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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Befestigungsanordnung für das lagerichtige Befestigen einer Komponente an einem Strukturteil eines Kraftfahrzeuges.
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Eine an einem Strukturteil eines Kraftfahrzeuges zu befestigende Komponente ist beispielsweise ein Gerät, beispielsweise ein Head-up-Display, ohne dass die vorliegende Erfindung hierauf beschränkt ist. Ein Strukturteil eines Kraftfahrzeuges, an dem die Komponente zu befestigen ist, ist beispielsweise ein Querträger, en Querträgerteil bzw. ein an dem Querträger befestigter Halter, ohne dass die vorliegende Erfindung hierauf beschränkt ist. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung anhand des Beispiels des Befestigens eines Head-up-Displays an einem Querträger, einem Querträgerteil bzw. an einem an dem Querträger befestigten Halter beschrieben.
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Der Querträger eines Kraftfahrzeuges befindet sich zwischen den beiden A-Säulen unterhalb der Windschutzscheibe und dient als Stabilisierungsteil der Kraftfahrzeugkarosserie sowie zur Befestigung der Lenksäule, des Armaturenbrettes bzw. weiterer Komponenten, wie beispielsweise eines Head-up-Displays.
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Ein im Kraftfahrzeugbau auftretendes Problem besteht darin, dass Strukturteile wie der Querträger nach deren Herstellung mit Fertigungstoleranzen behaftet sind, die beispielsweise Folge von Schweißverzügen sind. Solche Fertigungstoleranzen eines Strukturteils führen dazu, dass eine an dem Strukturteil zu befestigende Komponente nicht mit hinreichender Genauigkeit lagerichtig an dem Strukturteil befestigt werden kann. Im Fall, dass die zu befestigende Komponente ein Head-up-Display ist, ist die lagerichtige Befestigung des Head-up-Displays am Querträger essenziell. Da das Head-up-Display ein optisches Gerät ist, mit dem Fahrzeugparameter, wie beispielsweise die momentan gefahrene Geschwindigkeit, auf die Windschutzscheibe projiziert und aufgrund von Reflexionen an der Windschutzscheibe vom Fahrer abgelesen werden können, ist die lagerichtige Position des Head-up-Displays besonders wichtig. Bei einer nicht korrekten Ausrichtung und Positionierung des Head-up-Displays kann es vorkommen, dass die Fahrzeugparameter nicht auf die richtige Stelle oder unter dem richtigen Winkel auf die Windschutzscheibe projiziert werden, so dass sie nicht im Gesichtsfeld des Fahrers liegen und der Fahrer somit die Fahrzeugparameter nicht ablesen kann, oder dass die Fahrzeugparameter verzerrt dargestellt werden.
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Derzeit werden Fertigungsungenauigkeiten bei der Herstellung von Strukturteilen wie des Querträgers zur Erreichung des geforderten Toleranzmaßes der Querträger durch spanende Bearbeitung kompensiert. Dies hat jedoch den Nachteil, dass Späne entstehen und das Strukturteil wie der Querträger erheblichen Spannungen ausgesetzt wird. Außerdem ist eine derartige spanende Nachbearbeitung des hergestellten Strukturteils mit zusätzlichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden.
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In dem Dokument
EP 2 420 433 A1 sind ein Verfahren und eine Befestigungsanordnung zum lagerichtigen Befestigen einer Komponente an einem Strukturteil eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei ein Toleranzausgleichsteil mittels eines Klebstoffes oder mittels Ultraschallschweißen relativ zum Strukturteil lagerichtig positioniert wird. Die zu befestigende Komponente wird dann an dem Toleranzausgleichsteil befestigt. Bei dieser Vorgehensweise werden Fertigungstoleranzen am Querträger durch Einstellen der Klebstoffschichtdicke bzw. der beim Ultraschallschweißen entstehenden Kunststoffschichtdicke kompensiert. Bei diesem Verfahren ist somit eine spanende Nachbearbeitung des Strukturteils nicht erforderlich. Dennoch hat dieses bekannte Verfahren den Nachteil, dass es kostenintensiv ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Verfahren gegenüber Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit empfindlich ist. Außerdem ist es erforderlich, dass die Fügestellen zwischen dem Toleranzausgleichsteil und dem Strukturteil, die mit Klebstoff oder flüssigem Kunststoff beaufschlagt werden müssen, sauber und vor allem fettfrei sind, um eine sichere Anhaftung des Toleranzausgleichsteils am Strukturteil zu gewährleisten. Entsprechend müssen die Fügestellen gereinigt und insbesondere entfettet werden, was wiederum mit Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist. Die Prozesssicherheit dieses bekannten Verfahrens ist daher nicht ohne zusätzlichen Aufwand gewährleistet.
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In dem Dokument
EP 1 094 230 A2 ist eine Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Head-up-Displays in einem Flugzeugcockpit beschrieben, bei der ein erstes Teil unmittelbar an einem Strukturteil des Flugzeugrahmens durch Schraubmittel befestigt wird. Das erste Teil weist eine dosenförmige Aufnahme auf, in die ein zweites schaftförmiges Teil eingesetzt wird, wobei die dosenförmige Aufnahme und der Schaft eine Art Kugelgelenkverbindung darstellen. Nach Ausrichten des zweiten Teils in der richtigen Lage wird der verbleibende Raum zwischen dem Schaft und der Aufnahme mit einem Klebstoff gefüllt, wobei nach dem Aushärten des Klebstoffs das zweite Teil am ersten Teil festgelegt ist. Auch diese Befestigungsanordnung und das entsprechende Verfahren zum Herstellen dieser Befestigungsanordnung sind ebenfalls arbeits- und kostenaufwendig.
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DE 10 2006 024 056 A1 offenbart eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Bauteils an einer Stützwand eines Kraftfahrzeugs. Die Befestigungsvorrichtung weist ein Gewindeelement auf, das mit der Stützwand verbunden ist und ein Gewinde aufweist, in das zur Befestigung des Bauteils an der Stützwand eine Gewindeschraube einschraubbar ist. Ein ein- oder mehrteiliges Stützteil ist einerseits mit einem Umfangsbereich des Gewindeelements oder mit dem Stirnbereich des Gewindeelements verbunden, der von der Stützwand abgewandt ist, und ist andererseits mit einem Bereich der Stützwand oder einer ortsfesten Wand verbunden. Die Befestigungsvorrichtung weist ein U-förmiges Oberteil und ein U-förmiges Unterteil auf.
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DE 100 07 046 A1 offenbart ein Verbindungselement für ein Formteil zur Kopplung mit einem Anbauteil. Das Verbindungselement umfasst einen flügelartig ausgebildeten Versteifungskörper mit einander gegenüberliegenden Befestigungsflanschen zur seitlichen Abstützung gegen Wandabschnitte des Formteils und mit einem die Befestigungsflansche verbindenden Überbrückungsabschnitt. Hierbei sind die Befestigungsflansche mit Schweißflächen zum Anschweißen an das Formteil ausgebildet. Weiterhin ist an dem Überbrückungsabschnitt ein Gewindeabschnitt vorgesehen. Hierdurch soll eine Verbindungsmöglichkeit für die lösbare Kopplung eines Formteils mit einem insbesondere schweren Anbauteil geschaffen werden. Im Bereich des Verbindungselementes wird eine lokale Festigkeitssteigerung erzielt und damit die Neigung zur Rissbildung verringert.
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US 2012/0275845 A1 offenbart ein Befestigungssystem zum Anbringen einer Hitzeschutzkachel auf eine Unterstruktur eines Raumfahrzeugs. Das System weist eine Pfostenanordnung auf, die zum Verbinden der Kachel mit der Unterstruktur ausgebildet ist. Die Pfostenanordnung ermöglicht eine relative Schiebebewegung zwischen der Kachel und der Unterstruktur entlang einer Ebene, die im Allgemeinen parallel zu der Kachel ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Befestigungsanordnung für das lagerichtige Befestigen einer Komponente an einem Strukturteil eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, das kostengünstig ist und ohne erhöhten Aufwand prozesssicher ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Befestigungsanordnung für das lagerichtige Befestigen einer Komponente an einem Strukturteil eines Kraftfahrzeuges gelöst, mit den Schritten:
- Bereitstellen des Strukturteils;
- Bereitstellen eines ersten Toleranzausgleichsteils und eines zweiten Toleranzausgleichsteils;
- Positionieren des ersten Toleranzausgleichsteils bei festgehaltenem Strukturteil relativ zum Strukturteil in einer Sollposition für die spätere lagerichtige Befestigung der zu befestigenden Komponente, und Halten des ersten Toleranzausgleichsteils in der Sollposition, wobei das erste Toleranzausgleichsteil auf Lücke zum Strukturteil positioniert wird;
- Positionieren des ersten Toleranzausgleichsteils bei festgehaltenem Strukturteil relativ zum Strukturteil in einer Sollposition für die spätere lagerichtige Befestigung der zu befestigenden Komponente, und Halten des ersten Toleranzausgleichsteils in der Sollposition, wobei das erste Toleranzausgleichsteil auf Lücke zum Strukturteil positioniert wird;
- Einfügen des zweiten Toleranzausgleichsteils, während das erste Toleranzausgleichsteil in der Sollposition gehalten wird, zwischen das erste Toleranzausgleichsteil und das Strukturteil, wodurch die Lücke zwischen dem ersten Toleranzausgleichsteil und dem Strukturteil überbrückt wird;
- Fügen des zweiten Toleranzausgleichsteils mit dem ersten Toleranzausgleichsteil und mit dem Strukturteil.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden ein erstes Toleranzausgleichsteil und ein zweites Toleranzausgleichsteil verwendet, im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, die nur ein Toleranzausgleichsteil verwenden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das erste Toleranzausgleichsteil bei festgehaltenem Strukturteil relativ zum Strukturteil in einer Sollposition für die spätere lagerichtige Befestigung der zu befestigenden Komponente positioniert und in der Sollposition relativ zum Strukturteil gehalten. Das Positionieren und Halten des ersten Toleranzausgleichsteils kann mittels einer geeigneten Positionier- und Haltevorrichtung durchgeführt werden. Das Strukturteil kann durch Einspannen des Strukturteils in einer entsprechenden geeigneten Vorrichtung festgehalten werden. Das erste Toleranzausgleichsteil wird auf Lücke zum Strukturteil positioniert, worunter zu verstehen ist, dass das erste Toleranzausgleichsteil in der Sollposition das Strukturteil gar nicht oder nur teilweise berührt. Das erste Toleranzausgleichsteil nimmt in der Sollposition somit eine „Luftposition“ ein. Anschließend wird das zweite Toleranzausgleichsteil zwischen das erste Toleranzausgleichsteil und das Strukturteil eingefügt, vorzugsweise eingeschoben, wodurch die Lücke zwischen dem ersten Toleranzausgleichsteil und dem Strukturteil überbrückt wird. Das zweite Toleranzausgleichsteil hat beim Einfügen Freiheitsgrade relativ zum ersten Toleranzausgleichsteil, die die Fertigungstoleranzen des Strukturteils ausgleichen. Schließlich wird das zweite Toleranzausgleichsteil mit dem ersten Toleranzausgleichsteil und mit dem Strukturteil gefügt, um die Sollposition des ersten Toleranzausgleichsteils dauerhaft zu fixieren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient das Fügen nicht dem Toleranzausgleich, sondern lediglich der Endfixierung. Das Fügen kann insbesondere mit einem Prozess erfolgen, das gegenüber Umgebungseinflüssen unempfindlich ist, insbesondere mittels Schweißen. Gemäß bevorzugten Ausgestaltungen kann das erste Toleranzausgleichsteil und das zweite Toleranzausgleichsteil sowie das Strukturteil jedoch auch mittels Löten, Kleben oder Umformen miteinander gefügt werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren entfällt eine spanende Nachbearbeitung des Strukturteils zum Toleranzausgleich sowie die Schaffung von besonderer Umgebungsbedingungen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung sind somit kostengünstiger und prozesssicherer als die bekannten Verfahren und Befestigungsanordnungen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist das erste Toleranzausgleichsteil einen Abschnitt für die teilweise Auflage der zu befestigenden Komponente auf, wobei die Sollposition die Winkellage des Abschnitts um zumindest eine Achse und/oder den Abstand des Abschnitts von dem Strukturteil umfasst.
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Da das erste Toleranzausgleichsteil in der Sollposition auf Lücke zum Strukturteil positioniert wird, kann der Abschnitt des ersten Toleranzausgleichsteils mit einer für den Toleranzausgleich erforderlichen Winkel- bzw. Kipplage relativ zum Strukturteil und/oder in einem für den Toleranzausgleich erforderlichen Abstand von dem Strukturteil positioniert werden. Vorteilhafterweise kann hierdurch eine exakt lagerichtige Befestigung der zu befestigenden Komponente erreicht werden. Das zweite Toleranzausgleichsteil muss lediglich so beschaffen sein, dass es die Lücke zwischen dem ersten Toleranzausgleichsteil und dem Strukturteil überbrückt, um so eine Verbindung zwischen dem Strukturteil und dem ersten Toleranzausgleichsteil herzustellen. Demgegenüber bestehen an die relative Lage des zweiten Toleranzausgleichsteils wegen dessen vorhandener Freiheitsgrade zum ersten Toleranzausgleichsteil vor dem Fügen keine Anforderungen.
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Der vorstehend genannte Abschnitt des ersten Toleranzausgleichsteils ist auf seiner Seite für die teilweise Auflage der zu befestigenden Komponente vorzugsweise eben, wobei der Abschnitt plattenförmig sein kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das erste Toleranzausgleichsteil einen Anbindungspunkt zum Befestigen der Komponente auf, wobei die Sollposition die Lage des Anbindungspunktes in zumindest zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen umfasst.
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In dieser Ausgestaltung dient das erste Toleranzausgleichsteil außerdem unmittelbar der späteren Befestigung der Komponente an dem Strukturteil, wobei der Anbindungspunkt am ersten Toleranzausgleichsteil eine Öffnung oder ein Schraubmittel, beispielsweise eine Gewindemutter aufweisen kann. Die Komponente kann dann beispielsweise mittels einer Schraube, die durch die Öffnung im ersten Toleranzausgleichsteil durchgesteckt und mit einer Mutter gekontert wird, oder mittels einer Schraube, die in das Schraubmittel des ersten Toleranzausgleichsteils eingeschraubt wird, an dem ersten Toleranzausgleichsteil befestigt werden. Im Sinne der exakt lagerichtigen Befestigung der zu befestigenden Komponente wird der Anbindungspunkt des ersten Toleranzausgleichsteils in zumindest zwei Raumrichtungen, beispielsweise entlang einer x- und y- Achse eines kartesischen Koordinatensystems gemäß der Sollposition lagerichtig positioniert, wodurch beim Befestigen der Komponente an dem Strukturteil Nachjustierungen zur Erreichung der exakt lagerichtigen Position der Komponente entfallen.
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In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist das erste Toleranzausgleichsteil einen ersten aufgestellten Rand auf, der in der Sollposition zum Strukturteil hin zeigt, und wobei das zweite Toleranzausgleichsteil einen zweiten aufgestellten Rand aufweist, wobei das zweite Toleranzausgleichsteil so zwischen das erste Toleranzausgleichsteil und das Strukturteil eingefügt wird bzw. ist, dass der zweite aufgestellte Rand des zweiten Toleranzausgleichsteils dem ersten aufgestellten Rand zugewandt und mit diesem zumindest teilweise überlappend angeordnet ist, und wobei der erste aufgestellte Rand mit dem zweiten aufgestellten Rand gefügt wird bzw. ist.
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Die Ausgestaltung des ersten und zweiten Toleranzausgleichsteils mit jeweils aufgestelltem Rand, beispielsweise als Platten mit aufgestellten Rändern, hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung der Toleranzausgleichsteile. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das zweite Toleranzausgleichsteil mit sehr geringem Handhabungsaufwand zwischen das erste Toleranzausgleichsteil und das Strukturteil eingefügt werden kann, indem dieses nämlich mit seinem aufgestellten Rand von der Seite her eingeschoben wird. Die einander zugewandten aufgestellten Ränder des ersten und des zweiten Toleranzausgleichsteils sorgen dann für die Überbrückung der Lücke zwischen dem ersten Toleranzausgleichsteil und dem Strukturteil, indem die Ränder des zweiten Toleranzausgleichsteils und des ersten Toleranzausgleichsteils einander zumindest teilweise überlappen, so dass die beiderseitigen Ränder dann aneinander gefügt werden können.
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In einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung sind das erste Toleranzausgleichsteil U-förmig und das zweite Toleranzausgleichsteil U-förmig ausgebildet sind, wobei der erste aufgestellte Rand erste Schenkel und der zweite aufgestellte Rand zweite Schenkel aufweist, wobei die ersten Schenkel mit den zweiten Schenkeln verschachtelt angeordnet werden.
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Vorzugsweise weisen die Schenkel des ersten Toleranzausgleichsteils einen kleineren Abstand voneinander auf als die Schenkel des zweiten Toleranzausgleichsteils.
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Bei dieser Ausgestaltung liegen die Schenkel des zweiten Toleranzausgleichsteils außenseitig an den Schenkeln des ersten Toleranzausgleichsteils an, wenn das zweite Toleranzausgleichsteil eingefügt ist. Hieraus ergibt sich zum einen der Vorteil, dass die Fügestellen zwischen dem ersten und zweiten Toleranzausgleichsteil von außen leicht zugänglich sind, insbesondere für ein Schweißen, und zum anderen, dass die Schenkel des ersten Toleranzausgleichsteils außenseitig als Führflächen beim Einfügen, insbesondere Einschieben des zweiten Toleranzausgleichsteils dienen, was das Einfügen sehr einfach macht.
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Dabei kann vorzugsweise der zweite aufgestellte Rand des zweiten Toleranzausgleichsteils zumindest eine umgebogene Lasche aufweisen, die als Anschlag beim Einfügen des zweiten Toleranzausgleichsteils zwischen das erste Toleranzausgleichsteil und das Strukturteil dient.
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Hierdurch wird vorteilhafterweise vermieden, dass das zweite Toleranzausgleichsteil weder zu weit in die Lücke zwischen dem ersten Toleranzausgleichsteil und dem Strukturteil eingeschoben wird, noch zu wenig weit, weil die zumindest eine umgebogene Lasche beim Anschlagen an das erste Toleranzausgleichsteil die richtige Lage des zweiten Toleranzausgleichsteils vorgibt.
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Im Fall, dass die zu befestigende Komponente an dem Strukturteil an mehreren Anbindungsstellen befestigt werden soll, sind in einer weiter bevorzugten Ausgestaltung eine entsprechende Anzahl an ersten und zweiten Toleranzausgleichsteilen vorhanden. Die weiteren ersten Toleranzausgleichsteile werden in gleicher Weise wie oben beschrieben an anderen Anbindungsstellen in entsprechenden weiteren Sollpositionen relativ zum Strukturteil positioniert, und die weiteren zweiten Toleranzausgleichsteile werden entsprechend zwischen die weiteren ersten Toleranzausgleichsteile und das Strukturteil eingefügt, um die Lücken zwischen den weiteren ersten Toleranzausgleichsteilen und den Strukturteilen zu überbrücken, und schließlich werden die weiteren zweiten Toleranzausgleichsteile mit den weiteren ersten Toleranzausgleichsteilen und dem Strukturteil gefügt.
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Die Befestigungsanordnung kann beispielsweise drei erste und drei zweite Toleranzausgleichsteile aufweisen, die an drei voneinander beabstandeten Anbindungsstellen des Strukturteils wie oben beschrieben festgelegt werden und an jeder Anbindungsstelle einen entsprechenden Toleranzausgleich bewirken. Von Anbindungsstelle zu Anbindungsstelle am Strukturteil kann dieser Toleranzausgleichsteil unterschiedlich sein. Das Positionieren der mehreren ersten Toleranzausgleichsteile relativ zum Strukturteil in den jeweiligen Sollpositionen kann vorzugsweise gleichzeitig erfolgen, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren mit geringem Zeitaufwand durchgeführt werden kann. Hierzu können die vorhandenen ersten Toleranzausgleichsteile in einer entsprechenden gemeinsamen Positionier- und Haltevorrichtung aufgenommen, zum Strukturteil hin überführt und dort entsprechend positioniert und gehalten werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 perspektivisch eine Befestigungsanordnung für das lagerichtige Befestigen einer Komponente an einem Strukturteil eines Kraftfahrzeuges mit daran befestigter Komponente;
- 2 perspektivisch ein erstes und ein zweites Toleranzausgleichsteil der Befestigungsanordnung in 1 in Alleinstellung und voneinander getrennt;
- 3 perspektivisch ein erstes Stadium eines Verfahrens zum Herstellen der Befestigungsanordnung in 1;
- 4 perspektivisch ein weiteres Stadium des Verfahrens zum Herstellen der Befestigungsanordnung in 1; und
- 5 ein abschließendes Stadium des Verfahren zum Herstellen der Befestigungsanordnung in 1.
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In 1 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Befestigungsanordnung für das lagerichtige Befestigen einer Komponente 12 an einem Strukturteil 14 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges gezeigt.
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Die Komponente 12 ist in 1 nur schematisch angedeutet. Bei der Komponente 12 kann es sich insbesondere um ein Head-up-Display handeln.
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Das Strukturteil 14, das zur Fahrzeugkarosserie gehört, weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen ausschnittsweise dargestellten Querträger 16 und zwei an dem Querträger 16 befestigte Halter 18 und 20 auf. Im Einbauzustand des Strukturteils 14 in einem Kraftfahrzeug zeigen die beiden Halter 18 und 20 in Fahrtrichtung gesehen nach vorne.
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Die Komponente 12 ist an der Befestigungsanordnung 10 an drei Anbindungsstellen 22, 24, 26 befestigt. Dabei befinden sich die beiden Anbindungsstellen 22 und 24 an dem Halter 20, und die Anbindungsstelle 26 an dem Halter 18.
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Die Befestigungsanordnung 10 weist an der Anbindungsstelle 22 ein erstes Toleranzausgleichsteil 28 und ein zweites Toleranzausgleichsteil 30 auf. Entsprechend der beiden weiteren Anbindungsstellen 24 und 26 weist die Befestigungsanordnung 10 an der Anbindungsstelle 24 ein weiteres erstes Toleranzausgleichsteil 32 und ein weiteres zweites Toleranzausgleichsteil 34 sowie an der Anbindungsstelle 26 ein weiteres erstes Toleranzausgleichsteil 36 und ein weiteres zweites Toleranzausgleichsteil 38 auf.
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An den Anbindungsstellen 22, 24 und 26 ist die Komponente 12 durch Verschraubung befestigt, wobei dies in 1 durch eine jeweilige Schraube 40, 42 und 44 dargestellt ist. Die Schrauben 40, 42 und 44 sind dabei mit den ersten Toleranzausgleichsteilen 28, 32 und 36 verschraubt.
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In 2 sind das erste Toleranzausgleichsteil 28 und das zweite Toleranzausgleichsteil 30 der Anbindungsstelle 22 in Alleinstellung und gegenüber 1 vergrößert gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt ebenso für die weiteren ersten Toleranzausgleichsteile 32 und 36 sowie die weiteren zweiten Toleranzausgleichsteile 34 und 38 der Anbindungsstellen 24 und 26, da diese identisch zu den Toleranzausgleichsteilen 28 und 30 ausgebildet sind oder zumindest sein können.
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Gemäß 2 weist das erste Toleranzausgleichsteil 28 einen Abschnitt 46 auf, der im gezeigten Ausführungsbeispiel plattenförmig ist, und dessen oberseitige Fläche 48 eben ist. Die Fläche 48 dient als Auflagefläche für die teilweise Auflage der Komponente 12 an der Anbindungsstelle 22, wie aus 1 hervorgeht. Der Abschnitt 46 weist ein einen Anbindungspunkt 50 auf, der als Schraubmittel, insbesondere als Gewindemutter 51 mit Innengewinde 53 ausgebildet ist. Beim Befestigen der Komponente 12 wird die Schraube 40 in das Innengewinde 53 der Gewindemutter 51 eingeschraubt.
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Anstelle des Schraubmittels kann der Abschnitt 46 an der Anbindungsstelle 50 auch nur eine Öffnung aufweisen, so dass die Schraube 40 oder ein Bolzen durch diese Öffnung durchgesteckt und auf der gegenüberliegenden Seite mittels einer separaten Gewindemutter verschraubt wird.
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Der Abschnitt 46 weist des Weiteren eine Zentrierbohrung 52 auf, durch die ein Zentrierstift (nicht dargestellt) der Komponente 12 eingreifen kann.
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Das erste Toleranzausgleichsteil 28 weist des Weiteren allgemein einen ersten aufgestellten Rand 54 und 56 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies dadurch realisiert, dass das erste Toleranzausgleichsteil allgemein die Form eines U mit zwei ersten Schenkeln 54a und 56a aufweist. Die Schenkel 54a und 56a erstrecken sich senkrecht von dem Abschnitt 46 weg.
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Das zweite Toleranzausgleichsteil 30 weist einen zweiten aufgestellten Rand 60 und 62 auf, wobei dies durch eine allgemein U-förmige Ausgestaltung mit einem hier ebenfalls plattenförmigen Abschnitt 58 sowie zwei zweiten Schenkeln 60a und 62a realisiert ist. Die Schenkel 60a und 62a erstecken sich von dem plattenförmigen Abschnitt 58 senkrecht weg. Eine unterseitige Fläche 63 des Abschnitts 58 kommt gemäß 1 auf dem Halter 20 zu liegen.
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Der Abschnitt 58 weist eine Öffnung 64 auf, durch die, falls erforderlich, der Schaft der Schraube 40 durchgreifen kann, falls der Schaft der Schraube 40 eine entsprechende Länge aufweist. Die Öffnung 64 ist jedoch ohne Innengewinde ausgebildet.
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Der Abstand der beiden ersten Schenkel 54a und 56a des ersten Toleranzausgleichsteils 28 ist kleiner als der Abstand der zweiten Schenkel 60a und 62a des zweiten Toleranzausgleichsteils 30. Der Außenabstand der beiden ersten Schenkel 54a und 56a des Toleranzausgleichsteils 28 entspricht dabei etwa bzw. ist etwas kleiner als der Innenabstand der beiden zweiten Schenkel 60a und 62a des Toleranzausgleichsteils 30, so dass die ersten Schenkel 54a und 56a des ersten Toleranzausgleichsteils 28 zwischen die zweiten Schenkel 60a und 62a des zweiten Toleranzausgleichsteils 30 passen, wie in 1 gezeigt ist. Die umgekehrte Abstandsbemessung der Schenkel 54a und 56a einerseits und der Schenkel 60a und 62a andererseits ist jedoch ebenfalls denkbar. Des Weiteren könnten die Schenkel 54a und 56a außenseitig den gleichen Abstand aufweisen wie die Schenkel 60a und 62a, so dass das Toleranzausgleichsteil 28 und das Toleranzausgleichsteil 30 mit einem Versatz ineinander geschachtelt werden können, wobei sich die Schenkel 54a und 60a einerseits und die Schenkel 56a und 62a andererseits gegenseitig überlappen.
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In 2 ist mit unterbrochenen Linien gezeigt, dass der Schenkel 60a des zweiten Toleranzausgleichsteils 30 eine nach innen umgebogene Lasche 66 und/oder der zweite Schenkel 62a des Toleranzausgleichsteils 30 eine nach innen umgebogene Lasche 68 aufweisen kann, die als Anschlag gegen die Schenkel 54a und/oder 56a beim Einfügen des zweiten Toleranzausgleichsteils 30 dient bzw. dienen.
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Es versteht sich, dass auch andere Formgebungen für die Toleranzausgleichsteile 28 und 30 als die dargestellten möglich sind. So können das Toleranzausgleichsteil 28 und/oder 30 L-förmig, T-förmig, mit nicht rechteckigen Abschnitten 46 und/oder 58, mit gekrümmten aufgestellten Rändern 54, 56, 60, 62, beispielsweise in der Form von Kappen wie bei Flaschenverschlüssen, wobei die aufgestellten Ränder 54, 56 oder 60, 62 durchgehend oder wie dargestellt unterbrochen sein können.
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Mit Bezug auf 3 bis 5 wird nachfolgend ein Verfahren zum Herstellen der Befestigungsanordnung 10 beschrieben.
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3 zeigt dabei die ersten Verfahrensschritte.
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Zunächst wird das Strukturteil 14 in einer nicht dargestellten Haltevorrichtung aufgenommen und festgehalten.
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Die ersten Strukturteile 28, 32 und 36 werden in einer Positionier- und Haltevorrichtung gemeinsam aufgenommen und zum Strukturteil 14 geführt. Die Positionier- und Haltevorrichtung ist in 3 durch eine unterbrochene Linie 67 angedeutet. Die Einheit aus den drei ersten Toleranzausgleichsteilen 28, 32 und 36 wird anschließend bei weiter festgehaltenem Strukturteil 14 relativ zum Strukturteil 14 positioniert. Dabei wird jedes der Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 in einer jeweiligen Sollposition entsprechend den Anbindungsstellen 22, 24 und 26 in 1 für die spätere lagerichtige Befestigung der Komponente 12 positioniert und in dieser jeweiligen Sollposition relativ zum Strukturteil 14 gehalten. Die Sollpositionen der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 sind in 3 mit 28a, 32a und 36a bezeichnet. Die Sollpositionen 28a, 32a und 36a entsprechen mit anderen Worten genau der Lage der Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36, wie sie in 1 nach Herstellung der Befestigungsanordnung 10 gezeigt sind.
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Die ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32, 36 in den Sollpositionen 28a, 32a und 36a sind dabei auf Lücke zum Strukturteil 14, genauer gesagt zu den Haltern 18 und 20, positioniert, wie in 3 mit den Bezugszeichen 69, 71 für das erste Toleranzausgleichsteil 28 in der Sollposition 28a gezeigt ist. Die Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 können dabei jeweils als Ganzes oder nur stellenweise von den Haltern 18 und 20 auf Lücke angeordnet bzw. beabstandet sein. Wie aus 3 weiter hervorgeht, weisen die Schenkel 54a und 56a des ersten Toleranzausgleichsteils 28 (das Gleiche gilt für die Toleranzausgleichsteile 32 und 36) zu den Haltern 18 und 20 hin.
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Die mit den Bezugszeichen 28a, 32a und 36a bezeichneten jeweiligen Sollpositionen der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 sind sowohl durch die Winkellage des jeweiligen Abschnitts 46 um die x-Achse (siehe Koordinatensystem in 3) und/oder die y-Achse und/oder den Abstand des Abschnitts 46 von dem Strukturteil 14, hier genauer gesagt durch den Abstand von der jeweiligen Oberseite des Halters 18 und 20 in Richtung der z-Achse bestimmt. Des Weiteren ist die jeweilige Sollposition des jeweiligen ersten Toleranzausgleichsteils 28, 32 und 36 durch die Lage des Anbindungspunktes 50 in zumindest zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen, hier der x- und y-Achse, bestimmt.
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Gemäß einem weiteren Verfahrensstadium, das in 4 gezeigt ist, werden die ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 weiterhin in den vorbestimmten Sollpositionen 28a, 32a und 36a festgehalten. Nunmehr wird das zweite Toleranzausgleichsteil 30 zwischen das erste Toleranzausgleichsteil 28 und das Strukturteil 14, hier den Halter 20, das zweite Toleranzausgleichsteil 34 zwischen das erste Toleranzausgleichsteil 32 und das Strukturteil 14, hier den Halter 20, und das zweite Toleranzausgleichsteil 38 zwischen das erste Toleranzausgleichsteil 36 und das Strukturteil 14, hier den Halter 18, eingefügt. Das jeweilige Einfügen erfolgt dabei durch Einschieben, wie mit Pfeilen 70, 72 und 74 veranschaulicht ist. Die zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 überbrücken dabei die jeweilige Lücke 69, 71 zwischen den ersten Toleranzausgleichsteilen 28, 32 und 36 und dem Strukturteil 14. Beim Einschieben der zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34, 38 dienen die Schenkel 54a und 56a der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32, 36 als Führungen für die Schenkel 60a und 62a der zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34, 38.
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Wie aus 4 hervorgeht, werden die zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 so eingefügt, dass deren zweite Schenkel 60a und 62a den ersten Schenkeln 54 und 56 der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 zugewandt sind.
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5 zeigt den zwischen die ersten Toleranzausgleichsteile 28a, 32a und 36a und das Strukturteil 14 eingeschobenen Zustand der zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38. Wie aus 5 ebenfalls hervorgeht, sind dabei die einander zugewandten Schenkel 54a und 56a der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32, 36 und die Schenkel 60a und 62a der zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 ineinander verschachtelt und weisen einen Überlapp auf, der je nach zu kompensierender Fertigungstoleranz des Strukturteils 14 unterschiedlich ausfallen kann. Je nach zu kompensierender Fertigungstoleranz können die Schenkel 60a und 62a der zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 auch schief zu den Schenkeln 54a und 56a der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 verlaufen. Dies ist dadurch möglich, dass die zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 beim Einfügen bzw. Einschieben Freiheitsgrade relativ zu den ersten Toleranzausgleichsteilen 28, 32 und 36 besitzen.
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Beim Einfügen bzw. Einschieben der zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 können die ggf. vorgesehenen umgebogenen Laschen 66 und 68 gemäß 2 als Einschubbegrenzung bzw. Anschlag dienen, indem die umgebogenen Laschen 66 und 68 (in 5 nicht dargestellt) beim Einschieben gegen die Stirnseiten der Schenkel 54a und 56a der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 35 laufen.
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Nach dem Einfügen der zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 werden die ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 weiterhin in der oben genannten Halte- und Positioniervorrichtung festgehalten. Nunmehr werden die Sollpositionen 28a, 32a und 36a der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 dauerhaft fixiert, indem die zweiten Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 mit den Toleranzausgleichsteilen 28, 32 und 36 sowie mit dem Strukturteil 14, hier den Haltern 18, 20, gefügt werden. Das Fügen der Toleranzausgleichsteile 28 und 30, 32 und 34, 36 und 38 aneinander erfolgt dabei an den aufgestellten Rändern 54, 60 und 56, 62. Das Fügen kann mittels Schweißen, Löten, Kleben oder Umformen durchgeführt werden.
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Insbesondere kann als Fügeprozess MAG-Schweißen eingesetzt werden. In 5 sind für das erste Toleranzausgleichsteil 32 und das zweite Toleranzausgleichsteil 34 entsprechende Schweißnähte 76, 78 und 80 veranschaulicht.
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Nach dem Fügen kann nun die gesamte Befestigungsanordnung aus Strukturteil 14 und den Toleranzausgleichsteilen 28, 32, 36 sowie 30, 34 und 38 aus der jeweiligen Haltevorrichtung entnommen werden. Ungeachtet etwaiger Fertigungstoleranzen des Strukturteils 14, insbesondere der Halter 18 und 20, besitzen nun die Anbindungspunkte 50 der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 die korrekte räumliche Position für die lagerichtige Befestigung der Komponente 12 gemäß 1.
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Sofern die Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 und die Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 aus Metall gefertigt sind und eine galvanische Trennung zwischen der Komponente 12 und dem Strukturteil 14 erforderlich ist, kann eine galvanische Trennung im Bereich der Anbindungspunkte 50 und auf den oberseitigen Flächen 48 der Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 beispielsweise realisiert werden, indem dort Kunststoffelemente bzw. Kunststoffflächen ein- bzw. aufgesetzt werden.
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Sofern das Fügen der Toleranzausgleichsteile 30, 34 und 38 mit den Toleranzausgleichsteilen 28, 32 und 36 und dem Strukturteil 14 mittels Schweißen erfolgt, kann ein etwaig zu erwartender Schweißverzug bei der Bestimmung der jeweiligen Sollposition der ersten Toleranzausgleichsteile 28, 32 und 36 berücksichtigt werden.
