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Diese
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren von Bauelementen
wie beispielsweise Rohren an einem Gewindebolzen.
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Bekannte
Vorrichtungen zum Anbringen eines Bauelements an einem Gewindebolzen,
der beispielsweise an die Karosserie eines Fahrzeugs geschweißt ist,
haben eine Bohrung, in die der Gewindebolzen eingesetzt wird, um
in Sperrklinken einzugreifen, die die Vorrichtung am Gewindebolzen
befestigen. In einer dieser Vorrichtungen ist die Orientierung der
Sperrklinken in der Bohrung festgelegt, wodurch das Einsetzen des
Gewindebolzens in die Bohrung auf eine Richtung beschränkt ist.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentanmeldungsschrift Nr. 9-159061 offenbart eine Vorrichtung zum
Anbringen eines Bauelements an einem Gewindebolzen, wobei der Gewindebolzen
von beiden Enden in eine Bohrung eingesetzt werden kann. Biegsame
Finger mit gewindeeingreifenden Vorsprüngen biegen sich von Gelenkabschnitten,
wenn ein Gewindebolzen in die Bohrung eingesetzt wird. Die Finger werden
jedoch um beinahe 90° von
den Gelenkabschnitten gebogen und infolgedessen ist zum Einsetzen
des Gewindebolzens eine hohe Einsetzkraft erforderlich. Da die Haltekraft
durch die dünnen
Abschnitte begrenzt wird, ist außerdem die Befestigung der
Vorrichtung am Gewindebolzen schwach.
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Die
Vorrichtung der später
veröffentlichten europäischen Offenlegungsschrift
Nr. EP-A-1387094 der Anmelderin ermöglicht das einfache Einsetzen eines
Gewindebolzens in die Bohrung einer Befestigungsvorrichtung aus
beiden Richtungen und ist zu einer sicheren Anbringung fähig. Eine
in der früheren Anmeldung
offenbarte Ausführungsform
hat zwei Sperrklinken, wie in dieser Anmeldung jedoch erwähnt wird,
ist die Zahl der Sperrklinken nicht auf zwei beschränkt.
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1A und 1B zeigen
eine Ausführungsform
mit zwei Sperrklinken der oben genannten früheren Anmeldung. 1A zeigt
eine Einbausituation, in der ein Gewindebolzen 30 in die
Bohrung der Montagevorrichtung eingesetzt ist, wobei eine gewisse
seitliche Abweichung zwischen der Achse des Gewindebolzens und der
Achse der Bohrung vorhanden ist, und 1B zeigt
eine Einbausituation, in der wenig oder keine Abweichung vorhanden
ist. In 1A sind die zwei Sperrklinken 7 gegenüber dem
Gewindebolzen asymmetrisch orientiert, so dass der Grad des Eingriffs
der Sperrklinken in das Gewinde 31 des Bolzens (A in einem
Fall und B im anderen Fall) ungleich ist und Rutschen zwischen dem
Gewindebolzen und den Sperrklinken mit höherer Wahrscheinlichkeit stattfinden
kann als in der in 1B gezeigten Einbausituation,
in der die Sperrklinken 7 sich in gleichem Maß mit dem
Gewinde 31 des Bolzens im Eingriff befinden (d.h. A = B).
In 1A ist die Sperrklinke 7 links in der
Figur sogar nahezu wirkungslos zum Verhindern des Rutschens der
Befestigungsvorrichtung entlang dem Bolzen 30.
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Die
vorliegende Erfindung nutzt nur eine einzige Sperrklinke auf eine
Art, die Rutschen minimiert. Eine Vorrichtung zum Montieren eines
Bauelements an einem Gewindebolzen, bei der der Gewindebolzen von
beiden Enden in eine Bohrung der Vorrichtung eingesetzt werden kann
und in der eine einzige Sperrklinke für die Anbringung der Vorrichtung
am Gewindebolzen sorgt ist in US-BI-6 240 602 offenbart. In dieser
bekannten Vorrichtung umfasst die Bohrung zum Aufnehmen des Gewindebolzens
zwei diametral gegenüberliegende
Schlitze, von denen einer die Sperrklinke enthält. So drückt die Sperrklinke den Gewindebolzen
in den der Sperrklinke gegenüberliegenden
Schlitz, so dass der Gewindebolzen seitlich verschoben wird und
nur von den von der Bohrung und dem der Sperrklinke gegenüberliegenden
Schlitz gebildeten Kanten gehalten wird. Als Folge davon besteht
die Möglichkeit
erheblicher seitlicher Bewegung des Gewindebolzens in einer radialen
Richtung zwischen den Schlitzen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zum Montieren eines Bauelements an einem Gewindebolzen vorzusehen, bei
welcher der Gewindebolzen von beiden Enden mit einer kleinen Einsetzkraft
in eine Bohrung der Vorrichtung eingesetzt werden kann und bei welcher eine
einzige Sperrklinke für
eine feste und zuverlässige
Anbringung der Vorrichtung am Gewindebolzen sorgt. Eine weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zum Montieren eines Bauelements an einem Gewindebolzen vorzusehen,
wobei die seitliche Bewegung der Vorrichtung gegenüber dem
Gewindebolzen eingeschränkt
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung zum Befestigen an einem Gewindebolzen,
insbesondere zum Anbringen eines Bauelementes an einem Gewindebolzen,
vorgesehen, umfassend einen Körper,
der eine Bohrung zum Einsetzen des Bolzens und eine einzige Sperrklinke
aufweist, die durch ein Gelenk mit einer ersten Innenwand der Bohrung
verbunden ist, wobei die Sperrklinke eine Mittellinie hat, die sich,
wenn sich kein Bolzen in der Bohrung befindet, in einer ersten Richtung
im Wesentlichen senkrecht zu der Achse der Bohrung erstreckt, wobei
die Sperrklinke zum Montieren der Vorrichtung an einem Bolzen von
zwei Richtungen aus in entgegengesetzten Richtungen an dem Gelenk
gebogen werden kann, wobei ein gewindeeingreifender Abschnitt an
einem dem Gelenk gegenüberliegenden Ende
der Sperrklinke ausgebildet ist, wobei der eingreifende Abschnitt
so angeordnet ist, dass er in einen Raum zwischen Gewindespitzen
eines Bolzens eintreten kann, wenn der Bolzen in die Bohrung eingesetzt
wird, wobei die Bohrung eine zweite Innenwand umfasst, die sich
durchgehend um den Umfang der Bohrung erstreckt mit Ausnahme der
Stelle an der ersten Innenwand, an der die Sperrklinke durch das
Gelenk befestigt ist, wobei der Radius der zweiten Innenwand kleiner
ist als der Radius der ersten Innenwand und die zweite Innenwand
so gestaltet ist, dass sie den Bolzen eng umgibt und die seitliche
Bewegung des Bolzens in der ersten Richtung und in der Richtung
senkrecht zur ersten Richtung minimiert.
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Kurz
gesagt, nutzt eine Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine einzige Sperrklinke mit einem dicken Abschnitt, der
sich von einem dünnen
Abschnitt erstreckt, der ein die Sperrklinke mit einer Wand der
Bohrung verbindendes Gelenk bildet. Gewindeeingreifende Abschnitte
zum Eingreifen in das Gewinde des Bolzens sind an einem Ende des
dicken Abschnitts der Sperrklinke gebildet. Einer der eingreifenden
Abschnitte greift durch Einsetzen in einen Raum zwischen Gewindespitzen
des Bolzens in das Gewinde des Bolzens ein, wenn der Bolzen aus
einer Richtung in die Bohrung eingesetzt wird, und der andere eingreifende
Abschnitt greift auf ähnliche
Weise in das Gewinde des Bolzens ein, wenn der Bolzen aus der entgegengesetzten
Richtung in die Bohrung eingesetzt wird. Nuten sind an der Sperrklinke
in der Nähe
von entsprechenden eingreifenden Abschnitten ausgebildet, um eine
der Gewindespitzen aufzunehmen. Eine der Nuten wird verwendet, wenn
der Bolzen aus einer Richtung in die Bohrung eingesetzt wird, und
die andere Nut wird verwendet, wenn der Bolzen aus der entgegengesetzten
Richtung in die Bohrung eingesetzt wird.
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Die
Erfindung wird in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben,
die eine bevorzugte (beste) Ausführungsform
der Erfindung darstellen und wobei:
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1A und 1B Schnittansichten
einer Vorrichtung mit zwei Sperrklinken sind;
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2A eine
Draufsicht einer Vorrichtung mit einer Sperrklinke gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2B eine
Seitenansicht der Vorrichtung mit einer Sperrklinke ist;
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2C eine
Draufsicht der Vorrichtung mit einer Sperrklinke, betrachtet aus
der der Richtung von 2A entgegengesetzten Richtung
ist;
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2D eine
unvollständige
Schnittansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in 2A ist;
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2E eine
vergrößerte Schnittansicht
eines in 2D durch einen Kreis C gekennzeichneten Teils
ist;
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3 eine
vergrößerte unvollständige Schnittansicht
ist, die den Eingriff der Sperrklinke in das Gewinde des Bolzens
zeigt;
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4A und 4B schematische
Draufsichten sind, die veranschaulichen, in wie weit eine seitliche
Bewegung eines Bolzens in einer Bohrung in einer Vorrichtung mit
einer Sperrklinke (4A) und in einer Vorrichtung
mit zwei Sperrklinken (4B) stattfinden kann;
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5 eine
Schnittansicht ist, die eine Vorrichtung der Erfindung mit einem
von einem Ende in eine Bohrung der Vorrichtung eingesetzten Bolzen zeigt;
und
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6 eine
Schnittansicht ist, die eine Vorrichtung der Erfindung mit einem
vom gegenüberliegenden
Ende in die Bohrung eingesetzten Bolzen zeigt.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung, welche in 2A–2E, 3, 5 und 6 der Zeichnungen
gezeigt ist, umfasst eine Vorrichtung 1 mit einem Hauptkörperabschnitt 2 und
einem Bauelement-Montageabschnitt 20 zum Anbringen eines Bauelements
wie einem Rohr oder einem Armaturenbrett-Schalldämpfer an einem Gewindebolzen 30.
In der gezeigten Form sind die Ober- und Unterseite des Hauptkörperabschnitts 2 nahezu
eben und in der Ober- und der Unterseite sind schalenförmige Aussparungen 3 und 4 ausgebildet,
um einen verbreiterten Fuß des
Bolzens aufzunehmen. Im Hauptkörperteil 2 ist
eine Bohrung gebildet. Der Bolzen 30 wird von einem der
Enden in die Bohrung eingesetzt, um die Vorrichtung 1 am
Bolzen anzubringen.
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Eine
einzige Sperrklinke 7 erstreckt sich von einer Innenwand 5 der
Bohrung des Hauptkörperabschnitts 2 im
Wesentlichen senkrecht zur Achse der Bohrung, wie in 2D und 2E gezeigt.
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Wie
in 2E gezeigt, hat die Sperrklinke 7 angrenzend
an die Innenwand 5 der Bohrung einen biegsamen dünnen Abschnitt 8,
der ein Gelenk bildet, das es der Sperrklinke 7 ermöglicht,
sich vom dünnen Abschnitt 8 in
beiden axialen Richtungen der Bohrung zu biegen. Der dünne Abschnitt 8 trägt einen
dicken Abschnitt 9, der in der gezeigten Form auf seinen,
zu den Enden der Bohrung weisenden Seitenflächen nahezu eben ist. Der dicke
Abschnitt 9 ist steifer und schwieriger zu biegen als der
dünne Abschnitt 8.
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Die
gewindeeingreifenden Abschnitte 10a, b sind am Ende des
dicken Abschnitts 9 ausgebildet, um in das Gewinde 31 am
Bolzen 30 einzugreifen. Der eingreifende Abschnitt 10a ist
an einer Seite der Sperrklinke 7 ausgebildet und der eingreifende
Abschnitt 10b ist an der gegenüberliegenden Seite ausgebildet.
Wie in 2A und 2C gezeigt,
sind die Spitzen der eingreifenden Abschnitte 10a, b der Sperrklinke 7 bogenförmig, um
sich der Krümmung des
Gewindes 31 anzupassen.
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Wie
in 2E gezeigt, ist in der Nähe des eingreifenden Abschnitts 10a eine
Einfädelnut 11a ausgebildet
und eine Einfädelnut 11b ist
in der Nähe des
eingreifenden Abschnitts 10b ausgebildet. Wie in 3 gezeigt,
tritt ein eingreifender Abschnitt (z.B. 10b), wenn er in
das Gewinde des Bolzens 30 eingreift, in einen Raum zwischen
aufeinander folgenden Gewindespitzen ein und eine der Spitzen wird von
einer der Nuten (z.B. 11b) aufgenommen. Die Einfädelnuten 11a,
b verhindern, dass die Gewindespitzen mit den Seiten des dicken
Abschnitts 9 in Berührung
kommen und ermöglichen,
dass sich die eingreifenden Abschnitte dem Gewindegrund nähern können. Die
Einfädelnuten 11a,
b sind bogenförmig, um
sich der Krümmung
des Gewindes 31 anzupassen.
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Wie
in 2A, 2C, 2D gezeigt,
gibt es eine Innenwand 6 der Bohrung, die sich mit Ausnahme
der Stelle einer Innenwand 5, an der die Sperrklinke 7 mit
dem dünnen
Abschnitt 8 angebracht ist, um den Umfang der Bohrung erstreckt.
Der Radius der Innenwand 6 ist kleiner als der Radius der Innenwand 5.
Der Innendurchmesser der Innenwand 6 ist etwas größer als
der Außendurchmesser
des Bolzens 30. Da es nur eine einzige Sperrklinke 7 gibt, kann
die Innenwand 6 den Bolzen überwiegend eng umgeben. Da
es nur einen kleinen Abstand zwischen der Innenwand 6 und
dem Bolzen 30 gibt, kann es nur eine geringe seitliche
Bewegung des Bolzens 30 in der Bohrung geben, wie später ausgeführt wird.
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Der
Bauelement-Montageabschnitt 20 wird zur Montage eines Bauelements
wie beispielsweise einem Rohr verwendet. In diesem Beispiel sind
Aussparungen 21 (siehe 2B) im
Bauelement-Montageabschnitt 20 gebildet, um die Rohre aufzunehmen. Im
Bauelement-Montageabschnitt 20 ausgebildete elastische
Halterungen 22 halten die Bauelemente im Montageabschnitt.
Unter den Aussparungen 21 können hohle Abschnitte 23 ausgebildet
sein, um das Gewicht der Vorrichtung zu senken.
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3 zeigt
die Sperrklinke 7, wenn die Vorrichtung 1 an einem
Bolzen 30 montiert ist. Bevor die Vorrichtung am Bolzen
montiert wird, erstreckt sich die Mittellinie D der Sperrklinke 7 in
einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Bohrung
ist. Siehe die durch die gestrichelte Linie dargestellte Position
der Sperrklinke 7. Wenn der Bolzen 30 von einem
Ende aus in die Bohrung eingesetzt wird, wird die Sperrklinke 7 gegen
das Gewinde 31 des Bolzens 30 gedrückt und
biegt sich zum gegenüberliegenden
Ende der Bohrung. Wenn die Vorrichtung 1 am Bolzen montiert
ist, erstreckt sich die Mittellinie 7 der Sperrklinke 7 in
einer Richtung, die einen Winkel β bildet,
der wesentlich kleiner als 90° in Bezug
auf die ursprüngliche
Richtung der Mittellinie D der Sperrklinke 7 vor der Montage
ist.
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In
der in 3 gezeigten Form ist die Länge des dicken Abschnitts 9 der
Sperrklinke 7B. Außerdem
ist der Abstand zwischen der Innenwand 5 und dem Bolzen 30A.
Die Länge
B des dicken Abschnitts 9 der Sperrklinke 7 ist
eine Konstante, die wesentlich größer ist als A. Wenn die Differenz
zwischen B und A klein wäre,
würde die
Vorrichtung 1 dazu neigen, sich vom Bolzen 30 zu
lösen.
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4A und 4B sind
vereinfachte Schemas, die im Vergleich das Ausmaß zeigen, in dem die seitliche
Bewegung des Bolzens in der Bohrung in Vorrichtungen mit einer Sperrklinke
und Vorrichtungen mit zwei Sperrklinken stattfinden kann. 4A zeigt
das Ausmaß E
der seitlichen Bewegung entlang einer Richtung zwischen der Sperrklinke 7 und
einer gegenüberliegenden
Wand 6 (als erste Richtung bezeichnet), wenn es nur eine
einzige Sperrklinke 7 gibt, wie in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4B zeigt
das Ausmaß F
der seitlichen Bewegung entlang der selben ersten Richtung, wenn es
zwei Sperrklinken 7 gibt, wie in einer Ausführungsform
in der zuvor erwähnten
früheren
Anmeldung gezeigt.
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In 4B ist
die Innenwand 6 auf gegenüberliegenden Seiten der Bohrung
unterbrochen, wo die Sperrklinken 7 angebracht sind. Infolgedessen besteht
die Möglichkeit
erheblicher seitlicher Bewegung des Bolzens 30 in der ersten
Richtung zwischen den Sperrklinken mit Konsequenzen, die oben in
Zusammenhang mit 1A diskutiert wurden. In 4A ist
die Innenwand 6 durchgehend außer dort, wo die eine Sperrklinke 7 angebracht
ist, und die Sperrklinke drückt
den Bolzen 30 auf der der Sperrklinke 7 gegenüberliegenden
Seite der Bohrung gegen die Innenwand 6. Folglich kann
es nur sehr wenig Bewegung des Bolzens in der ersten Richtung zwischen
der Sperrklinke und der Innenwand 6 geben.
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Wie
aus 4B ersichtlich, schränken Abschnitte der Innenwand 6 die
seitliche Bewegung des Bolzens 30 in der Bohrung in einer
zweiten, zur ersten Richtung senkrechten, Richtung ein. In der Ausführungsform
mit einer Sperrklinke in 4A wird diese
Bewegung des Bolzens in der Bohrung in ähnlich eingeschränkt.
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Im
in 4A gezeigten Beispiel wird die Differenz zwischen
dem Maß G
(Breite der Wand 5 am Fuß der Sperrklinke 7)
und dem Maß H
(Abstand zwischen den Enden der Innenwand 6) möglichst
klein gemacht.
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Infolgedessen
ist der Umfang des Bolzens eng von der Innenwand 6 umgeben
außer
dort, wo die Sperrklinke angebracht ist, und die Innenwand 6 erstreckt
sich in einem Maß in
Umfangsrichtung um den Bolzen, das ausreicht, die seitliche Bewegung des
Bolzens in der Bohrung in der ersten Richtung einzuschränken.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die die Vorrichtung 1 in einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer Richtung an einem Bolzen 30 montiert
zeigt. Die Lage der Sperrklinke 7 vor der Montage ist durch
die gestrichelten Linken dargestellt und die Lage der Sperrklinke 7 nach
der Montage durch die durchgezogenen Linien. Wenn der Bolzen 30 in
die Bohrung in der Vorrichtung 1 eingesetzt wird, wird
die Sperrklinke 7 am dünnen
Abschnitt gebogen und bewegt sich entlang dem Gewinde 31 des Bolzens 30.
In der Montageposition greifen der eingreifende Abschnitt 10b an
der Sperrklinke 7 und die Einfädelnut 11b im Gewinde 31 des
Bolzens 30 ein und die Vorrichtung 1 ist am Bolzen 30 befestigt.
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Bauelemente 40 wie
beispielsweise Rohre können
am Bauelement-Montageabschnitt 20 angebracht
werden, bevor die Vorrichtung 1 am Bolzen 30 montiert
wird oder nachdem die Vorrichtung 1 am Bolzen 30 montiert
wurde.
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6 ist
eine Querschnittsansicht der Vorrichtung 1, die in der
entgegengesetzten Richtung an einem Bolzen angebracht ist. Wenn
der Bolzen 30 in die Bohrung in der Vorrichtung 1 eingesetzt
wird, wird die Sperrklinke 7 am dünnen Abschnitt in der entgegengesetzten
Richtung wie der in 5 gezeigten, gebogen und bewegt
sich entlang dem Gewinde 31 des Bolzens 30. In
der Montageposition greifen der eingreifende Abschnitt 10a an der
Sperrklinke 7 und die Einfädelnut 11a in das
Gewinde 31 des Bolzens 30 ein und die Vorrichtung 1 ist
am Bolzen 30 befestigt.
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Auch
hier können
Bauelemente 40 wie beispielsweise Rohre am Bauelement-Montageabschnitt 20 angebracht
werden, bevor die Vorrichtung 1 am Bolzen 30 montiert
wird oder nachdem die Vorrichtung 1 am Bolzen 30 montiert
wurde.
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Die
Vorrichtung in dieser Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann aus beiden Richtung an einem Bolzen
angebracht werden und hat in beiden Richtungen dieselben Montageeigenschaften.
Da die Vorrichtung nur eine einzige Sperrklinke hat, kann ein Bolzen
mit geringer Kraft in eine Bohrung der Vorrichtung eingesetzt werden,
und, wenn der Bolzen eingesetzt ist, erreicht die Sperrklinke einen
wirksamen Winkel in der Bohrung, der sich nicht ändert. Die bogenförmigen Einfädelnuten
an der Sperrklinke unterstützen
die bogenförmigen
eingreifenden Abschnitte der Sperrklinke beim sicheren Eingreifen
in das Gewinde eines Bolzens. Dank der Tatsache, dass eine Innenwand
der Bohrung den Bolzen mit Ausnahme einer Region, in der die Sperrklinke angebracht
ist, eng umgibt, wird das Ausmaß des Rutschens
des Bolzens in der Bohrung minimiert und die Vorrichtung der Erfindung
kann zuverlässig
mit einer stabilen Haltekraft an einem Bolzen befestigt werden.
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Obwohl
eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es offensichtlich,
dass Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne von den Grundsätzen
und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den beiliegenden
Patentansprüchen
definiert ist. Beispielsweise hat eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung zwar eine Innenwand 6, die durchgängig ist,
die Innenwand 6 könnte
jedoch bis zu einem gewissen Grad unterbrochen sein, so lange sie
die Einschränkungsfunktionen
für die
seitliche Bewegung der in 4A gezeigten
durchgängigen
Innenwand 6 bietet.