DE10060781A1

DE10060781A1 - Vorrichtung zum Befestigen von zwei Bauteilen

Info

Publication number: DE10060781A1
Application number: DE2000160781
Authority: DE
Inventors: Michael Boden; Christian Huber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-13

Abstract

Es sind bereits Vorrichtungen zum Befestigen von zwei Bauteilen bekannt, bei denen Montage- und Längentoleranzen ausgleichbar sind. Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Vorrichtung zum Befestigen von zwei Bauteilen zu schaffen, bei der eine Beeinträchtigung der Optik vermieden ist. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, dass das Ausgleichselement (12) formschlüssig an dem einen Bauteil (9) angeordnet ist, dass das Ausgleichselement (12) einen Hohlraum (12a) aufweist, in dem über mindestens ein flexibles Verformungselement (16, 17) ein Abstandshalter (18) gehaltert ist, dass der Abstandshalter (11) mit einer Durchgangsöffnung (13) versehen ist, in der das Befestigungselement (5) innerhalb vorbestimmter Toleranzmaße t¶x¶ und t¶y¶ befestigbar ist und dass eine Längenänderung des Bauteils (9) durch äußere Einflüsse innerhalb vorbestimmter Grenzen durch ein Zusammenpressen des jeweiligen Verformungselementes (16, 17) ausgleichbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von zwei Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits im Fahrzeugbau bekannt, Befestigungs- und Ausgleichselemente zu verwenden, bei denen die Toleranzen, die bei der Montage oder durch Wärmeeinfluß entstehen, ausgleichbar sind. Im ungünstigen Fall kann es durch einen unzureichenden Toleranzausgleich bei einer wärmebedingten Längen zunahme zu einer Flächenbeulung der angeordneten Außenhautteile kommen, so dass das Design beeinträchtigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Befestigen von zwei Bauteilen zu schaffen, bei der eine Beeinträchtigung der Optik vermieden ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch die Verwendung einer in einem Ausgleichselement geführten Abstandshülse innerhalb der Abstandshülse ein Aus gleich der Montagetoleranz und innerhalb des Ausgleichselementes ein Ausgleich von Längentoleranzen, beispielsweise durch Wärmeeinfluß, möglich.

Zum Ausgleich der Montagetoleranzen entspricht der Innendurchmesser der Ab standshülse dem Außendurchmesser eines Befestigungselementes, beispielsweise eines Schraubenschaftes, zuzüglich dem Montagetoleranzbereich.

Die Abstandshülse wird in einer vorteilhaften Ausführungsform durch flexibel ver formbare Vorsprünge oder Arme des Ausgleichselementes in ihrer Montagelage gehaltert. Bei einem Längenzuwachs eines ersten, mit dem Ausgleichselement versehenen, in der Regel oberen Bauteils verformen sich diese Vorsprünge flexibel, so dass der Längenzuwachs ausgeglichen wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform steht die Abstandshülse um einen vorbe stimmten Betrag über das Ausgleichselement. Auf dem überstehenden Rand der Abstandshülse ist ein Kraftübertragungselement, beispielsweise eine Unterleg scheibe aufgelegt, auf die ein Flansch oder ein Kopf des Befestigungselementes drückt und die Druckkraft auf ein zweites, in der Regel unteres Bauteil überträgt, das normalerweise ein Strukturbauteil zur Kraftaufnahme und Übertragung ist.

Eine Montageerleichterung wird dadurch erreicht, dass das Ausgleichselement über einen Formschluß, vorteilhafterweise über einen Hinterschnitt, an dem oberen, ins besondere der Optik dienenden Bauteil, eingeklipst ist.

Das Befestigungselement besteht im wesentlichen aus einer Schraube und einer Mutter, wobei die Mutter an einer Unterseite des unteren Bauteils angeordnet ist. Vorteilhafterweise können Schrauben und Muttern mit einem metrischen Gewinde oder Blechschrauben und Blechmuttern verwendet werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren bei spielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der verwendeten Teile zum Verbinden von zwei teilweise dargestellten Bauteilen,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der beiden, in der Fig. 1 gezeigten Bauteile im miteinander befestigten Zustand,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Draufsicht auf ein Ausgleichselement und einer darin angeordneten Abstandshülse und Befestigungs schraube,

Fig. 4 eine Schnittansicht von der Seite längs der Linie I-I in der Fig. 3 und

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs in der Fig. 4, aus der die Befestigung des Ausgleichselementes durch eine Einklipsung an dem mit dem Ausgleichselement versehenen, oberen Bauteil hervorgeht.

In der Fig. 1 ist ein oberes Ende eines Stützträgers 1, beispielsweise einer Karosse rie eines Fahrzeuges dargestellt, das eine im wesentlichen waagrechte Auflageflä che 2 aufweist. Die Auflagefläche 2 ist mit einer rechteckförmigen Vertiefung 3 ver sehen, in der eine Durchgangsöffnung 4 für ein Befestigungselement 5, beispiels weise eine Schraube mit einem metrischen Gewinde, ausgebildet ist. An einer Au ßenkante 6 der Auflagefläche 2 ist eine Aussparung 7 zum Einführen eines Befesti gungsklipses 8 vorgesehen.

Der Befestigungsklips 8 hat die Funktion einer Mutter für die Schraube 5. In einer anderen Ausführungsform ist eine Mutter am Stützträger 1 beispielsweise durch Schweißen befestigt oder ein Gewinde in der Durchgangsöffnung 4 ausgebildet. Auf das als Stützträger 1 ausgebildete erste, untere Bauteil wird ein zweites, oberes Bauteil 9 befestigt. Das obere Bauteil 9 ist beispielsweise eine Außenhaut einer Ka rosserie eines Kraftfahrzeuges, wie zum Beispiel ein Kotflügel. Die Befestigung er folgt in der gezeigten Ausführungsform über die Schraube 5, eine Unterlegscheibe 10, eine Abstandshülse 11 und ein Ausgleichselement 12.

In Höhe der Durchgangsöffnung 4 des unteren Bauteils 1 ist im oberen Bauteil 9 ebenfalls eine Durchgangsöffnung 13 vorgesehen. In der Durchgangsöffnung 13 sind zwei Absätze 14 und 15 zur formschlüssigen Halterung der Unterlegscheibe 10 und des Ausgleichselementes 12 eingearbeitet.

Die Fig. 2 zeigt die beiden Bauteile 1 und 9 im befestigten Zustand. Aus der Fig. 2 ist erkennbar, dass das Ausgleichselement 12 einen Hohlraum 12a mit einer im we sentlichen ovalen Form in der Draufsicht aufweist. An dem Ausgleichselement 12 sind in x-Richtung zwei gegenüberliegende Verformungselemente 16 und 17 aus gebildet, die an einer zylindrischen Mantelfläche 18 der Abstandshülse 11 anliegen und die Abstandshülse 11 unter Vorspannung in ihrer Lage haltern.

Die Fig. 3 zeigt fünf verschiedene Positionen a, b, c, d und e der Schraube 5 inner halb einer Innenwand 19 einer Durchgangsöffnung 20 der Abstandshülse 11. Ein Innendurchmesser d₁₁ der Abstandshülse 11 ist um die in der Montage vorgesehe nen Toleranzmaße t_x und t_y in den waagrechten Richtungen x und y grösser als ein Außendurchmesser D₅ des mit einem Gewinde versehenen Abschnittes 21 der Schraube 5.

In der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind die gegenüberliegenden Ver formungselemente 16 und 17 als U-förmige Bügel ausgebildet, die einstückig an einer Innenwand 22 des Ausgleichselementes 12 ausgebildet sind.

Ferner ist aus der Fig. 3 erkennbar, dass die Verformungselemente 16 und 17 in Richtung der Innenwand 22 durch die Abstandshülse 11 elastisch verformt sind. Neben den gezeigten Positionen a, b, c, d und e des Gewindeabschnittes 21 der Schraube 5 sind weitere Zwischenpositionen möglich. In der Position a befindet sich die Schraube 5 in einer mittigen Position oder einer Null-Lage.

Die Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung längs der Linie I-I in der Fig. 3 bei einem be festigten Zustand der beiden Bauteile 1 und 9. Das Befestigungselement 5 befindet sich in der Null-Lage a, wie dies durch den gleichgrossen Abstand von der Innen wand 19 der Durchgangsöffnung 20 der Abstandshülse 11 zu den beiden Seiten einer Symmetrielinie 23 hervorgeht. Ferner sind in der Fig. 4 die Absätze 14 und 15 für die Unterlegscheibe 10 und das Ausgleichselement 12 erkennbar.

Die Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereiches der Fig. 4, aus der eine Einklipsung des Ausgleichselementes 12 an einer Innenwand 24 der Durchgangsöffnung 13 des Bauteiles 9 hervorgeht. Zu diesem Zweck weist das Ausgleichselement 12 an einem unteren Ende 25, das der Auflagefläche 2 des unteren Bauteils 1 gegenüberliegt, einen vorstehenden, umlaufenden Rand oder einzelne vorstehende Randabschnitte 26 auf. Die Randabschnitte 26 rasten in eine an einer Unterseite 27 des Bauteils 9 ausgebildete Vertiefung 28 elastisch ein.

Claims

1. Vorrichtung zum Befestigen von zwei Bauteilen, mit einem Befestigungsele ment und einem Ausgleichselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (12) formschlüssig an dem einen Bauteil (9) angeordnet ist, dass das Ausgleichselement (12) einen Hohlraum (12a) aufweist, in dem über mindestens ein flexibles Verformungselement (16, 17) ein Abstandshalter (18) gehaltert ist, dass der Abstandshalter (11) mit einer Durchgangsöffnung (13) versehen ist, in der das Befestigungselement (5) innerhalb vorbestimmter Toleranzmaße t_x und t_y befestigbar ist und dass eine Längenänderung des Bauteils (9) durch äussere Einflüsse innerhalb vorbestimmter Grenzen durch ein Zusammenpressen des jeweiligen Verformungselementes (16, 17) ausgleichbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Bauteil (1) eine tragende Funktion und das andere Bauteil (9) zumindest eine optische Funktion aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (9) mit der optischen Funktion bei Wärme einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als das andere Bauteil (1) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshülse (11) über das Ausgleichs element (12) übersteht, dass auf dem überstehenden Rand (29) der Ab standshülse (11) ein Kraftübertragungselement (10) aufliegt und dass über das Kraftübertragungselement (10) die durch das Befestigungselement (5) auf das Kraftübertragungselement (10) wirkende Druckkraft auf die Ab standshülse (11) und von dort auf die Auflagefläche (2) des Bauteils (9) drückt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bauteil (9) eine Durchgangsöffnung (13) ausgebildet ist, die zwei Absätze (14, 15) aufweist, in denen zumindest Randbereiche des Kraftübertragungselementes (10) und des Ausgleichselementes (12) aufliegen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem unteren Ende (25) des Ausgleichs elementes (12) ein vorstehender Rand oder Randabschnitte (26) ausgebildet sind, die bei der Montage des Ausgleichselementes (12) in eine in dem Bauteil (9) ausgebildete Vertiefung (28) einrasten.