DE102005029952B3

DE102005029952B3 - Niveauausgleichslasche

Info

Publication number: DE102005029952B3
Application number: DE102005029952A
Authority: DE
Inventors: Boris Dipl.-Ing. Koch; Harald Becher; Jacques Hoffner
Original assignee: Lanxess Deutschland GmbH; Faurecia Kunststoffe Automobilsysteme GmbH
Current assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-29
Also published as: WO2007000254A1; CN101213378A; US20090129852A1; KR20080033185A; JP2008544187A; EP1899612A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verspannungsfreien Befestigen eines oder mehrerer Bauteile auf einem Trägerteil, wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e in einer exakt bestimmten Position zum Träger oder zu angrenzenden Bauteilen stehen sollen und Fertigungs- und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e weitestgehend kompensiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verspannungsfreien Befestigen eines oder mehrerer Bauteile auf einem Trägerteil, wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e in einer exakt bestimmten Position zum Träger oder angrenzenden Bauteilen stehen sollen und Fertigungs- und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e weitestgehend kompensiert werden.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung derartiger Vorrichtungen zum Befestigen von Gehäusen, Gehäusen plus Deckel, Scheinwerfern, Scheinwerfergehäusen, insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik auf Modulträgern oder Frontends.

Eine Befestigungsvorrichtung zur Überbrückung von Fertigungs- oder Montagetoleranzen ist bereits aus EP 1 200 745 B1 bekannt. EP 1 200 745 B1 beschreibt jedoch eine Vorrichtung zum verspannenden Verbindungen von mit Abstand zueinander liegenden Bauteilen mittels eines im Abstandsraum angeordneten Distanzstücks und eines die beiden Bauteile gegeneinander verspannenden Spannstückes, wobei die Befestigungsbetätigung des Spannstückes zunächst von einer Beabstandungsstellung zu einer Anlagestellung zum zweiten Bauteil verlagert und nachfolgend die Vorrichtung mittels gegen die Wandung einer Einsteckhöhlung des ersten Bauteiles tretendende Spreizelemente am ersten Bauteil festlegt und die Spreizelemente am Distanzstück angeordnet sind.

Zwar handelt es sich bei dieser Befestigungsvorrichtung auch um eine Befestigung mit gleichzeitigem Toleranzausgleich, jedoch ist es eine Befestigungsvorrichtung, die zusätzlich zu einer normalen Schraubverbindung eingesetzt wird. Dabei ist das Einstellelement zwischen der Befestigungslasche des Gehäuses und des Trägers platziert. Das Einstellelement korrigiert automatisch die Toleranzen der Befestigungslaschen beim Verschrauben. Das Einstellelement besteht zudem aus mehreren Einzelteilen, die präzise gefertigt sein müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Einstellelement konstruktionsbedingt eine gewisse Kraft auf die Befestigungslaschen ausübt und es somit in bestimmten Fällen zu einer Verschiebung der angestrebten Bauteilposition kommen kann.

Aus DE 103 33 314 A1 ist ein Wegstehelement zum Fixieren von Wärmeschutzplatten bekannt. DE 103 31 275 A1 offenbart eine Befestigungs- oder Einbauvorrichtung für ein fahrzeugseitiges Teil oder Gerät mit zwei Laschen mit jeweils einer Bolzendurchgangsöffnung. WO 2005/051721 A1 beschreibt ein Befestigungssystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Trägerelement.

US 2005/00 69 376 A1 beschreibt ein Verbindungselement um zwei Komponenten mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu verbinden.

Es bestand daher der Bedarf ein Befestigungssystem zu entwickeln, das einfach herzustellen ist, und das ohne zusätzliche Arbeits-, Montage- oder Einstellschritte funktioniert d.h. das sich auto matisch einer bestimmten Einbausituation eines Gehäuses anpasst und keine Spannung auf das Gehäuse überträgt und somit eine fehlerfreie, präzise Befestigung garantiert.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung und somit Lösung der Aufgabe ist eine Befestigungsvorrichtung zur spannungsfreien Befestigung eines oder mehrerer Bauteile (z.B. Gehäuse, Gehäuse plus Deckel, Scheinwerfer, Scheinwerfergehäuse) auf einem Trägerteil (z.B. Modulträger, Frontend), wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e in einer exakt bestimmten Position zum Träger oder zu angrenzenden Bauteilen stehen sollen und Fertigungs- und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e weitestgehend kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei flexible oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerte Laschen, die sich an einem Trägerteil befinden, ein spannungsfreier Toleranzausgleich zwischen einem beliebigen Positionierungspunkt auf einem zu befestigenden Bauteil oder einer zu befestigenden Bauteilgruppe und der eigentlichen Befestigungslasche am Bauteil selber ermöglicht wird, die Position des Bauteils/der Bauteilgruppe über drei Referenzflächen, eine konzentrische Bohrung und ein Langloch zum Trägerteil hin bestimmt wird und die Laschen am Trägerteil sich beim Verbinden der Verbindungsstelle automatisch dem Niveau der Befestigungslaschen anpassen, wodurch nach dem Verbinden der beiden Trägerlaschen mit der (den) dazwischen liegenden Bauteillasche(n) und durch die Anordnung der Laschen zueinander eine starre Verbindung zwischen Bauteil bzw. Bauteilgruppe und Trägerteil entsteht ohne die Position des Bauteils bzw. der Bauteilgruppe zum Trägerteil hin zu verändern.

Im Vergleich zu Befestigungssystemen aus dem Stand der Technik erfordert die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung außer der/n eigentlichen Verbindungselement/en keine zusätzlichen Elemente, ist einfach in der Herstellung, einfach und fehlerfrei in der Handhabung und zeichnet sich durch eine hohe Steifigkeit und Belastbarkeit aus. Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ist deshalb hervorragend zum spannungsfreien Befestigen von Bauteilen auf Trägerteilen geeignet, insbesondere dort, wo es fertigungsbedingt zu größeren Fertigungs- oder Montagetoleranzen kommt, beispielsweise in der Bauindustrie, Möbelindustrie, im Waggonbau, Fahrzeugbau, Schiffsbau, Luftfahrzeugbau oder Raumfahrzeugbau.

Mittels der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung können Bauteile verschiedenster Materialien mit Trägerteilen gleichen Materials oder verschiedener Materialien spannungsfrei verbunden werden. Als Materialien kommen dabei in Frage: thermoplastische und duroplastische Kunststoffe, Polyurethane, Metalle, z.B. Stahl, Aluminium, Magnesium.

Die auf dem Trägerteil fixierten flexiblen Laschen sollten bevorzugt aus polymeren Materialien gefertigt sein. Bevorzugt werden Laschen eingesetzt, die man durch Spritzgießverfahren oder Pressverfahren von thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen erhält, beispielsweise Polyethylen; Polypropylen, Polyamid, Polyester oder Epoxide oder Polyurethane.

Die Befestigung des Bauteils/der Bauteilgruppe über die Befestigungslaschen erfolgt an den flexiblen Laschen (die mit dem Trägerteil verbunden sind). Die Verbindung selber erfolgt mittels eines oder mehrerer Verbindungselemente, bevorzugt Schrauben oder Nieten.

Die geringe Relativbewegung rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der flexiblen Laschen beim Verbinden wird durch größere Bohrungen oder Vierkantbohrungen (gegenüber den Schrauben- oder Nietendurchmessern) an den Befestigungslaschen des Bauteils/der Bauteilgruppe kompensiert.

Die Bestimmung der Position des Bauteils zum Trägerteil erfolgt über drei Referenzflächen, eine konzentrische Bohrung und über ein Langloch auf dem Bauteil. Ebenfalls sind drei Referenzflächen und zwei konzentrische Zapfen auf dem Trägerteil vorhanden. Zum Positionieren des Bauteils zum Trägerteil werden die Referenzflächen und die Zapfen und Löcher zur Deckung gebracht. Anschließend werden die Trägerlaschen mit der/den dazwischen liegenden Bauteillasche(n) verschraubt oder vernietet.

Nach dem Verbinden der Trägerlaschen mit der/den dazwischen liegenden Bauteillasche(n) und durch die Anordnung der Laschen zueinander entsteht eine starre Verbindung zwischen Bauteil(e) und Trägerteil. Diese starre Verbindung kann entweder nach dem Prinzip eines Dreigelenks oder nach dem Prinzip eines Viergelenks erfolgen. Im Falle der Verbindung nach dem Prinzip eines Dreigelenks entsteht durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder gelenkig gelagerten Laschen auf einem Trägerteil ein Dreigelenk, dessen gemeinsamer Verbindungspunkt unbeweglich ist. Im Falle der Verbindung nach dem Prinzip eines Viergelenks entsteht durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerten Laschen auf einem Trägerteil ein Viergelenk, dessen gemeinsame Verbindungsstelle eingeschränkt beweglich ist. Durch Verwendung von mindestens drei Viergelenksystemen im Raum, wobei das dritte Viergelenk um 90° gedreht zu Viergelenk 1 und 2 stehen muss, entsteht ein System, dessen Verbindungsstellen unbeweglich sind.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine beispielhafte Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung am Beispiel eines kastenförmigen Bauteils (4) auf einem flachen Trägerteil (2).
2 zwei Laschen eines Trägerteils (nicht gezeigt) die über eine Bauteillasche (5) mit einem Bauteil (nur der Rahmen ist sichtbar) verbunden sind.
3 Prinzip der doppelten Lasche: Variante 1 Dreigelenk.
4 Prinzip der doppelten Lasche: Variante 2 Viergelenk
5 Beispiel einer Befestigungslasche mit Vierkantbohrung am Bauteil
In 1 sieht man eine beispielhafte Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei flexible oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerte Laschen (1), die sich an einem Trägerteil (2) befinden, ein spannungsfreier Toleranzausgleich zwischen einem beliebigen Positionierungspunkt (3) auf einem Bauteil (4) oder einer Bauteilgruppe und der eigentlichen Befestigungslasche (5) am Bauteil (4) ermöglicht wird. Die Position des Bauteils wird über drei Referenzflächen (6), eine konzentrische Bohrung (7), und ein Langloch (8) zum Träger hin bestimmt. Damit ergibt sich die Position von Bauteil (4) und der am Bauteil vorhandenen Befestigungslaschen (5). Die Laschen (1) am Träger passen sich beim Verbinden, bevorzugt dem Verschrauben, der Verbindungsstelle automatisch dem Niveau der Befestigungslaschen (5) am Bauteil (4) an. Nach dem Verbinden bzw. der Verschraubung der beiden Trägerlaschen (1) mit der dazwischen liegenden Bauteillasche und durch die Anordnung der Laschen (1) zueinander nach dem Prinzip des Dreigelenk oder mehrerer Viergelenke entsteht eine starre Verbindung zwischen Bauteil/e und Trägerteil, insbesondere bei Verwendung von drei Befestigungspunkten, ohne die Position des Bauteils zum Trägerteil hin zu verändern.
Variante 1: Dreigelenk
Durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder gelenkig gelagerten Laschen (1) auf einem Träger (2) entsteht ein Dreigelenk, dessen gemeinsamer Verbindungspunkt (9) unbeweglich ist.
Variante2: Viergelenk
Durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerten Laschen (1) auf einem Träger (2) entsteht ein Viergelenk, dessen gemeinsame Verbindungsstelle (10) eingeschränkt beweglich ist.
Durch Verwendung von mindestens zwei Viergelenksystemen in der Ebene oder drei Viergelenksystemen im Raum, wobei Viergelenk 3 um 90° gedreht zu Viergelenk 1 und 2 stehen muss, entsteht ein System dessen Verbindungsstellen (10) unbeweglich sind.

Claims

Befestigungsvorrichtung zur spannungsfreien Befestigung eines oder mehrerer Bauteile auf einem Trägerteil, wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e in einer exakt bestimmten Position zum Träger oder angrenzenden Bauteile stehen und Fertigungs- und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e weitestgehend kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei flexible oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerte Laschen (1), die sich an einem Trägerteil (2) befinden, ein spannungsfreier Toleranzausgleich zwischen einem beliebigen Positionierungspunkt (3) auf einem zu befestigenden Bauteil (4) oder einer zu befestigenden Bauteilgruppe und der eigentlichen Befestigungslasche (5) am Bauteil (4) selber ermöglicht wird, die Position des Bauteils/der Bauteilgruppe über drei Referenzflächen (6), eine konzentrische Bohrung (7) und ein Langloch (8) zum Trägerteil hin bestimmt wird und die Laschen (1) am Trägerteil sich beim Verbinden der Verbindungsstelle automatisch dem Niveau der Befestigungslaschen anpassen, wodurch nach dem Verbinden der beiden Trägerlaschen (1) mit der (den) dazwischen liegenden Bauteillasche(n) und durch die Anordnung der Laschen (1) zueinander eine starre Verbindung zwischen Bauteil oder Bauteilgruppe und Trägerteil (2) entsteht ohne die Position des Bauteils oder der Bauteilgruppe zum Trägerteil (2) hin zu verändern.
Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerten Laschen aus flexiblen Materialien gefertigt sind.
Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine starre Verbindung zwischen Bauteil(en) und Trägerteil nach dem Prinzip eines Dreigelenks erfolgt.
Befestigungsvorrichtung gemäß einem der vorgängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine starre Verbindung zwischen Bauteil(en) und Trägerteil nach dem Prinzip eines Viergelenks erfolgt.
Verwendung der Befestigungsvorrichtung gemäß einer der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Befestigung von Bauteilen auf Trägerteilen eingesetzt wird, wo es fertigungsbedingt zu Fertigungs- oder Montagetoleranzen kommt.