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Die Erfindung betrifft ein schwingungsdämpfendes Befestigungselement zur Halterung eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Luftfilters, an einem Halteelement, insbesondere an einem Karosserieelement des Kraftfahrzeugs, mit einem in eine Aussparung des Halteelements einsetzbaren Montageelement, das mindestens ein das Halteelement in der Aussparung hinterschneidendes erstes Rastmittel aufweist, und mit einem an dem Bauteil befestigbaren und in das Montageelement verrastend eingesteckten Pufferelement.
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Befestigungselemente der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere bei der Montage von Luftfiltern in Kraftfahrzeugen werden Befestigungselemente verwendet, die den Luftfilter an einem Karosserieelement des Kraftfahrzeugs halten und schwingungstechnisch entkuppeln. Ein derartiges Befestigungselement ist beispielsweise aus der
DE 195 03 918 C2 bekannt. Seit langer Zeit ist es auch bekannt, Luftfilter mit Gummipuffern zu versehen, die einen Einführkegel zum Einstecken in ein eine Aussparung bildendes gestanztes Loch in einem Karosserieelement des Kraftfahrzeugs aufweisen. Durch den Stanzvorgang weist das Loch beziehungsweise die Aussparung in der Regel einen Grat auf, der beim Einsetzen beziehungsweise -führen des Gummipuffers in die Aussparung zu einer Beschädigung (Aufschlitzen) des Gummipuffers führen kann. Daher wird, bevor das Pufferelement in die Aussparung eingesetzt wird, ein Montageelement in die Aussparung eingesetzt, das ein das Karosserieelement beziehungsweise das Halteelement hinterschneidendes erstes Rastelement aufweist. Das Montageelement bildet ein Zwischenteil, das das Pufferelement vor einer Beschädigung durch den Grat schützt. Das Rastelement dient dazu, das Montageelement sicher in der Aussparung zu halten. Bekannt ist es hierbei als Montageelement einen geschlitzten, also nicht vollumfänglich geschlossenen Kunststoffring zu verwenden, der an seiner Außenseite eine sich über den gesamten Umfang erstreckende Rastnase aufweist. Beim Einsetzen in die Aussparung kann der Durchmesser des Kunststoffrings aufgrund der geschlitzten Ausbildung verringert werden, so dass die Rastnase in die Aussparung eingeführt werden kann. In seiner Endstellung vergrößert sich der Durchmesser des Kunststoffrings wieder auf seine Ausgangsgröße, so dass die Rastnase in eine Hintergriffs- beziehungsweise Hinterschneidungsposition mit dem Montagelement verlagert wird. Nachteilig hierbei ist, dass das Pufferelement zunächst an dem Bauteil und das Montageelement an dem Halteelement befestigt werden muss. Eine Vormontage, beispielsweise in der Form, dass das Pufferelement zunächst an dem Bauteil, und anschließend das Montagelement an dem Pufferelement und abschließend beide zusammen an dem Halteelement befestigt werden, ist nicht möglich. Während der Durchmesser des bekannten Kunststoffrings beim Einsetzen verkleinert werden müsste, wird er durch das Pufferelement genau entgegengesetzt beaufschlagt, so dass hohe Kräfte für die Endmontage notwendig wären, die zu einer hohen Belastung, insbesondere des Pufferelements führen. Es ist sogar bekannt, hierbei Schmiermittel zu verwenden, die das Einsetzten in die Ausnehmung des Halteelements erleichtern sollen. Nachteilig ist weiterhin, dass durch die drückende Montage, bei der das Pufferelement gestaucht wird, ein großes axiales Spiel zwischen dem Pufferelement und dem Montageelement vorhanden ist, was zu einer nicht sicheren Lagerung des Bauteils führt.
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Aus der Patentschrift
US 7 114 217 B2 geht ein weiteres Befestigungselement der gattungsgemäßen Art hervor.
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Es ist somit die Aufgabe der Erfindung ein schwingungsdämpfendes Befestigungselement zu schaffen, das eine sichere Befestigung gewährleistet und eine einfache Montage erlaubt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Befestigungselement gemäß dem vorliegenden Anspruch 1 vollständig gelöst. Danach weist das Pufferelement an seiner Außenseite mindestens eine Ausnehmung auf, die ein elastisches Nach-Innen-Verlagern des ersten Rastelements beim Einsetzen in die Aussparung erlaubt. Es ist also zum Einen vorgesehen, dass das erste Rastelement des Montageelements beim Einsetzen in die Aussparung nach innen verlagerbar ist beziehungsweise verlagert wird, wobei hierzu das erste Rastelement bevorzugt zumindest bereichsweise elastisch verformbar ausgebildet ist. Das Pufferelement weist zum Anderen an seiner Außenseite eine Ausnehmung auf, die einen Freiraum bildet, in welchen das erste Rastelement beim Einsetzen des Montageelements in die Aussparung des Halteelements verlagert werden kann. Wobei hierbei sowohl ein vollständiges als auch ein nur bereichsweises Verlagern des ersten Rastelements nach innen, also in den Freiraum, möglich ist. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Pufferelement und das Montageelement an dem Bauteil, insbesondere an einem Luftfilter vormontiert werden können. Beim anschließenden Einsetzen in die Aussparung erlaubt das vorteilhafte Pufferelement das Verlagern des ersten Rastelements nach innen, sodass ein einfaches Befestigen des aus Pufferelement und Montageelement bestehenden Befestigungselements an dem Halteelement durchführbar ist. Dadurch, dass die Verrastung des Montageelements nunmehr unabhängig von der Befestigung des Pufferelements an dem Montageelement erfolgt, ist es nunmehr möglich, auch die Rastverbindung zwischen dem Montageelement und dem Pufferelement verbessert auszubilden, sodass eine sichere Befestigung mittels des schwingungsdämpfenden Befestigungselements dauerhaft gewährleistet werden kann.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Montageelement mehrere über seinen Umfang verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete erste Rastelemente aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Montageelement drei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete erste Rastelemente auf. Dabei wird vorliegend von einem einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Befestigungselement ausgegangen. Wobei natürlich auch andere Querschnittsformen des Befestigungselements, und damit des Montageelements und des Pufferelements, denkbar sind. Durch das Vorsehen mehrerer über den Umfang verteilt angeordneter erster Rastelemente erhöht sich die Belastbarkeit des Befestigungselements. Durch das Vorsehen entsprechend ausgebildeter Ausnehmungen an der Außenseite des Pufferelements ist ein Verlagern der ersten Rastelemente beziehungsweise ein Einstecken des vormontieren Montageelements auch mit einem verhältnismäßig geringem Kraftaufwand möglich.
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Bevorzugt ist das Montageelement im Wesentlichen topfförmig ausgebildet. Dazu weist das Montageelement einen Boden auf, von dessen Rand sich eine Seitenwand im Wesentlichen senkrecht erstreckt. Der Boden bildet dabei eine Spitze des Montageelements, die zuerst in die Aussparung des Halteelements einsetzbar ist. Vorteilhafterweise weist die Spitze Einführschrägen auf, die ein Befestigen beziehungsweise Einsetzen des Montageelements in der Aussparung beziehungsweise an dem Halteelement erleichtern. Natürlich kann das topfförmige Montageelement an seiner Spitze auch offen ausgebildet sein, sodass das Montageelement insgesamt einen im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Querschnitt aufweist. Auf der der Spitze gegenüberliegenden Seite weist das Montageelement zweckmäßigerweise eine Aufnahmeöffnung für das Pufferelement auf.
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Bevorzugt ist das Montageelement einstückig mit den ersten Rastelementen ausgebildet. Vorteilhafterweise sind dabei die ersten Rastelemente als in einer Seitenwand des Montageelements freigeschnittene Rastnasen ausgebildet. Das bedeutet, dass das Montageelement letztendlich freigeschnittene Zungen aufweist, auf deren freien Enden jeweils mindestens ein nach außen von dem Montageelement vorstehender Rastvorsprung angeordnet/ausgebildet ist. Durch die freigeschnittene Ausbildung sind die Rastnasen im Wesentlichen losgelöst von dem übrigen Körper des Montageelements und damit leicht verlagerbar. Darüber hinaus ergibt sich hieraus eine besonders kompakte Form des Montageelements, wobei die Federkraft der Rastnasen auf einfache Art und Weise durch bestimmen der Länge der freigeschnittenen Zungen einstellbar ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Pufferelement mehrere über seinen Umfang verteilt angeordnete, das Montageelement hinterschneidende zweite Rastelemente auf. Mittels der zweiten Rastelemente ist das Pufferelement verrastend an dem Montageelement befestigbar. Vorteilhafterweise weist dazu das Montageelement mit den zweiten Rastnasen korrespondierende Aussparungen auf. Zweckmäßigerweise sind die ersten Rastelemente und die zweiten Rastelemente über den Umfang des Befestigungselements abwechselnd verteilt angeordnet. Dadurch können die ersten und die zweiten Rastelemente trotz einer besonders kompakten (kurzen) Gestaltung des Befestigungselements unabhängig voneinander arbeiten beziehungsweise betätigt werden. Hierdurch ist es weiter möglich, die zweiten Rastelemente größer als im Stand der Technik auszubilden, sodass eine höhere Befestigungssicherheit gewährleistet werden kann. Die zweiten Rastelemente sind vorteilhafterweise ebenfalls als elastisch verlagerbare Rastnasen, wie oben beschrieben, ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich wäre es denkbar, dass nicht die zweiten Rastelemente sondern die mit den zweiten Rastelementen korrespondierenden Bereiche des Montageelements elastisch verformbar beziehungsweise verlagerbar sind, um das Verrasten zu ermöglichen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind das Montageelement und das Pufferelement als Vormontagegruppe derart ausgebildet, dass die zweiten Rastelemente axial spielfrei das Montageelement beziehungsweise die mit den zweiten Rastelementen korrespondierenden Bereiche des Montageelements hinterschneiden. Durch die oben beschriebene vorteilhafte Ausbildung des schwingungsdämpfenden Befestigungselements ist es möglich, eine im Wesentlichen axialspielfreie Verbindung des Montageelements und des Pufferelements zu erhalten, die eine Optimale Halterung für das Bauteil gewährleistet.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Pufferelement und/oder das Montageelement Verdrehsicherungsmittel aufweisen. Zweckmäßigerweise bilden die Verdrehsicherungsmittel eine geometrische beziehungsweise formschlüssige Verdrehsicherung zwischen dem Pufferelement und dem Montageelement. Dadurch kann insbesondere die Montage erleichtert werden, da das Pufferelement nur in einer bestimmten Drehposition in das Montageelement eingesetzt werden kann und in dieser Drehposition zweckmäßigerweise die zweiten Rastnasen des Pufferelements mit den damit korrespondierenden Ausnehmungen des Montageelements zusammenwirken können.
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Zweckmäßigerweise weist dazu eine dem Pufferelement zugeordnete Stirnseite des Montageelements mindestens eine axiale Erhebung auf, die mit einer axialen Vertiefung einer Stirnseite des Pufferelements als Verdrehsicherung zusammenwirkt. Vorteilhafterweise sind über den Umfang der Stirnseite verteilt mehrere Erhebungen vorgesehen, die mit entsprechenden Vertiefungen des Pufferelements zusammenwirken. Wie die ersten und zweiten Rastelemente sind auch die Erhebungen und Vertiefungen zweckmäßigerweise derart gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet, dass beim Einsetzen des Pufferelements in das Montageelement stets die zweiten Rastmittels des Pufferelements mit den korrespondierenden Ausnehmungen des Montageelements zusammenwirken können.
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Zweckmäßigerweise ist das Montageelement aus Kunststoff gefertigt. Dadurch hält es zum Einen auch hohen Belastungen stand und schützt zum Anderen das Pufferelement wirkungsvoll vor Beschädigungen durch beispielsweise den oben beschriebenen Grat der Ausnehmung des Halteelements.
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Vorteilhafterweise ist das Pufferelement aus Gummi gefertigt. Dadurch erhält es seine schwingungsdämpfende Wirkung und erlaubt ein einfaches elastisches Verformen, der damit einstückig ausgebildeten zweiten Rastelemente.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 ein vorteilhaftes Befestigungselement mit einem Pufferelement und einem Montageelement in einer perspektivischen Darstellung,
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2 das Befestigungselement in einer Längsschnittdarstellung,
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3 das Pufferelement in einer perspektivischen Darstellung und
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4 das Montageelement in einer perspektivischen Darstellung.
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Die 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften schwingungsdämpfenden Befestigungselements 1, das zur Halterung eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Halterung eines Luftfilters, an einem Halteelement, insbesondere an einem Karosserieelement eines Kraftfahrzeugs, dient. Das Befestigungselement 1 umfasst im Wesentlichen ein Pufferelement 2, das in ein Montageelement 3 eingesetzt beziehungsweise eingesteckt ist. Das Pufferelement 2 ist im Wesentlichen aus Gummi gefertigt, wohingegen das Montageelement 3 im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigt ist. Das Befestigungselement 1 und somit das Pufferelement 2 und das Montageelement 3 weisen einen im Wesentlichen zylinderförmigen Querschnitt auf. Das Pufferelement 2 und Montageelement 3 schließen dabei an ihren Außenseitenseiten im Wesentlichen bündig miteinander ab.
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Das Pufferelement 2 weist an seiner freien Stirnseite 4 eine Befestigungsöffnung 5 auf, die zum Aufnehmen eines Befestigungspins des Luftfilters dient. Wie am besten aus der 2 ersichtlich, die einen Längsschnitt durch das Befestigungselement 1 darstellt, weist die Befestigungsöffnung 5 einen Hinterschnitt 6 auf. Ein Befestigungspin des Luftfilters, der einen entsprechenden Radialvorsprung aufweist, wirkt mit dem Hinterschnitt 6 rastend zusammen. Durch die Ausbildung des Pufferelements 2 im Wesentlichen aus Gummi, kann der Befestigungspin des Luftfilters in die Befestigungsöffnung 5 bis zum Hintergreifen des Hinterschnitts 6 eingepresst werden. Weiterhin weist das Pufferelement 2 mehrere über den Rand verteilt angeordnete Bohrungen 7 auf, die zur akustischen Entkopplung dienen.
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Wie am besten aus der 3 ersichtlich, weist das Pufferelement 2 an seinem der Stirnseite 4 abgewandten Endes 8 mehrere radial vorstehende Rastelemente 9 auf, die als Rastnasen 10 ausgebildet sind. Die Rastelemente 9 beziehungsweise Rastnasen 10 sind zweckmäßigerweise einstückig mit dem Pufferelement 2 ausgebildet. Wobei durch die Ausbildung des Pufferelements 2 im Wesentlichen aus Gummi ein einfaches elastisches Verformen der Rastnasen 10 möglich ist. Die Rastnasen 10 weisen Einführschrägen 11 auf, die das Einführen des Pufferelements 2 in das Montageelement 3 erleichtern. Durch die im Wesentlichen aus Gummi gefertigte Ausbildung des Pufferelements 2 ist ein elastisches Verformen der Rastnasen 10 mit geringem Kraftaufwand möglich, sodass diese, wie weiter unten näher beschrieben, einfach in eine Verrastungsposition mit dem Montageelement 3 gebracht werden können.
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Zwischen jeweils zwei benachbarten Rastnasen 10 weist das Pufferelement 2 jeweils eine Ausnehmung 12 auf, auf deren Funktion später näher eingegangen werden soll. Das dem Ende 8 gegenüberliegende die Stirnseite 4 aufweisende Ende des Pufferelements 2 weist einen größeren Außendurchmesser als der die Rastnasen 10 aufweisende Endbereich derart auf, dass eine auf das Ende 8 weisende axiale Anlageschulter 13 gebildet ist. Die Anlageschulter 13 erstreckt sich über den gesamten Umfang des Pufferelements 2 und weist drei axiale Erhebungen 14 auf, zwischen denen axiale Vertiefungen 15 gebildet sind. Die Erhebungen 14 und Vertiefungen 15 sind gleichmäßig verteilt über den Umfang der Anlageschulter 13 angeordnet beziehungsweise ausgebildet.
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Das Montageelement 3 des Befestigungselements 1 ist in einer perspektivischen Darstellung in der 4 dargestellt. Das Montageelement 3 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet, wozu es einen Boden 16 sowie eine sich über den gesamten Umfang erstreckende Seitenwand 17 aufweist. Der Boden 16 kann wie dargestellt geschlossen oder mit einem Durchbruch ausgebildet sein. Vorteilhafterweise weist das Montageelement 3 von dem Boden 16 ausgehend axial bereichsweise eine kegelartige Kontur auf, die das Einrasten des Montageelements erleichtert. In der Seitenwand 17 sind über den Umfang verteilt drei Aussparungen 18 ausgebildet, deren jeweilige Breite mindestens der Breite der Rastnasen 10 des Pufferelements 2 entspricht. Die dem Boden 16 abgewandte Stirnseite 19 der Seitenwand 17 beziehungsweise des Montageelements 3 weist drei axiale Erhebungen 20 auf, zwischen denen jeweils eine axiale Vertiefung 21 gebildet ist. Die Erhebungen 20 und Vertiefungen 21 korrespondieren dabei derart mit den Erhebungen 14 und Vertiefungen 15 des Pufferelements 2, dass sie, wenn das Pufferelement 2 mit seinem Ende 8 in die durch die Topfform des Montageelements 3 gebildete Aufnahmeöffnung 22 eingesetzt wird, eine formschlüssige Verdrehsicherung 23 zwischen dem Montageelement 3 und dem Pufferelement 2 bilden. Die Erhebungen 14, 20 und die Vertiefungen 15, 21 wirken hierbei also als Verdrehsicherungsmittel 24. Die Verdrehsicherung 23 erlaubt dabei ein Einsetzen des Pufferelements 2 in das Montageelement 3 nur in einer bestimmten Drehstellung des Pufferelements 2 zu dem Montageelement 3, die gewährleistet, dass die Rastnasen 10 des Pufferelements 2 beim Einsetzen in die Aussparungen 18 des Montageelements 3 eingreifen und dort das Montageelement 3 hinterschneiden. Während sich die Rastnasen 10 in der gedachten Verlängerung der Erhebungen 14 am Ende 8 des Pufferelements 2 befinden, sind die Aussparungen 18 des Montageelements 3 entsprechend unterhalb der Vertiefungen 21 ausgebildet, sodass die Erhebungen 14 in die Vertiefungen 21 eintreten und dabei die Rastnasen 10 in die Aussparungen 18 eingreifen können. Beim Einsetzen werden die Rastnasen 10 elastisch verformt und hinterschneiden im eingesetzten Zustand das Montageelement 3 in den Aussparungen 18 derart, dass das Montageelement 3 und das Pufferelement 2 im Wesentlichen axialspielfrei aneinander gehalten sind.
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Von den Erhebungen 20 erstreckt sich in Richtung des Bodens 16 jeweils ein Rastelement 25, das zum Hinterschneiden des Halteelements, in welches das Montageelement 3 eingesetzt werden soll, dient. Die Rastelemente 25 sind als freigeschnittene Rastnasen 26 derart ausgebildet, dass sie an ihrem zum Boden 16 weisenden Ende freischwingend verlagerbar sind. Die Rastnasen 26 weisen an ihrem freien Ende jeweils einen mit einer Einführschräge 27 versehenen Radialvorsprung auf, der von der Seitenwand des Montageelements 3 vorsteht, sodass er, wenn das Montageelement in die Aussparung eingesetzt ist, das Halteelement hinterschneidet beziehungsweise hintergreift.
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Durch die Anordnung der Rastnasen 26 in der gedachten Verlängerung der Erhebungen 20 befinden sich die Rastnasen 26 im eingesetzten Zustand des Pufferelements 2 in dem Montageelement 3 im Bereich der Ausnehmungen 12 des Pufferelements 2. Während in den übrigen Bereichen das Pufferelement 2 bevorzugt im Wesentlichen spielfrei an dem Montageelement 3 anliegt, ist somit zwischen dem Pufferelement 2 und den Rastnasen 26 ein Freiraum 28 geschaffen, der ein Verlagern der Rastnasen 26 nach innen, also zum Pufferelement 2 hin, erlaubt. In der 2 ist dieser Freiraum 28 am besten ersichtlich. Die Breite der Ausnehmungen 12 entspricht dabei mindestens der Breite der Rastnasen 26, sodass letztere ohne großen Kraftaufwand in die Ausnehmungen 12 einfedern können.
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Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, ist das Befestigungselement 1 vorteilhafterweise als vormontierte Baugruppe verwendbar. Dazu wird das Pufferelement 2, wie oben beschrieben, in das käfigartige Montageelement 3 eingesetzt, wobei die Rastnasen 10 in die Aussparungen 18 des Montageelements 3 hineinragen und dort das Montageelement 3 im Wesentlichen axial spielfrei hinterschneiden.
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Zweckmäßigerweise liegen das Pufferelement 2 und das Montageelement 3 an der Anlageschulter 13 vollumfänglich aneinander an. Natürlich können die Anlageschulter 13 und die freie Stirnseite der Seitenwand 17 aber auch derart ausgebildet sein, dass das Pufferelement 2 und das Montageelement 3 nur bereichsweise axial aneinander anliegen, wie in der 1 dargestellt, wonach die Erhebungen 14 jeweils beabstandet zu dem Boden der Vertiefungen 21 liegen.
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Das vorteilhafte Befestigungselement 1 erlaubt eine einfache und sichere Montage eines Luftfilters an einem Karosserieelement eines Kraftfahrzeugs, wobei zunächst das Befestigungselement 1 wie dargestellt zusammengesteckt und anschließend an dem Luftfilter, wie oben beschrieben, befestigt werden kann. Anschließend wird der Luftfilter zusammen mit dem Befestigungselement 1 an das Karosserieteil beziehungsweise Halteelement geführt, wo das Befestigungselement 1 in die entsprechende Ausnehmungen eingesteckt wird. Dabei können die Rastnasen 26 während des Einführens durch relativ geringen axialen Kraftaufwand nach innen verlagert werden und im weiteren Verlauf des Einführens das Halteelement in seiner Ausnehmung hintergreifen. Im Vergleich zu bekannten Varianten können die Rastnasen 10 dabei breiter als bisher ausgebildet werden, sodass ein sicherer Halt gewährleistet wird. Insgesamt erhöht sich dabei die Einbaugenauigkeit des Bauteils beziehungsweise des Luftfilters. Die Montage wird insgesamt erheblich vereinfacht, da das Befestigungselement 1 ohne großen Kraftaufwand in die Ausnehmung eingesetzt werden kann, und dennoch fest daran gehalten ist. Es sind dabei keinerlei Schmiermittel für die Montage erforderlich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungselement
- 2
- Pufferelement
- 3
- Montageelement
- 4
- Stirnseite
- 5
- Befestigungsöffnung
- 6
- Hinterschnitt
- 7
- Bohrung
- 8
- Ende
- 9
- Rastelement
- 10
- Rastnase
- 11
- Einführschräge
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Anlageschulter
- 14
- Erhebung
- 15
- Vertiefung
- 16
- Boden
- 17
- Seitenwand
- 18
- Aussparung
- 19
- Stirnfläche
- 20
- Erhebung
- 21
- Vertiefung
- 22
- Aufnahmeöffnung
- 23
- Verdrehsicherung
- 24
- Verdrehsicherungsmittel
- 25
- Rastelement
- 26
- Rastnase
- 27
- Einführschräge
- 28
- Freiraum