DE10007454C2 - Toleranzausgleich-Element - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Toleranzausgleich-Element zum Ausgleichen der Toleranz bei der Montage eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil. Die Erfindung be­ trifft ferner eine Montageeinheit, die ein derartiges Toleranzausgleich-Element und ein Gegenstück umfaßt. Bei den zu montierenden Bauteilen kann es sich insbe­ sondere um Bauteile eines Kraftfahrzeugs oder sonstigen Fahrzeugs handeln.

Insbesondere im Fahrzeugbau und Kraftfahrzeugbau ist es erforderlich, eine hohe Qualität zu niedrigen Kosten zu erreichen, um hierdurch konkurrenzfähige Produkte zu schaffen. Oftmals kommen allerdings viele Bauteile zusammen, deren Toleran­ zen sich addieren. Dies kann auch durch systematische Paarung von Bauteilen und durch statistische Toleranzauslegung nicht immer verhindert werden (z. B. zwischen Rohbau- und Endmontagekomponenten). Die Genauigkeit der Bauteile ist eine Frage des Aufwandes und somit letztlich eine Frage der Kosten.

Aus der EP 176 663 A1 ist eine Vorrichtung zum verspannenden Verbinden von mit Abstand zueinander liegenden Bauteilen bekannt, bei der die verspannenden Ver­ bindung durch eine Distanzscheibe erfolgt, die im Abstandraum zwischen den zu verbindenden Bauteilen angeordnet ist und die sich mit der äußeren Breitseite an einem der Bauteile abstützt. Um einen Toleranzausgleich zu bewirken, wird die Vorrichtung derart ausgestaltet, daß die Distanzscheibe lediglich durch Verdrehen in die Abstützstellung bringbar ist. Die Distanzscheibe ist zur Erzielung einer aus ihrer Drehung abgeleiteten Axialverlagerung auf das lichte Distanzmaß der Bauteile mit wendelgangförmig liegenden Steigungs-Stützflächen ausgestattet, denen form­ passende wendelförmige, dem anderen Bauteil zugeordnete Gegensteigungs- Stützflächen gegenüberliegen. Das aus der EP 176 663 A1 bekannte automatische Toleranzausgleichssystem ist allerdings kompliziert und teuer.

Aus der DE 196 51 918 C2 ist ein axial einstellbares Abstützelement zur gegensei­ tigen Abstützung zweier im Abstand liegender Fahrzeugbauteile bekannt, das aus einem ersten und einem zweiten gegeneinander um die Axialrichtung verdrehbaren Stützteil mit jeweils endseitigen Abstützflächen besteht. Die Stützteile liegen an einander zugekehrten Schraubenflächen gleicher Ganghöhe an. Zwischen dem ersten Stützteil und dem zweiten Stützteil ist eine Drehfeder zur Aufbringung einer Vorspannung angeordnet. Das erste Stützteil und das zweite Stützteil sind in einer Grundstellung über eine Betätigungseinrichtung verdrehfest und lösbar verbunden, dergestalt, daß nach Einbringung des Abstützelements zwischen die beiden abzu­ stützenden Bauteile und Lösen der Verbindung der Stützteile die Drehfeder die bei­ den Stützteile so lange zur Vergrößerung des axialen Einstellabstandes verdreht, bis die Abstützflächen an den Bauteilen anliegen.

Die DE 299 01 413 U1 offenbart ein Befestigungselement mit Ausgleich von Di­ stanzen an Befestigungsflächen, welches aus einem Unterteil und einem Oberteil besteht. Die Teile sind jeweils als etwa keilförmige Elemente mit auf der Konusflä­ che angeordneten Stufen ausgebildet, wobei die Stufen ineinander eingreifen und zueinander verrastbar sind. An einem der beiden Teile ist seitlich eine Federspanne angeordnet, die von einem am anderen Teil angeordneten Haken untergriffen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Montage eines Toleranzausgleich-Elements der eingangs angegebenen Art zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Spannelement durch die Montage eines Befestigungselements betätigbar bzw. lösbar ist. Das To­ leranzausgleich-Element umfaßt eine Keilfläche und eine Feder. Die Keilfläche ist vorzugsweise an einem Keil vorgesehen. Sie wirkt mit einer entsprechenden Keilfläche zusammen, die an dem ersten oder an dem zweiten Bauteil vorgesehen ist oder an einem Teil, das mit dem ersten oder zweiten Bauteil verbunden ist. Durch die Feder kann die Keilfläche bzw. der Keil verschoben werden, wodurch ein Toleranzausgleich bewirkt werden kann. Zum Vorspannen der Feder ist ein Spannelement vorgesehen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein lösbares Span­ nelement. Das Toleranzausgleich-Element kann dann auf vorteilhafte Weise vor­ montiert werden. Durch das Lösen des Spannelements erreicht es dann seine end­ gültige Lage. Durch die Erfindung wird ein kostengünstiges Toleranzausgleich- Element geschaffen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorzugsweise weist die Keilfläche bzw. der Keil eine Aussparung auf, die zum Durchtritt des Befestigungselements, beispielsweise einer Schraube oder eines Schraubbolzens, dient. Bei der Aussparung kann es sich um ein Langloch handeln, dessen Länge vorzugsweise derart bemessen ist, daß sich die Keilfläche bzw. der Keil über den gesamten Bereich, der zum Toleranzausgleich benötigt wird, bewe­ gen kann.

Vorzugsweise ist die Feder eine Druckfeder. Als Feder kann allerdings auch eine Zugfeder verwendet werden. Unter einer Feder (Druckfeder/Zugfeder) werden da­ bei federnde Elemente aller Art verstanden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feder ein Gelenk aufweist. Dieses Gelenk kann beispielsweise durch eine Drehachse ge­ bildet werden. Die Feder ist durch das Gelenk mit dem ersten oder zweiten Bauteil gelenkig verbindbar. Vorzugsweise befindet sich das Gelenk an dem der Keilfläche bzw. dem Keil abgewandten Ende der Feder.

Vorteilhaft ist es, wenn das Spannelement an der Keilfläche bzw. dem Keil vorge­ sehen ist. Hierbei befindet sich das Spannelement vorzugsweise an dem der Feder abgewandten Ende der Keilfläche bzw. des Keils.

Das Spannelement kann derart angeordnet sein, daß es vom Befestigungselement erfaßt bzw. betätigt bzw. gelöst wird, wenn das Befestigungselement in Position bzw. in Eingriff gebracht wird. Dies läßt sich auf besonders einfache und vorteilhafte Weise realisieren, wenn die Keilfläche bzw. der Keil eine Aussparung zum Durchtritt eines Befestigungselements, vorzugsweise einer Schraube oder eines Schraubbolzens, aufweist. Die Anordnung kann dann derart getroffen sein, daß das Befestigungselement bzw. die Schraube bzw. der Schraubbolzen beim Durchtritt durch die Aussparung das Spannelement betätigt bzw. löst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Montageeinheit, umfassend ein Toleranzausgleich- Element und ein Gegenstück, in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, vor dem Montagevorgang,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Montageeinheit in ei­ ner der Fig. 1 entsprechenden Seitenansicht nach dem Montagevorgang,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Prinzipskizze einer weiteren Montageeinheit in einer Seitenansicht vor der Montage,

Fig. 6 die in Fig. 5 gezeigte Montageeinheit in einer Ansicht von vorne und

Fig. 7 die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Montageeinheit in einer der Fig. 6 entsprechenden Ansicht von vorne nach dem Mon­ tagevorgang.

Das in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Toleranzausgleich-Element dient zur Montage bzw. zum Verbinden eines ersten Bauteils 9 mit einem zweiten Bauteil 10. Es um­ faßt einen Keil 1, der eine Keilfläche 3 aufweist, und eine Druckfeder 2, die mit dem Keil 1 an dessen breitem Ende verbunden ist. Die Feder 2 ist an ihrem dem Keil 1 abgewandten Ende mit einem als Drehachse 6 ausgebildeten Gelenk versehen, dessen Gelenkzapfen in entsprechende Ausnehmungen an Laschen 11 des ersten Bauteils 9 eingreifen.

An dem ersten Bauteil 9 ist ein Gegenstück 12 vorgesehen, das eine der Keilfläche 3 des Toleranzausgleich-Elements entsprechende Keilfläche 13 aufweist. Ferner ist an das erste Bauteil 9 eine Mutter 14 angeschweißt.

Der Keil 3 ist mit einer als Langloch 15 ausgebildeten Aussparung versehen, deren Breite im wesentlichen dem Außendurchmesser des Gewindes 16 der Schraube 4 entspricht und das so lang ist, daß der gesamte Toleranzbereich a überbrückt wer­ den kann.

Der Keil 1 ist an seinem der Druckfeder 2 abgewandten Ende mit einem Span­ nelement 5 verbunden, das eine Aussparung 17 in dem Gegenstück 12 durchgreift und an dessen vorderen (in der Zeichnung unten dargestellten) Ende eine Nase vorgesehen ist, die die Ecke zwischen der Aussparung 17 und dem Gegenstück 12 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise hintergreift. Die Nase am vorderen Ende des Spannelements ragt in die Durchgangsbohrung des Gegenstücks 12 hinein. Durch die Nase des Spannelements 5 wird das Toleranzausgleich-Element in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, in der die Druckfeder 2 vorgespannt ist, gehalten.

Bei der Montage wird die Schraube 4 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung nach links zur Mutter 14 hin bewegt. Der Bolzen 16 der Schraube durchdringt das Lang­ loch 15 und gelangt von dort in die Bohrung in dem Gegenstück 12. Beim Durchtritt durch die Bohrung des Gegenstücks 12 wird die Nase des Spannelements 5 außer Eingriff gebracht (ausgerastet; die Verrastung der Nase wird gelöst), so daß sich die Druckfeder 2 dann entspannen kann, wodurch der Keil 1 nach oben in die in Fig. 3 gezeigte Stellung bewegt wird. Der Keil 1 wird durch das Zusammenwirken der Keilfläche 3 und der entsprechenden Keilfläche 13 so weit bewegt, bis der ge­ samte Toleranzbereich a ausgeglichen ist, bis also die der Keilfläche 3 gegenüber­ liegende Fläche an der entsprechenden Innenfläche des zweiten Bauteils 10 an­ liegt. Anschließend wird das Gewinde 16 der Schraube 4 mit der Mutter 14 ver­ schraubt, bis die in Fig. 3 gezeigte, fertig montierte Stellung vorliegt.

Durch das Gelenk 6 wird eine spannungsfreie Bewegung des Toleranzausgleich- Elements bewirkt. An dem ersten Bauteil 9 sind im Bereich zwischen dem Gelenk 6 bzw. den Laschen 11 und der Mutter 14 Befestigungselemente 8 vorgesehen, bei­ spielsweise Clipse (hier könnte auch ein Klebeband Verwendung finden). Das erste Bauteil 9 weist seitliche, senkrecht zur Grundfläche verlaufende Trägerteile 7 auf.

Durch die Erfindung wird ein Toleranzausgleich-Element geschaffen, das einen automatischen Toleranzausgleich in eine Richtung (beispielsweise in X-Richtung) bewirkt. Für die Montage ist kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich. Es wird ein äußerst kostengünstiges System geschaffen. Die Auslösung des Toleranzaus­ gleich-Elements erfolgt durch die Befestigungsschraube bzw. das sonstige Befesti­ gungselement.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Prinzipdarstel­ lung gezeigt. Hier soll ein erstes Bauteil (Scharnierbauteil) 109 mit einem zweiten Bauteil (Verbindungsstück) 110 verbunden werden. Das Gewinde 116 einer Befe­ stigungsschraube durchdringt eine entsprechende Bohrung in dem ersten Bauteil 109. An dem ersten Bauteil 109 ist ferner ein Toleranzkeil 101 längsverschieblich gelagert, der eine Keilfläche 103 aufweist und der durch eine Druckfeder 102 in der aus den Fig. 5 und 6 ersichtlichen Weise vorgespannt ist. In dem Toleranzkeil 103 ist ein Langloch 115 vorgesehen.

Das zweite Bauteil 110 weist ein Innengewinde 114 auf. Ferner ist an dem dem Keil 101 zugewandten Ende des zweiten Bauteils 110 eine der Keilfläche 103 entspre­ chende Keilfläche 113 vorgesehen.

Bei der Montage wird die Verrastung des Keils 101 durch den Gewindebolzen 116 gelöst. Der Toleranzkeil 101 gelangt dann durch die Entspannung der Druckfeder 102 in die in Fig. 7 gezeigte Lage, in der der gesamte Toleranzbereich überbrückt ist. Um den gesamten Federweg ausnutzen zu können, ist in dem ersten Bauteil 109 eine Aussparung 120 vorhanden. Ferner befindet sich zwischen dem ersten Bauteil 109 und dem zweiten Bauteil 110 eine Kugelrastung 121.

Die Toleranzausgleich-Elemente nach beiden Ausführungsformen sind so ausge­ führt, daß sie zur Demontage der Bauteile auch wieder gespannt werden können.

Claims (7)

1. Toleranzausgleich-Element zum Ausgleichen der Toleranz bei der Montage ei­ nes ersten Bauteils (9) mit einem zweiten Bauteil (10), welches eine Keilfläche (3) und eine Feder (2) sowie ein Spannelement (5) zum Vorspannen der Feder (2) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (5) durch die Montage eines Befestigungselements (4, 16) betätigbar ist.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilfläche (3) an einem Keil (1) vorgesehen ist.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilfläche (3) bzw. der Keil (1) eine Aussparung (15) zum Durchtritt des Befestigungsele­ ments (4, 16), vorzugsweise einer Schraube, aufweist.

4. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (2) eine Druckfeder ist.

5. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (2) ein Gelenk (6) aufweist.

6. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (5) an der Keilfläche (3) bzw. dem Keil (1) vorgesehen ist.

7. Montageeinheit, umfassend ein Toleranzausgleich-Element nach einem der An­ sprüche 1 bis 6 und ein Gegenstück (12), das eine der Keilfläche (3) des Tole­ ranzausgleich-Elements entsprechende Keilfläche (13) aufweist.