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Gebiet der Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Verbindungsanordnungen, und insbesondere ein Befestigungssystem zur Aufnahme eines länglichen Steckbefestigungselements durch eine befestigte Komponente, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert, um so eine relativ leichte Last an die befestigte Komponente anzulegen, während das Befestigungselement eine sichere Verbindung mit einer darunter liegenden passenden Struktur herstellt. Nur mittels Beispiel können die Verbindungsanordnungen gemäß der vorliegenden Offenbarung während der Automobilmontage Anwendung finden in der Verbindung von relativ empfindlichen Dekorationselementen oder ähnlichem mit darunterliegenden Haltestrukturen und bei ähnlichen Anwendungsumgebungen.
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Hintergrund
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Es ist bekannt, ein mit einem Gewinde versehenes Element relativ zur Oberfläche einer Platte oder einer anderen Komponente (hier als „befestigte Komponente“ bezeichnet) zu verbinden durch Erstrecken eines länglichen Steckbefestigungselements, wie z.B. eines Gewindebolzens oder ähnlichem, durch ein Loch in der befestigten Komponente und in Eingriffbringen mit einer passenden Struktur auf der entfernten Seite der befestigten Komponente. Nur beispielsweise kann die passende Struktur eine drehbare Mutter oder eine Komponenten, wie z.B. eine Platte oder ähnliches mit einer Einstecköffnung zur Aufnahme und Eingriff mit dem Befestigungselement sein. Durch Anziehen des Befestigungselements werden die befestigte Komponente und die darunterliegende passende Struktur zusammengezogen, um so in einem sicheren Verhältnis zueinander gehalten zu werden. Während solch eine Anordnung eine sichere Verbindung liefert, kann die befestigte Komponente ein wesentliches Maß an Kompression erfahren, wenn durch das Befestigungselement Druck angelegt wird. In kritischen Situationen kann solch eine Kompression eine strukturelle oder kosmetische Beschädigung des befestigten Elements verursachen.
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Es ist bekannt, Trägerhülseneinsätze zu verwenden, um als Druckbegrenzer im Inneren der Öffnung in der befestigten Komponente zu wirken. Solche Hülseneinsätze können nützlich sein bei der Verhinderung von Überkomprimierung der befestigten Komponente. Ein Hülseneinsatz kann auch dazu verwendet werden, eine Lücke zwischen der befestigten Komponente und der darunterliegenden zusammenpassenden Struktur aufrechtzuerhalten. Während Hülseneinsätze eine nützliche Funktion erfüllen können, liefern solche Elemente keine stabilisierende Last über die obere Oberfläche der befestigten Komponente während der Verbindung. Eine unabhängige zylindrische Hülse erfordert typischerweise auch einen separaten Einbauschritt zur Zeit der Verbindung. Eine verbesserte Druckbegrenzungs-Verbindungsanordnung, welche eine stabilisierende Last über die obere Oberfläche der befestigten Komponente liefert, während sie eine Oberflächenbeschädigung aufgrund eines Überdrehens vermeidet, liefert so eine wünschenswerte Verbesserung gegenüber dem gegenwärtigen stand der Technik.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Das Befestigungssystem der vorliegenden Offenbarung erlaubt einem Befestigungselement, wie z.B. einem Bolzen oder ähnlichem, vollständig befestigt zu werden, während noch eine relativ leichte Last auf eine befestigte Komponente aufrechterhalten wird. Dies vermeidet eine Überkomprimierung, welche zu Beschädigung oder Ermüdung im Lauf der Zeit führen kann, wenn empfindliche Materialien verwendet werden.
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Die vorliegende Offenbarung liefert Vorteile und Alternativen gegenüber dem Stand der Technik durch Bereitstellung eines Druckbegrenzungs-Befestigungssystems, welches ein Federelement und eine damit zusammenwirkende Druckbegrenzungshülse (d.h. Buchse) einschließt, welche ausgelegt ist zur im wesentlichen koaxialen Aufnahme eines Befestigungselements durch eine befestigte Komponente, um so eine relativ leichte Last an die äußere Oberfläche der befestigten Komponente während des Befestigungsvorgangs anzulegen. Sobald sie befestigt ist, trägt die Druckbegrenzungshülse die Befestigungselementbelastung, während das Federelement eine relativ leichte entgegengesetzte Last an die befestigte Komponente anlegt. Wenn gewünscht, kann die Druckbegrenzungshülse ausgelegt sein, einen Raum zwischen der befestigten Komponente und einer darunterliegenden passenden Struktur aufrechtzuerhalten. Die Druckbegrenzungshülse kann jedoch in gleicher Weise ausgelegt sein, eine im wesentlichen Fläche-an-Fläche-Verbindung zwischen der befestigten Komponente und der passenden Struktur zu liefern, wenn gewünscht.
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Gemäß einem beispielhaften Aspekt liefert die vorliegende Offenbarung ein Befestigungssystem gemäß Anspruch 1, welches ausgelegt ist, eine befestigte Komponente in überlagerndem Verhältnis an einer darunterliegenden passenden Struktur zu befestigten.
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Andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden einem Fachmann bei der Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen offensichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Befestigungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vor dem Eingriff mit einer passenden Struktur;
- 2 ist eine schematische Ansicht ähnlich wie 2 mit dem Befestigungselement im Eingriff mit einer darunterliegenden passenden Struktur;
- 3 ist eine schematische auseinandergezogene Schnittansicht, welche die Komponenten in 1 vor der Montage zeigt;
- 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche eine beispielhafte Druckbegrenzungshülse zeigt;
- 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche eine beispielhafte Tellerfeder zeigt;
- 6 ist eine schematische Seitenansicht, welche die beispielhafte Druckbegrenzungshülse von 4 und die beispielhafte Tellerfeder von 5 zeigt, welche mit einem Bolzen in Eingriff sind;
- 7 ist eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Befestigungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit dem Befestigungssystem, welches ausrichtet ist, um mit einer darunterliegenden passenden Struktur in Eingriff zu gelangen; und
- 8 ist eine schematische Schnittansicht allgemein längs der Linie 8-8 in 7.
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Bevor die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung detailliert erläutert werden, sollte es klar sein, dass die Erfindung in ihrer Anwendung oder Konstruktion nicht auf die Details und die Anordnungen der Komponenten beschränkt ist, welche in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung ist vielmehr zu anderen Ausführungsformen in der Lage und kann auf verschiedene Arten ausgeübt oder ausgeführt werden. Es sollte auch klar sein, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie zum Zweck der Beschreibung sind und nicht als beschränkend betrachtet werden sollten. Die Verwendung hier von „einschließend“, „aufweisend“ und Variationen davon sollen bedeuten, dass die danach aufgeführten Gegenstände und Äquivalente davon sowie zusätzliche Gegenstände und Äquivalente davon umfasst werden sollen.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in welchen, in dem Ausmaß wie möglich, gleiche Elemente durch gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten bezeichnet werden. Es wird nun auf die 1-3 zusammen Bezug genommen, in welchen ein beispielhaftes Befestigungssystem 10 dargestellt ist. Wie dargestellt, weist bei der beispielhaften Konstruktion das Befestigungssystem 10 eine Druckbegrenzungshülse 12 (d.h. Buchse) aus gezogenem Metall oder ähnlichem auf. Nur als Beispiel kann die Hülse 12 aus Federstahl oder ähnlichem hergestellt sein, obwohl andere Metalle oder Polymere verwendet werden können, falls gewünscht.
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Wie am besten durch gemeinsame Bezugnahme auf 1 und 4 zu sehen ist, kann die Hülse 12 eine im wesentlichen ringförmige Schüsselgestalt aufweisen, welche einen Torus begrenzt, welcher eine axiale Nabe 14 umgibt. Die axiale Nabe 14 weist einen zentralen axialen Durchgang 16 zur Aufnahme eines Bolzens 18 auf. Wie dargestellt kann der Bolzen 18 einen Werkzeug-Eingriffskopf 17 mit einer polymeren Geometrie mit einem mit einem Gewinde versehenen Schaft 19 aufweisen, welcher sich vom Kopf nach unten erstreckt. In dieser Hinsicht sollte es klar sein, dass der Begriff „Bolzen“ irgendein längliches Steckbefestigungselement einschließen soll, wie dies einem Fachmann bekannt ist.
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Wie am besten in 4 zu sehen ist, weist bei der dargestellten beispielhaften Konstruktion die Hülse 12 einen ringförmigen Hülsenflansch 20 auf, welcher ein konkaves Inneres mit einer geneigten Wand 22 aufweist, welche sich von einer im wesentlichen ebenen Basis 24 radial wegerstreckt, welche ein distales Ende der Nabe 14 umgibt. Bei der dargestellten beispielhaften Konstruktion endet die geneigte Wand 22 an einer im wesentlichen ebenen Lippe 26 auf einer Höhe über der Basis 24.
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Wie durch gemeinsame Bezugnahme auf 3 und 4 zu sehen ist, kann die Nabe 14 in Form eines Zylinders mit variablem Durchmesser sein, mit einem vergrößerten Durchmesser in einem oberen proximalen Abschnitt und einem verringerten Durchmesser in einem unteren distalen Abschnitt. Eine Arretierungsstruktur 28 in Form eines kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Rings, eine Reihe von einzelnen erhabenen Profilelementen oder anderen Strukturen können um den Umfang herum um das Innere der Nabe auf einer festen Höhe längs der Länge des Zylinders angeordnet sein, um einen minimalen effektiven inneren Durchmesser für die Nabe 14 an einer Zwischenposition längs der Länge zu begrenzen. Wie hier weiter beschrieben wird, kann die Arretierungsstruktur 28 dazu verwendet werden, die Hülse 12 um den Schaft 19 des Bolzens 18 herum vor der Verwendung zu halten.
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Wie am besten durch gemeinsame Bezugnahme auf die 1,3 und 5 zu sehen ist, weist das beispielhafte Befestigungssystem 10 ferner ein Federelement 30, wie eine ringförmige Tellerfeder aus leichtgewichtigem gestanzten Federstahl oder ähnlichem auf. Bei der dargestellten beispielhaften Konstruktion von 1-6 kann das Federelement 30 eine im allgemeinen kuppelförmige Konstruktion aufweisen, welche ausgelegt ist zur Anordnung in einem umgebenden Verhältnis zu einem oberen Segment des Schafts 19 in einem im allgemeinen koaxialen Verhältnis zur Hülse 12. Wie am besten in 5 zu sehen ist, weist das beispielhafte Federelement 30 eine zentrale Öffnung 32 mit einem unregelmäßigen Umfang auf, welcher ausgelegt ist, ein oberes Segment des Schafts 19 zu ergreifen. Bei der beispielhaften Konstruktion umgibt eine im wesentlichen ebene ringförmige Federbasis 34 die zentrale Öffnung 32 mit einer geneigten ringförmigen Wand 36, welche ein Vorspannelement bildet, welches sich von der ringförmigen Federbasis 34 zu einer im wesentlichen ebenen ringförmigen Federlippe 38 nach unten erstreckt.
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Bei der dargestellten beispielhaften Konstruktion kann eine Anordnung von nach unten sich erstreckenden Haltefingern 40 um den Umfang der zentralen Öffnung 32 in der Tellerfeder angeordnet sein. In dieser Hinsicht können sich die Haltefinger 40 von radial nach innen ragenden Laschen 41 nach unten erstrecken, welche um den Umfang der zentralen Öffnung 32 herum (5) beabstandet sind. Daher können die Haltefinger 40 sich je unabhängig voneinander biegen, um sich gegen ein oberes Segment des Schafts 19 unterhalb des Kopfes zu drücken. Wie dargestellt, können die Finger 40 in einem Umfangsmuster angeordnet sein, mit einem Durchmesser, welcher im wesentlichen dem äußeren Durchmesser des Schafts auf einer Höhe unterhalb des Kopfes entspricht und geringer ist als der innere Durchmesser eines oberen proximalen Abschnitts des zentralen Durchgangs 16 in der axialen Nabe 14. Wie am besten in den 1 und 3 zu sehen ist, können wenigstens einige der Haltefinger 40 radial nach innen gerichtete vorspringende Höcker 42 an ihren Abschlusssenden aufweisen. Wie man es zu schätzen wissen wird, können solche nach innen vorspringende Höcker 42 gegen die Oberfläche des Schafts 19 drücken und können so wirken, dass sie die Vorspannkraft zwischen den Haltefingern 40 und dem Bolzen 18 erhöhen.
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Mit Bezug nun auf die 1, 2 und 3 ist zu sehen, dass das beispielhafte Befestigungssystem 10 zum Transport vor dem Gebrauch vormontiert sein kann. In dieser Hinsicht kann die axiale Nabe 14 der Hülse 12 in eine Zugangsöffnung in einer befestigten Komponente 44 von der Unterseite der Komponente her gedrückt sein. Der Bolzen 18, an welchem sich das Federelement 30 bereits unterhalb des Kopfes befindet, kann dann von der entgegen gesetzten Richtung her in den axialen Durchgang 16 gedrückt werden.
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Bei der dargestellten Konstruktion kann die Arretierungsstruktur 28, wenn der Schaft 19 des Bolzens in den axialen Durchgang 16 gedrückt wird, sich längs der Länge des Schafts 19 vorwärtsbewegen bis sie einen Hals 46 mit verringertem Durchmesser über dem Gewinde erreicht. In dieser Position (1) wird die Hülse 12 locker um den Bolzen 18 gehalten. In Abwesenheit einer angelegten Axialkraft wird die Arretierungsstruktur 28 zwischen den Schultern oberhalb und unterhalb des Halses 46 gehalten und die Hülse 12 bleibt in einer im wesentlichen festen axialen Position relativ zum Schaft 19. Die befestigte Komponente wird dadurch zwischen dem ringförmigen Hülsenflansch 20 und dem Federelement 30 an Ort und Stelle festgehalten.
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Wie in 6 dargestellt, können die Hülse 12 und das Federelement 30 in gleicher Weise um einen Bolzen 18 zum Transport vormontiert sein, ohne eine befestigte Komponente daran. Wie man es zu schätzen wissen wird, kann die Anordnung von 6 umgekehrt werden durch Anlegen einer ausreichenden Axialkraft an den Bolzen 18, um die Arretierungsstruktur 28 mit dem Hals 46 außer Eingriff zu bewegen. Daher kann die Struktur von 6 an der Stelle der Endmontage demontiert und dann wieder montiert werden mit der befestigten Komponente daran.
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Wieder mit Bezug auf 1 und 2 wird das Federelement 30 während des Gebrauchs mit der befestigten Komponente hier um den Schaft 19 so angeordnet, dass die Haltefinger 40 nach unten ragen zwischen den Wänden der axialen Nabe 14 und dem Schaft 19. Wie am besten in 1 zu sehen ist, kann im montierten Zustand die ringförmige Federbasis 34 des Federelements 30 an der Unterseite des Bolzenkopfes 17 anliegen und die Federlippe 38 liegt auf der befestigten Komponente 44 auf einer Höhe unterhalb eines oberen Randes der axialen Nabe 14. In Abwesenheit von angelegtem Axialdruck wirkt die Federwirkung der ringförmigen Wand 36 so , dass sie einen geringen Spalt zwischen der Unterseite des Federelements 30 und dem oberen Rand der axialen Nabe 14 aufrechterhält, welcher sich über die Oberfläche der befestigten Komponente 44 erstreckt. Wenn jedoch durch den Bolzenkopf 17 während des Anziehens Druck nach unten angelegt wird, kann das Federelement 30 komprimiert werden zum oberen Rand der axialen Nabe 14 hin. In der Praxis bewirkt diese Anordnung, dass ein relativ leichter Druck gegen die die obere Oberfläche der befestigten Komponente angelegt wird, wenn der Bolzen 18 angezogen wird. In dieser Hinsicht wird Druck durch die ringförmige Wand 36 an die ringförmige Lippe 38 angelegt, welche an der oberen Oberfläche der befestigten Komponente 44 liegt. Es wird jedoch jede mögliche Überkomprimierung verhindert durch die blockierende Wirkung, welche von der axialen Nabe 14 geliefert wird, welche sich über der Oberfläche der befestigten Komponente 44 erstreckt.
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Gemäß einer beispielhaften Praxis kann der Bolzen 18 nach der Montage des Befestigungssystems 10 mit der befestigten Komponente 44 in eine Aufnahmeöffnung in einer passenden Struktur 50 eingeführt werden, wie zum Beispiel einer drehbaren Mutter oder einer Haltekomponente wie zum Beispiel einer Verkleidungsplatte oder ähnlichem mit einer Einstecköffnung, welche ausgelegt ist zum Eingriff mit dem Bolzen 18. Wenn der Bolzen angezogen wird, wird die Lücke zwischen dem Federelement 30 und dem oberen Rand der axialen Nabe 14 allmählich geschlossen bis eine weitere Vorwärtsbewegung durch die axiale Nabe blockiert wird. In dem in 2 dargestellten Endzustand hält die Hülse 12 die Bolzenbelastung, während das Federelement 30 eine relativ kleine Belastung über die obere Oberfläche der befestigten Komponente 44 anlegt. Die befestigte Komponente 44 wird dadurch durch eine Klemmkraft zwischen dem ringförmigen Hülsenflansch 20 und dem Federelement 30 an Ort und Stelle befestigt. In dieser Hinsicht wird die befestigte Komponente 44 der durch den ringförmigen Hülsenflansch 20 und das Federelement 30 angelegten Belastung unterworfen. Die Klemmbelastung, welche durch den Bolzen angelegt wird, wird jedoch durch die axiale Nabe 14 getragen. Natürlich kann der Betrag der Belastung, welche durch die befestigte Komponente 44 getragen wird, eingestellt werden durch Einstellen der Stärke des Federelements 30 und des Kontaktbereichs zwischen der befestigten Komponente 44 und dem Federelement 30. Nur als Beispiel liefert ein dickeres oder steiferes Federelement 30 eine größere Belastung als ein dünneres Element. Nur als Beispiel und nicht als Beschränkung kann die befestigte Komponente 44 eine Kunststoffkomponente oder eine andere Struktur sein, welche für Beschädigung anfällig ist bei der Anwendung von übermäßigem Druck. Gemäß einer beispielhaften Praxis kann die befestigte Komponente 44 ein Hitzeschild sein und die passende Struktur 50 kann eine Wärme erzeugende Fahrzeugmotorkomponente sein, wie z.B. ein Krümmer, ein Motorblock oder ähnliches. Natürlich können andere befestigte Komponentenstrukturen in gleicher Weise verwendet werden.
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Wie man es zu schätzen wissen wird, erstreckt sich bei der dargestellten beispielhaften Konstruktion die Hülse 12 in eine Position im wesentlichen unterhalb der befestigten Komponente 44. Folglich kann ein Raum zwischen der befestigten Komponente und der passenden Struktur 50 aufrechterhalten werden. Der Raum zwischen der befestigten Komponente 44 und der passenden Struktur 50 kann verringert oder vollständig beseitigt werden durch Verringern der Tiefe des Trogs zwischen der axialen Nabe 14 und der geneigten Wand 22 des ringförmigen Hülsenflansches 20. Das heißt, durch Abflachen des Winkels zwischen der axialen Nabe 14 und der geneigten Wand 22 kann der Abstand zwischen der befestigten Komponente 44 und der passenden Struktur 50 auf jeden gewünschten Grad verringert werden. Wie man es zu schätzen wissen wird, kann durch Einstellen der Tiefe der axialen Nabe unterhalb der befestigten Komponente eine kontrollierte Lücke eingerichtet und aufrechterhalten werden zwischen der befestigten Komponente 44 und der passenden Struktur 50, welche im wesentlichen unabhängig ist von der Belastung auf die befestigte Komponente 44.
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Unabhängig vom Abstand zwischen der befestigten Komponente 44 und der passenden Struktur 50, liefert die vorliegende Offenbarung eine Anzahl von Vorteilen. Insbesondere hält die vorliegende Offenbarung die notwendige Klemmbelastung des Bolzens aufrecht, während sie nur einen kleinen Teil der Belastung auf eine empfindliche befestigte Komponente verteilt. Darüber hinaus können sowohl die Hülse 12 als auch das Federelement 30 so ausgelegt sein, dass sie druckeingepasst um den Bolzen 18 passen. Daher kann das Befestigungssystem 10 vormontiert werden und fällt nicht auseinander vor dem Eingriff mit der passenden Struktur 50.
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Zusätzlich kann zur Erleichterung der Montage und für verringerte Belastung auf die befestigte Komponente 44 ein Befestigungssystem, welches ein Vorspannfederelement 30 einschließt, wie z.B. eine Tellerfeder oder ähnliches, eine im wesentlichen gleich bleibende Belastung auf die befestigte Komponente 44 über einen großen Bereich von Temperaturen und Toleranzbedingungen liefern. Das relativ leichte Federelement 30 passt sich an Änderungen im Zustand und der endgültigen Belastung auf die befestigte Komponente 44 an und ändert sich nicht wesentlich.
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Mit gemeinsamem Bezug auf 7 und 8 nun ist ein anderes beispielhaftes Befestigungssystem 110 gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt, worin Elemente, welche den zuvor beschriebenen entsprechen, durch die gleichen Bezugszahlen um 100 erhöht bezeichnet sind. Wie dargestellt weist bei dieser beispielhaften Konstruktion das Befestigungssystem 110 eine Druckbegrenzungshülse 112 (d.h. eine Buchse) aus gezogenem Metall oder ähnlichem auf. Nur mittels Beispiel kann die Hülse 112 aus Federstahl oder ähnlichem geformt sein, obwohl andere Metalle oder Polymere verwendet werden können, falls gewünscht.
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Wie dargestellt kann bei dieser Ausführungsform die Hülse 112 eine axiale Nabe 114 aufweisen, welche einen zentralen axialen Durchgang zur Aufnahme eines Bolzens 118 einschließt. Wie dargestellt kann der Bolzen 118 einen Werkzeugeingriffskopf 117 mit einer polymeren Geometrie aufweisen mit einem Gewindeschaft 119, welcher sich vom Kopf nach unten erstreckt. In dieser Hinsicht sollte es klar sein, dass der Begriff „Bolzen“ bedeuten soll, dass er irgendein längliches Steckbefestigungselement aufweist, wie es einem Fachmann bekannt ist.
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Bei der beispielhaften Konstruktion kann die Hülse 112 einen im wesentlichen ebenen ringförmigen Hülsenflansch 120 aufweisen, welcher sich radial vom distalen Ende der axialen Nabe 114 wegerstreckt. Bei dieser Konstruktion kann die obere Oberfläche des ringförmigen Hülsenflansches 120 im wesentlichen eben sein, um in einem im wesentlilchen ebenen Verhältnis an der im wesentlichen ebenen Unterseitenfläche einer befestigten Komponente 144 anzuliegen. Wie dargestellt kann der ringförmige Hülsenflansch 120 die axiale Nabe 114 ungefähr rechtwinklig schneiden. Jedoch können größere oder kleinere Winkel verwendet werden, falls gewünscht.
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Wie dargestellt kann die axiale Nabe 114 ein im wesentlichen gerader Zylinder sein, welcher über seine Länge hohl ist. Eine Arretierungsstruktur 128 in Form eines kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Rings, einer Reihe von einzelnen erhabenen Profilelementen oder anderen Strukturen kann um den Umfang um das Innere der Nabe herum auf einer festgelegten Höhe längs der Länge des Zylinders angeordnet sein, um einen minimalen effektiven inneren Durchmesser für die Nabe 114 zu bilden. In der Praxis kann die Arretierungsstruktur 128 dazu verwendet werden, die Hülse 112 um den Schaft 119 des Bolzens 118 vor dem Gebrauch zu halten. In dieser Hinsicht kann die Arretierungsstruktur 128, wenn der Bolzen 118 in die axiale Nabe 114 gedrückt wird, sich längs der Länge des Schafts 119 vorwärts bewegen, bis sie einen Hals 146 mit verringertem Durchmesser über dem Gewinde erreicht. In dieser Position wird die Hülse 112 locker um den Bolzen 18 gehalten. In Abwesenheit von angelegter Axialkraft kann die Arretierungsstruktur 128 zwischen Schultern oberhalb und unterhalb des Halses 146 gehalten werden, und die Hülse 112 bleibt in einer im wesentlichen festen axialen Position relativ zum Schaft 119 vor dem Gebrauch.
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Wie am besten durch gemeinsamen Bezug auf 7 und 8 zu sehen ist, weist das beispielhafte Befestigungssystem 110 ferner ein Federelement 130 aus leichtgewichtigem gestanzten Federstahl oder ähnlichem auf. Bei der dargestellten beispielhaften Konstruktion kann das Federelement 130 eine ringförmige Tellerfeder sein mit einer im allgemeinen Zylinderhut-artigen Konstruktion, welche ausgelegt ist zur Anordnung in einem umgebenden Verhältnis zu einem oberen Segment des Schafts 119 in einem umgebenden koaxialen Verhältnis zur axialen Nabe 114. Bei der dargestellten beispielhaften Konstruktion weist das Federelement 130 eine zentrale Öffnung auf, welche ausgelegt ist, ein oberes Segment des Schafts 119 um den Umfang herum zu umgeben. Bei der beispielhaften Konstruktion umgibt eine im wesentlichen ebene ringförmige Federbasis 134 die zentrale Öffnung 32 mit einer steilen abgewinkelten Umfangswand 135, welche um den Umfang um die ringförmige Federbasis 134 herum angeordnet ist und sich im wesentlichen vertikal von der ringförmigen Federbasis 134 wegerstreckt zu einer geneigten ringförmigen Wand 136. Die geneigte ringförmige Wand 136 definiert ein Vorspannelement, welches sich nach unten und radial von der steilen abgewinkelten Umfangswand 135 wegerstreckt. Eine im wesentlichen ebene ringförmige Lippe 138 kann an einem Umfang der geneigten ringförmigen Wand 136 angeordnet sein. Wenn gewünscht, kann eine Anordnung von ausgeschnittenen Schlitzen 139 in der geneigten ringförmigen Wand 136 angeordnet sein, um den Federwiderstand zu verringern, welcher durch das Federelement 130 während des Gebrauchs bereitgestellt wird.
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Während eines gemeinsamen Betriebs kann das Federelement 130 um den Schaft 119 herum so angeordnet sein, dass die ringförmige Federbasis 134 an der Unterseite des Bolzenkopfes 117 anliegt, und die Federlippe 138 liegt auf der Oberseite der befestigten Komponente 144 auf einer Höhe unterhalb eines oberen Randes der axialen Nabe 114. In Abwesenheit eines angemessenen angelegten Druckes durch das Anziehen des Bolzens, wirkt die Federwirkung der ringförmigen Wand 136 so, dass eine geringe Lücke zwischen der Unterseite der ringförmigen Federbasis 134 und dem oberen proximalen Rand der axialen Nabe 114 aufrechterhalten wird, welche sich um die Oberfläche der befestigten Komponente 144 erstreckt. Wenn jedoch durch den Bolzenkopf 117 während des Anziehens Druck nach unten angelegt wird, kann die ringförmige Federbasis 134 zum oberen Rand der axialen Nabe 114 hin komprimiert werden. Diese Anordnung bewirkt, dass ein relativ leichter Druck gegen die obere Oberfläche der befestigten Komponente 144 angelegt wird, wenn der Bolzen 118 festgezogen wird. In dieser Hinsicht wird Druck durch die ringförmige Wand 136 an die ringförmige Federlippe 138 angelegt, welche auf der oberen Oberfläche der befestigten Komponente 144 liegt. Jedoch wird jegliche mögliche Überkomprimierung durch die blockierende Wirkung, welche durch die axiale Nabe 114 bereitgestellt wird, welche sich über die Oberfläche der befestigten Komponente 144 erstreckt, verhindert.
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Wie dargestellt kann der Bolzen 118 zum Anziehen in eine Aufnahmeöffnung einer passenden Struktur 150 eingeführt werden, wie z.B. eine drehbare Mutter, oder eine Trägerkomponente wie z.B. eine Verkleidungsplatte oder ähnliches mit einer Aufnahmeöffnung, welche ausgelegt ist zum Eingriff mit dem Bolzen 118. Nur als Beispiel und nicht als Beschränkung, kann gemäß einer beispielhaften Praxis die befestigte Komponente 144 ein Hitzeschild sein und die passende Struktur 150 kann eine wärmeerzeugende Fahrzeugmotorkomponente wie z.B. ein Krümmer, ein Motorblock oder ähnliches sein. Wenn der Bolzen 118 angezogen wird, wird die Lücke zwischen der ringförmigen Federbasis 134 und dem oberen Rand der axialen Nabe 114 allmählich geschlossen, bis eine weitere Vorwärtsbewegung durch die axiale Nabe 114 blockiert wird.
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Im finalen Klemmzustand trägt die Hülse 112 die Bolzenbelastung, während das Federelement 130 eine relativ geringe Belastung über die obere Oberfläche der befestigten Komponente 144 anlegt aufgrund der Komprimierung durch den Bolzenkopf. Die befestigte Komponente 144 wird dadurch durch eine Klemmkraft zwischen dem ringförmigen Hülsenflansch 120 und dem Federelement 130 an Ort und Stelle befestigt. Die Klemmbelastung, welche durch den Bolzen angelegt wird, wird jedoch durch die axiale Nabe 114 getragen. Natürlich kann der Betrag der Belastung, welche durch die befestigte Komponente 144 getragen wird, eingestellt werden durch Einstellen der Stärke des Federelements 130 und des Kontaktbereichs zwischen der befestigten Komponente 144 und dem Federelement 130.
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Wie man es zu schätzen wissen wird, kann die in den 7 und 8 dargestellte Ausführungsform insbesondere nützlich sein in Umgebungen, in welchen es erwünscht ist, einen sehr engen Fläche-an-Fläche-Abstand zwischen der befestigten Komponente 144 und der passenden Struktur 150 aufrechtzuerhalten. In dieser Hinsicht kann solch ein Abstand definiert werden durch die Dicke des im wesentlichen ebenen ringförmigen Hülsenflansches 120. Zusätzlich kann ein Abstand zwischen der befestigten Komponente 144 und der passenden Struktur vorgesehen werden durch Modifizierung der Geometrie des ringförmigen Hülsenflansches 120, indem er abgewinkelt und/oder erhabene Flächen aufgenommen werden, falls gewünscht.
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Natürlich liegen Variationen und Modifikationen des Vorstehenden im Umfang der vorliegenden Offenbarung. Alle Abmessungen sind nur beispielhaft. Daher sollte es klar sein, dass die hier offenbarte und definierte Offenbarung sich auf alle alternativen Kombinationen von zwei oder mehreren der einzelnen Merkmale erstreckt, welche hier erwähnt wurden oder aus dem Text und/oder den Zeichnungen offensichtlich sind. Alle diese unterschiedlichen Kombinationen stellen verschiedene alternative Aspekte der vorliegenden Offenbarung dar.
