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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Technik von Ausricht- und Haltesystemen und insbesondere ein System zur elastisch gemittelten Ausrichtung und Halterung bzw. elastisch gemitteltes Ausricht- und Haltesystem und noch spezieller ein elastisch gemitteltes Ausricht- und Haltesystem, das auch Abstandseinrichtungen für die zusammenpassenden Teile bereitstellt, an denen das Ausricht- und Haltesystem eingebaut ist.
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HINTERGRUND
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Derzeit sind 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 Abstand bereitzustellen, damit sich die Komponenten in Bezug zueinander frei bewegen können, um diese ohne Erzeugung einer Übermaßpassung dazwischen auszurichten, was 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.
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Zum Ausrichten und Befestigen der Komponenten können die genannten Steck- und Buchsenausrichtungsmerkmale in Verbindung mit separaten Befestigungskomponenten 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. Zusätzlich kann, wenn das passende Buchsen-Ausrichtungsmerkmal ein Durchgangsloch in der zugeordneten Fügekomponente erzeugt, keine Fläche der zugehörigen Fügekomponente als eine Sichtfläche (A-Oberfläche) verwendet werden.
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Dementsprechend kann die Technik von Ausricht- und Haltesystemen durch Bereitstellung eines Ausricht- und Haltesystems oder eines Ausricht- und Haltemechanismus verbessert werden, das/der eine präzise Zwei-Wege- oder Vier-Wege-Ausrichtung und Halterung von zwei Komponenten über elastische Mittelung eines einzelnen elastisch verformbaren Ausricht- und Haltemerkmals sicherstellen kann, das in Fügeeingriff mit einem entsprechenden einzelnen Ausrichtelement angeordnet ist, und wobei insbesondere das passende Buchsen-Ausrichtmerkmal eine Sichtfläche (A-Oberfläche) bereitstellen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein elastisch gemitteltes Ausricht- und Haltesystem eine erste Komponente, die ein erstes Ausrichtglied und ein elastisch verformbares Ausricht- und Haltemerkmal, das in Bezug auf das erste Ausrichtglied fest angeordnet ist, besitzt, und eine zweite Komponente auf, die ein zweites Ausrichtglied und ein Ausrichtelement besitzt, das fest in Bezug auf das zweite Ausrichtglied angeordnet ist. Das elastisch verformbare Ausricht- und Haltemerkmal weist eine elastisch verformbare Wand mit einer Öffnung, die einen Eintrittsdurchlass definiert, einem distalen Ende, das in einem Abstand von dem ersten Ausrichtglied angeordnet ist, einem proximalen Ende; das nahe dem ersten Ausrichtglied angeordnet ist, und einem Halteabschnitt auf, der zwischen das distale Ende und dem proximalen Ende angeordnet ist. Das Ausrichtelement weist einen Ausrichtvorsprung mit einem distalen Ende, das in einem Abstand von dem zweiten Ausrichtungsglied angeordnet ist, und einem proximalen Ende, das nahe dem zweiten Ausrichtungsglied angeordnet ist, auf, wobei das distale Ende des Ausrichtvorsprungs größer als das das proximale Ende des Ausrichtvorsprungs ist. Die elastisch verformbare Wand ist so konfiguriert und angeordnet, um in Übermaß, verformbar und fügend mit dem Ausrichtvorsprung in Eingriff zu treten und diesen zu halten, wobei das distale Ende des Ausrichtvorsprungs durch den Eintrittsdurchlass aufgenommen und durch den Halteabschnitt der elastisch verformbaren Wand gehalten ist. Abschnitte der elastisch verformbaren Wand bei Eingriff mit dem Ausrichtvorsprung 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.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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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:
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1 eine isometrische Ansicht einer zerlegten Baugruppe eines elastisch gemittelten Ausricht- und Haltesystems, das eine erste Komponente mit zwei elastisch verformbaren Ausricht- und Haltemerkmalen und eine zweite Komponente mit zwei entsprechenden Ausrichtelementen aufweist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 eine Querschnittsansicht der ersten und der zweiten Komponente von 1 im zusammengebauten Zustand, die durch die Zentren der beiden elastisch verformbaren Ausricht- und Haltemerkmale und entsprechenden zwei Ausrichtungselemente geschnitten ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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3 eine Detailansicht eines der elastisch verformbaren Ausricht- und Haltemerkmale und entsprechenden Ausrichtelements von 2 in einem vormontierten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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4 die gleichen Komponenten von 3, jedoch in einem teilweise zusammengebauten Zustand, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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5 die gleichen Komponenten der 3 und 4, jedoch in einem zusammengebauten Zustand, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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6 eine ähnliche Anordnung wie die, die in 5 gezeigt ist, wobei aber die erste Komponente eine Durchbrechung gegenüber einer Blindtasche an dem elastisch verformbaren Ausricht- und Haltemerkmal aufweist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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7 ein alternatives elastisch gemitteltes Ausricht- und Haltesystem wie das, das in den 1–5 gezeigt ist, mit einem Ausrichtelement, das durch einen Ausrichtvorsprung mit einem nicht-kugelförmigen distalen Ende geformt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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8 eine isometrische Ansicht ähnlich derjenigen von 1, jedoch mit alternativen elastisch verformbaren Ausricht- und Haltemerkmalen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
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9 ein Fahrzeug mit dem elastisch gemittelten Ausricht- und Haltesystem von 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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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, jedoch kann das Ausricht- und Haltesystem aber bei beliebigen geeigneten Komponenten verwendet werden, um ein elastisches Mitteln (engl.: elastic averaging) für eine Präzisionsanordnung und -ausrichtung und -halterung 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.
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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.
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Ein elastisches Mitteln liefert eine elastische Verformung der Grenzflache(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 Kontaktflächen) schafft. Die stark eingeschränkte Bedingung und die Presspassung verformen nachgiebig reversibel (elastisch) zumindest eines 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. Bei einigen Ausführungsformen kann die elastisch verformbare Komponente, die derart konfiguriert ist, das zumindest ein Merkmal und zugehörige Fügemerkmal, wie hier offenbart ist, aufzuweisen, mehr als eines solcher Merkmale in Abhängigkeit von den Erfordernissen einer bestimmten Ausführungsform erfordern. 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 Übermaßzustand 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 , 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 oben beschrieben elastischen gemittelten Ausricht- und Haltesystems, wie hier offenbart ist, unterstützt würde, in eine Baugruppe umzuwandeln, die eine elastische Mittelung und die damit in Verbindung stehenden Vorteile unterstützt.
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Jedes geeignete elastisch verformbare Material kann für die zusammenpassenden Komponenten und Ausrichtungsmerkmale verwendet werden, die hier offenbart und weiter unten diskutiert sind, 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 irgendeinem 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.
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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, gezogene oder bewegbare Beförderungseinrichtung, die für den Transport oder zum Tragen einer Last geeignet ist.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung und mit Bezug auf die 1 und 2 weist ein elastisch gemitteltes Ausricht- und Haltesystem 10 eine erste Komponente 100, die ein erstes Ausrichtglied 102 und ein elastisch verformbares Ausricht- und Halte-(EDAR-)Merkmal 104 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 Ausrichtelement 204 besitzt, das fest in Bezug auf das zweite Ausrichtglied 202 angeordnet ist. Gestrichelte Linien 20 (eine vierte Linie ist der Klarheit halber weggelassen) repräsentieren eine Richtung des Zusammenbaus zwischen der ersten und zweiten Komponente 100, 200.
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Bei einer Ausführungsform besitzt das EDAR-Merkmal 104 eine elastisch verformbare Wand 106, die ein distales Ende 108, das unter einer Distanz von dem ersten Ausrichtglied 102 angeordnet ist und eine Öffnung 110 definiert, die einen Eintrittsdurchlass des distalen Endes (hier auch mit Bezugszeichen 110 bezeichnet) bildet, ein proximales Ende 112, das nahe dem ersten Ausrichtglied 102 angeordnet ist, und einen Halteabschnitt 114 aufweist, der zwischen dem distalen Ende 108 und dem proximalen Ende 112 angeordnet ist.
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Bei einer Ausführungsform ist das Ausrichtelement 204 ein Ausrichtvorsprung 206, der ein distales Ende 208, das unter einer Distanz von dem zweiten Ausrichtglied 202 angeordnet ist, und ein proximales Ende 212 besitzt, das nahe dem zweiten Ausrichtglied 202 angeordnet ist, wobei das distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 größer als das proximale Ende 212 des Ausrichtvorsprungs 206 ist. Bei einer Ausführungsform besitzt das distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 eine Kugelform.
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Die elastisch verformbare Wand 106 ist derart konfiguriert und angeordnet, in Übermaß, verformbar und fügend mit dem Ausrichtvorsprung 206 in Eingriff zu treten und diesen zu halten, wobei das distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 von dem Eintrittsdurchlass 110 aufgenommen und von dem Halteabschnitt 114 der elastisch verformbaren Wand 106 gehalten ist, wenn die erste und zweite Komponente 100, 200 zusammengebaut werden. Abschnitte der elastisch verformbaren Wand 106 bei Eingriff mit dem Ausrichtvorsprung 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, wie beispielsweise der +/–x-Richtung und/oder der +/–y-Richtung eines orthogonalen Koordinatensystems. Eine Ausrichtung und Halterung in zwei planaren orthogonalen Richtungen ist hier als eine Zweiwegeausrichtung und -Halterung bezeichnet, eine Ausrichtung und Halterung, falls vier planare orthogonale Richtungen vorliegen, ist hier als eine Vierwegeausrichtung und -Halterung bezeichnet. Das elastisch gemittelte Ausricht- und Haltesystem 10 kann als ein Zweiwegeausricht- und Haltesystem oder als ein Vierwegeausrichtund Haltesystem konfiguriert sein. Zusätzlich kann das elastisch gemittelte Ausricht- und Haltesystem 10 als ein Sechswegeausricht- und Haltesystem konfiguriert sein, indem ferner eine strategische Übermaßpassung in der z-Richtung zwischen dem Ausrichtvorsprung 206 und der elastisch verformbaren Wand 106 und zwischen dem Ausrichtvorsprung 206 und dem ersten Ausrichtglied 102 verwendet wird, was nachfolgend weiter diskutiert ist.
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Zu Diskussionszwecken ist die Fügeseite des ersten Ausrichtgliedes 102, die in 1 sichtbar ist, mit 12 bezeichnet und die Fügeseite des zweiten Ausrichtgliedes 202, die in 1 sichtbar ist, ist mit 22 beziffert. Die nicht sichtbaren Seiten des ersten und zweiten Ausrichtgliedes 102, 202, die von der Ansicht in 1 versteckt sind, sind hier jeweils mit Bezugszeichen 11 und 21 bezeichnet. Zu Diskussionszwecken ist eine Draufsicht des elastisch gemittelten Ausricht- und Haltesystems 10 bei Betrachtung von Seite 21 der zweiten Komponente 200 hier als Vorderansicht bezeichnet, und eine Draufsicht auf das elastisch gemittelte Ausricht- und Haltesystem 10 bei Betrachtung von der Seite 11 der ersten Komponente 100 ist hier als Rückansicht bezeichnet.
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Wie vorher erwähnt ist, kann bei einigen Ausführungsformen die erste Komponente 100 mehr als ein EDAR-Merkmal 104 aufweisen, und die zweite Komponente 200 kann mehr als ein entsprechendes Ausrichtelement 204 aufweisen, und zwar abhängig von den Anforderungen einer bestimmten Ausführungsform, wobei die Mehrzahl von EDAR-Merkmalen 104 in einer koordinierten Weise geometrisch zu einer geometrischen Verteilung der Mehrzahl von Ausrichtelementen 204 verteilt ist, so dass jedes Ausrichtelement 204 in ein jeweiliges EDAR-Merkmal 204 aufnehmbar ist, wie in 1 gezeigt ist.
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Bei einer Ausführungsform besitzt die elastisch verformbare Wand 106 eine konische Form, die von schmal an dem distalen Ende 108 zu breit an dem proximalen Ende 112 übergeht, um eine Hinterschneidungsform zu bilden, die einen Innenraum 116 des Halteabschnitts 114 definiert (am besten mit Bezug auf die 1, 3 und 5 zu sehen), wobei der Innenraum 116 des Halteabschnitts 114 größer als der Eintrittsdurchlass 110 ist, wenn der Eintrittsdurchlass 110 nicht verformt ist (siehe beispielsweise 3 und 5). Bei einer Ausführungsform bilden die elastisch verformbare Wand 106 und das erste Ausrichtglied 102 eine Blindtasche 118 (siehe beispielsweise 3).
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Nun wird Bezug auf die 3 bis 5 genommen, die ein Detail 300 von 2 in verschiedenen Stufen des Zusammenbaus zeigen (3 vor dem Zusammenbau; 4 teilweise zusammengebaut; und 5 zusammengebaut).
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In der Stufe vor dem Zusammenbau, wie in 3 gezeigt ist, kann gesehen werden, dass eine Ausführungsform eine Anordnung aufweist, bei der das distale Ende 108 der elastisch verformbaren Wand 106 eine Einführabschrägung 120 umfasst, so dass die Interaktion zwischen dem distalen Ende 108 der elastisch verformbaren Wand 106 und der Kugelform des distalen Endes 208 des Ausrichtvorsprungs 206 eine ausreichende Vorspannkraft bereitstellt, um die elastisch verformbare Wand 106 elastisch zu verformen, um den Eintrittsdurchlass 110 elastisch zu dehnen und damit das kugelförmige distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 aufzunehmen. Der Außendurchmesser 250 des kugelförmigen distalen Endes 208 des Ausrichtvorsprungs 206 ist größer als die Kontaktpunktbreite 240 an dem Eintrittsdurchlass 110, was einen Übermaßzustand während des Zusammenbaus bewirkt, der durch die elastische Verformung überwunden wird, wie hier beschrieben ist.
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In der teilweise zusammengebauten Stufe, wie in 4 gezeigt ist, kann gesehen werden, dass die elastisch verformbare Wand 106 zu einer elastischen Verformung in einem solchen Ausmaß in der Lage ist, dass der Eintrittsdurchlass 110 sich elastisch dehnen kann, um das kugelförmige distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 aufzunehmen. Es sei auch zu verstehen, dass das kugelförmige distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 auch zur elastischen Verformung in der Lage sein kann, wie beispielsweise durch Kompression der Kugel.
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In der zusammengebauten Stufe, wie in 5 gezeigt ist, kann gesehen werden, dass sich die elastisch verformbare Wand 106 in ihre ursprüngliche oder nahezu ursprüngliche Position elastisch entspannt hat, um einen Innenraum 116 des Halteabschnitts 114 zu bilden, der das kugelförmige distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 abfängt und hält.
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Wie in den 1–5 gezeigt ist, bilden die elastisch verformbare Wand 106 und das erste Ausrichtglied 102 eine Blindtasche 118, so dass die Seite 11 der ersten Komponente 100 zusammen mit der Seite 21 der zweiten Komponente 200, in 1 nicht zu sehen, jedoch mit Bezug auf die 2 und 5, als ”A”-Seiten einer fertiggestellten Baugruppe geeignet sind, wobei eine ”A”-Seite für die Sichtbarkeit des Endnutzers als akzeptabel betrachtet wird.
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Bei einer Ausführungsform braucht es nicht notwendig sein, dass die Seite 11 der ersten Komponente 100 für den Endnutzer akzeptabel sichtbar ist, die als eine ”B”-Seite bezeichnet ist. Somit und mit Bezug nun auf 6 weist eine Ausführungsform eine Anordnung auf, bei der das erste Ausrichtglied 102 eine Durchbrechung 122 besitzt, die an dem proximalen Ende 112 der elastisch verformbaren Wand 106 angeordnet und axial mit dem Eintrittsdurchlass 110 ausgerichtet ist, wobei die Durchbrechung 122 eine Öffnung 124 aufweist, die größer als eine Öffnung 214 des Eintrittsdurchlasses 110 ist, wenn der Eintrittsdurchlass 110 unverformt ist (siehe beispielsweise die 3, 5 und 6, die den Eintrittsdurchlass 110 in einem nicht verformten Zustand zeigen).
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Während Ausführungsformen des distalen Endes 208 des Ausrichtvorsprungs 206 hier mit einer Kugelform (siehe beispielsweise 1–6) beschrieben und gezeigt worden sind, sei angemerkt, dass der Schutzumfang der Erfindung nicht so beschränkt ist und auch beliebige andere Formen umschließt, die für den hier offenbarten Zweck geeignet sind. Beispielsweise und mit Bezug auf 7 weist eine Ausführungsform eine Anordnung auf, bei der die zweite Komponente 200.1 einen Ausrichtvorsprung 206.1 besitzt, wobei das distale Ende 208.1 eine nicht kugelförmige Facettenform besitzt, die eine Mehrzahl von Facetten 210.1, 210.2, 210.3, 210.4, 210.5 besitzt. Die erste Komponente 100 ist in 7 in gestrichelten Linien (Zustand vor der Montage) und durchgezogenen Linien (zusammengebauter Zustand) gezeigt, wobei eine Schnittsschraffur der Klarheit halber weggelassen ist. Wie zu sehen ist, passt der Winkel der Facetten 210.2, 210.4 an den Winkel der Einführabschrägung 120 der elastisch verformbaren Wand 106, um eine elastische Verformung der elastisch verformbaren Wand 106 während des Zusammenbaus zu unterstützen, und der Winkel der Facetten 210.1, 210.5 passt an den Winkel der Innenfläche des Halteabschnitts 114, um eine Halterung des Ausrichtvorsprungs 206.1 in dem zusammengebauten Zustand zu unterstützen.
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In dem zusammengebauten Zustand, siehe beispielsweise die 2, 5, 6 und 7, können die EDAR-Merkmale 104 und Ausrichtelemente 204 als Abstandseinrichtungen dienen, um die erste und zweite Komponente 100, 200 bei einem definierten Spalt 50 (siehe 2) weg voneinander zu halten. Um den Spalt 50 zu steuern, kann das distale Ende 208 des Ausrichtvorsprungs 206 an der Seite 20 der Blindtasche 118 sitzen, die durch die elastisch verformbare Wand 106 und das erste Ausrichtglied 102 geformt ist, wie in 5 gezeigt ist, oder das distale Ende 108 der elastisch verformbaren Wand 106 kann an der Seite 22 der zweiten Komponente 200 sitzen, wie in 6 gezeigt ist, oder es kann eine Kombination der vorhergehenden Spaltsteuermittel verwendet werden. Zu dem Vorhergehenden sei angemerkt, dass die Abstandeinrichtungen keine separaten Merkmale sind, sondern ein integrales Teil der EDAR-Merkmale 104 und/oder Ausrichtelemente 204 bilden. Mit Bezug auf den in 3 gezeigten Zustand vor dem Zusammenbau, der in dem in 5 gezeigten zusammengebauten Zustand resultiert, weist eine Ausführungsform eine Anordnung auf, bei der die Höhe 270 des kugelförmigen distalen Endes 208 des Ausrichtvorsprungs 206 größer als die Kontaktpunkthöhe 260 in dem Innenraum 116 des Halteabschnitts 114 ist, was einen Übermaßzustand in dem zusammengebauten Zustand, wie in 5 gezeigt ist, bewirkt, der die vorher erwähnte Steuerung des Spalts 50 bereitstellt.
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Wie vorher erwähnt wurde, kann bei einigen Ausführungsformen die erste Komponente 100 mehr als ein EDAR-Merkmal 104 besitzen, und die zweite Komponente 200 kann mehr als ein entsprechendes Ausrichtelement 204 besitzen. Beispielsweise und zurück mit Bezug auf 1 ist das elastisch gemittelte Ausricht- und Haltesystem 10 so konfiguriert, dass die erste Komponente 100 ein erstes und ein zweites EDAR-Merkmal 104.1, 104.2 besitzt, die voneinander beabstandet sind, und die zweite Komponente 200 ein erstes und ein zweites Ausrichtelement 204.1, 204.2 besitzt, die voneinander beabstandet sind. Das erste und zweite EDAR-Merkmal 104.1, 104.2 sind geometrisch mit Bezug auf das erste und zweite Ausrichtelement 204.1, 204.2 verteilt, so dass Abschnitte der elastisch verformbaren Wände 106 von jeweiligen des ersten und zweiten EDAR-Merkmals 104.1, 104.2 bei Eingriff mit jeweiligen der Ausrichtvorsprünge 206.1, 206.2 der jeweiligen ersten und zweiten Ausrichtelemente 204.1, 204.2 sich zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration elastisch verformen, die das erste Ausrichtglied 102 mit dem zweiten Ausrichtglied 202 in zumindest zwei von vier planaren orthogonalen Richtungen ausrichtet.
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Weiter mit Bezug auf 1 weist eine Ausführungsform der Erfindung eine Anordnung auf, bei der die elastisch verformbare Wand 106 zwei Wandsegmente 106a (erstes Wandsegment), 106b (zweites Wandsegment) besitzt, jedoch mehr als zwei haben kann, und bei einer Ausführungsform mehr als ein Wandsegment besitzt.
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Alternativ und nun mit Bezug auf 8 weist eine Ausführungsform eine Anordnung auf, bei der die elastisch verformbare Wand 106 ein einzelnes kontinuierliches Wandsegment 106c ist. Dies bedeutet, das erste und zweite Wandsegment 106a, 106b, wie in 1 gezeigt ist, sind zusammengefügt, um das einzelne kontinuierliche Wandsegment 106c zu bilden, wie in 8 gezeigt ist, wobei eine Öffnung 126, die auch als ein Seiteneintrittsdurchlass bezeichnet ist, in dem Wandsegment 106c zurückbleibt, die so bemessen ist, dass sie sich elastisch verformt, um das EDAR-Merkmal 104 bei Einsetzen von der Seite aufzunehmen. Bei einer Ausführungsform weist das einzelne Wandsegment 106c dieselbe konische Form wie das erste und zweite Wandsegment 106a, 106b, wie in 1 gezeigt ist, auf. Die Pfeile 1 und 2 in 8 zeigen eine erste und zweite Relativbewegung zwischen der ersten und zweiten Komponente 100, 200 während des Zusammenbaus der ersten und zweiten Komponente 100, 200, wobei die erste Relativbewegung, Pfeil 1, eine Drehung der ersten Komponente 100 ist, die die Seite 12 der ersten Komponente 100 parallel zu der Seite 22 der zweiten Komponente 200 orientiert, und die zweite Relativbewegung, Pfeil 2, eine Seitwärtsbewegung ist, die die EDAR-Merkmale 104 mit entsprechenden Ausrichtelementen 204 über elastische Verformung des einzelnen Wandsegments 106c an der Öffnung 126 in Eingriff bringt. Durch Vergleich der 1 und 8 ist zu sehen, dass der Ausrichtvorsprung 206 in Eingriff mit dem EDAR-Merkmal 104 über den Eintrittsdurchlass 110 gedrückt werden kann, was hier als ein Zusammenbau von oben nach unten bezeichnet ist, oder in Eingriff mit dem EDARF-Merkmal 104 über die Öffnung (Seiteneintrittsdurchlass) 126 gleiten kann, was hier als ein Seitwärts-Zusammenbau bezeichnet wird. Es sei auch angemerkt, dass die erste und zweite Komponente 100, 200 der in 1 gezeigten Ausführungsform über die Zusammenbauvorgehensweise von oben nach unten oder die seitwärts gerichtete Zusammenbauvorgehensweise zusammengebaut werden können, wie durch den Einschluss beider Bezugszeichen 110 und 126 in 1 offensichtlich ist.
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Während 1 zwei derselben EDAR-Merkmale 104, die zwei Wandsegmente 106a, 106b aufweisen, zeigt, und 8 zwei derselben EDAR-Merkmale 104, die ein einzelnes kontinuierliches Wandsegment 106c aufweisen, zeigt, sei angemerkt, dass der Schutzumfang der Erfindung auch eine Ausführungsform umschließt, die beide Typen von EDAR-Merkmalen und mehr als zwei EDAR-Merkmale verwendet.
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Angesichts dessen, was offenbart, gezeigt, beschrieben und durch Bezugnahme hier integriert ist, sei angemerkt, dass der Schutzumfang der Erfindung nicht nur auf die Verwendung der hier offenbarten EDAR-Merkmale 104 und der entsprechenden Ausrichtelemente 204 beschränkt ist, sondern auch die Verwendung von EDAR-Merkmalen 104 und entsprechenden Ausrichtelementen 204 in Kombination mit anderen elastischen mittelnden Ausrichtmerkmalen, Stecker oder Buchse, umschließt.
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Angesichts des Vorhergehenden und nun mit Bezug auf 9 sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der Erfindung auch ein Fahrzeug 40 aufweist, das eine Karosserie 42 mit einem elastisch gemittelten Ausrichtsystem 10 besitzt, wie hier integral in der Karosserie 42 angeordnet offenbart ist. Bei der Ausführungsform von 9 ist das elastisch gemittelte Ausrichtsystem 10 so gezeigt, dass es zumindest einen Abschnitt eines Kühlergrills des Fahrzeugs 40 bildet. Jedoch ist es denkbar, dass ein elastisch gemitteltes Ausrichtsystem 10, wie hier offenbart ist, mit einem anderen Merkmal des Fahrzeugs 40 verwendet sein kann, wie beispielsweise einer Innenverkleidung, wobei die erste Komponente 100 einen ersten Abschnitt des Fahrzeugs 40 bildet und die zweite Komponente 200 einen zweiten Abschnitt des Fahrzeugs 40 bildet.
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Wenn die erste Komponente 100 und die zweite Komponente 200 Komponenten eines Fahrzeugs sind, resultiert ein vorteilhafter Zusammenbau, da die Haltekraft zusammen mit der elastischen Verformung der Ausrichtmerkmale, die diese Teile bereits im Presskontakt haben, die Tendenz der Komponenten zur Vibration oder Klappern gegeneinander reduziert und somit die Charakteristik von Rauschen, Vibration und Rauheit (NVH) der Komponenten und des Fahrzeugs, in dem sie montiert sind, verbessert. Der selektive Eingriff des EDAR-Merkmals 104 und des Ausrichtelements 204 sieht auch eine versteifte Baugruppe der ersten Komponente 100 und der zweiten Komponente 200 vor, wenn die erste und zweite Komponente gegenseitig miteinander zusammengepasst werden, einschließlich einer Steifigkeit, die größer ist, als durch die Verwendung von Ausrichtmerkmalen allein verwirklicht werden könnte, da beispielsweise die Haltekraft zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente die Steifigkeit der Baugruppe erhöht.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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