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Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement zur lösbaren, formschlüssigen Verbindung zweier Bauteile miteinander gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Bauteilanordnung mit einem ersten und zweiten Bauteil sowie mit einem Befestigungselement gemäß Anspruch 15.
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Gattungsgemäße Befestigungselemente sowie Bauteilanordnungen mit derartigen Befestigungselementen werden vielfältig eingesetzt, beispielsweise auch im Automobilbereich, unter anderem um ein Rahmenbauteil oder eine Luftklappensteuerung an einem Haltebereich des Fahrzeuges festzulegen. Gattungsgemä-ße Befestigungselemente sind hierbei oftmals bolzenartig ausgebildet. Beispielsweise weisen die Formschlussmittel des Bolzens zur Festlegung desselben in der Aufnahme eines Bauteils zumindest eine mehrere in Bolzenlängsrichtung abragende Federzungen mit Rastnasen auf, welche zur Festlegung einen Hinterschnitt des ersten Bauteils hintergreifen. Zur Lösung der Verbindung der beiden Bauteile müssen jedoch die Enden der Federzungen von der dem zweiten Bauteil abgewandten Oberfläche des ersten Bauteils her beispielsweise mittels eines Werkzeuges betätigt werden, um die Rastverbindung wieder aufzuheben. Bei vielen Anwendungen ist jedoch die dem zweiten Bauteil abgewandte Rückseite des ersten Bauteils nur schwer oder nicht zugänglich, sodass die Verbindung der beiden Bauteile nicht oder nur umständlich wieder gelöst werden kann. Ferner sind Befestigungselemente bekannt, welche an einem freien Ende eine kugelkopfförmige Verbreiterung aufweisen, welche in einer kugelpfannenartigen Ausnehmung an dem ersten Bauteil einzurasten ist, wobei die Kugelpfanne die kopfförmige Verbreitung über- und hintergreift. Diese Verbindung hat jedoch den Nachteil, dass die kugelkopfförmige Verbreiterung mit derselben Kraft aus der Pfannenaufnahme gelöst werden kann, mit welcher diese auch in die Pfannenaufnahme eingebracht wird, was auch für andere ähnliche Formschlussverbindungen gilt. Ist somit eine Verbindung erwünscht, bei welcher das Befestigungselement einer hohen Zugkraft wiederstehen kann, so ist die Formschlussverbindung auch nur mit hohem Kraftaufwand ausbildbar. Ferner muss dann das Bauteil, an welchem das Befestigungselement lösbar befestigt wird, eine ausreichende mechanische Stabilität bzw. Steifigkeit aufweisen, was den konstruktiven Aufwand bzw. Materialaufwand erhöht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement sowie eine Bauteilanordnung mit zwei durch das Befestigungselement verbindbaren oder verbundenen Bauteilen bereitzustellen, wobei die Befestigung der beiden Bauteile mittels des Befestigungselementes aneinander auf einfache Weise und vorzugsweise ohne Werkzeug ausbildbar und wieder lösbar ist und wobei die Befestigungsverbindung sehr hohe Kräfte in Längsrichtung des Befestigungselementes aufnehmen kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Befestigungselement nach Anspruch 1 und durch eine Bauteilanordnung mit einem ersten und einem zweiten Bauteil sowie mit einem Befestigungselement nach Anspruch 15 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist der erste Befestigungsbereich des Befestigungselementes zur Festlegung an dem ersten Bauteil einen ersten und einen zweiten Befestigungsabschnitt auf, wobei der zweite Befestigungsabschnitt eine bogenförmig gekrümmte Außenfläche aufweist, welche geeignet ist, bei Anlage an einer korrespondierenden Anlagefläche der Aufnahme des ersten Bauteils eine Schwenkverbindung auszubilden, welche ein Verschwenken des Befestigungselementes relativ zu dem ersten Bauteil aus einer ersten Verschwenkstellung in eine zweite Verschwenkstellung ermöglicht. Die erste Verschwenkstellung kann insbesondere der Stellung des bis zu einem Anschlag in die Aufnahme eingeführten Befestigungselementes, also dessen Einführstellung, entsprechen. Dieser Bereich des zweiten Befestigungsabschnittes mit radial außenliegender, bogenförmig gekrümmter Außenfläche stellt vorzugsweise den am weitesten radial außenliegenden Bereich dieses Befestigungsabschnittes, dieses Befestigungsbereichs oder des Befestigungselementes insgesamt dar, wodurch dieser Bereich besonders zweckmäßig angeordnet ist, um eine Verschwenkverbindung auszubilden, wobei dieser Bereich an eine Ausnehmung oder Durchbrechung als Teil der Aufnahme, in welche das Befestigungselement zur Festlegung der Bauteile einzuführen ist, angrenzen. Die bogenförmig gekrümmte Außenfläche des zweiten Befestigungsabschnittes kann in Art eines Gleitlagers bei der Verschwenkbewegung gleitend an dem Anlagebereich des ersten Bauteils geführt sein, vorzugsweise unter gleitender Anlage aneinander während der gesamten Verschwenkbewegung aus der Einführstellung des Befestigungselementes in seine Befefestigungsstellung. Ferner kann der zweite Befestigungsabschnitt, insbesondere auch die bogenförmig gekrümmte Außenfläche desselben, einen Anschlag ausbilden, welcher die Einführung des Befestigungselementes in die Aufnahme hinein begrenzt. Der erste und der zweite Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs des Befestigungselementes werden jeweils auch verkürzt als „Befestigungsabschnitt“ bezeichnet.
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Der erste Befestigungsbereich des Befestigungselementes weist ferner einen ersten Befestigungsabschnitt mit Befestigungsmitteln auf, welche angepasst oder geeignet sind, mit korrespondieren Befestigungsmitteln an der Befestigungselementaufnahme des ersten Bauteils unter Festlegung des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil zusammenzuwirken, wobei die Befestigungsstellung eine zweite Verschwenkstellung des Befestigungselementes darstellt. Diese Befestigungsmittel an dem ersten Bauteil können insbesondere auch Teil der Bauteiloberfläche sein, welche dem zweiten Bauteil abgewandt ist, gegebenenfalls in einer Einbuchtung der Bauteiloberfläche angeordnet sein. Die Bauteiloberfläche kann vom ersten Befestigungsabschnitt übergriffen werden bzw. das Bauteil von dem ersten Befestigungsabschnitt hintergriffen werden, wenn das Befestigungselement in seiner Befestigungstellung an dem Bauteil festgelegt ist, was konstruktiv besonders einfach und vielfältig anwendbar ist. Gegebenenfalls kann der Befestigungsbereich des Bauteils zur Festlegung des Befestigungselementes in seiner Verschwenkstellung, welche dessen Befestigungsstellung entspricht, auch innerhalb der Aufnahme angeordnet sein. Die „Festlegung“ des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil durch die korrespondieren Befestigungsmittel an der Befestigungselementaufnahme sichert das Befestigungselement an dem ersten Bauteil gegen eine Lageveränderung des Befestigungselementes in dessen Längsrichtung gegen Beabstandung von dem ersten Bauteil. Hierdurch kann die Bauteilverbindung mittels des Befestigungselementes sehr hohe Zugkräfte aufnehmen. Alternativ oder zusätzlich sichert die genannte „Festlegung“ des Befestigungselementes dieses in seiner Befestigungsstellung gegen eine Verschwenkung zurück in Richtung auf dessen Einführstellung in der Aufnahme.
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Die zusammengefügte Bauteilverbindung kann hierdurch sehr hohe Zugkräfte in Befestigungselementlängsrichtung aufnehmen und ist einfach betätigbar.
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Das Befestigungselement ist somit auf sehr einfache Weise an dem ersten Bauteil festlegbar, nämlich durch Verschwenkung des Befestigungselementes, was somit ohne zusätzliche Werkzeuge erfolgen kann. Ferner ist hierdurch eine Blindmontage der beiden Bauteile durch Ankoppelung des Befestigungselementes an dem ersten Bauteil möglich, da das Befestigungselement lediglich in die Aufnahme des ersten Bauteils einzuführen ist, beispielsweise bis der zweite Befestigungsabschnitt des Befestigungselementes mit der Anlagefläche des ersten Bauteils zum Anschlag kommt, und wobei die Verschwenkung des Befestigungselementes ohne weiteren Sichtkontakt des Benutzers mit dem Befestigungselement erfolgen kann. Ferner kann die Verbindung des Befestigungselementes mit dem ersten Bauteil erfolgen, ohne dass Druckkräfte auf das Befestigungselement in Schaftlängsrichtung auf dieses ausgeübt werden müssen. Das Befestigungselement ist zudem einfach von dem ersten Bauteil lösbar, nämlich durch Verschwenkung des Befestigungselementes in der Gegenrichtung, mit welcher der erste Befestigungsabschnitt von dem ersten Bauteil gelöst wird. Die Lösung des Befestigungselementes und damit die Demontage der beiden Bauteile voneinander ist somit möglich, ohne das Befestigungselement von der dem zweiten Bauteil abgewandten Oberfläche des ersten Bauteils her anzugreifen.
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Die Aufnahme des ersten Bauteils für das Befestigungselement kann als Vertiefung oder Sackbohrung ausgebildet sein, vorzugsweise als Durchbrechung des ersten Bauteils, was konstruktiv besonders einfach ist.
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Im einfachsten Fall kann die bogenförmig gekrümmte Außenfläche der zweiten Verbreiterung als Abschnitt einer Zylinderfläche bzw. Teilumfangsfläche eines Zylinders ausgebildet sein.
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Die radial außenliegende, bogenförmig gekrümmte Außenfläche des zweiten Befestigungsabschnittes kann zumindest linienförmig an der korrespondierenden Anlagefläche des ersten Bauteils anliegen, auch mit mehreren linienförmigen Anlagebereichen. Vorzugsweise liegt die bogenförmig gekrümmte Außenfläche des zweiten Befestigungsabschnittes flächig an der korrespondierenden Anlagefläche der Befestigungselementaufnahme, welche auch eine Anschlagfläche in Bezug auf die Einführung des Befestigungselementes in die Aufnahme ausbilden kann, an. Hierdurch ist eine exaktere Führung des Befestigungselementes bei dessen Verschwenkung aus dessen Einführposition in der Aufnahme des ersten Bauteils (Einführstellung) in Richtung auf dessen Befestigungsstellung bzw. bis in diese gegeben. Ferner liegt durch die flächige Anlage bei gegebener Druckkraft in Längsrichtung des Befestigungselementes auf das erste Bauteil eine geringere Flächenpressung vor, was die Handhabung des Befestigungselementes erleichtert und bei mehrmaliger Betätigung unter Lösung und Festlegung des Befestigungselementes von dem ersten Bauteil das Befestigungselement langlebiger ausbildet.
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Vorzugsweise ist eine radial außenliegende, bogenförmig gekrümmte Außenfläche der zweiten Verbreiterung beidseitig des Schaftes des Befestigungselementes vorgesehen. Hierdurch ist eine exakte Führung des Befestigungselementes aus einer ersten Verschwenkstellung in ein zweite Verschwenkstellung ermöglicht, mit Anlage an der korrespondierenden Anlagefläche des ersten Bauteils, beispielsweise von der Einführstellung des Befestigungselementes in der Aufnahme in seine Befestigungsstellung. Allgemein im Rahmen der Erfindung kann die Verschwenkung des Befestigungselementes aus seiner Einführstellung in seine Befestigungsstellung um den Krümmungsmittelpunkt der bogenförmig gekrümmten Außenfläche des zweiten Befestigungsabschnittes erfolgen. Der die Krümmung der Außenfläche bestimmende Bogen ist jeweils bevorzugt in einer die Schaftlängsachse beinhaltenden Ebene angeordnet ist. Der Bogen ist allgemein bevorzugt als Kreisbogenabschnitt ausgebildet.
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Vorzugsweise sind der erste und der zweite Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs in Korpuslängsrichtung voneinander beabstandet. Hierdurch sind beide Befestigungsabschnitte im Bereich oder an der ersten und zweiten Oberfläche des ersten Bauteils festlegbar oder festgelegt, vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander auf der Oberseite der jeweiligen Oberfläche, was konstruktiv besonders einfach ist. Hierdurch ist ferner eine sichere Festlegung des Befestigungselementes an dem ersten Bauteil möglich, auch bei größerer Wandstärke desselben. Zudem wird hierdurch ein Abstand geschaffen, in welchen ein Haltebereich des ersten Bauteils eingreifen kann, um eine sichere Festlegung des Befestigunselementes zu ermöglichen.
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Vorzugsweise ist die kopfförmige Verbreiterung des Befestigungselementes als erster Befestigungsabschnitt ausbildet. Der erste Befestigungsabschnitt ist somit am Endbereich oder vorzugsweise am freien ersten Ende des Befestigungselementes angeordnet. Hierdurch kann der erste Befestigungsabschnitt als erster Abschnitt des Befestigunselementes in die Aufnahme eingeführt werden, was die Handhabung des Befestigungselementes bei dessen Festlegung erleichtert. Der erste Befestigungsabschnitt kann bei Festlegung des Befestigungselementes die erste Oberfläche des ersten Bauteils hintergreifen, gegebenenfalls in einer Mulde oder Einbuchtung derselben, was konstruktiv besonders einfach eine sichere Festlegung ermöglicht. Hierdurch ist die Bauteilanordnung mit festgelegtem Befestigungselement zudem kompakt ausgeführt.
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Vorzugsweise weist der erste Befestigungsabschnitt bzw. die kopfförmige Verbreiterung am ersten Endbereich des Befestigungselementes einen in Bezug auf die Korpuslängsrichtung von dem ersten Ende des Befestigungselementes beabstandeten Hinterschnitt auf. In diesen Hinterschnitt kann ein Haltebereich des ersten Bauteils eingreifen, um das Befestigungselement in seiner Befestigungsstellung festzulegen, vorzugsweise gegenüber einer Lageveränderung des Befestigungselementes in dessen Längsrichtung aus der Aufnahme heraus und/oder gegen eine Verschwenkung aus der Befestigungsstellung hinaus in Richtung auf dessen Einführstellung in die Aufnahme. Die Festlegung ist hierdurch zum einen effektiv und kann sehr hohe Zugkräfte in Längsrichtung des Befestigungselementes aufnehmen, zum anderen ist sie konstruktiv einfach.
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Vorzugsweise weist der zweite Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs eine Verbreiterung auf (in Bezug auf die kopfförmige „erste Verbreitung“ gegebenenfalls als zweite Verbreiterung) welche in Bezug auf den ersten Befestigunsabschnitt in Richtung zum gegenüberliegenden Endbereich des Befestigungselementes hin gewandt angeordnet ist, wobei die (gegebenenfalls zweite) Verbreiterung eine radial außenliegende, bogenförmig gekrümmte Außenfläche aufweist, deren Krümmung in einer die Korpuslängsachse enthaltenden Ebene angeordnet ist, wobei aufgrund der Krümmung sich der zweite Befestigungsabschnitt vorzugsweise in Richtung auf den ersten Endbereich des Befestigungselementes hin verjüngt, und wobei vorzugsweise die zweite Verbreiterung eine größere radiale Erstreckung von der Korpuslängsachse aufweist als der erste Befestigungsabschnitt. Hierdurch ist eine konstruktiv einfache und einfach handhabbare Ausführungsform des Befestigungselementes gegeben, um zum einen die Verschwenkbewegung durchführen zu können, zum anderen um das erste Bauteil bzw. einen Haltebereich desselben zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsabschnitt festlegen zu können. Die bogenförmig gekrümmte Außenfläche kann hierbei bei der Verschwenkbewegung als Gleitlager wirken und aufgrund der Anlage an dem Bauteil das Befestigungselement bei dessen Verschwenkung führen. Die bogenförmig gekrümmte Außenfläche kann zudem einen Anschlag bei der Einführung des Befestigungselementes in die Bauteilaufnahme ausbilden.
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Der zweite Befestigunsabschnitt erstreckt sich vorzugsweise beidseitig des Korpus des Befestigungselementes.
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Vorzugsweise ist die bogenförmig gekrümmte Außenfläche (verkürzt: Bogenfläche) des zweiten Befestigungsabschnittes bzw. der Verbreiterung desselben als Kugelteilfläche, also als flächiger Ausschnitt einer Kugeloberfläche, ausgebildet. Hierdurch ist zum einen auf konstruktiv einfache Weise eine flächige Anlage der Bogenfläche des zweiten Befestigungsabschnittes mit der Anlagefläche der Befestigungselementaufnahme gegeben und eine exakte Führung des Befestigungselementes bei dessen Verschwenkung aus seiner Einführstellung in seine Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil ermöglicht. Die besagte flächige Anlage ist durch die Kugelteilfläche sowohl bei einer Verschwenkbewegung des Befestigungselementes um den Mittelpunkt der der Kugelteilfläche entsprechenden Kugel gegeben, als auch bei einer Verdrehung des Befestigungselementes um dessen Korpuslängsachse. Durch eine Verdrehung des Befestigungselementes um dessen Korpus- oder Schaftlängsachse kann das Befestigungselement rotatorisch gegenüber dem ersten und/oder zweiten Bauteil ausgerichtet werden, beispielsweise um ein etwaig gegebenen Werkzeugangriffsbereich an dem Befestigungselement rotatorisch auszurichten und/oder in Bezug auf eine etwaige Höhenverstellung der beiden Bauteile zueinander, wenn diese durch das Befestigungselement miteinander verbunden sind und das Befestigungselement einen rotatorisch antreibbaren Höhenverstellmechanismus, bspw. ein mit dem zweiten Bauteil zusammenwirkendes Schraubgewinde aufweist.
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Allgemein ist das Befestigungselement bevorzugt verdrehbar, besonders bevorzugt frei verdrehbar an dem Befestigungsbereich bzw. Befestigungselementaufnahme des ersten Bauteils anordenbar oder angeordnet, wozu der Befestigungsbereich des Befestigungselementes zu dessen Festlegung an dem ersten Bauteil vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Befestigungselement zumindest um einen Umfang desselben, beispielsweise um ≥ 90° oder ≥ 180° oder ≥ 360° bei dessen Anordnung in der Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil gegenüber dem ersten Bauteil verdrehbar, vorzugsweise frei drehbar, d.h. um beliebige Winkel verdrehbar.
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Besonders bevorzugt ist die Kugelteilfläche der kugelteilflächigen Verbreiterung des zweiten Befestigungsabschnittes des Befestigungselementes als vollumfänglicher Abschnitt einer Kugeloberfläche ausgebildet, besonders bevorzugt als Kugelabschnitt- bzw. Kugelsegmentfläche oder als Oberfläche einer Kugelzone. Durch die vollumfängliche Ausbildung der Kugelteilfläche kann die bogenförmige Außenfläche der zweiten Verbreiterung vollumfänglich an der Anlagefläche der Befestigungselementaufnahme anliegen. Hierdurch ist sowohl bei einer Verschwenkung des Befestigungselementes eine möglichst großflächige Anlage der Bogenfläche der Verbreiterung an der Anlagefläche der Aufnahme und damit ein exakter Sitz desselben an der Aufnahme ermöglicht, und damit auch eine exakte Führung des Befestigungselementes bei dessen Verschwenkung und/oder Verdrehung um dessen Korpuslängsachse. Ferner liegt hierdurch bei Druckbeaufschlagung des Befestigungselementes in Schaftlängsrichtung gegenüber dem ersten Bauteil eine vergleichsweise geringe Flächenpressung vor, wodurch eine vergleichsweise geringe mechanische Beanspruchung der Anlagebereiche des Befestigungselementes an der Aufnahme und/oder des ersten Bauteils im Bereich der Aufnahme gegeben ist.
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Besonders bevorzugt verjüngt sich die kugelteilflächige Verbreiterung des zweiten Befestigungsabschnittes in einer Richtung vom zweiten Ende des Befestigungselementes in Richtung auf das erste Ende desselben. Der Sitz des Befestigungselementes an der Aufnahme des ersten Bauteils ist somit in Art eines Kugelgelenkes ausgebildet, wobei das Befestigungselement um den Kugelmittelpunkt verschwenkbar ist. Die Aufnahme an dem ersten Bauteil stellt eine pfannenförmige Vertiefung zur Anlage des zweiten Befestigungsabschnittes dar. Der Verschwenkpunkt bzw. Kugelmittelpunkt der Kugelteilfäche kann hierbei außerhalb des Querschnittsbereichs des ersten Bauteils liegen, womit eine günstige Geometrie zur Handhabung und Festlegung des Befestigungselementes und eine konstruktiv einfache Bauform gegeben ist.
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Vorzugsweise ist die Verbreiterung des Befestigungselementes mit bogenförmig gekrümmter Außenfläche von dem ersten Befestigungsabschnitt bzw. der kopfförmigen Verbreiterung desselben am ersten Endbereich des Befestigungselementes durch eine Einschnürung getrennt. Hierdurch kann ein Haltebereich der Aufnahme des ersten Bauteils in die Einschnürung zwischen bogenförmiger Außenfläche und dem ersten Befestigungsabschnitt bzw. dessen kopfförmiger Verbreiterung eingreifen und das Befestigungselement gegenüber Verschiebungen in Schaftlängsrichtung, in beiden Richtungen derselben, sichern. Ferner ist hierdurch eine Verdrehbarkeit des Befestigungselementes um dessen Korpuslängsachse auf einfache Weise ermöglicht. Die Einschnürung erstreckt sich vorzugsweise vollumfänglich um die Korpuslängsachse.
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Vorzugsweise ist/sind der erste und/oder der zweite Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs des Befestigungselementes rotationssysmmetrich ausgebildet. Hierduch kann eine Verdrehbarkeit, insbesondere freie des Befestigungselements in seiner Befestigungsstellung an dem ersten und/oder zweiten Bauteil um seine Korpuslängsachse auf einfache Weise realisiert werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungselement mit seinem zweiten Befestigungsbereich einstückig an dem zweiten Bauteil angeformt. Hierdurch ist eine besonders einfache Handhabung des zweiten Bauteils bei dessen Festlegung an dem ersten Bauteil gegeben. Ferner ist hierdurch eine besonders einfache Handhabung des Befestigungselementes gegeben, da zur Einführung des Befestigungselementes in die Aufnahme des ersten Bauteils und Überführung des Befestigungselementes in seine Befestigungsstellung an dem zweiten Bauteil angegriffen werden kann, um das Befestigungselement an dem ersten Bauteil festzulegen.
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Nach einer besonders bevorzugten Alternative weist das zweite Befestigungselement Befestigungsmittel zur lösbaren Befestigung an dem zweiten Bauteil auf. Die Befestigungsmittel können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass das Befestigungselement in dessen Schaftlängsrichtung gegenüber dem zweiten Bauteil lageveränderlich, vorzugsweise das zweite Bauteil in frei vorausgewählten Lagen in Schaftlängsrichtung am Korpus des Befestigungselementes festlegbar ist. Dies kann jeweils insbesondere auch bei an dem ersten Bauteil in seiner Befestigungsstellung festgelegtem Befestigungselement gelten. Durch diese Höhenverstellung des zweiten Bauteils an dem Befestigungselement kann beispielsweise der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil einstellbar sein, insbesondere auch, wenn erstes und zweites Bauteil durch das Befestigungselement bereits aneinander festgelegt sind.
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Vorzugsweise ist das zweite Befestigungsmittel zur Festlegung des Befestigungselementes an dem zweiten Bauteil als Schraubgewinde ausgebildet. Der Endbereich des Schaftes des Befestigungselementes kann hierzu beispielsweise als Schraubgewinde ausgeführt und somit unter Ausbildung einer Schraubverbindung an dem zweiten Bauteil festlegbar, was eine einfache Handhabung ermöglicht. Insbesondere ist hierdurch unter Verdrehung des Befestigungselementes um seine Schaftlängsachse bei an beiden Bauteilen festgelegtem Befestigungselement der Abstand zwischen erstem und zweitem Bauteil einstellbar, was für viele Anwendungsfälle von besonderem Vorteil ist.
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Vorzugsweise ist am zweiten Ende des Befestigungselementes ein Werkzeugangriff vorgesehen, beispielsweise in Form einer Ausnehmung am freien Ende des Befestigunselementes zum Werkzeugeingriff. Die Ausnehmung des Befestigungselementes kann zur drehfesten Ankoppelung des Werkzeuges ausgebildet sein, beispielsweise als Innensechskant oder dergleichen. Hierdurch ist eine einfache Verdrehung des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung an beiden Bauteilen ermöglicht.
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Vorzugsweise weist das Befestigungselement an seinem ersten Befestigungsbereich zur Festlegung an dem ersten Bauteil ein Rastmittel auf, welches in der Befestigungsstellung des Befestigungselementes mit einem korrespondierenden Rastmittel des ersten Bauteils zusammenwirkt. Hierdurch ist das Befestigungselement gegenüber einem Lösen aus der Befestigungsstellung unter Verschwenkung in Richtung auf seine Einführposition in der Aufnahme zusätzlich gesichert. Die Rastverbindung kann auch als Schnappverbindung ausgebildet sein. Alternativ, weniger bevorzugt, kann die Festlegung des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung auch kraftschlüssig an dem ersten Bauteil erfolgen, bspw. durch einen Klemmsitz. Zur Ausbildung der Rast- oder Schnapp- oder Klemmverbindung kann der Haltebereich des ersten Bauteils, bspw. auch eine Begrenzungskante am Ende der Aufnahme, einen Hinterschnitt am ersten Befestigungsbereich des Befestigungselementes hintergreifen, was konstruktiv besonders einfach ist.
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Ist die Aufnahme als Durchbrechung des ersten Bauteils ausgeführt, so kann die Begrenzungskante insbesondere die Durchbrechung am Ende derselben begrenzen. Gegebenenfalls die Rast-, Schnapp- oder Klemmmittel zur Festlegung des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung auch am zweiten Befestigungsbereich und dem diesem benachbarten Bereich des ersten Bauteils, bspw. im Bereich der Aufnahme, vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann hierzu alternativ oder zusätzlich am ersten und/oder zweiten Befestigungsabschnitt zumindest ein Vorsprung oder eine Vertiefung angeordnet sein, um mit korrespondierenden Mitteln des ersten Bauteils zusammenwirkend das Befestigungsmittel verschwenksicher festzulegen.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Bauteilanordnung nach Anspruch 14 mit einem ersten und zweiten Bauteil und mit einem Befestigungselement nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, vorzugsweise mit einem erfindungsgemäßen Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13. In der Bauteilanordnung sind die beiden Bauteile mittels des Befestigungselementes aneinander lösbar und formschlüssig festgelegt oder mittels des Befestigungselementes festlegbar. In der Befestigungslage des Befestigungselementes weist das erste Bauteil eine erste, dem zweiten Bauteil abgewandte Oberfläche und eine zweite, dem zweiten Bauteil zugewandte Oberfläche aufweist. An der zweiten Oberfläche des ersten Bauteils ist eine Aufnahme für das Befestigungselement vorgesehen und das in die Aufnahme eingreifende Befestigungselement mit seinem ersten Befestigungsbereich in der Aufnahme festlegbar oder festgelegt ist. Vorzugsweise ist die Aufnahme als Durchbrechung durchgehend von der ersten zur zweiten Oberfläche des Bauteils ausgebildet. Das erste Bauteil weist eine Anlagefläche für den zweiten Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereich des Befestigungselementes zur Ausbildung einer Schwenkverbindung mit diesem auf, wobei die Schwenkverbindung ein Verschwenken des in der Aufnahme angeordneten Befestigungselementes relativ zu dem ersten Bauteil aus einer ersten Verschwenkstellung (insbesondere dessen Einführstellung in die Aufnahme) in eine zweite Verschwenkstellung, in welcher das Befestigungselement in seiner Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil angeordnet ist, ermöglicht. Das erste Bauteil weist Befestigungsmittel auf, welche mit den Befestigungsmitteln des Befestigungselementes, vorzugsweise solchen des ersten Befestigungsabschnittes, unter Festlegung des Befestigungselementes in der Aufnahme zusammenwirken. Die zusammenwirkenden Befestigungsmittel sind ausgebildet, um das Befestigungselement gegen Verschiebung in dessen Längsrichtung aus der Aufnahme heraus zu sichern und/oder gegen ein Verschwenkung aus der Befestigungsstellung in Richtung auf die Einführstellung zu sichern.
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Hierdurch kann das Befestigungselement in einer Winkelstellung der Schaftlängsachse desselben zu der Längsachse der Aufnahme des ersten Bauteils in die Aufnahme eingeführt (Einführstellung) und dann anschließend unter Verschwenkung der Schaftlängsachse in Richtung auf die Aufnahmeachse hin in seine Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil überführt werden. In dieser Befestigungsstellung kann ein Haltebereich des ersten Bauteils an bzw. in der Aufnahme desselben angeordnet sein und vorzugsweise eine Hinterschneidung des ersten Befestigungsabschnittes, insbesondere eine Hinterschneidung der kopfförmigen ersten Verbreiterung des Befestigungselementes am ersten Endbereich desselben, hintergreifen, um das Befestigungselement in seiner Befestigungsstellung gegen Beabstandung von dem ersten Bauteil in Schaftlängsrichtung und/oder gegen Verschwenken zu sichern. Hierdurch ist zum einen eine einfache Festlegung des Befestigungselementes an dem ersten Bauteil möglich, zum anderen kann durch das Hintergreifen des Hinterschnittes des Befestigungselementes das Befestigungselement sehr hohe Zugkräfte aufnehmen. Das Befestigungselement ist hierdurch ferner besonders einfach in die Aufnahme des ersten Bauteils einführbar und in seine Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil überführbar, wenn das Befestigungselement bereits an dem zweiten Bauteil festgelegt ist. Hierdurch ist insbesondere eine Blindmontage des zweiten Bauteils an dem ersten Bauteil besonders einfach möglich.
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Sämtliche Ausführungen zu dem Befestigungselement gelten auch für die Bauteilanordnung mit Befestigungselement.
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Das erste Bauteil ist somit vorzugsweise derart an dem Befestigungselement festgelegt, dass der erste Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs im Bereich oder an der ersten Bauteiloberfläche festgelegt ist und dass der zweite Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs im Bereich oder an der zweiten Bauteiloberfläche festgelegt ist.
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Besonders bevorzugt ist das Befestigungselement in seiner Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil derart angeordnet, dass dessen Schaftlängsachse koaxial zu der Längsachse der Befestigungselementaufnahme des ersten Bauteils angeordnet ist. Das Befestigungselement ist dann in der Regel senkrecht zu dem ersten Bauteil bzw. der ersten Oberfläche dieses Bauteils angeordnet, was für viele Anwendungsfälle von Vorteil ist.
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Allgemein bevorzugt weist die Anlagefläche der Befestigungselementaufnahme an dem ersten Bauteil dieselbe Krümmung auf, wie die korrespondierende bogenförmig gekrümmte Außenfläche (Bogenfläche) des zweiten Befestigungsabschnittes des ersten Befestigungsbereichs des Befestigungselementes, mit jeweils unterschiedlicher Krümmungsrichtung, wobei die Bogenfläche des zweiten Befestigungsabschnittes vorzugsweise nach außen gekrümmt, also konkav ist, und die korrespondierende Anlagefläche der Aufnahme allgemein vorzugsweise nach innen gekrümmt, also konvex, ist. Die Anlagefläche und die Bogenfläche sind somit vorzugsweise flächig aneinander anlegbar.
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Der Anlagebereich der Aufnahme des ersten Bauteils für das Befestigungselement, insbesondere den zweiten Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs, ist vorzugsweise als Kugelteiloberfläche ausgebildet. Die Kugelteiloberfläche erstreckt sich vorzugsweise um ≥ 30° oder ≥ 90° oder ≥ 180° um die Längsachse der Aufnahme, welche koaxial mit der Längsachse des in seiner Befestigungsstellung festgelegten Befestigungselementes angeordnet ist, vorzugsweise vollumfänglich um diese. Hierdurch ist eine Verdrehabrkeit oder insbesondere freie Verdrehbarkeit des Befestigungselementes gegeben. Ferner muss das Befestigungselement zur Einführung in die Aufnahme nicht rotatorisch um seine Längsachse ausgerichtet werden, um die Aufnahme eingeführt und anschließend in dieser festgelegt zu werden. Die Krümmung dieser Kugelteiloberfläche der Aufnahme entspricht vorzugsweise der Krümmung der bogenförmig gekrümmten Außenfläche der zweiten Verbreiterung des Befestigungselementes, welche besonders bevorzugt ebenfalls als Kugelteilfläche ausgebildet ist. Hierdurch ist ferner ein besonders guter Sitz des Befestigungselementes an dem ersten Bauteil gegeben, sowohl bei Verschwenkung des Befestigungselementes in seine Befestigungsstellung als auch bei dessen Festlegung in seiner Befestigungsstellung.
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Der Befestigungsabschnitt des Befestigungselementes und die Aufnahme des ersten Bauteils wirken hierbei in Art einer Kugelgelenkverbindung bei der Verschwenkung des Befestigungselementes zusammen.
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Vorzugsweise bildet das Befestigungselement in seiner Befestigungsstellung mit dem ersten Bauteil eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung aus. Eine formschlüssige Verbindung ist bevorzugt, was eine Verdrehbarkeit des festgelegten Befestigungselementes erleichtern kann. Insbesondere kann die Verbindung eine Schnapp- bzw. Rastverbindung sein. Hierdurch ist das Befestigungselement in seiner Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil gegen Lösen besonders gesichert. Die Schnapp- bzw. Rastverbindung kann beispielsweise dadurch ausgebildet werden, dass der Haltebereich der Aufnahme des ersten Bauteils schnappend bzw. rastend in einen Hinterschnitt des ersten Befestigungsabschnittes, insbesondere der kopfförmigen Verbreiterung des Befestigungselementes, bzw. in die Einschnürung oder den Zwischenraum zwischen erster und zweiter Verbreiterung des Befestigungselementes eingeführt wird, was konstruktiv besonders einfach ist und eine zuverlässige Sicherung ergibt. Der Haltebereich des ersten Bauteils kann insbesondere der die Aufnahme begrenzende Rand desselben sein. In diesem Bereich kann bspw. auch ein in Längsrichtung der Aufnahme vorstehender Rastvorsprung vorgesehen sein, welcher in eine Rastausnehmung des Befestigungselementes bzw. dessen erstem Befestigungsabschnitt eingreifen kann. Gegebenenfalls kann jedoch auch lediglich ein Kraftschluss bzw. Klemmsitz unter Eingriff des Haltebereichs des ersten Bauteils in die Hinterschneidung der kopfförmigen Verbreiterung bzw. Einschnürung des Befestigungselementes eingreifen. Gegebenenfalls kann die kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung auch zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Befestigungsabschnitt des Befestigungselementes ausgebildet sein.
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Gegebenenfalls kann die kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung auch zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Befestigungsabschnitt des Befestigungselementes oder einem Bereich des Befestigungselementes zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsabschnitt erfolgen, welche das Befestigungselement in dessen Befestigungsstellung gegen Verschwenkung sichern.
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Vorzugsweise weist die Befestigungselementaufnahme des ersten Bauteils eine an der zweiten Bauteiloberfläche angeordnete Mulde auf, in welcher in der Befestigungsstellung des Befestigungselementes der zweite Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs des Befestigungselementes eingreift, vorzugsweise an der Begrenzungsfläche der Mulde anliegend. Hierdurch ist der zweite Befestigungsabschnitt besonders einfach und von der Einführseite in die Aufnahme vom Benutzer sichtbar. Vorzugsweise weist die Mulde eine kugelteilförmige Oberfläche aufweist, welche flächig an den zweiten Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs des Befestigungselementes anlegbar ist oder an diesem anliegt, wodurch eine konstruktiv einfache und einfach handhabbare Ausführungsform vorliegt.
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Besonders bevorzugt weist die Aufnahme einen kanalförmigen Abschnitt mit einer Längsachse auf, in welchen oder durch welchen der dem freien ersten Ende des Befestigungselementes nächstbenachbarte Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs bzw. der erste Befestigungsabschnitt einführbar ist, um das Befestigungselement in seine Einführstellung zu überführen, bis dieses in Bezug auf die Einführtiefe in die Aufnahme in seiner Sollposition ist, vorzugsweise mit einem die Einführtiefe begrenzenden Anschlag zur Anlage kommt und/oder um das Befestigungselement in seine Befestigunsstellung zu überführen. Der Anschlag ist vorzugsweise an der dem zweiten Bauteil zugewandte Oberfläche des ersten Bauteils angeordnet, insbesondere in Form einer Mulde dieser Oberfläche. Vorzugsweise ist hierbei die Längsachse des kanalförmigen Abschnittes mit einem Winkel schräg zur Längsachse der Aufnahme und/oder zur Längsachse des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung am ersten Bauteil angeordnet ist. Der kanalförmige Abschnitt definiert somit den Fügewinkel in welchem das Befestigungselement zur Ausbildung der Befestigung in die Aufnahme einzuführen ist oder einführbar ist, was die Handhabung wesentlich erleichtert. Der Fügewinkel ist somit vorzugsweise in einem Winkel zur Längsachse der Aufnahme und/oder zur Längsachse des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung am ersten Bauteil angeordnet.
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Der kanalförmige Abschnitt kann an die Querschnittsform des ersten Befestigungsabschnittes angepasst sein, vorzugsweise ist er über einen Teilumfang, bspw. um ≥ 120° oder ≤ 240°, vorzugsweise um ca. 180°, zylindrisch ausgebildet. Durch den schräggestellten kanalförmigen Abschnitt ist somit die Aufnahme über einen Teilumfang, vorzugsweise wie oben definiert, oder zumindest über einen Querschnitt sich konisch erweiternd ausgeführt, mit konischer Erweiterung von der zweiten Bauteiloberfläche zur ersten Bauteiloberfläche hin. Der kanalförmige Abschnitt erstreckt sich vorzugsweise nur über einen Teil der Dicke des ersten Bauteils in dessen Richtung von der ersten zur weiten Oberfläche und kann auf der der zweiten Oberfläche zugewandten Seite in die Mulde an der zweiten Bauteiloberfläche münden.
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Ferner ist hierdurch auch bezüglich der Konstruktion und Handhabung einfach der Verschwenkwinkel zumindest teilweise oder vollständig bestimmt, mit welchem das Befestigungselement in seine Befestigunsstellung zu verschwenken ist. Der kanalförmige Abschnitt bildet vorzugsweise zugleich eine Führung für die Einführung des Befestigungselementes in die Aufnahme auf, vorzugsweise bis dieses seine Solllage in Bezug auf die Einführtiefe in die Aufnahme aufweist, was die Handhabung wesentlich erleichtert. Das Befestigungselement, vorzugsweise der erste Befestigungsabschnitt desselben kann hierzu mit nur geringem seitlichem Spiel oder praktisch spielfrei in dem kanalförmigen Abschnitt bei dessen Anordnung in seine erste Verschwenkstellung und/oder bis zum Anschlag bei dem Einführvorgang geführt werden.
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Vorzugsweise schließt die Längsachse des kanalförmigen Abschnittes und damit die Richtung zur Einführung des Befestigungselementes in die Bauteilaufnahme zur Längsrichtung der Aufnahme einen Winkel von ≥ 2° und/oder ≤ 25° ein, vorzugsweise ≥ 3° und/oder ≤ 15°, besonders bevorzugt ca. 4° bis 10°. Die Längsrichtung der Aufnahme entspricht allgemein im Rahmen der Erfindung der Längsachse des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung oder ist koaxial zu dieser angeordnet. Hierdurch kann zum einen das Befestigungselement noch in einer Richtung, welche relativ zur Senkrechten des ersten Bauteils nicht allzu schräg angestellt ist, in die Aufnahme des ersten Bauteils eingeführt werden, so dass das zweite Bauteil hierdurch in seiner Breite praktisch keinen nennenswerten Beschränkungen unterliegt. Die Breitenerstreckung soll sich hierbei auf die gleiche Ebene in welcher auch die Verschwenkung des Befestigungselementes bei Überführung in dessen Befestigungsstellung angeordnet ist. Andererseits ist der Verschwenkwinkel zur Überführung des Befestigungselementes aus seiner Einführposition in seine Befestigungsstellung in der Aufnahme des ersten Bauteils ausreichend groß, so dass der Haltebereich der Aufnahme die kopfförmige Verbreiterung des Befestigungselementes ausreichend weit hintergreifen kann, um einen sicheren Sitz des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung zu bewirken.
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Vorzugsweise ist bei Anordnung des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung an dem ersten und zweiten Bauteil das Befestigungselement um die Korpuslängsachse gegenüber dem ertsen und/oder zweiten Bauteil verdrehbar ist. Der Verdrehbarkeit kann ≥ 30° oder ≥ 90° betragen, vorzugsweise ≥ 180°, besonders frei verdrehbar sein, d.h. um beliebige Winkelstellungen verdrehbar sein. Bei der Verdrehung des befestigungselementes bleibt dieses fortwährend in seiner Befestigungsstellung an dem ersten und/oder zweiten Bauteil festgelegt.
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Weiter bevorzugt sind das erste und das zweite Bauteil durch mehrere erfindungsgemäße Befestigungselemente miteinander verbunden, wobei die mehreren Befestigungselemente sowie auch die entsprechenden Aufnahmen des ersten Bauteils und/oder Befestigungsbereiche des zweiten Bauteils für das Befestigungselement jeweils baugleich zueinander ausgeführt sein können. Vorzugsweise sind die mehreren Befestigungselemente in einer Linie oder geradlinig zueinander angeordnet. Zur Festlegung der beiden Bauteile aneinander können mehrere oder sämtliche der vorgesehenen Befestigungselemente zunächst an dem zweiten Bauteil festgelegt werden. Nachfolgend hierzu wird dann das zweite Bauteil an dem ersten Bauteil derart positioniert, dass mehrere oder sämtliche der Befestigungselemente an der jeweils entsprechenden Aufnahme des ersten Bauteils angeordnet sind und durch Lageveränderung der beiden Bauteile zueinander mehrere oder sämtliche der Befestigungselemente gleichzeitig in die korrespondierenden Aufnahmen des ersten Bauteils eingeführt werden. Anschließend können die mehreren bzw. sämtliche der Befestigungselemente in ihre Anschlagstellung an der jeweiligen Aufnahme des ersten Bauteils gebracht werden. Anschließend hierzu kann das zweite Bauteil gegenüber dem ersten Bauteil verschwenkt werden, sodass dann die mehreren oder sämtliche Befestigungselemente gleichzeitig in ihre jeweilige Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil überführt werden.
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Die Bauteilverbindung mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement kann derart ausgebildet sein, dass die aneinander festgelegten beiden Bauteile noch zueinander lageveränderlich sind, beispielsweise um die Längsachse des Befestigungselementes verdrehbar oder verschwenkbar sind.
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Von der Erfindung ferner umfasst ist ein Verfahren zur Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil unter Verwendung eines oder mehrerer erfindungsgemäßer Befestigungselemente und/oder einer Bauteilanordnung von zwei Bauteilen mit zumindest einem oder mehreren Befestigungselementen gemäß Anspruch 14, wobei das oder die Befestigungselemente besonders bevorzugt erfindungsgemäß ausgebildet sind. Auf die Beschreibung des Befestigungselementes und/oder der Bauteilanordnung gemäß der Erfindung sowie die jeweilige Handhabung derselben im Rahmen der Erfindung sei verwiesen.
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Die Erfindung sei beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der Figuren erläutert. Sämtliche Merkmale des Ausführungsbeispiels seien hiermit unabhängig voneinander allgemein im Rahmen der Erfindung offenbart. Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes,
- 2: eine erfindungsgemäße Bauteilanordnung mit zwei Bauteilen und diese verbindendem erfindungsgemäßen Befestigungselement,
- 3: eine Ansicht der Aufnahme des ersten Bauteils für das erfindungsgemäße Befestigungselement in perspektivischer Ansicht (3A) und in schematischer Darstellung in Draufsicht (3B),
- 4: eine Schnittdarstellung der Aufnahme nach 3,
- 5: Querschnittdarstellungen des ersten und des zweiten Bauteils mit am zweiten Bauteil festgelegtem Befestigungselement in verschiedenen nacheinander liegenden Stadien der Festlegung der Bauteile mittels des Befestigungselementes aneinander ( 5A bis 5F),
- 6: eine Bauteilanordnung mit zwei erfindungsgemäßen Befestigungselementen.
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Die 1-5 zeigen ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 1 bzw. eine Bauteilanordnung 50 mit erstem Bauteil 60 und zweitem Bauteil 70, welche mittels des Befestigungselementes 1 miteinander formschlüssig und lösbar verbunden sind.
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Das Befestigungselement 1 weist einen langgestreckten Korpus 2 mit einer Korpuslängsachse 2a mit einem ersten Endbereich 3 und einem ersten Ende 3a sowie mit einem zweiten Endbereich 4, welcher dem ersten Endbereich 3 gegenüberliegt und ein zweites freies Ende 4a aufweist. Die beiden Korpusendbereiche bzw. Enden stellen hier zugleich die Endbereiche bzw. Enden des Befestigungselementes dar. Ausführungen zum Korpusendbereich bzw. Korpusende können sich allgemein im Rahmen der Erfindung unabhängig hiervon auch auf die entsprechenden Endbereiche bzw. Enden des Befestigungselementes beziehen. Der Korpus 2 weist einen Schaft 5 mit einer Schaftlängsachse 5a auf, welche hier koaxial zur Korpuslängsachse 2a verläuft. An oder benachbart zu dem ersten Endbereich 3 ist ein erster Befestigungsbereich 8 des Befestigungselementes 1 zur lösbaren Festlegung eines ersten Bauteils 60 und an oder benachbart zu dem zweiten Endbereich 4 ein zweiter Befestigungsbereich 9 zur Festlegung eines zweiten Bauteils 70 vorgesehen ist. Ein Endbereich des Korpus, hier der erste Endbereich 3, gegebenenfalls damit auch der erste Befestigungsbereich 8, weist eine kopfförmige Verbreiterung 7 auf.
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Der erste Befestigungsbereich 8 des Befestigungselementes 1 weist einen ersten und einen zweiten Befestigungsabschnitt 10,20 auf, wobei der zweite Befestigungsabschnitt 20 eine bogenförmig gekrümmte Außenfläche 21 aufweist, welche geeignet ist, bei Anlage an einer korrespondierenden Anlagefläche 66 einer Aufnahme 65 des ersten Bauteils 60 für das Befestigungselement 1 eine Schwenkverbindung auszubilden, welche ein Verschwenken des Befestigungselementes 1 relativ zu dem ersten Bauteil aus einer ersten Verschwenkstellung V1 in eine zweite Verschwenkstellung V2 (5d, 5f) ermöglicht. Die erste Verschwenkstellung V1 entspricht hierbei der Einführstellung des Befestigungselementes in die Aufnahme bis zum Anschlag an die Anlagefläche 66, die zweite Verschwenkstellung V2 der Befestigungsstellung des Befestigungselementes an dem ersten Bauteil.
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Der erste Befestigungsabschnitt 10 weist Befestigungsmittel 11 auf, welche angepasst oder geeignet sind, mit korrespondieren Befestigungsmitteln 67 an der Befestigungselementaufnahme 65 des ersten Bauteils unter Festlegung des Befestigungselementes 1 in seiner Befestigungsstellung V2 an dem ersten Bauteil 60 zusammenzuwirken, wobei die Befestigungsstellung eine zweite Verschwenkstellung V2 des Befestigungselementes darstellt. Der erste und der zweite Befestigungsabschnitt 10, 20 des ersten Befestigungsbereichs 8 sind in Korpuslängsrichtung voneinander bebstandet. Die kopfförmige Verbreiterung 7 bildet hierbei den ersten Befestigungsabschnitt 10 aus. Der erste Befestigungsabschnitt 10 bzw. die kopfförmige Verbreiterung 7 am ersten Endbereich 3 des Befestigungselementes weist einen in Bezug auf die Korpuslängsrichtung von dem ersten Ende 3a des Befestigungselementes beabstandeten Hinterschnitt 13 auf. Die kopfförmige Verbreiterung 7 bzw. der erste Endbereich 3 verjüngen sich zum Ende 3 hin konisch in Art einer Suchspitze.
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Der zweite Befestigungsabschnitt 20 des ersten Befestigungsbereichs weist eine Verbreiterung 23 auf, welche in Bezug auf die kopfförmige Verbreiterung 7 eine zweite Verbreiterung darstellen kann. Die Verbreiterung 23 ist in Bezug auf den ersten Befestigungsabschnitt 10 zum gegenüberliegenden Endbereich 4 des Befestigungselementes hingewandt angeordnet. Die Verbreiterung 23 weist eine radial außenliegende, bogenförmig gekrümmte Außenfläche 24 auf, deren Krümmung in einer die Korpuslängsachse 2a enthaltenden Ebene angeordnet ist. Aufgrund der Krümmung verjüngt sich die (zweite) Verbreiterung 23 in Richtung auf den ersten Endbereich 3 bzw. das erste Ende 3a des Befestigungselementes hin. Die Verbreiterung 23 weist eine größere radiale Erstreckung von der Korpuslängsachse 2a auf als der erste Befestigungsabschnitt 10. Die bogenförmig gekrümmte Außenfläche 24 der Verbreiterung 23 ist als Kugelteilfläche ausgebildet, genauer gesagt als vollumfänglicher Abschnitt einer Kugeloberfläche ausgebildet, welche vollumfänglich um die Korpuslängsachse 2a umläuft.
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Der zweite Befestigungsabschnitt 20, vorzugsweise in Ausbildung als (ggf. zweite) Verbreiterung 23 mit bogenförmiger Außenfläche 24, ist von dem am ersten Endbereich 3 angeordneten ersten Befestigungsabschnitt 10 durch eine Einschnürung 27 getrennt ist, welche in Bezug auf die Korpuslächsachse 2a als vollumfängliche Einschnürung ausgebildet ist.
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Die Einschnürung 27 kann den Hinterschnitt 13 ausbilden, bzw. der Hinterschnitt 13 die Einschnürung 27 begrenzen.
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Nach einer Ausführungsform kann der zweite Befestigungsbereich 9 des Befestigungselementes an dem zweiten Bauteil 70 einstückig angeformt sein (nicht dargestellt). Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der zweite Befestigungsbereich 9 des Befestigungselementes 1 Befestigungsmittel 35 zur lösbaren Befestigung an dem zweiten Bauteil auf, die hier als Schraubgewinde ausgebildet sind und mit einer korrespondierenden Gewindeöffnung 73 des zweiten Bauteils 70 zusammenwirken können.
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Das zweite Ende 4 des Befestigungselementes bzw. Korpus und/oder der Außenumfang der Verbreiterung mit bogenförmiger Außenfläche ist als Werkzeugangriffsbereich 38 ausgebildet, hier als Einbuchtung des zweiten Endes 4 oder als Außenfläche bzw. Außensechskant der Verbreitunerung. Hierdurch ist das an beiden Bauteilen 60, 70 (oder ggf. auch das an nur einem Bauteil 60, 70) festgelegte Befestigungselement um seine Längsachse 1a verdrehbar. Der Abstand A (2) zwischen dem ersten und zweiten Bauteil 60,70 ist hierdurch einstellbar, nämlich durch Verdrehen des Befestigungslementes um seine Längsachse (siehe 2).
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Die 2-6 zeigen eine Bauteilanordnung mit einem ersten und zweiten Bauteil 60,70 und mit einem Befestigungselement 1 nach 1, wobei die beiden Bauteile 60,70 mittels des Befestigungselementes aneinander lösbar und formschlüssig festlegbar oder festgelegt sind. In Befestigungslage des Befestigungselementes (2, 5e) entsprechend der Verschwenkstellung V2, weist das erste Bauteil 60 eine erste, dem zweiten Bauteil abgewandte Oberfläche 60a und eine zweite, dem zweiten Bauteil zugewandte Oberfläche 60b auf. An der zweiten Oberfläche 60b des ersten Bauteils ist eine Aufnahme 65 für das Befestigungselement 1 vorgesehen. Das in die Aufnahme 65 eingreifende Befestigungselement 1 ist mit seinem ersten Befestigungsbereich 8 in der Aufnahme 65 festlegbar oder festgelegt ist. Das erste Bauteil 60 weist eine Anlagefläche 66 für den zweiten Befestigungsabschnitt 11 des ersten Befestigungsbereichs 8 des Befestigungselementes zur Ausbildung einer Schwenkverbindung mit diesem auf. Die Schwenkverbindung ermöglichst ein Verschwenken des in der Aufnahme 65 angeordneten Befestigungselementes 1 relativ zu dem ersten Bauteil 60 aus einer ersten Verschwenkstellung V1 in eine zweite Verschwenkstellung V2, in welcher das Befestigungselement in seiner Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil angeordnet ist. Das erste Bauteil 60 weist Befestigungsmittel 67 auf, welche mit den Befestigungsmitteln 7,10 des ersten Befestigungsabschnittes 8 unter Festlegung des Befestigungselementes in der Aufnahme zusammenwirken. Durch dieses Zusammenwirken wird das Befestigungselement gegen Verschiebung in dessen Längsrichtung aus der Aufnahme 65 in Richtung auf das zweite Bauteil festgelegt und zugleich gegen Verschwenkung aus seiner Befestigungsstellung V2 in Richtung auf dessen Einführstellung bzw. Verschwenkstellung V1. Bei Anordnung des Befestigungselementes in seiner Befestigungslage hintergreift der erste Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs des Befestigungselementes somit das erste Bauteil an oder im Bereich der ersten Oberfläche desselben.
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Die Aufnahme 65 weist an der dem zweiten Bauteil 70 zugewandten Oberfläche 60b des ersten Bauteils eine Mulde 68 auf, in welche der Befestigungsabschnitt 20 bei festgelegtem Befestigungselement eingreift. Die Aufnahme 65 weist einen als Kugelteiloberfläche ausgebildeten Bereich 69 auf, an welchem der zweite Befestigungsabschnitt 20 des ersten Befestigungsbereichs 8 des Befestigungselementes in seiner Befestigungsstellung anliegt, hier als Mulde 68 ausgebildet.
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In der Einführstellung des Befestigungselementes in der Aufnahme bildet die Mulde 68 bzw. der Bereich 69 einen Anschlag aus, welcher die Einführtiefe des Befestigungselementes begrenzt. Die Kugelteiloberfläche der Mulde ist somit flächig an den zweiten Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsbereichs des Befestigungselementes anlegbar ist bzw. liegt in der Befestigunsstellung des Befestigunseelementes an dieser flächig an.
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Die Aufnahme 62 des ersten Bauteils 60 für das Befestigungselement 1 ist hier als Bauteildurchbrechung ausgebildet (3-5), diese kann jedoch gegebenenfalls auch ein Sackloch darstellen.
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Die Aufnahme 65 weist einen Einführbereich 65a für den ersten Endbereich 3 des Befestigungselementes auf. An der dem zweiten Bauteil 70 zugewandten zweiten Oberfläche 62 des ersten Bauteils 60 ist die Aufnahme 65 mit einer Vertiefung bzw. Mulde 68 in der Gestalt einer Kugelteilfläche ausgebildet, welche sich vollumfänglich um die Aufnahme erstreckt und somit eine Kugelpfanne ausbildet. Die Kugelteilfläche bildet hierbei einen Anlagebereich des ersten Bauteils für den zweiten Befestigungsabschnitt 20 bzw. der der zweiten Verbreiterung des Befestigungselementes auf, welche ebenfalls die Gestalt einer Kugelteiloberfläche, hier eines Kugelsegmentes bzw. einer Kugelzone hat. Die Kugelteilfläche 68a ist hier ebenfalls als Kugelsegmentoberfläche oder Oberfläche einer Kugelzone ausgebildet. Die Mulde mit nichtgeradlinigem Querschnitt fungiert hierbei zugleich als Einführhilfe, damit das Ende des Befestigungselementes den kanalförmigen Abschnitt findet.
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Die Aufnahme 65 weist ferner einen kanalförmigen Abschnitt 69 mit einer Längsachse 69a auf, wobei der kanalförmige Abschnitt 69 über einen Teilumfangsbereich desselben, hier zumindest um 180°, die Form einer Zylinderoberfläche hat. Die Längsachse 69a des Abschnittes 69 bzw. die Zylinderachse ist in einem Winkel W zu der Längsachse 65a der Aufnahme 65a angeordnet ist, hier in einem Winkel von ca. 7°. Die Längsachse der Aufnahme 65a steht hierbei senkrecht zu der Hauptebene des ersten Bauteils und/oder den Oberflächen derselben bzw. in der Befestigungsstellung des Befestigungselementes parallel oder koaxial zu dessen Längsachse 1a. Der Winkel W zwischen der Längsachse 69a und der Längsachse 65a der Aufnahme definiert hierbei den Fügewinkel, also den Winkel, mit welchem das Befestigungselement relativ zu der Längsachse der Aufnahme in die Aufnahme einzuführen ist, vorzugsweise bis dass das Befestigungselement 1 mit dem ersten Bauteil 60 zum Anschlag kommt, hier also die kugelkopfartige Oberfläche bzw. allgemein die radial außenliegende, bogenförmig gekrümmte Außenfläche des zweiten Befestigungsabschnittes bzw. der zweiten Verbreiterung mit der kugelteilflächigen Vertiefung an der zweiten Oberfläche des ersten Bauteils zur Anlage kommt, und somit eine Art Kugelpfanne ausbildet. Die Kugelteiloberfläche des zweiten Befestigungsabschnittes erstreckt sich hierbei vollumfänglich um dieses und ist somit in Art einer Gelenkkugel bzw. Kugelsegmentes einer solchen ausgebildet.
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Wie insbesondere aus 5B ersichtlich, entspricht der Durchmesser des kanalförmigen Abschnittes 69 dem Außendurchmesser des ersten Befestigungsabschnittes 10 bzw. der kopfförmigen ersten Verbreiterung 7 des Befestigungselementes, sodass diese Verbreiterung durch den zylinderförmigen Abschnitt durch die Aufnahme durchführbar ist, vorzugsweise mit nur geringem Spiel oder praktisch spielfrei. In der Anschlagposition des Befestigungselementes in der Aufnahme an dem ersten Bauteil kann das Befestigungselement dann gegenüber dem ersten Bauteil verschwenkt werden, genauer gesagt um den Mittelpunkt des kugelteilförmigen zweiten Befestigungsabschnittes.
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Das Befestigungselement 1 ist in seiner Befestigungsstellung durch an dem ersten Bauteil vorgesehene Befestigungsmittel 67 gegenüber einer Verschwenkbewegung festgelegt, hier durch Eingreifen des Begrenzungsrandes 65a der Aufnahme in den Hinterschnitt 13 bzw. die Einschnürung 27, wodurch eine Klemmverbindung, bevorzugt eine Rastverbindung ausgebildet wird.
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6 zeigt eine Bauteilanordnung mit zwei an dem zweiten Bauteil 70 vormontierten Befestigungselementen 1. Durch entsprechende Anordnung und Bewegung des zweiten Bauteils 70 relativ zu dem ersten Bauteil 60 können hierbei die beiden Befestigungselemente 1 gleichzeitig an den Aufnahmen des ersten Bauteils positioniert und in diese eingeführt sowie durch anschließende Verschwenkung des zweiten Bauteils 70 in ihre Befestigungsstellung an dem ersten Bauteil 60 überführt werden, wobei entsprechend auf 5 zu verweisen ist. Die zwei oder mehreren Befestigungselemente sind hierbei vorzugsweise geradlinig zueinander angeordnet.
