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Die Erfindung betrifft ein Toleranzausgleichselement.
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Miteinander zu verbindende Bauteile weisen oft fertigungsbedingte Toleranzen auf. Zum Ausgleich dieser Toleranzen ist es bereits bekannt, Toleranzausgleichselemente zu verwenden.
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Aus der
DE 195 11 137 C1 ist bereits ein Element zur Verbindung zweier Bauteile bekannt, welches erste und zweite Rastverbindungsmittel zur steckbaren Verrastung am ersten bzw. am zweiten Bauteil aufweist. Dabei sind die Steckrichtungen der beiden Rastverbindungsmittel einander entgegengesetzt. Die beiden Rastverbindungsmittel sind des Weiteren über ein zwischengefügtes Federelement parallel zu den Steckrichtungen relativ zueinander beweglich angeordnet. Dabei erzeugt das Federelement bei einem Auseinanderziehen der beiden Rastverbindungsmittel in ihren entgegengesetzten Steckrichtungen eine entgegen wirkende Zugkraft. Ferner sind Arretierungsmittel vorgesehen, mit denen das Federelement in einer auf Zug vorgespannten Stellung arretierbar ist.
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Aus der
EP 0 838 367 A2 ist eine Vorrichtung zur Befestigung eines Scheinwerfers oder einer Leuchte an einem oder mehreren Fahrzeugteilen bekannt, wobei der Scheinwerfer oder die Leuchte in einer durch mindestens zwei Karosserieteile gebildeten Öffnung haltbar ist und wobei des Weiteren der Scheinwerfer oder die Leuchte durch zwischen den Fahrzeugteilen und den die Öffnung bildenden Karosserieteilen wirkende Federkräfte in der Öffnung haltbar ist. Diese Federkräfte werden durch ein Federmittel erzeugt, bei dem es sich um ein in Falten gelegtes Bandmaterial handelt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein sowohl flexibles als auch belastungsfähiges Toleranzausgleichselement anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Toleranzausgleichselement mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Durch die Erfindung wird ein Toleranzausgleichselement bereitgestellt, welches aufweist:
- - ein wellenförmig verlaufendes, zwei Endbereiche aufweisendes Federelement,
- - einen mit dem ersten Endbereich des Federelementes verbundenen ersten Steg,
- - eine mit dem zweiten Endbereich des Federelementes verbundenen zweiten Steg,
- - eine aus zwei Teilen bestehende erste Seitenwand, deren erster Teil mit einem ersten Endbereich des ersten Stegs verbunden ist und sich in Richtung des zweiten Teils der ersten Seitenwand erstreckt und deren zweiter Teil mit einem ersten Endbereich des zweiten Stegs verbunden ist und sich in Richtung des ersten Teils der ersten Seitenwand erstreckt,
- - eine aus zwei Teilen bestehende zweite Seitenwand, deren erster Teil mit einem zweiten Endbereich des ersten Stegs verbunden ist und sich in Richtung des zweiten Teils der zweiten Seitenwand erstreckt und deren zweiter Teil mit einem zweiten Endbereich des zweiten Stegs verbunden ist und sich in Richtung des ersten Teils der zweiten Seitenwand erstreckt, wobei
- - die einander zugewandten Enden des ersten Teils und des zweiten Teils der ersten Seitenwand und die einander zugewandten Enden des ersten Teils und des zweiten Teils der zweiten Seitenwand jeweils einen einen Verschwenkwinkel des wellenförmig verlaufenden Federelementes begrenzenden Abstand voneinander haben.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verlaufen der erste Steg und der zweite Steg im nicht belasteten Zustand des Federelementes parallel zueinander. Unter einem parallelen Verlauf wird dabei auch ein im Wesentlichen paralleler Verlauf verstanden, der nur geringfügig von der Parallelität abweicht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schneidet eine durch die obere Endfläche des ersten Teils der ersten Seitenwand und die obere Endfläche des ersten Teils der zweiten Seitenwand verlaufende Ebene das Federelement in einer ersten Längsposition des Federelementes und eine durch die untere Endfläche des zweiten Teils der ersten Seitenwand und die untere Endfläche des zweiten Teils der zweiten Seitenwand verlaufende Ebene das Federelement in einer zweiten Längsposition des Federelementes, wobei der Abstand in der ersten Seitenwand und der Abstand in der zweiten Seitenwand innerhalb der Längserstreckung des Federelementes liegen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung setzen sich der zweite Teil der ersten Seitenwand ausgehend vom zweiten Steg in einen entgegen der Richtung des ersten Steges gelegenen Bereich und der zweite Teil der zweiten Seitenwand ausgehend vom zweiten Steg in einen entgegen der Richtung des ersten Stegs gelegenen Bereich fort.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der obere Endbereich des zweiten Teils der ersten Seitenwand mit dem oberen Endbereich des zweiten Teils der zweiten Seitenwand durch einen dritten Steg verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der dritte Steg eine Öffnung zur Verbindung des Toleranzausgleichselements mit einem zu montierenden Bauteil auf.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der erste Steg eine Öffnung zur Verbindung des Toleranzausgleichselements mit einem zu montierenden Bauteil auf.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Federelement mit einer Versteifungsrippe versehen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verläuft die Versteifungsrippe in Längsrichtung des Federelementes.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verläuft die Versteifungsrippe zwischen dem ersten Endbereich des Federelementes und dem zweiten Endbereich des Federelementes durch das Federelement.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass mittels eines mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestatteten Toleranzausgleichselements vergleichsweise große Toleranzen miteinander zu verbindender Bauteile ausgeglichen werden können, wobei dieser Toleranzausgleich bei Bedarf auch mehrdimensional erfolgen kann, wie unten noch anhand der Zeichnungen erläutert wird. Trotz dieser mehreren Freiheitsgrade beim Toleranzausgleich ist durch die Verwendung von mit den Federenden verbundenen zweiteiligen Seitenwänden, wobei die beiden Teile der jeweiligen Seitenwand einen Abstand zueinander haben, sichergestellt, dass durch die bestehende Begrenzung des Verschwenkwinkels eine hohe Belastbarkeit des Toleranzausgleichselements gegeben ist.
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Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
- 1 eine perspektivische Skizze eines ersten Ausführungsbeispiels für e in Toleranzausgleichselement und
- 2 eine perspektivische Skizze eines zweiten Ausführungsbeispiels für ein Toleranzausgleichselement.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Skizze eines ersten Ausführungsbeispiels für ein Toleranzausgleichselement gemäß der Erfindung. Dieses Toleranzausgleichselement 1 weist ein wellenförmig verlaufendes Federelement 2 auf, welches einen ersten Endbereich 2a und einen zweiten Endbereich 2b hat, wobei sich der wellenförmige Verlauf zwischen diesen beiden Endbereichen erstreckt. Bei diesem Federelement handelt es sich um eine Flachfeder, deren Dicke d wesentlich kleiner ist als deren Breite b.
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Mit dem ersten Endbereich 2a des Federelements 2 ist ein erster Steg 3 verbunden, wobei der erste Endbereich 2a des Federelementes 2 im Wesentlichen im rechten Winkel zum ersten Steg 3 verläuft. Der erste Steg 3 weist einen ersten Endbereich 3a und einen zweiten Endbereich 3b auf.
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Mit dem zweiten Endbereich 2b des Federelementes 2 ist ein zweiter Steg 4 verbunden, wobei der zweite Endbereich 2b des Federelements 2 im Wesentlichen im rechten Winkel zum zweiten Steg 4 verläuft. Der zweite Steg 4 weist einen ersten Endbereich 4a und einen zweiten Endbereich 4b auf.
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Wie aus der 1 ersichtlich ist, verlaufen der erste Steg 3 und der zweite Steg 4 im nicht belasteten Zustand des Toleranzausgleichselements 1 parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander.
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Des Weiteren weist das in der 1 dargestellte Toleranzausgleichselement 1 eine aus zwei Teilen 5a und 5b bestehende erste Seitenwand 5 auf. Der erste Teil 5a der ersten Seitenwand 5 ist mit dem ersten Endbereich 3a des ersten Steges 3 verbunden und erstreckt sich in Richtung des zweiten Teils 5b der ersten Seitenwand 5. Der zweite Teil 5b der ersten Seitenwand 5 ist mit dem ersten Endbereich 4a des zweiten Stegs 4 verbunden und erstreckt sich in Richtung des ersten Teils 5a der ersten Seitenwand 5.
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Ferner weist das in der 1 dargestellte Toleranzausgleichselement 1 eine aus zwei Teilen 6a und 6b bestehende zweite Seitenwand 6 auf. Der erste Teil 6a der zweiten Seitenwand 6 ist mit dem zweiten Endbereich 3b des ersten Steges 3 verbunden und erstreckt sich in Richtung des zweiten Teils 6b der zweiten Seitenwand 6. Der zweite Teil 6b der zweiten Seitenwand 6 ist mit dem zweiten Endbereich 4b des zweiten Stegs 4 verbunden und erstreckt sich in Richtung des ersten Teils 6a der zweiten Seitenwand 6.
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Der erste Teil 5a der ersten Seitenwand 5 und der erste Teil 6a der zweiten Seitenwand 6 erstrecken sich jeweils schräg zur Längsrichtung 8 des Federelementes 2 und entfernen sich mit zunehmender Entfernung vom ersten Steg 3 voneinander. Der zweite Teil 5b der ersten Seitenwand 5 und der zweite Teil 6b der zweiten Seitenwand 6 erstrecken sich ebenfalls jeweils schräg zur Längsrichtung 8 des Federelementes 2 und entfernen sich mit zunehmender Entfernung vom zweiten Steg 4 in Richtung des ersten Steges 3 voneinander.
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Die einander zugewandten Enden des ersten Teils 5a und des zweiten Teils 5b der ersten Seitenwand 5 und die einander zugewandten Enden des ersten Teils 6a und des zweiten Teils 6b der zweiten Seitenwand 6 haben jeweils einen einen Verschwenkwinkel des wellenförmig verlaufenden Federelementes 2 begrenzenden Abstand 7 voneinander, wie noch weiter unten erläutert wird.
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Der zweite Teil 5b der ersten Seitenwand 5 setzt sich ausgehend vom ersten Endbereich 4a des zweiten Stegs 4 in einen entgegen der Richtung des ersten Stegs 3 gelegenen Bereich fort. Der zweite Teil 6b der zweiten Seitenwand 6 setzt sich ausgehend vom zweiten Endbereich 4b des zweiten Stegs 4 in einen entgegen der Richtung des ersten Stegs 3 gelegenen Bereich fort.
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Der obere Endbereich des zweiten Teils 5b der ersten Seitenwand 5 ist mit dem oberen Endbereich des zweiten Teils 6b der zweiten Seitenwand 6 durch einen dritten Steg 9 verbunden.
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Im dritten Steg 9 ist eine Öffnung 9a zur Verbindung des Toleranzausgleichselements 1 mit einem zu montierenden Bauteil vorgesehen.
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Auch der erste Steg 3 kann ebenfalls eine Öffnung zur Verbindung des Toleranzausgleichselements 1 mit einem zu montierenden Bauteil aufweisen.
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Alternativ dazu kann es sich bei dem Steg 3 auch um einen Bestandteil des zu montierenden Bauteils handeln, so dass das Toleranzausgleichselement fester Bestandteil eines der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile ist.
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Zur Veranschaulichung der Freiheitsgrade des in der 1 dargestellten Toleranzausgleichselements 1 sind im unteren Bereich der 1 Achsen x, y und z eingezeichnet.
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Mittels des Toleranzausgleichselements 1 kann ein Toleranzausgleich in oder entgegen der Richtung des Pfeiles z erfolgen, d.h. in Längsrichtung 8 des Federelementes 2. Wird das wellenförmige Federelement 2 in seiner Längsrichtung auseinandergezogen oder zusammengedrückt, dann können dadurch Abstandstoleranzen der beiden zu verbindenden Bauteile ausgeglichen werden.
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Des Weiteren kann bei diesem Toleranzausgleichselement 1 ein Toleranzausgleich durch ein relatives Verschieben des aus den Komponenten 4,5b, 6b und 9 bestehenden Oberteils zum aus den Komponenten 5a, 6a und 3 bestehenden Unterteil des Toleranzausgleichselements 1 in Richtung oder Gegenrichtung des Pfeiles y erfolgen.
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Ferner kann bei diesem Toleranzausgleichselement bei fixiertem Unterteil ein Verschwenken bzw. Kippen des Oberteils relativ zum Unterteil in Richtung oder Gegenrichtung des Pfeiles y erfolgen. Dabei ist der Verschwenkwinkel durch den Abstand 7 zwischen den beiden Teilen der jeweiligen Seitenwand begrenzt. Durch eine jeweils gewünschte Wahl dieses Abstandes 7 kann sichergestellt werden, dass das Verschwenken des Oberteils relativ zum Unterteil nur bis zu einem gewünschten maximalen Verschwenkwinkel möglich ist. Diese Begrenzung des Verschwenkwinkels erhöht die Belastungsfähigkeit des Toleranzausgleichselements durch eine Einschränkung des Freiheitsgrades bei einem Verschwenken des Oberteils relativ zum Unterteil in Richtung oder Gegenrichtung des Pfeiles y.
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Darüber hinaus kann bei diesem Toleranzausgleichselement bei fixiertem Unterteil ein Verschwenken bzw. Kippen des Oberteils relativ zum Unterteil in Richtung oder Gegenrichtung des Pfeiles x erfolgen. Dabei ist der Verschwenkwinkel durch den Abstand 7 zwischen den beiden Teilen der Seitenwände begrenzt. Durch eine jeweils gewünschte Wahl dieses Abstandes 7 kann sichergestellt werden, dass das Verschwenken des Oberteils relativ zum Unterteil in Richtung oder Gegenrichtung des Pfeiles x nur bis zu einem gewünschten maximalen Verschwenkwinkel möglich ist. Diese Begrenzung des Verschwenkwinkels erhöht die Belastungsfähigkeit des Toleranzausgleichselements durch eine Einschränkung des Freiheitsgrades bei einem Verschwenken des Oberteils relativ zum Unterteil in Richtung oder Gegenrichtung des Pfeiles x.
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Des Weiteren kann bei diesem Toleranzausgleichselement 1 ein Toleranzausgleich durch ein Verdrehen des Oberteils relativ zum Unterteil um die Achse z erfolgen. Dabei kann der Verdrehwinkel durch die Wahl einer gewünschten Breite b und einer gewünschten Steifigkeit des Federelementes 2 in jeweils gewünschter Weise eingestellt bzw. begrenzt werden.
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Die 2 zeigt eine perspektivische Skizze eines zweiten Ausführungsbeispiels für ein Toleranzausgleichselement gemäß der Erfindung. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass das Federelement 2 mit einer Versteifungsrippe 10 versehen ist. Diese Versteifungsrippe 10 verläuft in Längsrichtung 8 des Federelementes 2 und ist zwischen dem ersten Endbereich 2a des Federelements 2 und dem zweiten Endbereich 2b des Federelements 2 angeordnet. Diese Versteifungsrippe erhöht die Belastungsfähigkeit des Toleranzausgleichselements durch eine Einschränkung der Freiheitsgrade des Toleranzausgleichselements. Insbesondere ist ein Toleranzausgleich in Längsrichtung 8 des Federelements 2 nicht mehr möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Toleranzausgleichselement
- 2
- Federelement
- 2a
- erster Endbereich des Federelementes
- 2b
- zweiter Endbereich des Federelementes
- 3
- erster Steg
- 3a
- erster Endbereich des ersten Stegs
- 3b
- zweiter Endbereich des ersten Stegs
- 4
- zweiter Steg
- 4a
- erster Endbereich des zweiten Stegs
- 4b
- zweiter Endbereich des zweiten Stegs
- 5
- erste Seitenwand
- 5a
- erster Teil der ersten Seitenwand
- 5b
- zweiter Teil der ersten Seitenwand
- 6
- zweite Seitenwand
- 6a
- erster Teil der zweiten Seitenwand
- 6b
- zweiter Teil der zweiten Seitenwand
- 7
- Abstand
- 8
- Längsrichtung des Federelementes
- 9
- dritter Steg
- 9a
- bogenförmige Aussparung
- 10
- Versteifungsrippe
- b
- Breite des Federelementes 2
- d
- Dicke des Federelementes 2
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19511137 C1 [0003]
- EP 0838367 A2 [0004]
