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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungselement, insbesondere zur Fixierung
wenigstens eines Bauteils in einem Abstand zu einem Trägerteil,
umfassend ein Basisteil, welches einen ersten Abschnitt mit einer
Auflagefläche und einen zweiten Abschnitt mit einer Befestigungsfläche
hat, wobei die Auflagefläche und die Befestigungsfläche
auf entgegengesetzten Seiten des Befestigungselements angeordnet
und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und einen sich
längs einer Achse erstreckenden Schaft, der mit einem Fußende
an der Auflagefläche des Basisteils befestigt ist und an
einem Kopfende Mittel zur Fixierung des Bauteils aufweist.
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Ein
Befestigungselement der angegebenen Art ist aus
EP 1 402 189 B1 bekannt.
Ein solches Befestigungselement wird vornehmlich dann verwendet,
wenn zwischen dem zu befestigenden Bauteil und dem Trägerteil
ein Abstand vorgesehen ist und das Bauteil nicht unmittelbar auf
dem Trägerteil aufliegen soll. Das Befestigungselement
wird üblicherweise mit seiner Befestigungsfläche
am Trägerteil angeschweißt. An dem angeschweißten
Befestigungselement wird dann das mit einer Befestigungsöffnung
versehene Bauteil befestigt, wobei der Schaft die Befestigungsöffnung
durchdringt und an dem Kopfende des Schafts angebrachte Mittel das
auf der Anlagefläche aufliegende Bauteil fest mit dem Befestigungselement
verbinden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Befestigungselement
der eingangs genannten Art zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird durch ein Befestigungselement mit den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
des Befestigungselements sind in den Ansprüchen 2 bis 9
und eine Befestigungsanordnung unter Verwendung des Befestigungselements
ist in Anspruch 10 angegeben.
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Bei
dem Befestigungselement nach der Erfindung hat der erste Abschnitt
einen größeren Außendurchmesser als der
zweite Abschnitt und der erste Abschnitt bildet einen radial über
den zweiten Abschnitt hinausragenden Ringflansch, der einen Abstand
von der Befestigungsfläche hat.
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Ein
Befestigungselement nach der Erfindung hat den Vorteil, dass es
zur Befestigung von Bauteilen geeignet ist, die an der Befestigungsstelle
einer exakten Positionierung gegenüber dem Trägerteil
bedürfen. Diese Bauteile können mit zur Positionierung vorgesehenen
Mitteln, beispielsweise einem ringförmigen Vorsprung, den
Ringflansch des Befestigungselements außen umgreifen, wodurch
eine koaxiale Ausrichtung der entsprechenden Befestigungsstelle in
Bezug auf die Achse des Befestigungselements gegeben ist. Der Ringflansch
hat hierbei den Vorteil, dass er aufgrund seines Überstands über
den zum Anschweißen bestimmten zweiten zylindrischen Abschnitt
gegen Verschmutzung durch Schweißspritzer geschützt
ist und daher in seiner Ausrichtfunktion nicht beeinträchtigt
wird. Ein weiterer Vorteil des Ringflanschs besteht darin, dass
er von Halteklammern oder dergleichen umgriffen werden kann, die
an dem zu befestigenden Bauteil angeordnet sind, um eine vorläufige
Fixierung des Bauteils bei der Montage zu ermöglichen.
Ein die Montage ausführender Monteur kann dann das Bauteil
loslassen und hat dadurch beide Hände frei, um die an den
Schaft anzubringenden Befestigungsmittel zu montieren.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass der
Schaft an seinem Kopfende einen radial nach außen überstehenden Flansch
mit einer der Auflagefläche zugekehrten Raststufe aufweist
und dass das Fußende des Schafts eine radiale Erweiterung
aufweist, deren Außendurchmesser im Wesentlichen gleich
oder größer ist als der Außendurchmesser
des überstehenden Flansches. Durch diese Ausgestaltung
des Befestigungselements ist ebenfalls eine Positionierung des zu
befestigenden Bauteils in Bezug auf das Befestigungselement und
das Trägerteil möglich. Da die Befestigungsöffnung
des Bauteils im Allgemeinen wenigstens einen Innendurchmesser hat,
der gleich oder größer ist als der Flansch am
Kopfende des Schafts, ist bei Befestigungselementen der eingangs angegebenen
Art eine genaue Positionierung an dem dünneren Schaft mit
Hilfe der Befestigungsöffnung des Bauteils nicht möglich.
Die radiale Erweiterung am Fußende das Schafts kann aufgrund
ihres größeren Durchmessers jedoch eng anliegend
in die Befestigungsöffnung des Bauteils eingreifen und
dadurch eine genaue Ausrichtung des Bauteils in Bezug auf die Achse
des Befestigungselements bewirken. Der größere
Durchmesser der radialen Erweiterung verbessert außerdem
die radiale Abstützung des Bauteils und reduziert die Biegebeanspruchung
des Schafts.
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Die
Befestigungsfläche des Befestigungselements kann nach einem
weiteren Vorschlag der Erfindung ringförmig sein. Dies
ermöglicht eine höhere Belastbarkeit der Schweißverbindung,
insbesondere beim Anschweißen des Befestigungselements
an dünnen Blechen. Für das Anschweißen
hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Befestigungsfläche
derart kegelförmig ist, dass der Abstand der Befestigungsfläche
von der Auflagefläche von innen nach außen zunimmt.
Vorzugsweise beträgt der eingeschlossene Kegelwinkel hierbei
160° bis 170°.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
der zweite Abschnitt innerhalb der ringförmigen Befestigungsfläche
eine zentrale Ausnehmung aufweist, die einen Innendurchmesser hat,
der größer ist als der Außendurchmesser
des Flansches am Kopfende des Schafts. Hierdurch kann der Flansch
am Kopfende des Schafts eines Befestigungselements in die Ausnehmung
eines folgenden Befestigungselements eintauchen und eine koaxiale
Ausrichtung beider Befestigungselemente zueinander bewirken. Auf
diese Weise kann eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Befestigungselementen
zu einem Paket zusammengesteckt werden, welches als in sich relativ
stabile Einheit störungsfrei durch einen Zuführschlauch
zu einer Schweißvorrichtung transportiert werden kann. An
der Übergabestelle der Schweißvorrichtung kann dann
jeweils das vorderste Befestigungselement an die Schweißvorrichtung übergeben
und durch diese angeschweißt werden.
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Die
Auflagefläche des Befestigungselements kann erfindungsgemäß größer
sein als seine Befestigungsfläche. Dies ist vorteilhaft,
um eine stabile Auflage für Bauteile aus weichem Material
zu gewährleisten. Das Befestigungselement kann weiterhin
einstückig ausgebildet und durch ein urformendes oder umformendes
Fertigungsverfahren hergestellt sein. Hierdurch wird eine besonders
kostengünstige Herstellung des Befestigungselements ermöglicht.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Befestigungselements nach der
Erfindung,
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2 eine
radiale Ansicht des Befestigungselements gemäß 1 teilweise
geschnitten,
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3 eine
erste Befestigungsanordnung nach der Erfindung,
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4 eine
zweite Befestigungsanordnung nach der Erfindung.
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Das
in den 1 und 2 dargestellt Befestigungselement 1 ist
durch Kaltumformung in einem Stück aus einem schweißgeeigneten
Stahl hergestellt und hat eine rotationssymmetrische Form. Das Befestigungselement 1 weist
ein Basisteil 2 mit einem scheibenförmigen Abschnitt 3 und
einem ringförmigen zweiten Abschnitt 4 auf. An
dem Basisteil 2 ist ein Schaft 5 angeordnet. Der
Schaft 5 ist mit einem Fußende 6 an dem
ersten Abschnitt 3 befestigt und weist ein Kopfende 7 auf,
das mit einem radial nach außen überstehenden
Flansch 8 versehen ist. Der erste Abschnitt 3 hat
eine den Schaft 5 umgebende, ebene Auflagefläche 9,
die für die Auflage eines Bauteils bestimmt ist. Der Flansch 8 bildet
mit seiner der Auflagefläche 9 zugekehrten Seite
eine Raststufe 10 zur Abstützung von Haltemitteln,
mit denen ein Bauteil an dem Befestigungselement 1 festhaltbar
ist. Das Fußende 6 des Schafts 5 ist
durch eine radiale Erweiterung 11 verdickt und weist eine
zylindrische Mantelfläche auf, deren Durchmesser im wesentlichen
gleich dem Durchmesser des Flansches 8 ist, aber auch größer
sein kann.
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Der
zweite Abschnitt 4 ist auf der dem Schaft 5 entgegengesetzten
Seite des ersten Abschnitts 3 angeordnet und hat die Form
eines Ringes, der eine Ausnehmung 12 umgibt. Der Innendurchmesser
der Ausnehmung 12 ist größer als der
Außendurchmesser des Flansches 8. Mit seiner Stirnfläche
bildet der Abschnitt 4 eine Befestigungsfläche 13,
die zum Anschweißen des Abschnitts 4 an ein Trägerteil
bestimmt ist. Die Befestigungsfläche 13 ist derart
kegelförmig, dass ihr Abstand von der Auflagefläche 9 mit wachsendem
Durchmesser zunimmt. Der eingeschlossene Kegelwinkel der Befestigungsfläche 13 liegt
in einem Bereich von 160° bis 170°. Die Kegelform
der Befestigungsfläche 13 begünstigt
das Zünden eines Lichtbogens und den Verlauf des Schweißprozesses
beim Anschweißen des Befestigungselements 1 nach
dem Hubzündungsverfahren. Der Außendurchmesser
des zweiten Abschnitts 4 ist kleiner als der Außendurchmesser
des ersten Abschnitts 3. Hierdurch bildet der erste Abschnitt 3 eine
radial über den zweiten Abschnitt 4 hinausragenden
Ringflansch 14. Der Ringflansch 14 hat einen durch
die Höhe des Abschnitts 4 bestimmten Abstand von
der Befestigungsfläche 13. Er ermöglicht
das Positionieren eines Bauteils, welches den Ringflansch 14 umgreifende
Positioniermittel hat. Außerdem eignet sich der Ringflansch 14 zur
Abstützung von Haltemitteln in der Art von federnden Klammern
oder Rasten, mit denen ein Bauteil an dem Befestigungselement 1 festhaltbar
ist.
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3 zeigt
eine Befestigungsanordnung 20, bei welcher ein Bauteil 21 mit
Hilfe eines Befestigungselements 1 an einem Trägerteil 22 befestigt
ist. Das Befestigungselement 1 ist hierbei mit seinem ringförmigen
Abschnitt 4 an das aus Blech bestehende Trägerteil 22 angeschweißt.
Das Bauteil 21 hat eine Befestigungsöffnung 23,
durch die der Schaft 5 des Befestigungselements 1 hindurch
gesteckt ist. Die Befestigungsöffnung 23 hat einen
Innendurchmesser, der wesentlich größer ist als
der größte Außendurchmesser des Schafts 5.
An dem aus der Befestigungsöffnung 23 herausragenden
Kopfende 7 des Schafts 5 ist ein Halteelement 24 angeordnet, durch
das das Bauteil 21 an die Auflagefläche 9 des Befestigungselements 1 angedrückt
wird. Das Halteelement 24 liegt auf dem Bauteil 21 auf
und stützt sich an der Raststufe 10 des Flanschs 8 ab.
Das Halteelement 24 umgreift den Schaft 5 mit
einer als Schlitz oder Langloch ausgebildeten Öffnung 25 und wird
in bekannter Weise durch Verschieben quer zum Schaft 5 in
seine Befestigungsstellung gebracht.
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Um
das Bauteil 21 an der dargestellten Befestigungsstelle
genau zu positionieren weist es konzentrisch zur Befestigungsöffnung 23 eine
zylindrische Vertiefung 26 auf, deren Innendurchmesser
an den Außendurchmesser des Ringflanschs 14 angepasst
ist. Bei der Montage greift der Ringflansch 14 in die Vertiefung 26 ein
und bewirkt auf diese Weise eine zentrische Lage der Befestigungsstelle
des Bauteils 21 zum Befestigungselement 1. Die
Befestigungsöffnung 23 wird zur Ausrichtung nicht
benötigt und kann daher zur Erleichterung der Montage einen größeren
Innendurchmesser haben. An Befestigungsstellen eines Bauteils, an
denen zum Ausgleich von fertigungsbedingten Maßabweichungen
keine genaue Ausrichtung gewünscht ist, kann die Vertiefung 26 entfallen
oder einen entsprechend größeren Durchmesser haben.
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4 zeigt
eine Befestigungsanordnung 30, bei der ein Bauteil 31 mit
Hilfe seiner Befestigungsöffnung 32 an der Erweiterung 11 des
Schafts 5 zentriert ist. Ein den Schaft umgreifendes Halteelement 33 hält
das auf der Auflagefläche 9 aufliegende Bauteil 31 an
dem Befestigungselement 1 fest. Eine Montageerleichterung
kann bei dieser Ausführungsvariante durch die Wahl eines
gegenüber dem Flansch 8 größeren
Durchmessers der Erweiterung 11 und entsprechend größeren
Innendurchmessers der Befestigungsöffnung 32 ermöglicht
werden.
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4 zeigt
weiterhin eine mögliche Ausführung von Rastvorsprüngen 34,
die an der dem Trägerteil 35 zugekehrten Seite
des Bauteils 31 angeordnet sein können und bei
der Montage des Bauteils 31 den Ringflansch 14 überrasten.
Mit Hilfe mehrerer solcher Rastvorsprünge 34 kann
das Bauteil 31 an dem Befestigungselement 1 gehalten
werden, bis die endgültige Fixierung durch Montage des
Halteelements 33 erfolgt.
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Das
beschriebene Befestigungselement ermöglicht eine Montage
eines Bauteils in einem Abstand von dem Trägerteil, so
dass ein gut zu belüftender Zwischenraum zwischen dem Bauteil
und dem Trägerteil gebildet werden kann. Da das Bauteil
nicht unmittelbar auf dem Trägerteil aufliegt, können
Relativbewegungen zwischen dem Bauteil und dem Trägerteil
zugelassen werden, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung
des Oberflächenschutzes besteht. Für die Montage
ist weiterhin von Vorteil, dass der Abstand zwischen der Anlagefläche 9 und
der Raststufe 10 durch das Befestigungselement fest vorgegeben
ist und nicht von der Ausbildung der Schweißverbindung
und eventuell auftretenden Verformungen eines dünnwandigen
Trägerteils abhängig ist. Die Klemmung des Bauteils
an der Befestigungsstelle und die Kräfte zur Montage des
Halteelements sind daher weniger von Fertigungstoleranzen abhängig und
können genauer abgestimmt und eingegrenzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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