-
Die
Erfindung betrifft ein Befestigungsmittel zur Vormontage eines Verbindungsmittels
an einem Bauteil. Derartige Befestigungsmittel vereinfachen die
Endmontage, d. h. die Befestigung des Bauteils an einem weiteren
Bauteil mit Hilfe des Verbindungsmittels, indem sie das Verbindungsmittel
und das Bauteil zu einer vormontierten Einheit zusammenfügen
und das Verbindungsmittel in einer für die Endmontage geeigneten
Stellung halten.
-
Aus
der Druckschrift
GB
2 041 138 A ist ein Befestigungsmittel bekannt, dass eine
Mutter unterhalb einer Öffnung nahe der Kante eines Blechs
halten kann. Das Befestigungsmittel besteht aus einer Klammer aus
Federstahl, die den Rand des Blechs umschließt und eine
Mutter unterhalb der Öffnung fixiert.
-
Aus
der Druckschrift
DE
32 46 180 C1 ist ein Befestigungsmittel bekannt, dass eine
Schraube in einer Öffnung eines Blechs halten kann. Das
bekannte Befestigungsmittel besteht aus einer ringförmigen Scheibe
aus Federstahlblech, die auf eine Seite des Blechs, an dem die Schraube
gehalten werden soll, aufgelegt wird. Eine gebogene Federstahlzunge
erstreckt sich von der Scheibe teilweise in die Öffnung in
dem Blech hinein. Diese Zunge bewirkt einen klemmenden Halt sowohl
des Schafts der Schraube in der Scheibe als auch der Scheibe an
dem Blech.
-
Ein
weiteres Befestigungsmittel, das jedoch einem anderen Zweck dient,
ist aus der Druckschrift
CA
1,290,558 C bekannt. Es dient der Verbindung zweier Bleche
mit speziell ausgeformten Durchgangsöffnungen. Das Befestigungsmittel
weist eine Schraubenfeder auf, die die beiden Bleche im montierten
Zustand zusammenpresst, so dass das Befestigungsmittel zur Verbindung
von Blechen unterschiedlicher Stärke geeignet ist.
-
Davon
ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Befestigungsmittel
zur Vormontage eines Verbindungsmittels an einem Bauteil zur Verfügung
zu stellen, das die Montage des Bauteils an einem weiteren Bauteil
vereinfacht.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst durch das Befestigungsmittel mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in
den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.
-
Das
erfindungsgemäße Befestigungsmittel hat
- – ein Verbindungsmittel, das einen
Kopf und einen Schaft aufweist,
- – einen Clip, der in einer Öffnung eines Bauteils befestigbar
ist und eine Öffnung oder Ausnehmung zur Aufnahme des Schafts
des Verbindungsmittels aufweist, und
- – eine Schraubenfeder, die einen ersten, an dem Verbindungsmittel
befestigten Abschnitt und einen zweiten, an dem Clip befestigten
Abschnitt aufweist, wobei
- – in einem entspannten Zustand der Schraubenfeder der
Kopf des Verbindungsmittels in einem Abstand von dem Clip angeordnet
ist und
- – die Schraubenfeder so angeordnet ist, dass sie zwischen
dem Kopf des Verbindungsmittels und dem Clip zusammengepresst wird,
wenn der Schaft des Verbindungsmittels in die Öffnung oder Ausnehmung
des Clips hineinbewegt wird.
-
Das
Verbindungsmittel kann beispielsweise eine Schraube mit einem sich über
den gesamten Schaft oder einen Teil davon erstreckenden Gewinde,
ein Bolzen oder ein sonstiges, im Wesentlichen stiftförmiges
Verbindungsmittel sein.
-
Bei
dem Bauteil, in dessen Öffnung der Clip befestigbar ist,
kann es sich insbesondere um ein relativ dünnwandiges Teil,
insbesondere um ein Blech handeln. Dass der Clip in einer Öffnung
dieses Bauteils befestigbar ist, heißt, dass er im Bereich
der Öffnung an dem Bauteil so angeordnet werden kann, dass
er sich nicht unbeabsichtigt von dem Bauteil löst. Er kann
dazu ganz oder teilweise in die Öffnung des Bauteils hinein
oder durch diese hindurchragen und in oder an der Öffnung
kraft- oder formschlüssig gehalten sein. Der Clip kann
einen im Wesentlichen ring- oder kreisringscheibenförmigen
Grundkörper aufweisen Die Öffnung oder Ausnehmung
in dem Clip dient der Aufnahme des Schafts des Verbindungsmittels
und ist insbesondere so bemessen, dass der Schaft in die Öffnung
oder Ausnehmung hineinbewegt werden kann.
-
Die
Schraubenfeder verbindet das Verbindungsmittel mit dem Clip. Der
erste Abschnitt der Schraubenfeder, der an dem Verbindungsmittel
befestigt ist, und der zweite Abschnitt der Schraubenfeder, der
an dem Clip befestigt ist, können insbesondere die beiden
Enden der Schraubenfeder sein. Insbesondere kann die Schraubenfeder
zwei Enden aufweisen, die jeweils einen im Wesentlichen geschlossenen
Kreis bilden. Die Schraubenfeder kann beispielsweise zwei bis zehn
Windungen aufweisen.
-
In
einem entspannten Zustand der Schraubenfeder, d. h., wenn weder
auf den Clip noch auf das Verbindungsmittel externe Kräfte
wirken, ist der Kopf des Verbindungsmittels in einem Abstand von dem
Clip angeordnet. Wenn der Schaft des Verbindungsmittels in die Öffnung
oder Ausnehmung des Clips hineinbewegt wird, wird die Schraubenfeder zwischen
dem Kopf des Verbindungsmittels und dem Clip zusammengepresst. Dabei
kann sich der Schaft des Verbindungsmittels im entspannten Zustand
der Feder bereits innerhalb der Öffnung oder Ausnehmung
des Clips befinden. Das Zusammenpressen der Feder erfolgt, wenn
der Schaft des Verbindungsmittels ausgehend von dem entspannten
Zustand weiter in die Öffnung hineinbewegt wird. Diese
Bewegung des Schafts in die Öffnung oder Ausnehmung des
Clips hinein kann solange fortgesetzt werden, bis der Kopf des Verbindungsmittels
an dem Clip, an der vollständig zusammengepressten Schraubenfeder und/oder
an einer Fläche des Bauteils selbst bzw. an einem zwischen
einem oder mehreren der genannten Teile und dem Kopf des Verbindungsmittels
angeordneten weiteren Element anliegt. Dann kann das Bauteil von
dem Verbindmittel an einem weiteren Bauteil fixiert werden. In diesem
Zustand ist die Schraubenfeder bevorzugt vollständig zusammengepresst,
wobei die Kombination aus der vollständig zusammengepressten
Schraubenfeder und dem Clip im Wesentlichen eine scheibenförmige
Konfiguration annehmen und die Funktion einer Unterlegscheibe erfüllen
kann.
-
Die
Erfindung ermöglicht eine sichere Befestigung des Bauteils
an einem weiteren Bauteil über das Verbindungsmittel, wobei
in vormontiertem Zustand, in dem die Schraubenfeder entspannt ist,
das Verbindungsmittel in einer bevorzugten Position gehalten wird.
Ein besonderer Vorteil ist, dass diese Position zwar durch die Schraubenfeder
vorgegeben wird, jedoch unter Überwindung der Federkräfte
sehr einfach sowohl in Axialrichtung des Verbindungsmittels als
auch quer korrigierbar ist. Auch ein Verkippen des Verbindungsmittels
gegenüber dem Clip ist einfach möglich. Dadurch
ist ein sehr einfacher Toleranzausgleich möglich, was die
Endmontage, d. h., in der Regel das Einsetzen oder Einschrauben
des Schafts in ein weiteres, mit dem Bauteil und mit der Öffnung
zu verbindendes Bauteil, erheblich erleichtern kann.
-
In
einer Ausgestaltung ist im entspannten Zustand der Schraubenfeder
ein vorderes Ende des Schafts des Verbindungsmittels im Bereich
der Öffnung oder Ausnehmung des Clips angeordnet. Mit anderen
Worten befindet sich das Verbindungsmittel im Wesentlichen „oberhalb” der Öffnung
oder Ausnehmung des Clips, wobei das vordere Ende des Schafts des
Verbindungsmittels sich etwa auf Höhe der Öffnung
oder Ausnehmung des Clips befindet. Das vordere Ende des Schafts
des Verbindungsmittels kann auch bereits geringfügig in
die Öffnung oder Ausnehmung des Clips hineinragen. Bevorzugt
steht das vordere Ende des Schafts des Verbindungsmittels jedoch
nicht oder nur geringfügig über ein unteres, d.
h. von dem Kopf des Verbindungsmittels entferntes Ende des Clips über.
Durch diese Anordnung des Verbindungsmittels im vormontierten Zustand kann
das Bauteil, an dem das Befestigungsmittel befestigt ist, gegenüber
dem weiteren Bauteil, mit dem es über das Verbindungsmittel
verbunden werden soll, besonders einfach ausgerichtet werden. Insbesondere
ist ein Verschieben des Bauteils gegenüber dem weiteren
Bauteil möglich, ohne dass eine Beschädigung des
weiteren Bauteils durch das Verbindungsmittel oder ein Lösen
der Befestigung des Befestigungsmittels an dem Bauteil zu befürchten
ist. Dies kann wesentlich zur Vereinfachung der Endmontage beitragen.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung steht im entspannten Zustand der Schraubenfeder ein
mit einem Gewinde versehener Abschnitt des Schafts nicht über
ein von dem Kopf des Verbindungsmittels entferntes Ende des Clips über.
Dadurch gelangt das Gewinde des Verbindungsmittels erst dann in
Wechselwirkung mit einem komplementären, in dem weiteren,
mit dem Bauteil zu verbindenden Bauteil ausgebildeten Gewinde, wenn
das Verbindungsmittel bei der Endmontage gezielt in die Öffnung
oder Ausnehmung des Clips hineinbewegt wird.
-
In
einer Ausgestaltung ist die Schraubenfeder konisch. Konische Schraubenfedern
werden auch als Kegelfedern bezeichnet. Die Schraubenfeder kann
entlang ihrer gesamten Länge oder wenigstens in einem Abschnitt
konisch sein. Dadurch kann ein Abstand in Radialrichtung zwischen
der Befestigung der Schraubenfeder an dem Clip und der Befestigung
der Schraubenfeder an dem Verbindungsmittel überbrückt
werden. Zudem gibt eine konische Schraubenfeder einen Öffnungswinkel
vor, der den erforderlichen Raum für ein Verkippen des
Verbindungsmittels gegenüber seiner Ruheposition bietet.
-
In
einer Ausgestaltung ändert sich der Radius der Schraubenfeder
im Verlauf einer Windung der Schraubenfeder um einen Durchmesser
des Drahts der Schraubenfeder oder mehr. Die Schraubenfeder ist
in dieser Ausgestaltung aus einem Draht, insbesondere aus Federstahl,
mit einem bestimmten Durchmesser gewickelt. Eine Änderung
des Radius der Schraubenfeder im Verlauf einer Windung um diesen
Durchmesser führt dazu, dass die einzelnen Windungen der
Schraubenfeder „ineinander passen”, so dass die
Schraubenfeder vollständig zusammengepresst werden kann,
wobei die einzelnen Windungen der Schraubenfeder in einer Ebene
liegen. Abhängig von der Radiusänderung der Schraubenfeder
können die einzelnen Windungen unmittelbar aneinandergrenzen
oder in einem radialen Abstand voneinander angeordnet sein. In jedem
Fall wird verhindert, dass beim Zusammenpressen der Feder einzelne
Windungen übereinander liegen, was ein gleichmäßiges
Zusammenpressen der Feder bis zu einer geringen Bauhöhe,
die dem Durchmesser des Drahts der Schraubenfeder entspricht, ermöglicht.
-
In
einer Ausgestaltung nimmt der Durchmesser der Schraubenfeder vom
ersten Abschnitt der Schraubenfeder zum zweiten Abschnitt der Schraubenfeder
hin zu. Mit anderen Worten ist der Abschnitt der Schraubenfeder
mit dem größeren Durchmesser an dem Clip und der
Abschnitt der Schraubenfeder mit dem kleineren Durchmesser an dem
Verbindungsmittel befestigt. Diese Ausgestaltung ist besonders zweckmäßig
in Verbindung mit einem Verbindungsmittel mit einem relativ dünnen
Schaft und einem Clip, der eine relativ große Öffnung
bzw. Ausnehmung aufweist.
-
In
einer Ausgestaltung weist der Clip Rastelemente auf, die in die Öffnung
des Bauteils einrastbar sind. Grundsätzlich kann der Clip
auf beliebige Weise in oder an der Öffnung des Bauteils
befestigt werden, beispielsweise durch Einsetzen in die Öffnung
mit kraftschlüssigem Halt. Eine Rastverbindung ist jedoch
besonders sicher und besonders einfach zu montieren. Die Rastelemente
können die Öffnung in dem Bauteil hintergreifen.
Sie können jeweils eine Rastnase aufweisen, die an einem
Federarm angeordnet ist, so dass die Position der Rastnase gegenüber
den übrigen Bestandteilen des Clips verfedert ist, was
ein zuverlässiges Einrasten ermöglicht. Es können
insbesondere mindestens drei Rastelemente über den Umfang
der Öffnung oder Ausnehmung in dem Clip verteilt angeordnet
sein. Dies ermöglicht eine sichere Befestigung des Clips
in der Öffnung des Bauteils.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung erstrecken sich die Rastelemente von einer Unterseite
des Clips aus in entgegengesetzter Richtung der Schraubenfeder. Insbesondere
kann der Clip einen scheibenförmigen Grundkörper
aufweisen, von dessen Oberseite aus sich die Schraubenfeder nach
oben erstreckt, und die Rastelemente können sich ausgehend
von dem scheibenförmigen Grundkörper, bevorzugt
von seinem inneren Rand, nach unten erstrecken.
-
In
einer Ausgestaltung beträgt der Abstand zwischen den Rastelementen
und einer Anlagefläche des Clips, die im in die Öffnung
des Bauteils eingerasteten Zustand an einer Oberseite des Bauteils
anliegt, 0,3 mm bis 3,0 mm. Dadurch kann der Clip an Bauteilen mit
einer Wandstärke im genannten Bereich, insbesondere an
Metallblechen entsprechender Dicke, befestigt werden.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung weist der Clip an einer Oberseite Befestigungsabschnitte
auf, die den zweiten Abschnitt der Schraubenfeder mindestens teilweise
umschließen. Die Befestigungsabschnitte können
beispielsweise mindestens drei über den Umfang des Clips
verteilt angeordnete Befestigungsarme sein, die den zweiten Abschnitt
der Schraubenfeder, insbesondere einen Draht einer im Wesentlichen
zu einem Ring oder Kreisring geschlossenen Windung der Schraubenfeder,
umschließen. Der zweite Abschnitt der Schraubenfeder kann
von den Befestigungsabschnitten klemmend und/oder formschlüssig
gehalten werden.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung gehen die Befestigungsabschnitte von einem äußeren
Rand des Clips aus. Bevorzugt erstrecken sie sich von diesem äußeren
Rand aus nach oben, d. h. in die dem Kopf des Verbindungsmittels
zugewandte Richtung, und dann weiter oberhalb des zweiten Abschnitts
der Schraubenfeder nach innen. Sie können dann besonders
einfach durch Umformen von vom äußeren Rand des
Clips radial abstehenden Materialstücken hergestellt werden.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung ist der Clip einteilig gefertigt. Denkbar ist eine
Fertigung im Spritzgießverfahren aus Kunststoff.
-
In
einer Ausgestaltung ist der Clip aus Federstahlblech gefertigt.
Insbesondere kann er durch Umformen aus einem geeignet zugeschnittenen
Federstahlblech hergestellt werden. Die Fertigung aus Federstahlblech
ermöglicht eine besonders geringe Bauhöhe bei
gleichzeitig hoher Festigkeit, und eine einteilige Ausbildung verfederter
Rastelemente für die Befestigung des Clips in oder an der Öffnung
des Bauteils und/oder der Befestigungsabschnitte für die Befestigung
des zweiten Abschnitts der Feder an dem Clip.
-
In
einer Ausgestaltung ist der erste Abschnitt der Schraubenfeder unmittelbar
unterhalb des Kopfes des Verbindungsmittels befestigt. Die Schraubenfeder
erstreckt sich dann stets von dem Clip bis zum Kopf des Verbindungsmittels,
so dass sie während des gesamten Hineinbewegens des Schafts
des Verbindungsmittels in die Öffnung des Clips, beispielsweise
während des Einschraubens des Verbindungsmittels in das
Gewinde eines weiteren Bauteils, eine Kraft auf das Verbindungsmittel
ausübt. Erst wenn der Kopf des Verbindungsmittels bei der
Endmontage seine Endposition erreicht, ist die Schraubenfeder vollständig
zusammengepresst.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung weist das Verbindungsmittel eine unterhalb des Kopfs
umlaufende Nut auf, in der der erste Abschnitt der Schraubenfeder
angeordnet ist. Durch die Befestigung des ersten Abschnitts der
Schraubenfeder in der Nut wird insbesondere ein Herausrutschen des
Verbindungsmittels aus der Schraubenfeder auf einfache Weise vermieden.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in zwei Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
-
1 ein
erfindungsgemäßes Befestigungsmittel, das in eine Öffnung
eines Bauteils eingesetzt ist, in einer Draufsicht von der Seite,
-
2 eine
perspektivische Ansicht des Befestigungsmittels aus 1 im
vollständig zusammengepressten Zustand der Schraubenfeder.
-
Das
in der 1 gezeigte Befestigungsmittel besteht aus einem
Verbindungsmittel 10, einem Clip 20 und einer
Schraubenfeder 40. Der Clip 20 weist einen scheibenförmigen
Grundkörper 21 auf, dessen Unterseite 28 auf
der Oberseite eines Bauteils 30 anliegt. Bei dem Bauteil 30 handelt
es sich um ein Bauteil aus einem Metallblech, beispielsweise um
eine Ölwanne für ein Kraftfahrzeug. Das Bauteil 30 weist eine
kreisförmige Öffnung 32 auf.
-
Der
Clip 20 ist in der Öffnung 32 befestigt
mit Hilfe von Rastelementen 26. Die Rastelemente 26 bestehen
jeweils aus einer Rastnase 25, die die Öffnung 32 hintergreift,
und einem Befestigungsarm 27, der sich ausgehend vom inneren
Rand des scheibenförmigen Grundkörpers 21 des
Clips 20 durch die Öffnung 32 hindurch
erstreckt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind über
den Umfang des Clips 20 drei Befestigungsarme 27 mit
jeweils einer daran ausgebildeten Rastnase 25 verteilt
angeordnet. Im Clip 20 ist mittig eine Öffnung 22 zur
Aufnahme eines Schafts 14 des Verbindungsmittels 10 ausgebildet.
-
Ausgehend
vom äußeren Rand des scheibenförmigen
Grundkörpers 21 des Clips 20 erstrecken
sich Befestigungsabschnitte 24 zunächst nach oben
und leicht schräg nach innen, die oberhalb einer untersten
Windung der Schraubenfeder 40, die im Wesentlichen ringförmig
geschlossen ist und einen zweiten Abschnitt 44 der Schraubenfeder 40 bildet, weiter
radial nach innen und leicht schräg nach unten. Die Befestigungsabschnitte 24 halten
den zweiten Abschnitt 44 der Schraubenfeder 40 formschlüssig.
-
Die
Schraubenfeder 40 ist konisch, wobei sie im Bereich des
zweiten Abschnitts 44 ihren größten Durchmesser
aufweist, der sich mit zunehmender Entfernung von dem Clip 20 zu
dem Kopf 12 des Verbindungsmittels 10 hin kontinuierlich
verringert. Das dem zweiten Abschnitt 44 gegenüberliegende
Ende der Schraubenfeder 40bildet einen ersten Abschnitt 42,
der im Wesentlichen kreisringförmig geschlossen ist. Dieser
erste Abschnitt 42 ist in einer Nut 18 im Schaft 14 des
Verbindungsmittels 10 und unterhalb des Kopfes 12 angeordnet,
so dass sich zwischen dem Verbindungsmittel 10 und dem
ersten Abschnitt 42 der Schraubfeder 40 ein formschlüssiger
Halt ergibt.
-
Das
Verbindungsmittel 10 ist eine Schraube mit einem Kopf 12 und
einem sich daran anschließenden, zylindrischen Schaft 14.
Der Schaft 14 weist einen Abschnitt auf, der mit einem
Gewinde 15 versehen ist. Im Bereich des unteren Endes 16 des Schafts 14 ist
kein Gewinde ausgebildet. Am oberen Ende des mit dem Gewinde 15 versehenen
Abschnitts des Schafts 14 befindet sich ein umlaufender Kragen 17,
der die Nut 18 von dem Abschnitt mit dem Gewinde 15 trennt.
Die dem Abschnitt mit dem Gewinde 15 zugewandte Fläche 19 des
umlaufenden Kragens 17 ist konisch, so dass ein Einsetzen
des ersten Abschnitts 42 der Schraubenfeder 40 in
die Nut 18 erleichtert wird.
-
Im
in der 1 dargestellten Zustand ist die Schraubenfeder 40 entspannt
und das vordere Ende 16 des Schafts 14 des Verbindungsmittels 10 befindet
sich im Bereich der Öffnung 22 des Clips 20,
wobei es bereits ein Stück in die Öffnung 22 hineinragt. Das
von dem Kopf 12 entfernte Ende des Gewindes 15 steht
nicht über ein unteres Ende des Clips 20, das
von den Rastnasen 25 gebildet ist, über.
-
Wird
der Schaft 14 des Verbindungsmittels 10 weiter
in die Öffnung 22 des Clips 20 hineinbewegt,
so wird die Schraubenfeder 40 zwischen dem Kopf 12 des
Verbindungsmittels 10 und dem scheibenförmigen
Grundkörper 21 des Clips 20 zusammengepresst,
so dass sich schließlich im vollständig zusammengepressten
Zustand die in der 2 dargestellte Anordnung ergibt.
In der 2 werden die gleichen Bezugszeichen wie in der 1 verwendet. Gut
erkennbar ist die geringe Bauhöhe des Befestigungsmittels
zwischen der Oberseite des Bauteils 30 und dem Kopf 12.
Diese wird bestimmt durch den Durchmesser des für die Schraubenfeder 40 verwendeten
Drahts zuzüglich der Dicke des scheibenförmigen
Grundkörpers 21 des Clips 20. Wegen der
im vollständig zusammengepressten Zustand scheibenförmigen
Konfiguration der Schraubenfeder 40 ist diese Bauhöhe
im Wesentlichen mit einer gewöhnlichen Unterlegscheibe
vergleichbar, wobei auch die Funktion einer herkömmlichen
Unterlegscheibe von der Kombination aus Clip 20 und zusammengepresster
Schraubenfeder 40 übernommen wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - GB 2041138
A [0002]
- - DE 3246180 C1 [0003]
- - CA 1290558 C [0004]
