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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen und ein Kontrollsystem.
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Bei einer Montage kann ein erstes Bauteil über einen Clip oder mehrere Clips in einem zweiten Bauteil montiert werden. Derartige Clips können verschiedenartige Erscheinungsbilder haben, gemeinsam ist jedoch eine Relativbewegung jeweils eines Clips während eines Montageprozesses senkrecht zu einer Montagerichtung.
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Zur Prüfung, ob sämtliche Clips wirklich verrastet sind, dient in der Regel eine Sichtprüfung. Eine derartige Prüfung kann beispielsweise notwendig sein, um eine Dichtheit einer aus den Bauteilen montierten Baugruppe sicherzustellen.
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Außerdem ist eine Sichtprüfung aufgrund geringer Relativwege zwischen den Bauteilen nur sehr schwer robust umzusetzen. Ein Unterschied zwischen einem nicht verrasteten Clip und einem verrasteten Clip kann je nach Größe des Clip im Bereich von z. B. nur 1 - 3 mm liegen. Bei eingeschränkten Sichtfenstern, Zeitnot aufgrund kurzer Montagetakten sowie eingeschränkter Beleuchtung bzw. Belichtungen kann eine derartige Sichtprüfung stark erschwert werden bis unmöglich sein.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 004 145 A1 beschreibt eine Lenksäulenmanschette und ein Verfahren zu deren Einbau.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, ein erstes Bauteil in einem zweiten Bauteil zuverlässig zu montieren und weiterhin eine dabei montierte bzw. bereitgestellte Baugruppe auf korrekte Montage zu überprüfen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Kontrollsystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Verfahrens und des Kontrollsystems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Verbinden, üblicherweise Verrasten, eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil vorgesehen. Dabei weist das erste Bauteil einen Ring auf, an dem mindestens ein Clip angeordnet ist. Das zweite Bauteil umschließt und umfasst eine Öffnung, an der mindestens eine Fixierstelle angeordnet ist, die einen Aufnahmeabschnitt aufweist. Bei einer Montage zum Verbinden der Bauteile wird zunächst in einem ersten Schritt mindestens ein Teilabschnitt eines Zusatzteils in dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle angeordnet. Danach wird in einem zweiten Schritt bei der Montage das erste Bauteil an dem zweiten Bauteil angeordnet, wobei der mindestens eine Clip in dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle angeordnet wird. Dabei wird in einem ersten Fall, wenn die beiden Bauteile miteinander korrekt verbunden werden bzw. verbunden worden sind, der mindestens eine Teilabschnitt des Zusatzteils von dem mindestens einen Clip aus dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle des zweiten Bauteils gedrückt, d. h. dass der mindestens eine Clip den mindestens einen Teilabschnitt des Zusatzteils beim korrekten Verbinden aus dem Aufnahmeabschnitt drückt. In einem zweiten Fall, wenn die beiden Bauteile miteinander nicht korrekt verbunden werden bzw. verbunden worden sind, verbleibt der mindestens eine Teilabschnitt des Zusatzteils in dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle des zweiten Bauteils.
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Der zweite Fall ergibt sich in Ausgestaltung dann, wenn der mindestens eine Clip bei der Montage den mindestens einen Teilabschnitt des Zusatzteils in dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle verfehlt, weil er bei der Montage bspw. an einer falschen Stelle des ersten Bauteils neben dem Aufnahmeabschnitt angeordnet wird.
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Es ist möglich, dass die Montage, d. h. zumindest der zweite Schritt wiederholt wird, wenn die beiden Bauteile gemäß dem zweiten Fall nicht miteinander verbunden sind bzw. verbunden worden sind.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Fixierstelle des zweiten Bauteils zwei voneinander beabstandete Haken aufweist, zwischen denen der Aufnahmeabschnitt angeordnet ist, und dass der mindestens eine Clip des ersten Bauteils an seinem Ende eine Spitze aufweist. Dabei wird bei der Montage zunächst der mindestens eine Teilabschnitt des Zusatzteils zusätzlich in jeweils einem Bereich, der von jeweils einem Haken umschlossen ist bzw. wird, angeordnet. Danach wird die Spitze des mindestens einen Clip in dem Aufnahmeabschnitt zwischen den beiden Haken angeordnet.
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Üblicherweise weist das erste Bauteil mehrere Clips und das zweite Bauteil entsprechend viele Fixierstellen auf. Bei der Montage wird zunächst jeweils ein Teilabschnitt des Zusatzteils in dem Aufnahmeabschnitt der jeweiligen Fixierstelle angeordnet. Weiterhin wird jeweils ein Clip, bspw. die Spitze des jeweiligen Clip, in jeweils einem Aufnahmeabschnitt angeordnet.
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Das Verfahren wird für zwei Bauteile durchgeführt, bei denen es sich um Bauteile eines Fahrzeugs, bspw. eines Kraftfahrzeugs, handelt. Dabei ist das erste Bauteil bspw. als Lenktülle ausgebildet und wird in die Öffnung eines bspw. als Wand, insbesondere als Stirnwand, ausgebildeten zweiten Bauteils eingesetzt. Mit dem Verfahren wird überprüft, ob bspw. die Lenktülle als erstes Bauteil korrekt in die Wand als zweites Bauteil eingesetzt wird.
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Das erfindungsgemäße Kontrollsystem weist ein Zusatzteil auf und ist zum Kontrollieren einer Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil ausgebildet. Dabei weist das erste Bauteil einen Ring auf, an dem mindestens ein Clip angeordnet ist. Das zweite Bauteil umschließt eine Öffnung, an der mindestens eine Fixierstelle angeordnet ist, die einen Aufnahmeabschnitt aufweist. Bei einer Montage zum Verbinden der beiden Bauteile ist zunächst in einem ersten Schritt mindestens ein Teilabschnitt des Zusatzteils in dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle anzuordnen bzw. anordenbar. Danach ist in einem zweiten Schritt bei der Montage das erste Bauteil an dem zweiten Bauteil anzuordnen bzw. anordenbar, wobei der mindestens eine Clip in dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle anzuordnen bzw. anordenbar ist. In einem ersten Fall, wenn die beiden Bauteile bei der Montage miteinander korrekt verbunden werden bzw. verbunden worden sind, wird der mindestens eine Teilabschnitt des Zusatzteils quasi automatisch von dem mindestens einen Clip aus dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle des zweiten Bauteils gedrückt. Dagegen ergibt sich in einem zweiten Fall, wenn die beiden Bauteile miteinander nicht korrekt verbunden werden bzw. verbunden worden sind, dass der mindestens eine Teilabschnitt des Zusatzteils in dem Aufnahmeabschnitt der mindestens einen Fixierstelle des zweiten Bauteils verbleibt, weil er in Ausgestaltung nicht aus dem Aufnahmeabschnitt gedrückt wird bzw. worden ist.
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Das Kontrollsystem weist in Ausgestaltung je nach Definition die mindestens eine Fixierstelle und den mindestens einen Clip auf. Dabei ist vorgesehen, dass die mindestens eine Fixierstelle des zweiten Bauteils zwei voneinander beabstandete Haken aufweist, zwischen denen der Aufnahmeabschnitt angeordnet ist, und dass der mindestens eine Clip des ersten Bauteils an seinem Ende eine Spitze aufweist. Weiterhin ist zunächst der mindestens eine Teilabschnitt des Zusatzteils zusätzlich in jeweils einem Bereich, der von jeweils einem Haken umschlossen ist, anzuordnen bzw. anordenbar, wobei danach die Spitze des mindestens einen Clip in dem Aufnahmeabschnitt zwischen den beiden Haken der mindestens einen Fixierstelle anzuordnen bzw. anordenbar ist.
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Es ist auch möglich, dass das Zusatzteil, bspw. bei dem ersten Schritt der Montage, über eine Sollbruchstelle an dem ersten Bauteil befestigt ist bzw. wird.
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Mit der vorgestellten Ausführungsform des Kontrollsystems und dem zugehörigen Verfahren, bspw. Montageprozess, wird sowohl eine kurze Montagezeit als auch eine sichere Verrastung der beiden Bauteile gewährleistet, ohne eine Sichtung der Clips zu benötigen.
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In Ausgestaltung ist vorgesehen, auf dem zweiten Bauteil das Zusatzteil anzubringen. Das Zusatzteil wird bei dem Montageprozess so an dem zweiten Bauteil angebracht, d. h. daran vorübergehend und wieder lösbar befestigt und/oder fixiert, dass es sich nicht „ohne Weiteres“ abmontieren lässt, wobei „ohne Weiteres“ in diesem Fall bedeutet, dass bei einem Demontageprozess zum Abmontieren des vorübergehend und wieder lösbar befestigten Zusatzteils bspw. weitere gezielte bzw. absichtliche Handgriffe, bewusst durchzuführen sind. Ein unbewusstes Ablösen des Zusatzteils ist also verhindert.
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Außerdem kommt das Zusatzteil beim Montageprozess mit dem ersten Bauteil in Kontakt. Sobald das erste Bauteil vollständig in das zweite Bauteil eingeclipst wird bzw. ist, wird das Zusatzteil von dem zweiten Bauteil gelöst, d. h. es fällt entweder von selbst raus oder kann nunmehr mit einer einfachen Bewegung von dem zweiten Bauteil bspw. manuell oder automatisch abgezogen werden. Das Zusatzteil ist zur Überprüfung einer vollständigen Verrastung von zwei Bauteilen ausgebildet.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Zusatzteil in einem ersten Schritt in das zweite Bauteil eingesetzt. Dies kann entweder bei einer Zurüststrecke, d. h. kurz vor der eigentlichen endgültigen Montage oder aber schon bei einem Lieferanten des ersten Bauteils passieren. Es ist auch möglich, das Kontrollelement mit dem ersten Bauteil zusammen zu fertigen, so dass das erste Bauteil und das Kontrollelement z. B. über eine Sollbruchstelle noch zusammenhängen. In dem zweiten Schritt wird das erste Bauteil in dem zweiten Bauteil montiert. In einem dritten Schritt wird eine erfolgreiche Verrastung dadurch geprüft, ob sich das Zusatzteil gelöst hat bzw. ob das Bauteil gelöst ist, oder ob sich das Zusatzteil bspw. manuell oder automatisch einfach lösen lässt. Falls dies nicht möglich ist, wird der zweite Schritt erneut durchgeführt. In einem vierten Schritt wird das Zusatzteil entnommen oder gelangt als Umlaufteil wieder zu der Zurüststrecke für den ersten Schritt, wobei das Zusatzteil der Zurüststrecke zugeführt und beim nächsten Montagevorgang wieder verwendet wird.
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Mit dem Verfahren wird eine Möglichkeit geschaffen, eine Verrastung eines Clip in einem Bauteilverbund ohne weitere Sichtprüfung einer Clipverbindung zu realisieren, indem das Zusatzteil vor einem Verbinden des zweiten Bauteils mit dem Clip des ersten Bauteils in und/oder an dem zweiten Bauteil lösbar angebracht wird. Alternativ ist es möglich, dass das Zusatzteil und das zweite Bauteil als eine Baugruppe vorab zusammen lösbar gefertigt worden sind. Das erste Bauteil, das den Clip aufweist, wird dann mit dem zweiten Bauteil verbunden, so dass ein Bauteil, insbesondere das erste Bauteil, in das andere Bauteil, insbesondere das zweite Bauteil, unter Durchführung einer relativen Bewegung beider Bauteile zueinander einclipst wird. Dabei löst sich das Zusatzteil aus dem zweiten Bauteil erst, wenn eine korrekte Clipverbindung entstanden ist. Das Verfahren ist für unterschiedliche Bauteile vorgesehen, die über mindestens einen Clip montiert werden sollen. In Ausgestaltung wird das Zusatzteil zum Verbinden von zwei Bauteilen verwendet, wobei das erste Bauteil als Lenktülle in das zweite als Wand ausgebildete Bauteil eingesetzt wird.
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Die Lenktülle ist bspw. das erste Bauteil, welches einen Durchtritt und somit die Öffnung in der Wand, bspw. Stirnwand, als zweites Bauteil abdichtet, wobei durch die Lenktülle eine Lenkwelle bzw. Lenkstange geführt wird. Somit wird eine Fahrgastzelle an dieser Stelle, d. h. in der Öffnung der Wand als zweites Bauteil, durch die Lenktülle als erstes Bauteil sowohl akustisch als auch gegen Flüssigkeit gegenüber einem Vorderwagen und/oder Motorraum abgedichtet. Die Lenktülle besteht aus mehreren Materialien, nämlich einerseits aus elastisch verformbarem Material, in der Regel aus Gummi, um dichten zu können und auch translatorische Bewegungen der Lenkwelle, z. B. bei Vibrationen oder einer Lenkradverstellung, auszugleichen. Andererseits besteht die Lenktülle im beschriebenen Fall aus einem Clipsring bzw. dem Ring, an dem die Clips angeordnet sind. Mit dem Ring, auf dem bspw. das Gummi angebracht ist, wird die Lenktülle in der Wand montiert, d. h. über die Clips in der Öffnung eingeclipst, wobei diese Öffnung von der Komponente des zweiten Bauteils und somit der Wand begrenzt ist. Des weiteren umfasst die Lenktülle auf einer Seite der Lenkwelle ein weiteres Lager, welches eine Drehung der Lenkwelle entkoppelt. Eine Verwendung der Clips zur Montage ist deshalb vorgesehen, da ein Bauraum zum Montieren und somit zum Einsetzen der Lenktülle in die Öffnung der Wand eingeschränkt ist.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungenschematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Bauteil und ein Zusatzteil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontrollsystems, wobei die Bauteile bei einer Ausführungsform des Verfahrens miteinander verbunden werden sollen.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung Details der Bauteile und des Zusatzteils entlang eines Schnitts X-X aus 1, wenn die Bauteile bei einer ersten Variante der Ausführungsform des Verfahrens miteinander korrekt verbunden werden.
- 3 zeigt Details aus 2 aus einer weiteren Perspektive.
- 4 zeigt in schematischer Darstellung Details der Bauteile und des Zusatzteils, wenn die Bauteile bei einer zweiten Variante der Ausführungsform des Verfahrens miteinander falsch verbunden werden.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Bezugszeichen sind dieselben Komponenten zugeordnet.
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1 zeigt ein erstes Bauteil 2, ein zweites Bauteil 4 und ein Zusatzteil 6, das hier als eine Komponente der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontrollsystems ausgebildet ist. Dabei umschließt das zweite Bauteil 4 eine Öffnung 8, wobei hier an einem Rand des zweiten Bauteils 4, der die Öffnung 8 umschließt und/oder begrenzt, mehrere, hier drei Fixierstellen 10 angeordnet sind. Das zweite Bauteil 4 ist hier aus Blech. Die Öffnung 8 ist hier als Durchgangsloch ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Diese Fixierstellen 10 sind hier auf einer in 1 sichtbaren Vorderseite 20 des zweiten Bauteils 4 angeordnet. Eine gegenüberliegende Rückseite ist in 1 abgedeckt. In 2 ist 1 entlang des Schnitts X-X schematisch dargestellt. Jeweils eine am Rand der Öffnung 8 angeordnete Fixierstelle 10 weist ein Paar aus zwei nebeneinander angeordneten eckigen Haken 16 auf, die beide über einen Halteabschnitt 18 an der Vorderseite 20 und/oder dem Rand der Öffnung 8 mit dem zweiten Bauteil 4 verbunden sind. Zwischen jeweils zwei Haken 16 einer Fixierstelle 10 ist ein Aufnahmeabschnitt 24 angeordnet, durch den die beiden Haken 16 beabstandet sind.
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Das erste Bauteil 2 umfasst hier einen geschlossenen Ring 12, wobei hier eine Außenkontur des Rings 12 zu einer Innenkontur der Öffnung 8 passförmig ausgebildet ist. Die Außenkontur des hier geschlossenen Rings 12 und die Innenkontur der Öffnung 8 weisen hier eine Form einer geschlossenen, je nach Definition flachen und/oder zweidimensionalen Kurve auf. In möglichen Ausgestaltungen können die Außen- und Innenkontur achssymmetrisch oder rotationssymmetrisch, bspw. ellipsenförmig oder kreisförmig, ausgebildet sein. Außerdem sind an dem Ring 12 mehrere, hier drei Clips 14 angeordnet. Das Zusatzteil 6 ist hier als geöffneter Ring mit zwei Enden ausgebildet.
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Die Öffnung 8 bzw. der Rand der Öffnung 8 in dem zweiten Bauteil 4 und der Ring 12 des ersten Bauteils 2 sind zueinander passförmig ausgebildet und können unterschiedliche Formen aufweisen, wobei der Ring 12 und die Öffnung 8, wie in 1 explizit gezeigt, jeweils einen U-förmigen Abschnitt bzw. teilweise elliptischen Abschnitt und einen geraden Abschnitt aufweisen, wobei diese beiden Abschnitte über zwei gebogene Eckabschnitte miteinander verbunden sind. Es ist weiterhin denkbar, dass der Ring 12 und die Öffnung 8 bspw. elliptisch und somit in Ausgestaltung auch kreisförmig sein können. Das Zusatzteil 6 kann auch unterschiedliche Formen aufweisen, wobei es hier explizit U-förmig ausgebildet ist, üblicherweise ist das Zusatzteil 6 zu dem Ring 12 und somit zu der Öffnung 8 passförmig ausgebildet.
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In einem ersten Schritt (Pfeil 22 in 1, 2a bzw. 3a) der Ausführungsform des Verfahrens wird das Zusatzteil 6 an den Fixierstellen 10 und somit an dem zweiten Bauteil 4 durch Formschluss fixiert. Dabei wird jeweils eine Fixierstelle 10 als Kontaktstelle zwischen dem zweiten Bauteil 4 und dem Zusatzteil 6 verwendet. Dabei wird jeweils ein Teilabschnitt bzw. eine Stelle des Zusatzteils 6 in einem Bereich angeordnet, der von jeweils einem der beiden eckigen Haken 16 der jeweiligen Fixierstelle 10 umschlossen ist und den Aufnahmeabschnitt 24 zwischen den Haken 16 umfasst.
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In einem zweiten Schritt (Pfeil 26 in 1, 2b bzw. 3b) wird das erste Bauteil 2 in einer im ersten Schritt bereitgestellten Baugruppe bzw. Anordnung aus dem zweiten Bauteil 4 und dem Zusatzteil 6 montiert, wobei das erste Bauteil 2 in der Öffnung 8 des zweiten Bauteils 4 montiert wird. Dabei wird jeweils ein Clip 14 einer Fixierstelle 10 zugeordnet und auf deren Höhe eingeclipst. Außerdem wird jeweils eine Spitze 13 eines hier hakenförmigen Clip 14 in einem Aufnahmeabschnitt 24 zwischen den zwei Haken 16 jeweils einer Fixierstelle 10 angeordnet.
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Üblicherweise werden das erste Bauteil 2 und das Zusatzteil 6 aus zwei unterschiedlichen, hier entgegengesetzten Richtungen in die Öffnung 8 des zweiten Bauteils 4 eingesetzt. Je nach Definition wird hier das Zusatzteil 6 von vorne (Pfeil 22) und das erste Bauteil 2 von hinten (Pfeil 26) in die Öffnung 8 eingesetzt.
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Dabei gerät das Zusatzteil 6, das zuvor an und/oder in den Fixierstellen 10 fixiert worden ist, bei der ersten Variante der Ausführungsform des Verfahrens, wenn jeweils ein Clip 14 in jeweils einer Fixierstelle 10 vollständig verrastet ist, mit dem jeweiligen Clip 14 in Kontakt. Hierbei wird das Zusatzteil 6 mit der Spitze 13 des Clip 14 aus dem Aufnahmeabschnitt 24 und den von den Haken 16 umschlossenen Bereichen einer jeweiligen Fixierstelle 10 gedrückt, bspw. weg- und/oder herausgedrückt, wenn das erste Bauteil 2 montiert wird. Hierbei wird eine hohe relative Bewegung und/oder Verformbarkeit des Clip 14 genutzt, um damit das Zusatzteil 6 von dem zweiten Bauteil 4 zu lösen. Dies kann in einem dritten Schritt überprüft werden. Letztendlich ergibt sich bei einer korrekten Verbindung, das sämtliche Spitzen 13 der Clips 14 in den Aufnahmeabschnitten 24 sämtlicher Fixierstellen 10 angeordnet sind (2c).
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Falls die beiden Bauteile 2, 4 jedoch nicht korrekt verrastet werden, wie bei der zweiten Variante der Ausführungsform des Verfahrens, kann sich bspw. ergeben, dass die Spitze 13 des Clip 14 bspw. auf dem Halteabschnitt 18 jedoch nicht in dem Aufnahmeabschnitt 24 zwischen zwei Haken 16 angeordnet wird (4). In diesem Fall verbleibt das Zusatzteil 6 in einer jeweiligen Fixierstelle 10.
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In einem dritten Schritt wird überprüft, ob sich das Zusatzteil 6 von dem ersten und zweiten Bauteil 2, 4 gelöst hat oder nicht. Dies ist nur dann möglich, wenn sämtliche Clips 14 in sämtliche Fixierstellen 10 komplett eingerastet sind. Falls lediglich ein Clip 14 nicht korrekt verrastet bzw. in die Fixierstelle 10 eingerastet wurde, verbleibt der Teilabschnitt des Zusatzteils 6 in dem Aufnahmeabschnitt 24 und/oder in den von den Haken 16 umschlossenen Bereichen. In diesem Fall verbleibt das Zusatzteil 6 in der Fixierstelle 10 und kann von dieser nicht ohne Weiteres gelöst werden. Es ist jedoch möglich, dass der zweite Schritt der Ausführungsform des Verfahrens wiederholt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- erstes Bauteil
- 4
- zweites Bauteil
- 6
- Zusatzteil
- 8
- Öffnung
- 10
- Fixierstelle
- 12
- Ring
- 13
- Spitze
- 14
- Clip
- 16
- Haken
- 18
- Halteabschnitt
- 20
- Vorderseite
- 22
- Pfeil
- 24
- Aufnahmeabschnitt
- 26
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011004145 A1 [0005]
