DE102012221679A1 - Tolerance compensating device mounted on roof of motor vehicle for compensating tolerance between vehicle components, has fastening element that fastens component with angle compensating element tilted with respect to axial direction - Google Patents

Tolerance compensating device mounted on roof of motor vehicle for compensating tolerance between vehicle components, has fastening element that fastens component with angle compensating element tilted with respect to axial direction Download PDF

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Abstract

The device (10) has hollow cylindrical base element (12) that is arranged in an axial direction (40). The base element is provided in threaded engagement with hollow cylindrical compensation element (14). The base element is provided with fastening element (16) for rigidly fastening the base element with compensation element. The fastening element is provided for fastening vehicle component with movably mounted angle compensating element (26) that is tilted with respect to axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen miteinander zu verschraubenden Bauteilen, umfassend ein hohlzylindrisches Grundelement, welches eine axiale Richtung definiert, ein mit dem Grundelement in Gewindeeingriff stehendes hohlzylindrisches Ausgleichselement und ein mit dem Grundelement fest verbundenes Befestigungselement zum Befestigen der Vorrichtung an einem der Bauteile oder an einem zwischen diesen gelegenen Zwischenbauteil. The invention relates to a device for compensating tolerances between components to be screwed together, comprising a hollow cylindrical base element defining an axial direction, a hollow cylindrical compensating element threadedly engaged with the base element and a fastener fixedly connected to the base element for securing the device to one of Components or at a located between these intermediate component.

Derartige Toleranzausgleichsvorrichtungen sind grundsätzlich bekannt und kommen beispielsweise im Fahrzeugbau zum Einsatz, insbesondere dann, wenn es darum geht, zwei Bauteile über einen toleranzbehafteten Fügespalt hinweg miteinander zu verschrauben. Bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Art eignen sich vor allem für die Verschraubung von Bauteilen, die sich planparallel zueinander erstrecken. Bei der Verschraubung von Bauteilen, deren Verschraubungsflächen einen Winkel zueinander aufweisen, können sich die bekannten Toleranzausgleichsvorrichtungen hingegen als problematisch erweisen, weil es durch den Winkel zu unerwünschten Verspannungen und Verbiegungen der Bauteile kommen kann. Zudem können Kräfte, welche beispielsweise durch die Verschraubung entstehen können, einseitig oder gar punktuell auf die Toleranzausgleichsvorrichtung und die Bauteile einwirken, wodurch sowohl die Bauteile als auch der Toleranzausgleichsvorrichtung unerwünscht stark belastet werden kann. Such tolerance compensation devices are known in principle and are used, for example, in vehicle construction, in particular when it comes to screwing two components together over a tolerance-related joint gap. Known devices of the type mentioned above are particularly suitable for the screwing of components that extend plane-parallel to each other. When screwing components whose Verschraubungsflächen have an angle to each other, the known tolerance compensation devices, however, may prove to be problematic because it can come through the angle to unwanted distortion and bending of the components. In addition, forces that may arise, for example, by the screw, unilaterally or even selectively affect the tolerance compensation device and the components, whereby both the components and the tolerance compensation device can be undesirable heavily loaded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Toleranzausgleichsvorrichtung zu schaffen, welche Verspannungen bei einer Verschraubung von Bauteilen reduziert, wenn die Bauteile einen Winkel miteinander einschließen. The invention has for its object to provide a tolerance compensation device, which reduces tension in a screwing of components when the components form an angle with each other.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass ein beweglich gelagertes Winkelausgleichselement vorgesehen ist, welches bezüglich der axialen Richtung verkippbar ist. The object is achieved by a device having the features of claim 1 and in particular by the fact that a movably mounted angle compensation element is provided, which is tiltable with respect to the axial direction.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass einseitige oder punktuelle Belastungen der Toleranzausgleichsvorrichtung vermieden werden können, indem ein Winkelausgleichselement vorgesehen wird, welches verkippbar angeordnet ist. Durch das Verkippen kann das Winkelausgleichselement den Winkel zwischen den Bauteilen annehmen und eine flächige Anlage des Winkelausgleichselement an ein Bauteil ermöglichen. Eine unerwünschte starke punktuelle Belastung der Bauteile und/oder der Toleranzausgleichsvorrichtung wird somit vermieden. Durch die erfindungsgemäße Toleranzausgleichsvorrichtung ist folglich eine gleichzeitige Kompensation von Toleranzen des Fügespalts und eines Winkels zwischen den zu verschraubenden Bauteilen möglich. The invention is based on the finding that one-sided or punctual loads of the tolerance compensation device can be avoided by an angle compensation element is provided, which is arranged tiltable. By tilting the angle compensation element can accept the angle between the components and allow a planar contact of the angle compensation element to a component. An undesirable strong punctual loading of the components and / or the tolerance compensation device is thus avoided. By the inventive tolerance compensation device thus a simultaneous compensation of tolerances of the joint gap and an angle between the components to be screwed is possible.

Der Einsatz der Toleranzausgleichsvorrichtung ist insbesondere immer dann sinnvoll, wenn die zu verschraubenden Bauteile produktionstechnisch bedingt gewisse Winkeltoleranzen aufweisen und trotzdem eine möglichst einfache Verschraubung gewünscht ist. The use of the tolerance compensation device is particularly useful whenever the components to be screwed production-related certain angle tolerances and still the simplest possible screwing is desired.

Bei einer beispielhaften Anwendung wird die Toleranzausgleichsvorrichtung an einer Dachhaut eines Kraftfahrzeugs befestigt und das Ausgleichselement aus dem Grundelement herausgedreht, bis das Winkelausgleichselement mit einer Dachtragstruktur in Kontakt steht. Anschließend wird eine Dachreling auf die Dachhaut aufgesetzt und durch die Toleranzausgleichsvorrichtung hindurch mit der Dachtragstruktur verschraubt, wobei ein eventuell vorhandener Winkel zwischen der Dachtragstruktur und der Dachreling durch das Winkelausgleichselement zumindest teilweise kompensiert wird. In one exemplary application, the tolerance compensation device is attached to a roof skin of a motor vehicle and the compensation element is rotated out of the base element until the angle compensation element is in contact with a roof support structure. Subsequently, a roof rail is placed on the roof and screwed through the tolerance compensation device through with the roof support structure, wherein any existing angle between the roof support structure and the roof rail is compensated by the angle compensation element at least partially.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims, the description and the drawings.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Winkelausgleichselement ausgestaltet, um eine Präzession um die axiale Richtung auszuführen. Dies bedeutet, das Winkelausgleichselement kann nicht nur in einer Richtung verkippen, sondern um die axiale Richtung eine Taumelbewegung ausführen, was dazu führt, dass das Winkelausgleichselement Winkel zwischen den Bauteilen unabhängig von der Verlaufsrichtung des Winkels ausgleichen kann. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine Drehorientierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Einbau nicht beachtet werden muss, da durch die Präzession ein Verkippen in beliebigen Richtungen möglich ist. In one embodiment, the angle compensation element is configured to perform precession about the axial direction. This means that the angle compensation element can not only tilt in one direction, but cause a wobbling movement about the axial direction, which results in that the angle compensation element can compensate for angles between the components, regardless of the direction of the angle. This results in the advantage that a rotational orientation of the device according to the invention during installation does not have to be considered, as by precession tilting in any direction is possible.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Winkelausgleichselement ringförmig ausgestaltet. Zusammen mit dem hohlzylindrischen Grundelement und dem ebenfalls hohlzylindrischen Ausgleichselement ergibt sich durch die Ringform ein rotationssymmetrischer Grundaufbau dieser drei Elemente. According to a particularly advantageous embodiment, the angle compensation element is designed annular. Together with the hollow cylindrical base member and the likewise hollow cylindrical compensating element results from the ring shape a rotationally symmetrical basic structure of these three elements.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet das Winkelausgleichselement eine Kugelschicht. Somit kann das Winkelausgleichselement zumindest einseitig und bereichsweise eine Kugeloberfläche aufweisen. According to a further embodiment, the angle compensation element forms a spherical layer. Thus, the angle compensation element may have at least one side and partially a spherical surface.

Vorteilhafterweise ist das Winkelausgleichselement kugelflächengelagert. Dabei sind das Lager und das Winkelausgleichselement aneinander angepasst, das heißt, die jeweiligen Kugeloberflächen weisen einen im Wesentlichen gleichen Radius auf. Durch das Zusammenspiel von Lager und Winkelausgleichselement entsteht eine Gleitlagerung mit einer flächigen Kraftübertragung. Folglich werden punktuelle Belastungen des Winkelausgleichselements und des Lagers unabhängig von dem Winkel der Bauteile und der Lage des Winkelausgleichselements vermieden. Advantageously, the angle compensation element is mounted on a spherical surface. The bearing and the angle compensation element are adapted to each other, that is, the respective Ball surfaces have a substantially same radius. Through the interaction of bearing and angle compensation element creates a sliding bearing with a flat power transmission. Consequently, selective loads of the angle compensation element and the bearing are avoided regardless of the angle of the components and the position of the angle compensation element.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Winkelausgleichselement an dem Ausgleichselement gelagert. Auf diese Weise kann das Winkelausgleichselement durch Herausdrehen des Ausgleichselements mit einem zu verschraubenden Bauteil in Kontakt gebracht werden. Alternativen kann das Winkelausgleichselement auch an dem Grundelement gelagert sein. According to one embodiment, the angle compensation element is mounted on the compensation element. In this way, the angle compensation element can be brought by unscrewing the compensating element with a component to be screwed into contact. Alternatives, the angle compensation element can also be mounted on the base element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Toleranzausgleichsvorrichtung ein zweites Winkelausgleichselement, welches an dem jeweils anderen von Ausgleichselement und Grundelement gelagert ist. Durch die Ausgestaltung mit zwei Winkelausgleichselementen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung doppelt so große Winkel zwischen den Bauteilen ausgleichen, wie bei einer Ausführung mit lediglich einem Winkelausgleichselement. Der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch vergrößert. According to a further embodiment, the tolerance compensation device comprises a second angle compensation element which is mounted on the respective other of compensating element and base element. Due to the design with two angle compensation elements, the device according to the invention can compensate twice as large angle between the components, as in an embodiment with only one angle compensation element. The range of application of the device according to the invention is thereby increased.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das oder jedes Winkelausgleichselement durch einen Führungsring an dem Ausgleichselement bzw. dem Grundelement gesichert. Der Führungsring unterbindet dabei im Wesentlichen eine Bewegung des Winkelausgleichselements in der axialen Richtung. Der Führungsring kann zudem ebenfalls rotationssymmetrisch um die axiale Richtung angeordnet sein, wodurch keinerlei Winkelrichtung zwischen den Bauteilen bevorzugt oder benachteiligt wird. Vorteilhafterweise zentriert der Führungsring das Winkelausgleichselement im Wesentlichen bezüglich der axialen Richtung.According to a particularly advantageous embodiment, the or each angle compensation element is secured by a guide ring on the compensating element or the base element. The guide ring essentially prevents movement of the angle compensation element in the axial direction. The guide ring can also be arranged rotationally symmetrical about the axial direction, whereby any angular direction between the components is preferred or disadvantaged. Advantageously, the guide ring centers the angle compensation element substantially with respect to the axial direction.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Führungsring aus Kunststoff gebildet. Ein derartiger Führungsring ist nicht nur besonders einfach und kostengünstig herstellbar, sondern trägt außerdem zu einer gewissen Akustikdämpfung bei. According to a further advantageous embodiment, the guide ring is made of plastic. Such a guide ring is not only particularly easy and inexpensive to produce, but also contributes to a certain acoustic damping.

Der Führungsring kann beispielsweise durch in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Klipse an dem Ausgleichselement bzw. dem Grundelement befestigt sein. In Kombination mit der Fertigung des Führungsrings aus Kunststoff ergibt sich somit eine einfache Montage des Führungsrings durch einklipsen.The guide ring can be fastened to the compensating element or the base element, for example, by clips arranged distributed in the circumferential direction. In combination with the production of the guide ring made of plastic thus results in a simple assembly of the guide ring by clipping.

Vorzugsweise sind die Innendurchmesser von Grundelement, Ausgleichselement und Winkelausgleichselement um so viel größer als ein Außendurchmesser eines zur Verschraubung der Bauteile vorgesehenen Verschraubungselements, dass die Lage des sich durch die Vorrichtung hindurch erstreckenden Verschraubungselements zumindest unter einem Winkel von der axialen Richtung abweichen kann, um den auch das Winkelausgleichselement zu der axialen Richtung verkippen kann. Je größer die Innendurchmesser sind, umso größer kann der Winkel des Verschraubungselements sein. Diese so ermöglichte Verkippung des Verschraubungselements innerhalb der Toleranzausgleichsvorrichtung trägt zu einer verspannungsfreien Verschraubung bei. Wird das Verschraubungselement von dem einen Bauteil her gewissermaßen blind durch die Toleranzausgleichsvorrichtung in das andere Bauteil geführt, erleichtert das Spiel des Verschraubungselements in der Toleranzausgleichsvorrichtung außerdem das Auffinden eines in dem anderen Bauteil vorgesehenen Mutternelements für das Verschraubungselement. Preferably, the inner diameter of the base element, compensating element and angle compensation element are so much larger than an outer diameter of a screwing element provided for screwing the components, that the position of the screwing element extending through the device may differ at least at an angle from the axial direction the angle compensation element can tilt to the axial direction. The larger the inner diameters, the larger the angle of the screwing element can be. This thus enabling tilting of the screwing element within the tolerance compensation device contributes to a tension-free screw connection. If the screwing element is guided, so to speak blind, from the one component through the tolerance compensation device into the other component, the clearance of the screwing element in the tolerance compensation device also facilitates finding a nut element for the screwing element provided in the other component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein im Inneren des Ausgleichselements drehfest mit dem Ausgleichselement verbundenes Federelement, welches drei zumindest bereichsweise radial nach innen ragende Federlaschen aufweist. In das Federelement kann mit einem Montagedorn eingegriffen werden, um das Ausgleichselement aus dem Grundelement herauszudrehen und somit die erfindungsgemäße Vorrichtung an den Fügespalt zwischen erstem und zweitem Bauteil anzugleichen. Das Federelement kann aus einem Federstahl oder aus Kunststoff gebildet sein, wobei letzteres ein geringes Gewicht und eine einfache Herstellung, beispielsweise durch Spritzguss, ermöglicht. Um eine Beschädigung des Federelements zu vermeiden, kann der Führungsring zur Befestigung des Winkelausgleichselements zugleich auch als Einführhilfe für das Verschraubungselement dienen. Gleichzeitig bildet das Federelement durch seine drei nach innen ragenden Federlaschen eine Führung für das Verschraubungselement, wodurch ein Verkanten des Verschraubungselements in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verhindert wird. In accordance with a further embodiment, the device according to the invention comprises a spring element which is connected in a rotationally fixed manner in the interior of the compensating element to the compensating element and which has three spring tabs which project radially inwardly at least in regions. In the spring element can be intervened with a mounting mandrel to unscrew the compensating element from the base element and thus to equalize the inventive device to the joint gap between the first and second component. The spring element may be formed of a spring steel or of plastic, the latter allows a low weight and ease of manufacture, for example by injection molding. In order to avoid damage to the spring element, the guide ring for fixing the angle compensation element can also serve as an insertion aid for the screwing. At the same time, the spring element forms by its three inwardly projecting spring tabs a guide for the screwing, whereby a tilting of the screwing element is prevented in the device according to the invention.

Da ein derartiges Federelement mit drei Laschen grundsätzlich auch ohne Winkelausgleich verwendet werden kann, ist weiterer Gegenstand der Erfindung auch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13.Since such a spring element with three tabs can in principle also be used without angle compensation, a further subject of the invention is also a device having the features of claim 13.

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described purely by way of example with reference to a possible embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Toleranzausgleichsvorrichtung (a) mit Ausgleichselement im Grundzustand und (b) mit herausgedrehtem Ausgleichselement; 1 a perspective view of a tolerance compensation device according to the invention (a) with compensating element in the ground state and (b) with the compensation element twisted out;

2 die Toleranzausgleichsvorrichtung von 1a (a) in einer weiteren perspektivischen Ansicht, (b) in einer Seitenansicht und (c) in einer Schnittansicht; 2 the tolerance compensation device of 1a (a) in a further perspective view, (b) in a side view and (c) in a sectional view;

3 ein Ausgleichselement in perspektivischer Ansicht; 3 a compensation element in perspective view;

4 (a) eine perspektivische Ansicht und (b) eine Schnittansicht eines Winkelausgleichselements; 4 (a) a perspective view and (b) a sectional view of an angle compensating element;

5 (a) eine perspektivische Ansicht und (b) eine Seitenansicht eines Federelements; 5 (a) a perspective view and (b) a side view of a spring member;

6 (a) eine perspektivische Ansicht und (b) eine Seitenansicht eines Führungsrings. 6 (a) a perspective view and (b) a side view of a guide ring.

Die in 1 und 2 gezeigte Toleranzausgleichsvorrichtung 10 umfasst ein hohlzylindrisches Grundelement 12 sowie ein ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildetes Ausgleichselement 14. Das Grundelement 12 und das Ausgleichselement 14 definieren eine axiale Richtung 40.In the 1 and 2 shown tolerance compensation device 10 comprises a hollow cylindrical basic element 12 and also a hollow cylindrical trained compensation element 14 , The basic element 12 and the compensation element 14 define an axial direction 40 ,

Das Grundelement 12 und das Ausgleichselement 14 stehen miteinander in Gewindeeingriff, sodass das Ausgleichselement 14 aus dem Grundelement 12 herausgedreht werden kann. In 1a und 2 ist eine vollständig eingedrehte Stellung des Ausgleichselements 14 dargestellt, wohingegen in 1b das Ausgleichselement 14 herausgedreht aus dem Grundelement 12 dargestellt ist. The basic element 12 and the compensation element 14 are threaded into each other so that the compensation element 14 from the basic element 12 can be turned out. In 1a and 2 is a fully screwed position of the compensating element 14 whereas in 1b the compensation element 14 twisted out of the primitive 12 is shown.

Durch das Herausdrehen des Ausgleichselements 14 aus dem Grundelement 12 wird eine Höhe der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 in der axialen Richtung 40 vergrößert, wodurch die Toleranzausgleichsvorrichtung 10 auf einen Fügespalt zwischen zwei (nicht gezeigten) Bauteilen, z.B. einer Dachhaut und einer Dachtragstruktur angepasst werden kann. By unscrewing the compensation element 14 from the basic element 12 becomes a height of the tolerance compensation device 10 in the axial direction 40 increased, causing the tolerance compensation device 10 can be adapted to a joint gap between two (not shown) components, such as a roof skin and a roof support structure.

Das Grundelement 12 ist drehfest mit einem Befestigungselement 16 verbunden, beispielsweise verklebt und/oder verrastet. Das Befestigungselement 16 umfasst einen sich rechtwinklig zur axialen Richtung 40 orientierten plattenförmigen Tragabschnitt 20 mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Befestigungselements 16 aus dem Tragabschnitt 20 hervorgehenden Auflagefortsätzen 22, welche sich in der Ebene des Tragabschnitts 20 erstrecken, sowie mit vier Vormontageklipsen 18, welche in Eckbereichen des Tragabschnitts 20 angeordnet sind und sich aus diesem hervorgehend im Wesentlichen in der axialen Richtung 40 nach unten zu dem Ausgleichselement 14 erstrecken. The basic element 12 is rotatable with a fastener 16 connected, for example glued and / or locked. The fastener 16 includes a right angle to the axial direction 40 oriented plate-shaped support section 20 with two on opposite sides of the fastener 16 from the support section 20 resulting support processes 22 , which are in the plane of the support section 20 extend as well as with four preassembly clips 18 , which in corner regions of the support section 20 are arranged and emerging therefrom substantially in the axial direction 40 down to the compensation element 14 extend.

Das Ausgleichselement 14 umfasst an seinem, dem Grundelement 12 abgewandten Ende, eine Lagerfläche 24, welche in 3 genauer gezeigt ist. Die Oberfläche der Lagerfläche 24 ist sphärisch ausgebildet.The compensation element 14 includes at its, the basic element 12 opposite end, a storage area 24 , what a 3 is shown in more detail. The surface of the storage area 24 is spherical.

An dem Ausgleichselement 14 ist ein Winkelausgleichselement 26 beweglich gelagert, welches ringförmig ausgebildet ist. Das Winkelausgleichselement 26 umfasst dazu eine sphärische Oberfläche 28 (4), die an die Lagerfläche 24 angepasst ist. Dies bedeutet, dass der der Lagerfläche 24 und der sphärischen Oberfläche 28 zugrundeliegende Radius im Wesentlichen identisch ist. At the compensation element 14 is an angle compensation element 26 movably mounted, which is annular. The angle compensation element 26 includes a spherical surface 28 ( 4 ), attached to the storage area 24 is adjusted. This means that of the storage area 24 and the spherical surface 28 underlying radius is essentially identical.

Die sphärische Oberfläche 28 kommt, wie in 1 und 2 dargestellt, an der Lagerfläche 24 des Ausgleichselements 14 zu liegen. Aufgrund der aneinander angepassten Radien der sphärischen Oberfläche 28 und der Lagerfläche 24 liegt das Winkelausgleichselement 14 vollflächig an dem Ausgleichselement 14 an.The spherical surface 28 comes, as in 1 and 2 shown on the storage area 24 of the compensation element 14 to lie. Due to the matched radii of the spherical surface 28 and the storage area 24 is the angle compensation element 14 over the entire surface of the compensation element 14 at.

Das Winkelausgleichselement 26 (1) ist durch einen Führungsring 30 an dem Ausgleichselement 14 gesichert. Der Führungsring 30 weist, wie 6 zeigt, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Rasthaken 31 auf, mit welchen der Führungsring 30 an dem Ausgleichselement 14 verrastet wird. Die Rasthaken 31 gehen in eine Befestigungsfläche 32a über, an welcher das Winkelausgleichselement 26 anliegt. The angle compensation element 26 ( 1 ) is through a guide ring 30 on the compensating element 14 secured. The guide ring 30 shows how 6 shows circumferentially arranged latching hooks arranged 31 on, with which the guide ring 30 on the compensating element 14 is locked. The locking hooks 31 go into a mounting surface 32a over, at which the angle compensation element 26 is applied.

Die Befestigungsfläche 32a des Führungsrings 30 ist entsprechend einer Befestigungsfläche 32b des Winkelausgleichselements 26 konisch geformt. Die aneinander angepassten Befestigungsflächen 32a, 32b sorgen für eine sichere Befestigung des Winkelausgleichselements 26 an dem Ausgleichselement 14 und ermöglichen gleichzeitig eine Bewegung des Winkelausgleichselements 26 quer zu der axialen Richtung 40, bei der das Winkelausgleichselement 26 entlang der Befestigungsflächen 32 sowie der Lagerfläche 24 und der sphärischen Oberfläche 28 verschoben wird. Durch eine Bewegung des Winkelausgleichselements 26 quer zu der axialen Richtung 40 ändert sich der Winkel des Winkelausgleichselements 26 mit der axialen Richtung 40, das Winkelausgleichselement 26 wird also zu der axialen Richtung 40 verkippt.The mounting surface 32a of the guide ring 30 is according to a mounting surface 32b of the angle compensation element 26 conically shaped. The matching mounting surfaces 32a . 32b ensure a secure attachment of the angle compensation element 26 on the compensating element 14 and allow simultaneous movement of the angle compensation element 26 transverse to the axial direction 40 in which the angle compensation element 26 along the attachment surfaces 32 as well as the storage area 24 and the spherical surface 28 is moved. By a movement of the angle compensation element 26 transverse to the axial direction 40 the angle of the angle compensation element changes 26 with the axial direction 40 , the angle compensation element 26 thus becomes the axial direction 40 tilted.

In dem Ausgleichselement 14 ist ferner ein Federelement 33 angeordnet, welches die Grundform eines geschlitzten Ringes aufweist und in 5 genauer dargestellt ist. Das Federelement 33 steht in Reibeingriff mit dem Ausgleichselement 14, so dass es sich nur schwer relativ zu dem Ausgleichselement 14 verdrehen lässt. Grundsätzlich könnte das Federelement 33 auch mit dem Ausgleichselement 14 verklebt und/oder verrastet sein. In the compensation element 14 is also a spring element 33 arranged, which has the basic shape of a slotted ring and in 5 is shown in more detail. The spring element 33 is in frictional engagement with the compensation element 14 so that it is difficult relative to the compensation element 14 twisting. Basically, the spring element could 33 also with the compensation element 14 glued and / or locked.

Das Federelement 33 ist aus einem elastisch verformbaren Kunststoff oder aus einem Federstahl gebildet und weist drei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete und radial nach innen vorstehende Federlaschen 34 auf. Außerdem umfasst das Federelement 33 eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Zunge 36 und eine zur Aufnahme der Zunge 36 vorgesehene Aussparung 38, damit sich das Federelement 33 zum Einsetzen in das Ausgleichselement 14 zusammendrücken lässt. The spring element 33 is formed of an elastically deformable plastic or spring steel and has three circumferentially distributed and radially inwardly projecting spring tabs 34 on. In addition, the spring element comprises 33 a circumferentially extending tongue 36 and one for receiving the tongue 36 provided recess 38 to allow the spring element 33 for insertion into the compensating element 14 can be squeezed.

Bei einem beispielhaften Montageprozess wird die Toleranzausgleichsvorrichtung 10 mittels eines nicht dargestellten Montagedorns zunächst in die Dachhaut eines Kraftfahrzeugs, an welchem eine Dachreling montiert werden soll, eingesetzt. Der Montagedorn ist hierzu von oben her in den axialen Durchgang der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 eingesteckt und steht mit den Federlaschen 34 des Federelements 33 in Eingriff. In an exemplary assembly process, the tolerance compensation device becomes 10 by means of a mounting mandrel, not shown, first in the roof of a motor vehicle to which a roof rail to be mounted, used. The mounting mandrel is for this purpose from above into the axial passage of the tolerance compensation device 10 plugged in and stands with the spring tabs 34 of the spring element 33 engaged.

Damit die Vormontageklipse 18 in der Dachhaut einrasten können, sind die Vormontageklipse 18 mit Rastvorsprüngen 42 versehen, die einen Abstand in der axialen Richtung 40 zu den Unterseiten des Tragabschnitts 20 und der Auflagefortsätze 22 aufweisen, welcher allenfalls geringfügig mehr als der Dicke der Dachhaut entspricht.So the pre-assembly clips 18 can snap into the roof, are the Vormontageklipse 18 with locking projections 42 provided a distance in the axial direction 40 to the bottoms of the support section 20 and the support extensions 22 have, which corresponds at best slightly more than the thickness of the roof skin.

Zur Aufnahme der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 weist die Dachhaut eine entsprechende Aussparung auf, die so ausgebildet ist, dass zumindest die Auflagefortsätze 22 im vormontierten Zustand der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 auf einer Oberseite der Dachhaut aufliegen, während die Rastvorsprünge 42 der Vormontageklipse 18 eine Unterseite der Dachhaut hintergreifen und sich das Grundelement 12 und das Ausgleichselement 14 durch die Dachhaut hindurch erstrecken. For holding the tolerance compensation device 10 the roof skin has a corresponding recess, which is formed so that at least the support extensions 22 in the preassembled state of the tolerance compensation device 10 rest on top of the roof skin while the latching projections 42 the pre-assembly clips 18 a bottom of the roof covering and the base element 12 and the compensation element 14 extend through the roof skin.

Anschließend wird das Ausgleichselement 14 durch eine entsprechende Verdrehung des Montagedorns aus dem Grundteil 12 herausgedreht, bis das Winkelausgleichselement 26 mit einer unter der Dachhaut gelegenen Dachtragstruktur in Kontakt gerät und der Fügespalt zwischen Dachhaut und Dachtragstruktur ausgeglichen ist. Subsequently, the compensation element 14 by a corresponding rotation of the mounting mandrel from the base 12 unscrewed until the angle compensation element 26 with a located under the roof skin roof support structure in contact and the joint gap between the roof skin and roof support structure is balanced.

Verlaufen die Dachhaut und die Dachtragstruktur nicht exakt planparallel, sondern unter einem gewissen Winkel zueinander, wird das Winkelausgleichselement 26 beim Kontaktieren der Dachtragstruktur verkippt, um diesen Winkel zumindest teilweise auszugleichen und eine unerwünschte Verspannung und/oder Verformung der Dachhaut zu verhindern. Genauer gesagt wird das Winkelausgleichselement 26 entlang der Lagerfläche 24 relativ zu dem Ausgleichselement 14 verschoben, um möglichst ganzflächig an der Dachtragstruktur anzuliegen, d.h. die Ebene des ringförmigen Winkelausgleichselements 26 verkippt bezüglich der axialen Richtung 40, wobei die maximale Verkippung des Winkelausgleichselements 26 durch den Führungsring 30 begrenzt ist. Je nach Ausgestaltung von Winkelausgleichselement 26 und Führungsring 30 kann eine Verkippung des Winkelausgleichselements 26 beispielsweise um bis zu +/–3° oder mehr möglich sein. If the roof skin and the roof support structure do not run exactly plane-parallel, but at a certain angle to each other, the angle compensation element becomes 26 tilted when contacting the roof support structure to at least partially compensate for this angle and to prevent unwanted distortion and / or deformation of the roof skin. More specifically, the angle compensation element 26 along the storage area 24 relative to the compensating element 14 shifted so as to lie as fully as possible on the roof support structure, ie the plane of the annular angle compensation element 26 tilted with respect to the axial direction 40 , where the maximum tilt of the angle compensation element 26 through the guide ring 30 is limited. Depending on the design of angle compensation element 26 and guide ring 30 can tilt the angle compensation element 26 for example, by up to +/- 3 ° or more possible.

Ist das Ausgleichselement 14 ausreichend weit aus dem Grundelement 12 herausgedreht, heben sich die Auflagefortsätze 22 von der Oberseite der Dachhaut ab und die Rastvorsprünge 42 kommen an der Unterseite der Dachhaut zur Anlage. Sobald das Reibmoment zwischen dem Winkelausgleichselement 26 und der Dachtragstruktur größer wird als das Reibmoment zwischen dem Montagedorn und den Federlaschen 34 des Federelement 33 ist der Ausgleichsprozess, d.h. das Herausdrehen des Ausgleichselements 14 aus dem Grundelement 12, beendet.Is the compensation element 14 sufficiently far from the basic element 12 unscrewed, the support extensions lift 22 from the top of the roof skin and the locking projections 42 come to the bottom of the roof skin to the plant. Once the friction torque between the angle compensation element 26 and the roof support structure is greater than the friction torque between the mounting mandrel and the spring tabs 34 of the spring element 33 is the compensation process, ie the unscrewing of the compensation element 14 from the basic element 12 , completed.

Abschließend wird die Dachreling auf die Dachhaut aufgesetzt und mittels eines nicht gezeigten Verschraubungselements an der Dachtragstruktur verschraubt, welches von unten durch den axialen Durchgang der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 hindurchgeführt wird. Dabei bilden der Führungsring 30 und die Federlaschen 34 eine Führung für das Verschraubungselement beim Einführen bzw. Durchführen des Verschraubungselements in bzw. durch die Toleranzausgleichsvorrichtung 10. Bei dem Verschraubungselement kann es sich beispielsweise um eine Schraube oder einen Stehbolzen handeln.Finally, the roof rail is placed on the roof and screwed by means not shown Verschraubungselements on the roof support structure, which from below through the axial passage of the tolerance compensation device 10 is passed. This form the guide ring 30 and the spring tabs 34 a guide for the screwing element during insertion or passage of the screwing element in or through the tolerance compensation device 10 , The screwing element may be, for example, a screw or a stud.

Der axiale Durchgang der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 weist einen minimalen Durchmesser auf, der um so viel größer ist als der maximale Außendurchmesser des Verschraubungselements, dass das Verschraubungselement in der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 ausreichend Spiel hat, um bei einer Verkippung des Winkelausgleichselements 26 seinerseits von der axialen Ausrichtung abzuweichen und um einen gewissen Winkel relativ zu dem Grundelement 12 und dem Ausgleichselement 14 zu verkippen. Gleichzeitig erleichtert das Spiel des Verschraubungselements in der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 das Auffinden eines in der Dachreling vorgesehenen Mutternelements für das Verschraubungselement, wodurch sich die Dachreling insgesamt einfacher montieren lässt. The axial passage of the tolerance compensation device 10 has a minimum diameter, which is so much greater than the maximum outer diameter of the Verschraubungselements that the screwing element in the tolerance compensation device 10 has enough clearance to tilt the angle compensation element 26 in turn to deviate from the axial orientation and by a certain angle relative to the base element 12 and the compensation element 14 to tilt. At the same time facilitates the play of the screwing element in the tolerance compensation device 10 finding a provided in the roof rail nut element for the screw, which can be easier to assemble the roof rail as a whole.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Toleranzausgleichsvorrichtung 10 nicht nur einen gegebenenfalls erforderlichen Winkelausgleich zwischen Dachhaut und Dachtragstruktur schafft, sondern bei nicht exakt paralleler Ausrichtung von Dachreling und Dachtragstruktur unter Umständen auch für einen Winkelausgleich zwischen Dachreling und Dachtragstruktur sorgen kann. Durch den so erreichten Winkelausgleich zwischen Dachhaut und Dachtragstruktur und/oder Dachreling und Dachtragstruktur können bei gleichzeitig optimaler Verbindung von Dachreling und Dachtragstruktur unerwünschte Verspannungen und/oder Verformungen nicht nur der Dachhaut, sondern auch der Toleranzausgleichsvorrichtung 10 vermieden oder zumindest reduziert werden. Finally, it should be noted that the tolerance compensation device 10 not only creates an optionally required angle compensation between the roof skin and roof support structure, but may also provide an angle compensation between the roof rail and roof support structure in not exactly parallel alignment of roof rails and roof support structure. By thus achieved angle compensation between the roof skin and roof support structure and / or roof rails and roof support structure can at the same time optimal connection of roof rail and roof support structure unwanted tension and / or deformation not only the roof, but also the tolerance compensation device 10 avoided or at least reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Toleranzausgleichsvorrichtung Adjusting arrangement
1212
Grundelement basic element
1414
Ausgleichselement compensation element
1616
Befestigungselement fastener
1818
Vormontageklips Vormontageklips
2020
Tragabschnitt supporting section
2222
Auflagefortsatz Edition extension
2424
Lagerfläche storage area
2626
Winkelausgleichselement Angle compensation element
2828
Oberfläche surface
3030
Führungsring guide ring
3131
Rasthaken latch hook
32a, 32b32a, 32b
Befestigungsfläche mounting surface
3333
Federelement spring element
3434
Federlasche spring shackle
3636
Fortsatz extension
3838
Aussparung recess
4040
axiale Richtung axial direction
4242
Rastvorsprung catch projection

Claims (13)

Vorrichtung (10) zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen miteinander zu verschraubenden Bauteilen, umfassend ein hohlzylindrisches Grundelement (12), welches eine axiale Richtung (40) definiert, ein mit dem Grundelement (12) in Gewindeeingriff stehendes hohlzylindrisches Ausgleichselement (14) und ein mit dem Grundelement (12) fest verbundenes Befestigungselement (16) zum Befestigen der Vorrichtung (10) an einem der Bauteile oder an einem zwischen diesen gelegenen Zwischenbauteil, gekennzeichnet durch ein beweglich gelagertes Winkelausgleichselement (26), welches bezüglich der axialen Richtung (40) verkippbar ist.Contraption ( 10 ) for compensating tolerances between components to be screwed together, comprising a hollow cylindrical basic element ( 12 ), which has an axial direction ( 40 ), one with the primitive ( 12 ) in threaded engagement hollow cylindrical compensation element ( 14 ) and one with the basic element ( 12 ) firmly connected fastener ( 16 ) for fixing the device ( 10 ) on one of the components or on an intermediate component located between them, characterized by a movably mounted angle compensation element ( 26 ), which with respect to the axial direction ( 40 ) is tiltable. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (26) ausgestaltet ist, um eine Präzession um die axiale Richtung (40) auszuführen.Contraption ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the angle compensation element ( 26 ) is designed to precess about the axial direction ( 40 ). Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (26) ringförmig ausgestaltet ist.Contraption ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the angle compensation element ( 26 ) is designed annular. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (26) eine Kugelschicht bildet.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the angle compensation element ( 26 ) forms a spherical layer. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (26) kugelflächengelagert ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the angle compensation element ( 26 ) is ball-bearing surface. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (26) an dem Ausgleichselement (14) gelagert ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the angle compensation element ( 26 ) on the compensating element ( 14 ) is stored. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (26) an dem Grundelement (12) gelagert ist.Contraption ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the angle compensation element ( 26 ) on the basic element ( 12 ) is stored. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein zweites Winkelausgleichselement (26), welches an dem jeweils anderen von Ausgleichselement (14) und Grundelement (12) gelagert ist.Contraption ( 10 ) according to claim 6 or 7, characterized by a second angle compensation element ( 26 ), which at the other of the compensation element ( 14 ) and basic element ( 12 ) is stored. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Winkelausgleichselement (26) durch einen Führungsring (30) an dem Ausgleichselement (14) bzw. dem Grundelement (12) gesichert ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the or each angle compensation element ( 26 ) by a guide ring ( 30 ) on the compensating element ( 14 ) or the basic element ( 12 ) is secured. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (30) aus Kunststoff gebildet ist.Contraption ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the guide ring ( 30 ) is made of plastic. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser von Grundelement (12), Ausgleichselement (14) und Winkelausgleichselement (26) um so viel größer ist als ein Außendurchmesser eines zur Verschraubung der Bauteile vorgesehenen Verschraubungselements, sodass die Lage des sich durch die Vorrichtung (10) hindurch erstreckenden Verschraubungselements zumindest unter einem Winkel von der axialen Richtung (40) abweichen kann, um den auch das Winkelausgleichselement (26) zu der axialen Richtung verkippen kann.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an inner diameter of the basic element ( 12 ), Compensation element ( 14 ) and angle compensation element ( 26 ) is so much larger than an outer diameter of a screwing element provided for screwing the components, so that the position of the through the device ( 10 ) extending through at least at an angle from the axial direction ( 40 ), by which the angle compensation element ( 26 ) can tilt to the axial direction. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein im Inneren des Ausgleichselements (14) drehfest mit dem Ausgleichselement (14) verbundenes Federelement (33), welches drei zumindest bereichsweise radial nach innen ragende Federlaschen (34) aufweist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by a inside of the compensating element ( 14 ) rotatably with the compensation element ( 14 ) connected spring element ( 33 ), which three at least partially radially inwardly projecting spring tabs ( 34 ) having. Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen miteinander zu verschraubenden Bauteilen, umfassend ein hohlzylindrisches Grundelement (12), welches eine axiale Richtung (40) definiert, ein mit dem Grundelement (12) in Gewindeeingriff stehendes hohlzylindrisches Ausgleichselement (14) und ein mit dem Grundelement (12) fest verbundenes Befestigungselement (16) zum Befestigen der Vorrichtung an einem der Bauteile oder an einem zwischen diesen gelegenen Zwischenbauteil, gekennzeichnet durch ein im Inneren des Ausgleichselements (14) drehfest mit dem Ausgleichselement (14) verbundenes Federelement (33), welches drei zumindest bereichsweise radial nach innen ragende Federlaschen (34) aufweist.Device for compensating tolerances between components to be screwed together, comprising a hollow cylindrical basic element ( 12 ), which has an axial direction ( 40 ), one with the primitive ( 12 ) in threaded engagement hollow cylindrical compensation element ( 14 ) and one with the basic element ( 12 ) firmly connected fastener ( 16 ) for attaching the device to one of the components or on an intermediate component located between them, characterized by an inside of the compensating element ( 14 ) rotatably with the compensation element ( 14 ) connected spring element ( 33 ), which three at least partially radially inwardly projecting spring tabs ( 34 ) having.
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