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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
mit wenigstens zwei über
ein Verbindungselement verbindbaren Bauteilen, wobei das Verbindungselement
einen Körper,
mit dem es die Bauteile durchdringt oder in ihnen festgelegt ist,
sowie einen einen Anschlag bildenden Kopf umfasst.
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Im Stand der Technik ist es bei Schraubverbindungen
als Verbindungselemente im Fahrzeugbau in vielen Fällen problematisch,
dass Verbindungselemente eingesetzt werden, die für eine spezielle
Verbindung nicht oder nicht optimal geeignet sind, wobei derartige
Verbindungen aus fertigungstechnischen Gründen dennoch realisiert werden müssen.
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So ist es beispielsweise bei der
Montage vielfach vorgesehen, dass für sämtliche Verbindungen die gleichen
Schrauben verwendet werden, wobei für bestimmte Verbindungen andere
Schraubelemente vorteilhafter wären.
Auf diese Weise sollen Fehler in der Montage, nämlich die Vertauschung von verschiedenen
Elementen, vermieden werden. In diesen Fällen werden vielfach Kompromisse
in Bezug auf den Toleranzausgleich gemacht.
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Generell gilt bei Schraubverbindungen,
dass die Verbindungen so ausgelegt werden, dass die Bauteilabweichungen
bzw. Toleranzen durch größere Durchgangslöcher in
einem der Bauteile ausgeglichen werden. Ein derartiger Ausgleich
ist jedoch nur bis zu einer solchen Größe der Löcher möglich, die durch den Schraubenbund
bzw. den Schraubenkopf oder eine zusätzliche Unterlegscheibe vorgegeben ist.
Darüber
hinaus führt
die Verwendung von Unterlegscheiben oft zu Montageproblemen in der
Endmontage.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Anordnung zum Verbinden mindestens zweier über ein
Verbindungselement verbindbarer Bauteile bereitzustellen, mit der
ein maximaler Toleranzausgleich im Fahrzeugbau bereitgestellt werden kann,
ohne separate Teile in der Endmontage montieren zu müssen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Anordnung,
bei der an dem in Richtung des Kopfes liegenden Bauteil ein Scheibenelement
drehbar angelenkt ist mit einer Drehachse, die im wesentlichen parallel
und exzentrisch zu einer Längsachse
des Verbindungselementes verläuft
und wobei der Kopf des Verbindungselementes gegen das Scheibenelement
anliegt und das Verbindungselement das Scheibenelement im Bereich
eines im Scheibenelement angeordneten Langloches durchgreift.
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Durch eine derartige Gestaltung kann
vorgesehen werden, eine Montage so zu gestalten, dass bei der sämtlichen
Verbindungen die gleichen Verbindungselemente verwendet werden können und
das Durchgangsloch in dem dem Verbindungselementkopf zugewandten
Bauteil größer vorgesehen
sein kann, als der Durchmesser des eigentlichen Verbindungselementes,
wodurch Toleranzen einfach ausgeglichen werden können.
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Darüber hinaus kann bei der Gestaltung
des Langloches eine solche Form vorgegeben werden, die dem maximalen
Verschwenkweg um den Anlenkungspunkt des Scheibenelementes sowie
der Bewegung der Schraube im Langloch Rechnung trägt. D. h.,
es kann vorgesehen sein, dass sich das Langloch an seinem in Richtung
des Anlenkpunktes weisenden Endes verbreitert.
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Auf diese Weise kann die Flächenpressung am
Schraubenkopf auf eine größere Fläche verteilt werden
als bei einer vergleichbaren Unterlegscheibe.
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Bei dem Scheibenelement kann es sich
insbesondere um ein tropfenförmiges
Scheibenelement handeln, wobei der Anlenkpunkt an dem Bauteil im Bereich
des zulaufenden Endes des Tropfens angeordnet sein kann. Die Tropfenform
kann insbesondere bezüglich
ihrer Längsachse,
die durch den Anlenkpunkt hindurchführt, spiegelsymmetrisch ausgebildet sein,
insbesondere auch hinsichtlich der Gestaltung des Langloches.
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Als Verbindungselement kann insbesondere eine
Schraube, insbesondere eine Bundschraube, aber auch ein Bolzen,
eingesetzt werden.
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Dabei kann es vorgesehen sein, dass
das dem Kopf zugewandte Bauteil ein Durchgangsloch aufweist und
in dem weiteren Bauteil ein Sackloch insbesondere mit Innengewinde
vorgesehen ist, in das das Schraubelement eingeschraubt werden kann.
Dabei ist vorgesehen, dass die beiden Löcher im wesentlichen miteinander
so weit fluchten, dass die Schraube durch beide Löcher hindurchgeführt und
in dem dem Kopf abgewandten Bauteil festgelegt werden kann.
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Die Festlegung des zusätzlichen
Scheibenelementes erfolgt vorzugsweise mittels eines Zapfens, der
an dem dem Scheibenelement zugewandten Bauteil angeordnet ist. Dabei
kann der Zapfen insbesondere einstückig mit dem Bauteil verbunden
sein.
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In der Regel wird es im Fahrzeugbau
vorgesehen sein, dass eines oder beide Teile als Kunststoffbauteile
ausgebildet sind. In diesen Fällen
kann vorgesehen sein, beispielsweise wenn es sich bei dem dem Kopf
zugewandten Bauteil um ein Scheinwerfergehäuse handelt, dass der Zapfen
bei diesem im Spritzgussverfahren hergestellten Teil mit angespritzt
wird.
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Die Festlegung des Scheibenelementes
erfolgt dann z. B., indem im Rahmen einer Vormontage das Scheibenelement
auf den Zapfen mit der zugeordneten Öffnung im Scheibenelement aufgesteckt wird
und der Zapfen danach an seinem freien Ende derart entweder z. B.
warmverprägt
oder kaltverformt wird, dass eine Querschnittsveränderung
dergestalt erfolgt, dass der Querschnitt am freien Ende des Zapfens
größer wird
als der Querschnitt des übrigen Zapfens,
so dass das Scheibenelement gegen Abziehen vom Zapfen in axialer
Richtung gesichert ist, jedoch weiterhin drehbar auf dem Zapfen
gelagert ist. Auf diese Weise kann eine sichere Fixierung bereits im
Rahmen der Vormontage erfolgen und es müssen im Bereich der Endmontage
keine weiteren Zusatzteile montiert werden. Darüber hinaus benötigt eine derartige
Gestaltung einen geringeren Platzbedarf als er bei vergleichbaren
fest fixierten Zusatzelementen, wie z. B. Halte- oder Versteifungsblechen,
notwendig ist.
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Durch die große Verschwenkbarkeit sowie die
Gestaltung des Durchbruches bzw. des Langloches in dem Scheibenelement
können
annähernd sämtliche
Toleranzsituationen, die bei der Vorsehung der beiden Löcher in
den zwei Bauteilen zueinander auftreten können, abgedeckt werden.
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Die Erfindung soll im Folgenden anhand
einer Zeichnung näher
erläutert
werden. Dabei zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung;
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2 einen
Ausschnitt aus einem Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
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3 ein
Scheibenelement und
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4a) bis i) Verbindungen in verschiedenen
Toleranzfälle
und
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung umfassend zwei
in 2 erkennbare Bauteile 10 und 20,
die über
eine Schraubverbindung als Verbindungselement 30 miteinander
verbunden sind. Bei dem Verbindungselement 30 handelt es
sich um eine Bundschraube, umfassend einen Schraubenkopf 32,
einen Bund 34 sowie einen Körper 36, wobei der
Körper
ein Außengewinde 38 aufweist,
das mit einem Innengewinde 12 des Bauteils 10 zusammenwirkt.
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Die Bauteile 10 und 20 liegen
dabei mit ihren einander zugewandten Seiten bündig gegeneinander an. Das
Bauteil 20 weist eine Durchgangsbohrung 22 auf,
deren Durchmesser größer ist
als der Durchmesser des Körpers 36 des
Verbindungselementes 30, um gewisse Toleranzen ausgleichen
zu können.
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Bei dem Bauteil 20 handelt
es sich um ein im Spritzgussverfahren hergestelltes Kunststoffbauteil. An
das Bauteil 20 wurde bei der Herstellung ein Zapfen 24 angespritzt,
wobei im Rahmen einer Vormontage ein Scheibenelement 40 auf
den Zapfen 24 aufgesteckt wurde. Der Zapfen 24 wurde
dann durch Warmverprägung
bezüglich
seines freien Endes so verformt, dass das freie Ende 26 eine
Stauchung und damit einhergehende Querschnittsvergrößerung erfahren
hat, so dass ein Abziehen des Scheibenelementes 40 vom
Zapfen 24 verhindert ist. Im Bereich des Scheibenelementes 40 besitzt
der Zapfen 24 einen Durchmesser, der ein Verschwenken des
Scheibenelementes 40 um die Drehachse 28 ermöglicht.
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Weiterhin weist das Scheibenelement 40 eine
Aussparung auf, die als Langloch 42 gestaltet ist.
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Zum Toleranzausgleich zwischen den
Bauteilen kann dabei vorgesehen sein, dass das Scheibenelement bezüglich des
Bauteils 20 um die Achse 28 verschwenkt wird und
der Bund 34 der Schraube 30 gegen das Scheibenelement 40 anliegt
und dabei mit seinem Körper 36 das
Langloch 42 durchgreift.
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Das Scheibenelement ist dabei näher in 3 dargestellt. 3 zeigt, dass das Scheibenelement 40 eine
tropfenförmige
Gestalt besitzt, wobei die Drehachse 28 im schmalen Ende
des Tropfens vorgesehen ist. Darüber
hinaus ist die Form bezüglich
einer Achse 44, die durch die Drehachse 28 verläuft, spiegelsymmetrisch.
Das Langloch 42 weist dabei eine Form auf, die im Bereich
des der Drehachse abgewandten Endes 28 einen Kreisbogen
beschreibt und sich dann in Richtung auf das der Drehachse 28 zugewandte
Ende erweitert.
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Durch diese Gestaltung der Hüllkurve
des Durchbruchs kann erreicht werden, dass sämtliche Einbaulagen der Schraube,
die durch die Pendelbewegung der Scheibe beschrieben werden können, erreicht
werden können.
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Das Langloch 42 wird dabei
auf einem Radius um die zur Schraubenachse exzentrische Schwenkachse 28 auf
dem Bauteil 20 verschwenkt, wobei durch die Erweiterung
des Langlochs 42 im auf die Drehachse 28 weisenden
Teil weitere Einbaulagen und Toleranzen ausgeglichen werden können.
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4 zeigt
in den Darstellungen a) bis i) die verschiedenen Verschwenkungen
des Scheibenelementes 40 um die Drehachse 28 auf
der einen Seite sowie die verschiedenen Anordnungen des Verbindungselementes 30 innerhalb
des Langloches 42 auf der anderen Seite. So ist in den
Darstellungen a) bis c) zunächst eine Verschwenkung des
Scheibenelementes in der Bilddarstellung nach links, dann eine Anordnung
in der Mittelposition und dann nach rechts gezeigt, wobei jeweils
die Verschraubung am oberen Ende des Langloches, also an dem der
Drehachse 28 abgewandten Ende des Langloches 40,
vorgesehen ist. In diesem Bereich besitzt das Langloch im wesentlichen
die Abmessungen des Körpers 36 des Verbindungselementes 30.
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Die Darstellungen d) bis f) zeigen
eine entsprechende Verschwenkung des Scheibenelementes 40 wie
in den Darstellungen a) bis c) um die Schwenkachse 28.
Jedoch ist hierbei das Verbindungselement 30 im mittleren
Bereich des Langloches angeordnet.
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Schließlich zeigen die Darstellungen g) bis i) eine analoge Verschwenkung des Scheibenelementes 40 um
die Schwenkachse 28, wobei jedoch das Verbindungselement 30 an
dem der Schwenkachse 28 zugewandten Ende des Scheibenelementes 40 angeordnet
ist. Hierbei kann gut ersehen werden, so dass nun die Verbreiterung
im Langloch ausgenutzt wird, dass beispielsweise in der Darstellung g), bei der das Scheibenelement
nach links in der Zeichnungsebene verschwenkt ist, das Verbindungselement 30 im
linken Bereich der Erweiterung des Langloches 42 angeordnet
ist. Die Darstellung i) zeigt
die entsprechende Anordnung bei einer Verschwenkung in der Bildebene
nach rechts. Auf diese Weise kann ein noch größerer Toleranzausgleich erfolgen,
wobei gleichzeitig eine günstige
Flächenpressung
am Schraubenkopf gewährleistet
wird.
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Durch die Sicherung des Scheibenelementes 40 im
Vorfeld, d. h. im Rahmen einer Vormontage am Bauteil 20,
kann die Endmontage vereinfacht werden. Falsche Zuordnungen von
Bauteilen und Montagefehler werden mit der erfindungsgemäßen Gestaltung
vermieden.