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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft zusammenfügbare Komponenten und insbesondere elastisch gemittelte zusammenfügbare Komponenten zur Ausrichtung und Rückhaltung.
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HINTERGRUND
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Komponenten, insbesondere Fahrzeugkomponenten, die in einem Herstellungsverfahren zusammengefügt werden sollen, können gegenseitig in Bezug zueinander durch Ausrichtungsmerkmale angeordnet werden, die überdimensionierte Löcher und/oder unterdimensionierte hochstehende Vorsprünge sind. Derartige Ausrichtmerkmale sind typischerweise so bemessen, um einen Abstand bereitzustellen, um die Komponenten relativ zueinander frei zu bewegen, um diese ohne Erzeugung einer Übermaßpassung zwischen diesen auszurichten, die den Herstellprozess behindern würde. Ein derartiges Beispiel enthält Zwei-Wege- und/oder Vier-Wege-Steckausrichtmerkmale; typischerweise aufrechte Ansätze, welche in entsprechende Buchsenausrichtmerkmale, typischerweise Durchbrechungen in der Form von Schlitzen oder Löchern, aufgenommen werden. Die Komponenten sind mit einem vorbestimmten Zwischenraum zwischen den Steckausrichtmerkmalen und ihren jeweiligen Buchsenausrichtmerkmalen geformt, um erwartete Größen- und Positionsabweichungstoleranzen der Steck- und Buchsenausrichtmerkmale anzupassen, die aus Herstell-(oder Fabrikations-)Abweichungen resultieren.
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Infolgedessen kann eine signifikante Positionsabweichung zwischen zwei zusammengefügten Komponenten, die die vorher erwähnten Ausrichtmerkmale aufweisen, auftreten, was zu der Anwesenheit einer unerwünscht großen Abweichung in ihrer Ausrichtung, insbesondere mit Bezug auf Spalte und/oder Abstand dazwischen, beitragen kann. In dem Fall, in dem falsch ausgerichtete bzw. fehljustierte 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 Fehlausrichtung auf zwei Komponenten oder eine gesamte Baugruppe beschränkt ist, kann sie die Funktion negativ beeinflussen und in einer Wahrnehmung schlechter Qualität resultieren. Darüber hinaus kann der Zwischenraum zwischen fehlausgerichteten Komponenten zu einer Relativbewegung dazwischen führen, was unerwünschtes Geräusch, wie Quietschen und Klappern, verursachen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem Aspekt ist ein elastisch gemitteltes Ausrichtsystem vorgesehen. Das System weist eine erste Komponente, die ein Ausrichtglied umfasst, das eine Innenwand besitzt, die eine Rückhaltedurchbrechung definiert, sowie eine zweite Komponente auf, die eine Innenwand umfasst, die eine Ausrichtdurchbrechung definiert. Die Innenwand weist eine erste Wand und eine gegenüberliegende zweite Wand auf, und die erste Wand weist eine Rückhaltelasche auf, die zum Einsetzen in die Rückhaltedurchbrechung konfiguriert ist. Das Ausrichtglied ist aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt, so dass, wenn das Ausrichtglied in die Ausrichtdurchbrechung eingesetzt ist, sich das Ausrichtglied elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformt, um ein Ausrichten der ersten Komponente mit der zweiten Komponente in einer gewünschten Orientierung zu unterstützen.
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Bei einem anderen Aspekt ist ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug weist eine Karosserie und ein elastisch gemitteltes Ausrichtsystem auf, das integral in der Karosserie angeordnet ist. Das elastisch gemittelte Ausrichtsystem weist eine erste Komponente, die ein Ausrichtglied umfasst, das eine Innenwand besitzt, die eine Rückhaltedurchbrechung definiert, sowie eine zweite Komponente auf, die eine Innenwand umfasst, die eine Ausrichtdurchbrechung definiert. Die Innenwand weist eine erste Wand und eine gegenüberliegende zweite Wand auf, und die erste Wand weist eine Rückhaltelasche auf, die zum Einsetzen in die Rückhaltedurchbrechung konfiguriert ist. Das Ausrichtglied ist aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt, so dass, wenn das Ausrichtglied in die Ausrichtdurchbrechung eingesetzt ist, sich das Ausrichtglied elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformt, um ein Ausrichten der ersten Komponente mit der zweiten Komponente in einer gewünschten Orientierung zu unterstützen.
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Bei noch einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung eines elastisch gemittelten Ausrichtsystems vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass eine erste Komponente geformt wird, die ein Ausrichtglied umfasst, das eine Innenwand besitzt, die eine Rückhaltedurchbrechung definiert, eine zweite Komponente geformt wird, die eine Innenwand umfasst, die eine Ausrichtdurchbrechung definiert, wobei die Innenwand eine erste Wand und eine gegenüberliegende zweite Wand besitzt, wobei die erste Wand eine Rückhaltelasche aufweist, die zum Einsetzen in die Rückhaltedurchbrechung konfiguriert ist, und das Ausrichtglied aus einem elastisch verformbaren Material geformt wird, so dass, wenn das Ausrichtglied in die Ausrichtdurchbrechung eingesetzt wird, sich das Ausrichtglied elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformt, um ein Ausrichten der ersten Komponente und der zweiten Komponente in einer gewünschten Orientierung zu unterstützen.
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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 perspektivische Ansicht eines beispielhaften elastisch gemittelten Fügesystems vor dem Zusammenbau ist;
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2 eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Systems nach dem Zusammenbau ist;
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3 eine vergrößerte Ansicht eines beispielhaften Ausrichtglieds des in den 1 und 2 gezeigten Systems ist;
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4 eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Systems entlang des Schnitts 4-4 ist;
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5 eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Systems entlang des Schnitts 5-5 ist; und
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6 eine ausgeschnittene Ansicht eines Fahrzeugs ist, das das elastisch gemittelte Ausrichtsystem verwenden kann, das in den 1–5 gezeigt ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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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 sind die dargestellten Ausführungsformen auf Karosseriebleche von Fahrzeugen anwendbar; das hier offenbarte Ausrichtungssystem kann aber mit beliebigen geeigneten Komponenten verwendet werden, um eine elastische Mittelung (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 Anwendungen wie zum Beispiel verschiedene 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, in Ansprechen 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 Grenzfläche(n) zwischen zusammengefügten Komponenten, wobei die Mittelungsverformung eine präzise Ausrichtung liefert, wobei die Positionsabweichung aus der Fertigung auf Xmin minimiert wird, die durch Xmin = 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 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 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 US-Patentanmeldung Nr. 8,695,201 beschrieben, 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 elastisch mittelnden Systems, 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 Ausrichtmerkmale, 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 Partikeln 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 Ausrichtmerkmale und die damit verbundenen Komponenten können in jeder geeigneten Weise geformt werden. Zum Beispiel können die elastisch verformbaren Ausrichtmerkmale 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.
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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 oder gezogene Beförderungseinrichtung, die für den Transport einer Last geeignet ist.
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Es sind hier Ausricht- und Rückhaltesysteme, wie auch Verfahren für elastisch gemittelte Fügebaugruppen beschrieben. Die Ausricht- und Rückhaltesysteme umfassen Komponenten, die sowohl Steck- als auch Buchsenmerkmale zur elastischen Ausrichtung aufweisen, die ein miteinander erfolgendes elastisch gemitteltes Fügen der gleichen oder ähnlichen Komponente unterstützen. Somit können die Komponenten in der Regel modular aufgebaut sein und eine einfache Art der Modulherstellung unterstützen, einen einfachen Einbau in ein System, das aus den mehreren modularen Komponenten gebildet ist, bereitstellen und die Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Kopplung zwischen und gewünschten Orientierung von zwei oder mehr Komponenten erleichtern.
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1 und 2 zeigen ein beispielhaftes System 10 zur elastisch gemittelten Ausrichtung, das allgemein eine erste Komponente 100 zur Kopplung mit einer zweiten Komponente 200 aufweist.
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Die erste Komponente 100 weist elastisch verformbare Ausrichtglieder 102 auf, und die zweite Komponente 200 weist eine Innenwand 202 auf, die Ausrichtdurchbrechungen 204 definiert. Die Ausrichtglieder 102 und die Ausrichtdurchbrechungen 204 sind an ihrer jeweiligen Komponente 100, 200 für die richtige Ausrichtung und Orientierung fest angeordnet oder einteilig ausgebildet, wenn die Komponenten 100 und 200, wie hier detaillierter beschrieben ist, zusammengefügt sind. Obwohl drei Ausrichtglieder 102 in 1 gezeigt sind, kann die Komponente 100 eine beliebige Anzahl von Ausrichtgliedern 102 aufweisen.
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Das elastisch verformbare Ausrichtglied 102 ist derart konfiguriert und angeordnet, um mit Übermaß, verformbar und fügend mit der Wand 202 der Ausrichtdurchbrechung 204 in Eingriff zu treten, wie hier detaillierter diskutiert ist, um die erste Komponente 100 präzise mit der zweiten Komponente 200 in zwei oder vier Richtungen auszurichten, wie beispielsweise der +/–x-Richtung und der +/–y-Richtung eines orthogonalen Koordinatensystems, was hier als eine Zweiwege- und Vierwege-Ausrichtung bezeichnet ist. Außerdem tritt das elastisch verformbare Ausrichtglied 102 fügend in die Ausrichtdurchbrechung 204 ein, um eine steife und starre Verbindung zwischen der ersten Komponente 100 und der zweiten Komponente 200 zu erleichtern, wodurch eine Relativbewegung zwischen diesen reduziert oder verhindert wird.
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Wie in den 3 bis 5 gezeigt ist, weist bei der beispielhaften Ausführungsform die erste Komponente 100 im Allgemeinen eine Außenseite 106 und eine Innenseite 108 auf, von der sich das Ausrichtglied 102 erstreckt. Das Ausrichtglied 102 besitzt eine gekrümmte, halbkreisförmige oder im Wesentlichen halbkreisförmige Form mit einem proximalen Ende 110, das mit einer Innenseite 108 gekoppelt ist, sowie einem distalen Ende 112. Jedoch kann das Ausrichtglied 102 eine beliebige Querschnittsform aufweisen, die ermöglicht, dass das System 10 funktioniert, wie hier beschrieben ist. Das Ausrichtglied 102 weist eine konkave Innenseite 114, eine konvexe Außenseite 116, eine Innenwand 118, die eine Rückhaltedurchbrechung 120 definiert, sowie Ränder 122 auf, die sich zwischen dem proximalen Ende 110 und dem distalen Ende 112 erstrecken. Wie in 3 gezeigt ist, sind bei der beispielhaften Ausführungsform die Ränder 122 zueinander verjüngt, wenn sie sich von dem proximalen Ende 110 zu dem distalen Ende 112 erstrecken.
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Die erste Komponente 100 kann wahlweise ein oder mehrere Abstandseinrichtungen 124 für den Eingriff und das Tragen der zweiten Komponente 200 aufweisen. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die erste Komponente 100 aus einem starren oder halbstarren Material, wie Kunststoff, hergestellt. Jedoch kann die erste Komponente 100 aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, das ermöglicht, dass das System 10 funktioniert, wie hier beschrieben ist.
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Die zweite Komponente 200 weist in der Regel eine Außenseite 206 und eine Innenseite 208 auf. Die Innenwand 202 weist gegenüberliegende erste und zweite Wände 210 und 212 sowie gegenüberliegende dritte und vierte Wände 214 und 216 auf (4). Alternativ braucht die Außenseite 206 nicht kontinuierlich drei Ausrichtdurchbrechungen 204 aufzuweisen, wie in 1 gezeigt ist. Stattdessen kann die Komponente 200 eine Mehrzahl einzelner Streifen, Klemmen oder dergleichen (nicht gezeigt) aufweisen, die sich von der Wand 210 erstrecken, die jede einzelne Durchbrechung 204 definiert. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die Ausrichtdurchbrechung 204 mit einem allgemein rechtwinkligen Querschnitt veranschaulicht. Alternativ dazu kann die Ausrichtdurchbrechung 204 eine beliebige Form aufweisen, die ermöglicht, dass das System 10 funktioniert, wie hier beschrieben ist. Beispielsweise kann die Ausrichtdurchbrechung 204 ein länglicher Schlitz mit gerundeten Enden sein (nicht gezeigt). Wie in den 2 und 5 gezeigt ist, erstreckt sich die erste Wand 210 über der Ausrichtdurchbrechung 204 und weist eine sich davon erstreckende Rückhaltelasche 218 auf, die zur Aufnahme durch die Rückhaltedurchbrechung 120 konfiguriert ist, wenn das Ausrichtglied 102 in die Ausrichtdurchbrechung 204 eingesetzt ist. Alternativ dazu kann die Rückhaltelasche 218 in der Ausrichtdurchbrechung 204 angeordnet sein. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die zweite Komponente 200 aus einem starren Material, wie Blech, hergestellt. Jedoch kann die zweite Komponente 200 aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, das ermöglicht, dass das System 10 funktioniert, wie hier beschrieben ist.
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Ohne sich auf einen bestimmten Aufbau einzuschränken, kann die erste Komponente 100 eine Innenverkleidung eines Fahrzeugs sein, wobei die vom Kunden sichtbare Seite die Außenseite 106 ist. Die zweite Komponente 200 kann ein tragender Unteraufbau sein, der Teil des Fahrzeugs oder daran befestigt ist und an dem die erste Komponente 100 in präziser Ausrichtung fest montiert ist.
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Um eine Anordnung bereitzustellen, bei der das elastisch verformbare Ausrichtglied 102 so konfiguriert und angeordnet ist, um in Übermaß, verformbar und fügend mit der Ausrichtdurchbrechung 204 in Eingriff zu treten, ist der Durchmesser oder der Querschnitt der Ausrichtdurchbrechung 204 geringer oder kleiner als der Durchmesser oder der Querschnitt des jeweiligen Ausrichtglieds 102, was notwendigerweise eine zweckmäßige Presspassung zwischen dem elastisch verformbaren Ausrichtglied 102 und der Ausrichtdurchbrechung 204 erzeugt. Somit verformen sich bei Einsetzen in die Ausrichtdurchbrechung 204 Abschnitte des elastisch verformbaren Ausrichtglieds 102 elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration, die die erste Komponente 100 in der Ausrichtdurchbrechung 204 in zwei oder vier planaren orthogonalen Richtungen (der +/–x-Richtung und der +/–y-Richtung) ausrichtet.
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Die Rückhaltelasche 218 weist eine rampenartige Einführfläche 220 und eine Rückhaltefläche 222 auf. Die Einführfläche 220 ist derart konfiguriert, das Ausrichtglied 102 auswärts und um die Rückhaltelasche 218 zu biegen, wenn das Ausrichtglied 102 in die Ausrichtdurchbrechung 204 eingesetzt wird, und die Rückhaltefläche 222 ist derart konfiguriert, mit der Innenwand 118 in Eingriff zu treten, nachdem sich das Rückhalteausrichtglied 102 zurück einwärts biegt und die Rückhaltelasche 218 in der Rückhaltedurchbrechung 120 sitzt, was hilft, ein Entfernen des Ausrichtglieds 102 von der Ausrichtdurchbrechung 204 zu verhindern. Somit unterstützt die Wechselwirkung zwischen der Rückhaltelasche 218 und der Rückhaltedurchbrechung 120 eine verbesserte Rückhaltung des Ausrichtglieds 102 in der Ausrichtdurchbrechung 204. Zusätzlich kann das distale Ende 112 des Ausrichtglieds eine rampenartige Einführfläche 126 (5) aufweisen, die derart konfiguriert ist, ein Einsetzen des Ausrichtglieds 102 in die Ausrichtdurchbrechung 204 zu verbessern, wenn das Ausrichtglied 102 mit der Einführfläche 220 in Eingriff tritt.
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Mit weiterem Bezug auf die 1 und 5 können Abstandseinrichtungen 124 relativ zu dem Ausrichtglied 102 beabstandet sein, so dass sie eine Abstützplattform auf einer Höhe ”h” oberhalb der Innenseite 108 der ersten Komponente bereitstellen. Die Innenseite 208 der zweiten Komponente steht in Kontakt mit den Abstandseinrichtungen 124, wenn das elastisch verformbare Ausrichtglied 102 in die Ausrichtdurchbrechung 204 eingesetzt wird. Die Abstandseinrichtungen 124 sind so angeordnet und konfiguriert, um eine endgültige Positionsorientierung zwischen der Ausrichtdurchbrechung 204 und dem elastisch verformbaren Ausrichtglied 102 an einer Höhe ”h” über dem Boden, der Innenseite 108 bereitzustellen. Während 1 sechs Abstandseinrichtungen 124 in der Form von Pfosten auf einer Höhe ”h” relativ zu der Innenseite 108 der Komponente zeigt, sei angemerkt, dass der Schutzumfang nicht so beschränkt ist und auch andere Anzahlen und Formen von Abstandseinrichtungen 124 umschließt, die für den hier offenbarten Zweck geeignet sind, und auch eine Abstandseinrichtung in der Form eines kontinuierlichen Ringes (nicht gezeigt) umschließt, der um das Ausrichtglied 102 angeordnet ist. Ausführungsformen mit derartigen Abstandseinrichtungsanordnungen werden als innerhalb des Schutzumfangs der hier offenbarten Erfindung angenommen und betrachtet. Überdies sei, während die 1 und 5 Abstandseinrichtungen 124 zeigen, die einteilig an der Innenseite 108 geformt sind, angemerkt, dass eine ähnliche Funktion dadurch erreicht werden kann, dass Abstandseinrichtungen 124 an der Innenseite 208 einteilig geformt werden, was hier als innerhalb des Schutzumfangs der hier offenbarten Erfindung liegend angenommen und betrachtet wird. Alternativ dazu braucht das System 10 keine Abstandseinrichtungen aufzuweisen.
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Wenn das Ausrichtglied 102 in eine jeweilige Ausrichtdurchbrechung 204 eingesetzt wird, tritt die konvexe Außenseite 116 mit der ersten Wand 210 in Kontakt und treten die Ränder 122 mit der zweiten Wand 212 in Kontakt (4). Somit verformt sich das Ausrichtglied 102 elastisch in der Ausrichtdurchbrechung 204, wie hier beschrieben ist, um die erste Komponente 100 in der +/–y-Richtung auszurichten. Genauer ist die Krümmung der Seiten 114, 116 reduziert, und die Ränder 122 werden voneinander weg getrieben, wenn das Ausrichtglied 102 zwischen die Wände 210, 212, insbesondere an dem distalen Ende 112 des Ausrichtglieds gepresst wird. Beispielsweise kann das Ausrichtglied 102 nach der elastischen Verformung weniger halbkreisförmig und mehr halbelliptisch werden. Bei anderen Ausführungsformen können eine konvexe Außenseite 116 und/oder Ränder 122 mit der dritten und vierten Wand 214, 216 in Kontakt treten, um die erste Komponente 100 weiter in der +/–x-Richtung auszurichten. Zusätzlich tritt die Einführfläche 126 mit der Einführfläche 220 in Kontakt, und das Ausrichtglied 102 wird nach außen um die Rückhaltelasche 218 gebogen, bis die Rückhaltelasche in die Rückhaltedurchbrechung 120 eingesetzt ist oder in diese fällt. Somit findet eine Biegung oder ein Zurückspringen des Ausrichtgliedes 102 zu der ersten Wand 210 (5) statt, und die Rückhaltelasche unterstützt ein Ausrichten der ersten Komponente 100 in der +/–x-Richtung und der +/–z-Richtung. Jedoch ist die Rückhaltedurchbrechung 120 größer bemessen, als die Rückhaltelasche 218, um einige Bewegung des Ausrichtglieds 102 zu ermöglichen, wenn es sich in der Ausrichtdurchbrechung 204 elastisch verformt. In dieser Position sitzt die Innenwand 118 des Ausrichtgliedes an oder nahe der Rückhaltefläche 222 zum Eingriff damit, um zu helfen, eine Entfernung des Ausrichtglieds 102 von der Ausrichtdurchbrechung 204 zu verhindern.
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Angesichts des Vorhergehenden und mit Bezug nun auf 6 sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der Erfindung auch ein Fahrzeug 40 aufweist, das eine Karosserie 42 mit einem elastisch mittelnden Ausrichtsystem 10 besitzt, wie hier einteilig mit der Karosserie 42 angeordnet offenbart ist. Bei der Ausführungsform von 6 ist das elastisch mittelnde Ausrichtsystem 10 so gezeigt, dass zumindest ein Abschnitt eines Armaturenbretts 44 des Fahrzeugs 40 gebildet wird. Es ist jedoch denkbar, dass ein elastisch mittelndes Ausrichtsystem 10, wie es hier offenbart ist, mit anderen mehrlagigen Komponenten des Fahrzeugs 40 verwendet werden kann.
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Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines elastisch gemittelten Ausrichtsystems 10 umfasst, dass eine erste Komponente 100 mit mindestens einem Ausrichtglied 102 geformt wird und eine zweite Komponente mit zumindest einer Innenwand 202 geformt wird, die die Ausrichtdurchbrechung 204 definiert. Das Ausrichtglied 102 ist mit einer konkaven Innenseite 114, einer konvexen Außenseite 116 und einer Innenwand 118 geformt, die eine Rückhaltedurchbrechung 120 definiert. Die Innenwand 202 ist mit einer Rückhaltelasche 218, die eine Einführfläche 220 aufweist, und einer Rückhaltefläche 222 geformt. Das Ausrichtglied 102 ist aus einem elastisch verformbaren Material geformt, so dass, wenn das Ausrichtglied 102 in die Ausrichtdurchbrechung 204 eingesetzt wird, sich das Ausrichtglied 102 elastisch zu einer elastisch gemittelten Endkonfiguration verformt, um ein Ausrichten der ersten Komponente 100 und der zweiten Komponente 200 in einer gewünschten Orientierung zu unterstützen.
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Es sind hier Systeme und Verfahren zum elastischen Mitteln von Füge- und Ausrichtsystemen beschrieben. Die Systeme weisen allgemein eine erste Komponente mit zumindest einem elastisch verformbaren halbkreisförmigen Ausrichtglied auf, das zum Einsetzen in eine entsprechende Ausrichtdurchbrechung einer zweiten Komponente positioniert ist. Die zweite Komponente weist eine Rückhaltelasche auf, die zum Sitz in einer Rückhaltedurchbrechung konfiguriert ist, die in dem Ausrichtglied geformt ist, wenn das Ausrichtglied in die Ausrichtdurchbrechung eingesetzt ist. Eine Kopplung zwischen der ersten und zweiten Komponente wird über die Ausrichtglieder und jeweiligen Ausrichtdurchbrechungen elastisch gemittelt, um die Komponenten in einer gewünschten Orientierung präzise zu fügen. Dementsprechend unterstützen die beschriebenen Systeme und Verfahren eine präzise Ausrichtung und Rückhaltung von zwei oder mehr Komponenten in einer gewünschten Orientierung.
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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.
