DE102012014253B4

DE102012014253B4 - Anordnung aus einem flächigen Bauteil und einem Trägerteil mit einer Vorrichtung zum lagegenauen Montieren des flächigen Bauteils an dem Trägerteil

Info

Publication number: DE102012014253B4
Application number: DE102012014253.6A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Bönsel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-08-25
Filing date: 2012-08-25
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2032-08-26
Also published as: DE102012014253A1

Abstract

Anordnung aus einem flächigen Bauteil (12) und einem Trägerteil (14), mit einer Vorrichtung zum lagegenauen Montieren des flächigen Bauteils (12) an dem Trägerteil (14), wobei das Bauteil (12) mit zumindest einer Ausnehmung (12b) auf zumindest einem am Trägerteil (14) befestigten Führungszapfen (16) fixiert ist, wobei zwischen der Ausnehmung (12b) und dem Führungszapfen (16) ein beweglicher Zentrierring (20) eingesetzt ist, mittels dem die Zentrierung nach der Montage bei Bedarf aufhebbar ist, und wobei der Zentrierring (20) in Umfangsrichtung verstellbar ausgebildet ist und mehrere, federnd in radialer Richtung nachgiebige Laschen (20c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (20c) mit in der Ausnehmung (12b) angeordneten, radial nach innen ragenden Nocken (12c) derart zusammenwirken, dass in einer Zentrier-Drehwinkelstellung des Zentrierrings (20) eine Zentrierung des Führungszapfens (16) und in einer Positionier-Drehwinkelstellung ein Freiraum zwischen dem Führungszapfen (16) und den Laschen (20c) des Zentrierrings (20) vorliegt, und dass in der Zentrier-Drehwinkelstellung die Laschen (20c) über die Nocken (12c) radial nach innen ausgestellt sind und unter Aufbau von Klemmkräften zwischen den Nocken (12c) und dem Führungszapfen (16) verspannt oder eingeklemmt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem flächigen Bauteil und einem Trägerteil mit einer Vorrichtung zum lagegenauen Montieren des flächigen Bauteils an dem Trägerteil, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Verkleidungsteile an Kraftfahrzeugtüren werden in der Regel mittels mehrerer Schrauben und/oder durch Clipse befestigt, wobei unter anderem zur Erzielung ästhetischer, gleichmäßiger Übergänge zu angrenzenden Bauteilen, zum Beispiel bei einer vorderen Kraftfahrzeugtüre zu einer anschließenden Instrumententafel, eine relativ genaue Positionierung des Verkleidungsteils an der Tür erwünscht ist. Um zudem eine schnelle und präzise Montage sicherzustellen, kann ein Führungszapfen am Trägerteil vorgesehen sein, der im Zusammenwirken mit einer auf den Führungszapfen aufsteckbaren Ausnehmung im anzubringenden Bauteil eine lagegenaue Fixierung ermöglicht.
Eine solche Vorrichtung im Allgemeinen beschreibt zum Beispiel die DE 10 2009 051 898 A1 , bei der ein Führungszapfen des Trägerteils mehrere elastische, radial abragende und spiralförmig ausgerichtete Arme aufweist, über die das Bauteil mit seiner Ausnehmung aufsteckbar ist und so zentriert werden soll. Die elastischen Arme dienen dabei insbesondere zur Schwingungsisolierung zwischen dem Trägerteil und dem anzubringenden Bauteil, beeinträchtigen aber unvermeidlich die Zentrierwirkung, insbesondere bei schwereren Bauteilen wie einer Türverkleidung oder dergleichen.
Ferner zeigt die DE 103 19 940 A1 ein Montagehilfsmittel zum Finden und Einjustieren der Befestigungsposition eines Befestigungszapfens in einem gegenüber dem Schaftdurchmesser des Befestigungszapfens größeren Durchgangsloch eines z. B. plattenförmigen Bauteils. Die Montagehilfe weist eine Zentrierhülse auf mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Zapfenschaftes, von deren Außenumfang spiralförmige Einspannarme nach außen abstehen, welche bei radialer Krafteinwirkung elastisch nachgiebig einfedern.
Die DE 42 09 153 C3 zeigt eine selbsthemmende Welle-Nabe-Verbindung, bei welcher auf der Umfangsfläche der Welle eine Mehrzahl von keilförmigen Erhebungen und auf der Innenumfangsfläche der Nabe eine entsprechende Anzahl von keilförmigen Ausnehmungen angeordnet ist.
Überdies offenbart die DE 10 2009 035 831 A1 eine Baueinheit mit einem Bauteil und einem Spannelement, wobei eine Klemmhülse axial an einem Ende des Bauteils ausgebildet ist, und das Spannelement auf einer ringförmig umlaufenden Oberfläche mindestens zwei umlaufende Kreiskeile aufweist, und die Klemmhülse auf einer ringförmig umlaufenden Oberfläche dieselbe Anzahl von Keilprofilen aufweist, die den Kreiskeilen zugeordnet sind und sich jeweils um einen gleichen Winkel erstrecken, der kleiner ist als der Winkel des zugeordneten Kreiskeils.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung aus einem flächigen Bauteil und einem Trägerteil, mit einer Vorrichtung vorzuschlagen, wobei die Vorrichtung mit baulich einfachen Mitteln eine präzise Zentrierung von Trägerteil zu Anbauteil sicherstellt und die zudem ermöglicht, das Anbauteil gegebenenfalls nachzurichten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zwischen der Ausnehmung und dem Führungszapfen ein beweglicher Zentrierring eingesetzt ist, mittels dem die Zentrierung nach der Montage bei Bedarf aufhebbar ist. Durch diese baulich einfache Maßnahme gelingt es, zunächst eine genaue Zentrierung mit einer entsprechenden Passgenauigkeit zwischen Trägerteil und Anbauteil herzustellen. Im Falle einer geringfügigen Deplazierung aufgrund von Fertigungstoleranzen an den Bauteilen wird in einfacher Weise die Zentrierwirkung über den beweglichen Zentrierring aufgehoben, so dass das Anbauteil ohne nochmalige Demontage nachrichtbar ist.
Der Zentrierring kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass er von Außen vom Führungszapfen und aus der Ausnehmung heraus abziehbar ist; bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass der Zentrierring in Umfangsrichtung verstellbar ausgebildet ist und mehrere, federnd in radialer Richtung nachgiebige Laschen aufweist, die mit in der Ausnehmung angeordneten, radial nach innen ragenden Nocken derart zusammenwirken, dass in der einen Drehwinkelstellung des Zentrierrings (Grundeinstellung) eine Zentrierung des Führungszapfens und in einer weiteren Drehwinkelstellung ein Freiraum zwischen dem Führungszapfen und den Laschen des Zentrierrings vorliegt.
Insbesondere können in der Ausnehmung des Anbauteils mindestens drei umfangsverteilte Nocken mit rotationssymmetrischen Zwischenräumen vorgesehen sein, in die in der einen Drehwinkelstellung die Laschen einragen, während in der anderen, zentrierenden Drehwinkelstellung die Laschen über die Nocken radial nach innen ausgestellt sind und im Wesentlichen spielfrei am Führungszapfen anliegen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Zentrierring nach erfolgter Montage des Bauteils von Außen zugänglich sein, um bei Bedarf die Zentrierwirkung ohne größeren Montageaufwand aufzuheben.
Dazu kann der in Umfangsrichtung verstellbare Zentrierring eine Außenverzahnung aufweisen und über ein in der Außenperipherie der Außenverzahnung in das Bauteil einführbares, eine Verzahnung (zum Beispiel eine Torxverzahnung) aufweisendes Werkzeug verstellbar sein.
Alternativ dazu kann der Zentrierring über ein dessen Außenumfang teilweise umschlingendes Zugmittel von einer räumlich entfernter liegenden Zugangsstelle aus verstellbar sein. Maßgeblich ist dabei, wie die Verstellbarkeit des Zentrierrings so ausgeführt sein kann, dass bei erfolgter Montage des Anbauteils beziehungsweise Verkleidungsteils keine ästhetisch störenden Ausnehmungen, Bohrungen, Vertiefungen, oder dergl. sichtbar sind.
Fertigungstechnisch günstig kann die Ausnehmung in dem Anbauteil für den Zentrierring in einer an das Bauteil angespritzten Nabe aus Kunststoff ausgebildet sein, in die die mit den Laschen des Zentrierrings zusammenwirkenden Nocken unmittelbar eingeformt sind.
Des Weiteren kann der Zentrierring mit den angeformten Laschen in einfacher Weise und in Kunststoffspritztechnik aus einem Elastomer-Werkstoff hergestellt sein, wobei der Zentrierring aus einem durchgehenden Basisring geformt ist, an den axial benachbart und in Umfangsrichtung ragend die Laschen angeformt und über Sollknickstellen in radialer Richtung federnd nachgiebig ausgebildet sind.
Schließlich kann der Zentrierring in der Nabe aus Kunststoff in axialer Richtung formschlüssig gehalten sein, um eine verliersichere Verbindung beim Konditionieren und Aufstecken des Bauteils auf den Führungszapfen des Trägerteils zu schaffen. Die formschlüssige Verbindung kann zum Beispiel durch einfaches, thermisch bewirktes Einsenken von Randbereichen der Nabe hergestellt werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine nur abschnittsweise dargestellte Kraftfahrzeugtür mit einer über einen Führungszapfen mit einem Zentrierring lagegenau positionierten Innenverkleidung;
2 einen Schnitt durch den Führungszapfen, den Zentrierring und der den Zentrierring aufnehmenden, an die Innenverkleidung angespritzten Nabe der 1;
3 in der gleichen Schnittebene den Zentrierring in einer Drehwinkellage, in der die Zentrierung relativ zum Führungszapfen aufgehoben ist;
4 den Zentrierring in raumbildlicher, vergrößerter Darstellung mit an dessen Basisring angeformten, federnd nachgiebigen Laschen; und
5 eine zu den 2 und 3 alternativ ausgeführte Verstellung des Zentrierrings mittels eines Zugbands.
Die 1 zeigt nur soweit für das Verständnis der Erfindung erforderlich einen stark vergrößerten Ausschnitt einer Kraftfahrzeugtür mit einer Vorrichtung 10 zum lagegenauen und montageeinfachen Positionieren einer Innenverkleidung 12 an dem Innenblech 14 der Tür.
Dazu ist an dem Innenblech 14 ein rotationssymmetrischer Führungszapfen 16 über eine Schraubverbindung 18 mit zum Beispiel einer Schweißmutter und einem Gewindezapfen in einer genau definierten Position befestigt und ragt etwa horizontal in Richtung der Innenverkleidung 12.
Die Innenverkleidung 12 weist eine angespritzte Nabe 12a aus Kunststoff auf, in deren teils rotationssymmetrischer Ausnehmung 12b ein Zentrierring 20 eingesetzt ist, der wiederum mit dem Führungszapfen 16 zusammenwirkt.
Im Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 10 mittels einer, in der 1 demontiert gezeigten Blende 22 aus Kunststoff abdeckbar, wobei ein Raststift 22a in eine korrespondierende Bohrung des Führungszapfens 16 einsetzbar ist. Gegebenenfalls kann aber auch eine Schraubverbindung oder bei einer geschlossenen Ausführung der Innenverkleidung 12 eine direkte Rastverbindung zum Führungszapfen 16 vorgesehen sein.
Die 2 und 3 zeigen die Vorrichtung 10 im Querschnitt und im Detail.
Dabei weist die an die Innenverkleidung 12 angeformte Nabe 12a radial nach innen abragend drei umfangssymmetrisch verteilte, abgerundete Nocken 12c auf, die mit an dem Zentrierring 20 angeordneten, drei Laschen 20c zusammenwirken.
Die Laschen 20c sind so ausgebildet, dass sie in einer Positionier-Drehwinkelstellung (3) in die zwischen den Nocken 12c gebildeten Zwischenräume einragen können. In der Positionier-Drehwinkelstellung sind die Laschen 20c spannungsfrei, das heißt ohne Klemmkräfte, zwischen den Nocken 12c der Nabe 12a angeordnet. In der 3 ist daher der Führungszapfen 16 mit einem Lochspiel a (1 oder 3) durch den Zentrierring 20 geführt.
In der in der 2 gezeigten, Zentrier-Drehwinkelstellung sind die Laschen 20c des Zentrierrings 20 über die Nocken 12c unter Aufbau von Klemmkräften radial nach innen verlagert, so dass die Laschen 20c den Führungszapfen 16 im Wesentlichen spielfrei umschließen.
Zur entsprechenden Verdrehung des Zentrierrings 20 ist an diesem über einen Teilumfang eine Außenverzahnung 20b (siehe 1 oder 4) vorgesehen, in die durch eine Ausnehmung 24 (1) in der Innenverkleidung 12 hindurch zum Beispiel mittels eines verzahnten Schraubendrehers (nicht dargestellt) der Zentrierring 20 innerhalb der Nabe 12a in die beschriebenen Drehwinkelstellungen verstellbar ist. Die Ausnehmung 24 wird in der Zusammenbaulage durch die Blende 22 abgedeckt.
Die 4 zeigt den aus Elastomer-Werkstoff in Kunststoffspritztechnik hergestellten Zentrierring 20 in raumbildlicher Darstellung. Der Zentrierring 20 setzt sich aus einem rotationssymmetrischen Basisring 20a und den drei axial benachbarten, im Umfangsrichtung ragenden Laschen 20c zusammen. Ferner sind im Bereich jeweils der Anbindung 20d (4) an den Basisring 20a in die Laschen 20c materialschwächende Sollknickstellen 20e eingearbeitet, um diese federnd nachgiebig auszubilden. Die Außenverzahnung 20b ist hier nicht ersichtlich.
Der Basisring 20a ist, zum Beispiel in einem (nicht dargestellten) rotationssymmetrischen Abschnitt der Nabe 12a der Innenverkleidung 12 verdrehbar geführt, während die Laschen 20c den in die Nabe 12a eingearbeiteten Nocken 12c spannungsfrei gegenüberliegen (3) oder mit diesen gemäß 2 in Wirkstellung bringbar sind. Gegebenenfalls kann der Zentrierring 20 in der Nabe 12a in axialer Richtung formschlüssig verliersicher gehalten sein, zum Beispiel durch thermisch bedingtes Einsenken von Randbereichen (nicht dargestellt).
Vor der Montage der Innenverkleidung 12 an das Innenblech 14 der Tür wird der Führungszapfen 16 maßgenau befestigt. Ferner wird in die an die Innenverkleidung 12 angespritzte Nabe 12a aus Kunststoff der Zentrierring 20 eingesetzt und zwar in einer Grundstellung bzw. Drehwinkelstellung gemäß 2, in der die Laschen 20c in Überdeckung mit den Nocken 12c der Nabe 12a liegen und somit radial nach innen ausgelegt sind.
In dieser Drehwinkelstellung (2) sind die Laschen 20c des Zentrierrings 20 unter Aufbau von Klemmkräften zwischen die Nocken 12c der Nabe 12a und dem Führungszapfen 16 geschoben. Dadurch umschließen die Laschen 20c des Zentrierrings 20 spielfrei den Führungszapfen 16 und sichern einfach und präzise die Ausrichtung der Innenverkleidung 12 relativ zum Innenblech 14 der Kraftfahrzeugtür in der Verbindungsebene bzw. in X- und Z-Richtung.
Im Weiteren wird die Innenverkleidung 12 mittels Schrauben und/oder Clipsverbindungen befestigt.
Sollte aufgrund ungünstig zusammenfallender Fertigungstoleranzen ein Nachrichten der Innenverkleidung 12 in der genannten Verbindungsebene erforderlich sein, so wird durch Einführen eines eine Außenverzahnung (zum Beispiel eine Torxverzahnung) aufweisenden Werkzeugs in die Ausnehmung 24 der Zentrierring 20 in die in der 3 gezeigte Drehwinkelstellung verdreht.
Dabei geraten die Laschen 20c des Zentrierrings 20 in Überdeckung mit den zwischen den Nocken 12c der Nabe 12a gebildeten Zwischenräumen und federn radial nach außen, wodurch zwischen dem Führungszapfen 16 und dem Zentrierring 20 ein ringförmiger Freiraum geschaffen ist, der nunmehr eine Verlagerung der Innenverkleidung 12 in X- und/oder Z-Richtung ermöglicht.
Anschließend kann die Blende 22 montiert und damit die Vorrichtung 10 sofern erforderlich abgedeckt werden.
Die 5 zeigt grob schematisch eine alternative Verdrehung des Zentrierrings 20 mittels eines flexiblen Zugbands 26, das teilweise um den Basisring 20a herum verläuft und an diesem befestigt ist. Über eine örtliche Umlenkstelle 28 an der Nabe 12a oder an der Innenverkleidung 12 kann dann das Zugband 26 zu einer von der Vorrichtung 10 entfernt liegenden Zugangsstelle geführt und von dort bei Bedarf betätigt werden. Die Zugangsstelle kann später über ein Funktionsteil (zum Beispiel Türinnengriff, Armlehne, Blende, etc.) abgedeckt sein.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern definiert sich nach der Formulierung der Patentansprüche. Insbesondere kann das Trägerteil auch ein anderes Bauteil als das Innenblech 14 einer Kraftfahrzeugtür sein, an dem passgenau ein Anbauteil wie die Innenverkleidung 12 zu befestigen ist.
Gegebenenfalls können auch mehrere Vorrichtungen 10 zur genauen Positionierung eines anbaubaren Bauteils verwendet sein.

Claims

Anordnung aus einem flächigen Bauteil (12) und einem Trägerteil (14), mit einer Vorrichtung zum lagegenauen Montieren des flächigen Bauteils (12) an dem Trägerteil (14), wobei das Bauteil (12) mit zumindest einer Ausnehmung (12b) auf zumindest einem am Trägerteil (14) befestigten Führungszapfen (16) fixiert ist, wobei zwischen der Ausnehmung (12b) und dem Führungszapfen (16) ein beweglicher Zentrierring (20) eingesetzt ist, mittels dem die Zentrierung nach der Montage bei Bedarf aufhebbar ist, und wobei der Zentrierring (20) in Umfangsrichtung verstellbar ausgebildet ist und mehrere, federnd in radialer Richtung nachgiebige Laschen (20c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (20c) mit in der Ausnehmung (12b) angeordneten, radial nach innen ragenden Nocken (12c) derart zusammenwirken, dass in einer Zentrier-Drehwinkelstellung des Zentrierrings (20) eine Zentrierung des Führungszapfens (16) und in einer Positionier-Drehwinkelstellung ein Freiraum zwischen dem Führungszapfen (16) und den Laschen (20c) des Zentrierrings (20) vorliegt, und dass in der Zentrier-Drehwinkelstellung die Laschen (20c) über die Nocken (12c) radial nach innen ausgestellt sind und unter Aufbau von Klemmkräften zwischen den Nocken (12c) und dem Führungszapfen (16) verspannt oder eingeklemmt sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausnehmung (12b) drei umfangsverteilte Nocken (12c) mit rotationssymmetrischen Zwischenräumen vorgesehen sind, in die in der Positionier-Drehwinkelstellung die Laschen (20c) einragen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (20) nach erfolgter Montage des Bauteils von außen über eine Ausnehmung (24) zugänglich ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in Umfangsrichtung verstellbare Zentrierring (20) eine Außenverzahnung (20b) aufweist, und dass der Zentrierring über ein in der Außenperipherie der Außenverzahnung (20b) in das Bauteil (12) einführbares, eine Verzahnung aufweisendes Werkzeug verstellbar ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (20) über ein dessen Außenumfang teilweise umschlingendes Zugmittel (26) von einer räumlich entfernter liegenden Zugangsstelle verstellbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (12b) für den Zentrierring (20) in einer an das Bauteil (12) angespritzten Nabe (12a) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (20) mit den angeformten Laschen (20c) aus einem Elastomer-Werkstoff hergestellt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (20) aus einem durchgehenden Basisring (20a) geformt ist, an den axial benachbart und in Umfangsrichtung ragend die Laschen (20c) angeformt sind, die über Sollknickstellen (20e) in radialer Richtung federnd nachgiebig ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (20) in der Nabe (12a) in axialer Richtung formschlüssig gehalten ist.