DE102006044507B4

DE102006044507B4 - Kraftfahrzeug mit zwei Bauteilen

Info

Publication number: DE102006044507B4
Application number: DE102006044507.4A
Authority: DE
Inventors: Dr. Hofhaus Joern; Lothar Dieterich
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2016-08-11
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: DE102006044507A1

Abstract

Kraftfahrzeug mit zwei Bauteilen, die zueinander toleranzbehaftet sind, und die mit zumindest einem Toleranzausgleichselement miteinander verbindbar sind, wobei das Toleranzausgleichselement einen flächigen Verklettungsabschnitt (4a) aufweist, der mit einem parallel dazu angeordneten zweiten Verklettungsabschnitt (4b) verrastbar ist, der am ersten Bauteil (1) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Toleranzausgleichselement zumindest einen länglichen Führungsabschnitt (2) aufweist, der sich senkrecht zum Verklettungsabschnitt (4a) erstreckt, und der formschlüssig in eine Aufnahme (3) am zweiten Bauteil einschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zwei Bauteilen, die zueinander toleranzbehaftet sind.
Zur Verbindung zweier Bauteile eines Kraftfahrzeugs ist es allgemein bekannt, Klettverschlüsse zu verwenden. Neben den konventionellen Klettverschlüssen haben sich in den letzten Jahren auch zahlreiche technisch ausgefeilte Weiterbildungen etabliert. So ist beispielsweise aus der DE 694 27 164 T2 ein Klettverschluss bekannt, bei dem zwei Verklettungsabschnitte mit zahlreichen pilzförmigen Köpfen mechanisch ineinander verrasten können. Der große Vorteil eines Klettverschlusses zur Verbindung zweier Bauteile eines Kraftfahrzeugs besteht darin, dass die Verbindung Toleranzen in der Ebene des Klettverschlusses aufnehmen und ausgleichen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung für zwei Bauteile eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die Toleranzen in allen drei Raumrichtungen ausgleichen kann.
Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit zwei Bauteilen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Patentanspruch 4 bezieht sich auf ein geeignetes Verfahren zum Verbinden der beiden Bauteile miteinander.
Erfindungsgemäß werden zwei Bauteile eines Kraftfahrzeugs, die zueinander toleranzbehaftet sind, mit zumindest einem Toleranzausgleichselement miteinander verbunden. Das Toleranzausgleichselement weist einen flächigen Verklettungsabschnitt auf, der mit einem parallel dazu angeordneten zweiten Verklettungsabschnitt verrastbar ist, der am ersten Bauteil angebracht ist. Dadurch können Toleranzen in der Ebene der beiden Verklettungsabschnitte ausgeglichen werden. Ferner weist das Toleranzausgleichselement zumindest einen länglichen Führungsabschnitt auf, der sich senkrecht zum Verklettungsabschnitt erstreckt, und der formschlüssig in eine Aufnahme am zweiten Bauteil einschiebbar ist. Die Einschubtiefe ist variabel, sodass auf diese Weise auch Toleranzen der beiden Bauteile zueinander senkrecht zur Ebene der Verklettungsabschnitte ausgeglichen werden können. Die beiden Verklettungsabschnitte bilden gemeinsam einen Klettverschluss, wie er bereits mannigfach aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Verhaken oder Verkletten der beiden Verklettungsabschnitte wird im Sinne dieser Erfindung als Verrasten bezeichnet.
Bevorzugt weist der längliche Führungsabschnitt des Toleranzausgleichselements seitlich eine Rastnase auf, die in einer Ausnehmung in der Aufnahme verrastbar ist. Der Führungsabschnitt verrastet mit der Rastnase bei der Montage in der Ausnehmung. Dadurch ist sichergestellt, dass der Führungsabschnitt nicht mehr versehentlich aus der Aufnahme herausrutschen kann. Dabei ist Idealerweise die Ausnehmung länger als die Rastnase. Auf diese Weise ist einerseits sichergestellt, dass der Führungsabschnitt sicher mit der Aufnahme verbunden ist, andererseits ist dennoch noch ein Toleranzausgleich in Längsrichtung des Führungsabschnitts möglich.
Vorteilhafterweise ist die zum Verrasten der beiden Verklettungsabschnitte benötigte Kraft geringer ist als die Kraft, die zum Einschieben des länglichen Führungsabschnitts des Toleranzausgleichselements in die Aufnahme benötigt wird. Daraus ergibt sich der folgende, besonders günstige Montageablauf:
Zunächst wird der Führungsabschnitt des Toleranzausgleichselements in die Aufnahme des zweiten Bauteils eingeschoben, bis die Rastnase am Rand der Aufnahme anstößt. Dann wird das erste Bauteil an das zweite Bauteil in Montagerichtung herangeführt. Die Montagerichtung ist senkrecht zu den beiden Verklettungsabschnitten. Das erste Bauteil wird solange an das zweite Bauteil in Montagerichtung herangeführt, bis die beiden Verklettungsabschnitte miteinander verrasten. Toleranzen der beiden Bauteile zueinander in der Ebene der Verklettungsabschnitts können beim Verrasten der beiden Verklettungsabschnitte miteinander ausgeglichen werden. Im letzten Montageschritt wird das erste Bauteil in Montagerichtung auf das zweite Bauteil zu verlagert, bis es seine Sollposition erreicht, wobei der Führungsabschnitt des Toleranzausgleichselements weiter in die Aufnahme hinein geschoben wird, sodass die Rastnase in der Ausnehmung in der Aufnahme verrastet.
Die sichere Verbindung der beiden Bauteile miteinander erfolgt also durch zwei Verrastungen: Die Verrastung der beiden Verklettungsabschnitte miteinander und die Verrastung der Rastnase in der Ausnehmung. Dazu müssen nur die beiden Bauteile mit entsprechender Kraft in Montagerichtung aufeinander zu bewegt werden. Die eigentliche Verbindungsstelle muss nicht zugänglich sein. Zudem ist die benötigte Montagezeit außerordentlich gering. Durch die Toleranzausgleichsmöglichkeiten der beiden Verklettungsabschnitte in der Ebene derselben und der Toleranzausgleichsmöglichkeit des Führungsabschnitts in der Aufnahme in Längsrichtung des Führungsabschnitts können die beiden Bauteile verspannungsfrei miteinander verbunden werden, obwohl sie gegenüber ihren Sollpositionen jeweils Toleranzabweichungen aufweisen können. Bevorzugt ist zumindest eine der beiden Verrastungen so ausgelegt, dass auch ein Winkelversatz der beiden Bauteile zueinander möglich ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
1 einen Schnitt durch zwei miteinander zu verbindende Bauteile eines Kraftfahrzeugs und
2 einen Schnitt durch die beiden miteinander verbundenen Bauteile.
In den Figuren 1 und 2 ist ein erstes Bauteil 1 dargestellt, auf das ein flächiger Verklettungsabschnitt 4b eines Klettverschlusses aufgeklebt ist. Dieser Verklettungsabschnitt 4b kann – wie in 2 gezeigt – mit einem weiteren flächigen Verklettungsabschnitt 4a verklettet werden, sodass die beiden Verklettungsabschnitte 4a und 4b miteinander verrastet sind. Dieser weitere Verklettungsabschnitt 4a ist Bestandteil eines Toleranzausgleichselements, das neben dem Verklettungsabschnitt 4a einen länglichen Führungsabschnitt 2 aufweist, der in einem senkrechten Winkel vom Verklettungsabschnitt 4a absteht. Der Führungsabschnitt 2 ist ein kreisrunder Bolzen, der am freien Ende eine Fase aufweist. Seitlich am Führungsabschnitt 2 ist eine Rastnase 2a angebracht. Das Toleranzausgleichselement kann mit dem Führungsabschnitt 2 formschlüssig in eine Aufnahme 3 eingeschoben werden, die an einem zweiten Bauteil angebracht ist. Die Aufnahme 3 weist seitlich eine Ausnehmung für die Rastnase 2a auf.
Zum Verbinden des ersten Bauteils 1 mit dem zweiten Bauteil wird zunächst der Führungsabschnitt 2 des Toleranzausgleichselements in die Aufnahme 3 eingeschoben, bis die Rastnase 2a – wie in 1 gezeigt – am Rand der Aufnahme 3 anliegt. Anschließend wird das erste Bauteil 1 in Montagerichtung an das zweite Bauteil mit dem Toleranzausgleichselement herangeführt. Die Montagerichtung ist in Richtung der Längserstreckung des Führungsabschnitts 2 bzw. in den Figuren entgegen der x-Richtung. Sobald sich die beiden Verklettungsabschnitte 4a und 4b berühren, nehmen die benötigten Montagekräfte deutlich zu. Dabei sind die beiden Verklettungsabschnitte 4a und 4b sowie der Führungsabschnitt 2 und die Aufnahme 3 so ausgelegt, dass die zum Verrasten der beiden Verklettungsabschnitte 4a und 4b benötigten Kräfte geringer sind, als die benötigten Kräfte, um den Führungsabschnitt 2 mit der Rastnase 2a weiter in die Aufnahme 3 hinein zu schieben. Daher Verrasten zunächst die beiden Verklettungsabschnitte 4a und 4b miteinander, bevor bei einer weiteren Verlagerung des ersten Bauteils 1 auf das zweite Bauteil zu der Führungsabschnitt 2 in die Aufnahme 3 soweit hinein geschoben wird, dass die Rastnase 2a in der Ausnehmung seitlich in der Aufnahme – wie in 2 dargestellt – verrastet. Die Lagetoleranzen der beiden Bauteile zueinander in y- und z-Richtung können dabei die beiden Verklettungsabschnitte 4a und 4b ausgleichen. Die Lagetoleranzen der beiden Bauteile in x-Richtung können dadurch ausgeglichen werden, dass der Führungsabschnitt 2 in Längsrichtung in der Aufnahme 3 unterschiedliche Einschubtiefen aufweisen kann, trotzdem er dort sicher mit der Rastnase 2a in der Ausnehmung gehalten ist, da die Ausnehmung länger ist als die Rastnase 2a.
Auf diese Weise können zwei Bauteile, die zueinander toleranzbehaftet sind, schnell und einfach miteinander verbunden werden. Es muss nur das erste Bauteil 1 in Montagerichtung (x-Richtung) gegen das zweite Bauteil gedrückt werden. Die eigentlichen Verbindungsstellen müssen im Gegensatz zu Verschraubungen oder ähnlichen Verbindungsarten nicht zugänglich sein. Durch die Verrastungen ist auch der erforderliche Zeitaufwand zum Erzeugen der Verbindung außerordentlich gering. Zudem sind die beiden Bauteile verspannungsfrei miteinander verbunden, da alle Toleranzen zwischen den beiden Bauteilen bei der Montage ausgeglichen werden können.
Derartige Verbindungen können im Kraftfahrzeugbau an vielen Stellen eingesetzt werden. Beispielsweise ist ein Cockpitmodul für eine Instrumententafel zwischen zwei A-Säulen der Kraftfahrzeugkarosserie eingebaut. Das Cockpitmodul umfasst unter anderem ein Tragrohr, an dem eine Instrumententafel und in der Mitte eine Heizungsanlage angebunden ist. Dieses Cockpitmodul wird als vormontiertes Modul in das Kraftfahrzeug eingebaut. Dazu wird es durch eine seitliche Türausschnittsöffnung in den Fahrzeuginnenraum gehoben und dann in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs soweit nach vorne verlagert, bis es seine endgültige Position erreicht hat. Anschließend werden die beiden Enden des Tragrohres an den A-Säulen angebunden. Danach wird die Heizungsanlage zusätzlich mit einer Stirnwand verbunden, die die Fahrgastzelle vom Vorderwagen trennt. Diese Verbindung dient vor allem als zusätzliche Abstützung der relativ schweren Heizungsanlage in z-Richtung, also in Höhenrichtung des Kraftfahrzeugs. Dabei können zwischen dem Befestigungspunkt an der Heizungsanlage und der Trennwand erhebliche Toleranzen in allen drei Richtungen auftreten.
Wenn nun zur Verbindung an der Heizungsanlage über eine oben beschriebene Verbindung erfolgt, kann die Verbindung mit der Trennwand trotz der Toleranzen in allen drei Richtungen auf einfache und kostengünstige Weise verbunden werden. Dazu muss nur an der Heizungsanlage als erstes Bauteil ein flächiger Verklettungsabschnitt 4b angebracht werden. An der Stirnwand als zweites Bauteil muss eine entsprechende Aufnahme 3 angebracht werden. Anschließend kann das Toleranzausgleichselement mit seinem Führungsabschnitt in die Aufnahme 3 eingeschoben werden, bis die Rastnase 2a am Rand der Aufnahme 3 anliegt. Der restliche Montageablauf ist identisch mit der oben beschriebenen Vorgehensweise. So kann die Heizungsanlage auf sehr einfache Weise mit der Stirnwand verbunden und die erforderliche zusätzliche Abstützung in z-Richtung an der Trennwand sichergestellt werden. Diese Verbindungsstelle ist bei der Montage nur äußerst schwer zugänglich, sodass hier auch das automatische Erzeugen der Verbindung durch Verrastungen ohne zusätzliche Unterstützung an der Verbindungsstelle von großer Bedeutung ist.
Bei einer eventuell erforderlichen Demontage der Heizungsanlage muss diese entgegen der Montagerichtung so kräftig von der Trennwand weggezogen werden, dass sich die Verrastung der beiden Verklettungsabschnitte 4a, 4b wieder löst. Anschließend kann die Heizungsanlage entnommen werden. Danach ist die Verbindungsstelle auch wieder zugänglich, sodass die Verrastung der Rastnase 2a in der Ausnehmung in der Aufnahme 3 auch wieder gelöst werden kann, sodass das Toleranzausgleichselement wieder entnommen werden kann.

Claims

Kraftfahrzeug mit zwei Bauteilen, die zueinander toleranzbehaftet sind, und die mit zumindest einem Toleranzausgleichselement miteinander verbindbar sind, wobei das Toleranzausgleichselement einen flächigen Verklettungsabschnitt (4a) aufweist, der mit einem parallel dazu angeordneten zweiten Verklettungsabschnitt (4b) verrastbar ist, der am ersten Bauteil (1) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Toleranzausgleichselement zumindest einen länglichen Führungsabschnitt (2) aufweist, der sich senkrecht zum Verklettungsabschnitt (4a) erstreckt, und der formschlüssig in eine Aufnahme (3) am zweiten Bauteil einschiebbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Führungsabschnitt (2) des Toleranzausgleichselements seitlich eine Rastnase (2a) aufweist, die in einer Ausnehmung in der Aufnahme (3) verrastbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung länger als die Rastnase (2a) ist.
Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 2 oder 3, bestehend aus folgenden Montageschritten: a) Einschieben des Führungsabschnitts (2) des Toleranzausgleichselements in die Aufnahme (3), bis die Rastnase (2a) am Rand der Aufnahme (3) anstößt, b) Heranführen des ersten Bauteils (1) an das zweite Bauteil in Montagerichtung senkrecht zu den beiden Verklettungsabschnitten (4a, 4b) bis diese miteinander verrasten, c) Verlagern des ersten Bauteils (1) in Montagerichtung bis zur Sollposition, wobei die Rastnase (2a) in der Ausnehmung in der Aufnahme (3) verrastet.