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Technisches Feld
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stift zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils und eines zweiten Teils gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine mechanische Verbindung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9, die einen derartigen Stift umfasst, eine Aufhängungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10, die einen derartigen Stift umfasst, und ein Fahrzeug, das eine derartige Aufführungsvorrichtung umfasst.
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Hintergrund
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Ein Verbinden zweier Teile durch Verwendung irgendeiner Stiftanordnung in einer Nut oder in einem Loch ist allgemein bekannt, zum Beispiel in sogenannten Keilverbindungen, Gabelgelenken oder dergleichen. Ein solcher Stift könnte daher einen Keil, einen Splint oder einen Gelenkbolzen ausbilden und wird oft in Zusammenhang gebracht mit Herausforderungen bezüglich der Kontaktfläche des Stifts und Kräften, die auf die Kontaktfläche wirken. Große Kräfte, die auf eine kleine Kontaktfläche wirken, können Probleme verursachen und stellen typischerweise hohe Anforderungen an das Material des Stifts, um Haltbarkeit-Anforderungen gerecht zu werden.
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Dreieckige Keile mit geraden Seiten werden oft verwendet, haben jedoch den Nachteil, dass es schwierig ist, exakt denselben Winkel des Keils und der Nut zu erzielen. Der Keil kann daher schief in der Nut angeordnet sein und die Kontaktfläche des Keils, welche an der Nutwandung anliegt, kann leicht kleiner werden als geplant. Mit einer kleinen Kontaktfläche kann die Anordnung des Keils möglicherweise nicht imstande sein, den Kräften standzuhalten, die auf den Keil wirken, und der Keil kann dabei verformt werden oder sogar brechen. Eine kleine Kontaktfläche kann auch Risse in der Nut verursachen. Um dieses Problem zu vermeiden, wurden Keile mit rundem Querschnitt verwendet, was einen linearen Kontakt zwischen dem Keil und der Nut/dem Loch sicherstellt. Die Kontaktfläche eines zylindrischen Keils kann allerdings in Abhängigkeit von dem Radius sehr klein sein und daher ein Material benötigen, welches den hohen Kräften widerstehen kann, die auf den Keil wirken. Alternativ kann die Kontaktfläche vergrößert werden, wobei die Kräfte über eine größere Fläche verteilt werden und dabei nicht dieselbe Auswirkung auf den Keil oder die Nut/das Loch haben. Um die Kontaktfläche eines zylindrischen Keils zu vergrößern, muss der Radius des Keils vergrößert werden. Dies könnte jedoch in begrenzten Räumen ein Problem darstellen, in denen die Größe des Keils essenziell ist.
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Die gattungsbildende Druckschrifft
US 9 562 555 B1 offenbart eine Verbindungseinheit, bei welcher zwei zu verbindende Teile mittels eines Verbindungspins zusammengehalten werden. Dieser Pin weist einen Querschnitt auf, der einen ersten und einen zweiten Radius umfasst.
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US 7 891 055 B1 zeigt ein Scharniergelenk mit zwei Flügelteilen, welche durch einen austauschbaren Pin verbunden sind. Der Pin ist zylindrisch mit konstantem Durchmesser geformt. Auf dem Pin sind Auswölbungen angebracht, die einen geringeren Radius aufweisen als der zylindrische Pin.
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US 1 742 699 A betrifft ebenfalls ein Scharniergelenk. Hierbei werden zwei Flügelteile mit einem Pin verbunden, der verschiedene Querschnittsformen annehmen kann. In einem Beispiel weist der Pin einen Querschnitt mit zwei unterschiedlichen Radii auf.
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WO 2009/ 115 363 A1 offenbart ein Scharbier für ein Fenster oder eine Tür, bei dem ein Lagerbock und eine Scharbierhülse durch einen Lagerbolzen schwenkbar miteinander verbunden sind. Der Lagerbolzen weist einen polygonförmigen Mehrkantquerschnitt auf, welcher zwei unterschiedliche Radii umfassen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Trotz bekannter Lösungen im Feld besteht nach wie vor ein Bedarf, einen Stift zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils und eines zweiten Teils zu entwickeln, der zumindest einige der Nachteile des Stands der Technik überwindet oder abschwächt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen vorteilhaften Stift zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils und eines zweiten Teils zu erzielen, der eine erhöhte Haltbarkeit und ein vergleichsweise kleines Gesamtvolumen aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vorteilhafte mechanische Verbindung zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils und eines zweiten Teils zu erzielen, die einen Stift mit einer erhöhten Haltbarkeit und einem vergleichsweise kleinen Gesamtvolumen aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vorteilhafte Aufhängungsvorrichtung zum lösbaren Befestigen einer Komponente an einer Fahrzeugstruktur zu erzielen, die einen Stift mit einer erhöhten Haltbarkeit und einem vergleichsweise geringen Gesamtvolumen umfasst.
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Diese Aufgaben werden durch einen Stift, eine mechanische Verbindung, eine Aufhängungsvorrichtung und ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Der Stift kann dazu eingerichtet sein, mit der Vertiefung, die in dem ersten Teil ausgebildet ist, und mit der Vertiefung zusammenzuwirken, die in dem zweiten Teil ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise weist zumindest ein Teil des Stifts, der dazu eingerichtet ist, mit den Vertiefungen zusammenzuwirken, einen Querschnitt auf, der einen ersten Radius und einen zweiten Radius umfasst, wobei der erste Radius sich von dem zweiten Radius unterscheidet. Der Stift umfasst zweckmäßigerweise zumindest einen ersten gekrümmten Abschnitt, der den ersten Radius aufweist, und zumindest einen gekrümmten Abschnitt, der den zweiten Radius aufweist. Jeder Abschnitt erstreckt sich zweckmäßigerweise entlang eines Teils des Umfangs des Stifts und entlang zumindest eines Teils der Länge (Längserstreckung) des Stifts. Jeder Abschnitt bildet einen Teil des Umfangs des Stifts.
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Der Stift kann einen Teil einer mechanischen Verbindung ausbilden. Der Stift kann ein Splint oder ein Keil sein. Der Stift kann alternativ einen Gelenkbolzen bilden. Der Stift kann dazu eingerichtet sein, einen ersten Teil und einen zweiten Teil aneinander zu fixieren/aneinander zu befestigen/miteinander zu verbinden.
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Ein Stift zum Verbinden eines ersten Teils und eines zweiten Teils ist typischerweise Kräften von dem ersten Teil und/oder von dem zweiten Teil ausgesetzt, die auf zumindest eine Kontaktfläche des Stifts wirken. Wie im Hintergrund beschrieben wurde, ist die Kraft, die auf diese Fläche wirkt, umso größer, je kleiner die Kontaktfläche ist. Indem der Stift derart gestaltet wird, dass er einen Querschnitt mit einem ersten und einem zweiten Radius aufweist, wird ein Stift mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt sondern mit gekrümmten Abschnitten erzielt. Der Stift kann länglich mit einer Mittelachse sein. Die gekrümmten Abschnitte sind zweckmäßigerweise in Bezug auf die Mittelachse des Stifts konvex. Indem gekrümmte konvexe Abschnitte vorgesehen sind, ist es einfacher, eine gewünschte Kontaktfläche zu erhalten, die an der Wandung der entsprechenden Vertiefung anliegt. Es ist bekannt, Stifte mit kreisförmigen Querschnitten zu verwenden, um im Vergleich zu Keilen mit geraden Seiten eine bestimmte Kontaktfläche mehr oder weniger sicherzustellen. Allerdings kann die Kontaktoberfläche in Abhängigkeit von dem Radius des kreisförmigen Querschnitts vergleichsweise klein sein. Indem der Stift mit einem ersten Radius und mit einem zweiten Radius gestaltet wird, wobei der erste Radius sich von dem zweiten Radius unterscheidet, können ein größerer und ein kleinerer Radius verwendet werden. Der größere Radius ermöglicht eine größere Gesamtkontaktfläche, und der kleinere Radius stellt sicher, dass der Stift im Vergleich zu einem Stift mit einem kreisförmigen Querschnitt, der einen größeren Radius aufweist, bezüglich seiner Größe vergleichsweise klein bleibt. Ein kompakter Stift mit erhöhter Haltbarkeit wird hierdurch erzielt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stift zumindest einen Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, an einer Wandung der Vertiefung in dem ersten Teil und/oder an einer Wandung der Vertiefung in dem zweiten Teil anzuliegen. Der zumindest eine Abschnitt umfasst daher eine Kontaktfläche. Mit Kontaktfläche ist daher eine Oberfläche des Stifts gemeint, die an der Wandung der entsprechenden Vertiefung anliegt, wenn der Stift zum Verbinden des ersten Teils und des zweiten Teils verwendet wird. In Abhängigkeit von der Anwendung, in welcher der Stift verwendet wird, und daher in Abhängigkeit von den Vertiefungen kann der zumindest eine Abschnitt dazu eingerichtet sein, an der Wandung einer Vertiefung entlang der gesamten Längserstreckung des Abschnitts anzuliegen oder an separaten Positionen entlang der Längserstreckung des Abschnitts. Der Einfachheit halber wird die Kontaktfläche eines Abschnitts hierin als die gesamte Oberfläche des Abschnitts festgelegt, die an einer Wandung einer Vertiefung anliegt. In Abhängigkeit von der Form und den Abmessungen der Vertiefung relativ zu dem Stift kann der zumindest eine Abschnitt den ersten Radius oder den zweiten Radius aufweisen. Der Stift kann derart eingerichtet sein, dass zumindest ein Abschnitt, der den größeren Radius aufweist, dazu eingerichtet ist, an der Wandung der Vertiefung in dem ersten Teil und/oder der Wandung der Vertiefung in dem zweiten Teil anzuliegen, wobei ein Stift mit einer größeren Kontaktfläche erzielt wird. Der Stift kann derart eingerichtet sein, dass zwei unterschiedliche Abschnitte, die den kleineren Radius aufweisen, dazu eingerichtet sind, an der Wandung der Vertiefung in dem ersten Teil und/oder an der Wandung der Vertiefung in dem zweiten Teil anzuliegen. Auf diese Weise wird die Gesamtkontaktfläche des Stifts vergrößert. Die Gesamtkontaktfläche des Stifts ist festgelegt als die kombinierten Kontaktflächen aller Abschnitte des Stifts.
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Der Stift kann zumindest zwei gekrümmte Abschnitte mit dem ersten Radius und zumindest zwei gekrümmte Abschnitte mit dem zweiten Radius umfassen. Der Stift ist zweckmäßigerweise symmetrisch geformt. Ein Abschnitt mit dem zweiten Radius kann zwei Abschnitte mit dem ersten Radius verbinden, sodass ein Abschnitt, der den zweiten Radius aufweist, zwischen zwei Abschnitten angeordnet ist, die den ersten Radius aufweisen. Ein Abschnitt, der den ersten Radius aufweist, ist stets neben einem Abschnitt angeordnet, der den zweiten Radius aufweist. Der erste Radius ist zweckmäßiger Weise größer als der zweite Radius.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Querschnitt des Stifts im Wesentlichen dreieckig und umfasst drei Seiten mit dem ersten Radius und drei Ecken mit dem zweiten Radius, wobei die Ecken die Seiten verbinden. Der Stift umfasst daher drei gekrümmte Abschnitte, die den ersten Radius aufweisen, und drei gekrümmte Abschnitte, die den zweiten Radius aufweisen. Die Ecken sind daher gekrümmt und weisen einen kleineren Radius auf als die Seiten des Stifts. Alternativ ist der Querschnitt des Stifts im Wesentlichen rechteckig und umfasst vier Seiten mit dem ersten Radius und vier Ecken mit dem zweiten Radius, wobei die Ecken die Seiten verbinden. Der Stift umfasst daher vier gekrümmte Abschnitte, die den ersten Radius aufweisen, und vier gekrümmte Abschnitte, die den zweiten Radius aufweisen. Der Stift gemäß der Erfindung weist daher einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, aber umfasst immer noch gekrümmte (konvexe) Abschnitte, die in einer zuverlässigeren Weise sicherstellen, dass eine Kontaktfläche des Stifts an der Vertiefungs-Wandung/den Vertiefungs-Wandungen anliegt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Stift dazu eingerichtet, in einer Nut angeordnet zu werden, die von der Vertiefung in dem ersten Teil und der Vertiefung in dem zweiten Teil gebildet ist. Die Nut kann im Wesentlichen V-förmig oder U-förmig sein. Die Vertiefung in dem ersten Teil kann eine Seitenwandung der Nut ausbilden, und die Vertiefung in dem zweiten Teil kann die gegenüberliegende Seitenwandung der Nut ausbilden. Die Seitenwandungen der Nut können gerade, konvex oder konkav sein. Jeder Abschnitt entlang der Längserstreckung der Nut umfasst daher den ersten Teil und den zweiten Teil. Der Stift, der dazu eingerichtet ist, in einer solchen Nut angeordnet zu werden, kann eine Art Keil darstellen. In diesem Fall umfasst der Stift zweckmäßiger Weise zwei gekrümmte Abschnitte, die dazu eingerichtet sind, an den Wandungen der Nut anzuliegen. Ein gekrümmter Abschnitt kann dazu eingerichtet sein, an einer Wandung anzuliegen, die von dem ersten Teil ausgebildet wird, und ein gekrümmter Abschnitt kann dazu eingerichtet sein, an einer Wandung anzuliegen, die von dem zweiten Teil ausgebildet wird. Jeder gekrümmte Abschnitt des Stifts, der dazu eingerichtet ist, an einer Seitenwandung der Nut anzuliegen, weist zweckmäßiger Weise den ersten Radius auf, d. h. den größeren Radius. Auf diese Weise wird eine größere Gesamtkontaktfläche erzielt und die Haltbarkeit des Stifts, des ersten Teils und des zweiten Teils wird erhöht, während der Stift vergleichsweise kompakt gehalten wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Stift dazu eingerichtet, in einer Durchführung angeordnet zu werden, die in dem ersten Teil und in dem zweiten Teil ausgebildet ist. Daher können die Vertiefung, die in dem ersten Teil gebildet ist, und die Vertiefung, die in dem zweiten Teil gebildet ist, Durchführungen sein, die auch als Augen bezeichnet werden. Der erste Teil und der zweite Teil können derart angeordnet sein, dass die Durchführungen der Teile koaxial angeordnet sind, wobei sie eine sich längs erstreckende Durchführung ausbilden. Der Stift ist dazu eingerichtet, in das Loch eingeführt zu werden und dabei den ersten Teil und den zweiten Teil miteinander zu verbinden. Diese Art von Verbindung/Verknüpfung umfasst üblicherweise kreisförmige Löcher und einen Stift mit einem gleichförmigen kreisförmigen Querschnitt. In einer derartigen Anordnung kann der Stift eine vergleichsweise kleine Kontaktfläche aufweisen, die an der Innenwandung des Lochs anliegt. Indem ein Stift gemäß der Erfindung mit zwei unterschiedlichen Radien verwendet wird, kann die Kontaktfläche vergrößert werden. In dem Fall, in dem der Radius der kreisförmigen Durchführung größer ist als der erste (größte) Radius des Stifts, wird zu jedem gegebenen Zeitpunkt ein Abschnitt des Stift, der den ersten Radius aufweist, an der Wandung des Lochs anliegen. Da der Stift Abschnitte mit einem kleineren Radius (dem zweiten Radius) umfasst, kann ein größerer erster Radius verwendet werden, und der Stift wird immer noch klein genug sein, um in das Loch zu passen. Eine vergrößerte Kontaktfläche wir daher erzielt, während die Gesamtgröße des Stifts klein gehalten wird. In dem Fall, in dem der Radius der Durchführung kleiner ist als der erste Radius des Stifts, ist es wahrscheinlicher, dass zu jedem gegebenen Zeitpunkt zwei Abschnitte, die den zweiten Radius aufweisen, an der Wandung des Lochs anliegen. Auf diese Weise wird die Gesamtkontaktfläche erhöht im Vergleich zu einem Stift mit einem kreisförmigen Querschnitt.
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Falls der erste Radius/der größere Radius zu groß ist, können die Abschnitte, die den ersten Radius aufweisen, im Wesentlichen gerade sein. Die Vorteile, eine gekrümmte Kontaktfläche zu haben, gehen hierbei verloren. Es ist daher wichtig, dass der erste Radius nicht zu groß ist. Der erste Radius kann ein Vielfaches der Breite des Stifts sein. Die Breite des Stifts kann definiert sein als der Abstand zwischen zwei Abschnitten, die den zweiten Radius aufweisen. Die Breite kann definiert sein als der Durchmesser des Stifts an einer breitesten Stelle des Stifts. Die Beziehung zwischen dem ersten Radius und der Breite ist derart, dass der erste Radius höchsten 2,5-mal der Breite des Stifts entspricht. Der erste Radius ist zweckmäßiger Weise zweimal die Breite. Der erste Radius ist in dem Bereich 0,75-2,5-mal die Breite. Innerhalb dieses Bereichs wird eine ausreichend große Kontaktfläche erzielt, ohne Toleranzprobleme zu verursachen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine mechanische Verbindung bereitgestellt, die einen ersten Teil, der eine Vertiefung umfasst, und einen zweiten Teil umfasst, der eine Vertiefung umfasst, wobei die Verbindung einen Stift wie hierin beschrieben zum Verbinden des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander umfasst. Die mechanische Verbindung umfasst daher einen Stift zum lösbaren Verbinden des ersten Teils und des zweiten Teils, wobei der Stift dazu eingerichtet ist, in der Vertiefung, die in dem ersten Teil gebildet ist, und in der Vertiefung, die in dem zweiten Teil gebildet ist, angeordnet zu werden, wobei der Stift einen Querschnitt aufweist, der einen ersten Radius und einen zweiten Radius umfasst, wobei der erste Radius sich von dem zweiten Radius unterscheidet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Aufhängungsvorrichtung zum lösbaren Befestigen einer Komponente an einer Fahrzeugstruktur bereitgestellt, wobei die Aufhängungsvorrichtung umfasst: einen ersten Teil, der dazu eingerichtet ist, an der Komponente angebracht zu werden; und einen zweiten Teil, der dazu eingerichtet ist, an der Fahrzeugstruktur angebracht zu werden. Die Aufhängungsvorrichtung umfasst zumindest einen Stift wie hierin beschrieben zum Verbinden des ersten Teils und des zweiten Teils. Die Aufhängungsvorrichtung umfasst daher einen Stift zum lösbaren Verbinden des ersten Teils und des zweiten Teils, wobei der Stift dazu eingerichtet ist, in einer Vertiefung, die in dem ersten Teil gebildet ist, und in einer Vertiefung, die in dem zweiten Teil gebildet ist, angeordnet zu werden, wobei der Stift einen Querschnitt aufweist, der einen ersten Radius und einen zweiten Radius umfasst, wobei der erste Radius sich von dem zweiten Radius unterscheidet. Der erste Teil kann eine erste Halterung sein und der zweite Teil kann eine zweite Halterung sein.
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Die Erfindung wird durch die beigefügten Patentansprüche definiert. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich für den Fachmann anhand der folgenden Beschreibung und auch daraus ergeben, die Erfindung praktisch umzusetzen. Während Ausführungsformen der Erfindung untenstehend beschrieben werden, sollte beachtet werden, dass diese nicht auf die bestimmten beschriebenen Details beschränkt ist. Fachmänner, die Zugang zu den Lehren hierin haben, werden weitere Anwendungen, Abwandlungen und Umsetzungen in anderen Bereichen erkennen, die innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen.
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Figurenliste
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Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und weiterer Aufgaben und Vorteile derselben sollte die untenstehende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, in denen dieselben Bezugszeichen ähnliche Dinge in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen, und in denen:
- 1a-c einen Stift zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils und eines zweiten Teils gemäß Ausführungsformen der Erfindung schematisch darstellt;
- 2a-e einen Stift zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils und eines zweiten Teils gemäß Ausführungsformen der Erfindung schematisch darstellt;
- 3a-b eine Aufhängungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
- 4a-c Anwendungen für eine Aufhängungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung schematisch darstellt; und
- 5 ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Die 1a-1c stellen einen Stift 10 zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils 20 und eines zweiten Teils 30 gemäß Ausführungsformen der Erfindung schematisch dar. Der Stift 10 ist dazu eingerichtet, in einer Vertiefung 22, die in dem ersten Teil 20 gebildet ist, und in einer Vertiefung 32, die in dem zweiten Teil 30 gebildet ist, angeordnet zu werden, wobei der Stift 10 einen Querschnitt aufweist, der einen ersten Radius R1 und einen zweiten Radius R2 umfasst, wobei der erste Radius R1 sich von dem zweiten Radius R2 unterscheidet. Zweckmäßiger Weise weisen zumindest die Teile des Stifts 10, die dazu eingerichtet sind, mit den Vertiefungen 22, 32 zusammenzuwirken, einen Querschnitt auf, der einen ersten Radius R1 und einen zweiten Radius R2 umfasst, wobei der erste Radius R1 sich von dem zweiten Radius R2 unterscheidet. Der Stift 10 umfasst zweckmäßiger Weise zumindest einen gekrümmten Abschnitt, der den ersten Radius R1 aufweist, und zumindest einen gekrümmten Abschnitt, der den zweiten Radius R2 aufweist. Jeder Abschnitt erstreckt sich zweckmäßiger Weise entlang zumindest eines Teils der Länge des Stifts 10. Jeder Abschnitt stellt einen Teil des Umfangs des Stifts 10 dar.
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In den Ausführungsformen, die in den 1a und 1b gezeigt sind, ist der Querschnitt des Stifts 10 im Wesentlichen rechteckig und umfasst vier gekrümmte Abschnitte 12, die den ersten Radius R1 aufweisen, und vier gekrümmte Abschnitte 14, die den zweiten Radius R2 aufweisen. Daher umfasst der Stift 10 vier Seiten 12 mit dem ersten Radius R1 und vier Ecken 14 mit dem zweiten Radius R2, wobei die Ecken 14 die Seiten 12 verbinden. Der Stift 10 weist daher einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, aber weist immer noch gekrümmte (konvexe) Abschnitte auf. Der Stift 10 kann länglich sein mit einer Mittelachse (nicht gezeigt). Die gekrümmten Abschnitte 12, 14 sind zweckmäßiger Weise relativ zu der Mittelachse des Stifts 10 konvex. Die gekrümmten Abschnitte 12, 14 erleichtern es, eine gewünschte Kontaktfläche des Stifts 10 zu erhalten, die an der Wandung der entsprechenden Vertiefung 22, 32 anliegt. Eine größere Kontaktfläche ist wünschenswert, um die Kräfte über eine größere Fläche zu verteilen, die von dem ersten Teil 20 und dem zweiten Teil 30 auf den Stift 10 ausgeübt werden. Der erste Radius R1 ist zweckmäßiger Weise größer als der zweite Radius R2. Der erste Radius R1 ermöglicht eine größere Kontaktfläche an der zweite Radius R2 stellt sicher, dass der Stift 10 vergleichsweise klein bleibt im Vergleich zu einem Stift mit einem kreisförmigen Querschnitt, der einen größeren Radius aufweist. Ein kompakter Stift 10 mit erhöhter Festigkeit wird hierdurch erzielt.
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Zumindest ein gekrümmter Abschnitt 12, 14 des Stifts 10 ist dazu eingerichtet, an eine Wandung der Vertiefung 22 in dem ersten Teil 20 und/oder einer Wandung der Vertiefung 32 in dem zweiten Teil 20 anzuliegen. Je größer der Radius des gekrümmten Abschnitts 12, 14 ist, desto größer ist die Kontaktfläche des Stifts 10, die an der Wandung anliegt. Abhängig von der Anwendung, in welcher der Stift 10 verwendet wird, und daher abhängig von den Vertiefungen 22, 32 kann der zumindest eine gekrümmte Abschnitt 12, 14 dazu eingerichtet sein, an der Wandung einer Vertiefung 22, 32 entlang der gesamten Längserstreckung des Abschnitts 12, 14 anzuliegen, oder an separaten Positionen entlang der Längserstreckung des Abschnitts 12, 14.
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In dieser Ausführungsform fungiert der Stift 10 als ein Splint oder ein Keil in einer Nut 40, die von der Vertiefung 22 in dem ersten Teil 20 und der Vertiefung 32 in dem zweiten Teil 30 gebildet wird. Die Nut 40 kann im Wesentlichen V-förmig oder U-förmig sein. Aufgrund der Konfiguration des Stifts 10 mit zwei unterschiedlichen Radien R1, R2 wird der Stift 10 aufgrund seiner eigenen Bewegung derart angeordnet sein, dass die beiden Abschnitte 12 mit dem ersten Radius R1 an der Wandung der Vertiefung 22 in dem ersten Teil 20 und der Wandung der Vertiefung 32 in dem zweiten Teil 30 anliegen. Zweckmäßiger Weise liegt ein gekrümmter Abschnitt 20 mit dem ersten Radius R1 an der Wandung der Vertiefung an, die in dem ersten Teil 20 gebildet ist, und ein anderer gekrümmter Abschnitt 12 mit dem ersten Radius R1 liegt an der Wandung der Vertiefung 32 an, die in dem zweiten Teil 30 gebildet ist.
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Der in der 1a offenbarte Stift 10 weist einen kleineren Radius R1 auf als der in der 1b offenbarte Stift 10. Der in der 1a offenbarte Stift 10 weist daher einen etwas kreisförmigeren Querschnitt auf. In der 1b sind aus Gründen einer Klarheit lediglich ein gekrümmter Abschnitt 12, der den ersten Radius R1 aufweist, und ein gekrümmter Abschnitt 14, der den zweiten Radius R2 aufweist, mit einem Bezugszeichen versehen. Die 1b offenbart die Breite W des Stifts 10, die definiert ist als der Abstand zwischen zwei gekrümmten Abschnitten 14, die den Radius R2 aufweisen. Die Breite W ist zweckmäßiger Weise der Durchmesser des Stifts 10 an der breitesten Stelle des Stifts 10. Falls der erste Radius R1 zu groß ist, kann der gekrümmte Abschnitt 12, der den ersten Radius R1 aufweist, im Wesentlichen gerade sein. Dies ist nicht wünschenswert. Der erste Radius R1 kann ähnlich der Breite W des Stifts 10 sein (R1=W). Der erste Radius R1 kann innerhalb eines Bereichs von 0,75 W - 2,5 W liegen. Innerhalb dieses Bereichs wird eine ausreichend große Kontaktfläche erzielt, ohne Toleranzprobleme zu verursachen.
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In der in der 1c gezeigten Ausführungsform ist der Querschnitt des Stifts 10 im Wesentlichen dreieckig und umfasst drei gekrümmter Abschnitte 12, die den ersten Radius R1 aufweisen, und drei gekrümmte Abschnitte 14 die den zweiten Radius R2 aufweisen. Der Stift 10 umfasst daher drei Seiten 12 mit dem ersten Radius R1 und drei Ecken 14 mit dem zweiten Radius R2, wobei die Ecken 14 die Seiten 12 verbinden. Der erste Radius R1 ist zweckmäßiger Weise größer als der zweite Radius R2. Die Ecken 14 sind daher gekrümmt und weisen einen kleineren Radius auf als die Seiten 12 des Stifts 10. Der Stift 10 weist daher einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, aber weist immer noch gekrümmte (konvexe) Abschnitte auf. Der erste Radius R1 ermöglicht eine größere Kontaktfläche, und der zweite Radius R2 stellt sicher, dass der Stift 10 vergleichsweise klein bleibt im Vergleich zu einem Stift mit einem kreisförmigen Querschnitt, der einen größeren Radius aufweist. Dabei wird ein kompakter Stift 10 mit einer erhöhten Festigkeit erzielt. Auch in dieser Ausführungsform fungiert der Stift 10 als ein Splint oder ein Keil in einer Nut, die von der Vertiefung 22 in dem ersten Teil 20 und der Vertiefung 32 in dem zweiten Teil 30 gebildet wird. Die Nut 40 kann im Wesentlichen V-förmig oder U-förmig sein. Aufgrund der Konfiguration des Stifts 10 mit der dreieckigen Form und mit zwei unterschiedlichen Radien R1, R2 wird der Stift 10 aufgrund seiner eigenen Bewegung derart angeordnet sein, dass die beiden Abschnitte 12 mit dem ersten Radius R1 an der Wandung der Vertiefung 22 in dem ersten Teil 20 und der Wandung der Vertiefung 32 in dem zweiten Teil 30 anliegen. Zweckmäßiger Weise liegt ein gekrümmter Abschnitt 20 mit dem ersten Radius R1 an der Wandung der Vertiefung an, die in dem ersten Teil 20 gebildet ist, und ein anderer gekrümmter Abschnitt 12 mit dem ersten Radius R1 liegt an der Wandung der Vertiefung 32 an, die in dem zweiten Teil 30 gebildet ist.
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Die 2a-e stellen schematisch einen Stift 10 zum lösbaren Verbinden eines ersten Teils 20 und eines zweiten Teils 30 gemäß Ausführungsformen der Erfindung dar. Der Stift 20 ist dazu eingerichtet, in einer Vertiefung 22, die in dem ersten Teil 20 gebildet ist, und in einer Vertiefung 32, die in dem zweiten Teil 30 gebildet ist, angeordnet zu werden, wobei der Stift 10 einen Querschnitt aufweist, der einen ersten Radius R1 und einen zweiten Radius R2 umfasst, wobei sich der erste Radius R1 von dem zweiten Radius R2 unterscheidet. Der erste Radius R1 ist zweckmäßiger Weise größer als der zweite Radius R2. Wie in der 2a gezeigt ist, kann der Stift einen Teil einer mechanischen Verbindung darstellen, und er kann dazu eingerichtet sein, in einer Durchführung 50 angeordnet zu sein, die in dem ersten Teil 20 und dem zweiten Teil 30 gebildet ist. Daher können die Vertiefung 22, die in dem ersten Teil 20 gebildet ist, und die Vertiefung 32, die in dem zweiten Teil 30 gebildet ist, Durchführungen sein, die auch Augen genannt werden. Der erste Teil 20 und der zweite Teil 30 sind zweckmäßiger Weise derart angeordnet, dass die Durchführungen der Teile 20, 30 koaxial angeordnet sind und eine sich längs erstreckende Durchführung 50 bilden. Der Stift 10 ist dazu eingerichtet, in die Durchführung 50 eingeführt zu werden und dadurch den ersten Teil 20 und den zweiten Teil 30 miteinander zu verbinden. Das Loch in dem ersten Teil 20 und das Loch in dem zweiten Teil 30 weisen zweckmäßiger Weise denselben Radius R3 auf. Die Beziehung zwischen dem ersten Radius R1, dem zweiten Radius R2 und dem Radius R3 der Durchführung 50 wird sich auf die Kontaktfläche des Stifts 10 auswirken. Indem ein Stift 10 gemäß der Erfindung mit zwei unterschiedlichen Radien R1, R2 verwendet wird, kann die Kontaktfläche zwischen dem Stift 10 und der Wandung der Durchführung 50 vergrößert werden, während der Stift 10 vergleichsweise klein gehalten wird.
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Die 2b zeigt den Stift 10 in der Durchführung 50 angeordnet, wobei der Querschnitt des Stifts 10 im Wesentlichen rechteckig ist und vier gekrümmte Abschnitte 12, die den ersten Radius R1 aufweisen, sowie vier gekrümmte Abschnitte 14 umfasst, die den zweiten Radius R2 aufweisen. Daher umfasst der Stift 10 vier Seiten 12 mit dem ersten Radius R1 und vier Ecken 14 mit dem zweiten Radius R2, wobei die Ecken 14 die Seiten 12 verbinden. Der Stift 10 weist daher einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, aber umfasst immer noch gekrümmte (konvexe) Abschnitte. Der Stift 10 kann länglich sein mit einer Mittelachse (nicht gezeigt). Die gekrümmten Abschnitte 12, 14 sind zweckmäßiger Weise konvex relativ zu der Mittelachse des Stifts 10. Die konvexen Abschnitte 12, 14 erleichtern es, eine gewünschte Kontaktfläche des Stifts 10 zu erhalten, die an der Wandung der Durchführung anliegt. Eine größere Kontaktfläche ist wünschenswert, um die Kräfte über eine größere Fläche zu verteilen, welche von dem ersten Teil 20 und von dem zweiten Teil 30 auf den Stift ausgeübt werden.
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Die 2c zeigt den Stift 10, wie er in den 2a und 2b offenbart ist, der derart konfiguriert ist, dass der erste Radius R1 größer ist als der zweite Radius R2 und der Radius R3 der Durchführung 50, und derart, dass der zweite Radius R2 kleiner ist als der Radius R3 der Durchführung 50. In einer derartigen Ausführungsform werden zumindest zwei gekrümmte Abschnitte 14, die den zweiten Radius R2 aufweisen, an der Innenwandung der Durchführung 50 anliegen, wenn der Stift 10 dazu angeordnet ist, den ersten Teil 20 und den zweiten Teil 30 zu verbinden. Auf diese Weise wird eine größere Gesamtkontaktfläche erzielt.
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Die 2d zeigt den Stift 10, wie er in den 2a und 2b offenbart ist, der derart konfiguriert ist, dass der erste Radius R1 ähnlich dem Radius R3 der Durchführung 50 ist, und derart, dass der erste Radius R1 größer ist als der zweite Radius R2. In einer derartigen Ausführungsform wird zumindest ein gekrümmter Abschnitt 12, der den ersten Radius R1 aufweist, an der Innenwandung der Durchführung 50 anliegen, wenn der Stift 10 dazu angeordnet wird, den ersten Teil 20 und den zweiten Teil 30 zu verbinden. Da der Radius R1 ähnlich dem Radius 30 des Lochs 50 ist, wird die Kontaktfläche zwischen dem Stift 10 und der Wandung der Durchführung 50 vergrößert werden.
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2e zeigt den Stift, wie er in den 2a und 2b offenbart ist, der derart konfiguriert ist, dass der erste Radius R1 kleiner ist als der Radius R3 der Durchführung 50 und größer als der zweite Radius R2. In einer solchen Ausführungsform wird zumindest ein gekrümmter Abschnitt 12, der den ersten Radius R1 aufweist, an der Innenwandung der Durchführung 50 anliegen, wenn der Stift 10 dazu angeordnet ist, den ersten Teil 20 und den zweiten Teil 30 zu verbinden.
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Daher kann der Stift 10 in Abhängigkeit von dem Radius R3 der Durchführung 50 mit einem ersten Radius R1 und mit einem zweiten Radius R2 konfiguriert sein, sodass eine gewünschte Kontaktfläche erzielt wird.
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3a stellt schematisch eine Explosionsdarstellung einer Aufhängungsvorrichtung 60 zum lösbaren Befestigen einer Komponente 6 an einer Fahrzeugstruktur 8 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. 3b stellt schematisch eine Ansicht einer zusammengebauten Aufhängungsvorrichtung 60 zum lösbaren Befestigen einer Komponente 6 an einer Fahrzeugstruktur 8 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Die Aufhängungsvorrichtung 60 umfasst: einen ersten Teil 100, der dazu eingerichtet ist, an der Komponente 6 angebracht zu werden; einen zweiten Teil 200, der dazu eingerichtet ist, an der Fahrzeugstruktur 8 angebracht zu werden; und eine erste Fixieranordnung 300 und eine zweite Fixieranordnung 400, die dazu eingerichtet sind, den ersten Teil 100 und den zweiten Teil 200 aneinander zu fixieren. Auf den ersten Teil 100 und auf den zweiten Teil 200 kann als Halterungen Bezug genommen werden. Die Aufhängungsvorrichtung 10 umfasst ferner eine Verriegelungshülse 500, wobei die erste Fixieranordnung 300 und die zweite Fixieranordnung 400 dazu eingerichtet sind, in die Verriegelungshülse 500 von gegenüberliegenden Seiten derart eingeschraubt zu werden, dass die erste Fixieranordnung 300 und die zweite Fixieranordnung 400 eine Klemmkraft auf die erste Halterung 100 und die zweite Halterung 200 ausüben. Indem eine gemeinsame Verriegelungshülse 500 verwendet wird, werden sich die Fixieranordnungen 300, 400 aufeinander zu bewegen, wenn sie in die Verriegelungshülse 500 hineingeschraubt werden. Auf diese Weise werden die Fixieranordnungen 300, 400 eine Klemmverbindung ausbilden, die den ersten Teil 100 und den zweiten Teil 200 aneinander festsetzt. Zudem ermöglicht die Verriegelungshülse 500 ein Trennen des ersten Teils 100 und des zweiten Teils 200 lediglich durch ein Aufschrauben einer der Fixieranordnungen 300, 400. Auf diese Weise ermöglicht die Aufhängungsvorrichtung 60 eine Befestigung/ein Auseinanderbauen von zwei unterschiedlichen Richtungen her.
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Der erste Teil 100 kann länglich sein mit einem Querschnitt, der im Wesentlichen U-förmig ist. Der erste Teil 100 kann daher eine Grundplatte 110 und zwei parallel Seitenabschnitte 120', 120" umfassen, die sich senkrecht zu der Grundplatte 110 erstrecken. Die Seitenabschnitte 120', 120" können sich entlang zumindest eines Teils der Längserstreckung der Grundplatte 110 erstrecken. Die Seitenabschnitte 120', 120" umfassen jeweils eine obere Vertiefung 130', 130" und eine untere Vertiefung 140', 140". Die Vertiefungen 130', 130", 140', 140" sind zweckmäßiger Weise derart konfiguriert, dass jeder Seitenabschnitt 120', 120" eine Verjüngung aufweist. Die unteren Vertiefungen 140', 140" können einen Aufhängungsabschnitt 150 des ersten Teils 100 bilden. Der erste Teil 100 kann auch einen Befestigungsabschnitt (nicht gezeigt) zum Befestigen des ersten Teils 100 an der Komponente 6 umfassen. Der erste Teil 100 kann aus Gussteilen gefertigt sein.
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Der zweite Teil 200 kann länglich sein mit einem Querschnitt, der im Wesentlichen U-förmig ist. Der zweite Teil 200 kann daher eine Grundplatte 210 und zwei parallel Seitenabschnitte 220', 220" umfassen, die sich senkrecht zu der Grundplatte 210 erstrecken. Die Seitenabschnitte 220', 220" umfassen jeweils eine obere Vertiefung 230', 230". Der zweite Teil 200 umfasst auch Vertiefungen in der Form von Aufnahmen 240', 240", eine in jedem Seitenabschnitt 220', 220". Die Aufnahmen 240', 240" können auf die Grundplatte 210 zu geneigt sein. Der zweite Teil 200 kann auch einen Befestigungsabschnitt 260 zum Befestigen des zweiten Teils 200 an der Fahrzeugstruktur 8 umfassen. Der zweite Teil 200 kann aus gebogenem Blech gefertigt sein.
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Die erste Fixieranordnung 300 und die zweite Fixieranordnung 400 umfassen jeweils ein Befestigungselement 310, 410 und einen Stift 320, 420. Der Stift 320, 420 kann konfiguriert sein wie in den 1a-c offenbart. Der Stift 320, 420 umfasst eine mittig angeordnete Öffnung 322, 422, durch welche hindurch zu ragen das Befestigungselement 310, 410 konfiguriert ist. Das Befestigungselement 310, 410 und der Stift 320, 420 sind daher dazu eingerichtet, derart angeordnet zu werden, dass sie sich im Wesentlichen senkrecht zueinander erstrecken. Die Befestigungselemente 310, 410 sind dazu eingerichtet, mit der Drehachse A parallel zu der Längserstreckung des zweiten Teils 200 angeordnet zu werden. Der Stift 320 der ersten Fixieranordnung 300 kann dazu eingerichtet sein, sich durch die Aufnahmen 240', 240" in dem zweiten Teil 200 hindurch zu erstrecken.
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Die mit einem Gewinde versehene Verriegelungshülse 500 ist dazu eingerichtet, innerhalb des zweiten Teils 200 derart angeordnet zu werden, dass sie von der Grundplatte 210 und den Seitenabschnitten 220', 220" des zweiten Teils 200 umgeben wird. Der zweite Teil 200 kann einen Riegel 270 aufweisen, der eine Bewegung der Verriegelungshülse 500 in eine Richtung nach oben einschränkt. Der Riegel 270 kann Flügel (nicht gezeigt) umfassen, die dazu eingerichtet sind, mit vorstehenden Abschnitten 510 der Verriegelungshülse 500 derart zusammenzuwirken, dass die Flügel ein Verdrehen der Verriegelungshülse 500 verhindern. Auf diese Weise können die Fixieranordnungen 300, 400 in die Verriegelungshülse 500 hineingeschraubt werden, ohne dass ein zusätzliches Werkzeug benötigt wird, um die Verriegelungshülse 500 festzuhalten.
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3b zeigt die Aufhängungsvorrichtung 60 zusammengebaut aber ohne die Komponente und die Fahrzeugstruktur. Der erste Teil 100 und der zweite Teil 200 weisen einander entsprechende Formen auf und sind derart angeordnet, dass der erste Teil 100 den zweiten Teil 200 umgibt. Daher sind die Seitenabschnitte 120', 120" des ersten Teils 100 außerhalb der Seitenabschnitte 220', 220" des zweiten Teils 200 angeordnet, und die Grundplatte 110 des ersten Teils 100 ist außerhalb des Grundplatte 210 des zweiten Teils 200 angeordnet. Der erste Teil 100 kann derart angeordnet sein, dass die Grundplatte 110 des ersten Teils 100 an der Grundplatte 210 des zweiten Teils 200 anliegt. Auf den ersten Teil 100 kann als ein weiblicher Teil und auf den zweiten Teil 200 als ein männlicher Teil Bezug genommen werden. Der erste Teil 100 hängt mit dem Aufhängungsabschnitt 150 an dem Stift 320 der ersten Fixieranordnung 300. Die erste Fixieranordnung 300 kann daher als eine dritte Hand dienen, wenn die Komponente an der Fahrzeugstruktur befestigt wird. Die erste Halterung 100 hängt zweckmäßiger Weise an einem Teil des Stifts 320, der sich durch die Aufnahmen 240', 240'' an der Außenseite der Seitenabschnitte 220', 220" hindurch erstreckt. Der Stift 420 der zweiten Fixieranordnung 400 ruht in einer Nut 600 an dem oberen Teil des ersten Teils 100 und dem oberen Teil des zweiten Teils 200. Die Nut 600 ist von den oberen Vertiefungen 130', 130" des ersten Teils 100 und den unteren Vertiefungen 230', 230" des zweiten Teils 200 gebildet. Die Nut 600 kann im Wesentlichen V-förmig oder U-förmig sein. Die Befestigungselemente 310, 410 der Fixieranordnungen 300, 400 bewegen sich aufeinander zu und üben dadurch eine Klemmkraft auf den ersten Teil 100 und den zweiten Teil 200 aus. Zudem wird aufgrund der oberen und unteren Vertiefungen 130', 130", 140', 140" in dem ersten Teil und der Konfiguration der Stifte 320, 420 eine Presskraft auf den ersten Teil 100 derart ausgeübt werden, dass dieser auf die Fahrzeugstruktur 8 und daher auf den zweiten Teil 200 zu gedrückt wird. Dadurch, dass der erste Teil 100 und der zweite Teil 200 fest und eng miteinander verbunden sind, wird die Last auf den ersten Teil auf eine bessere Weise auf die Fahrzeugstruktur 8 übertragen werden, anstatt dass sie die Aufhängungsvorrichtung 60 beeinträchtigt.
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Die 4a-4c veranschaulichen Anwendungen für eine Aufhängungsvorrichtung 60 zum lösbaren Befestigen einer Komponente 6 an einer Fahrzeugstruktur 8 gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Die Aufhängungsvorrichtung 60 kann konfiguriert sein wie in den 3a-3b offenbart ist. Die 4b stellt eine Anwendung für die Aufhängungsvorrichtung 60 dar, wobei die Komponente 60 eine Benzintank-Anordnung und die Fahrzeugstruktur 8 ein Fahrzeugrahmen sind. Wie in der 4a dargestellt ist, kann die Komponente 6 an der Fahrzeugstruktur 8 mittels einer oder mehrerer Aufhängungsvorrichtungen 60 befestigt sein, beispielsweise mittels zweier Aufhängungsvorrichtungen 60. Die 4b stellt dar, wie die Aufhängungsvorrichtung 60 für die Befestigung einer Kraftstofftank-Halterung 6 an einer Fahrzeugstruktur verwendet werden kann. In der 4b ist lediglich die erste Halterung 100 gezeigt. Die 4c stellt eine Anwendung für die Aufhängungsvorrichtung 60 dar, wobei die Komponente 6 ein Schalldämpfer ist. In der 4c ist lediglich die erste Halterung 100 gezeigt.
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Die 5 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1, das eine Antriebseinheit 2 umfasst. Die Antriebseinheit 2 kann ein Benzinmotor, ein Dieselmotor oder ein Elektromotor sein. Das Fahrzeug 1 kann ferner zumindest eine Komponente 6 umfassen, die an einer Fahrzeugstruktur 8 befestigt ist. Die Komponente 6 kann eine Benzintank-Anordnung, ein Schalldämpfer, ein Dieseltank oder dergleichen sein. Die Fahrzeugstruktur 8 kann der Fahrzeugrahmen sein. Die Komponente 6 ist zweckmäßiger Weise an der Fahrzeugstruktur 8 mittels einer Aufhängungsvorrichtung 60 befestigt, wie sie in den 3a und 3b offenbart ist. Das Fahrzeug 1 kann ein schweres Fahrzeug sein, zum Beispiel ein Lastwagen oder ein Bus. Das Fahrzeug kann manuell betrieben, ferngesteuert betrieben oder autonom betrieben sein.
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Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird zu veranschaulichenden und beschreibenden Zwecken bereitgestellt. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die beschriebenen Varianten zu beschränken. Viele Abwandlungen und Variationen werden sich offensichtlich für den Fachmann ergeben. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen am besten erklären zu können und machen es daher für Fachmänner möglich, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den verschiedenen Abwandlungen zu verstehen, die für die vorgesehene Verwendung geeignet sind.
