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Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Bolzens in einer Ausnehmung, insbesondere in einer Ausnehmung eines Fahrzeugteils, die ein Halteteil mit wenigstens einem verformbaren Greifelement aufweist, das mit dem Bolzen in Wirkverbindung bringbar ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum lösbaren Befestigen eines Bolzens in einer Ausnehmung, bei dem eine solche Haltevorrichtung verwendet wird.
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Gerade Fahrzeugteile wie beispielsweise Scheinwerfer, Signallichter, Bremsleuchten, Blinklichter oder kombinierte Schluss-Brems-Blink-Rückleuchten (SBBR-Leuchten) werden gerne mit Hilfe solcher Haltevorrichtung bzw. Verfahren befestigt. Hierbei ist der Bolzen in der Regel an dem am Fahrzeug zu befestigenden Fahrzeugteil angebracht, insbesondere an- oder eingeschweißt.
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Dabei ist es bekannt den Bolzen und mit einem in der Ausnehmung bzw. an der Ausnehmung angeordneten Aufnehmer für den Bolzen durch eine Drehung des Bolzens in Wirkverbindung zu bringen. So kann gemaß
DE 2 335 241 der Bolzen mit Hilfe eines Schraubenziehers so gedreht werden, dass er in Eingriff mit einem Teil des Aufnehmers, insbesondere einem Haltesteg, gebracht wird. Bei Verbindungen dieser Art werden jedoch zum Befestigen und Lösen Werkzeuge benötigt, so dass die Montage und Demontage des Fahrzeugteiles relativ zeitaufwendig ist.
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Ein anderes Verfahren und eine andere Vorrichtung zum Befestigen von Fahrzeugteilen an einem Fahrzeug ohne Werkzeug beschreibt die
DE 10 2009 016 755 A1 . Hier erfolgt die Befestigung des Fahrzeugteils an einem Karosserieteil indem ein, eine Aufnahme aufweisendes, erstes Befestigungsmittel mit einem, eine Auswölbung aufweisenden, zweiten Befestigungsmittel verrastet wird, nämlich dann, wenn die Auswölbung von der Aufnahme aufgenommen wird. So können die Befestigungsmittel in der Art eines Druckverschlusses einfach durch Drücken verbunden und durch ein Ziehen gelöst werden. Die Verbindung zwischen dem Fahrzeugteil und dem Karosserieteil wird dadurch hergestellt, dass mittels einer Drehung des ersten Befestigungsmittels auch das zweite Befestigungsmittel gedreht wird. Allerdings weist dieses Befestigungsmittel eine relativ große Bauhöhe auf.
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DE 42 25 540 C1 beschreibt einen zugfesten Druckknopfverschluss mit einem an einer Tragbahn insbesondere einer Abdeckplane montierbaren Matrizenglied mit Klauen und einem an einer Trägerplatte verankerbaren vorzugsweise kugelförmig ausgebildeten Patrizenglied. Bei dieser Vorrichtung ist aber das Lösen der Verbindung relativ aufwendig.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine nochmals weiter vereinfachte, kostengünstige, leichter zu befestigende und leichter lösbare Haltevorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum lösbaren Befestigen eines Bolzens in einer Ausnehmung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Haltevorrichtung und ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und 8 gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung weist demnach wenigstens eine auf das Halteteil einwirkende Feder und einen über das Halteteil auf die Feder einwirkenden Spannantrieb auf, der so ausgestaltet ist, dass er durch eine erste Bewegung das Halteteil unter Erzeugung einer Vorspannkraft in der Feder in eine Vorspannposition bringt und durch eine gleichgerichtete zweite Bewegung das Halteteil unter Entspannen der Feder in eine Halteposition bringt, bei der das am Halteteil angebrachte Greifelement am Rand der Ausnehmung so verformt wird, dass dieses den Bolzen hält.
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Die Erfindung fußt dabei auf der Erkenntnis, dass es zweckmäßig ist, wenn das Herstellen der Wirkverbindung zwischen Greifelement und Bolzen am Besten mit Hilfe eines Spannantriebes erfolgt, der mittels zweier gleichgerichteter Bewegungen das am Halteteil angeordnete Greifelement mit dem Bolzen in Wirkverbindung bringt. So kann die Haltevorrichtung in der Art eines Kugelschreibers bedient werden. Dies ist eine sehr eingängige und geläufige Bedienungsform, die wenig Anlernzeit beim Montagepersonal benötigt.
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Grundsätzlich kann das Halteteil so ausgelegt sein, dass es auf beliebige Weise in die beiden Positionen gebracht werden kann, zum Beispiel durch Verschieben, Verschwenken und/oder auch durch Verformung desselben. Als besonders zweckmäßig hat sich aber eine translatorische Bewegung gezeigt, da entsprechende Führung einfach herzustellen sind. Auch kann das Halteteil so in der Haltevorrichtung angeordnet sein, dass es abwechselnd in die Vorspannposition und die Halteposition und wieder zurück bewegt werden kann.
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Der eigentliche Verriegelungsvorgang also der Vorgang von der Vorspannposition in die Halteposition nutzt zweckmäßigerweise die Federkraft. Bevorzugt kann daher schnell und selbsttätig ein in die vom Greifelement freigegebene Ausnehmung eingeführter Bolzen haltend in Eingriff gebracht werden.
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Erfindungsgemäß wird mit der Umpositionierung des Halteteils das Greifelement am Rand der Ausnehmung so verformt, dass es den Bolzen hält. So kann das Greifelement zumindest teilweise keilförmig ausgeführt sein. Ein solches keilförmiges Greifelement kann durch eine Hubbewegung des Halteteils in die Haltervorrichtung hineingezogen werden. Dabei sollte sich das Halteteil so verformen, dass es gegen den Bolzen drückt und diesen in der Ausnehmung hält. Auch kann es sich beim Greifelement um eine Spreizhülse oder um einen Spreizarm oder eine Biegezuglasche handeln.
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Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Bolzen eine Ausnehmung und/oder einen, bevorzugt der Form des Greifelements angepassten, Schulterabschnitt aufweist. So kann das Greifelement den Bolzen nicht nur kraftschlüssig sondern auch formschlüssig halten.
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Als Federn eignen sich beispielsweise Wellenfedern, Ringfedern, Scheibenfedern oder andere Federelemente. Diese können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Bei der mehrteiligen Version können sie zweckmäßigerweise als zwischen dem Halteteil und dem die Feder stützenden und die Ausnehmung aufweisenden Unterteil angeordnet sein.
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Die Vorrichtung ist für die Verwendung an einer Ausnehmung mit einer an sich beliebig gearteten Form geeignet. So kann die Form der Ausnehmung kreisrund oder einer runden oder eckigen Geometrie des Greifelementes oder der Greifelemente angepasst sein Wichtig ist, dass sich das Greifelement beim Umpositionieren des Halteteils am Rand der Ausnehmung so anlegen und verformen kann, dass dieses den Bolzen hält, etwa indem es die Größe der Ausnehmung verringert. Hat das Halteteil zwei sich gegenüberliegende Greifarme als Greifelement, kann ein langgestreckter Spalt als Ausnehmung zur Verformung der Greifarme bereits ausreichen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Vorspannkraft auf das Halteteil mit Hilfe wenigstens einer am Spannantrieb und/oder am Halteteil angeordneten Rampe erzeugt, wobei die Rampe bevorzugt eine erste Rampenfläche und eine zweite Rampenfläche aufweist, die beide aufeinander zu geneigt sind und ein stumpfwinkliges Dreieck bilden, wobei in der zweiten Rampenfläche bevorzugt ein Rastbereich zur Verrastung in der Vorspannposition angeordnet ist.
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Mit einer Rampe kann auf sichere und einfache Weise, auch mittels verschiedener Steigungen, die Vorspannung sowie die Lösung der Vorspannung und somit das Umpositionieren des Halteteiles gezielt eingestellt erreicht werden. Für die Ausgestaltung der Rampenkontur gibt es mehrere Möglichkeiten, wobei keilförmige Rampenkonturen von Vorteil sind. Die wenigstens eine Rampe kann einerseits auf dem Spannantrieb oder auf dem Halteteil angeordnet sein. Die Rampe kann mit entsprechend als Gegenstück angeordneten Rampenkonturen oder Kraftübertragungselementen auf der der Rampe zugewandten Seite des Halteteiles bzw. Spannantriebes zusammenwirken.
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Die Steigung der Rampe und/oder die maximale Rampenhöhe korreliert sinnvoller Weise mit der Federkomprimierung bzw. gewünschten maximalen Vorspannung. Die Rampe ist bevorzugt so ausgeführt, dass sie einen Rastbereich in der Nähe der maximalen Rampenhöhe aufweist. Dieser Rastbereich dient dazu, die am Ende des Spannvorgangs erzeugte Vorspannkraft durch Verrastung sicher aufrechtzuerhalten, in dem ein Zurückrutschen auf der Rampe verhindert wird. Dieses Verrasten in der Vorspannposition erfolgt vor der eigentlichen Befestigung. In der Vorspannposition kann der Bolzen einfach eingeschoben bzw. wieder herausgenommen werden, da das Greifelement den Bolzen im Gegensatz zur Halteposition nicht mehr hält.
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Weiterhin kann die Rampe so ausgeführt sein, dass ein zweiter Rastbereich für die Halteposition am Ende der zweiten fallenden Rampenfläche angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Halteteil rastend von der Vorspannposition in die Halteposition und zurück axial verschoben werden. Die Rastbereiche weisen zweckmäßigerweise eine Richtungssperre auf, sodass ein unbeabsichtigtes Drehen entgegen der bevorzugten, leichtgängigen Drehrichtung ausgeschlossen werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist der Spannantrieb als gegenüber dem Halteteil verdrehbares Drehteil ausgeführt, an dessen dem Halteteil zugewandten Seite auf wenigstens einer Kreisbahn wenigstens eine, bevorzugt drei und dann möglichst gleich verteilt angeordnete, Rampen vorgesehen ist bzw. sind. So kann über eine Drehbewegung des Spannantriebes das Halteteil umpositioniert werden. Dabei wird die Vorspannkraft in der Feder über die Lageänderung des Halteteils erzeugt, die sich daraus ergibt, dass die Bauhöhe der Rampe mit Drehrichtung zunimmt. Es ist dabei von Vorteil, wenn sich das Halteteil hierbei nicht mitdreht und somit der Spannantrieb sich gegenüber dem Halteteil verdrehen kann. Der Spannantrieb kann dabei als leicht von Hand zu betätigender Antrieb ausgestaltet sein, etwa indem er Flügelteile oder einen Steg aufweist.
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Eine Anzahl von drei Rampen führt zu einer statisch bestimmten Lagerung, sodass das Drehteil nicht gegenüber dem Halteteil kippelt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Halteteil als axial verschiebbarer Teller ausgeführt, wobei auf der dem Spannantrieb zugewandten Tellerseite ein zur Rampe als Gegenstück angeordnetes Kraftübertragungselement angeordnet ist, und wobei auf der der Feder zugewandten Tellerseite das wenigstens eine, bevorzugt als Biegezuglasche ausgebildete, Greifelement angeordnet ist.
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Das Kraftübertragungselement wird auf der Rampe bewegt bzw. die Rampe bewegt sich relativ zum Kraftübertragungselement. Mit Hilfe des Kraftübertragungselementes kann die Vorspannkraft auf das Halteteil bzw. den Teller übertragen werden. Die Greifelemente auf der Federseite des Halteteiles erstrecken sich in Richtung Ausnehmung. Die bevorzugt als Biegezuglaschen ausgebildeten Greifelemente können zweckmäßigerweise um die Mittelachse des Tellers herum auf einer Kreisbahn angeordnet sein, sodass sie einen stabförmigen Bolzen mit Kreisquerschnitt gut aufnehmen können. Die Feder ist zweckmäßigerweise in Ringform außerhalb der Biegezuglaschen angeordnet, um die Federkraft gleichmäßig auf den Teller verteilen zu können.
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Die als Biegezuglaschen ausgeführten Greifelemente können beim Entspannen der Feder nicht nur am Rand verformt werden und somit den Bolzen eingreifen bzw. schnappen, sondern bei geeigneter Positionierung des Bolzens diesen auch in Richtung des Spannantriebes ziehen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung hat einen ringförmigen Träger zur Aufnahme der Feder und weist bevorzugt eine Führung für das, zweckmäßigerweise federnd, anliegende Greifelement auf. Am oder im ringförmigen Träger kann die Feder aufgenommen werden. Der Träger kann dabei so ausgestaltet sein, dass er an der federabgewandten Seite eine Befestigung im Bereich der Ausnehmung eines Fahrzeugteils ermöglicht, zum Beispiel indem er in die Ausnehmung eingeklipst wird. Zweckmäßigerweise fluchtet die Ringöffnung des Trägers mit der Ausnehmung des Karosserieteiles und/oder weist einen geringeren Durchmesser als die Ausnehmung auf. Da bei dieser Anordnung es nicht mehr notwendig ist, dass das Greifelement unmittelbar am Rand der eigentlichen Ausnehmung anliegt, vielmehr bildet der Träger den Anlagebereich für das Greifelement. Dieses wird mit anderen Worten dann nur noch mittelbar am Rand der Ausnehmung verformt. So kann die Haltevorrichtung auf eine Vielzahl von verschiedenen Ausnehmungsformen gesetzt werden.
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Die Führung kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Zweckmäßigerweise ist sie als eine auf dem Ring angeordnete Zylinderwand ausgestaltet, in der zusätzlich auch Führungsnuten oder Führungsschienen angeordnet sein können. So kann das Greifelement gerade bei einer axialen Verschiebung des Halteteils im Träger gut und sicher geführt werden, selbst wenn sich dieses etwas gegenüber dem Träger verdrehen will. Ein weiterer Vorteil einer Führung liegt darin, dass ihr oberes Ende als Anschlag für den sich nach unten bewegenden Teller des Halteteiles genutzt werden kann. Auf diese Weise kann der Weg begrenzt werden, um sich das Halteteil in Richtung des Trägers bewegen kann. Zur besseren axialen Führung bzw. Drehsperre des Halteteils können nicht nur der ringförmige Träger sondern auch das Greifelement bzw. die Greifelemente selbst Führungen aufweisen. Ferner können die Greifelemente selbst so ausgebildet sein, dass sie in einer Nut eingreifen.
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Liegt das Greifelement federnd an der Innenringwand an, wird es sich beim Bringen in die Vorspannposition selbsttätig so verformen, dass es die Ausnehmung frei macht. Handelt es sich beim Greifelement um eine vorgespannte Biegezuglasche oder eine Spreizhülse so wird sich dessen Ende beim Vorspannen regelrecht selbst aus der Ausnehmung drücken. Dies erleichtert das Einführen des Bolzens der dann im Wesentlichen ohne Widerstand eingeführt bzw. herausgenommen werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Bolzen einen Schulterabschnitt auf, der mit dem Greifelement in Wirkverbindung bringbar ist. Mit Hilfe des Schulterabschnittes kann ein definierter Angriffsbereich für das Greifelement erzeugt werden. Ist die Schulter geneigt ausgeführt, kann dies das Einbringen erleichtern, indem das Greifelement regelrecht auf dem Schulterabschnitt entlang rutscht. Weist das Greifelement einen dem Schulterabschnitt entsprechenden radial nach innen zeigenden Haltevorsprung auf, kann dieser beim Lösen der Vorspannung in der Art eines Schnappverschlusses in den Schulterabschnitt am unteren Bereich des Bolzenkopfes eingreifen. Auch kann das Zusammenspiel von geneigter Bolzenschulter, keilförmigem Greifelement und Feder zum axialen Toleranzausgleich genutzt werden.
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Des Weiteren dient der Bolzen als Kraftübertragungselement zwischen dem federbelasteten Teller im Inneren der Haltevorrichtung und dem zu befestigenden Bauteil. Dabei kann unterhalb des Schulterabschnittes in Richtung des zu befestigenden Bauteiles eine Verdickung des Bolzens angeordnet sein, um eine axiale Verschiebung des Bolzens in der Halteposition zu verhindern. Auf eine derartige Verdickung kann verzichtet werden, wenn einerseits ein am Bolzen befestigtes Bauteil am Karosserieteil eine weiteres Hineinziehen des Bolzens verhindern kann oder wenn andererseits der Bolzen am Halteteil oder am Spannantrieb anschlagen kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Halteteil eine Durchgangsöffnung für den Bolzen auf. Durch die Durchgangsöffnung wird ermöglicht, dass der Bolzen mit seinem gesamten Querschnitt durch die Öffnung bewegt wird und schließlich am Spannantrieb anschlägt. Wird der Bolzen nicht auf der Ebene des Halteteiles gehalten, ist zweckmäßigerweise die Länge des Bolzenkopfs bis zum Schulterabschnitt so zu wählen, dass er im Wesentlichen dem Abstand zwischen Spannantriebsanschlagspunkt und Beginn des Haltevorsprunges des Greifelementes entspricht.
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Weiterhin weist der Bolzen ein Gewinde auf, um eine Drehbewegung des Spannantriebes über ein am Spannantrieb angeordnetes Gewindegegenstück zu erzeugen. Die Gewindesteigung am Ende des Bolzens kann auf einfache Weise einen Drehimpuls auf den Spannantrieb auslösen. Das bedeutet, dass nur zur Vorspannung eine Handbetätigung des Spannantriebes notwendig ist und das Entrasten von der Bauteilseite durch einfaches Einschieben des Bolzens ausgelöst werden kann. Dabei ist von Vorteil, dass zur Erzeugung des Drehimpulses der Bolzen nicht gedreht werden muss. Bei geeigneter Ausgestaltung des Bolzens und des Schulterabschnittes kann der Bolzen regelrecht durch das Greifelement des Halteteils zusammen mit dem zu befestigenden Bauteil in die Halteposition und Endstellung gezogen werden.
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Weiterhin wird ein Verfahren zum lösbaren Befestigen eines Bolzens in einer Ausnehmung unter Verwendung einer Haltevorrichtung gemäß einer der vorhergehenden Weiterbildungen mit folgenden Verfahrensschritten bereitgestellt. Dieses sieht folgende Schritte vor:
- • Vorspannen der mindestens einen Feder durch eine erste Bewegung, insbesondere eine Drehung, eines Spannantriebes, so dass wenigstens ein Teil des Greifelementes des Halteteils über einen Rand der Ausnehmung ragt.
- • Einführen des Bolzens in der Ausnehmung.
- • Lösen der Vorspannposition durch eine gleichgerichtete zweite Bewegung des Spannantriebes, wobei das am Halteteil angeordnete Greifelement am Rand der Ausnehmung so verformt wird, dass das Greifelement den Bolzen hält.
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Nach Aufsetzen der Haltevorrichtung auf die Ausnehmung eines Fahrzeugteils bzw. Befestigen an diesem kann die Vorspannkraft über den Spannantrieb einfach von Hand auf das Halteteil aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise durch Drücken, Drehen oder eine andere Bewegung erfolgen. Neben einer Handbetätigung ist auch der Einsatz eines geeigneten Werkzeuges möglich, wird hier aber nicht bevorzugt.
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Ist die Haltevorrichtung vorgespannt, ragt das Greifelement bzw. ragen die Greifelemente des Halteteiles möglichst so über den Rand der Ausnehmung, dass eine Einführung des Bolzens mit einem daran befestigten Fahrzeugbauteil möglich ist. Es ist dabei von Vorteil, wenn ohne die Nutzung der Vorspannkraft und damit einhergehenden Verformung des Greifelements ein Einführen des Bolzens nicht möglich ist, etwa weil das Greifelement die Ausnehmung versperrt. So kann bei der Montage einfach bemerkt werden, ob sich die Haltevorrichtung bereits in Vorspannposition befindet oder nicht.
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Die zweite Bewegung, die wiederum bevorzugt eine Drehbewegung sein kann, erfolgt erst nach Einführen des Bolzens, um beim Lösen der Vorspannposition in Art eines Schnappmechanismus den Bolzen zu greifen. Daraufhin wird der Bolzen in der Halteposition, bevorzugt unter einer Restfederspannung, gehalten. Die Restfederspannung kann dazu genutzt werden, um Zugkräfte des Fahrzeugbauteiles, die sich infolge der Gewichtskraft des Bauteiles ergeben können, auszugleichen.
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Da der Bolzen einfach in der Vorspannposition in die Haltevorrichtung eingeführt wird und im bevorzugten Fall dabei sogar deren Spannantrieb so antreibt, dass sich deren Feder entspannt und dadurch das Halteteil umpositioniert wird und so das wenigstens eine Greifelement den Bolzen haltend an diesem zum Anliegen gebracht wird, vereinfacht sich die Befestigung bei der Fahrzeugmontage und es verkürzen sich die Fertigungszeiten.
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Ist der Spannantrieb als Drehteil mit Rampen ausgeführt, kann die Drehbewegung des Spannantriebes einfach mittels Handbetätigung am Spannantrieb selbst erfolgen. Bei mehreren Drehrampen auf einer Kreisbahn des Spannantriebes oder des Halteteils kann eine Drehbewegung von weniger als 360° bereits die für die Vorspannposition notwendige Federkomprimierung erzeugen. Dabei ist ein Verrasten von Vorteil, um ein unbeabsichtigtes Zurückdrehen zu verhindern und um die Haltevorrichtung zum Einbau des Bolzens bereit machen zu können. Sobald die Haltevorrichtung vorgespannt ist, ist praktisch keine Fertigungszeit zur Befestigung des Bauteiles mehr erforderlich, da das Bauteil nur noch durch schnelles Lösen der Rastposition in die finale Halteposition gebracht werden muss.
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Das Lösen der Vorspannung zum Erreichen der Halteposition kann wie schon erwähnt ferner durch eine Handbetätigung des Spannantriebes und/oder durch Einschieben des Bolzens in die Haltevorrichtung erfolgen, wobei im letzteren Fall ein Drehimpuls auf den Spannantrieb über ein Gewinde des Bolzens und ein am Spannantrieb angeordnetes Gewindegegenstück ausgeübt wird. Auf diese Weise kann der Bolzen selbst die Bewegung des Spannantriebes bewirken. Daraufhin kann der Bolzen sogar selbsttätig von der Haltevorrichtung unter Abbau der Federspannung in die Endposition gezogen werden.
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Weiterhin kann ein erneutes Vorspannen zur Lösung einer Wirkverbindung zwischen dem Greifelement und dem Bolzen erfolgen, um den Bolzen zur Demontage freizugeben. Auf diese Weise kann die Wirkverbindung zwischen Greifelement des Halteteils und dem Bolzen einfach durch die gleiche Bewegung gelöst werden. Bei der Demontage wird der Bolzen freigegeben und zweckmäßigerweise der Haltemechanismus erneut gespannt. Im Anschluss ist keine weitere Maßnahme erforderlich, um das gleiche Bauteil oder ein Ersatzteil erneut zu verbauen. Dies verkürzt erheblich die Montagezeiten und spart somit Kosten bei Reparaturen oder der Fertigung.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhafter Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigen schematisch:
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1 eine Schnittdarstellung einer Haltevorrichtung in Vorspannposition;
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2 eine Draufsicht auf ein Halteteil mit Rampen;
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3 eine abgewickelte Drehrampe; und
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4 Verfahrensschritte zur Befestigung eines Bolzens.
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Gleiche Elemente weisen in der Zeichnung dieselben Bezugszeichen auf.
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1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Die Haltevorrichtung 1 ist über einer Ausnehmung 7 eines Fahrzeugteils 2 angeordnet. Der Bolzen 3 kann durch die Haltevorrichtung 1 mit dem Fahrzeugteil lösbar verbunden werden.
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Die Haltevorrichtung 1 weist ein Halteteil 4 mit zwei daran angeordneten Greifelementen 13 zum Halten des Bolzens 3 auf. Es ist axial verschieblich in einem ringförmigen Träger 10 angeordnet und kann zum Befestigen des Bolzens 3 mit Hilfe eines Spannantriebes 6 so bewegt werden, dass dabei eine zuvor vorgespannte Feder 5 entspannt wird. Hierbei werden die Greifelemente 13 am Rand der Ausnehmung 7 so verformt, dass diese gegen den Bolzen 3 gedrückt werden und ihn so in der Haltevorrichtung 1 halten.
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Der Spannantrieb 6 ist als kappenförmiges Drehteil ausgeführt, das für die Handbetätigung zwei Flügelteile 19 aufweist. An seiner dem Halteteil 4 zugewandten Seite weist der Spannantrieb 6 eine Außenrampe 21 und eine Innenrampe 22 auf, die mit mehreren am Halteteil angeordneten Kraftübertragungselementen 12 in Wirkverbindung stehen. Diese beiden Rampen 21 und 22 sind mit anderen Worten zwei kreisförmige Stege mit veränderlicher Höhe, die wenn sie abgewickelt dargestellt werden, eine Kontur, wie etwa in 3 dargestellt, haben.
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Wird der Spannantrieb 6 gedreht, laufen die Kraftübertragungselemente 12 die Rampen 21 bzw. 22 ab. Vergrößert sich die Bauhöhe der Rampen 21, 22 wird das Halteteil 4 dadurch nach unten gedrückt, verringert sich die Bauhöhe der Rampen 21, 22 wird das Halteteil 4 durch die Feder 5 in Richtung des Spannantriebes 6 gedrückt, wie man dies in 4 auch gut erkennt.
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Damit der Spannantrieb 6 eine Kraft auf das Halteteil 4 aufbringen kann, weist dieser eine Außenwand 17 auf, die einen Außenwandvorsprung 18 zur Aufnahme des Halteteils 4 hat.
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Das Halteteil 4 ist hierbei als Teller ausgeführt und weist eine zentrale Durchgangsöffnung 9 für den Bolzen 3 auf. Der Rand zur Durchgangsöffnung 9 ist zur Stabilisierung erhöht ausgestaltet (siehe Schräge 23 und Erhöhung am Öffnungsrand 24).
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Auch der Spannantrieb 6 weist in seiner Drehachse eine Ausnehmung 16 auf. An deren zum Halteteil 4 gewandten Rand ist ein Gewindegegenstück zur Aufnahme des Gewindes 11 des Bolzens vorgesehen. Über dieses Gewinde 11 kann durch Einschieben des Bolzens ein Drehimpuls auf den Spannantrieb 6 ausgelöst werden. Durch diesen Drehimpuls kann die Feder 5 entspannt werden und damit das Halteteil 4 nach oben verschoben werden.
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Die 1 zeigt die Haltevorrichtung in der Vorspannposition, bei der die Haltevorsprünge 14 über den Rand der Ausnehmung 7 herausragen.
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Der ringförmige Träger 10 nimmt zusammen mit der umlaufenden Wand 8 und dem leicht verstärkten äußeren Rand die Feder 5 auf, die hier beispielhaft als Wellenfeder dargestellt ist. Über den ringförmigen Träger 10 wird die Haltevorrichtung 1 am Fahrzeugteil 2 auf hier nicht näher dargestellte Weise befestigt. Dabei dient die Wand 8 als Führung und Anlagefläche für das Halteteil 4 und die daran befestigten Greifelemente 13. Diese verformen sich also nur mittelbar am Rand der Ausnehmung, nämlich unter Zwischenschaltung des Trägers 10. So wird ein Scheuern der Greifelemente 13 am Fahrzeugteil verhindert.
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Ferner dient die Wand 8 des Ringelementes 10 auch als Führung des Halteteiles 4 beim axialen Verschieben. Hier nicht näher dargestellte Führungselemente, die sowohl radial außen an den Greifelementen 13 als auch an der umlaufenden Wand 8 angeordnet sein können, dienen dabei als Drehsperre des Halteteiles 4.
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2 zeigt eine Draufsicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Halteteiles 20 mit einer zentralen Durchgangsöffnung 9, die zwei gegenüberliegende Führungen 25 für den Bolzen 3 (siehe 1 und 4) aufweist. Im Gegensatz zum in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind hier die Rampen 21 und 22 auf dem Halteteil 20 und nicht am Spannantrieb 6 angeordnet. Beide Rampen 21 und 22 sind erneut auf Kreisbahnen angeordnet. Auf den Kreisbahnen befinden sich vier Rampenabschnitte mit einem Spannbereich 27, ersten Rastbereich 28 und Entspannbereich 29. Im zweiten Rastbereich 26 ist die Endstellung bzw. Halteposition erreicht.
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3 zeigt schematisch eine der Rampe 21 entsprechende aber abgewickelt dargestellte Drehrampe 30, die im Wesentlichen als stumpfwinkliges Dreieck ausgebildet ist. Für den steigenden Rampenbereich 31 ist eine geringe Steigung vorgesehen, um das Vorspannen zu vereinfachen. Um die Vorspannkraft und somit die maximale axiale Verschiebung des Halteteils 4 etwa in Höhe der Rastpunkthöhe 35 zu halten, ist zu Beginn des fallenden Rampenbereichs 32 ein erster Rastbereich 28 angeordnet. Der erste Rastbereich 28 ermöglicht das Verrasten in der Vorspannposition, wobei die Richtungssperre 33 ein Zurückgleiten entlang des Rampenbereichs 31 verhindert. Die geneigte Stirnfläche des Kraftübertragungselementes 12, das auf dem Halteteil angeordnet sein kann, begünstigt das sichere Verrasten im ersten Rastbereich 28. Ein zweiter Rastbereich 26 (siehe 2) ist nach dem Entspannbereich 29 angeordnet. Auch hier ist eine Richtungssperre 34 angeordnet, die ein Drehen entgegen des steileren Rampenbereichs 32 verhindert.
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Anhand von 4 soll nunmehr der erfindungsgemäße Verfahrensablauf 40 näher erläutert werden. Hierbei ist im linken Bereich der 4 das Kraftübertragungselement 12 in Bezug auf die Drehrampe 30 und im rechten Bereich die Bolzenstellung in Bezug auf das Halteteil 4 dargestellt, wobei nur ein Detail des Schnittes der 1 ohne Spannantrieb 6 gezeigt wird.
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Der Verfahrensschritt 41 zeigt das Vorspannen des Halteteiles 4, wobei durch das Drehen der Rampe 30 in Drehrichtung 37 eine axial gerichtete Druckkraft, dargestellt durch den axialen Kraftvektor 36, auf das Kraftübertragungselement 12 wirkt. Je weiter der (in 4 nicht dargestellte) Spannantrieb 6 gedreht wird, desto mehr drückt der steigende Rampenbereich 31 das Kraftübertragungselement 12 nach unten.
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Im Verfahrensschritt 42 erfolgt das Einrasten des Kraftübertragungselementes 12 im ersten Rastbereich, wobei die Richtungssperre 33 ein zurückrutschen verhindert. Die daneben gezeigte Detailskizze zeigt die auch schon in 1 dargestellte Vorspannposition, in der das Halteteil 4 soweit nach unten in Richtung der Ausnehmung 7 verschoben wurde, dass die Haltevorsprünge 14 der Greifelemente 13 vollkommen über den Rand der Ausnehmung 7 des Fahrzeugteils 2 herausragen. Dabei schlägt das Halteteil 4 mit seinem horizontal verlaufenden Teller auf der umlaufenden Wand 8 des ringförmigen Trägerelementes 10 an, so dass ein weiteres axiales Verschieben verhindert wird. In dieser Vorspannposition kann der Bolzen 3 eingeführt werden.
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Im Verfahrensschritt 43 wird die Vorspannung in der Feder 5 abgebaut, um die Greifelemente mit dem Bolzen in Wirkverbindung zu bringen. Dieses Lösen 43 kann durch weiteres Drehen am Spannbetrieb 6 oder durch Einschieben des Bolzens 3 in Einbaurichtung 38 erfolgen. Im letzteren Fall (hier nicht dargestellt) kann das Gewinde 11 des Bolzens 3 genutzt werden, der einen Drehimpuls über ein entsprechendes Gewindegegenstück am Spannantrieb 6 erzeugen kann.
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Durch das Entrasten entspannt sich die Feder 5 und das Kraftübertragungselement 12 rutscht über den abfallenden Rampenabschnitt 32 in die Halteposition, so dass die auf das Kraftübertragungselement 12 einwirkende Kraft 36 wieder abnimmt. Auf diese Weise wird das Halteteil 4 mit seinen Greifelementen axial so verschoben, dass die Greifelemente 13 „zuschnappen” und einen eingeführten Bolzen 3 am Schulterabschnitt 15 greifen können. Unter weitere Entspannung der Feder 5 (siehe auch nach oben gerichteter Federkraftvektor 45) wird das Halteteil 4 mit seinen Greifelementen 13 den Bolzen Richtung Spannantrieb 6 ziehen. Die Biegezugvektoren 47 sollen die gleichzeitige Eingriffs- und Zugfunktion der Greifelemente 13 veranschaulichen.
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Der Verfahrensschritt 44 zeigt das Halten des Bolzens 3 unter einer Restfederspannung 46. Die Drehrampe 30 wird in dieser Position nicht mehr bewegt, da die Endposition erreicht ist. Das Kraftübertragungselement 12 hat den zweiten Rastbereich erreicht. Das daneben gezeigte Detailbild der Haltevorrichtung 1 zeigt das Halteteil 4, das in Bezug auf die in Schritt 42 gezeigte Vorspannposition eine Vertikalverschiebung 39 um die Höhe y erreicht hat. Die Greifelemente 13 werden durch die umlaufende Wand 8 des ringförmigen Trägerelementes 10, gegen den Schulterabschnitt 15 des Bolzens 3 gedrückt. Auf diese Weise ist der Bolzen 3 in dieser Stellung verriegelt.
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Die Verriegelung in der Halteposition wird zusätzlich durch die Restfederspannung 46 abgesichert, so dass möglicherweise auftretende Zugkräfte gegen die Federkraft zunächst ausgeglichen werden können. An der Verjüngung des Bolzens 3, unterhalb des Schulterabschnittes 15 ist ferner ein Fahrzeugbauteil 48 angeordnet. Dieses verhindert im gezeigten Fall, dass der Bolzen 3 zusammen mit dem Halteteil 4 noch weiter Richtung Spannantrieb 6 gezogen werden kann.
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Ein weiteres Vorspannen gibt den Bolzen 3 wieder frei und stellt die Haltevorrichtung 1 für eine neue Montage bereit. Auf diese Weise kann eine sehr schnelle Montage bzw. Demontage gewährleistet werden und Kosten eingespart werden. Dabei ist die Handhabung der Haltevorrichtung so einfach, dass nicht nur ein Monteur sondern auch ein normaler Kraftfahrzeugfahrer beispielsweise ein Blinklicht auswechseln kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haltevorrichtung
- 2
- Fahrzeugteil
- 3
- Bolzen
- 4
- Halteteil
- 5
- Feder
- 6
- Spannantrieb
- 7
- Ausnehmung
- 8
- umlaufende Wand
- 9
- Durchgangsöffnung Halteteil
- 10
- Ringförmiger Träger
- 11
- Gewinde
- 12
- Kraftübertragungselement
- 13
- Greifelement
- 14
- Haltevorsprung
- 15
- Schulterabschnitt
- 16
- Ausnehmung Spannantrieb
- 17
- Spannantriebaußenwand
- 18
- Außenwandvorsprung
- 19
- Flügelteil
- 20
- Halteteil mit Rampenkonturen
- 21
- Außenrampen
- 22
- Innenrampen
- 23
- Schräge
- 24
- Erhöhung Öffnungsrand
- 25
- Führung
- 26
- Zweiter Rastbereich
- 27
- Spannbereich
- 28
- Erster Rastbereich
- 29
- Entspannbereich
- 30
- Drehrampe
- 31
- steigender Rampenbereich
- 32
- fallender Rampenbereich
- 33
- erste Richtungssperre
- 34
- zweite Richtungssperre
- 35
- Rastpunkthöhe
- 36
- Axialer Kraftvektor
- 37
- Drehrichtung
- 38
- Einbaurichtung
- 39
- Vertikalverschiebung y
- 40
- Verfahren
- 41
- Vorspannen
- 42
- Verrasten
- 43
- Lösen
- 44
- Halten
- 45
- Federkraftvektor
- 46
- Restfederspannung
- 47
- Biegezugvektor
- 48
- Fahrzeugbauteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2335241 [0003]
- DE 102009016755 A1 [0004]
- DE 4225540 C1 [0005]
