DE10152953C1 - Toleranzausgleichsvorrichtung und Verfahren zum Montieren zweier Bauteile - Google Patents

Abstract

Eine Toleranzausgleichsvorrichtung (10) zum Verbinden zweier Bauteile (12, 14) umfasst ein am ersten Bauteil (12) anbringbares Gehäuse (16), ein an dem Gehäuse (16) befestigtes, elastisches und in Radialrichtung dehnbares Ringelement (26), das in eine Öffnung (15) im zweiten Bauteil (14) einführbar ist, wobei das Ringelement (26) mit der Öffnung (15) im zweiten Bauteil (14) eine reibschlüssige Verbindung eingeht, und ein am Gehäuse (16) gelagertes Spannelement (30), mittels dessen das Ringelement (26) in Radialrichtung dehnbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Toleranzausgleichsvorrichtung zum Verbinden von zwei Bauteilen, mit Hilfe derer fertigungsbedingte Toleranzen zwischen zwei Bauteilen in einer Raumrichtung ausgeglichen werden können.

Der Toleranzausgleich zwischen zwei Bauteilen wird häufig nötig, wenn beispielsweise zum Erzielen einer ansprechenden Gestaltung herstellungsbedingte Toleranzen zwischen zwei Bauteilen ausgeglichen werden sollen, damit die Bauteile aneinander passgenau sitzen. Möglicherweise sollen die zwei Bauteile auch bezüglich einander so ausgerichtet werden, dass sie zu einem dritten Bauteil einen glatten und passgenauen Abschluss bzw. Übergang bilden.

Eine Toleranzausgleichsvorrichtung dient dabei dazu, einerseits die Bauteile aneinander zu befestigen und andererseits neben der Befestigung an sich das Einstellen der Lage der Bauteile zueinander, zumindest in einer Raumrichtung, zu ermöglichen.

Ein typisches Anwendungsbeispiel, bei dem solche Toleranzausgleichseinrichtungen vorteilhaft sind, ist das Befestigen einer Türverkleidung eines Fahrzeugs, wie eines Autos, an der Türstruktur, insbesondere damit ein optisch ansprechender Abschluss der Türverkleidung zur Instrumententafel erreicht wird. Da die Türverkleidung, die Instrumententafel und die Türstruktur (Rohbau) jeweils fertigungsbedingte Toleranzen aufweisen, ist ein passgenaues Ausrichten dieser Bauteile zueinander, z. B. damit bestimmte, vorgegebene Spaltmaße zwischen den Bauteilen eingehalten werden, in der Regel nur mit einer Möglichkeit zum Toleranzausgleich in zumindest einer Raumrichtung möglich.

In der Technik sind verschiedene Arten für Toleranzausgleichsvorrichtungen bekannt.

Beispielsweise beschreibt die DE 198 03 261 C1 eine Toleranzausgleichsvorrichtung, die zwei Teile umfasst, wobei in jedem Teil ein Kontursystem angeordnet ist. Bei der Montage der Toleranzausgleichsvorrichtung greifen die Kontursysteme ineinander. Die Kontursysteme sind so ausgebildet, dass sich die Teile axial zueinander positionieren lassen, wenn sie gegeneinander gedreht werden. Dadurch ist der Abstand der Aufnahmen für die zu verbindenden Bauteile an den jeweiligen Teilen der Toleranzausgleichsvorrichtung einstellbar. Nach der axialen Positionierung der Teile zueinander werden sie radial und axial festgestellt.

Die DE 198 30 503 A1 beschreibt eine Toleranzausgleichsvorrichtung, die mindestens zwei Teile umfasst, wobei diese Teile axial zueinander positionierbar und feststellbar sind. Beide Teile sind mit Aufnahmen für die gegeneinander zu fixierenden und einzustellenden Bauteile versehen. Die Toleranzausgleichsvorrichtung weist ferner einen Justagering auf, der an einem der Teile der Toleranzausgleichsvorrichtung angeordnet ist und die axiale Verschiebung bzw. Positionierung der Bauteile der Toleranzausgleichsvorrichtung zueinander ermöglicht.

Aus der DE 198 16 053 A1 ist eine Befestigung einer Konsole bekannt. Das zu befestigende Bauteil wird mittels zweier beabstandeter Schraubenverbindungen an einem zweiten Bauteil befestigt. Dabei ist eine Schraubverbindung konventionell ausgestaltet. Die andere Schraubverbindung ist als axial selbsteinstellende Spannhülsenverschraubung ausgeführt. Dazu sind in einer Aufnahmebohrung des zu befestigenden Bauteils eine äußere Spannhülse sowie eine innere Spannhülse angeordnet. Die äußere Spannhülse bzw. die zugeordnete Innenhülse sind bis zur axialen Anlage am zweiten Bauteil eingesetzt. Durch Anziehen einer Spannschraube wird die äußere Spannhülse über Konusflächen so weit aufgeweitet, dass sie sich in der Aufnahmebohrung verklemmt und damit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Konsole und dem Bauteil herstellt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Toleranzausgleichsvorrichtung zu schaffen, die eine einfache Montage zweier Bauteile ermöglicht und die einen genauen Toleranzausgleich verhältnismäßig großer Toleranzen in einer Raumrichtung ermöglicht. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Montage zweier Bauteile vorzusehen, das die Toleranzausgleichsvorrichtung der Erfindung verwendet.

Diese Aufgabe wird durch eine Toleranzausgleichsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, durch Vorsehen des elastischen Ringelements an dem Gehäuse der Toleranzausgleichsvorrichtung ein Element bereitzustellen, das einerseits dehnbar ist und somit im Inneren der Öffnung des zweiten Bauteils für eine kraftschlüssige Verbindung sorgen kann, um die Bauteile endgültig bezüglich einander zu fixieren, und das andererseits bereits beim einfachen Einsetzen ohne zusätzliches Kraftaufbringen in die Öffnung eine reibschlüssige Verbindung mit der Öffnung eingeht, um eine Vormontageposition herzustellen, aus der die Toleranzausgleichsvorrichtung nicht unbeabsichtigt verrutscht, so dass die Montage und die genaue Justierung der Toleranzausgleichsvorrichtung zum Einstellen eines definierten Abstands und zum Ausgleich der Toleranzen zwischen zwei Bauteilen erheblich vereinfacht wird. Dabei wird zudem sichergestellt, dass ein stufenloser Toleranzausgleich in der Axialrichtung des Ringelements mit sehr hoher Genauigkeit möglich ist, d. h. vollständig angepasst an die jeweils tatsächlich auftretenden und auszugleichenden Toleranzen. Zudem ist festzuhalten, dass die Ausgestaltung einen verhältnismäßig großen Toleranzausgleich, nämlich bis etwa ±2 mm in der Axialrichtung des Ringelements ermöglicht. Die Strecke, über die der Toleranzausgleich möglich ist, wird hauptsächlich durch die Länge des Ringelements und die Verstellmöglichkeit des Spannelements bestimmt. Dies bringt ebenfalls eine erhöhte Flexibilität bei der Montage zweier Bauteile mit sich und vermeidet einen Ausschuss von Bauteilen, bei denen verhältnismäßig große Toleranzen auszugleichen sind. Schließlich ermöglicht die Toleranzausgleichsvorrichtung eine spalt- und spielfreie Verbindung zweier Bauteile, so dass die einmal eingestellten Positionen der Bauteile während des Einsatzes der Bauteile zueinander bestehen bleiben, was auch darauf zurückzuführen ist, dass das erfindungsgemäße System selbsthemmend ist. Die Lage der beiden aneinander grenzenden Bauteile ist nach dem Arretieren mittels des Spannelements eindeutig zueinander bestimmt.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.

So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform das Spannelement eine Arretierschraube, die durch ein im Gehäuse vorgesehenes Innengewinde geführt wird und in diesem verstellbar ist. Dabei ist der nicht im Gewinde gelagerte Endbereich der Schraube, also derjenige Bereich, der im Inneren des Ringelements liegt, derart gestaltet, dass er bei einem Anziehen der Schraube das Ringelement dehnt. Dazu kann dieser die Dehnung bewirkende Bereich der Schraube beispielsweise konusförmig gestaltet sein, mit einem kugelförmigen Kopf versehen sein oder anderweitige Verdickungen, beispielsweise in der Form von Rippen oder ähnlichem, aufweisen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsfarm umfasst das Gehäuse, in das das Spannelement eingesetzt ist und an dem das Ringelement befestigt ist, einen Hülsenbereich, der seinerseits in bestimmtem Maß elastisch und in Radialrichtung dehnbar ist. Auf diesen Hülsenbereich ist bevorzugterweise das Ringelement mantelartig aufgesetzt, so dass eine Dehnung bzw. radiale Verschiebung des Hülsenbereichs des Gehäuses gleichzeitig die Dehnung des Ringelements bewirkt. Alternativ kann das Ringelement selbst mit einer derartigen Festigkeit gestaltet werden, so dass eine innere Führung durch einen hülsenartigen Fortsatz des Gehäuses entfallen kann.

Dabei hat vorteilhafterweise der Hülsenbereich einen im Wesentlichen zylindrischen Außenumfang, gegebenenfalls in Segmentform, so dass sich der Hülsenbereich aus einzelnen Kreissegmenten zusammensetzt. In diesem Fall weist der Hülsenbereich jeweils einen Zwischenraum zwischen den Kreissegmenten und eine innere Öffnung des Zylinders im Hülsenbereich, vorzugsweise entlang der gesamten Länge des Gehäuses in axialer Richtung des Hülsenbereichs auf, so dass eine in der inneren Öffnung positionierte Spannschraube oder ein ähnliches Spannelement durch Anziehen der Schraube, also Bewegen der Schraube in Richtung auf den freien Endbereich der Hülse (Axialrichtung der Hülse), die Hülse und das darauf aufgebrachte Ringelement dehnt und somit die Arretierung herstellt. Diese Konstruktion bietet den Vorteil von guter mechanischer Festigkeit der Anordnung bei der erforderlichen Elastizität im Bereich der Hülse und des Ringelements. Durch Ausbilden des Hülsenbereichs mit mehreren Segmenten, bevorzugterweise vier, wobei jedoch auch jede andere Anzahl von Segmenten möglich ist, wird einerseits das Aufweiten des Hülsenbereichs sichergestellt, auch wenn ein bezüglich der mechanischen Festigkeit verhältnismäßig fester Werkstoff für das Gehäuse und den Hülsenbereich verwendet wird. Andererseits bleibt der Hülsenbereich einfach herstellbar.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Innenaussparung des Hülsenbereichs sich verjüngend gestaltet, so dass das freie Ende des Hülsenbereichs, also dasjenige Ende, mit dem der Hülsenbereich und das darauf bevorzugterweise aufgebrachte Ringelement in die Öffnung am zweiten Bauteil eingesetzt wird, eine bezüglich des Querschnitts kleinere Innenaussparung hat als der diesem Bereich abgewandte Bereich des Hülsenbereichs. In diese Innenaussparung kann bevorzugterweise eine Spannschraube mit einem z. B. kugelförmigen freien Ende eingesetzt werden. Durch deren Vorwärtsbewegung beim Anziehen, also eine Bewegung in Richtung auf das zweite Bauteil zu, wird das in die Öffnung am zweiten Bauteil eingeführte Gehäuse der Toleranzausgleichsvorrichtung zusammen mit der Gummihülse im Hülsenbereich des Gehäuses gedehnt und damit in der Öffnung am zweiten Bauteil arretiert.

Vorzugsweise hat dazu die Spannschraube oder das andere Spannelement ein kugelförmiges freies Ende, mit dem der Hülsenbereich bei einem Anziehen der Schraube bzw. des Spannelements in Radialrichtung verschoben wird und der Hülsenbereich aufgeweitet wird, so dass das Ringelement ebenfalls aufgeweitet und gedehnt wird. Alternativen sind z. B. eine Zylinderform oder im Falle einer nicht konusförmigen Innenaussparung der Hülse und/oder des Ringelements ein konusförmiger Abschluss.

Diese Anordnung ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion, und bietet überdies den Vorteil, dass durch Verwendung einer Spannschraube eine problemlose und stufenlose Einstellung der Haltekraft für einen Kraftschluss möglich ist, ebenso wie ein stufenloser Toleranzausgleich.

Der Außenumfang des Hülsenbereichs kann selbstverständlich auch andere Gestalten als eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Gestalt einnehmen, wobei jedoch festzuhalten ist, dass eine kreiszylindrische Gestalt neben einer einfachen Fertigung insbesondere den Vorteil bietet, dass eine gleichmäßige Dehnung und damit ein gleichmäßiges Anliegen des Hülsenbereichs und des darauf aufgebrachten Ringelements über den Innenrand der meist kreisförmigen Aussparung im zweiten Bauteil möglich ist. Es ist festzuhalten, dass der Außenquerschnitt des Hülsenbereichs und des Ringelements an die Querschnittsform der Öffnung im zweiten Bauteil anpassbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Ringelement aus Gummi. In diesem Fall wird durch die Verwendung von Naturgummi oder entsprechendem künstlichem Gummi sichergestellt, dass beim Einsetzen des Ringelements in die Öffnung am zweiten Bauteil dieses bereits in einer Vormontageposition über einen Reibschluss gehalten wird. Selbstverständlich sind auch andere Werkstoffe denkbar, solange sie das Erfordernis der Elastizität und das Herstellen einer reibschlüssigen Verbindung mit dem Werkstoff des zweiten Bauteils erfüllen.

Vorzugsweise ist das Gehäuse aus Kunststoff oder Metall gefertigt, wobei besonders vorteilhaft Polyamid verwendet wird. Dadurch kann das Gehäuse im Spritzgussverfahren hergestellt werden, was einerseits das Gehäuse hinsichtlich seiner Formgebung sehr flexibel und anpassbar macht und andererseits ein kostengünstiges Herstellungsverfahren ist.

Vorteilhafterweise ist ferner ein Abdeckelement für das Spannelement vorgesehen, so dass die Öffnung, in die das Spannelement eingeführt wird, verschlossen werden kann, was insbesondere dann bevorzugt wird, wenn diese von außen, also nach Montage der Anordnung sichtbar wäre. Dadurch kann die Verbindung zweier Bauteile optisch ansprechend gestaltet werden.

Bevorzugterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung einer Türverkleidung eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Autos, am Rohbau der Türe verwendet. Dadurch wird eine optisch ansprechende Gestaltung des Fahrgastraums eines Fahrzeugs erzielt, da die Türverkleidung passgenau an der Struktur der Tür befestigt werden kann und ein Toleranzausgleich in einer Raumrichtung vorgenommen werden kann, so dass insbesondere der Anschluss zwischen Türverkleidung und Instrumententafel optisch ansprechend, insbesondere ohne größere Fugen, gestaltet werden kann.

Das Verfahren zum Montieren eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht es, nachdem die Vorrichtung am ersten Bauteil befestigt ist, beispielsweise durch eine Schnappverbindung eines Befestigungsbereichs des Gehäuses in einer entsprechenden Aussparung am ersten Bauteil, dass die Vorrichtung mit dem Ringelement in eine passgenaue Aussparung im zweiten Bauteil eingeschoben wird, wobei die Bauteile in einer Montageposition sind. Durch die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Ringelelement und dem zweiten Bauteil im Bereich der Öffnung des zweiten Bauteils wird die Lage der Vorrichtung beständig beibehalten, wenn die zwei Bauteile anschließend in eine Position gebracht werden, in der die einzustellenden Toleranzen bestimmbar sind und ein Toleranzausgleich durchführbar ist. In dieser Position wird die Lage der Bauteile zueinander justiert, beispielsweise und vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Lehre, die den genauen Abstand zweier Bauteile zueinander vorgibt. Durch die ein Verrutschen hemmende Wirkung des Ringelements in der Öffnung können die Bauteile anschließend wieder zurück in eine Montageposition gebracht werden, in der das Spannelement problemlos, insbesondere mit einfachem Zugang zu ihm, angezogen werden kann, d. h. in die Spannposition gebracht werden kann, in der es das Ringelement aufweitet. Dadurch wird die selbsthemmende und ortsfeste Verbindung zwischen den beiden Bauteilen durch einen Kraftschluss fixiert.

Es ist offensichtlich, dass durch Verschieben der Toleranzausgleichsvorrichtung in Axialrichtung des Ringelements eine stufenlose Lagejustierung der zwei zu verbindenden Bauteile bezüglich einander möglich ist. Selbstverständlich muss dabei das Ringelement nicht als Kreisring gestaltet sein sondern kann beispielsweise auch eine polygonale Form aufweisen oder ebenfalls segmentiert gestaltet sein. Allerdings ist jedoch eine Gestaltung des Ringelements mit kreisförmigen Querschnitt bevorzugt, da dadurch einerseits um den gesamten Umfang des Kreisrings eine gleichmäßige Haltekraft zwischen dem zweiten Bauteil im Bereich von dessen Öffnung und dem Ringelement erzielt wird und andererseits ein solches Ringelement einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Toleranzausgleichsvorrichtung in einer Ausführungsform der Erfindung ist, wobei zur Verdeutlichung des Aufbaus der Toleranzausgleichsvorrichtung ein Teil davon ausgeschnitten ist;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch die Toleranzausgleichsvorrichtung aus Fig. 1 ist, wobei diese dazu verwendet wird, eine Türverkleidung an einer Struktur zu montieren;

Fig. 3 die Justierung des Abstands zweier Bauteile mittels der Toleranzausgleichsvorrichtung aus Fig. 1 und 2 zeigt;

Fig. 4 die Toleranzausgleichsvorrichtung zeigt, wobei bei der Montage einer Türverkleidung an der Struktur die Befestigung der Türverkleidung an der Türstruktur fixiert wird; und

Fig. 5 die Toleranzausgleichsvorrichtung in der Endposition nach einer Montage einer Türverkleidung an einer Struktur zeigt.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 1 bis 5 gezeigt. Dabei wird die Toleranzausgleichsvorrichtung 10, wie es in Fig. 2 bis 5 gezeigt ist, für die Befestigung einer Türverkleidung 12 an dem Rohbau der Tür 14 verwendet. In den Fig. 2 bis 5 sind insbesondere die einzelnen Montageschritte der Türverkleidung 12 am Rohbau (der Tür) 14 dargestellt.

Wie es aus Fig. 1 zu erkennen ist, umfasst die erfindungsgemäße Toleranzausgleichsvorrichtung 10 ein Gehäuse 16, das sich im Wesentlichen aus einem plattenförmigen Bereich 18 und einem daran angebrachten zylindrischen Fortsatz 20 zusammensetzt. Der plattenförmige Bereich 18 ist dabei zum Einsatz in ein erstes Bauteil, beispielsweise über eine (nicht dargestellte) Nutfederverbindung, eine Einschnappverbindung oder eine andere Halteeinrichtung, beispielsweise eine Klemmverbindung durch passgenaue Fertigung geeignet. Der zylinderförmige Bereich (Fortsatz) 20 erstreckt sich von einer Seite des plattenförmigen Bereichs 18 vorspringend und ist in der dargestellten Ausführungsform kreiszylindrisch gestaltet, wobei auch andere Außenquerschnittsformen denkbar sind und nach Bedarf eingesetzt werden können.

An einen ersten zylindrischen Bereich mit großem Durchmesser, der direkt an das plattenförmige Element (Bereich) 18 des Gehäuses 16 grenzt, schließt sich ein zweiter zylindrischer Bereich an, der im Querschnitt aus vier Kreissegmenten 22 (in Fig. 1 und 3 dargestellt) aufgebaut ist. Die Kreissegmente sind mittels eines Schlitzes voneinander jeweils beabstandet, wobei der Schlitz in Längsrichtung, also in Achsrichtung des Zylinders verläuft. Die zwischen den vier Kreissegmenten 22 vorgesehenen Schlitze bilden in der Ansicht vom vorderen Ende, also dem freien Ende des zylinderförmigen Bereichs 20 ein Kreuz. Auch hier sind die vier Zylindersegmente so gestaltet, dass sie sich im Wesentlichen zu einem Kreiszylinder ergänzen. Selbstverständlich kann jedoch je nach Bedarf die äußere Querschnittsform auch anders gestaltet werden.

Wie es am deutlichsten aus Fig. 2 bis 5 zu erkennen ist, ist im Inneren des zylinderförmigen Bereichs 20 des Gehäuses 16 eine Aussparung in Achsrichtung des Zylinders vorgesehen, wobei die Aussparung rotationssymmetrisch um die Zylinderachse positioniert ist, so dass die gesamte Toleranzausgleichsvorrichtung 10 im Wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet ist. Die Aussparung 24 im Inneren des Zylinderbereichs ist im ersten Abschnitt, der sich direkt an dem Befestigungsbereich 18 des Gehäuses 16 anschließt, mit gleichbleibenden Durchmesser gestaltet und mit einem Gewinde versehen. Im Bereich der Zylindersegmente (Kreissegmente) 22 ist die Aussparung 24 sich zum freien Ende des Gehäuses hin verjüngend gestaltet, so dass die Wandstärke des Zylinderbereichs in Richtung auf die Gehäusespitze (rechtes Ende in Fig. 1, linkes Ende in Fig. 2 bis 5) zunimmt. Somit bilden die Zylindersegmente 22 einen elastischen Bereich des Gehäuses, der durch eine Kraftwirkung in radialer Richtung in der Aussparung 24 oder von außen gedehnt oder komprimiert werden kann. Dabei dienen die in Fig. 1 bis 5 mit Referenzziffer 25 bezeichneten Stellen des zylindrischen Bereichs 20 des Gehäuses 16 als eine Art Gelenk, um das die Segmente 22 des zylindrischen Bereichs schwenkbar sind.

Auf den mit Segmenten ausgeführten zylindrischen Bereich ist eine Gummihülse als Ringelement 26 mantelartig aufgesetzt. Die Gummihülse ist dabei im Wesentlichen kreiszylindrisch gestaltet, wobei sie zum Erleichtern des Einführens der Gummihülse in eine Öffnung am zweiten Bauteil (Rohbau der Tür) 14 im vorderen Bereich abgeschrägt gestaltet ist, so dass sie sich zu ihrem freien Ende hin verjüngt. In einem Bereich des zylindrischen Gehäuses in der Nähe des Befestigungsbereichs 18 des Gehäuses ist in der Aussparung 24 ein Gewinde 28 vorgesehen, in das eine Arretierschraube 30 eingeführt und eingeschraubt werden kann.

Die Arretierschraube 30 weist einen ein Außengewinde tragenden Bereich 32 und einen Schaftbereich 34 auf. In dem dem Gewindebereich 32 gegenüberliegenden Bereich schließt sich daran ein Dehnbereich 36 an. Dieser Dehnbereich 36, der die radiale Dehnung des Zylindersegmentbereichs und des Ringsegments 26 auslösen kann und bewirkt, ist in der dargestellten Darstellungsform kugelförmig gestaltet, so dass er mit dem konischen Bereich der Innenaussparung (Aussparung) 24 in Wechselwirkung treten kann. Selbstverständlich sind auch andere Gestaltung des Dehnbereichs 36 denkbar, beispielsweise ebenfalls konusförmig oder mit Rippen oder ähnlichem.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Ringelement 26 auf den Zylindersegmentbereich des Gehäuses 20 aufgespannt. Es ist jedoch auch möglich, das Ringelement 26 derart zu gestalten, dass es trotz seiner Elastizität in Radialrichtung eine bestimmte Eigenfestigkeit aufweist und insbesondere in Axialrichtung formstabil ist, so dass es ohne eine innere Abstützung durch einen hülsenartigen Bereich des Gehäuses 16 an diesem befestigt ist, beispielsweise durch Kleben, eine Nut-Feder-Verbindung oder ähnliches. In diesem Fall ist vorteilhafterweise das Ringelement 26 im Inneren mit einer konusförmigen Aussparung versehen, wobei jedoch auch durch entsprechende Gestaltgebung des Spannelements 30 eine zylindrische Form der Innenaussparung 24 gewählt werden kann, wenn der die Dehnung bewirkende Bereich des Spannelements 30 entsprechend gestaltet ist.

Anhand der Fig. 2 bis 5 wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Toleranzausgleichsvorrichtung beispielhaft anhand eines Befestigens einer Türverkleidung 12 an einem Rohbau 14, also der Türstruktur, erläutert.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wird zunächst das Gehäuse 16 mit einer nur leicht in das Gewinde 28 eingeschraubten Arretierschraube 30 an der Türverkleidung 12 befestigt. Dazu weist die Türverkleidung 12 einen entsprechenden Befestigungsbereich auf, der mit dem Befestigungsbereich 18 des Gehäuses in Wechselwirkung tritt, beispielsweise durch eine Klemmverbindung, ein Nutfederprofil oder ähnliches.

In diesem Zustand ist neben der verhältnismäßig lose eingesetzten Arretierschraube 30 bereits das aus Gummi gefertigte Ringelement 26 an dem Gehäuse 16 der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 angebracht. Dieses auf den Bereich mit Zylindersegmenten 22 des Gehäuses aufgespannte Ringelement 26 wird anschließend in eine mindestens bereichsweise passgenaue Aussparung 15 in der Fahrzeugstruktur (Rohbau der Tür) 14 eingesetzt. Dabei wird es nur so weit in die Öffnung (Aussparung) 15 gedrückt, dass es aufgrund der Reibung zwischen dem vorzugsweise aus Gummi gefertigtem Ringelement 26 und der Lochlaibung der Öffnung am Rohbau 14 dort verhältnismäßig lagefest bleibt. Dieses Einsetzen der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 in die entsprechende Aussparung 15 am zweiten Bauteil, im vorliegenden Fall dem Rohbau 14 einer Fahrzeugtür, kann in einer beliebigen Montageposition erfolgen, beispielsweise bei geöffneter Tür. Aufgrund der reibschlüssigen Verbindung zwischen der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 und der Öffnung (Aussparung) 15 in der Struktur (Rohbau) 14 bleibt die Toleranzausgleichsvorrichtung 10 mit der darin angebrachten Türverkleidung 12 in der Position, in der sie eingesetzt ist, wenn die Tür anschließend geschlossen wird.

Bei geschlossener Tür, was der Justierposition beider Bauteile 12 und 14 bzw. der Justierposition zwischen dem Bauteil 12 (Türverkleidung) und einem weiteren angrenzenden Bauteil (z. B. Instrumententafel 13) entspricht, wird die genaue Lage der Toleranzausgleichseinrichtung 10 ermittelt, die notwendig ist, um die Toleranzen an der gewünschten Stelle auszugleichen. Dazu wird die Toleranzausgleichsvorrichtung 10 in Axialrichtung soweit verschoben, wie es sich als nötig erweist. Beispielsweise kann dies, wie in Fig. 3 gezeigt ist, unter Zuhilfenahme einer Lehre 40 geschehen, mit Hilfe derer in der dargestellten Ausführungsfarm die Position der Türverkleidung 12 zu einer angrenzenden Instrumententafel 13 ermittelt wird. Wie es aus Fig. 3 zu entnehmen ist, ist bei dem Verschieben der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 in Axialrichtung des Ringelements und des zylindrischen Bereichs des Gehäuses innerhalb der Öffnung in der Struktur (Rohbau) 14 eine stufenlose Einstellung ihrer Position möglich.

Nachdem die Position festgelegt ist, wird die Tür wieder geöffnet, um eine bessere Zugänglichkeit zu der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 zu haben. Dies ist möglich, da aufgrund der Reibung zwischen dem Ringelement 26 und der Lochlaibung der Aussparung 15 in der Struktur (Rohbau) 14 die Toleranzausgleichsvorrichtung 10 an dem im vorherigen Schritt eingestellten Platz und der vorher eingestellten Position verbleibt.

Im geöffneten Zustand der Tür kann nunmehr mittels Anziehen des Spannelements, also mittels Einschrauben der Arretierschraube 30 im Gewinde 28 im Gehäuse 20, die Arretierschraube 30 soweit bewegt werden, dass ihr die Dehnung hervorrufender Bereich (Dehnbereich) 36 gegen die konische Innenöffnung des Zylindersegmentbereichs stößt und die Zylindersegmente 22 zusammen mit dem Ringelement 26 dehnt, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Arretierschraube 30, die die Kraft auf die Zylindersegmente 22 und das Ringelement 26 überträgt, und der Struktur 14 entsteht. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt. Insbesondere bedeutet dies, dass die Zylindersegmente geringfügig um ihre Bereiche mit geringstem Materialquerschnitt geschwenkt werden, wenn sich durch das Anziehen die Arretierschraube 30 bewegt (nach links in Fig. 4). Gleichzeitig wird das Ringelement 26 gedehnt.

Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, kann abschließend zum Verschließen der Öffnung, in der die Arretierschraube 30 eingesetzt ist, noch ein Abdeckelement 39 vorgesehen werden.

Insgesamt wird ein selbsthemmendes System erzeugt, so dass ohne eine mechanische Einwirkung ein Verrutschen des Verkleidungsteils zur Struktur des Fahrzeugs (Rohbau) 14 nicht möglich ist und damit der eingestellte Abstand zwischen der Türverkleidung 12 und einem weiteren, angrenzenden Bauteil, beispielsweise der. Instrumententafel (13), stets gewährleistet bleibt. Durch die Arretierwirkung der Arretierschraube 30 wird neben der reibschlüssigen Verbindung des Ringelements 26 mit der. Innenlaibung der Aussparung 15 eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen, die die beiden zu befestigenden Bauteile in ihrer Lage zueinander nach dem Verriegeln eindeutig bestimmt und fixiert.

Der wesentliche Aspekt der Erfindung liegt darin, eine Toleranzausgleichsvorrichtung zu schaffen, die einen Toleranzausgleich in einer Raumrichtung ermöglicht, die eine einfache Montage gewährleistet ebenso wie ein stufenloses Einstellen der Bauteile zueinander. Zudem wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht, dass aufgrund der nahezu beliebig festzulegenden Verschiebungswegstrecken des Spannelements ein Toleranzausgleich in einer Dimension von ±2.0 mm möglich wird.

Claims (14)

1. Toleranzausgleichsvorrichtung (10) zum Verbinden zweier Bauteile (12, 14), umfassend
ein am ersten Bauteil (12) anbringbares Gehäuse (16);
ein an dem Gehäuse befestigtes, elastisches und in Radialrichtung dehnbares Ringelement (26), das in eine Öffnung (15) im zweiten Bauteil (14) einführbar ist, wobei das Ringelement mit der Öffnung im zweiten Bauteil eine reibschlüssige Verbindung eingeht; und
ein im Gehäuse (16) gelagertes Spannelement (30), mittels dessen das Ringelement (26) in Radialrichtung dehnbar ist.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (30) eine Arretierschraube ist, die durch ein im Gehäuse (16) vorgesehenes Innengewinde (28) im Gehäuse verstellbar ist und deren freier Endbereich (36) das Ringelement dehnt.

3. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) einen in Radialrichtung elastischen Hülsenbereich (22) umfasst, auf den das elastische Ringelement (26) gespannt ist.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenbereich (22) einen im Wesentlichen zylindrischen Außenumfang hat.

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenbereich (22) eine in Längsrichtung verlaufende, sich zum freien Ende des Hülsenbereichs verjüngende Innenaussparung (24) aufweist.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (30) eine Schraube ist, die in die Innenaussparung (24) des Hülsenbereichs (22) eingesetzt ist und die ein kugelförmiges freies Ende (36) zum Dehnen des Hülsenbereichs (22) und des Ringelements (26) in Radialrichtung aufweist.

7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenbereich (22) segmentiert gestaltet ist.

8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hülsenbereich (22) aus vier Segmenten zusammensetzt.

9. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (26) aus Gummi ist.

10. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) aus Kunststoff oder Metall ist.

11. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend ein Abdeckelement (39) für das Spannelement (30).

12. Verfahren zum Montieren eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:

• a) Befestigen der Vorrichtung an dem ersten Bauteil;
• b) Einschieben der Vorrichtung im Bereich des Ringelements in eine passgenaue Aussparung im zweiten Bauteil in einer Montageposition der Bauteile;
• c) Justieren der Position der Vorrichtung im zweiten Bauteil in einer Endposition der Bauteile; und
• d) Arretieren der Position der Bauteile zueinander durch Dehnen des Ringelements in radialer Richtung mittels des Spannelements in der Montageposition.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) die Position der Bauteile zueinander mittels einer Lehre festgelegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, weiter umfassend den Schritt des Anbringens einer Abdeckung über das Spannelement.