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Die Erfindung betrifft eine Toleranzausgleichsvorrichtung, insbesondere zum Ausgleichen von Toleranzen bei einer Befestigung einer Komponente an einem Bauteil mit einer Bohrung oder einem Sackloch.
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Toleranzausgleichsvorrichtungen sind allgemein bekannt und Teil von Befestigungselementen zur Befestigung von Komponenten und Bauteilen untereinander, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Üblicherweise werden derartige Toleranzausgleichsvorrichtungen in einem der Bauteile eingepresst.
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Beispielsweise ist aus der
DE 10 2006 062 395 B3 ein Montagesystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Grundteil unter Berücksichtigung von Lagetoleranzen bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Toleranzausgleichsvorrichtung für eine verbesserte Befestigung einer Komponente an einem Bauteil anzugeben. Des Weiteren ist ein Bauteil mit einer solchen Toleranzausgleichsvorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Toleranzausgleichsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Hinsichtlich des Bauteils wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 11 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Toleranzausgleichsvorrichtung, welche zwischen zwei Bauteilen, wie zum Beispiel zwischen einer Komponente und einem Bauteil, zum Befestigen dieser und zum Ausgleichen von Toleranzen anordenbar ist, umfasst zumindest ein axiales Ausgleichselement und ein weiteres separates Ausgleichsmittel, wobei das axiale Ausgleichselement ein Grundelement mit einer Außenmantelfläche aufweist, und das separate Ausgleichsmittel an oder in der Außenmantelfläche des Grundelements angeordnet ist, und wobei das separate Ausgleichsmittel radial beweglich am Grundelement gehalten ist. Beispielsweise ist das separate Ausgleichsmittel „schwimmend“ am Grundelement gelagert.
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Gegenüber herkömmlichen Toleranzausgleichsvorrichtungen ermöglicht die erfindungsgemäße Toleranzausgleichsvorrichtung ein Ausgleichen sowohl eines axialen Spiels zwischen zwei Bauteilen beim Befestigen beider Bauteile als auch eines radialen Spiels zwischen dem Grundelement und dem Bauteil oder der Komponente bei einer Vormontage der Toleranzausgleichsvorrichtung in einem der beiden Bauteile. Beispielsweise ist die Toleranzausgleichsvorrichtung in einem Sackloch oder einer Aufnahmebohrung einer der beiden Bauteile vormontierbar, insbesondere einsetzbar.
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Die Toleranzausgleichsvorrichtung dient dem Befestigen zweier Bauteile miteinander mit einem Ausgleichen von Toleranzen zwischen den zwei Bauteilen, wie dem Ausgleichen von Toleranzen zwischen der einen Komponente und dem einen Bauteil. Die Toleranzausgleichsvorrichtung ist beispielsweise ein direkt oder indirekt zur Anlage an das Bauteil bringbares, insbesondere vormontierbares Befestigungselement. Beispielsweise wird das Grundelement in eine Bohrung oder ein Sackloch des Bauteils eingebracht, wobei das Grundelement und das axiale Ausgleichselement in einem Gewindeeingriff, beispielsweise in einem Linksgewindeeingriff, stehen, während eine in das Grundelement einführbare Verbindungsschraube ein rechtsgängiges Außengewinde aufweist oder umgekehrt, wobei das Grundelement und das Ausgleichselement in einem Rechtsgewindeeingriff stehen, während die Verbindungsschraube ein linksgängiges Außengewinde aufweist. In dem axialen Ausgleichselement ist beispielsweise ein Federelement angeordnet, welches einen Reibschluss zwischen der sich durch den Durchgang hindurch erstreckenden Verbindungsschraube und dem axialen Ausgleichselement herstellt. An dem Bauteil ist ein Mutternelement für die Verbindungsschraube drehfest angebracht, beispielsweise in Form eines Gewindes am Grund des Sacklochs oder bei einem Durchgangsloch in Form einer Schweißmutter. Wird die Verbindungsschraube zur Verschraubung beider Bauteile, insbesondere der Komponente mit dem Bauteil, durch die Bauteile und die Toleranzausgleichsvorrichtung hindurchgeführt und in das Mutternelement eingeschraubt, so dreht sich das axiale Ausgleichselement aufgrund des Reibschlusses aus dem Grundelement heraus, bis es an die Komponente, einem zweiten Bauteil, anstößt und der axiale Abstand zwischen den beiden Bauteilen - der Komponente und dem Bauteil durch die Toleranzausgleichsvorrichtung überbrückt ist.
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Eine mögliche Ausführungsform sieht vor, dass das separate Ausgleichsmittel mit der Außenmantelfläche des Grundelements in einer Nut-Feder-Verbindung in Eingriff steht. Durch eine solche gefederte Lagerung des separaten Ausgleichsmittels in der Außenmantelfläche des Grundelements sind größere Toleranzen zwischen Bohrung und Toleranzausgleichsvorrichtung ermöglicht. Gegenüber herkömmlichen verpressten Toleranzausgleichsvorrichtungen sind herzustellende Presspassungen zwischen Bohrung und Toleranzausgleichsvorrichtung mit hohen, stark variierenden Einpresskräften und ein daraus resultierender erhöhter Montageaufwand vermieden oder zumindest reduziert.
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Beispielsweise ist in der für die Aufnahme in der Bohrung vorgesehenen Außenmantelfläche des Grundelements eine Nut vorgesehen, in der das Ausgleichsmittel zum Ausgleichen eines Radialspiels zwischen dem Grundelement und einem angrenzenden Bauteil angeordnet ist. Insbesondere weist das separate Ausgleichsmittel einen Innendurchmesser auf, der größer ist als ein Nutaußendurchmesser der Nut. Zusätzlich oder alternativ kann das separate Ausgleichsmittel einen Außendurchmesser aufweisen, der größer ist als ein Mantelaußendurchmesser der Außenmantelfläche des Grundelements.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Ausgleichsmittel als ein federnder Klemmring ausgebildet. Dabei stellt der Klemmring im vormontierten Zustand der Toleranzausgleichsvorrichtung in einem Sackloch oder einer Bohrung einer der Bauteile in einfacher Art und Weise eine kraftschlüssige federnde Verbindung zwischen dem Sackloch oder der Bohrung und der Toleranzausgleichsvorrichtung zum Ausgleichen von radialen Toleranzen her.
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Zusätzlich kann das Ausgleichsmittel mindestens eine Aussparung, insbesondere eine schlitzförmige Öffnung, aufweisen. Hierdurch kann das Ausgleichsmittel beispielsweise gegen ein Verdrehen relativ zum Grundelement gesichert werden.
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Eine Weiterbildung der Toleranzausgleichsvorrichtung sieht ein separates Sicherungselement vor, das an oder in einer Außenmantelfläche des Grundelements angeordnet ist, wobei das separate Sicherungselement und das Ausgleichsmittel derart ausgebildet sind, dass diese in einem zusammengesetzten Zustand verdrehsicher miteinander gekoppelt sind. Dies verhindert oder erschwert in einfacher Art und Weise ein Verdrehen des Ausgleichsmittels relativ zum Sicherungselement und damit zum Grundelement.
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Beispielsweise weisen das Ausgleichsmittel und das Sicherungselement miteinander korrespondierende Sicherungsmittel auf, die verdrehsicher miteinander im Eingriff stehen. In einer möglichen Ausführungsform weist das Ausgleichsmittel als ein erstes Sicherungsmittel die Aussparung auf, durch die das Ausgleichsmittel unterbrochen ist, wobei das Sicherungselement als ein zweites Sicherungsmittel ein Blockierelement aufweist, das in die Aussparung eingreift.
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Zusätzlich kann das Sicherungselement mit dem Grundelement im zusammengesetzten Zustand direkt oder indirekt im Eingriff stehen, um ein Verdrehen des Sicherungselements gegenüber dem Grundelement zu verhindern oder zu erschweren. Somit umfasst die Toleranzausgleichsvorrichtung zwei Verdrehsicherungen - eine erste Verdrehsicherung zwischen dem separaten Ausgleichsmittel und dem Sicherungselement als Lagesicherung der Toleranzausgleichsvorrichtung in der Bohrung oder dem Sackloch und eine zweite Verdrehsicherung zwischen dem Sicherungselement und dem Grundelement als Transportsicherung.
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In einer Weiterbildung umfasst das Ausgleichselement, insbesondere zur Befestigung einer Komponente an einem Bauteil mit einer Bohrung oder einem Sackloch, das Grundelement, wobei in einer für die Aufnahme in der Bohrung vorgesehenen Außenmantelfläche des Grundelements als eine umlaufende oder zumindest teilweise umlaufende Nut vorgesehen ist, in der der federnde Klemmring eingebracht ist, wobei der Klemmring eine Aussparung aufweist, durch die er unterbrochen ist, wobei ein als separates Sicherungselement ein Sicherungsring auf dem Grundelement angeordnet ist, der eine Zunge aufweist, die in die Aussparung des Klemmrings eingreift, und der mit dem Grundelement direkt oder indirekt im Eingriff steht, um ein Verdrehen des Sicherungsrings gegenüber dem Grundelement zu verhindern oder zu erschweren.
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In weiteren Ausführungsformen kann beispielsweise das Sicherungselement ober- oder unterhalb des separaten Ausgleichsmittels in axialer Richtung des Grundelements gesehen angeordnet sein, wobei das Blockiermittel, insbesondere die Zunge nach unten bzw. nach oben absteht und in die Aussparung des Ausgleichsmittels entsprechend eingreift. Umgekehrt und damit alternativ kann das Ausgleichsmittel eine Zunge aufweisen, die entsprechend in eine Aussparung des Sicherungselements eingreift, um ein Verdrehen zu verhindern oder zu erschweren.
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Eine weitere alternative Ausführungsform sieht vor, dass das separate Ausgleichsmittel nicht in einer Nut angeordnet ist, sondern nach unten durch einen Bund am Grundelement begrenzt und nach oben durch das Sicherungselement, insbesondere eine Sicherungskappe, begrenzt wird.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen in der einfachen, kraftarmen Vormontage der Toleranzausgleichsvorrichtung in der Bohrung. Durch die Federung des Klemmringes können größere Toleranzpaarungen zwischen der Bohrung und dem Ausgleichselement erzielt werden. Stattdessen würde ein einzupressendes Befestigungselement aufgrund einer herzustellenden Presspassung zwischen der Bohrung und dem Befestigungselement hohe, stark variierende Einpresskräfte hervorrufen, die zu einem erhöhten Montageaufwand führen. Außerdem wäre eine radiale Beweglichkeit des Befestigungselements in der Bohrung nicht möglich. Die Beweglichkeit ist für ein prozesssicheres Ausschrauben erwünscht, da ansonsten auftretende Seitenführungskräfte ein automatisches Ausschrauben des Befestigungselements verhindern können.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung kann auch eine größere Toleranz zwischen der Bohrung und einer Achse eines Mutterngewindes im Bauteil am Grund der Bohrung erzielt werden, da sich die Toleranzausgleichsvorrichtung verschieben lässt und dadurch die Verschraubungsachsen übereinander bringen kann.
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In einer Ausführungsform weist das Grundelement einen etwas geringeren Durchmesser als die Bohrung auf.
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In einer Ausführungsform weist der Klemmring einen Innendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser in der Nut, wenn das Ausgleichselement in der Bohrung angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform ist das Grundelement als ein Hohlzylinder oder in ähnlicher Form ausgebildet.
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In einer Ausführungsform sind ein oder mehrere weitere Elemente, wie zum Beispiel ein inneres Ausgleichselement, ein Federelement, ein Anschlagelement, vorgesehen, die direkt oder indirekt mit dem Grundelement lösbar oder unlösbar verbunden sind, wobei der Sicherungsring mit einem der weiteren Elemente im Eingriff steht, um ein Verdrehen des Sicherungsrings gegenüber dem Grundelement zu verhindern oder zu erschweren.
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In einer Ausführungsform ist mindestens ein Vorsprung am Sicherungselement vorgesehen, wobei der Vorsprung mit mindestens einem Vorsprung am Grundelement oder an einem Anschlagelement der Toleranzausgleichsvorrichtung im Eingriff steht, um ein Verdrehen des Sicherungselements gegenüber dem Grundelement zu verhindern oder zu erschweren.
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In einer Ausführungsform deckt das Anschlagelement eine Stirnseite des Grundelements so ab, dass das Sicherungselement nicht in axialer Richtung vom Grundelement abziehbar ist.
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In einer Ausführungsform weist das separate Ausgleichsmittel, insbesondere der Klemmring, im Wesentlichen die Form eines Torus oder eine ähnliche Form auf. In weiteren Ausführungsformen kann das separate Ausgleichsmittel, insbesondere der Klemmring, auf einer radial inneren Seite und/oder auf in axialer Richtung weisenden Flächen abgeflacht sein und/oder auf einer radial äußeren Seite einem Torus ähneln oder dort einen eckigen oder abgerundeten Vorsprung aufweisen, beispielsweise in der Art einer Wölbung. In weiteren Ausführungsformen kann das separate Ausgleichsmittel, insbesondere der Klemmring, auf einer radial inneren, auf einer radial äußeren Seite und auf in axialer Richtung weisenden Flächen abgeflacht sein und auf der radial äußeren Seite eine Phase aufweisen, um die Montage in der Bohrung zu erleichtern.
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In einer Ausführungsform kann das Sicherungselement, insbesondere der Sicherungsring, in der Art einer Kappe auf das das Grundelement aufgesetzt sein.
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In einer Ausführungsform ist das Sicherungselement, insbesondere der Sicherungsring, insbesondere in einer axialen Richtung des Grundelements vom separaten Ausgleichsmittel, einem Klemmring, entfernt angeordnet, so dass das Sicherungselement und das separate Ausgleichsmittel, insbesondere der Klemmring und der Sicherungsring, sich abgesehen von der Zunge nicht überdecken. Insbesondere kann das Sicherungselement, insbesondere der Sicherungsring, abgesehen von der Zunge außerhalb der Bohrung verbleiben, wenn die Toleranzausgleichsvorrichtung in der Bohrung angeordnet und gehalten, insbesondere befestigt ist.
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In einer Ausführungsform ist die Außenmantelfläche des Grundelements zur Aufnahme des Sicherungselements, zum Beispiel des Sicherungsrings, zurückgesetzt, beispielsweise so, dass das eingesetzte Sicherungselement mit der übrigen, nicht zurückgesetzten Außenmantelfläche des Grundelements fluchtet.
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In einer Ausführungsform weist das Sicherungselement, insbesondere der Sicherungsring, mindestens einen Haken auf, der in das Grundelement eingreift, um ein Verdrehen zu verhindern oder zu erschweren.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend ein Bauteil, in dem mindestens eine Toleranzausgleichsvorrichtung, wie oben beschrieben, vormontiert ist, insbesondere in einem entsprechenden Sackloch oder einer Bohrung angeordnet ist. Bevorzugt sind mehrere Toleranzausgleichsvorrichtungen in dem Bauteil angeordnet und vormontiert.
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Die Toleranzausgleichsvorrichtung eignet sich beispielsweise zur Befestigung einer Komponente an dem Bauteil, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere eignet sich die Toleranzausgleichsvorrichtung für ein Batteriebefestigungssystem in einem Kraftfahrzeug. Ferner kann die zu befestigende Komponente ein Anbauteil, wie eine Heckleuchte oder eine Seitenmarkierungsleuchte, sein. Das Bauteil kann beispielsweise ein Karosserieblech des Kraftfahrzeugs sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Bauteils mit einer Bohrung, in der eine Toleranzausgleichsvorrichtung vormontiert und/oder befestigt ist,
- 2 eine schematische Ansicht der Toleranzausgleichsvorrichtung,
- 3 eine schematische Teilschnittansicht des Bauteils mit der Bohrung, in der die Toleranzausgleichsvorrichtung vormontiert und/oder befestigt ist,
- 4 eine weitere schematische Teilschnittansicht des Bauteils mit der Bohrung, in der die Toleranzausgleichsvorrichtung vormontiert und/oder befestigt ist,
- 5 eine schematische Schnittansicht im Bereich einer Verdrehsicherung eines Bauteils mit einer Bohrung, in der die Toleranzausgleichsvorrichtung vormontiert und/oder befestigt ist,
- 6 eine weitere, gegenüber der 5 gedrehte schematische Schnittansicht des Bauteils mit der Bohrung, in der die Toleranzausgleichsvorrichtung vormontiert und/oder befestigt ist,
- 7 eine schematische Detailansicht einer beispielhaften Ausführungsform der Toleranzausgleichsvorrichtung,
- 8 eine schematische Detailansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Toleranzausgleichsvorrichtung, und
- 9/10 eine schematische Schnittansicht eines Bauteils mit einer Bohrung, in der eine alternative Toleranzausgleichsvorrichtung vormontiert und/oder befestigt ist.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 ist eine schematische Ansicht eines Bauteils 3 mit einer Bohrung 2, in der eine Toleranzausgleichsvorrichtung T vormontiert und/oder befestigt ist. 2 ist eine schematische Ansicht der Toleranzausgleichsvorrichtung T. 3 und 4 sind weitere schematische Teilschnittansichten des Bauteils 3 mit der Bohrung 2, in der die Toleranzausgleichsvorrichtung T vormontiert und/oder befestigt ist.
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Die Erfindung betrifft eine Toleranzausgleichsvorrichtung T zur Vormontage und/oder Befestigung in einer runden Bohrung 2 oder einem runden Sackloch, insbesondere mit kreisförmigem Querschnitt, eines Bauteils 3, wobei die Toleranzausgleichsvorrichtung T nicht mit dem Bauteil 3, mit dem es vormontiert werden soll, über eine Presspassung verbunden wird, sondern eine radiale Beweglichkeit erhält und zusätzlich gegen verdrehen gesichert ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung bietet eine einfache Befestigungsmöglichkeit der Toleranzausgleichsvorrichtung T in der Bohrung 2 oder dem Sackloch, wobei die Toleranzausgleichsvorrichtung T möglichst manuell oder mit geringen Kräften in der Bohrung 2 des Bauteils 3 vormontierbar ist. Gleichzeitig wird die Möglichkeit von radialem Spiel und die Verdrehsicherheit der Toleranzausgleichsvorrichtung T sichergestellt.
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Die Toleranzausgleichsvorrichtung T umfasst ein axiales Ausgleichselement 1 und ein separates Ausgleichsmittel 6.
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Das axiale Ausgleichselement 1 umfasst ein Grundelement 4 mit einer Außenmantelfläche. Das separate Ausgleichsmittel 6 ist an oder in der Außenmantelfläche des Grundelements 4 angeordnet. Darüber hinaus ist das separate Ausgleichsmittel 6 radial beweglich am Grundelement 4 gehalten. Beispielsweise ist das separate Ausgleichsmittel 6 „schwimmend“ am Grundelement 4 gelagert.
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Hierzu steht das separate Ausgleichsmittel 6 mit der Außenmantelfläche des Grundelements 4 beispielsweise in einer Nut-Feder-Verbindung in Eingriff. Durch eine solche gefederte Lagerung des separaten Ausgleichsmittels 6 in der Außenmantelfläche des Grundelements 4 sind größere Toleranzen zwischen der Bohrung 2 des Bauteils 3 und der in der Bohrung 2 vormontierten Toleranzausgleichsvorrichtung T ermöglicht.
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Beispielsweise ist in einer ersten Ausführungsform der Toleranzausgleichsvorrichtung T in der Außenmantelfläche des Grundelements 4, welche zur Aufnahme in der Bohrung 2 vorgesehen ist, eine Nut 5 eingebracht, in der das Ausgleichsmittel 6 zum Ausgleichen eines Radialspiels zwischen dem Grundelement 4 und dem angrenzenden Bauteil 3 angeordnet ist. Insbesondere weist das separate Ausgleichsmittel 6 einen Innendurchmesser Di auf, der größer ist als ein Nutaußendurchmesser Dan der Nut 5. Zusätzlich oder alternativ kann das separate Ausgleichsmittel 6 einen Außendurchmesser Da aufweisen, der größer ist als ein Mantelaußendurchmesser Dam der Außenmantelfläche des Grundelements 4.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Ausgleichsmittel 6 als ein federnder Klemmring ausgebildet. Dabei stellt der Klemmring im vormontierten Zustand der Toleranzausgleichsvorrichtung T in der Bohrung 2 des Bauteils 3 in einfacher Art und Weise eine kraftschlüssige federnde Verbindung zwischen der Bohrung 2 und der Toleranzausgleichsvorrichtung T zum Ausgleichen von radialen Toleranzen her.
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Zusätzlich kann das Ausgleichsmittel 6 mindestens eine Aussparung 7, insbesondere eine schlitzförmige Öffnung, aufweisen. Hierdurch ist das Ausgleichsmittel 6 beispielsweise gegen ein Verdrehen relativ zum Grundelement 4 gesichert.
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Das axiale Ausgleichselement 1 umfasst ein Grundelement 4, das beispielsweise als ein Hohlzylinder oder in ähnlicher Form ausgebildet ist, und einen etwas geringeren Durchmesser als die Bohrung 2 aufweisen kann. In einer für die Aufnahme in der Bohrung 2 vorgesehene Außenmantelfläche des Grundelements 4 ist eine Nut 5 vorgesehen, in der das separate Ausgleichsmittel 6, beispielsweise ein Klemmring oder Federring, eingebracht ist, der beispielsweise im Wesentlichen die Form eines Torus oder eine ähnliche Form aufweisen kann.
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Das separate Ausgleichsmittel 6, insbesondere der Klemmring, kann beispielsweise einen Innendurchmesser Di aufweisen, der größer ist als der Nutaußendurchmesser Dan in der Nut 5, wenn das Ausgleichselement 1 in der Bohrung 2 angeordnet ist, so dass das Ausgleichselement 1 sich in der Bohrung 2 begrenzt radial bewegen kann. Das Ausgleichsmittel 6 stellt eine kraftschlüssige, federnde Verbindung zwischen der Bohrung 2 und dem axialen Ausgleichselement 1 sowie der Toleranzausgleichsvorrichtung T her. Das Ausgleichsmittel 6 weist die Aussparung 7 auf, durch die er unterbrochen ist. Die Nut 5 kann korrespondierend dazu ebenfalls eine Unterbrechung aufweisen, kann jedoch auch durchgehend sein.
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Die Toleranzausgleichsvorrichtung T weist darüber hinaus ein Sicherungselement 8 auf, das an oder in der Außenmantelfläche des Grundelements 4 angeordnet ist, wobei das Sicherungselement 8 und das Ausgleichsmittel 6 derart ausgebildet sind, dass diese in einem zusammengesetzten Zustand verdrehsicher miteinander gekoppelt sind. Dies verhindert oder erschwert in einfacher Art und Weise ein Verdrehen des Ausgleichsmittels 6 relativ zum Sicherungselement 8 und damit zum Grundelement 4.
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Beispielsweise weisen das Ausgleichsmittel 6 und das Sicherungselement 8 miteinander korrespondierende Sicherungsmittel auf, die verdrehsicher miteinander im Eingriff stehen. In einer möglichen Ausführungsform weist das Ausgleichsmittel 6 als ein erstes Sicherungsmittel die Aussparung 7 auf, durch die das Ausgleichsmittel 6 unterbrochen ist, wobei das Sicherungselement 8 als ein zweites Sicherungsmittel ein Blockierelement, zum Beispiel eine Nase oder Zunge 9, aufweist, die in die Aussparung 7 eingreift.
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Ferner kann als Sicherungselement 8 ein Sicherungsring vorgesehen sein, der auf das Grundelement 4 in der Art einer Kappe aufgesetzt sein kann. Die Zunge 9 greift dabei in die Aussparung 7 des Ausgleichsmittels 6, insbesondere eines Klemm- oder Federrings, ein. Das Sicherungselement 8 kann insbesondere in einer axialen Richtung des Grundelements 4 vom Ausgleichsmittel 6, einem Klemm- oder Federring, entfernt angeordnet sein, so dass das Ausgleichsmittel 6 und das Sicherungselement 8 sich abgesehen von der Zunge 9 nicht überdecken. Insbesondere verbleibt das Sicherungselement 8 abgesehen von der Zunge 9 außerhalb der Bohrung 2, wenn die Toleranzausgleichsvorrichtung T in der Bohrung 2 angeordnet ist. Der Sicherungselement 8 kann die Funktion einer Transportsicherung oder Transportsicherungskappe übernehmen und stellt durch seinen Eingriff mit der Zunge 9 in die Aussparung 7 des Ausgleichsmittels 6 eine Verdrehsicherung der Toleranzausgleichsvorrichtung T in der Bohrung 2 her. Hierzu kann das Sicherungselement 8 mit dem Grundelement 4 direkt oder indirekt im Eingriff stehen, beispielsweise durch Kraftschluss und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss, insbesondere so, dass ein Verdrehen des Sicherungselements 8 gegenüber dem Grundelement 4 verhindert oder erschwert wird.
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In einer Ausführungsform kann die Toleranzausgleichsvorrichtung T, als ein oder mehrere weitere Elemente ein inneres Ausgleichselement 11, ein Federelement 12 und/oder ein Anschlagelement 13 umfassen. Das innere Ausgleichselement 11, das Federelement 12 und/oder das Anschlagelement 13 können direkt oder indirekt mit dem Grundelement 4 lösbar oder unlösbar verbunden sein, beispielsweise durch Kraftschluss und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss, insbesondere über ein oder mehrere Gewinde 14. Ferner können die weiteren Elemente (inneres Ausgleichselement 11, Federelement 12, Anschlagelement 13) untereinander verbunden sein, beispielsweise durch Kraftschluss und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss.
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Das Sicherungselement 8 kann mit einem der weiteren Elemente, insbesondere dem inneren Ausgleichselement 11, dem Federelement 12, dem oberen Anschlagelement 13, und damit indirekt mit dem Grundelement 4 im Eingriff stehen, um ein Verdrehen des Sicherungselements 8 gegenüber dem Grundelement 4 zu verhindern oder zu erschweren. Hierzu können entsprechende Vorsprünge 15, 16 am Sicherungselement 8 und an einem der weiteren Elemente, beispielsweise am oberen Anschlagelement 13 vorgesehen sein, die miteinander im Eingriff stehen.
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Insbesondere kann das Anschlagelement 13 eine Stirnseite des Grundelements 4 so abdecken, dass das Sicherungselement 8 nicht in axialer Richtung vom Grundelement 4 abziehbar ist.
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5 ist eine schematische Ansicht des Bauteils 3 mit einer Bohrung 2, in der eine beispielhafte Ausführungsform der Toleranzausgleichsvorrichtung T vormontiert und/oder befestigt ist. 6 ist eine schematische Ansicht des Bauteils 3 mit der Bohrung 2, in der die Toleranzausgleichsvorrichtung T vormontiert und/oder befestigt ist. Die Mantelfläche des Grundelements 4 ist insbesondere in den Ausführungsformen der 5 und 6 zur Aufnahme des Sicherungselements 8 zurückgesetzt, beispielsweise so, dass das eingesetzte Sicherungselement 8 mit der übrigen, nicht zurückgesetzten Mantelfläche des Grundelements 4 fluchtet. Das Sicherungselement 8 kann alternativ oder zusätzlich ein insbesondere umlaufendes Sicherungsmittel 18, zum Beispiel einen umlaufenden Haken, eine umlaufende Nase oder einen umlaufenden Vorsprung, aufweisen. Das Sicherungsmittel 18 greift in das Grundelement 4 ein, um ein Verdrehen zu verhindern oder zu erschweren und/oder ein axiales Bewegen in zumindest eine axiale Richtung, insbesondere axiales Abheben, zu verhindern oder zu erschweren. Beispielsweise weist das Grundelement 4 eine äußere Rändelung in axialer Richtung auf. In dieser Rändelung befindet sich eine radial umlaufende Nut. In diese Nut greift der umlaufende „Haken“ ein und bildet eine form- und kraftschlüssige Nut-Federverbindung als axiale Abhebesicherung.
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7 ist eine schematische Detailansicht einer beispielhaften Ausführungsform der Toleranzausgleichsvorrichtung T, wobei das Ausgleichsmittel 6 auf einer radial inneren Seite und auf in axialer Richtung weisenden Flächen abgeflacht ist und lediglich auf einer radial äußeren Seite einem Torus ähnelt oder einen eckigen oder abgerundeten Vorsprung aufweist, beispielsweise in der Art einer Wölbung.
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8 ist eine schematische Detailansicht einer beispielhaften Ausführungsform der Toleranzausgleichsvorrichtung 1, wobei das Ausgleichsmittel 6 auf einer radial inneren, auf einer radial äußeren Seite und auf in axialer Richtung weisenden Flächen abgeflacht ist und auf der radial äußeren Seite eine Fase 17 aufweist, um die Montage in der Bohrung 2 zu erleichtern.
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Die Vorteile der in den Ausführungsbeispielen gezeigten Toleranzausgleichsvorrichtung T liegen in der einfachen, kraftarmen Vormontage der Toleranzausgleichsvorrichtung T in der Bohrung 2. Durch die Federung des Ausgleichsmittels 6 können größere Toleranzpaarungen zwischen der Bohrung 2 und der Toleranzausgleichsvorrichtung T erzielt werden. Stattdessen würde ein einzupressendes Befestigungselement, wie aus dem Stand der Technik bekannt, aufgrund einer herzustellenden Presspassung zwischen der Bohrung 2 und dem Befestigungselement hohe, stark variierende Einpresskräfte hervorrufen, die zu einem erhöhten Montageaufwand führen. Außerdem wäre eine radiale Beweglichkeit des Befestigungselements in der Bohrung 2 nicht sichergestellt. Die Beweglichkeit der erfindungsgemäßen Toleranzausgleichsvorrichtung T ist für ein prozesssicheres Ausschrauben erwünscht, da ansonsten auftretende Seitenführungskräfte ein automatisches Ausschrauben des Befestigungselements verhindern können.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung kann auch eine größere Toleranz zwischen der Bohrung 2 und einer Achse A eines Mutterngewindes 10 im Bauteil 3 am Grund der Bohrung 2 erzielt werden, da sich die Toleranzausgleichsvorrichtung T in der Bohrung 2 radial verschieben lässt und dadurch die Verschraubungsachsen übereinander bringen kann.
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Weiterhin kann bei einer statt der erfindungsgemäßen Lösung gewählten Verpressung des Grundelements eines herkömmlichen Befestigungselements in der Bohrung 2 ein Materialaufwurf vor dem Befestigungselement hergeschoben werden, der dazu führt, dass sich das Befestigungselement nicht bis auf den Grund der Bohrung 2 bewegen kann. Ein anschließendes Verschrauben würde dann eine starkes Setzen der Bauteile hervorrufen und neben einer Lageverschiebung der Bauteile auch ein Lösen der Schraubverbindung durch Vorspannkraftverlust hervorrufen.
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Die Toleranzausgleichsvorrichtung T eignet sich beispielsweise zur Befestigung einer Komponente an dem Bauteil 3, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere eignet sich die Toleranzausgleichsvorrichtung T für ein Batteriebefestigungssystem in einem Kraftfahrzeug. Ferner kann die zu befestigende Komponente ein Anbauteil, wie eine Heckleuchte oder eine Seitenmarkierungsleuchte, sein. Das Bauteil 3 kann beispielsweise ein Karosserieblech des Kraftfahrzeugs sein.
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Die Toleranzausgleichsvorrichtung T ist mehrteilig ausgebildet. Die Elemente der Toleranzausgleichsvorrichtung T können beispielsweise aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial oder aus einer Kombination aus Metallteilen und Kunststoffteilen gebildet sein. Auch kann die Toleranzausgleichsvorrichtung T als ein Spritzgussbauteil aus einem faserverstärktem Material oder aus mehreren Materialien gebildet sein. Insbesondere das Ausgleichsmittel 6 kann aus einem Metall, beispielsweise Federstahl, oder einem anderen geeigneten Material oder einer Materialkombination gebildet sein. Ferner kann auch das Sicherungselement 8 aus einem Metall oder einem anderen geeigneten Material oder einer Materialkombination gebildet sein.
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9 und 10 zeigen eine schematische Schnittansicht des Bauteils 3 mit der Bohrung 2, in der eine alternative Toleranzausgleichsvorrichtung T' vormontiert und/oder befestigt ist.
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Anstelle der Nut 5 bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Toleranzausgleichsvorrichtung T ist das Ausgleichsmittel 6 auf einem Bund 4.1 am Grundelement 4 angeordnet und dadurch nach unten begrenzt. Nach oben wird das Ausgleichsmittel 6 durch das Sicherungselement 8, insbesondere eine Sicherungskappe und dessen verlängerten Kragen 8.1, begrenzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ausgleichselement
- 2
- Bohrung
- 3
- Bauteil
- 4
- Grundelement
- 4.1
- Bund
- 5
- Nut
- 6
- Ausgleichsmittel
- 7
- Aussparung
- 8
- Sicherungselement
- 8.1
- Kragen
- 9
- Zunge
- 10
- Mutterngewinde
- 11
- inneres Ausgleichselement
- 12
- Federelement
- 13
- Anschlagelement
- 14
- Gewinde
- 15
- Vorsprung
- 16
- Vorsprung
- 17
- Fase
- 18
- Sicherungsmittel
- A
- Achse
- Da
- Außendurchmesser
- Dam
- Mantelaußendurchmesser
- Dan
- Nutaußendurchmesser
- Di
- Innendurchmesser
- T, T'
- Toleranzausgleichsvorrichtung
