DE102012011750A1 - Fastening arrangement for fixing vehicle bodywork component to attachment component, has fixing element with rotatably mounted eccentric pin, and another fixing element with receiving opening for eccentric pin positioned in vertical plane - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung mit selbsttätigem dreidimensionalen Toleranzausgleich, mit einem ersten Bauteil, einem zweiten Bauteil, das an dem ersten Bauteil durch einen Montagevorgang unter selbsttätigem dreidimensionalen Ausgleich von Toleranzen in der Lage des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil fixierbar ist, wobei das zweite Bauteil während des Montagevorgangs durch eine Zustellbewegung in Richtung einer Montageachse in eine vorgegebene Position relativ zum ersten Bauteil bewegbar ist, und mit einer ein erstes Befestigungselement und ein zweites Befestigungselement aufweisenden Befestigungsvorrichtung.The invention relates to a fastening arrangement with automatic three-dimensional tolerance compensation, with a first component, a second component, which is fixed to the first component by an assembly process under automatic three-dimensional compensation of tolerances in the position of the second component relative to the first component, wherein the second component is movable relative to the first component during the assembly process by a feed movement in the direction of a mounting axis in a predetermined position, and with a fastening device having a first fastening element and a second fastening element.
Befestigungsvorrichtungen zur Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil mit einem selbsttätigen Toleranzausgleich im Abstand zwischen den beiden Bauteilen sind in großer Vielfalt bekannt. In der
Aus der
Eine weitere Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art ist bereits aus der
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache alternative Befestigungsanordnung mit einem selbsttätigen dreidimensionalen Toleranzausgleich zur Verfügung zu stellen.Against this background, the object of the invention is to provide a simple alternative fastening arrangement with an automatic three-dimensional tolerance compensation.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Befestigungsanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with a fastening arrangement according to the features of patent claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.
Erfindungsgemäß ist also eine Befestigungsanordnung mit selbsttätigem dreidimensionalen Toleranzausgleich vorgesehen, bei welcher das erste Befestigungselement einen drehbar gelagerten Exzenterzapfen aufweist, wobei eine Drehachse des Exzenterzapfens exzentrisch zu einer Mittellängsachse des Exzenterzapfens und parallel zu der Montageachse angeordnet ist und das zweite Befestigungselement eine Aufnahmeöffnung für den Exzenterzapfen aufweist, wobei der Exzenterzapfen während der Zustellbewegung des zweiten Bauteils durch eine Drehbewegung derart in einer senkrecht zur Montageachse ausgerichteten Vertikalebene positionierbar ist, dass der Exzenterzapfen in die Aufnahmeöffnung einführbar und durch eine selbsttätig einrastende Rastverbindung zwischen dem Exzenterzapfen und der Aufnahmeöffnung derart festlegbar ist, dass das zweite Bauteil in der vorgegebenen Position relativ zum ersten Bauteil angeordnet ist. Der Ausgleich von Toleranzen in Richtung der Montageachse erfolgt durch die Rastverbindung, während der Toleranzausgleich in der senkrecht zur Montageachse ausgerichteten Vertikalebene nicht wie im Stand der Technik durch eine translatorische Verschiebebewegung, sondern durch eine rotatorische Drehbewegung des Exzenterzapfens erfolgt. Außerdem weist die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung insbesondere im Vergleich zu der aus der
Eine besonders praxisgerechte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Exzenterzapfen einen insbesondere konisch ausgebildeten Einführabschnitt aufweist. Hierdurch wird das Einführen des Exzenterzapfens während der Zustellbewegung des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil gewährleistet und erleichtert. Durch den ersten Kontakt des Einführabschnitts des Exzenterzapfens mit den die Aufnahmeöffnung begrenzenden Wandflächen der Aufnahmeöffnung wird der Exzenterzapfen derart in der Vertikalposition bzw. der Vertikalebene verdreht, dass er im weiteren Verlauf der Zustellbewegung so weit in die Aufnahmeöffnung eingeführt werden kann, dass das zweite Bauteil in der vorgegebenen Position relativ zum ersten Bauteil angeordnet ist.A particularly practical embodiment of the present invention provides that the eccentric pin has a particular conical insertion section. As a result, the insertion of the eccentric pin is ensured and facilitated during the feed movement of the second component relative to the first component. By the first contact of the insertion of the eccentric pin with the receiving opening bounding wall surfaces of the receiving opening of the eccentric pin is rotated in the vertical position or the vertical plane that it can be inserted so far into the receiving opening in the further course of the feed movement that the second component in the predetermined position is arranged relative to the first component.
Weiterhin erweist es sich als besonders zweckmäßig, dass der Exzenterzapfen zumindest ein Rastelement zur Herstellung der Rastverbindung mit der Aufnahmeöffnung aufweist. Hierbei ist das zumindest eine Rastelement in vorteilhafter Weise umfangsseitig angeordnet. In einer besonders einfachen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Rastelement umlaufende Rillen, insbesondere mehrere parallel und in Längsrichtung des Exzenterzapfens hinter- bzw. nebeneinander angeordnete Rillen, aufweist.Furthermore, it proves to be particularly useful that the eccentric pin has at least one locking element for producing the latching connection with the receiving opening. In this case, the at least one latching element is arranged circumferentially in an advantageous manner. In a particularly simple embodiment it is provided that the latching element has circumferential grooves, in particular a plurality of parallel and in the longitudinal direction of the eccentric pin behind or next to each other arranged grooves.
Als besonders praxisgerecht hat es sich erwiesen, dass der drehbar gelagerte Exzenterzapfen an dem ersten Bauteil befestigt ist, welches beispielsweise als feststehendes Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, und die Aufnahmeöffnung dem zweiten Bauteil zugeordnet ist, welches als ein die Zustellbewegung ausführendes Anbauteil ausgebildet ist. Allerdings ist es ebenso möglich, dass die Aufnahmeöffnung dem ersten Bauteil und der Exzenterzapfen dem zweiten Bauteil zugeordnet ist.As a particularly practical it has been found that the rotatably mounted eccentric pin is attached to the first component, which is for example designed as a fixed body part of a motor vehicle, and the receiving opening is associated with the second component, which is designed as a delivery movement exporting attachment. However, it is also possible that the receiving opening is assigned to the first component and the eccentric pin is assigned to the second component.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, dass der drehbar gelagerte Exzenterzapfen eine Ausnehmung zur Aufnahme eines bauteilseitig angeordneten Bolzens aufweist. Hierdurch ist der Exzenterzapfen frei drehbar auf dem bauteilfesten Bolzen angeordnet. Der Bolzen kann stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen, an dem Bauteil fixiert oder einstückiger Bestandteil des Bauteils sein.A further feature of the invention is that the rotatably mounted eccentric pin has a recess for receiving a bolt arranged on the component side. As a result, the eccentric pin is freely rotatably mounted on the component-fixed bolt. The bolt can be cohesively fixed, for example by welding, to the component or be an integral part of the component.
In vorteilhafter Weise ist der drehbar gelagerte Exzenterzapfen formschlüssig mit dem Bolzen verbunden, um die prozesssichere Fixierung des Exzenterzapfens an dem jeweiligen Bauteil bzw. des zweiten Bauteils an dem ersten Bauteil zu gewährleisten.Advantageously, the rotatably mounted eccentric pin is positively connected to the bolt in order to ensure the reliable fixing of the eccentric pin on the respective component or the second component to the first component.
Eine konstruktive Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmeöffnung in einem hülsenförmigen Aufnahmeelement angeordnet ist. Die Wandflächen des hülsenförmigen Aufnahmeelements bilden während des Montagevorgangs eine Führung für den Exzenterzapfen und verhindern ein Verkanten des Exzenterzapfens während der Zustellbewegung des zweiten Bauteils. Weiterhin bietet das hülsenförmige Aufnahmeelement die Möglichkeit der Integration von weiteren Funktionsbauteilen der Befestigungsanordnung.A structural embodiment of the present invention provides that the receiving opening is arranged in a sleeve-shaped receiving element. The wall surfaces of the sleeve-shaped receiving element form a guide for the eccentric pin during the assembly process and prevent tilting of the eccentric pin during the feed movement of the second component. Furthermore, the sleeve-shaped receiving element offers the possibility of integration of further functional components of the fastening arrangement.
Dabei kann das hülsenförmige Aufnahmeelement einstückig mit dem ersten Bauteil oder dem zweiten Bauteil verbunden sein oder auch als separates Bauteil an dem ersten Bauteil oder dem zweiten Bauteil fixiert sein.In this case, the sleeve-shaped receiving element can be integrally connected to the first component or the second component or be fixed as a separate component to the first component or the second component.
Eine weitere Optimierung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass zwischen dem hülsenförmigen Aufnahmeelement und dem ersten Bauteil oder dem zweiten Bauteil ein Entkopplungselement angeordnet ist. Hierdurch wird eine akustische und mechanische Entkopplung der beiden Bauteile erreicht. Dabei dämpft bzw. dämmt das beispielsweise aus einem Elastomer bestehende Entkopplungselement im Betrieb des Kraftfahrzeugs entstehende Vibrationen und durch die Vibrationen erzeugte Geräusche. Das Entkopplungselement kann als separates Teil ausgebildet sein und durch Form-, Kraft- oder Stoffschluss an dem ersten Bauteil, dem zweiten Bauteil oder dem Aufnahmeelement fixiert werden.A further optimization of the present invention is also provided by the fact that a decoupling element is arranged between the sleeve-shaped receiving element and the first component or the second component. As a result, an acoustic and mechanical decoupling of the two components is achieved. At the same time, the decoupling element, which consists for example of an elastomer, dampens or dampens vibrations arising during operation of the motor vehicle and noise generated by the vibrations. The decoupling element may be formed as a separate part and fixed by form, force or material connection to the first component, the second component or the receiving element.
Weiterhin erweist es sich als besonders zweckmäßig, dass das Aufnahmeelement zumindest ein nach innen gerichtetes Rastelement zur Herstellung der Rastverbindung mit dem Exzenterzapfen aufweist.Furthermore, it proves to be particularly useful that the receiving element has at least one inwardly directed locking element for producing the latching connection with the eccentric pin.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung sieht vor, dass eine sich in der Vertikalebene erstreckende Querschnittsfläche der Aufnahmeöffnung in einer ersten Raumachse größere Abmessungen aufweist als in einer orthogonal zur ersten Raumachse angeordneten zweiten Raumachse, wobei die Abmessungen derart ausgestaltet sind, dass der in der Aufnahmeöffnung angeordnete Exzenterzapfen während des Montagevorgangs in Richtung der ersten Raumachse schwimmend beweglich gelagert ist. Durch diese schwimmend bewegliche Lagerung kann der Toleranzausgleich in der ersten Raumachse optimiert werden und gleichzeitig wird das Einführen des Exzenterzapfens in die Aufnahmeöffnung vereinfacht.A particularly advantageous development of the present fastening arrangement according to the invention provides that a cross-sectional area extending in the vertical plane Receiving opening in a first spatial axis has larger dimensions than in a second spatial axis arranged orthogonal to the first spatial axis, wherein the dimensions are configured such that the eccentric pin arranged in the receiving opening is mounted floating during the assembly process in the direction of the first spatial axis. By this floating movable mounting the tolerance compensation in the first spatial axis can be optimized and at the same time the insertion of the eccentric pin is simplified in the receiving opening.
Dabei erweist es sich als zweckmäßig, dass das Rastelement als zumindest eine Rippe ausgebildet ist, welche sich in Richtung der ersten Raumachse erstreckt. Die Rippe greift während bzw. nach dem Montagevorgang in eine der Rillen im Exzenterzapfen ein und bildet die formschlüssige Rastverbindung in Richtung der Montageachse. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Exzenterzapfen und der Aufnahmeöffnung bzw. dem Aufnahmeelement wird dadurch optimiert, dass das Rastelement mindestens zwei einander gegenüberliegende parallel angeordnete Rippen aufweist.It proves to be expedient that the latching element is designed as at least one rib, which extends in the direction of the first spatial axis. The rib engages during or after the assembly process in one of the grooves in the eccentric and forms the positive locking connection in the direction of the mounting axis. The positive connection between the eccentric pin and the receiving opening or the receiving element is optimized in that the locking element has at least two mutually opposite parallel ribs.
Weiterhin zeichnet sich die Erfindung auch dadurch aus, dass der Exzenterzapfen und das Aufnahmeelement in der vorgegebenen Position durch die Rastverbindung in Richtung der Montageachse und der zweiten Raumachse formschlüssig und in Richtung der ersten Raumachse kraftschlüssig verbunden sind. Dabei ist die Rastverbindung durch eine der Zustellbewegung entgegengerichtete Normalkraft beaufschlagbar, welche das Rastelement des Exzenterzapfens und das Rastelement des Aufnahmeelements in Richtung der ersten Raumachse kraftschlüssig verbindet, wenn das zweite Bauteil in der vorgegebenen Position relativ zum ersten Bauteil angeordnet ist. Die Normalkraft resultiert aus einer Rückstellkraft einer zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordneten Dichtung, welche durch die Zustellbewegung des zweiten Bauteils zunächst komprimiert wird und sich nach Erreichender vorgegebenen Position des zweiten Bauteils wieder ausdehnt. Durch diese Normalkraft werden die Rastelemente des Exzenterzapfens und die Rastelemente des Aufnahmeelements reib- bzw. kraftschlüssig miteinander verbunden. Durch diese kraftschlüssige Verbindung wird eine Relativbewegung zwischen dem Exzenterzapfen und dem Aufnahmeelement in der Vertikalebene verhindert.Furthermore, the invention is also characterized by the fact that the eccentric pin and the receiving element are positively connected in the predetermined position by the latching connection in the direction of the mounting axis and the second spatial axis and positively in the direction of the first spatial axis. In this case, the latching connection can be acted upon by a normal force counter to the feed movement, which frictionally connects the latching element of the eccentric pin and the latching element of the receiving element in the direction of the first spatial axis when the second component is arranged in the predetermined position relative to the first component. The normal force results from a restoring force of a seal arranged between the first component and the second component, which is initially compressed by the advancing movement of the second component and expands again after reaching the predetermined position of the second component. By this normal force, the locking elements of the eccentric pin and the locking elements of the receiving element frictionally or non-positively connected. By this non-positive connection, a relative movement between the eccentric pin and the receiving element in the vertical plane is prevented.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Bauteil ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs und/oder das zweite Bauteil ein Anbau- oder Montageteil ist. Hierdurch können die bei der Fertigung des Rohbaus bzw. des Karosseriebauteils auftretenden Toleranzen auf einfache Art und Weise ausgeglichen werden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the first component is a body component of a motor vehicle and / or the second component is a mounting or mounting part. As a result, the tolerances occurring in the manufacture of the shell and the body component can be compensated in a simple manner.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in
Die
Eine Drehachse
Eine Querschnittsfläche
Wie bereits beschrieben ist das Aufnahmeelement
Vor der eigentlichen Montage des zweiten Bauteils
Weiterhin wird vor der eigentlichen Montage des zweiten Bauteils
Wenn das Aufnahmeelement
Bei dem eigentlichen Montagevorgang muss das beispielsweise als Klimagerät ausgebildete zweite Bauteil
Während der Zustellbewegung
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Befestigungsanordnungmounting assembly
- 22
- erstes Bauteilfirst component
- 33
- zweites Bauteilsecond component
- 44
- erstes Befestigungselementfirst fastening element
- 55
- zweites Befestigungselementsecond fastening element
- 66
- Befestigungsvorrichtungfastening device
- 77
- Exzenterzapfeneccentric
- 88th
- Aufnahmeöffnungreceiving opening
- 99
- Aufnahmeelementreceiving element
- 1010
- Entkopplungselementdecoupling element
- 1111
- Drehachseaxis of rotation
- 1212
- Mittellängsachsecentral longitudinal axis
- 1313
- Exzentrizitäteccentricity
- 1414
- Bolzenbolt
- 1515
- Ausnehmungrecess
- 1616
- Einführabschnittinsertion
- 1717
- Befestigungsabschnittattachment section
- 1818
- Rastelement (Exzenterzapfen)Locking element (eccentric pin)
- 1919
- Rillegroove
- 2020
- QuerschnittsflächeCross sectional area
- 2121
- erste Raumachsefirst space axis
- 2222
- zweite Raumachsesecond space axis
- 2323
- Rastelement (Aufnahmeelement)Locking element (receiving element)
- 2424
- Ripperib
- 2525
- Ripperib
- 2626
- Nutgroove
- 2727
- Nutgroove
- 2828
- Stegweb
- 2929
- Stegweb
- 3030
- erste Baueinheitfirst building unit
- 3131
- zweite Baueinheitsecond unit
- 3232
- Zustellbewegunginfeed
- 3333
- Montageachsemounting axis
- 3434
- Rastverbindunglocking connection
- 3535
- RückstellkraftRestoring force
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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