DE102010051556A1

DE102010051556A1 - Verbindungssystem mit Toleranzausgleich

Info

Publication number: DE102010051556A1
Application number: DE201010051556
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: DE102010051556B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, aufweisend Befestigungsmittel (1a; 1b) zur Anordnung an Einzelteilen, welche sich zu einer eine Schnittstelle bildenden Baugruppe verbinden lassen, wobei die Befestigungsmittel (1a; 1b) mittels einer reversiblen Verbindung miteinander verbunden sind und zumindest eines der die Verbindung (2) bildenden komplementären Verbindungsmittel (2a; 2b) an einer Grundplatte (20a) angeordnet ist und/oder mit dieser Grundplatte (20a) eine Einheit bildet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines vertikalen Toleranzausgleichs an dem Verbindungssystem zumindest eine Grundplatte (20a) der komplementären Verbindungsmittel (2a; 2b) in einer Führung (10a; 10b) eines Befestigungsmittels (1a; 1b) des Verbindungssystems in einer Ebene (3) stufen- und richtungslos verschieblich gelagert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Verbindungssystem, aufweisend Befestigungsmittel zur Anordnung an Einzelteilen, welche sich zu einer eine Schnittstelle bildenden Baugruppe verbinden lassen, wobei die Befestigungsmittel mittels einer reversiblen Verbindung miteinander verbunden sind und zumindest eines der die Verbindung bildenden komplementären Verbindungsmittel an einer Grundplatte angeordnet ist und/oder mit dieser Grundplatte eine Einheit bildet.
Einsatz findet das Verbindungssystem in den Bereichen, in denen mehrere Einzelteile einer Baugruppe zueinander eine Schnittstelle bilden, wie bspw. im Bereich der Automotive sowie in den Bereichen Interieur und Exterieur. Hier ist es notwendig, Toleranzketten auszugleichen, die sich fertigungsbedingt, wärme- und kältebedingt sowie bewegungsbedingt ergeben. Insbesondere aber nicht ausschließlich findet das erfindungsgemäße Verbindungssystem Verwendung im Bereich der Automobil-, Nutzfahrzeug-, Flugzeug-, Schienenfahrzeug-, Schiffsbau-, Haushaltswaren-, Elektro-, Möbel- und Bauindustrie, im Sanitär- und HLK-Bereich, Heimwerkerbereich und ähnlichen Industriezweigen, in denen Toleranzketten ausgeglichen werden müssen.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist bereits ein Verbindungssystem der oben genannten Art bekannt, mittels dem bspw. ein schnelles Montieren bzw. Demontieren von Paneelen oder Verkleidungen für den Innen- und Außenbereich mittels Clip-Mechanik erreicht werden kann.
Der sog. POPPIT^®-Befestiger besteht aus einem an einem Baugruppenteil befestigbaren Unterteil mit einer Edelstahlkugel sowie einem an einem weiteren Baugruppenteil befestigbaren Oberteil aus einer schlagfesten Polycarbonatkappe mit drei Nuten. Die Verbindung entsteht durch festes Einschnappen der Edelstahlkugel in das Oberteil, wobei sich die beiden Teile um 18° schwenken lassen, so dass nicht nur horizontale und vertikale Befestigungen möglich sind. Oberteil und Unterteil können bspw. mittels Klebeband oder Kleber auf die miteinander zu verbindenden Baugruppenteile verklebt werden. Das sog. „Screw POPPITO^®” besitzt ein selbstschneidendes Gewinde und einen Sechskant für einen Mailschlüssel zum Eindrehen auf der Kopfseite, auf diesem ist die Kugel angebracht.
Der Nachteil dieses bekannten Befestigungssystems besteht in der Hauptsache darin, dass dieses keine Toleranzen ausgleichen kann. Durch die starre Verbindung mittels der Edelstahlkugel am Oberteil ist es nicht möglich, Querkräfte auszugleichen, die sich durch fertigungsbedingte, wärme- und kältebedingte sowie bewegungsbedingte Toleranzketten ergeben. Die Herstellung des POPPIT^® durch die Verwendung zweier unterschiedlicher Materialen, nämlich Kunststoff auf der einen Seite und Stahl auf der anderen Seite sind kosten- und zeitaufwendig, da verschiedene Werkzeuge für die Produktion notwendig sind. Überdies sind die Variationsmöglichkeiten dieses Befestigungssystems – möglicherweise bedingt durch den Kostenaufwand in Verbindung mit der Herstellungsweise – sehr begrenzt.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verbindungssystem zu schaffen, welches die an den durch die Verbindung von Einzelteilen gebildeten Baugruppen der oben genannten Art entstehenden Toleranzketten ausgleicht, die sich fertigungsbedingt, wärme- und kältebedingt sowie bewegungsbedingt ergeben. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungssystem zu schaffen, welches kostengünstig in seiner Herstellung ist und ferner schnell und effizient montiert und demontiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach ist ein Verbindungssystem der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines vertikalen Toleranzausgleichs an dem Verbindungssystem zumindest eine Grundplatte der komplementären Verbindungsmittel in einer Führung in Oberteil und/oder Unterteil des Verbindungssystems in einer Ebene stufen- und richtungslos verschieblich gelagert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
In den Zeichnungen zeigen
1a das Verbindungssystem mit jeweils einer Grundplatte an den Verbindungsmitteln, wobei die Verbindung als Kugelgelenk ausgestaltet ist und beide Befestigungsmittel als Käfig mit einer Führung ausgestaltet sind, in perspektivischer Ansicht;
1b das Verbindungssystem wie in 1a in Schnittansicht;
2a das Verbindungssystem mit jeweils einer Grundplatte an den Verbindungsmitteln, wobei die Verbindung als Kugelgelenk ausgestaltet ist und das untere Befestigungsmittel als Käfig mit einer Führung ausgestaltet ist und das obere und das untere Befestigungsmittel eine Schraubverbindung aufweisen, in perspektivischer Ansicht;
2b das Verbindungssystem wie in 2a in Schnittansicht;
Die 3a bis 7b zeigen weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems jeweils in perspektivischer und Ansicht und in Schnittansicht.
Ausführung der Erfindung
1a zeigt das Verbindungssystem mit jeweils einer Grundplatte 20 an den Verbindungsmitteln 2a; 2b, wobei die Verbindung 2 als Kugelgelenk ausgestaltet ist und beide Befestigungsmittel 1a; 1b als Käfig mit einer Führung 10 ausgestaltet sind, in perspektivischer Ansicht in einer bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere zum beidseitigen Bekleben an zu verbindenden Einzelteilen einer Baugruppe geeignet ist. 1b zeigt das Verbindungssystem wie in 1a in Schnittansicht.
Wie aus 1a und 1b ersichtlich, weisen die in den Befestigungsmitteln 1a; 1b vorgesehenen Käfige jeweils eine Führung 10 auf, in der die Grundplatten 20 der Verbindungsmittel 2a; 2b frei verschieblich sind. Die Führung 10 innerhalb der Käfige wird durch einen zwischen einer unteren 11a und einer oberen Platte 11b der Befestigungsmittel 1a; 1b vorgesehenen Spalt gebildet, in der die Grundplatten 20 vorzugsweise formschlüssig, jedoch verschieblich, angeordnet sind. An den Platten 110 ist jeweils eine Öffnung 12 vorgesehen. Die Öffnung 12 ist in ihren Ausmaßen derart ausgestaltet, dass die Verbindungsmittel 2a; 2b bei einer Verschiebung in der jeweiligen Führung 10 gehalten werden. Vorzugsweise ist in mittiger Stellung eines Verbindungsmittels 2a; 2b der Abstand vom Verbindungsmittel 2a; 2b zum Rand der Öffnung 12 minimal kleiner als der Abstand des Randes der Grundplatten 20 zum Rand der jeweiligen Führung 10 gewählt. Somit ist gewährleistet, dass die Grundplatten 20 nicht aus ihrer Führung 10 gleiten können, jedoch ein möglichst großer Toleranzausgleich geschaffen werden kann. Beim Zusammenbau des Käfigs ist die Position der Grundplatten 20 vorzugsweise immer in der Mitte, unterstützt durch eine leichte Erhöhung 120 auf der Oberseite der Plattenmitte der Platte 11b und einer entsprechenden Vertiefung 200 auf der Unterseite der Grundplatte 20. Diese Position gewährleistet, dass der Toleranzausgleich von der Mitte aus, immer gegeben ist.
Die Platten 11a; 11b werden vorteilhafterweise mittels Schnapptechnik miteinander verbunden (Schnappverbindung), wobei zumindest an einer der beiden Platten 11a; 11b eine Erhöhung 121 vorgesehen ist, mittels der beim Zusammenfügen der Platten 11a; 11b mittels eines oder mehrerer Schnappverbinder 122 die Führung 10 zwischen den Platten 11a; 11b gebildet wird.
Die Verbindung der Verbindungsmittel 2a; 2b erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Schnappverbindung, besonders bevorzugt über das in den 1a und 1b dargestellte Kugelgelenk, welches aus einer Kugel und einer Kugelaufnahme (Kugelpfanne) besteht. Die Segmentierung der Kugelaufnahme (Kugelpfanne) kann 2-fach oder 4-fach, je nach Schnappkraft in Verbindung mit der Montage bzw. Demontage, ausgelegt werden. Das Verbindungssystem lässt sich vorzugsweise um 17° schwenken.
2a zeigt das Verbindungssystem mit jeweils einer Grundplatte 20 an den Verbindungsmitteln 2a; 2b, wobei die Verbindung ebenfalls als Kugelgelenk ausgestaltet ist und das untere Befestigungsmittel 1a als Käfig mit einer Führung 10 ausgestaltet ist und das obere und das untere Befestigungsmittel 1a; 1b eine Schraubverbindung 100 aufweisen, in perspektivischer Ansicht in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 2b zeigt das Verbindungssystem wie in 2a in Schnittansicht.
3a zeigt das Verbindungssystem wie in 2a, wobei die untere und die obere Schraubverbindung 100 unterschiedlich ausgeführt sind. 3b zeigt das Verbindungssystem wie in 3a in Schnittansicht.
4a zeigt das Verbindungssystem mit jeweils einer Grundplatte 20 an den Verbindungsmitteln 2a; 2b, wobei die Verbindung 2 als Kugelgelenk und das untere Befestigungsmittel als Käfig mit einer Führung 10 ausgestaltet ist in perspektivischer Ansicht. 4b zeigt das Verbindungssystem wie in 4a in Schnittansicht.
5a zeigt das Verbindungssystem mit einer Grundplatte 20 an einem Verbindungsmittel 2a, wobei die Verbindung 2 als Schraubverbindung (Mutter) ausgebildet und das untere Befestigungsmittel 10 als Käfig mit einer Führung 10 ausgestaltet ist, in perspektivischer Ansicht. 5b zeigt das Verbindungssystem wie in 5a in Schnittansicht.
6a zeigt das Verbindungssystem mit einer Grundplatte 20 an einem Verbindungsmittel 2a, wobei die Verbindung 2 als Schraubverbindung (Schraube) ausgebildet ist und das untere Befestigungsmittel 1a als Käfig mit einer Führung 10 ausgestaltet ist und das untere Befestigungsmittel 1a ferner eine Schraubverbindung 100 aufweist, in perspektivischer Ansicht. 6b zeigt das Verbindungssystem wie in 6a in Schnittansicht.
7a zeigt das Verbindungssystem wie in 6a, ohne Schraubverbindung 100 am unteren Befestigungsmittel 1a. 7b zeigt das Verbindungssystem wie in 7a in Schnittansicht.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems, nämlich sämtlicher Bauteile des Verbindungssystems, eignet sich in erster Linie Kunststoff. Hier wird bevorzugt das Material POM eingesetzt, entweder ohne Glasfaseranteil oder mit einem Glasfaseranteil von 10% bis 25%.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verbindungssystems sind vielseitig:

Zum einen gewährleistet das erfindungsgemäße Verbindungssystem einen stufen- und richtungslose Toleranzausgleich; vorzugsweise weist der in den Figuren dargestellte Toleranzausgleich einen Radius von +/– 3 mm bzw. +/–6 mm auf, das einer Allgemeintoleranz nach DIN ISO 2768-1-mittel bzw. einer Allgemeintoleranz nach DIN ISO 2768-1-grob entspricht.
Zum anderen ist das erfindungsgemäße Verbindungssystem absolut wartungsfrei. Da es ohne metallische Komponenten auskommt, ist zu seiner Herstellung lediglich ein Spritzgießwerkzeug erforderlich. Nacharbeiten sind nicht hierbei erforderlich, so dass die Herstellung des Verbindungselements zum einen kostengünstig ist und lediglich einen sehr geringen Aufwand voraussetzt.
Das erfindungsgemäße Verbindungssystem beschränkt sich in seiner Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.
Bezugszeichenliste

1a: unteres Befestigungsmittel/Käfig
1b: oberes Befestigungsmittel/Käfig
2: Verbindung
2a: unteres Verbindungsmittel
2b: oberes Verbindungsmittel
10: Führung
11a: untere Platte an 1a; 1b
11b: obere Platte an 1a; 1b
12: Öffnung an 11b
20: Grundplatte
100: Schraubverbindung
120: Erhöhung auf der Oberseite der Plattenmitte von 11a; 11b
121: Erhöhung an 11a oder 11b zur Bildung von 10
122: Schnappverbinder
200: Vertiefung auf der Unterseite von 20

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN ISO 2768-1-mittel [0027]
DIN ISO 2768-1-grob [0027]

Claims

Verbindungssystem, aufweisend Befestigungsmittel (1a; 1b) zur Anordnung an Einzelteilen, welche sich zu einer eine Schnittstelle bildenden Baugruppe verbinden lassen, wobei die Befestigungsmittel (1a; 1b) mittels einer reversiblen Verbindung miteinander verbunden sind und zumindest eines der die Verbindung (2) bildenden komplementären Verbindungsmittel (2a; 2b) an einer Grundplatte (20) angeordnet ist und/oder mit dieser Grundplatte (20) eine Einheit bildet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines vertikalen Toleranzausgleichs an dem Verbindungssystem zumindest eine Grundplatte (20) der komplementären Verbindungsmittel (2a; 2b) in einer Führung (10) eines Befestigungsmittels (1a; 1b) des Verbindungssystems in einer Ebene (3) stufen- und richtungslos verschieblich gelagert ist.
Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Befestigungsmittel (1a; 1b) als Käfig mit einer Führung (10) ausgestaltet ist und der in dem Befestigungsmittel (1a; 1b) vorgesehene Käfig jeweils eine Führung (10) aufweist, in der die Grundplatte (20) des Verbindungsmittels (2a; 2b) frei verschieblich ist und die Führung (10) innerhalb des Käfigs durch einen zwischen einer unteren (11a) und einer oberen Platte (11b) vorgesehenen Spalt gebildet wird, in der die Grundplatte (20) formschlüssig, jedoch verschieblich, angeordnet ist.
Verbindungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Platte (11a) eine Öffnung (12) vorgesehen ist, die in ihren Ausmaßen derart ausgestaltet ist, dass das entsprechende Verbindungsmittel (2a; 2b) bei einer Verschiebung in der Führung (10) gehalten wird.
Verbindungssystem nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine leichte Erhöhung (120) auf der Oberseite der Plattenmitte der Platte (11b) und eine entsprechenden Vertiefung (200) auf der Unterseite der Grundplatte (20) vorgesehen ist, die gewährleistet, dass die Position der Grundplatten (20) beim Zusammenbau des Käfigs immer in der Mitte 20 ist.
Verbindungssystem nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (11a; 11b) mittels Schnapptechnik miteinander verbunden sind.
Verbindungssystem nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der Platten (11a; 11b) eine Erhöhung (121) vorgesehen ist, mittels der beim Zusammenfügen der Platten (11a; 11b) mittels eines oder mehrerer Schnappverbinder (122) die Führung (10) zwischen den Platten (11a; 11b) gebildet wird.
Verbindungssystem nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest ein Befestigungsmittel (1a; 1b) eine Schraubverbindung (100) aufweist.