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Die
Erfindung betrifft einen Halter für rohrförmige Bauteile mit einem Aufnahmekörper, der
einen Haltebereich und eine Aufnahme für wenigstens ein Bauteil aufweist,
und mit einem Befestigungselement, das eine Längsachse hat und in einer Öffnung in
dem Aufnahmekörper
angeordnet ist.
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Halter
der angegebenen Art dienen zur Befestigung eines rohrförmigen Bauteils
an einem Träger.
Eine häufige
Anwendung derartiger Halter findet sich in Kraftfahrzeugen, wo sie
zur Befestigung von Brems- oder Kraftstoffleitungen, wie auch von
Kabeln eingesetzt werden.
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Bei
einem aus
EP 0 838
626 B1 bekannten Halter der angegebenen Art sind der Aufnahmekörper und
das Befestigungselement zwei getrennt voneinander hergestellte Teile,
die bei der Montage des Halters zusammengefügt werden. Das Befestigungselement
besteht hierbei aus einer zylindrischen Hülse mit einem als Flansch ausgebildeten
Kopf, die in eine kreisförmige
Bohrung im Halter eingesteckt wird. Der Halter kann mit seinem Befestigungselement
an einem beispielsweise an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs angeschweißten Bolzen
befestigt werden, wobei dieser in die Hülsenbohrung des Befestigungselements
eindringt.
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Es
ist weiterhin aus
DE
35 03 293 C2 ein zum Befestigen rohrförmiger Bauteile bestimmter
Halter aus Kunststoff bekannt, bei dem der Aufnahmekörper eine
dehnbare Hülse
hat, die auf einen von einem Träger
abstehenden Gewindestift aufdrückbar
ist. In einem Ausgangszustand ist die Hülse über eine durchbrechbare Verbindung
an ihrem von der Einstecköffnung
entgegengesetzten Ende mit einer zweiten Hülse verbunden. Sobald sich
der Halter mit der ersten Hülse
in der Montageposition auf dem Gewindestift befindet, wird durch
axialen Druck die Verbindung zur zweiten Hülse durchbrochen und die zweite
Hülse so
weit verschoben, daß sie
die erste Hülse
umgibt, um dadurch ein Lösen
der ersten Hülse
vom Stift zu verhindern.
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Mit
den vorstehend beschriebenen Haltern ist es nicht möglich, Maßabweichungen
zwischen der Lage der rohrförmigen
Bauteile und dem Stift oder Bolzen zum Befestigen des Halters auszugleichen. Bei
der Montage kann es daher zu Verspannungen der gehaltenen Bauteile
kommen, die unerwünscht sind.
Um dies zu vermeiden und größere Maßabweichungen
in der Lage von Bauteil und Befestigungselement ausgleichen zu können, ist
aus
EP 0 597 718 A1 ein
Halter für
Rohrleitungen bekannt, der mittels eines Befestigungselements nach
Art einer Mutter an einem mit einer Platte verbundenen Gewindestift
zu befestigen ist. Der Halter weist hierbei ein Kupplungsglied auf,
das den Halter mit dem Befestigungselement verbindet und das senkrecht
zur Längsachse
der gehaltenen Rohrleitung in einer Ausnehmung des Halters relativ
zu diesem bewegbar ist. Das Kupplungsglied weist außerdem eine
Ausnehmung zur Aufnahme des Schafts des Befestigungselementes auf.
Die Ausnehmung hat in Längsrichtung
der gehaltenen Rohrleitung eine Überlänge. Hierdurch kann
der Halter sowohl in Längsrichtung
als auch in Querrichtung Ausgleichsbewegungen zum Ausgleich von
Maßabweichungen
ausführen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stabilen Halter für rohrförmige Bauteile
zu schaffen, der einfach herzustellen und einfach zu montieren ist
und der einen Ausgleich von Maßabweichungen
hinsichtlich der Lage der rohrförmigen
Bauteile und der Befestigungsstelle in beliebiger Richtung ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Halter mit den in dem unabhängigen Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Halters sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei
dem Halter nach der Erfindung ist zwischen der Außenkontur
des Befestigungselements und der Innenkontur der Öffnung im
Haltebereich des Aufnahmekörpers
ein sich in alle zur Längsachse
des Befestigungselements radiale Richtungen erstreckender Freiraum
zum Ausgleich von Maßabweichungen
beim Einbau vorgesehen, und das Befestigungselement ist durch Verbindungselemente
mit dem Aufnahmekörper
verbunden und in einer definierten Lage, insbesondere einer Mittellage,
in der Öffnung
des Aufnahmekörpers
gehalten, wobei die Verbindungselemente zertrennbar oder derart
verformbar sind, daß sie
die Ausgleichsbewegung des Befestigungselements innerhalb der Öffnung nicht behindern.
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Der
erfindungsgemäße Halter
ermöglicht
einen Ausgleich von Maßtoleranzen
erheblicher Größe bei der
Befestigung von Rohrleitungen und Kabeln, beispielsweise in Kraftfahrzeugen.
Hierdurch ist eine spannungsfreie Montage der Leitungen und Kabel
an der Karosserie möglich.
Der erfindungsgemäße Halter
hat weiterhin den Vorteil, daß er
einteilig aus Kunststoff kostengünstig
herstellbar ist. Zusätzlicher Aufwand
für die
Komplettierung mehrerer Teile entfällt, und die Montage des Halters
ist infolge der Einteiligkeit sehr einfach.
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Das
Befestigungselement des erfindungsgemäßen Halters ist vorzugsweise
als Hülse
mit einer Hülsenbohrung
zur Aufnahme eines Bolzens ausgebildet und kann durch eine Bewegung
in Richtung seiner Längsachse,
beispielsweise einen entsprechend gerichteten Schlag auf den Bolzen,
befestigt werden.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist das Befestigungselement
derart in dem Aufnahmekörper
angeordnet, daß es
bei der Montage gegenüber
dem Aufnahmekörper
axial in die Befestigungsstellung bewegbar ist. Durch diese Axialbewegung
kann ein Brechen der Verbindungselemente bewirkt werden, so daß die Trennung
von Aufnahmekörper
und Befestigungselement vor Erreichen der entgültigen Befestigungsposition
des Halters erfolgt und der Aufnahmekörper ungehindert die zum Ausgleich
von Maßabweichungen
notwendige Ausgleichsbewegung ausführen kann.
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Die
Verbindungselemente können
nach einem Vorschlag der Erfindung aus dünnwandigen Stegen bestehen,
die einen axialen und/oder radialen Zwischenraum zwischen dem Befestigungselement
und dem Aufnahmekörper überbrücken. In
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die dünnwandigen Stege zwischen dem
Rand der Öffnung
im Haltebereich des Aufnahmekörpers
und einem mit dem Haltebereich zusammenwirkenden Flansch des Befestigungselements
in einem Winkel zur Längsachse desselben
angeordnet. Auf diese Weise wird eine ausreichend starke Fixierung
des Befestigungselements am Aufnahmekörper erreicht und ein Brechen der
Stege durch die beim Montagevorgang auf das Befestigungselement
einwirkende Axialkraft bewirkt. Auch die Form zum Spritzgießen des
Halters kann bei dieser Ausbildung der Stege einfach gestaltet sein.
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In
einer anderen Ausgestaltung des Halters kann vorgesehen sein, daß die Stege
einen radialen Zwischenraum zwischen einem Flansch des Befestigungselements
und diesem benachbarten Wänden des
Halters überbrücken, wobei
die Stege durch eine Axialbewegung des Befestigungselements relativ zum
Halter durchbrechbar sind.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Verbindungselemente
als elastisch verformbare Schwingen ausgebildet sein, die den Ausgleichsbewegungen
des Befestigungselements gegenüber
dem Aufnahmeköper
nachgiebig folgen und bei der Montage des Halters nicht durchtrennt werden.
Auf diese Weise können
die Schwingen zusätzlich
zur Verdrehsicherung des Befestigungselements dienen und ein selbsttätiges Lösen des
Befestigungselements von einem mit Schraubgewinde versehenen Bolzen
verhindern. Ein Trennen der Schwingen vom Befestigungselement findet
vorzugsweise hierbei nur statt, wenn das Befestigungselement mit
Hilfe eines Werkzeugs gewaltsam in Löserichtung gedreht wird.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht als Verbindungselement
zwischen dem Aufnahmekörper
und dem Befestigungselement eine Ringmembran vor, die zusammen mit
dem Aufnahmekörper
und dem Befestigungselement in einer gemeinsamen Form hergestellt
wird. Die Ringmembran besteht vorzugsweise aus einem gummiartigen
Material und ist an ihren Rändern
wulstartig verdickt und jeweils in einer Ringnut des Aufnahmekörpers bzw.
des Befestigungselements verankert. Die sehr dünnwandige Membran kann durch
die Ausgleichsbewegungen des Befestigungselements gegenüber dem
Aufnahmekörper
zerbrochen, elastisch verformt oder zerrissen werden, ohne dadurch
den erforderlichen Ausgleich zu beeinträchtigen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
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1 einen
Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Halters mit
brechbaren Verbindungselementen,
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2 eine
Ansicht des Halters gemäß 1 von
oben,
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3 einen
Querschnitt einer zweiten Ausführungsform
eines Halters mit brechbaren Verbindungselementen,
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4 eine
Ansicht des Halters gemäß 3 von
oben,
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5 eine
Seitenansicht eines Halters mit elastischen Schwingen,
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6 einen
Querschnitt A-A des Halters gemäß 5,
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7 einen
Axialschnitt eines Halters mit einem durch eine Membran gebildeten
Verbindungselement und
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8 eine
Ansicht des Halters gemäß 1 in
Montageposition.
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Bei
dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
besteht der Halter 1 aus einem Aufnahmekörper 2 und
einem Befestigungselement 3, das zur Befestigung des Aufnahmekörpers 2 an
einem mit einem Gewindebolzen versehenen Trägerteil dient. Der Aufnahmekörper 2 hat
einen zentralen Haltebereich 4 und beiderseits des Haltebereichs 4 Aufnahmen 5 für rohrförmige Bauteile.
Jede Aufnahme 5 wird durch eine teilzylindrische Schale 6 gebildet,
die zur Anlageseite des Aufnahmekörpers 2 hin offen
ist. Vor den Öffnungen
der Schalen 6 befindet sich jeweils ein Sperrelement 7,
das sich von einer seitlich neben der Schale angeordneten Wand 8 in
einem Winkel zu dieser in Richtung der Öffnung erstreckt. Die Sperrelemente 7 sind
federnd ausgebildet und können
zum Einlegen eines rohrförmigen Bauteils
in die Schale 6 federnd zur Wand 8 hin ausweichen.
Sobald sich das Bauteil in der Schale 6 befindet, kehrt
das Sperrelement 7 in seine Ausgangslage zurück, um dadurch
das Bauteil in der Schale 6 festzuhalten.
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Der
Haltebereich 4 des Aufnahmekörpers 2 weist eine
zu den Achsen der Schale 6 parallele, ebene Anlagefläche 9 und
eine zentrale, zur Anlagefläche 9 senkrechte,
zylindrische Bohrung 10 auf. Auf der der Anlagefläche 9 abgekehrten
Seite befindet sich eine zur Anlagefläche 9 parallele Haltefläche 11. Beiderseits
der Haltefläche 11 sind
Führungselemente 12, 13 vorgesehen,
die zur Führung
und Abstützung
des Halters 1 in einer Montagevorrichtung dienen.
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Das
Befestigungselement 3 weist eine zylindrische Hülse 14,
einen radial nach außen
von der Hülse 14 abstehenden
Ringflansch 15 und einen Kopf 16 auf. Die Hülse 14 ist
mit einem wesentlichen Teil ihrer Länge in der Bohrung 10 angeordnet
und koaxial zu dieser ausgerichtet. Der Außendurchmesser der Hülse 14 ist
um ein zum Ausgleich von Maßtoleranzen
erforderliches Maß kleiner
als der Innendurchmesser der Bohrung 10. Der Ringflansch 15 befindet
sich außerhalb
der Bohrung 10 in einem Abstand von der Haltefläche 11.
Der Ringflansch 15 hat außerdem einen Abstand von den
Führungselementen 12, 13,
der wenigstens so groß ist
wie der Zwischenraum zwischen der Hülse 14 und der Wand
der Bohrung 10.
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Das
Befestigungselement 3 ist mit dem Aufnahmekörper 2 durch
mehrere dünnwandige
Stege 17 verbunden, die den Zwischenraum zwischen der Haltefläche 11 und
dem Ringflansch 15 überbrücken. Die
Stege 17 sind mit einem Ende mit dem an die Haltefläche 11 angrenzenden
Rand der Bohrung 10 verbunden und sind in einem Winkel
von ca. 30° zur Bohrungsachse
zum Flansch 15 hin konvergierend geneigt. An dem Ringflansch 15 befinden
sich die Anschlußstellen
der Stege 17 in einem Abstand von der Mantelfläche der
Hülse 14.
Zwischen den Anschlußstellen
der Stege 17 und der Hülse 14 weist
der Ringflansch 15 eine Kehlnut 18 auf, die zur
Aufnahme von Bruchstücken
der Stege 17 dient.
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Die
Hülse 14 hat
eine Hülsenbohrung 19,
die sich von dem der Anlagefläche 9 benachbarten
Hülsenende
bis in den Kopf 16 erstreckt. Das der Anlagefläche 9 benachbarte
Ende der Hülsenbohrung 19 ist
mit einer Fase 20 von 45° zur
Erleichterung des Einführens
eines Haltebolzens versehen. Im Kopf 16 ist die Hülsenbohrung 19 mit
einer Entlüftungsbohrung 21 versehen.
Der Kopf 16 weist außerdem
einen sich radial erstreckenden Schlitz auf, der zum Ansetzen eines
Schraubenziehers dient.
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Der
Halter 1 läßt sich
mit vergleichsweise einfachen Urformwerkzeugen im Spritzgießverfahren aus
Kunststoff herstellen. Die Ausbildung der Stege 17, die
das Befestigungselement 3 mit dem Aufnahmekörper 2 verbinden,
kann hierbei durch Freisparungen an den Werkzeugteilen erfolgen,
die einerseits die Hülse 14 und
andererseits den Ringflansch 15 umgeben.
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Bei
der Montage des Halters 1 wird das Befestigungselement 3 durch
eine axiale Kraft in die Bohrung 10 des Aufnahmekörpers 2 so
weit hineingedrückt,
bis der Ringflansch 15 auf der Haltefläche 11 aufliegt. Bei
diesem Vorgang zerbrechen die Stege 17, so daß das Befestigungselement 3 gegenüber dem
Aufnahmekörper 2 in
radialer Richtung, bezogen auf seine Längsachse, in einem Maße frei
beweglich ist, wie es der Zwischenraum zwischen der Hülse 14 und
der Wand der Bohrung 10 zuläßt. Hierdurch können bei
der Montage des Halters 1 Abweichungen vom Sollmaß zwischen
der Lage des Befestigungselements 3 und der Lage der von
dem Aufnahmekörper 2 gehaltenen
rohrförmigen
Bauteilen ausgeglichen werden.
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Der
in den 3 und 4 dargestellte Halter 101 unterscheidet
sich von dem Halter gemäß den 1 und 2 lediglich
hinsichtlich der Anordnung der Stege 117, die den Aufnahmekörper 102 mit dem
Befestigungselement 103 verbinden. Die Stege 117 erstrecken
sich hierbei auf zwei einander entgegengesetzten Seiten vom Umfangsrand
des Ringflanschs 115 zu jeweils einem Führungselement 112 bzw. 113,
wobei die Anschlußstellen
an den Führungselementen 112, 113 von
der Haltefläche 111 einen
größeren Abstand
haben als die Anschlußstellen an
dem Ringflansch 115. Wird bei dem Halter 101 das
Befestigungselement 103 mit seinem Ringflansch 115 an
die Haltefläche 111 gedrückt, so
brechen die Stege 117 ab, so daß das Befestigungselement 103 von
dem Aufnahmekörper 102 getrennt wird
und relativ zu diesem Ausgleichsbewegungen ausführen kann.
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Bei
dem in den 5 und 6 dargestellten
Halter 201 ist das Befestigungselement 203 mit dem
Aufnahmekörper 202 durch
elastisch verformbare Schwingen 222 verbunden. Die Schwingen 222 befinden
sich in Ausnehmungen 223 in der Haltefläche 211 des Aufnahmekörpers 202.
Die Schwingen 222 haben einen mit dem Aufnahmekörper 202 verbundenen,
geraden Abschnitt 224, der sich parallel zur Längsachse
der Schalen 206 erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt 225,
der mit dem Befestigungselement 203 verbunden ist. Die
Schwingen 222 sind federnd ausgebildet und haben innerhalb
der Ausnehmungen 223 einen so großen freien Bewegungsraum, daß sich die
Hülse 214 des
Befestigungselements 203 quer zu den Längsachsen der Schalen 206 in
beiden Richtungen bis zur Anlage an die Wand der Bohrung 210 relativ
zum Aufnahmekörper 202 bewegen
kann.
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Um
den Halter 201 nach der Montage durch Losschrauben des
Befestigungselements 203 wieder demontieren zu können, sind
die Schwingen 222 so mit dem Befestigungselement 203 verbunden,
daß sie
beim Drehen des Befestigungselements 203 abbrechen können.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Halters 301, bei dem das Befestigungselement 303 mit
dem Aufnahmekörper 302 durch
eine Ringmembran 326 verbunden ist. Bei der Urformung des
Halters 301 wird in dem gleichen Werkzeug auch die Ringmembran 326 gebildet,
wobei die Ringmembran 326 entweder aus dem gleichen Material
wie die beiden anderen Teile des Halters 301 oder auch
aus einem anderen, insbesondere weicheren und dehnbareren Kunststoffmaterial
bestehen kann, wie in 7 gezeigt. Die aus einer weicheren
Materialkomponente bestehende Ringmembran 326 weist an
ihren Rändern
verdickte Wülste 327, 328 auf,
mit denen sie in ringnutartigen Vertiefungen in der Hülse 314 des
Befestigungselements 303 und in der Haltefläche 311 des
Aufnahmekörpers 302 verankert
ist. Die Ringmembran 326 erstreckt sich im wesentlichen
in der Ebene der Haltefläche 311.
Bei der Montage des Halters 301 wird sie je nach Ausgleichsbewegung
des Befestigungselements 303 gedehnt oder zerrissen.
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In 8 ist
der Halter 1 in einer typischen Montageposition an der
Bodenplatte 27 eines Fahrzeugs gezeigt. An die Bodenplatte
ist ein mit einem Außengewinde
versehener Bolzen 28 angeschweißt, der zur Befestigung des
Halters 1 dient. Der Halter 1 wird vor der Montage
zunächst
mit den Rohrleitungen 29, 30 verbunden, in dem
diese in die Schalen 6 der Aufnahmen 5 eingerastet
werden. Anschließend
wird der Halter 1 mit dem Befestigungselement 3 an
den Bolzen 28 herangeführt,
wobei die Fase 20 das Ausrichten erleichtert. Nach dem
Ansetzen des Halters 1 wird beispielsweise durch einen
Schlag auf einen Kopf 16 das Befestigungselement 3 auf
den Bolzen 28 getrieben, wodurch es die in 8 gezeigte
Position erreicht, in der der Aufnahmekörper 2 mit seiner Anlagefläche 9 an
die Bodenplatte 27 angedrückt ist. Bei diesem Vorgang
werden die Stege 17 zerbrochen, so daß der Aufnahmekörper 2 durch
die Rohrleitungen 29, 30 quer zur Bolzenachse
um das Maß x
aus seiner ursprünglichen
Mittellage in eine Stellung bewegt werden kann, in der die Rohrleitungen 29, 30 nicht
verspannt sind.