-
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement für ein Bauteil, insbesondere ein Trägerbauteil, wie zum Beispiel ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei zu verbindenden Bauteilen.
-
Eine derartige Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen ist allgemein bekannt und wird insbesondere im Automobilbau eingesetzt und dazu verwendet, bei der Verbindung von zwei Bauteilen einen zwischen diesen Bauteilen vorliegenden Abstand aufgrund von beispielsweise Fertigungs- oder Montagetoleranzen auszugleichen. Eine solche Vorrichtung umfasst ein Befestigungselement für eines der Bauteile und ein in dieses eingreifendes Verbindungselement, insbesondere einen Verbindungsbolzen oder eine Verbindungsschraube, des anderen Bauteils.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Befestigungselement und eine Toleranzausgleichsvorrichtung anzugeben, welche eine mehrfache Verwendung des Befestigungselements ermöglichen.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Befestigungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Toleranzausgleichsvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 11.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
Das erfindungsgemäße Befestigungselement umfasst einen Befestigungsabschnitt für ein Bauteil, insbesondere für ein Trägerbauteil eines Fahrzeugs, wobei der Befestigungsabschnitt eine Aufnahme aufweist, in welche ein Federelement angeordnet ist, dass axial in beide Richtungen fest mit einer Innenseite der Aufnahme verbunden ist.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch ein solches, axial in beide Richtungen innerhalb des Befestigungsabschnittes in der Aufnahme fixiertes Federelement Kräfte, wie Einführ- und Rausführkräfte, insbesondere Druck- bzw. Zugkräfte, axial in beide Richtungen übertragen und in Richtung der Aufnahme abgeleitet werden können und somit das Befestigungselement eine mehrmalige Nutzung ermöglicht.
-
Das Befestigungselement kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und beispielsweise aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial oder aus einer Kombination aus Metallteilen und Kunststoffteilen gebildet sein. In einer möglichen Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt aus Kunststoff und das Federelement aus Metall gebildet. Eine solche Ausbildung des Befestigungselements mit einem Befestigungsabschnitt aus Kunststoff, in welchem ein Federelement beispielsweise aus Stahl fest gehalten ist, ist weniger anfällig gegen Abnutzung und ermöglicht eine Mehrfachverwendung.
-
Eine mögliche Ausführungsform sieht vor, dass das Federelement einen Basiskörper umfasst, von welchem radial nach außen Federarme abstehen, die form- und/oder kraftschlüssig in die Innenseite der Aufnahme eingreifen. Mittels der Federarme lassen sich gezielt axial wirkende Kräfte und deren Ableitung in beide Richtungen einstellen.
-
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Basiskörper des Federelements hülsenförmig ausgebildet ist und mehrere Federarme entlang einer Längsausdehnung des Basiskörpers übereinander in mindestens einer Reihe umfasst. Eine solche einseitige oder einreihige Anordnung von Federarmen am Basiskörper ermöglicht eine asymmetrische Kraftübertragung und -ableitung. Alternativ können mindestens zwei Reihen von Federarmen bezüglich des Basiskörpers einander diametral gegenüberliegen. Eine solche, insbesondere zweiseitige oder zweireihige Anordnung von Federarmen am Basiskörper ermöglicht eine symmetrische Kraftübertragung und -ableitung.
-
Zusätzlich kann der Basiskörper außerhalb der Reihe der Federarme bereichsweise einen wellenförmigen Abschnitt aufweisen. Dabei ermöglicht der wellenförmige Abschnitt insbesondere einen Reib- oder Klemmschluss mit der Innenseite der Aufnahme. Die Federarme können in einer möglichen Ausführungsform radial nach außen abstehen und dringen dann im in der Aufnahme eingesetzten Zustand in die Innenseite der Aufnahme ein und ermöglichen einen Form- und/oder Kraftschluss mit der Innenseite der Aufnahme. Alternativ oder zusätzlich können die Federarme radial nach innen gerichtet vom Basiskörper abstehen und bei eingeführtem Verbindungselement in Form- und/oder Kraftschluss mit dem Verbindungselement gelangen.
-
Somit kann das Federelement in der Aufnahme durch Reib- oder Klemmschluss mittels des wellenförmigen Abschnitts des Federelements gehalten sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Federelement in der Aufnahme durch Form- und/oder Kraftschluss mittels der radial nach außen gerichteten und vom Basiskörper abstehenden und in die Innenseite eingreifenden Federarme des Federelements gehalten sein.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass benachbarte Federarme des Federelements mindestens einer der Reihen abwechselnd radial nach außen und radial nach innen gerichtete Federenden aufweisen. Insbesondere stehen die Federenden vom Federelement ab und können so in das jeweils angrenzende Element - der Innenseite der Aufnahme bzw. einer Außenseite des Verbindungselements - form- und/oder kraftschlüssig eingreifen. Ein solches Federelement ermöglicht somit einen Form- und/oder Kraftschluss des Federelements mit dem Befestigungsabschnitt des Befestigungselements für das zugehörige Bauteil und einen Form- und/oder Kraftschluss des Federelements mit dem Verbindungselement des anderen Bauteils.
-
Darüber hinaus sind die Federarme einer oder mehrerer Reihen in einem axialen Abstand zueinander angeordnet. Dies ermöglicht bei einem eingesetzten Verbindungselement eine entsprechende kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit diesem, welche axial einstellbar ist, beispielsweise mittels der entsprechenden Abstände in Verstellschritten einstellbar ist. Hierdurch sind axiale Verstellschritte zum Ausgleich von Toleranzen, insbesondere von kleinen Bauteiltoleranzen, in kleinen Schritten von beispielsweise 0,2 cm bis 1 cm, insbesondere von 0,35 cm möglich.
-
In einer möglichen Ausführungsform sind die Federarme als Rastarme, Ratschen oder Klemmarme ausgebildet.
-
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Befestigungsabschnitt in Richtung eines Kopfabschnitts des Befestigungselements Kopplungselemente aufweist, an welchen ein Dichtungselement angeordnet ist. Der Befestigungsabschnitt ist insbesondere hülsenförmig ausgestaltet und bildet eine Buchse des Befestigungselements. Der Befestigungsabschnitt und das Dichtungselement können als ein Bauteil, insbesondere aus Kunststoff, gebildet sein. Beispielsweise sind der Befestigungsabschnitt und das Dichtungselement als ein 2-Komponenten-Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Dabei ist der Befestigungsabschnitt aus einem härteren Kunststoffmaterial und das in dem Befestigungsabschnitt integrierte Dichtungselement aus einem weicheren Kunststoffmaterial gebildet. Das Federelement ist aus Metall, insbesondere aus einem Stahlmaterial, beispielsweise Federstahl, gebildet.
-
Darüber hinaus kann der Befestigungsabschnitt unterhalb der Kopplungselemente eine umlaufende Kante oder einen Flansch für eine Auflage des Bauteils aufweisen. Die Aufnahme des Befestigungsabschnitts ist zumindest einseitig, insbesondere kopfseitig, offen zur Aufnahme eines Verbindungselements des anderen Bauteils ausgebildet. Alternativ kann die Aufnahme als eine Durchgangsöffnung auch am bodenseitigen Ende und somit beidseitig offen ausgebildet sein. Ferner kann die Aufnahme am kopfseitigen und/oder bodenseitigen Ende einen umlaufenden und nach innen gerichteten Rand, insbesondere eine Innenkante, aufweisen. Eine nach innen, in die Aufnahme gerichtete Innenkante sichert die Anordnung des Federelements in der Aufnahme zusätzlich axial nach oben und/oder unten ab.
-
Das Dichtungselement weist darüber hinaus einen Außenumfang auf, der größer als der Außenumfang des Befestigungsabschnitts ist und/oder einen Innenumfang auf, der kleiner als der Umfang der Aufnahme ist. Dies ermöglicht eine sichere und gedämpfte Anordnung des Verbindungselements in dem Befestigungselement.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei zu verbindenden Bauteilen, wobei ein erstes Bauteil vorgesehen ist, an welchem ein zweites Bauteil axial einstellbar befestigbar ist, und das das zuvor beschriebene Befestigungselement umfasst, welches an dem ersten Bauteil befestigbar ist, wobei ein mit dem zweiten Bauteil verbundenes Verbindungselement, wie ein Verbindungsbolzen oder eine Verbindungsschraube, in die Aufnahme des Befestigungselements axial einstellbar eingreift.
-
Das in der Aufnahme des buchsenförmigen Befestigungselements eingesetzte und axial in beide Richtungen fixierte Federelement hat die Aufgabe beim Einführen des Verbindungselements in das Befestigungselement und damit in das innen liegende Federelement bis zum Erreichen einer definierten Kraft die Verbindung zwischen dem eingreifenden Verbindungselement und dem Befestigungselement durch Form und/oder Kraftschluss zu halten. Bei Überschreiten der definierten Kraft wird die Verbindung zum eingreifenden Verbindungselement gelöst, so dass sich das Verbindungselement relativ zum Befestigungselement bewegen, insbesondere verschieben, verstellen oder drehen kann, so dass Toleranzen ausgeglichen werden können. Die Toleranzausgleichfunktion lässt sich für glatte Verbindungselemente oder für geriffelte oder für Gewindeabschnitte aufweisende Verbindungselemente realisieren. Ein geriffeltes Verbindungselement wird insbesondere in Verbindung mit asymmetrisch wirkenden Federelementen eingesetzt, zum Beispiel bei höheren Rausführ-, insbesondere Rausziehkräften als Einführ-, insbesondere Einfügekräften. Ein glattes Verbindungselement wird insbesondere in Verbindung mit symmetrisch wirkenden Federelementen eingesetzt, welche eine stufenlose Einstellung und damit einen stufenlosen Toleranzausgleich bewirken. Hierdurch ist eine hohe Einstellgenauigkeit ermöglicht.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 schematisch in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform für ein Befestigungselement mit einem innen liegenden Federelement,
- 2 schematisch in perspektivischer und halb aufgeschnittener Darstellung das Befestigungselement mit dem innen liegenden Federelement,
- 3 schematisch in perspektivischer Darstellung ein an einem Bauteil befestigten Befestigungselement,
- 4 schematisch in Schnittdarstellung das an dem Bauteil befestigte Befestigungselement,
- 5 schematisch in perspektivischer Darstellung ein Befestigungselement mit einem kopfseitigen Dichtungselement,
- 6 und 7 schematisch in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform für ein Federelement eines Befestigungselements,
- 8 schematisch in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform für ein Federelement eines Befestigungselements,
- 9 schematisch in perspektivischer Darstellung eine dritte Ausführungsform für ein Federelement eines Befestigungselements,
- 10 bis 12 schematisch in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform für eine Toleranzausgleichsvorrichtung,
- 13 bis 15 schematisch in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform für eine Toleranzausgleichsvorrichtung,
- 16 schematisch in perspektivischer Darstellung ein Verbindungselement befestigt an einem Mutterelement, und
- 17 schematisch in perspektivischer Darstellung ein Verbindungselement.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung und teiltransparenter eine Ausführungsform eines Befestigungselements 1 mit einem innen liegenden Federelement 2.
-
Das Befestigungselement 1 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist einen Befestigungsabschnitt 1.1 auf, der mit einer Aufnahme 1.2 versehen ist.
-
In der Aufnahme 1.2 ist das Federelement 2 angeordnet und axial in beide Richtungen fest mit einer Innenseite 1.2.1 der Aufnahme verbunden.
-
Ein solches, axial in beide Richtungen innerhalb des Befestigungsabschnittes 1.1 in der Aufnahme 1.2 fixiertes Federelement 2 kann Kräfte, wie eine Einführkraft Fein und eine Rausführkraft Faus, insbesondere Druck- bzw. Zugkräfte, axial in beide Richtungen übertragen und in Richtung der Aufnahme 1.2 ableiten, so dass das Befestigungselement 1 mehrmalig genutzt werden kann.
-
Das Befestigungselement 1 kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und beispielsweise aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial oder aus einer Kombination aus Metallteilen und Kunststoffteilen gebildet sein. In einer möglichen Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt 1.1 aus Kunststoff und das Federelement 2 aus Metall gebildet.
-
Das Federelement 2 umfasst beispielsweise einen Basiskörper 2.1, von welchem radial nach außen Federarme 2.2 abstehen, die form- und/oder kraftschlüssig in die Innenseite 1.2.1 der Aufnahme 1.2 eingreifen. Mittels der Federarme 2.2 lassen sich gezielt axial wirkende Kräfte und deren Ableitung in beide Richtungen einstellen.
-
Der Basiskörper 2.1 des Federelements 2 ist beispielsweise hülsenförmig ausgebildet. Die mehreren Federarme 2.2 sind beispielsweise entlang einer Längsausdehnung des Basiskörpers 2.1 übereinander in zwei Reihen R1, R2 angeordnet oder ausgebildet. Dabei sind die mindestens zwei Reihen R1, R2 von Federarmen 2.2 bezüglich des Basiskörpers 2.1 einander diametral gegenüberliegend angeordnet oder ausgebildet. Eine solche, insbesondere zweiseitige oder zweireihige Anordnung von Federarmen 2.2 am Basiskörper 2.1 ermöglicht eine symmetrische Kraftübertragung und -ableitung.
-
Alternativ kann eine einseitige oder einreihige Anordnung von Federarmen 2.2 am Basiskörper 2.1 ausgebildet sein, welche eine asymmetrische Kraftübertragung und -ableitung ermöglicht.
-
Zusätzlich kann der Basiskörper 2.1 außerhalb der Reihen R1, R2 der Federarme 2.2 bereichsweise eine wellenförmige Abschnitt 2.3 aufweisen. Dieser wellenförmige Abschnitt 2.3 des Basiskörpers 2.1 ermöglicht einen Reib- oder Klemmschluss mit der Innenseite 1.2.1 der Aufnahme 1.2 außerhalb des Form- und/oder Kraftschlusses der Federarme 2.2 mit der Innenseite 1.2.1.
-
Die Federarme 2.2 im gezeigten Ausführungsbeispiel stehen radial nach außen ab und dringen dann im in der Aufnahme 1.2 eingesetzten Zustand in die Innenseite 1.2.1 der Aufnahme 1.2 ein und bilden einen Form- und/oder Kraftschluss mit der Innenseite 1.2.1 der Aufnahme 1.2.
-
Zusätzlich weist der Basiskörper 2.1 nach 1 Federarme 2.4 auf, die radial nach innen gerichtet sind und vom Basiskörper 2.1 radial nach innen abstehen.
-
Beispielsweise weisen benachbarte Federarme 2.2 und 2.4 mindestens einer der Reihen R1, R2 abwechselnd radial nach außen und radial nach innen gerichtete Federenden auf.
-
Darüber hinaus sind die Federarme 2.2 einer oder der jeweiligen Reihe R1, R2 in einem axialen Abstand zueinander angeordnet. Dies ermöglicht eine axiale Einstellbarkeit der Verbindung, beispielsweise mittels entsprechender Abstände in Verstellschritten. Hierdurch sind axiale Verstellschritte zum Ausgleich von Toleranzen, insbesondere von kleinen Bauteiltoleranzen, in kleinen Schritten von beispielsweise 0,2 cm bis 1 cm, insbesondere von 0,35 cm möglich.
-
Dabei können die Federarme 2.2 als Rastarme, Ratschen oder Klemmarme oder in einer anderen geeigneten Form ausgebildet sein, welche ein Form- und/oder Kraftschluss mit einer angrenzenden Fläche, wie der Innenseite 1.2.1 der Aufnahme 1.2 ermöglicht.
-
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Befestigungsabschnitt 1.1 in Richtung eines Kopfabschnitts 1.3 des Befestigungselements 1 Kopplungselemente 1.4 aufweist, an welchen ein Dichtungselement 3 angeordnet ist. Der Befestigungsabschnitt 1.1 ist insbesondere hülsenförmig ausgestaltet und bildet eine Buchse B des Befestigungselements 1. Der Befestigungsabschnitt 1.1 und das Dichtungselement 3 können als ein Bauteil, insbesondere aus Kunststoff, gebildet sein. Beispielsweise sind der Befestigungsabschnitt 1.1 und das Dichtungselement 3 als ein 2-Komponenten-Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Dabei kann der Befestigungsabschnitt 1.1 aus einem härteren Kunststoffmaterial und das in dem Befestigungsabschnitt 1.1 integrierte Dichtungselement 3 aus einem weicheren Kunststoffmaterial gebildet.
-
Das Federelement 2 in der Aufnahme 1.2 ist aus Metall, insbesondere aus einem Stahlmaterial, beispielsweise Federstahl, gebildet.
-
Die Federarme 2.2 und 2.4 des Federelements 2 sind in Art von Federzungen aus dem, insbesondere hülsenförmigen Basiskörper 2.1 herausgeschnitten oder gestanzt. Der Basiskörper 2.1 umfasst dabei die einander diametral gegenüberliegenden Reihen R1 und R2 von Federarmen 2.2 und 2.4 und einen wellenförmigen Abschnitt 2.3, der insbesondere streifen- oder bandförmig ausgebildet ist. Diametral gegenüberliegend vom wellenförmigen Abschnitt 2.3 weist der Basiskörper 2.1 einen Schlitz 2.6 auf. Ein solcher, sich über die axiale Länge des Basiskörpers 2.1 des Federelements 2 erstreckender Schlitz 2.6 erleichtert das Ein- und Zusammensetzen des Federelements 2 in der Aufnahme 1.2 des Befestigungselements 1. Die Ränder 2.6.1 des Schlitzes 2.6 können ebenfalls wellenförmig ausgestaltet sein.
-
Somit kann das Federelement 2 in der Aufnahme 1.2 durch Reib- oder Klemmschluss mittels seines wellenförmigen Abschnitts 2.3 oder der wellenförmigen Ränder 2.6.1 gehalten sein. Zusätzlich ist das Federelement 2 in der Aufnahme 1.2 durch Form- und/oder Kraftschluss mittels der radial nach außen gerichteten und vom Basiskörper 2.1 abstehenden und in die Innenseite 1.2.1 eingreifenden Federarme 2.2 des Federelements 2 gehalten.
-
Je nach Funktion und Anwendung des Befestigungselements 1 kann der Reib- oder Klemmschluss durch die wellenförmigen Abschnitte 2.3 des Federelements 2 ausreichend sein. Auch kann das Federelement 2 nur durch die Federarme 2.2 in der Aufnahme 1.2 form- und/oder kraftschlüssig gehalten sein (nicht gezeigt). Alternativ kann das Federelement 2 durch eine Kombination von wellenförmigen Abschnitten 2.3 und Federarmen 2.2 in der Aufnahme 1.2 gehalten sein.
-
2 zeigt schematisch in perspektivischer und halb aufgeschnittener Darstellung das Befestigungselement 1 mit dem innen liegenden Federelement 2, welches in der Aufnahme 1.2 axial in beide Richtungen fixiert ist. Hierzu weist das Federelement 2 insbesondere die in die Innenseite der Aufnahme 1.2 eingreifenden Federarme 2.2 auf. Zusätzlich weist das Federelement 2 zumindest ein Schutzelement 2.5 auf. Das Schutzelement 2.5 ist derart eingerichtet, dass das Federelement 2 nicht verkehrtherum oder falsch in die Aufnahme 1.2 eingesetzt wird und dass das Federelement 2 beim Einstecken des einsetzbaren Verbindungselements 5 (dargestellt in 4) nicht aus der Aufnahme 1.2 gedrückt wird.
-
Das Schutzelement 2.5 weist beispielsweise eine radial nach außen gerichtete Nase auf, die in die Innenseite 1.2.1 der Aufnahme 1.2 eingreift. Dabei stehen die Nase des Schutzelements 2.5 und die Enden der Federarme 2.2 in axialer Richtung in gegengesetzte Richtung radial nach außen ab und greifen somit in unterschiedliche axiale Richtungen in die Innenseite 1.2.1 ein.
-
Der Befestigungsabschnitt 1.1 des Befestigungselements 1 weist unterhalb der Kopplungselemente 1.4 eine umlaufende Kante 1.5 auf.
-
Der Befestigungsabschnitt 1.1 kann darüber hinaus in Richtung des Kopfabschnitts 1.3 einen Verbindungsbereich 1.6, insbesondere einen Rast- oder Klemmbereich, aufweisen.
-
Wie anhand der Schraffur gezeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel der Befestigungsabschnitt 1.1 und das Dichtungselement 3 aus demselben Kunststoffmaterial und die Kopplungselemente 1.4 aus einem anderen Kunststoffmaterial gebildet. Das Federelement 2 ist aus Metall, insbesondere aus Stahl gebildet.
-
Das Dichtungselement 3 weist darüber hinaus einen Außenumfang auf, der größer als der Außenumfang des Befestigungsabschnitts 1.1 ist.
-
3 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung das an einem ersten Bauteil 4 befestigte Befestigungselement 1. Das erste Bauteil 4 ist beispielsweise ein Trägerbauteil, insbesondere ein Karosserieblech eines Fahrzeugs.
-
Der Befestigungsabschnitt 1.1 des Befestigungselements 1 weist unterhalb der Kopplungselemente 1.4 die umlaufende Kante 1.5 oder einen Flansch für eine Auflage des ersten Bauteils 4 auf.
-
Der Befestigungsabschnitt 1.1 kann darüber hinaus in Richtung des Kopfabschnitts 1.3 den Verbindungsbereich 1.6, insbesondere einen Rast- oder Klemmbereich, aufweisen, mittels dessen das Befestigungselement 1 am ersten Bauteil 4 montiert wird und mittels einer Rast- bzw. Klemmverbindung gehalten ist.
-
Aufgrund der vergrößerten Auflagefläche des Dichtungselements 3 am ersten Bauteil 4 und mittels der Rast- oder Klemmverbindung des Verbindungsbereichs 1.6 zwischen Befestigungselement 1 und erstem Bauteil 4 ist das Befestigungselement 1 weitgehend gedämpft und geräuscharm am ersten Bauteil 4 gehalten.
-
Die Aufnahme 1.2 des Befestigungsabschnitts 1.1 ist zumindest einseitig, insbesondere kopfseitig, offen zur Aufnahme eines Verbindungselements 5 (gezeigt in 4) ausgebildet. Alternativ kann die Aufnahme 1.2 als eine Durchgangsöffnung auch am bodenseitigen Ende und somit beidseitig offen ausgebildet sein (wie in den 1 bis 3 gezeigt).
-
4 zeigt schematisch in Schnittdarstellung das an dem ersten Bauteil 4 befestigte Befestigungselement 1 mit eingeführtem Verbindungselement 5, insbesondere einem Verbindungsbolzen mit einer Riffelung 5.1.
-
Die Aufnahme 1.2 kann zusätzlich am kopfseitigen und/oder bodenseitigen Ende einen umlaufenden und nach innen gerichteten Rand oder eine Innenkante 1.2.2 aufweisen. Die nach innen, in die Aufnahme 1.2 gerichtete Innenkante 1.2.2 sichert die Anordnung des Federelements 2 in der Aufnahme 1.2 zusätzlich axial nach oben und/oder unten ab.
-
Die vergrößerte Auflagefläche des Dichtungselements 3 dichtet das Befestigungselement 1 gegenüber dem ersten Bauteil 4 nach außen ab. Darüber hinaus weist das Dichtungselement 3 einen Innenumfang auf, der zumindest gleich oder gering kleiner als der Außenumfang des Verbindungselements 5 ist. Hierdurch ist das Befestigungselement 1 auch am Verbindungselement 5 dichtend angeordnet. Das Verbindungselement 5 weist glatte Abschnitte 5.2 und einen Abschnitt mit einer Riffelung 5.1 auf. Der glatte Abschnitt 5.2 liegt im zusammengesetzten Zustand von Befestigungselement 1 und Verbindungselement 5 dem Dichtungselement 3 gegenüber. Der Abschnitt mit der Riffelung 5.1 liegt dem Befestigungsabschnitt 1.1, insbesondere im Bereich des Federelements 2, gegenüber.
-
Das Federelement 2 weist dabei Paare von Federarmen 2.2 und 2.4 auf. Die Federarme 2.2 und 2.4 greifen dabei in das jeweils angrenzende Element - der Innenseite 1.2.1 der Aufnahme 1.2 bzw. einer Außenseite, insbesondere in die Riffelung 5.1, des Verbindungselements 5 - form- und/oder kraftschlüssig ein. Ein solches Federelement 2 ermöglicht somit einen Form- und/oder Kraftschluss des Federelements 2 mit dem Befestigungsabschnitt 1.1 des Befestigungselements 1 für das zugehörige Bauteil 4 und einen Form- und/oder Kraftschluss des Federelements 2 mit dem Verbindungselement 5.
-
5 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung das Befestigungselement 1 mit dem kopfseitigen Dichtungselement 3.
-
Das Befestigungselement 1 weist dabei einander diametral gegenüberliegende Verbindungsbereiche 1.6 für eine Rast- oder Klemmverbindung mit dem ersten Bauteil 4 auf.
-
6 und 7 zeigen schematisch in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform für ein Federelement 2 eines Befestigungselements 1.
-
Das Federelement 2 weist zur Halterung in der Aufnahme 1.2 die wellenförmigen Abschnitte 2.3 und das Schutzelement 2.5 auf. Zur Aufnahme und axialen Einstellbarkeit der Verbindung mit dem Verbindungselement 5 weist das Federelement 2 nur die radial nach innen gerichteten Federarme 2.4 auf.
-
8 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform für ein Federelement 2 eines Befestigungselements 1.
-
Das Federelement 2 weist zur Halterung in der Aufnahme 1.2 die wellenförmigen Abschnitte 2.3 und mehrere über den Umfang des Basiskörpers 2.1 verteilt angeordnete Schutzelemente 2.5 und zusätzlich die radial nach außen gerichteten Federarme 2.2 auf. Zur Aufnahme und axialen Einstellbarkeit der Verbindung mit dem Verbindungselement 5 weist das Federelement 2 nur die radial nach innen gerichteten Federarme 2.4 auf.
-
9 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung eine dritte Ausführungsform für ein Federelement 2 eines Befestigungselements 1.
-
Das Federelement 2 weist zur Halterung in der Aufnahme 1.2 die wellenförmigen Abschnitte 2.3 und mehrere über den Umfang des Basiskörpers 2.1 verteilt angeordnete Schutzelemente 2.5 und zusätzlich die radial nach außen gerichteten Federarme 2.2 auf. Zur Aufnahme und axialen Einstellbarkeit der Verbindung mit dem Verbindungselement 5 weist das Federelement 2 nur die wellenförmigen Abschnitte 2.3 auf.
-
Dabei verlaufen die wellenförmigen Abschnitte 2.3 sowohl längs als auch quer zur Längsachse des Basiskörpers 2.1. Die wellenförmigen Abschnitte 2.3 sind streifen- oder bandförmig ausgebildet.
-
10 bis 12 zeigen schematisch in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform für eine Vorrichtung V zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei zu verbindenden Bauteilen 4 und 6, welche bereits montiert und miteinander verbunden sind. Die Vorrichtung V wird auch Toleranzausgleichsvorrichtung V genannt.
-
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Federelement 2 die wellenförmigen Abschnitte 2.3 zum Klemm- oder Reibschluss in der Aufnahme 1.2 als auch zum Klemm- oder Reibschluss mit dem Verbindungselement 5.
-
Ein zweites Bauteil 6, zum Beispiel ein Anbauteil, wie eine Heckleuchte, ist dabei axial einstellbar an dem ersten Bauteil 4, zum Beispiel einem Trägerbauteil, wie einem Karosserieblech, befestigbar.
-
Das Befestigungselement 1 kann an dem ersten Bauteil 4, beispielsweise fahrzeugseitig, vormontiert werden. Beispielsweise wird das Befestigungselement 1 mittels des Verbindungsbereichs 1.6 in Form einer Rast- oder Klemmverbindung in einer Aufnahmeöffnung 4.1 des ersten Bauteils 4 angeordnet und dort form- und/oder kraftschlüssig gehalten.
-
Ebenso kann das Verbindungselement 5 an dem zweiten Bauteil 6, beispielsweise anbauseitig an der Heckleuchte, vormontiert werden. Beispielsweise weist das Verbindungselement 5 einen Gewindeabschnitt 5.3 auf. Der Gewindeabschnitt 5.3 kann als ein selbstfurchendes Gewinde ausgebildet sein, welches in einer Aufnahme 6.1 des zweiten Bauteils 6 form- und/oder kraftschlüssig eingreift, welches sich insbesondere in die Aufnahme 6.1 einschraubt. Alternativ kann das Verbindungselement 5 in dem zweiten Bauteil 6 festgelegt, beispielsweise eingepresst, eingeklebt, eingespritzt oder eingeclipst sein.
-
Anschließend wird das Verbindungselement 5 mit dem vormontierten zweiten Bauteil 6 an dem ersten Bauteil 4 befestigt, wobei die Verbindung beider Bauteile 4 und 6 axial einstellbar ist.
-
Das in der Aufnahme 1.2 des buchsenförmigen Befestigungselements 1 eingesetzte und axial in beide Richtungen fixierte Federelement 2 hat dabei die Aufgabe, beim Einführen des Verbindungselements 5 in das am ersten Bauteil 4 vormontierte Befestigungselement 2 und damit in das innen liegende Federelement 2 bis zum Erreichen einer definierten Kraft die Verbindung zwischen dem eingreifenden Verbindungselement 5 und dem Befestigungselement 1 durch Form- und/oder Kraftschluss zu halten. Bei Überschreiten der definierten Kraft wird die Verbindung zum eingreifenden Verbindungselement 5 gelöst, so dass sich das Verbindungselement 5 relativ zum Befestigungselement 1 bewegen, insbesondere schrittweise entsprechend der Riffelung 5.1 und des axialen Abstands von radial nach innen gerichteten Wellen W der wellenförmigen Abschnitte 2.3, verschieben, verstellen oder drehen kann, so dass die Toleranzen T ausgeglichen werden können und die beiden Bauteile 4 und 6 toleranzausgleichend verbunden werden.
-
Der Toleranzausgleich wird somit mittels des Zusammenwirkens von Riffelung 5.1 und der radial nach innen gerichteten Wellen W der wellenförmigen Abschnitte 2.3 in Art einer Ratsche schrittweise ausgeführt. Die Toleranzausgleichfunktion lässt sich für glatte Verbindungselemente 5 oder auch für Gewindeabschnitte aufweisende Verbindungselemente 5 realisieren. Im Ausführungsbeispiel ist ein geriffeltes Verbindungselement 5 gezeigt, das im Bereich der Kopplung mit dem Federelement 2 die Riffelung 5.1 aufweist. Ein solches geriffeltes Verbindungselement 5 wird insbesondere in Verbindung mit einem asymmetrisch wirkenden Federelement 2 eingesetzt.
-
Das Verbindungselement 5 ist als ein Bolzen ausgeführt, der zur Abtrennung eines ersten Befestigungsbereiches 5.4 für das erste Bauteil 4 von einem zweiten Befestigungsbereich 5.5 für das zweite Bauteil 6 einen Trennflansch 5.6 aufweist. Der Trennflansch 5.6 steht radial nach außen vor und ist scheibenförmig in Art eines Bolzenbundes ausgeführt.
-
13 bis 15 zeigen schematisch in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform für eine Toleranzausgleichsvorrichtung V.
-
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Federelement 2 die Federarme 2.2 zum Form- und/oder Kraftschluss in der Aufnahme 1.2 und die Federarme 2.4 zum Klemm- oder Reibschluss mit dem Verbindungselement 5.
-
Das in der Aufnahme 1.2 des buchsenförmigen Befestigungselements 1 eingesetzte und axial in beide Richtungen fixierte Federelement 2 hat dabei die Aufgabe, beim Einführen des Verbindungselements 5 in das am ersten Bauteil 4 vormontierte Befestigungselement 2 und damit in das innen liegende Federelement 2 bis zum Erreichen einer definierten Kraft die Verbindung zwischen dem eingreifenden Verbindungselement 5 und dem Befestigungselement 1 durch Form- und/oder Kraftschluss zu halten. Bei Überschreiten der definierten Kraft wird die Verbindung zum eingreifenden Verbindungselement 5 gelöst, so dass sich das Verbindungselement 5 relativ zum Befestigungselement 1 bewegen, insbesondere schrittweise entsprechend der Riffelung 5.1 und des axialen Abstands der radial nach innen gerichteten Federarme 2.4, verschieben, verstellen oder drehen kann, so dass die Toleranzen T ausgeglichen werden können und die beiden Bauteile 4 und 6 toleranzausgleichend verbunden werden.
-
Der Toleranzausgleich wird somit mittels des Zusammenwirkens von Riffelung 5.1 und radial nach innen gerichteter Federarme 2.4 in Art einer Ratsche schrittweise ausgeführt. Die Toleranzausgleichfunktion lässt sich für glatte Verbindungselemente 5 oder auch für Gewindeabschnitte aufweisende Verbindungselemente 5 realisieren. Im Ausführungsbeispiel ist ein geriffeltes Verbindungselement 5 gezeigt, das im Bereich der Kopplung mit dem Federelement 2 die Riffelung 5.1 aufweist. Ein solches geriffeltes Verbindungselement 5 wird insbesondere in Verbindung mit einem asymmetrisch wirkenden Federelement 2 eingesetzt.
-
16 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein Verbindungselement 5 befestigt an einem zweiten Bauteil 6.
-
17 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein Verbindungselement 5, wie es oben beschrieben worden ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Befestigungselement
- 1.1
- Befestigungsabschnitt
- 1.2
- Aufnahme
- 1.2.1
- Innenseite
- 1.2.2
- Innenkante
- 1.3
- Kopfabschnitt
- 1.4
- Kopplungselement
- 1.5
- Kante
- 1.6
- Verbindungsbereich
- 2
- Federelement
- 2.1
- Basiskörper
- 2.2
- Federarme (radial nach außen gerichtet)
- 2.3
- Wellenförmiger Abschnitt
- 2.4
- Federarme (radial nach innen gerichtet)
- 2.5
- Schutzelement
- 2.6
- Schlitz
- 2.6.1
- Rand
- 3
- Dichtungselement
- 4
- Erstes Bauteil
- 4.1
- Aufnahmeöffnung
- 5
- Verbindungselement
- 5.1
- Riffelung
- 5.2
- Glatter Abschnitt
- 5.3
- Gewindeabschnitt
- 5.4
- Erster Befestigungsbereich
- 5.5
- Zweiter Befestigungsbereich
- 5.6
- Trennflansch
- 6
- Zweites Bauteil
- 6.1
- Aufnahme
- B
- Buchse
- Fein
- Einführkraft
- Faus
- Rausführkraft
- R1, R2
- Reihe von Federarmen
- T
- Toleranzen
- V
- Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen (Toleranzausgleichsvorrichtung)
- W
- radial nach innen gerichtete Welle