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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Fachgebiet von Ausrichtungs- und Befestigungssystemen und insbesondere auf ein elastisch mittelndes Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem.
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HINTERGRUND
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Derzeit werden Komponenten, insbesondere Fahrzeugkomponenten, wie z. B. jene, die in Kraftfahrzeugen zu finden sind, die in einem Herstellungsprozess zusammengefügt werden sollen, in Bezug aufeinander durch Ausrichtungsmerkmale gegenseitig angeordnet, die überdimensioniert und/oder unterdimensioniert sind, um einen Abstand zu schaffen, um die Komponenten relativ zueinander frei zu bewegen, um sie ohne Erzeugen einer Behinderung dazwischen auszurichten, die den Herstellungsprozess behindern würde. Ein Beispiel umfasst Zweiweg- und/oder Vierweg-Steckerausrichtungsmerkmale, typischerweise hochstehende Naben, die in entsprechenden Buchsenausrichtungsmerkmalen, typischerweise Öffnungen in Form von Löchern oder Schlitzen, aufgenommen werden. Es besteht ein Zwischenraum zwischen den Steckerausrichtungsmerkmalen und ihren jeweiligen Buchsenausrichtungsmerkmalen, der vorbestimmt ist, um erwartete Größen- und Positionsvariationstoleranzen der Stecker- und Buchsenausrichtungsmerkmale infolge von Herstellungsvarianzen (oder Fertigungsvarianzen) anzupassen. Folglich kann eine signifikante Positionsvariation zwischen den zusammengefügten ersten und zweiten Komponenten mit den vorstehend erwähnten Ausrichtungsmerkmalen auftreten, was zur Anwesenheit einer unerwünscht großen Variation in ihrer Ausrichtung, insbesondere im Hinblick auf die Lücken und den Abstand zwischen ihnen, beitragen kann. In dem Fall, in dem diese fehlausgerichteten Komponenten auch ein Teil einer anderen Anordnung sind, können sich solche Fehlausrichtungen auch auf die Funktion und/oder das ästhetische Erscheinungsbild der ganzen Anordnung auswirken. Ungeachtet dessen, ob eine solche Fehlausrichtung auf zwei Komponenten oder eine ganze Anordnung begrenzt ist, kann sie sich negativ auf die Funktion auswirken und zu einer Wahrnehmung einer schlechten Qualität führen.
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Um Komponenten auszurichten und zu befestigen, können die vorstehend erwähnten Stecker- und Buchsenausrichtungsmerkmale in Kombination mit separaten Befestigungsmerkmalen wie z. B. Muttern und Schrauben, Rastbefestigungsvorrichtungen/Einschubbefestigungsvorrichtungen, Kunststoffnieten und Rastnieten, um einige zu nennen, verwendet werden, die dazu dienen, die Komponenten aneinander zu befestigen. In einer solchen Anordnung werden die Zusammenfügungskomponenten relativ zueinander durch die Ausrichtungsmerkmale angeordnet und werden relativ zueinander durch die Befestigungsmerkmale befestigt. Die Verwendung von separaten Ausrichtungsmerkmalen und Befestigungsmerkmalen, eines für die Ausrichtung und das andere für die Befestigung, kann die Wirksamkeit von jedem an einer gegebenen Anordnung begrenzen, da die Ausrichtungsmerkmale nicht verwendet werden können, wo die Befestigungsmerkmale verwendet werden.
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Folglich kann das Fachgebiet von Ausrichtungs- und Befestigungssystemen durch Schaffen eines Ausrichtungs- und Befestigungssystems oder Ausrichtungs- und Befestigungsmechanismus, der eine genaue Vierweg-Ausrichtung und Vierweg-Befestigung von zwei Komponenten über elastische Mittelung eines rastwirkenden elastisch verformbaren Ausrichtungs- und Befestigungselements, das in einem Zusammenfügungseingriff mit einer entsprechenden Ausrichtungsöffnung angeordnet ist, sicherstellen kann, verbessert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst ein elastisch mittelndes Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem mit einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente. Die erste Komponente umfasst einen ersten Körper mit einem ersten Oberflächenabschnitt und einem zweiten Oberflächenabschnitt, wobei der erste Körper eine oder mehrere Öffnungen umfasst, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Oberflächenabschnitt erstrecken. Die zweite Komponente umfasst einen zweiten Körper mit einem ersten Oberflächenbereich und einem zweiten Oberflächenbereich, wobei der zweite Körper ein oder mehrere elastisch mittelnde Rastbauteile umfasst, die an einem des ersten und des zweiten Oberflächenbereichs vorgesehen sind. Jedes des einen oder der mehreren elastisch mittelnden Rastbauteile umfasst mehrere freitragende Rastelemente, die konfiguriert und angeordnet sind, um mit entsprechenden der einen oder der mehreren Öffnungen in Übermaß, verformbar, elastisch und zusammenfügend in Eingriff zu kommen.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verbinden einer ersten Komponente mit einer zweiten Komponente durch ein elastisch mittelndes Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem. Das Verfahren umfasst: Ausrichten einer ersten Öffnung, die an einer ersten Komponente vorgesehen ist, auf ein erstes elastisch mittelndes Rastbauteil, das an einer zweiten Komponente vorgesehen ist; einen in Übermaß erfolgenden, verformbaren, elastischen und zusammenfügenden Eingriff des ersten elastisch mittelnden Rastbauteils mit der ersten Öffnung; Ausrichten einer zweiten Öffnung, die an der ersten Komponente vorgesehen ist, auf ein zweites elastisch mittelndes Rastbauteil, das an der zweiten Komponente vorgesehen ist; und einen in Übermaß erfolgenden, verformbaren, elastischen und zusammenfügenden Eingriff des zweiten elastisch mittelnden Rastbauteils mit der zweiten Öffnung, um eine elastisch gemittelte Position der ersten Komponente relativ zur zweiten Komponente herzustellen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Details zeigen sich lediglich beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen, wobei die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
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1 eine Ansicht einer zerlegten Anordnung eines elastisch mittelnden Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem mit einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente und einem elastisch verformbaren Rastbauteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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2 eine vordere Draufsicht der Anordnung von 1, wobei die erste Komponente vollständig mit der zweiten Komponente zusammengefügt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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3 eine Querschnittsansicht des elastisch mittelnden Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystems von 2 durch Schnittlinien 3-3, wobei die erste und die zweite Komponente in einer vollständigen Eingriffsposition relativ zueinander angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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4 eine Querschnittsansicht ähnlich zu jener von 3, wobei jedoch die erste und die zweite Komponente in einer Voreingriffsposition relativ zueinander angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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5 eine Querschnittsansicht ähnlich zu jener von 4, wobei jedoch die erste und die zweite Komponente in einer Teileingriffsposition relativ zueinander angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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6 eine Querschnittsansicht ähnlich zu jener von 3, jedoch eines elastisch mittelnden Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
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7 eine isometrische perspektivische Ansicht einer Alternative eines elastisch verformbaren Rastbauteils zu dem in 1 dargestellten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht begrenzen. Die gezeigten Ausführungsformen können beispielsweise Fahrzeugplatten umfassen, aber das Ausrichtungssystem kann bei beliebigen geeigneten Komponenten verwendet werden, um eine elastische Mittelung für eine Präzisionsanordnung und Präzisionsausrichtung jeglicher Art von Zusammenfügungskomponenten und Zusammenfügungskomponentenanwendungen zu schaffen, einschließlich vieler industrieller, Verbraucherprodukt-(z. B. Verbraucherelektronik, verschiedene Geräte und dergleichen), Transport-, Energie- und Luft- und Raumfahrtanwendungen, und insbesondere einschließlich vieler anderen Typen von Fahrzeugkomponenten und Fahrzeuganwendungen, wie z. B. verschiedene innere, äußere Fahrzeugkomponenten und Fahrzeuganwendungen und Fahrzeugkomponenten und Fahrzeuganwendungen unter der Motorhaube. Selbstverständlich geben in den ganzen Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale an.
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Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff ”elastisch verformbar” auf Komponenten oder Abschnitte von Komponenten mit Komponentenmerkmalen mit Materialien mit einer im Allgemeinen elastischen Verformungseigenschaft, wobei das Material so konfiguriert ist, dass es einer elastisch reversiblen Änderung seiner Form, Größe oder beider in Ansprechen auf das Aufbringen einer Kraft unterzogen wird. Die Kraft, die die elastisch reversible oder elastische Verformung des Materials bewirkt, kann eine Zug-, Druck-, Scher-, Biege- oder Torsionskraft oder verschiedene Kombinationen dieser Kräfte umfassen. Die elastisch verformbaren Materialien können eine lineare elastische Verformung, beispielsweise die gemäß dem Hooke'schen Gesetz beschriebene, oder eine nicht-lineare elastische Verformung aufweisen.
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Die elastische Mittelung schafft eine elastische Verformung der Grenzfläche(n) zwischen zusammengefügten Komponenten, wobei die mittlere Verformung eine genaue Ausrichtung schafft, wobei die Herstellungspositionsvarianz auf Xmin minimiert wird, die durch Xmin = X√N definiert ist, wobei X die Herstellungspositionsvarianz der Anordnungsmerkmale der zusammengefügten Komponenten ist und N die Anzahl von eingesetzten Merkmalen ist. Um eine elastische Mittelung zu erhalten, ist eine elastisch verformbare Komponente so konfiguriert, dass sie mindestens ein Merkmal und seine Kontaktoberfläche(n) aufweist, die übermäßig eingeschränkt ist (sind) und einen Presssitz mit einem Zusammenfügungsmerkmal einer anderen Komponente und seiner (seinen) Kontaktoberfläche(n) schafft (schaffen). Der übermäßig eingeschränkte Zustand und der Presssitz verformen nachgiebig reversibel (elastisch) das mindestens eine Merkmal und/oder das zugehörige Merkmal oder beide Merkmale. Die elastisch reversible Art dieser Merkmale der Komponenten ermöglicht ein wiederholtes Einsetzen und Herausziehen der Komponenten, was ihre Montage und Demontage erleichtert. Die Positionsvarianz der Komponenten kann zu veränderlichen Kräften führen, die über Bereichen der Kontaktoberflächen aufgebracht werden, die übermäßig eingeschränkt sind und während des Einsetzens der Komponente unter einer Einflussbedingung in Eingriff gebracht werden. Es ist zu erkennen, dass eine einzelne eingesetzte Komponente in Bezug auf eine Länge des Umfangs der Komponente elastisch gemittelt werden kann. Die Prinzipien der elastischen Mittelung sind im Einzelnen in der im gemeinsamen Besitz stehenden, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 13/187,675 beschrieben, deren Offenbarung durch den Hinweis in ihrer Gesamtheit hier aufgenommen wird. Die vorstehend offenbarten Ausführungsformen schaffen die Fähigkeit, eine existierende Komponente, die mit den vorstehend beschriebenen elastischen Mittelungsprinzipien nicht kompatibel ist oder die mit der Aufnahme eines elastisch mittelnden Vierweg-Ausrichtungs- und Vierweg-Befestigungssystems, wie hier offenbart, weiter unterstützt werden würde, in eine Anordnung umzusetzen, die die elastische Mittelung und die damit verbundenen Vorteile erleichtert.
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Irgendein geeignetes elastisch verformbares Material kann für die Zusammenfügungskomponenten und Ausrichtungsmerkmale, die hier offenbart sind und nachstehend weiter erörtert werden, verwendet werden, insbesondere jene Materialien, die elastisch verformbar sind, wenn sie zu den hier beschriebenen Merkmalen geformt werden. Dies umfasst verschiedene Metalle, Polymere, Keramiken, anorganische Materialien oder Gläser oder Verbundstoffe von beliebigen der vorstehend erwähnten Materialien oder beliebige andere Kombinationen davon, die für einen hier offenbarten Zweck geeignet sind. Viele Verbundmaterialien werden in Erwägung gezogen, einschließlich verschiedener gefüllter Polymere, einschließlich mit Glas, Keramik, Metall und anorganischem Material gefüllten Polymeren, insbesondere mit Glas, Metall, Keramik, anorganischem Material oder mit Kohlenstofffasern gefüllten Polymeren. Eine beliebige geeignete Füllstoffmorphologie kann verwendet werden, einschließlich aller Formen und Größen von Partikeln oder Fasern. Insbesondere kann irgendein geeigneter Typ von Faser verwendet werden, einschließlich kontinuierlicher und diskontinuierlicher Fasern, gewebter und ungewebter Stoffe, Filze oder Wergen, oder einer Kombination davon. Ein beliebiges geeignetes Metall kann verwendet werden, einschließlich verschiedener Klassen und Legierungen von Stahl, Gusseisen, Aluminium, Magnesium oder Titan oder Verbundstoffe davon oder beliebige andere Kombinationen davon. Polymere können sowohl thermoplastische Polymere als auch wärmehärtende Polymere oder Verbundstoffe davon oder beliebige andere Kombinationen davon umfassen, einschließlich einer breiten Vielfalt von Copolymeren und Polymergemischen. In einer Ausführungsform ist ein bevorzugtes Kunststoffmaterial eines mit elastischen Eigenschaften, um es ohne Bruch elastisch zu verformen, wie beispielsweise ein Material mit einem Acrylnitrilbutadienstyrol-Polymer (ABS-Polymer) und insbesondere ein Polycarbonat-ABS-Polymer-Gemisch (PC/ABS). Das Material kann in irgendeiner Form vorliegen und durch irgendeinen geeigneten Prozess ausgebildet oder hergestellt werden, einschließlich geprägten oder geformten Metalls, Verbundstoff- oder anderer Platten, Schmiedeteilen, extrudierter Teile, gepresster Teile, Gussstücken oder geformter Teile und dergleichen, so dass sie die hier beschriebenen verformbaren Merkmale umfassen. Die elastisch verformbaren Ausrichtungsmerkmale und die zugehörige Komponente können in irgendeiner geeigneten Weise ausgebildet werden. Die elastisch verformbaren Merkmale und die zugehörige Komponente können beispielsweise einteilig ausgebildet werden oder sie können vollständig separat ausgebildet und anschließend aneinander befestigt werden. Wenn sie einteilig ausgebildet werden, können sie als einzelnes Teil beispielsweise von einer Kunststoffspritzgussmaschine ausgebildet werden. Wenn sie separat ausgebildet werden, können sie aus verschiedenen Materialien ausgebildet werden, um beispielsweise eine vorbestimmte elastische Ansprechcharakteristik zu schaffen. Das Material oder die Materialien können so ausgewählt werden, dass sie eine vorbestimmte elastische Ansprechcharakteristik von irgendeinem oder allen der elastisch verformbaren Ausrichtungsmerkmale, der zugehörigen Komponente oder der Zusammenfügungskomponente bereitstellen. Die vorbestimmte elastische Ansprechcharakteristik kann beispielsweise einen vorbestimmten Elastizitätsmodul umfassen.
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Wie hier verwendet, ist der Begriff Fahrzeug nicht nur auf einen Kraftwagen, einen Lastwagen, einen Van oder einen Geländewagen begrenzt, sondern umfasst irgendein selbstangetriebenes oder gezogenes Beförderungsmittel, das zum Transport einer Last geeignet ist.
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Mit Bezug auf 1 ist ein elastisch mittelndes Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem gemäß einer Ausführungsform im Allgemeinen bei 2 angegeben (hier auch als EA-System 2 bezeichnet). Das EA-System 2 umfasst eine erste Komponente 4 und eine zweite Komponente 6. Die erste Komponente 4 umfasst einen ersten Körper 9 mit einem ersten Oberflächenabschnitt 12 und einem entgegengesetzten zweiten Oberflächenabschnitt 13 mit einer Dicke ”150” dazwischen. Obwohl sie als im Wesentlichen planar dargestellt sind, können der erste und der zweite Oberflächenabschnitt 12 und 13 auch verschiedene nicht planare Elemente umfassen. Die erste Komponente 4 ist auch als eine erste Öffnung 15, eine zweite Öffnung 16, eine dritte Öffnung 17 und eine vierte Öffnung 18 umfassend gezeigt. Die Öffnungen 15–18 weisen die Form von jeweiligen Durchgängen 20–23 auf, die sich durch den ersten Körper 9 vom ersten Oberflächenabschnitt 12 zum zweiten Oberflächenabschnitt 13 erstrecken.
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In einer Ausführungsform umfasst die zweite Komponente 6 einen zweiten Körper 30 mit einem ersten Oberflächenbereich 33 und einem entgegengesetzten zweiten Oberflächenbereich 34. In einer Weise ähnlich zu der vorstehend beschriebenen können, obwohl sie als im Wesentlichen planar dargestellt sind, der erste und der zweite Oberflächenbereich 33 und 34 auch verschiedene nicht planare Elemente umfassen. Die zweite Komponente 6 umfasst auch ein erstes elastisch mittelndes Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteil 40, ein zweites elastisch mittelndes Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteil 41, ein drittes elastisch mittelndes Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteil 42 und ein viertes elastisch mittelndes Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteil 43. Die elastisch mittelnden Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteile (hier auch als EA-Rastbauteile bezeichnet) 40–43 sind so angeordnet, dass sie mit den jeweiligen Öffnungen 15–18 in Eingriff kommen.
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Obwohl 1 vier Öffnungen 15–18 und vier EA-Rastbauteile 40–43 darstellt, ist zu erkennen, dass der Schutzbereich der Erfindung nicht so begrenzt ist und auch eine beliebige Anzahl von EA-Rastbauteilen umfasst, die zum Eingriff mit einer entsprechenden Anzahl von Öffnungen angeordnet sind.
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Für Erörterungszwecke ist die Nicht-Zusammenfügungsseite der ersten Komponente 4, die in 1 sichtbar ist, mit 101 bezeichnet und die Zusammenfügungsseite der zweiten Komponente 6, die in 1 sichtbar ist, ist mit 202 bezeichnet. Die nicht sichtbaren Seiten der ersten und der zweiten Komponente 4, 6 sind von der Sicht in 1 verborgen. Für Erörterungszwecke wird eine Draufsicht des EA-Systems 2, wie von der Seite 101 der ersten Komponente 4 betrachtet, hier als vordere Draufsicht bezeichnet und eine Draufsicht des EA-Systems 4, wie von der verborgenen Seite der zweiten Komponente 6 betrachtet, wird hier als hintere Draufsicht bezeichnet.
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2 stellt eine vordere Draufsicht der Anordnung von 1 dar, wobei die erste Komponente 4 vollständig mit der zweiten Komponente 6 zusammengefügt ist und wobei die EA-Rastbauteile 40–43 vollständig mit den Öffnungen 15–18 in einer Weise in Eingriff stehen, die nun mit Bezug auf 3–5 beschrieben wird.
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Mit Bezug auf 3 umfasst jedes EA-Rastbauteil 40–43 (EA-Rastbauteil 40, das in 3 dargestellt ist) mehrere freitragende Rastelemente, wie z. B. bei 46 angegeben, die am EA-Rastbauteil 40 in 1 dargestellt sind. Wie dargestellt, erstreckt sich jedes freitragende Rastelement 46 von einem ersten Endabschnitt 48 zu einem zweiten, freitragenden Endabschnitt 49 durch einen Zwischenabschnitt 50. Der erste Endabschnitt 48 erstreckt sich direkt von der zweiten Komponente 6, so dass jedes EA-Rastbauteil 40–43 im Wesentlichen einteilig mit dem zweiten Körper 30 ausgebildet ist. Jedes freitragende Rastelement 46 umfasst auch einen Flanschbereich 52, der am zweiten Endabschnitt 49 vorgesehen ist. Der Flanschbereich 52 erstreckt sich von einem ersten Endbereich 54 zu einem zweiten Endbereich 55 durch einen Zwischenbereich/gekrümmten Bereich 57. In der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der zweite Endbereich 55 des Flanschbereichs 52 in Richtung des Zwischenabschnitts 50 des freitragenden Rastelements 46. In dieser Weise steht der zweite Endbereich 55 in Übermaß, verformbar und zusammenfügend mit dem ersten Oberflächenabschnitt 12 in Eingriff, um jedes EA-Rastbauteil 40–43 an der ersten Komponente 4 zu befestigen und insbesondere die erste Komponente 4 auf die zweite Komponente 6 auszurichten und in einer elastisch gemittelten Anordnung zu befestigen.
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Nun wird auf 4 und 5 in Kombination mit 3 Bezug genommen, wobei 4 eine Querschnittsansicht ähnlich zu jener von 3 darstellt, wobei jedoch die erste und die zweite Komponente 4, 6 in einer Voreingriffsposition relativ zueinander angeordnet sind, und 5 eine ähnliche Querschnittsansicht darstellt, wobei jedoch die erste und die zweite Komponente 4, 6 in einer Teileingriffsposition relativ zueinander angeordnet sind. Wie zu erkennen ist, wenn 3–5 in Bezug aufeinander verglichen werden, stellen 3–5 im Allgemeinen drei Stufen der Montage der ersten Komponente 4 an der zweiten Komponente 6 dar (vollständiger Eingriff, der in 3 dargestellt ist, Voreingriff, der in 4 dargestellt ist und Teileingriff, der in 5 dargestellt ist), wobei die elastisch verformbaren Eigenschaften der EA-Rastbauteile 40–43 dargestellt sind.
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In der Voreingriffsstufe der Montage und mit Bezug auf 4 umfasst eine Ausführungsform eine Anordnung, in der nicht nur der Außendurchmesser 270 des Flanschbereichs 52 größer ist als der Innendurchmesser 160 der Öffnung 15, sondern auch der Außendurchmesser 260 des Zwischenabschnitts 50 größer ist als der Innendurchmesser 160 der Öffnung 15 für einen nachstehend weiter erläuterten Zweck.
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Wenn die erste und die zweite Komponente 4, 6 miteinander in Eingriff kommen, und mit Bezug auf 5 verformen sich die Flanschbereiche 52 durch die Form des gekrümmten Bereichs 57 jedes Flanschbereichs 52 unterstützt, der gegen eine Abschrägung 19 wirkt, die im zweiten Oberflächenabschnitt 13 der ersten Komponente 4 ausgebildet ist, elastisch nach innen, so dass das EA-Rastbauteil 40 die Öffnung 15 freigeben und durch diese hindurchtreten kann.
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In der Stufe des vollständigem Eingriffs der Montage und mit Rückbezug auf 3 schnappen die Flanschbereiche 52 nach außen, wenn sie durch die Öffnung 15 hindurchtreten.
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In einer solchen Anordnung, in der die Abmessung ”270” > ”260” > ”160”, verformen sich die Flanschbereiche 52 der freitragenden Rastelemente 46 jedes EA-Rastbauteils 40 elastisch nach innen, damit das EA-Rastbauteil 40 die Öffnung 15 freigibt und durch diese hindurchtritt, und sie schnappen dann zurück nach außen, wenn das EA-Rastbauteil 40 durch die Öffnung 15 hindurchgetreten ist, aber nicht vollständig zurück in ihre ursprüngliche Voreingriffsposition, da die Flanschbereiche 52 geringfügig gegen den Innendurchmesser 160 der Öffnung 15 vorgespannt bleiben, was zu einem elastisch mittelnden Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem 10 führt, wenn mehrere EA-Rastbauteile 40 und entsprechende Öffnungen 15 verwendet werden, wie in 1 dargestellt.
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Aus dem Vorangehenden ist zu erkennen, dass die erste Komponente 4 und die zweite Komponente 6 zum Eingriff miteinander konfiguriert sind, wenn ein oberer gerollter Abschnitt (Flanschbereich 52) des EA-Rastbauteils 40–43 sich in eine jeweilige Öffnung 15–18 in der ersten Komponente 4 biegt und dann über einer Kante derselben einrastet.
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Außerdem umfasst eine Ausführungsform eine Anordnung, in der die Öffnung 280 zwischen dem ersten Oberflächenbereich 33 der zweiten Komponente 6 und dem zweiten Endbereich 55 des Flanschbereichs 52 geringer ist als die Dicke 150 der ersten Komponente 4 (siehe beispielsweise 1 und 4), wodurch sich eine Klemmwirkung zwischen der ersten und der zweiten Komponente 4, 6 ergibt, wenn sie elastisch ausgerichtet und aneinander befestigt werden.
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Nun wird auf 6 Bezug genommen, die ein EA-System 72 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung darstellt. Das EA-System 72 umfasst eine erste Komponente 74 und eine zweite Komponente 76. Wie nachstehend genauer erörtert wird, sind die erste Komponente 74 und die zweite Komponente 76 so konfiguriert und angeordnet, dass sie in Übermaß, verformbar, elastisch und zusammenfügend in einer Einrastausrichtungs- und Einrastbefestigungsanordnung ähnlich zu der vorstehend in Verbindung mit 1–5 beschriebenen miteinander in Eingriff kommen. Die erste Komponente 74 umfasst einen ersten Körper 79 mit einem ersten Oberflächenabschnitt 82 und einem entgegengesetzten zweiten Oberflächenabschnitt 83. Obwohl sie als im Wesentlichen planar gezeigt sind, können der erste und der zweite Oberflächenabschnitt 82 und 83 auch verschiedene nicht planare Elemente umfassen. Die erste Komponente 74 ist auch als eine Öffnung 115, die zur in 1 dargestellten Öffnung 15 ähnlich ist, und ein Rückhalteelement 85, das um den Umfang der Öffnung 115 angeordnet ist, umfassend gezeigt.
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Wie in 6 dargestellt, erstreckt sich die Öffnung 115 durch den ersten Körper 79 vom ersten Oberflächenabschnitt 82 zum zweiten Oberflächenabschnitt 83. Das Rückhalteelement 85 umfasst einen oberen Rückhalteabschnitt 87, der am ersten Oberflächenabschnitt 82 vorgesehen ist, und einen Einführungsabschnitt 89, der am zweiten Oberflächenabschnitt 83 vorgesehen ist. Der Rückhalteabschnitt 87 nimmt die Form einer erhabenen Leiste (hier auch mit dem Bezugszeichen 87 bezeichnet) an, die sich um den Aufnahmeumfang des Rückhalteelements 85 am ersten Oberflächenabschnitt 82 erstreckt. Der Einführungsabschnitt 89 nimmt die Form einer geneigten oder rampenförmigen Leiste an, die hier alternativ als Abschrägung bezeichnet wird (hier auch mit dem Bezugszeichen 89 bezeichnet), die um das Rückhalteelement 85 am zweiten Oberflächenabschnitt 83 vorgesehen ist.
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In der Ausführungsform von 6 umfasst die zweite Komponente 76 einen zweiten Körper 100 mit einem ersten Oberflächenbereich 103 und einem entgegengesetzten zweiten Oberflächenbereich 104. In einer Weise ähnlich zu der vorstehend beschriebenen können, obwohl sie als im Wesentlichen planar gezeigt sind, der erste und der zweite Oberflächenbereich 103 und 104 auch verschiedene nicht planare Elemente umfassen. Die zweite Komponente 76 umfasst auch ein EA-Rastbauteil 110, das angeordnet ist, um mit dem Rückhalteabschnitt 87 des Rückhalteelements 85, das um die Öffnung 115 angeordnet ist, in Eingriff zu kommen. Angesichts des ganzen Vorangehenden ist es verständlich, dass die Anzahl von Rückhalteelementen 85 und EA-Rastbauteilen 110 größer sein kann als jeweils eines, wobei jeder Satz angeordnet ist, um in Übermaß, verformbar, elastisch und zusammenfügend in einem elastisch mittelnden Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem miteinander in Eingriff zu kommen.
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In einer Ausführungsform und immer noch mit Bezug auf 6 umfasst das EA-Rastbauteil 110 mehrere freitragende Rastelemente, von denen eines bei 116 angegeben ist. Jedes freitragende Rastelement 116 erstreckt sich von einem ersten Endabschnitt 118 zu einem zweiten freitragenden Endabschnitt 119 durch einen Zwischenabschnitt 120. Der erste Endabschnitt 118 erstreckt sich direkt von der zweiten Komponente 76, so dass das EA-Rastbauteil 110 im Wesentlichen einteilig mit dem zweiten Körper 100 ausgebildet ist. Jedes freitragende Rastelement 116 umfasst auch einen Flanschbereich 122, der am zweiten Endabschnitt 119 vorgesehen ist. Der Flanschbereich 122 erstreckt sich von einem ersten Endbereich 124 zu einem zweiten Endbereich 125. In der in 6 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der zweite Endbereich 125 des Flanschbereichs 122 in Richtung des ersten Oberflächenbereichs 82, um einen zweiten Endrückhaltebereich (hier auch mit dem Bezugszeichen 125 bezeichnet) zu bilden. In dieser Weise steht der zweite Endrückhaltebereich 125 mit dem Rückhalteabschnitt 87 des Rückhalteelements 85 in Eingriff, um das EA-Rastbauteil 110 mit dem Rückhalteelement 85 zu befestigen, wodurch die erste und die zweite Komponente 74, 76 aneinander befestigt werden. In einer Weise ähnlich zur vorstehend erörterten erleichtern die freitragenden Rastelemente 116 eine elastisch gemittelte relative Position der ersten Komponente 74 zur zweiten Komponente 76, um eine Präzisionsausrichtung der ersten Komponente 74 auf die zweite Komponente 76 zu ermöglichen.
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Nun wird auf 7 Bezug genommen, die ein EA-Rastbauteil 170 ähnlich zu jenem des in 1 und 3 dargestellten EA-Rastbauteils 40 darstellt, jedoch mit länglichen Schlitzen 172, die parallel zur Mittelachse 174 des EA-Rastbauteils 170 orientiert sind. Das EA-Rastbauteil 170 funktioniert in einer ähnlichen Weise wie das vorstehend erörterte EA-Rastbauteil 40, jedoch mit einem zusätzlichen Grad an elastisch verformbarer Flexibilität in den freitragenden Rastelementen 176 (ähnlich zu den in 3 dargestellten freitragenden Rastelementen 46). In einer Ausführungsform können sich die länglichen Schlitze 172 auf der ganzen Länge des EA-Rastbauteils 170 für zusätzliche Flexibilität in den freitragenden Rastelementen 176 erstrecken.
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In einer Ausführungsform kann das EA-System 2 ein oder mehrere EA-Rastbauteile 40, 110 und/oder 170 verwenden.
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In der im gemeinsamen Besitz stehenden gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der Anwaltsregisternr.: P022550-GMVE-DPH, deren Offenbarung durch den Hinweis in ihrer Gesamtheit hier aufgenommen wird, ist eine elastisch verformbare Öffnung dargestellt und beschrieben, die anstelle von einer oder mehreren Öffnungen 15–18 verwendet werden könnte. Unter Verwendung einer solchen elastisch verformbaren Öffnung mit einem elastisch verformbaren EA-Rastbauteil 40, 110 und/oder 170 ergibt sich ein elastisch nachgiebigeres EA-System 2.
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Angesichts von Allem, das hier offenbart und dargestellt ist, in Kombination mit anderen elastisch mittelnden Ausrichtungselementen und/oder Ausrichtungsöffnungen, wie in der im gemeinsamen Besitz stehenden gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 13/187,675 und in der im gemeinsamen Besitz stehenden gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der Anwaltsregisternr.: P022550-GMVE-DPH offenbart, ist beispielsweise zu erkennen, dass der Schutzbereich der Erfindung nicht auf die Verwendung des hier offenbarten elastisch verformbaren Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteils 40 an sich begrenzt ist, sondern die Verwendung eines elastisch verformbaren Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteils 40 in Kombination mit anderen elastisch mittelnden Ausrichtungsmerkmalen, Stecker oder Buchse, umfasst. Unter Verwendung von einem oder mehreren elastisch verformbaren Ausrichtungs- und Befestigungsrastbauteilen 40 mit oder ohne andere elastisch mittelnde Ausrichtungsöffnungen kann sich eine zusätzliche Präzision in der Ausrichtung der ersten und der zweiten Komponente 100, 200 ergeben.
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An diesem Punkt sollte verständlich sein, dass die hier dargestellten Beispielausführungsformen ein elastisch mittelndes Rastbauteil-Ausrichtungs- und Rastbauteil-Befestigungssystem beschreiben, das nicht nur eine Einrastverbindung zwischen Zusammenfügungsteilen erleichtert, sondern auch Positionsunregelmäßigkeiten zwischen den Zusammenfügungsteilen ausgleicht. Insbesondere umfassen die EA-Rastbauteile elastisch mittelnde Bauteile, die die Form von freitragenden Rastelementen annehmen, die eine zusätzliche Bewegung ermöglichen, um irgendwelche Fehlausrichtungen zwischen zwei oder mehr Zusammenfügungsteilen auszugleichen, was eine überlegene Ausrichtung und Qualität ermöglichen. Es sollte auch verständlich sein, dass die hier beschriebene erste und zweite Komponente aus einer Vielfalt von Kunststoffen, Metall (einschließlich Metallblech) sowie verschiedenen Verbundmaterialien ausgebildet sein können. Ferner sollte verständlich sein, dass das EA-System verwendet werden kann, um unterschiedliche Materialien zu verbinden. Das EA-System kann beispielsweise verwendet werden, um ein Kunststoffbauteil mit einem aus Metall ausgebildeten Bauteil zu verbinden.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Elemente davon gegen Äquivalente ausgetauscht werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzbereich abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen begrenzt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, die in den Schutzbereich der Anmeldung fallen.
