchgangsöffnung 6 liegenden Ankers 2 eingreifen.

Claims

Befestigungselement mit einem Anschlagkragen (1) und einem von diesem abkragenden Anker (2) mit an dessen Ende vorgesehenen Krallen zum Befestigen an einem eine Durchgangsöffnung (6) zur Aufnahme des Befestigungselemente-Ankers (2) aufweisenden Bauteil (7), – wobei der Abstand zwischen Anschlagkragen (1) und Krallen (3) auf die Dicke des Bauteiles (7) im Randbereich der Durchgangsöffnung (6) abgestimmt ist, damit der Rand der Durchgangsöffnung (6) bei eingesetztem Befestigungselement zwischen dem Anschlagkragen (1) und den Ankerkrallen (3) des Befestigungselementes eingespannt werden kann, – wobei der Anker (2) einschließlich der Krallen (3), mit denen der Anker (2) durch die Durchgangsöffnung (6) zu führen ist, einen rechteckförmigen Durchgangs-Querschnitt mit ungleich langen Rechteckseiten besitzt, – wobei zur Befestigung in der Durchgangsöffnung (6) des Bauteiles (7) der Durchgangs-Querschnitt des Ankers (2) dem Querschnitt der Durchgangsöffnung (6) komplementär angepasst ist, – wobei zum Verspannen des Befestigungselementes zwischen dessen Anschlagkragen (1) und Krallen (3) an dem Rand der Durchgangsöffnung (6) das Befestigungselement bei aus der Durchgangsöffnung (6) herausragenden Krallen (3) um ein vorgebbares Winkelmaß auf Anschlag drehbar ist, wodurch die Krallen (3) klemmwirkend greifen, – wobei der Anker (2) in dem Bereich zwischen dem Anschlagkragen (1) und den Krallen (3) einen Anker-Querschnitt besitzt, durch den einerseits das Drehen auf Anschlag möglich ist und durch den andererseits das Befestigungselement in Querrichtung der Durchgangsöffnung (6) bewegungsfrei gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren des Ankers (2) in Längsrichtung der rechteckförmigen Durchgangsöffnung (6) das Befestigungselement einen beweglichen, in den von dem Anker (2) unausgefüllt bleibenden Bereich der Durchgangsöffnung (6) einführbaren Schieber (5) besitzt.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der begrenzte Verdrehwinkel des Ankers (2) innerhalb der Durchgangsöffnung (6) 90 Winkelgrad beträgt.
Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (5) von derjenigen Seite des Anschlagkragens (1) aus betätigbar ist, die den Krallen (3) gegenüber liegt.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagkragen (1) zwei den Anker (2) zwischen sich einschließende Auflageschienen (13) für eine elastische Verspannung im verankerten Zustand des Befestigungselementes aufweist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement auf der den Krallen (3) gegenüberliegenden Seite des Anschlagkragens (1) pilzförmig zur zwischen einem Pilzkopf (9) und einem Pilzfuß (10) axial fixierten Aufnahme eines elastischen Lagerringes ausgebildet ist.
Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilzfuß (10) konische Form besitzt.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (5) einen Umfangsbereich des konischen Pilzfußes (10) umfasst und als getrennt in der Form einer Spange hergestelltes Teil aufgesetzt ist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgesetzte Schieber (5) mit dem übrigen Grundelement (12) des Befestigungselementes durch einen Schnappverschluß verbunden ist.