DE102014118196A1

DE102014118196A1 - Selbsthaltendes Ausrichtsystem zur Bereitstellung einer präzisen Ausrichtung und Halterung von Komponenten

Info

Publication number: DE102014118196A1
Application number: DE102014118196.4A
Authority: DE
Inventors: Steven E. Morris; Jennifer P. Lawall; Toure D. Lee
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-06-18
Also published as: CN104708309B; US9447806B2; US20150165609A1; CN104708309A

Abstract

Ein elastisch mittelndes selbsthaltendes Ausrichtsystem weist eine erste Komponente und eine zweite Komponente auf. Die erste Komponente weist ein erstes Ausrichtglied und ein elastisch verformbares Ausrichtelement auf, das fest in Bezug auf das erste Ausrichtglied angeordnet ist, wobei das Ausrichtelement ein Hohlrohr besitzt. Die zweite Komponente weist ein zweites Ausrichtglied und ein Ausrichtmerkmal auf, das fest in Bezug auf das zweite Ausrichtglied angeordnet ist, wobei das Ausrichtmerkmal eine Durchbrechung mit einer Mehrzahl sich einwärts erstreckender Laschen aufweist. Das elastisch verformbare Ausrichtelement ist derart konfiguriert und angeordnet, in Übermaß, verformend und fügend mit dem Ausrichtmerkmal in Eingriff zu treten. Abschnitte des elastisch verformbaren Ausrichtelements bei Einsetzen in die Ausrichtdurchbrechung verformen sich elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration, die die erste Komponente relativ zu der zweiten Komponente in zumindest zwei von vier planaren orthogonalen Richtungen ausrichtet und hält.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Technik von Ausrichtsystemen, insbesondere ein selbsthaltendes elastisch gemitteltes Ausrichtsystem und noch spezieller ein selbsthaltendes Ausrichtsystem zur elastischen Mittelung, das eine Zweiwege- und/oder Vierwegeausrichtung zwischen einem Blechstanzstück und einer Kunststoffkomponente bereitstellt.
HINTERGRUND
Gegenwärtig werden Komponenten, insbesondere Fahrzeugkomponenten wie zum Beispiel jene, die man in Kraftfahrzeugen findet, welche in einem Fertigungsprozess zusammengefügt werden sollen, in Bezug aufeinander durch Ausrichtmerkmale gegenseitig angeordnet, die Übermaß und/oder Untermaß aufweisen, um einen Zwischenraum zu schaffen, um die Komponenten in Bezug aufeinander ungehindert zu bewegen, um sie auszurichten, ohne eine Presspassung zwischen diesen zu erzeugen, die den Herstellprozess behindern würde. Ein Beispiel enthält Zwei-Wege- und/oder Vier-Wege-Steckausrichtungsmerkmale, typischerweise aufrechte Ansätze, welche in entsprechende Buchsenausrichtungsmerkmale, typischerweise Durchbrüche in der Form von Löchern oder Schlitzen, aufgenommen werden. Es gibt einen Zwischenraum zwischen den Steckausrichtungsmerkmalen und ihren jeweiligen Buchsenausrichtungsmerkmalen, welcher so vorbestimmt ist, dass er zu erwarteten Größen- und Positionsabweichungstoleranzen der Steck- und Buchsenausrichtungsmerkmale als Folge von Fertigungs-(oder Fabrikations-)Abweichungen passt. Infolgedessen kann eine signifikante Positionsabweichung zwischen den zusammengefügten ersten und zweiten Komponenten, die die vorher erwähnten Ausrichtmerkmale besitzen, auftreten, was zum Auftreten einer unerwünscht großen Schwankung in ihrer Ausrichtung beitragen kann, insbesondere bezüglich der Spalte und Zwischenräume zwischen ihnen. In dem Fall, in dem diese falsch ausgerichteten bzw. fehljustierten Komponenten auch Teil einer anderen Baugruppe sind, können solche Fehljustierungen auch die Funktion und/oder das ästhetische Erscheinungsbild der gesamten Baugruppe beeinflussen. Ungeachtet dessen, ob eine derartige Fehljustierung auf zwei Komponenten oder eine gesamte Baugruppe beschränkt ist, kann sie Funktion negativ beeinflussen und zur Wahrnehmung schlechter Qualität führen.
Zum Ausrichten und Befestigen der Komponenten können die genannten Steck- und Buchsenausrichtungsmerkmale in Verbindung mit separaten Befestigungskomponenten oder einem separaten Betriebsablauf, wie beispielsweise Wärmekontaktnieten, verwendet werden, die dazu dienen, die Komponenten aneinander zu befestigen. Bei einer solchen Baugruppe werden die passenden Komponenten relativ zueinander durch die Ausrichtungsmerkmale angeordnet und werden relativ zueinander durch die separaten Befestigungskomponenten fixiert. Die Verwendung separater Ausrichtungsmerkmale und Befestigungskomponenten, nämlich eines für die Ausrichtung und das andere zur Befestigung, kann die Wirksamkeit von jedem an einer gegebenen Baugruppe begrenzen, da die Ausrichtungsmerkmale nicht dort verwendet werden können, wo die Befestigungskomponenten verwendet werden. Auch ist, wenn das Wärmekontaktnieten verwendet wird, um eine Metallkomponente an einer Kunststoffkomponente anzubringen, das Wärmekontaktnietwerkzeug typischerweise so ausgelegt, dass ein Zwischenraum zu der Metallkomponente vorhanden ist, um einen Schaden an dem Wärmekontaktnietwerkzeug zu vermeiden. Mit einem solchen Zwischenraum jedoch hält die Wärmekontaktnietung die Metallkomponente nicht eng an der Kunststoffkomponente, was mit der Zeit tendenziell eine gelockerte Baugruppe erzeugt, die einen Zusatz einer zusätzlichen Geräuschminderung zu der Baugruppe erfordert.
Dementsprechend kann die Technik von Ausrichtungssystemen dadurch verbessert werden, dass ein selbsthaltendes Ausrichtsystem oder ein selbsthaltender Ausrichtmechanismus bereitgestellt wird, das/der eine präzise Zwei-Wege- oder Vier-Wege-Ausrichtung und/oder Vierwege-Ausrichtung und -Befestigung von zwei oder mehr Komponenten über elastische Mittelung eines einzelnen elastisch verformbaren Ausrichtelements sicherstellt, das in Fügeeingriff mit einem entsprechenden einzelnen Ausricht- und Haltemerkmal angeordnet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein selbsthaltendes Ausrichtsystem mit elastischer Mittelung vorgesehen, das eine erste Komponente und eine zweite Komponente aufweist. Die erste Komponente weist ein erstes Ausrichtglied und ein elastisch verformbares Ausrichtelement auf, das fest in Bezug auf das erste Ausrichtglied angeordnet ist, wobei das Ausrichtelement ein Hohlrohr besitzt. Die zweite Komponente weist ein zweites Ausrichtglied und ein Ausrichtmerkmal auf, das fest bezüglich des zweiten Ausrichtglieds angeordnet ist, wobei das Ausrichtmerkmal eine Durchbrechung mit einer Vielzahl von sich nach innen erstreckenden Laschen aufweist. Das elastisch verformbare Ausrichtelement ist so konfiguriert und angeordnet, dass es in Übermaß, verformbar und passend mit dem Ausrichtmerkmal in Eingriff tritt. Abschnitte des elastisch verformbaren Ausrichtelements, wenn es in das Ausrichtmerkmal eingeführt ist, verformen sich elastisch in eine elastisch gemittelte Endkonfiguration, die die erste Komponente relativ zur zweiten Komponente in zumindest zwei von vier planaren orthogonalen Richtungen ausrichtet und hält.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten werden nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen deutlich, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht eines zerlegten selbsthaltenden Ausrichtsystems zur elastischen Mittelung mit einer ersten und zweiten Komponente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine Vorderansicht des selbsthaltenden Ausrichtsystems zur elastischen Mittelung von 1 mit der ersten und zweiten Komponente in einem zusammengebauten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 eine erweiterte perspektivische Ansicht des Details 300 in 2 mit der ersten und zweiten Komponente in einem zusammengebauten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4. eine Draufsicht von vorne des Details 300 der 2 und 3 mit der ersten und zweiten Komponente in einem zerlegten Zustand unmittelbar vor einem Eingriff gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5 eine Schnittansicht durch die Schnittlinie 5-5 von 4 in einem zusammengebauten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6 eine Schnittansicht durch die Schnittlinie 6-6 von 4 in einem zusammengebauten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
7 eine Vorderansicht ähnlich derjenigen von 4, jedoch mit einem alternativen Detail 300a gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Gebräuche zu beschränken. Zum Beispiel umfassen die dargestellten Ausführungsformen Fahrzeugkomponenten; das Ausrichtungssystem kann aber bei beliebigen geeigneten Komponenten verwendet werden, um ein elastisches Mitteln (engl.: elastic averaging) für eine Präzisionsanordnung und -ausrichtung aller Arten von Fügekomponenten und Komponentenanwendungen zu schaffen, einschließlich vieler industrieller, Konsumentenprodukt- (zum Beispiel Unterhaltungselektronik, verschiedene Geräte und dergleichen), Transport-, Energie- und Luftfahrtanwendungen und insbesondere einschließlich vieler anderer Typen von Fahrzeugkomponenten und Applikationen wie zum Beispiel Fahrzeugkomponenten und Anwendungen innen, außen und unter der Motorhaube. Es versteht sich, dass in den gesamten Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
Wie hierin verwendet verweist der Ausdruck ”elastisch verformbar” auf Komponenten oder Teile von Komponenten einschließlich Komponentenmerkmale mit Materialien, die eine im Wesentlichen elastische Verformungscharakteristik aufweisen, wobei das Material dafür eingerichtet ist, als Antwort auf eine Anwendung einer Kraft eine federnd reversible Änderung seiner Form, Größe oder von beidem zu erfahren. Die Kraft, die die federnd reversible oder elastische Verformung des Materials hervorruft, kann eine Zug-, Kompressions-, Scher-, Biege- oder Torsionskraft oder verschiedene Kombinationen dieser Kräfte einschließen. Die elastisch verformbaren Materialien können eine lineare elastische Verformung, zum Beispiel diejenige, die gemäß dem Hookeschen Gesetz beschrieben wird, oder eine nichtlineare elastische Verformung zeigen.
Ein elastisches Mitteln liefert eine elastische Verformung der Grenzfläche(n) zwischen zusammengefügten Komponenten, wobei die Mittelungsverformung eine präzise Ausrichtung liefert, wobei die Positionsabweichung aus der Fertigung auf X_min minimiert wird, die durch X_min = X/√N definiert ist, wobei X die Positionsabweichung aus der Fertigung der Anordnungsmerkmale der zusammengefügten Komponenten und N die Anzahl eingesetzter Merkmale ist. Um eine elastische Mittelung zu erhalten, ist eine elastisch verformbare Komponente so ausgeführt, dass sie zumindest ein Merkmal und dessen Kontaktfläche(n) aufweist, die übermäßig eingeschränkt bzw. gepresst wird und eine Presspassung bzw. Passung mit Übermaß (engl. ”interference fit”) mit einem Fügemerkmal einer anderen Komponente und dessen Kontaktfläche(n) schafft. Die stark eingeschränkte Bedingung und die Presspassung verformen sich nachgiebig reversibel (elastisch) bei zumindest einem des zumindest einen Merkmals oder des Fügemerkmals oder beide Merkmale. Die nachgiebig reversible Beschaffenheit dieser Merkmale der Komponenten erlaubt ein wiederholtes Einsetzen und eine wiederholte Entnahme der Komponenten, was ihre Montage und ihre Demontage erleichtert. Eine Positionsabweichung der Komponenten kann zur Folge haben, dass variierende Kräfte über Bereiche der Kontaktflächen beaufschlagt werden, die übermäßig eingeschränkt sind und während eines Einsetzens der Komponente in einem Presszustand in Eingriff stehen. Es sei daher angemerkt, dass eine einzige eingesetzte Komponente bezüglich einer Umfangslänge der Komponente elastisch gemittelt werden kann. Die Grundsätze der elastischen Mittelung sind ausführlich in der in Gemeinschaftsbesitz befindlichen, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 13/187,675 beschrieben, nun US-Veröffentlichungsnr. 2013/0019455 A1 , deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist. Die oben offenbarten Ausführungsformen bieten die Möglichkeit, eine vorhandene Komponente, die nicht mit den oben beschriebenen Grundsätzen der elastischen Mittelung kompatibel ist oder die ferner mit dem Einschluss eines selbsthaltenden Ausrichtsystems zur elastischen Mittelung, wie hier offenbart ist, unterstützt würde, in eine Baugruppe umzuwandeln, die eine elastische Mittelung und die damit in Verbindung stehenden Vorteile unterstützt.
Jedes geeignete elastisch verformbare Material kann für die zusammenpassenden Komponenten und Ausrichtungsmerkmale, die hier offenbart sind, verwendet werden und sind weiter unten diskutiert, insbesondere solche Materialien, die elastisch verformbar sind, wenn sie in die hierin beschriebenen Merkmale geformt sind. Dies schließt verschiedene Metalle, Polymere, Keramiken, anorganische Materialien oder Gläser oder Verbundstoffe irgendwelcher der oben erwähnten Materialien oder irgendwelche andere Kombinationen davon ein, die für einen hierin offenbarten Zweck geeignet sind. Viele Verbundmaterialien sind vorstellbar, einschließlich verschiedener gefüllter Polymere, einschließlich mit Glas, Keramik, Metall und anorganischem Material gefüllter Polymere, insbesondere mit Glas, Metall, Keramik, anorganischer oder Kohlenstofffaser gefüllter Polymere. Jede beliebige geeignete Füller-Morphologie kann verwendet werden, einschließlich aller Formen und Größen von Partikel oder Fasern. Konkreter kann jede geeignete Art von Faser verwendet werden, einschließlich kontinuierlicher und diskontinuierlicher Fasern, gewebter und nicht gewebter Stoffe, Filze oder Garne oder Kombinationen davon. Jedes geeignete Metall kann verwendet werden, einschließlich verschiedener Güten und Legierungen von Stahl, Gusseisen, Aluminium, Magnesium oder Titan oder Verbundstoffe davon oder eine beliebige andere Kombination davon. Polymere können sowohl thermoplastische Polymere oder Duroplast-Polymere oder Verbundstoffe davon oder beliebige andere Kombinationen davon, einschließlich einer großen Mehrzahl von Copolymeren und Polymermischungen, einschließen. In einer Ausführungsform ist ein bevorzugtes Kunststoffmaterial eines mit elastischen Eigenschaften, das sich ohne Bruch elastisch verformt, wie zum Beispiel ein Material mit einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-(ABS-)Polymer und insbesondere eine Polycarbonat-ABS-Polymer-Mischung (PC/ABS). Das Material kann in beliebiger Form vorliegen und durch jeden geeigneten Prozess geformt oder hergestellt werden, einschließlich gestanztes oder geformtes Metall, Verbundstoffe oder andere Bleche, Schmiedestücke, Stranggussteile, gepresste Teile, Gussteile oder geformte Teile und dergleichen, um die hierin beschriebenen verformbaren Merkmale einzuschließen. Die elastisch verformbaren Ausrichtungsmerkmale und die damit verbundenen Komponenten können in jeder geeigneten Weise geformt werden. Zum Beispiel können die elastisch verformbaren Ausrichtungsmerkmale und die zugehörigen Komponenten einteilig ausgebildet werden, oder sie können vollständig getrennt geformt und anschließend miteinander verbunden werden. Bei einteiliger Ausbildung können sie beispielsweise als ein einzelnes Teil von einer Kunststoff-Spritzgießmaschine geformt werden. Wenn sie separat geformt werden, können Sie aus verschiedenen Materialien geformt werden, um beispielsweise eine vorbestimmte elastische Ansprechcharakteristik zu liefern. Das Material oder die Materialien können ausgewählt werden, um eine vorbestimmte elastische Ansprechcharakteristik von irgendeiner oder allen der elastisch verformbaren Ausrichtmerkmale, der zugeordneten Komponente oder zusammenpassenden Komponente zu liefern. Die vorbestimmte elastische Ansprechcharakteristik kann zum Beispiel einen vorbestimmten Elastizitätsmodul einschließen.
Wie hierin verwendet ist, ist der Begriff Fahrzeug nicht nur auf ein Kraftfahrzeug, einen LKW, einen Lieferwagen oder ein Geländefahrzeug beschränkt, sondern umfasst jede selbstfahrende oder gezogene Beförderungseinrichtung, die für den Transport einer Last geeignet ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung und mit Bezug auf 1 weist ein elastisch gemitteltes Ausrichtsystem 10 eine erste Komponente 100, die ein erstes Ausrichtglied 102 und ein elastisch verformbares Ausrichtelement 104 in der Form eines Hohlrohres (hier auch mit Bezugszeichen 104 bezeichnet) besitzt, das fest in Bezug auf das erste Ausrichtglied 102 angeordnet ist, und eine zweite Komponente 200 auf, die ein zweites Ausrichtglied 202 und ein Ausrichtmerkmal 204 in der Form einer Durchbrechung (hier auch mit Bezugszeichen 204 bezeichnet) aufweist und eine Mehrzahl einwärts verlaufender Laschen 206 (am besten mit Bezug auf die 3 und 4 zu sehen) besitzt, die fest in Bezug auf das zweite Ausrichtglied 202 angeordnet sind. Die Durchbrechung 204 mit den sich einwärts erstreckenden Laschen 206 dient nicht nur zur Bereitstellung einer präzisen Ausrichtung zwischen der ersten und zweiten Komponente 100, 200, sondern dient auch dazu, eine Halterung zwischen der ersten und zweiten Komponente 100, 200 in einer selbsthaltenden Weise bereitzustellen, d. h. ohne den Bedarf nach zusätzlichen Befestigungseinrichtungen, wie nachfolgend detaillierter erläutert ist.
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Ausführungsform vier Hohlrohre 104.1, 104.2, 104.3, 104.4 und vier Fügedurchbrechungen 204.1, 204.2, 204.3, 204.4 auf. Es sei jedoch angemerkt, dass der Schutzumfang der Erfindung nicht so beschränkt ist und eine beliebige Anzahl von Hohlrohren 104 mit Fügedurchbrechungen 204 in Übereinstimmung mit der Offenbarung hier aufweisen kann. Wenn hier Bezug auf ein Hohlrohr, eine Mehrzahl von Hohlrohren oder die Hohlrohre genommen wird, wird Bezug auf das Bezugszeichen 104 genommen, und wenn hier Bezug auf eine Durchbrechung, eine Mehrzahl von Durchbrechungen oder die Durchbrechungen genommen wird, wird der Bezug auf Bezugszeichen 204 genommen.
Das elastisch verformbare Hohlrohrausrichtelement 104 ist derart konfiguriert und angeordnet, in Übermaß, verformend und fügend mit dem Ausrichtmerkmal in Eingriff zu treten, Durchbrechung 204 mit Laschen 206, auf eine Weise, wie nachfolgend diskutiert ist, um die erste Komponente 100 mit der zweiten Komponente 200 in zwei oder vier Richtungen, wie beispielsweise der +/–x-Richtung und/oder der +/–y-Richtung eines orthogonalen Koordinatensystems präzise auszurichten und zu befestigen, was hier als eine Zweiwege- oder Vierwege-Ausrichtung bezeichnet ist. Abschnitte des elastisch verformbaren Hohlrohres 104 bei Einsetzen in die Durchbrechung 204 mit Laschen 206 verformen sich elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration, die das erste Ausrichtglied 102 mit dem zweiten Ausrichtglied 202 und die erste Komponente 100 relativ zu der zweiten Komponente 200 in zumindest zwei von vier planaren orthogonalen Richtungen ausrichtet und hält.
Zu Diskussionszwecken ist die Fügeseite des ersten Ausrichtgliedes 102, die in 1 sichtbar ist, mit 12 bezeichnet, und die Nichtfügeseite des zweiten Ausrichtgliedes 202, die in 1 sichtbar ist, ist mit 21 bezeichnet. Die nicht sichtbaren Seiten des ersten und zweiten Ausrichtgliedes 102, 202, die von der Ansicht in 1 versteckt sind, sind hier jeweils durch Bezugszeichen 11 und 22 bezeichnet. Zu Diskussionszwecken ist eine Draufsicht des elastisch gemittelten Ausrichtsystems 10 bei Betrachtung von Seite 21 der zweiten Komponente 200 hier als eine Vorderansicht bezeichnet, und eine Draufsicht des elastisch gemittelten Ausrichtsystems 10 bei Betrachtung von der Seite 11 der ersten Komponente 100 ist hier als eine rückwärtige Ansicht bezeichnet.
2 zeigt eine Draufsicht der ersten und zweiten Komponente 100, 200 in einem zusammengebauten Zustand, wobei die erste Komponente 100 ein erster geformter Kunststoffabschnitt (hier auch mit Bezugszeichen 100 bezeichnet) eines Fahrzeugs ist, und die zweite Komponente 200 ein zweiter Abschnitt aus gestanztem Blech (hier auch mit Bezugszeichen 200 bezeichnet) desselben Fahrzeugs ist. Bei einer Ausführungsform ist die Dicke 218 des zweiten Ausrichtgliedes 202 dünner als die Dicke 114 des ersten Ausrichtgliedes 102. Bei einer Ausführungsform bildet der erste Abschnitt 100 einen Teil eines Armaturenbrettes des Fahrzeugs, und der zweite Abschnitt 200 bildet einen Teil eines Handschuhfaches des Fahrzeugs. Es sei jedoch angemerkt, dass die erste und zweite Komponente 100, 200 andere Teile des Fahrzeugs bilden können, die Merkmale in Übereinstimmung mit der Offenbarung hier besitzen.
Es wird nun Bezug auf 3 in Kombination mit 1 genommen, wobei 3 eine erweiterte perspektivische Ansicht des Details 300 von 2 ist. Jedes Hohlrohr 104 besitzt eine Zentralachse 106, die sich rechtwinklig auswärts von der Seite 12 (hier auch als eine erste Fläche bezeichnet) der ersten Komponente 100 erstreckt, und jede Lasche 206 erstreckt sich auswärts relativ zu der ersten Fläche 12 der ersten Komponente 100, wodurch ein Eingriff jedes Hohlrohres 104 in ein jeweiliges Ausrichtmerkmal (Durchbrechung 204 plus Laschen 206) während des Zusammenbaus der ersten und zweiten Komponente 100, 200 unterstützt wird. Bei einer Ausführungsform werden die Mehrzahl von Laschen 206 in eine vorgeformte Form gebogen, so dass sie sich relativ zu der ersten Fläche 12 der ersten Komponente 100 auswärts in einer z-Richtung erstrecken, die von der Zentralachse 106 des Hohlrohres 104 definiert ist, was auch durch gebogene Linien 208 (in den 5 und 6 gezeigt) dargestellt ist. Um die Laschen 206 zu bilden, werden Schlitze 220 in der zweiten Komponente 200 zumindest bis zu der Biegelinie 208 vorgesehen. Wie in den verschiedenen Figuren, einschließlich 3, gezeigt ist, weist die Mehrzahl von Laschen 206 ein erstes Paar gegenüberliegender Laschen 206.1, 206.3 und ein zweites Paar gegenüberliegender Laschen 206.2, 206.4 auf, die orthogonal in Bezug zu dem ersten Paar gegenüberliegender Laschen 206.1, 206.3 angeordnet sind. Bei einer Ausführungsform ist das erste Paar gegenüberliegender Laschen 206.1, 206.3 relativ zu dem jeweiligen Hohlrohr 104 in einer Übermaß-Bauanordnung angeordnet, die bewirkt, dass sich das elastisch verformbare Hohlrohr 104 bei Einsetzen in seine jeweilige Durchbrechung 204 elastisch an den Übermaßbereichen (siehe Übermaß 216, 6) verformt, und das zweite Paar gegenüberliegender Laschen 206.2, 206.4 ist relativ zu dem jeweiligen Hohlrohr 104 in einer Bauanordnung ohne Übermaß angeordnet (siehe Zwischenraum 212, 5), was nun mit Bezug auf die 4–6 diskutiert ist.
4 zeigt eine vordere Ansicht des Details 300 der ersten und zweiten Komponente 100, 200 kurz vor einem Eingriff des Hohlrohres 104.1 mit seiner jeweiligen Durchbrechung 204.1, 5 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinien 5-5 von 4, wobei sich jedoch das Hohlrohr 104.1 nun vollständig mit seiner jeweiligen Durchbrechung 204.1 in Eingriff befindet, und 6 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinien 6-6 von 4, wobei sich nun ebenfalls das Hohlrohr 104.1 vollständig in Eingriff mit seiner jeweiligen Durchbrechung 204.1 befindet. Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, ist der Außendurchmesser 108 des Hohlrohres 104.1 kleiner als die Öffnung 210 über die Laschen 206.2 und 206.4, wobei ein Zwischenraum 212 dazwischen erzeugt wird, und wie in den 4 und 6 gezeigt ist, ist der Außendurchmesser 108 des Hohlrohres 104.1 größer als die Öffnung 214 über die Laschen 206.1 und 206.3, wodurch eine Übermaßpassung 216 dazwischen erzeugt wird. Wenn die zweite Komponente 200 eine gestanzte Blechkomponente ist, sehen die Ränder 222 (6) der gestanzten Laschen 206.1, 206.3 einen scharfen und relativ steifen Rand vor, der tendenziell dazu neigt, sich in das relativ weitere Kunststoffmaterial der Hohlrohre 104 einzugraben, wenn die erste und zweite Komponente 100, 200 vollständig mit einander in Eingriff gebracht werden, wodurch eine selbsthaltende Anordnung zwischen den Hohlrohren 104 und ihren jeweiligen Ausrichtdurchbrechungen 204 bereitgestellt wird. Die Aufwärtsbewegung 224 (siehe 6) der Laschen 206.1, 206.3 dient dazu, ein Einsetzen der Hohlrohre 104 in ihre jeweiligen Ausrichtdurchbrechungen 204 zu unterstützen, während eine Trennung dazwischen behindert wird.
Bei einer Ausführungsform und mit Bezug auf die 1, 5 und 6 weist die erste Komponente 100 optional einen Träger 110 auf, der nahe dem Hohlrohr 104.1 angeordnet ist (1 zeigt nur ein Hohlrohr 104.1 mit optionalen Trägern 110, jedoch sei angemerkt, dass alle anderen Hohlrohre 104.2, 104.3, 104.4 ebenfalls optionale Träger 110 aufweisen können), wo bei der Träger 110 eine Trägerfläche 112 besitzt, die in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie die zweite Komponente 200 trägt, wenn das Hohlrohr 104.1 in Übermaß, verformbar und fügend in seine jeweilige Durchbrechung 204.1 eingesetzt wird. Während hier Bezug auf das Hohlrohr 104.1 und die Durchbrechung 204.1 in Verbindung mit einem Träger 110 und einer Trägerfläche 112 gemacht wird, sei angemerkt, dass dies nur beispielhaft ist, und dass beliebige oder alle der Hohlrohre 104 einen zugeordneten Träger 110 und Trägerfläche 112 für die hier offenbarten Zwecke aufweisen können. Optionale Träger 110 können einteilig mit den Hohlrohren 104 geformt sein, um die Steifigkeit des unteren Abschnittes der Hohlrohre 104 zu erhöhen, oder können davon getrennt sein, um die Flexibilität der oberen und unteren Abschnitte der Hohlrohre 104 zu erhöhen.
Während 4 die breitere Öffnung 210 so zeigt, dass sie parallel zu der y-Achse orientiert ist, und die schmälere Öffnung 214 so zeigt, dass sie parallel zu der x-Achse orientiert ist, um eine längliche Durchbrechung zu bilden, sei angemerkt, dass dies nur beispielhaft für gerade eine von vielen Orientierungen ist, und dass die längliche Durchbrechung so orientiert sein kann, dass die breitere Öffnung 210 parallel zu der x-Achse oder unter einem Winkel zu sowohl der x- als auch der y-Achse orientiert ist.
Bei einer Ausführungsform und zurück mit Bezug auf 1 weist die erste Komponente 100 ein erstes und ein zweites Hohlrohr 104 auf, wie beispielsweise Hohlrohre 104.1, 104.4 oder 104.2, 104.3, und die zweite Komponente 200 weist eine erste und eine zweite jeweilige Durchbrechung 204 auf, wie beispielsweise Durchbrechungen 204.1, 204.4 oder 204.2, 204.3, wobei das erste Hohlrohre 104.1 derart konfiguriert und angeordnet ist, in Übermaß, verformend und fügend mit der ersten Durchbrechung 204.1 in Eingriff zu treten, und das zweite Hohlrohr 104.4 so konfiguriert und angeordnet ist, in Übermaß, verformend und fügend mit der zweiten Durchbrechung 204.4 in Eingriff zu treten. Wenn beide Durchbrechungen 204.1 und 204.4 längliche Durchbrechungen sind, wie oben diskutiert ist, deren breitere Öffnungen 210 in einer selben Richtung orientiert sind, wie beispielsweise parallel zu der x-Achse, verformen sich Abschnitte des ersten und zweiten Hohlrohres 104.1, 104.4 bei Einsetzen in jeweilige der ersten und zweiten Durchbrechungen 204.1, 204.4 elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration, die das erste Ausrichtglied 102 mit dem zweiten Ausrichtglied 202 in zwei von vier planaren orthogonalen Richtungen, wie beispielsweise in Bezug auf die +/–y-Richtungen ausrichtet und hält.
Nun wird Bezug auf 7 genommen, die eine vordere Draufsicht des Details 300a zeigt, das ähnlich dem Detail 300 ist, das in 4 gezeigt ist, wobei jedoch die Öffnung 214 über die Laschen 206.1 und 206.3 gleich der Öffnung 214 über orthogonal orientierte Laschen 206.2a und 206.4a ist, wodurch derselbe Grad an Übermaßpassung 216 (siehe beispielsweise Übermaßpassung 216 in 6) zwischen den Laschenrändern der Durchbrechung 204.1a und dem Hohlrohr 104.1 erzeugt wird. Demgemäß weist eine Ausführungsform eine Anordnung auf, bei der ein erstes Paar gegenüberliegender Laschen 206.1, 206.3 und ein zweites Paar gegenüberliegender Laschen 206.2a, 206.4a jeweils relativ zu dem Hohlrohr 104.1 in einer Übermaßbauanordnung angeordnet sind, die bewirkt, dass sich das elastisch verformbare Hohlrohr 104.1 bei Einsetzen in seine jeweilige Durchbrechung 204.1a an den Bereichen der Übermaßpassung (bei 216) elastisch verformt, was mit Bezug auf 6 für beide Paare gegenüberliegender Laschen leicht zu erkennen ist. Bei Konfiguration, wie in 7 gezeigt ist, ist die Durchbrechung 204.1a hier als eine nicht längliche Durchbrechung bezeichnet.
Bei einer Ausführungsform und zurück mit Bezug auf 1 in Kombination mit 7 kann die erste Komponente 100 ein erstes und ein zweites Hohlrohr 104 aufweisen, wie beispielsweise Hohlrohre 104.1, 104.4 oder 104.2, 104.3, und die zweite Komponente 200 kann eine erste und eine zweite jeweilige Durchbrechung 204 aufweisen, wie beispielsweise Durchbrechungen 204.1a, 204.4a oder 204.2a, 204.3a, und wie in 7 konfiguriert, wobei das erste Hohlrohr 104.1 so konfiguriert und angeordnet ist, dass es in Übermaß, verformend und fügend mit der ersten Durchbrechung 204.1a in Eingriff tritt, und das zweite Hohlrohr 104.4 so konfiguriert und angeordnet ist, dass es in Übermaß, verformend und fügend mit der zweiten Durchbrechung 204.4a in Eingriff tritt. Wenn beide Durchbrechungen 204.1a und 204.4a nicht längliche Durchbrechungen sind, wie oben in Verbindung mit 7 diskutiert ist, so dass Abschnitte des ersten und zweiten Hohlrohres 104.1, 104.4 bei Einsetzen in jeweilige der ersten und zweiten Durchbrechungen 204.1a, 204.4a sich elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformen, die das erste Ausrichtglied 102 mit dem zweiten Ausrichtglied 202 in vier planaren orthogonalen Richtungen, wie beispielsweise den +/–x-Richtungen und den +/–y-Richtungen ausrichtet und hält.
Während die 1–7 vier Laschen 206.1, 206.2, 206.3, 206.4 zeigen, die in den Durchbrechungen 204 geformt sind, sei angemerkt, dass der Schutzumfang der Erfindung nicht auf nur vier Laschen beschränkt ist und eine beliebige Anzahl von Laschen umfasst, die für einen hier offenbarten Zweck geeignet sind, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, sechs oder acht Laschen.
Angesichts dem, was hier offenbart und gezeigt ist, in Kombination mit anderen elastischen mittelnden Ausrichtelementen und/oder -durchbrechungen, wie in der in Gemeinschaftsbesitz befindlichen, ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 13/187,675, nun US Veröffentlichung Nr. 2013-0019455 A1 offenbart ist, sei angemerkt, dass der Schutzumfang der Erfindung nicht nur auf die Verwendung des hier offenbarten elastisch gemittelten Ausrichtsystems 10 gerichtet ist, das elastisch verformbare Hohlrohre 104 aufweist, die so konfiguriert und angeordnet sind, um jeweilige der selbsthaltenden Ausrichtdurchbrechungen 204, die Laschen 206 aufweisen, in Übermaß, verformend und fügend in Eingriff zu bringen, sondern auch die Verwendung des hier offenbarten elastisch gemittelten Ausrichtsystems 10 in Kombination mit anderen elastisch mittelnden Ausrichtmerkmalen, Stecker oder Buchse, umschließen. Durch Verwendung einer Mehrzahl verschiedener elastisch verformbarer Ausrichtmerkmale kann eine zusätzliche Präzision bei der Ausrichtung und Selbsthalterung der ersten und zweiten Komponente 100, 200 resultieren.
Wenn die erste Komponente 100 und die zweite Komponente 200 Komponenten eines Fahrzeugs sind, resultiert eine vorteilhafte Baugruppe, da die Klemmkraft zusammen mit der elastischen Verformung der Ausrichtmerkmale, die diese Teile bereits in Presskontakt aufweist, die Tendenz der Komponenten zur Vibration oder zum Klappern gegeneinander reduziert und somit die Charakteristiken von Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH) der Komponenten und des Fahrzeugs, in denen sie installiert sind, verbessert. Der selektive Eingriff des elastisch verformbaren Ausrichtelements (Hohlrohr 104) und des Ausrichtmerkmals (Durchbrechung 204 mit Laschen 206) sieht auch eine versteifte Baugruppe der ersten Komponente 100 und der zweiten Komponente 200 vor, wenn die erste und zweite Komponente gegenseitig aneinandergefügt sind, einschließlich einer Steifigkeit, die größer ist, als die, die durch Verwendung der Ausrichtmerkmale allein verwirklicht wird, da die Klemmkraft zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente beispielsweise die Steifigkeit der Baugruppe erhöht.
Während die Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei dem Fachmann angemerkt, dass verschiedene Änderungen durchgeführt und Äquivalente gegen Elemente davon ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang davon abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die offenbarten bestimmten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern die Erfindung umfasst alle in den Schutzumfang der Anmeldung fallenden Ausführungsformen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2013/0019455 A1 [0017]
US 2013-0019455 A1 [0033]

Claims

Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem, umfassend: eine erste Komponente, die ein erstes Ausrichtglied und ein elastisch verformbares Ausrichtelement umfasst, das fest in Bezug auf das erste Ausrichtglied angeordnet ist, wobei das Ausrichtelement ein Hohlrohr umfasst; eine zweite Komponente, die ein zweites Ausrichtglied und ein Ausrichtmerkmal umfasst, das fest in Bezug auf das zweite Ausrichtglied angeordnet ist, wobei das Ausrichtmerkmal eine Durchbrechung umfasst, die eine Mehrzahl sich einwärts erstreckender Laschen umfasst; wobei das elastisch verformbare Ausrichtelement derart konfiguriert und angeordnet ist, in Übermaß, verformend und fügend mit dem Ausrichtmerkmal in Eingriff zu treten; wobei Abschnitte des elastisch verformbaren Ausrichtelements bei Einsetzen in das Ausrichtmerkmal sich elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformen, die die erste Komponente relativ zu der zweiten Komponente in zumindest zwei von vier planaren orthogonalen Richtungen ausrichtet und hält.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei: eine Zentralachse des Hohlrohres sich rechtwinklig auswärts von einer ersten Fläche der ersten Komponente erstreckt; und sich die Mehrzahl von Laschen auch auswärts relativ zu der ersten Fläche der ersten Komponente erstreckt.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 2, wobei: die Mehrzahl von Laschen in einer vorgeformten Form gebogen ist, so dass sie sich auswärts relativ zu der ersten Fläche der ersten Komponente in einer Richtung erstrecken, die durch die Zentralachse des Hohlrohres definiert ist.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei: die Mehrzahl von Laschen ein erstes Paar gegenüberliegender Laschen und ein zweites Paar von gegenüberliegenden Laschen umfasst, die orthogonal in Bezug auf das erste Paar gegenüberliegender Laschen angeordnet sind, wobei: das erste Paar gegenüberliegender Laschen relativ zu dem Hohlrohr in einer baulichen Anordnung ohne Übermaßpassung angeordnet ist; und das zweite Paar gegenüberliegender Laschen relativ zu dem Hohlrohr in einer baulichen Anordnung mit Übermaßpassung angeordnet ist, die bewirkt, dass sich das elastisch verformbare Hohlrohr bei Einsetzen in die Durchbrechung an den Bereichen der Übermaßpassung elastisch verformt.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei: die Mehrzahl von Laschen ein erstes Paar gegenüberliegender Laschen und ein zweites Paar gegenüberliegender Laschen umfasst, die orthogonal in Bezug auf das erste Paar gegenüberliegender Laschen angeordnet sind, wobei: das erste Paar gegenüberliegender Laschen und das zweite Paar gegenüberliegender Laschen jeweils relativ zu dem Hohlrohr in einer baulichen Anordnung mit Übermaßpassung angeordnet sind, die zur Folge hat, dass sich das elastisch verformbare Hohlrohr bei Einsetzen in die Durchbrechung an den Bereichen der Übermaßpassung elastisch verformt.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente ferner umfasst: ein Trägerelement, das nahe dem Hohlrohr angeordnet ist und eine Trägerfläche aufweist, die so angeordnet ist, die zweite Komponente zu tragen, wenn das Hohlrohr in Übermaß, verformend und fügend in die Durchbrechung eingesetzt ist.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 4, wobei: die erste Komponente ein erstes und ein zweites Hohlrohr umfasst; die zweite Komponente eine erste und eine zweite Durchbrechung umfasst; das erste Hohlrohr so konfiguriert und angeordnet ist, dass es in Übermaß, verformend und fügend mit der ersten Durchbrechung in Eingriff tritt; das zweite Hohlrohr so konfiguriert und angeordnet ist, dass es in Übermaß, verformend und fügend mit der zweiten Durchbrechung in Eingriff tritt; und Abschnitte des ersten und zweiten Hohlrohres bei Einsetzen in jeweilige der ersten und zweiten Durchbrechung sich elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformen, die die erste Komponente relativ zu der zweiten Komponente in zwei von vier planaren orthogonalen Richtungen ausrichtet und hält.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 5, wobei: die erste Komponente ein erstes und zweites Hohlrohr umfasst; die zweite Komponente eine erste und zweite Durchbrechung umfasst; das erste Hohlrohr so konfiguriert und angeordnet ist, in Übermaß, verformend und fügend mit der ersten Durchbrechung in Eingriff zu treten; das zweite Hohlrohr so konfiguriert und angeordnet ist, in Übermaß, verformend und fügend mit der zweiten Durchbrechung in Eingriff zu treten; und Abschnitte des ersten und zweiten Hohlrohres bei Einsetzen in jeweilige der ersten und zweiten Durchbrechung sich elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformen, die die erste Komponente relativ zu der zweiten Komponente in vier planaren orthogonalen Richtungen ausrichtet und hält.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei: die erste Komponente aus einem spritzgegossenen Kunststoff besteht; und die zweite Komponente aus einem gestanzten Blech besteht.
Elastisch mittelndes, selbsthaltendes Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei: eine Dicke der zweiten Komponente kleiner als eine Dicke der ersten Komponente ist.