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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung an einem einen Hinterschnitt aufweisenden Befestigungsvorsprung eines Trägerbauteils, umfassend einen Gehäuseabschnitt, der einen Einführabschnitt für den Befestigungsvorsprung bildet, wobei mindestens zwei sich in den Einführabschnitt erstreckende elastische Rastarme vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, sich im Zuge eines Einführens des Befestigungsvorsprungs in den Einführabschnitt zunächst ausgehend von einer Ruheform elastisch in Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs zu verformen und unter anschließender Rückverformung an dem Hinterschnitt des Befestigungsvorsprung zu verrasten.
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Solche Vorrichtungen werden verwendet, um Komponenten an einem Trägerbauteil eines Automobils zu befestigen. Beispielsweise können Verkleidungsteile, elektrische Leitungen oder Flüssigkeitsleitungen an Karosserieträgerbauteilen des Automobils befestigt werden. Dazu weist das Trägerbauteil einen Befestigungsvorsprung auf, an dem die Vorrichtung verrastet werden kann. An der Vorrichtung wird die an dem Trägerbauteil zu befestigende Komponente angebracht.
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Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise bekannt aus
DE 10 2013 214 269 B3 . Sie weist ein Gehäuse auf, in dem mehrere elastische Rastarme vorgesehen sind, die an einem zwischen zwei Kugeln eines Befestigungsvorsprungs mit Mehrfach-Kugelgeometrie gebildeten Hinterschnitt verrasten. Diese Vorrichtung ist einfach herzustellen und zu montieren. So muss die Vorrichtung zur Montage lediglich auf den Befestigungsvorsprung aufgesteckt werden. Grundsätzlich besteht der Wunsch nach einer möglichst geringen Montagekraft, bei gleichzeitig möglichst hoher Haltekraft im Betrieb. Da bei der genannten Vorrichtung die zur Demontage der Vorrichtung von dem Befestigungsvorsprung erforderliche Kraft im Wesentlichen gleich der zur Montage erforderlichen Kraft ist, besteht insoweit ein Zielkonflikt.
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Zur Auflösung dieses Zielkonflikts sind beispielsweise aus
WO 2014/082848 A1 ,
DE 10 2010 030 964 A1 ,
DE 10 2012 214 453 B3 und
DE 10 2014 103 535 A1 zweiteilige Vorrichtungen bekannt. Ein erstes Teil der Vorrichtung kann unter Verrastung elastischer Rastelemente auf den Befestigungsvorsprung aufgesteckt werden und anschließend ein beispielsweise klammerförmiges zweites Teil an dem ersten Teil angebracht werden, wobei das zweite Teil ein Lösen der Verrastung verhindert. Mit solchen Vorrichtungen lassen sich eine geringe Montagekraft und gleichzeitig eine deutlich höhere Haltekraft im Betrieb realisieren. Allerdings sind zweiteilige Vorrichtungen hinsichtlich Herstellung und Montage aufwendig.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der in herstellungs- und montagetechnisch einfacher Weise eine geringe Montagekraft und gleichzeitig eine hohe Demontagekraft realisiert werden kann.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass an dem Gehäuseabschnitt mindestens eine Rastarmauflage ausgebildet ist, die einer Verformung der Rastarme aus ihrer Ruheform in einer der Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs entgegengesetzten Richtung entgegensteht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Befestigung einer Komponente an dem Trägerbauteil, insbesondere einem Trägerbauteil eines Automobils. Bei dem Trägerbauteil kann es sich zum Beispiel um ein Karosserieteil handeln. Bei der zu befestigenden Komponente kann es sich zum Beispiel um ein Verkleidungsteil oder eine elektrische oder Flüssigkeitsleitung handeln.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Gehäuseabschnitt, der einen Einführabschnitt zum Einführen des Befestigungsvorsprungs bildet. Der Gehäuseabschnitt kann zum Beispiel käfigförmig ausgestaltet sein. Er kann mit seiner Innenwand bzw. seinen Innenwänden einen Einführabschnitt mit zum Beispiel im Wesentlichen kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt zum Einführen des Befestigungsvorsprungs begrenzen. Der Befestigungsvorsprung kann zum Beispiel an dem Trägerbauteil angeschweißt sein. In den Einführabschnitt des Gehäuseabschnitts erstrecken sich elastische Rastarme. Die elastischen Rastarme können sich insbesondere in radialer Richtung in den Einführabschnitt erstrecken. Sie können an einer oder mehreren, den Einführabschnitt begrenzenden Innenwänden des Gehäuseabschnitts angeformt sein. Die elastischen Rastarme besitzen eine Ruheform, aus der sie elastisch verformt werden können. Die Ruheform ist die Form, in der sich die Rastarme ohne in den Einführabschnitt eingesetzten Befestigungsvorsprung befinden. Die elastische Verformung der Rastarme erfolgt beim Einsetzen des Befestigungsvorsprungs in den Einführabschnitt ausgehend von ihrer Ruheform in Einführrichtung. Nach Überwinden des größten Querschnitts des Befestigungsvorsprungs erfolgt eine Rückverformung der Rastarme in Richtung ihrer Ruheform, wobei die Rastarme an einem Hinterschnitt des Befestigungsvorsprungs lösbar verrasten. Die Rastarme können sich dabei vollständig in ihre Ruheform zurückverformen. Zwingend ist dies jedoch nicht. Es hängt von der Geometrie des Befestigungsvorsprungs ab.
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Eine Demontage der Vorrichtung von dem Befestigungsvorsprung ist auch erfindungsgemäß möglich. Allerdings muss eine größere Kraft für die Demontage aufgebracht werden als für die Montage. Dafür ist erfindungsgemäß mindestens eine Rastarmauflage vorgesehen, die einer Verformung der Rastarme aus ihrer Ruheform in einer der Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs in den Einführabschnitt entgegengesetzten Richtung zum Lösen der Verrastung entgegensteht, nämlich insbesondere derart, dass für ein Lösen der Rastarme aus der Verrastung an dem Hinterschnitt des Befestigungsvorsprungs eine größere Kraft erforderlich ist als für das Verrasten der Rastarme an dem Hinterschnitt. So muss sich der Gehäuseabschnitt für ein Lösen der Verrastung der Rastarme insgesamt verformen. Insbesondere muss sich die den Einführabschnitt bildende Wand bzw. müssen sich die den Einführabschnitt bildenden Wände des Gehäuseabschnitts nach außen wölben, damit sich die Rastarme aus dem Hinterschnitt lösen können. Denn die Rastarmauflage verhindert ein für das Lösen von der Verrastung entgegen der Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs erforderliches elastisches Verformen der Rastarme. Da die Rastarmauflage nur in einer Richtung entgegen der Einführrichtung wirkt, ist die Montage der Vorrichtung dagegen mit der gewünschten geringen Montagekraft möglich. Die erfindungsgemäß erforderliche Demontagekraft, insbesondere Zugkraft, kann zum Beispiel mindestens dreimal so groß, vorzugsweise mindestens fünfmal so groß sein wie die erforderliche Montagekraft, insbesondere Druckkraft. Entsprechend stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Betrieb eine hohe Haltekraft bereit, ohne dass hierfür ein separates Bauteil, beispielsweise eine Befestigungsklammer erforderlich wäre.
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Die Rastarmauflage kann sich in den Einführabschnitt erstrecken, insbesondere in radialer Richtung. Die Rastarmauflage kann weiterhin an einer den Einführabschnitt begrenzenden Innenwand des Gehäuseabschnitts angeformt sein. Es können auch mehrere Rastarmauflagen vorgesehen sein, insbesondere so viele Rastarmauflagen wie Rastarme vorgesehen sind. Es ist aber beispielsweise auch möglich, dass pro Rastarm mehrere Rastarmauflagen vorgesehen sind, beispielsweise zwei Rastarmauflagen pro Rastarm. Nach einem Beispiel können zwei Rastarme vorgesehen sein. Es können aber auch mehr als zwei Rastarme vorgesehen sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einstückig ausgebildet sein. Sie kann zum Beispiel in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt sein. Wie bereits erläutert, ist für die Befestigung an dem Befestigungsvorsprung des Trägerbauteils erfindungsgemäß nur ein Teil erforderlich, nämlich die insbesondere einstückige erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Herstellung vereinfacht sich. Gleiches gilt für den Transport zum Montageort sowie die Montage und Demontage.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann zwischen den Rastarmen und der mindestens einen Rastarmauflage in der Ruheform der Rastarme ein Abstand, vorzugsweise ein Abstand von weniger als 2 mm, weiter vorzugsweise von weniger als 1 mm, bestehen. Die Rastarmauflage lässt aufgrund dieses Abstands also eine geringfügige elastische Verformung der Rastarme aus ihrer Ruheform entgegen der Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs in den Einführabschnitt zu. Diese zugelassene Verformung ist allerdings nicht ausreichend, um die Verrastung der Rastarme von dem Hinterschnitt zu lösen. Durch geeignete Wahl des Abstands und der Geometrie der Rastarmauflage kann die erforderliche Demontagekraft flexibel eingestellt werden.
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An der Außenseite des Gehäuseabschnitts können nach einer weiteren Ausgestaltung elastische Halteabschnitte angeordnet sein, die dazu ausgebildet sind, im an dem Befestigungsvorsprung befestigten Zustand auf dem Trägerbauteil aufzuliegen. Die elastischen Halteabschnitte liegen im montierten Zustand insbesondere in einem leicht aus ihrer Ruheform elastisch verformten Zustand von oben auf dem Trägerbauteil auf. Aufgrund ihrer elastischen Verformung liegen sie mit einer geringen Anpresskraft auf. Die Halteabschnitte verhindern unerwünschte Geräusche, beispielsweise Klappergeräusche, bei Vibrationen im Betrieb, wie sie insbesondere bei Automobilen auftreten.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann an dem Gehäuseabschnitt weiterhin mindestens ein Tragabschnitt angeordnet sein, der dazu ausgebildet ist, mindestens eine an dem Trägerbauteil zu befestigende Komponente zu tragen. Der mindestens eine Tragabschnitt kann an einer Außenseite oder einer dem Trägerbauteil im montierten Zustand abgewandten Oberseite des Gehäuseabschnitts angeordnet sein. Wie bereits erwähnt, kann der mindestens eine Tragabschnitt beispielsweise zum Tragen mindestens einer Leitung oder mindestens eines Verkleidungsteils oder ähnlichem vorgesehen sein.
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Die Erfindung betrifft auch ein System aus einem Trägerbauteil mit einem einen Hinterschnitt aufweisenden Befestigungsvorsprung und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Rastarme können an dem Hinterschnitt des Befestigungsvorsprungs verrastet sein. Das System kann auch mindestens eine an mindestens einem Tragabschnitt gehaltene und damit an dem Trägerbauteil befestigte Komponente umfassen.
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Der Befestigungsvorsprung kann nach einer weiteren Ausgestaltung eine Kugelform oder eine Mehrfach-Kugelform besitzen. Bei einer Mehrfach-Kugelform sind mehrere Kugeln, zum Beispiel zwei Kugeln, in Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs in den Einführabschnitt hintereinander angeordnet. Der Hinterschnitt kann dann zwischen den Kugeln ausgebildet sein. Der Befestigungsvorsprung kann aber auch beispielsweise ein Gewindebolzen sein. Das Gewindeprofil bildet dann eine Mehrzahl von Hinterschnitten. Auch kann es sich um einen anders ausgebildeten Bolzen mit mindestens einem Hinterschnitt handeln.
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Es ist auch denkbar, dass der Befestigungsvorsprung mindestens zwei Hinterschnitte aufweist, wobei die Rastarme dazu ausgebildet sind, in unterschiedlichen Montagepositionen an unterschiedlichen der Hinterschnitte zu verrasten. Die Hinterschnitte sind in Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs bzw. der Axialrichtung des Befestigungsvorsprungs, die der Einführrichtung entsprechen kann, hintereinander ausgebildet. Auf diese Weise kann die Vorrichtung zum Beispiel in einer Vormontagepostition an einem ersten Hinterschnitt verrasten und in einer Fertigmontageposition an einem zweiten Hinterschnitt verrasten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten perspektivischen Ansicht,
- 2 die Vorrichtung aus 1 in einer zweiten perspektivischen Ansicht,
- 3 die Vorrichtung aus 1 in einer ersten Schnittansicht,
- 4 die Vorrichtung aus 1 in einer zweiten, gegenüber 3 um 90° gedrehten Schnittansicht,
- 5 eine weitere Schnittansicht der Vorrichtung aus 1,
- 6 die Vorrichtung aus den 1 bis 5 in einem Vormontagezustand in einer Schnittansicht entsprechend 4, und
- 7 die Darstellung aus 6 im fertig an einem Trägerbauteil montierten Zustand.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen Gehäuseabschnitt 10, der einen Einführabschnitt 12 zum Einführen eines Befestigungsvorsprungs mit einem Hinterschnitt bildet. Die in dem gezeigten Beispiel kreisförmige Einführöffnung mit einer konischen Einführfläche ist in 2 bei dem Bezugszeichen 14 gezeigt. An gegenüberliegenden Außenseiten des Gehäuseabschnitts 10 sind in dem gezeigten Beispiel zwei Tragabschnitte 16 angeformt mit in dem gezeigten Beispiel jeweils einer Aufnahmeöffnung 18. In den Aufnahmeöffnungen 18 kann beispielsweise jeweils eine elektrische Leitung aufgenommen werden. Insbesondere können die Leitungen schnappend in den Aufnahmeöffnungen 18 aufgenommen werden, wie dies an sich bekannt ist. An dem die Einführfläche 14 aufweisenden Ende des Gehäuseabschnitts 10 sind außerdem zwei elastische Halteabschnitte 20 angeformt.
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Außerdem sind an den Gehäuseabschnitt 10 in dem dargestellten Beispiel zwei sich aus entgegengesetzter Richtung radial in den Einführabschnitt 12 aufeinander zu erstreckende elastische Rastarme 22 angeformt. Ebenfalls an den Gehäuseabschnitt 10 angeformt sind in dem gezeigten Beispiel vier Rastarmauflagen 24, wobei jeweils zwei Rastarmauflagen 24 einem Rastarm 22 zugeordnet sind. In den Schnittansichten der 4, 6 und 7 ist pro Rastarm 22 jeweils nur eine der Rastarmauflagen 24 zu sehen. Die Rastarmauflagen 24 befinden sich zwischen den Rastarmen 22 und der durch die Einführöffnung 14 des Einführabschnitts 12 aufgespannten Ebene. In den Schnittdarstellungen der 4, 6 und 7 befinden sich die Rastarmauflagen 24 also unterhalb der Rastarme 22. Zwischen den Rastarmen 22 und den ihnen zugeordneten Rastarmauflagen 24 besteht in der beispielsweise in 4 gezeigten Ruheform der elastischen Rastarme 22 ein geringer Abstand 26, im gezeigten Beispiel von weniger als 1 mm.
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Anhand der 6 und 7 soll die Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden. Dabei ist in den 6 und 7 bei dem Bezugszeichen 28 ein Trägerbauteil, beispielsweise ein Karosseriebauteil eines Automobils, gezeigt. An das Trägerbauteil 28 angeschweißt ist ein Befestigungsvorsprung 30, der vorliegend eine Doppel-Kugelform besitzt. Insbesondere ist der Befestigungsvorsprung 30 durch zwei aufeinander gesetzte Kugeln 32 gebildet. Im gezeigten Beispiel sind die Kugeln 32 miteinander und mit dem Trägerbauteil 28 verschweißt. Durch die Einschnürung zwischen den Kugeln 32 wird ein Hinterschnitt gebildet. 6 zeigt die Position der Vorrichtung unmittelbar vor der Montage an dem Trägerbauteil 28. Erkennbar ist der Querschnitt der Kugeln 32 größer als die lichte Weite zwischen den elastischen Rastarmen 22 in ihrer Ruheform. Wird ausgehend von dem in 6 gezeigten Zustand die Vorrichtung weiter auf den Befestigungsvorsprung 30 aufgedrückt, so dass der Befestigungsvorsprung 30 in einer Einführrichtung, in 6 nach oben, in den Einführabschnitt 12 eingeführt wird, werden die elastischen Rastarme 22 zunächst in Einführrichtung des Befestigungsvorsprungs 30 elastisch verformt, wie in 6 durch die Pfeile 34 veranschaulicht. Nach Überwinden der oberen Kugel 32 des Befestigungsvorsprungs 30 bewegen sich die elastischen Rastarme 22 unter lösbarer Verrastung an dem durch die Kugeln 32 gebildeten Hinterschnitt zurück in ihre Ruheform, wie in dem in 7 gezeigten, an dem Trägerbauteil 28 montierten Zustand der Vorrichtung zu erkennen. In diesem Zustand liegen die elastischen Halteabschnitte 20 in aus ihrer beispielsweise in 1 zu erkennenden Ruheform elastisch leicht verformtem Zustand auf der Oberseite des Trägerbauteils 28 auf. Diese Montage der Vorrichtung ist einfach und mit einer geringen Montagekraft möglich.
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Soll die Vorrichtung von dem Trägerbauteil 28 wieder demontiert werden, so muss eine entsprechende Zugkraft auf die Vorrichtung ausgeübt werden, in 7 nach oben. Die Rastarmauflagen 24 verhindern dabei, dass sich die Rastarme 22 nach Überwinden des geringen Abstands 26 und der damit verbundenen Auflage der elastischen Rastarme 22 auf den Oberseiten der Rastarmauflagen 24 für ein Lösen der Verrastung an dem Befestigungsvorsprung 30 elastisch in einer der Einführrichtung entgegengesetzten Richtung, in 7 also nach unten, elastisch verformen können. Um die Vorrichtung von dem Befestigungsvorsprung 30 zu demontieren, muss sich der Gehäuseabschnitt 10 nach außen aufbiegen, so dass die elastischen Rastarme 22 aus dem durch die Kugel 32 gebildeten Hinterschnitt gelöst werden können. Die hierfür erforderliche Demontagekraft ist erheblich höher als die zum Montieren der Vorrichtung erforderliche Montagekraft.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in dem gezeigten Beispiel einstückig ausgebildet, wodurch die Herstellung der Vorrichtung vereinfacht ist. Beispielsweise kann die Vorrichtung in einfacher Weise in einem Kunststoff-Spritzgussverfahren hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuseabschnitt
- 12
- Einführabschnitt
- 14
- Einführöffnung
- 16
- Tragabschnitt
- 18
- Aufnahmeöffnung
- 20
- Halteabschnitt
- 22
- Rastarm
- 24
- Rastarmauflage
- 26
- Abstand
- 28
- Trägerbauteil
- 30
- Befestigungsvorsprung
- 32
- Kugel
- 34
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013214269 B3 [0003]
- WO 2014/082848 A1 [0004]
- DE 102010030964 A1 [0004]
- DE 102012214453 B3 [0004]
- DE 102014103535 A1 [0004]
