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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen. Die Vorrichtung wird auch Befestigungselement genannt. Die Vorrichtung umfasst ein Grundelement, ein Ausgleichselement und ein Mitnahmeelement. Die Vorrichtung oder das Befestigungselement dient als ein Toleranzausgleichselement für ein Bauteil, insbesondere für ein Trägerbauteil. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung.
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Im Stand der Technik sind gattungsgemäße Vorrichtungen oder Befestigungselemente bekannt.
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Üblicherweise stehen ein Grundelement und ein Ausgleichselement in einem Linksgewindeeingriff, während eine notwendige Verbindungsschraube ein rechtsgängiges Außengewinde aufweist. In dem Ausgleichselement ist ein Mitnahmeelement, zum Beispiel ein Federelement, angeordnet, welches einen Reibschluss zwischen der sich durch den Durchgang hindurch erstreckenden Verbindungsschraube und dem Ausgleichselement herstellt. An einem Halteelement sind sich axial erstreckende Rasthaken ausgebildet, die zur Vormontage der Vorrichtung oder des Befestigungselements an einem ersten der Bauteile ausgebildet sind und beispielsweise in zu diesem Zweck in dem ersten Bauteil vorgesehene Rastöffnungen eingeclipst werden. Außerdem ist an dem ersten Bauteil ein Mutternelement für die Verbindungsschraube drehfest angebracht. Wird die Verbindungsschraube zur Verschraubung der Bauteile durch die Bauteile und das Befestigungselement hindurch geführt und in das Mutternelement eingeschraubt, so dreht sich das Ausgleichselement aufgrund des Reibschlusses aus dem Grundelement heraus, bis es an dem zweiten Bauteil anstößt und der Abstand zwischen den Bauteilen durch das Befestigungselement überbrückt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte gattungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen sowie eine verbesserte gattungsgemäße Anordnung anzugeben.
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Die Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Anordnung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung (auch Befestigungselement genannt) umfasst ein Grundelement, ein Ausgleichselement und ein Mitnahmeelement. Die Vorrichtung ist für ein Bauteil bestimmt und dient bevorzugt nicht lediglich zur Befestigung eines Bauteils an einem anderen Bauteil, sondern auch als ein Toleranzausgleichselement für das Bauteil, insbesondere für ein Trägerbauteil, gegenüber dem anderen Bauteil. Die Vorrichtung dient insbesondere zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen. Die Vorrichtung umfasst zumindest ein, insbesondere hohlzylindrisches, Grundelement, ein mit dem Grundelement in Gewindeeingriff stehendes, insbesondere hohlzylindrisches, Ausgleichselement, welches durch Verdrehen relativ zu dem Grundelement aus einer Ausgangsposition in eine Ausgleichsposition bewegbar ist, und ein Mitnahmeelement, wobei von dem Grundelement eine Hülse absteht und die Hülse einen außenseitigen Befestigungsabschnitt aufweist.
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Eine solche Ausbildung des Grundelements mit einer abstehenden Hülse, die einen außenseitigen Befestigungsabschnitt aufweist, ermöglicht, dass die Vorrichtung direkt mittels einer form- oder kraftschlüssigen Verbindung an einem ersten Bauteil befestigbar ist.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Vorrichtung, insbesondere deren Hülse durch Kleben und/oder durch Pressung an einem ersten Bauteil befestigbar oder befestigt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit halteringlos, also ohne einen Haltering, und ohne sonstiges zusätzliches Haltemittel ausgebildet.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Vorrichtung strukturell einfacher ausgebildet ist als bekannte Befestigungselemente und dadurch kostengünstig herstellbar ist und dennoch auf einfache Weise sicher und fest an einem Bauteil, insbesondere an und/oder in einer Aussparung, beispielsweise in einem Loch, eines Bleches, befestigbar ist.
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In einer einfachen Ausführungsform sind das Grundelement und die Hülse einstückig ausgebildet. Alternativ können das Grundelement und die Hülse separate Elemente sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Mitnahmeelement beispielsweise als ein Federelement, insbesondere eine Mitnahmefeder, ausgebildet. Das Mitnahmeelement ist in einem inneren Hohlraum des Ausgleichselements angeordnet. Das Mitnahmeelement steht dabei mit einem durch die Vorrichtung, das heißt durch die Hohlräume von Grundelement und Mitnahmeelement, hindurchgeführtes Verbindungselement, insbesondere ein Verbindungsschraubelement, in Reibeingriff, um ein durch das Verbindungselement ausgeübtes Drehmoment an das Ausgleichselement zu übertragen.
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Wird das Verbindungselement zur toleranzausgleichenden Verbindung des ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil verdreht, so wird mittels des Mitnahmeelements ein Drehmoment an das Ausgleichselement übertragen, welches eine Verdrehung des Ausgleichselements relativ zu dem Grundelement und dem an diesem Grundelement angeordneten ersten Bauteil bewirkt, wodurch sich das Ausgleichselement entlang der Längsmittelachse der Vorrichtung nach oben aus dem Grundelement und relativ zu dem ersten Bauteil herausbewegt.
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Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass eine Unterseite des Grundelements mit einer Oberseite des Bauteils verklebt ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Grundelement als abstehende Hülse eine unterseitige Hülse aufweist, deren äußere Form derart mit einer Aussparung im ersten Bauteil korrespondiert, dass die Hülse in die Aussparung einsetzbar, insbesondere einpressbar, ist.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der außenseitige Befestigungsabschnitt eine Profilierung aufweist. Die Profilierung ist insbesondere derart ausgebildet, dass die Vorrichtung an dem ersten Bauteil im montierten Zustand form- oder kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, gehalten ist.
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In einer möglichen Ausführungsform weist der außenseitige Befestigungsabschnitt eine außenseitige Rändelung auf. Alternativ oder zusätzlich kann der außenseitige Befestigungsabschnitt zumindest abschnittsweise radiale Lippen und/oder axial verlaufende Lippen aufweisen. Die Lippen können dabei flexibel oder starr ausgebildet sein. Bei einer starren Ausbildung werden die Lippen in das Bauteil eingeklemmt oder eingepresst. Darüber hinaus kann der außenseitige Befestigungsabschnitt alternativ oder zusätzlich mindestens ein nach außen gerichtetes Rastelement aufweisen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Hülse in der Aussparung eingeklebt. Alternativ oder zusätzlich ist die Hülse in der Aussparung geklemmt. Alternativ oder zusätzlich weist die Hülse eine außenseitige Rändelung auf.
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Die Rändelung ist bevorzugt eine umlaufende Gestaltabweichung, die in die Hülse, insbesondere in dem Befestigungsabschnitt, eingeprägt oder gefräst ist.
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Alternativ oder zusätzlich können die Hülse und das erste Bauteil im Bereich der Aussparung jeweils zumindest abschnittsweise aus einem magnetischen Material gebildet sein. Mittels dieser magnetisch wirkenden Abschnitte der Hülse und des ersten Bauteils kann die Befestigung der Vorrichtung an dem ersten Bauteil selbst erreicht werden oder ein Gegen- oder Ineinanderpressen oder -klemmen von Hülse und erstem Bauteil unterstützt werden.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Hülse aus Metall oder Kunststoff gebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst die zuvor beschriebene Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen zwischen zwei zu verbindenden Bauteilen, wobei die Hülse in eine Aussparung des ersten Bauteils form- oder kraftschlüssig angeordnet ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht als Gegenstück eine Mutter vor, die von einer dem Grundelement gegenüberliegenden Seite des ersten Bauteils in dessen Aussparung einsetzbar, alternativ an dieser Seite anordbar, insbesondere klebbar oder einpressbar, ist. In diese Mutter ist das Verbindungselement einschraubbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Befestigungselement nach dem Stand der Technik,
- 2A, 2B eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine zugehörige Schnittdarstellung,
- 4 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 5 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 6 eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 7 eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 8 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem ersten Bauteil, und
- 9 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem ersten Bauteil.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Befestigungselement 1' (auch Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen genannt) nach dem Stand der Technik. Das Befestigungselement 1' umfasst ein Grundelement 1.1 mit einem Innengewinde 1.1.1. In das Grundelement 1.1 ist ein Ausgleichselement 1.2 eingeschraubt, dazu weist dieses ein Außengewinde 1.2.1 auf. An einer Oberseite des Ausgleichselements 1.2 ist ein Ausgleichselementoberteil 1.3 angeordnet. Im Ausgleichselement 1.2 ist ein als Federelement ausgebildetes Mitnahmeelement 1.4 angeordnet. Das Befestigungselement 1' dient dazu, in einer nicht gezeigten Aussparung eines nicht gezeigten kundenseitigen Bauteils 2 angeordnet und befestigt zu werden. Dazu weist das Befestigungselement 1' einen Haltering H auf, an welchem nach unten gerichtete Rasthaken angeordnet sind. Mittels des Befestigungselements 1' ist ein Teil mit dem nicht gezeigten Bauteil 2 befestigbar.
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2A und 2B zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungselements 1. Im Nachfolgenden wird das Befestigungselement 1 als Vorrichtung 1 zum Ausgleichen von Toleranzen bezeichnet.
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Dabei sind das Grundelement 1.1 und das Ausgleichselementoberteil 1.3 erkennbar. Das Grundelement 1.1 weist unten einen Kranz 1.1.2 auf, der einen nach außen gerichteten Überstand gegenüber dem darüber liegenden Bereich des Grundelements 1.1 bildet. Eine Unterseite 1.1.3 des Grundelements 1.1 ist eine ebene Fläche, an der mittig eine Hülse 1.1.4 angeordnet ist, die an ihrem unteren, äußeren Rand eine optionale Fase 1.1.5 aufweist. Die Hülse 1.1.4 steht von dem Grundelement 1.1 ab und weist einen außenseitigen Befestigungsabschnitt 1.1.6 auf.
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Die Vorrichtung 1 dient dazu, in einer Aussparung 2.3 eines in 3 gezeigten kundenseitigen, ersten Bauteils 2 angeordnet und befestigt zu werden.
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In 2B ist der Befestigungsabschnitt 1.1.6 zusätzlich mit einer außenseitigen Rändelung 1.1.7 versehen. Alternativ kann die Oberfläche mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sein.
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3 zeigt eine zugehörige Schnittdarstellung. Die Vorrichtung 1 ist in und an einer Aussparung des ersten Bauteils 2 angeordnet und befestigt. Dazu kann die Unterseite 1.1.3 des Grundelements 1.1 beispielsweise mit einer Bauteiloberseite 2.1 des Bauteils 2 verklebt sein.
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Die Hülse 1.1.4, deren Außenabmessung mit der Aussparung 2.3 des ersten Bauteils 2 korrespondiert, ist in diese Aussparung 2.3 eingesteckt und dort optional oder zusätzlich verklebt.
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Die Länge der Hülse 1.1.4 ist etwas geringer als die Dicke des ersten Bauteils 2. In das Grundelement 1.1 ist das Ausgleichselement 1.2 eingeschraubt, dazu weist dieses das Außengewinde 1.2.1 auf. An der Oberseite des Ausgleichselements 1.2 ist das Ausgleichselementoberteil 1.3 angeordnet. Das Ausgleichselement 1.2 ist mit dem Ausgleichselementoberteil 1.3 verbunden, beispielsweise geklemmt und/oder geklebt. Im Ausgleichselement 1.2 ist das Mitnahmeelement 1.4 angeordnet. Die Vorrichtung 1 ist halteringlos, also ohne einen herkömmlichen Haltering H, am Bauteil 2 befestigt.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die optionale Hülse 1.1.4 in die Aussparung des Bauteils 2 eingeklemmt oder eingepresst ist. Die Hülse 1.1.4 weist dafür eine optionale außenseitige Rändelung 1.1.7 (in 2B dargestellt) auf, dadurch ist die Vorrichtung 1 verliersicher in die Aussparung 2.3 des Bauteils 2 gepresst, wodurch die Vorrichtung 1 auf besonders einfache Weise am Bauteil 2 befestigt ist.
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Wenn die Vorrichtung 1 ohne Hülse 1.1.4 ausgebildet ist, wird das Grundelement 1.1 zentrisch zur Aussparung auf dem Bauteil 2 angeordnet und mit der Bauteiloberseite 2.1 befestigt, beispielsweise verklebt, verschweißt oder verlötet.
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Die Hülse 1.1.4 und das Grundelement 1.1 sind in diesem Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet.
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An einer Bauteilunterseite 2.2 des Bauteils 2 ist ein Gegenstück 1.5 angeordnet, welches in die Aussparung 2.3 des Bauteils 2 gepresst ist, um Zentriertoleranzen besonders gering zu halten. Das Gegenstück 1.5 ist als Mutter ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das Gegenstück 1.5 an die Bauteilunterseite 2.2 und/oder in die Aussparung mittels eines Klebers fixiert.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Anstelle einer einstückigen Ausbildung von Grundelement 1.1 und abstehender Hülse 1.1.4 sind diese als separate Elemente ausgebildet.
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Das Grundelement 1.1 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist ein Innengewinde 1.1.1 auf. Die von der Unterseite 1.1.3 abstehende Hülse 1.1.4 ist als ein hohlzylindrisches Element ausgebildet, das zusätzlich zu dem außenseitigen Befestigungsabschnitt 1.1.6 einen Verbindungsabschnitt 1.1.8 aufweist.
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Der Verbindungsabschnitt 1.1.8 ist korrespondierend zum Innengewinde 1.1.1 des Grundelements 1.1 ausgebildet und umfasst ein korrespondierendes Außengewinde.
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Der außenseitige Befestigungsabschnitt 1.1.6 korrespondiert mit der Aussparung 2.3 des ersten Bauteils 2 und umfasst für eine form- oder kraftschlüssige Verbindung des außenseitigen Befestigungsabschnitts 1.1.6 in der Aussparung 2.3 zumindest abschnittsweise beispielsweise eine Profilierung 1.1.9.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
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Der außenseitige Befestigungsabschnitt 1.1.6 der Hülse 1.1.4 umfasst dabei zumindest abschnittsweise radiale Lippen 1.1.10. Die radialen Lippen 1.1.10 stehen radial nach außen von der Hülse 1.1.4 ab und sind flexibel ausgebildet. Beispielsweise sind die radialen Lippen 1.1.10 aus einem Kunststoffmaterial oder Gummi gebildet. Die radialen Lippen 1.1.10 können, wie dargestellt, sich abschnittsweise, zum Beispiel kreissegmentförmig, insbesondere halb- oder viertelkreisförmig, außenseitig entlang des Umfangs der Hülse 1.1.4 erstrecken. Alternativ können die radialen Lippen 1.1.10 umlaufend ausgebildet sein.
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Die Hülse 1.1.4 und das Grundelement 1.1 können einstückig oder als separate Elemente ausgebildet sein.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
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Der außenseitige Befestigungsabschnitt 1.1.6 der Hülse 1.1.4 umfasst dabei zumindest abschnittsweise axial verlaufende Lippen 1.1.11. Die axial verlaufenden Lippen 1.1.11 stehen radial nach außen von der Hülse 1.1.4 ab und sind flexibel oder starr ausgebildet. Bei einer starren Ausbildung werden die axial verlaufenden Lippen 1.1.11 in das Bauteil 2 eingeklemmt oder eingepresst.
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Beispielsweise sind die axial verlaufenden Lippen 1.1.11 aus einem Kunststoffmaterial oder Gummi gebildet. Die axial verlaufenden Lippen 1.1.11 erstrecken sich beispielsweise abschnittsweise, zum Beispiel in einem Kreissegmentabschnitt, insbesondere in einem Halb- oder Viertelkreissegmentabschnitt, außenseitig entlang einer Längsachse der Hülse 1.1.4 und somit axial.
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Die Hülse 1.1.4 und das Grundelement 1.1 können einstückig oder als separate Elemente ausgebildet sein.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
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Der außenseitige Befestigungsabschnitt 1.1.6 der Hülse 1.1.4 umfasst dabei mindestens ein nach außen gerichtetes Rastelement 1.1.12.
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Das Rastelement 1.1.12 ist in Form einer Rastlippe, eines Rasthakens oder einer Rastnase ausgebildet. Die Hülse 1.1.4 kann im außenseitigen Befestigungsabschnitt 1.1.6 mehrere Rastelemente 1.1.12 umfassen, die symmetrisch verteilt entlang des Umfangs der Hülse 1.1.4 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Rastelemente 1.1.12 gezeigt, die sich einander gegenüberliegen.
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Beispielsweise sind die Rastelemente 1.1.12 aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das hinreichend flexibel zum Einführen des Rastelements 1.1.12 in die Aussparung 2.3 und hinreichend fest zum Fixieren der Hülse 1.1.4 und des Grundelements 1.1 in der Aussparung 2.3 ausgebildet ist.
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Die Hülse 1.1.4 und das Grundelement 1.1 können einstückig oder als separate Elemente ausgebildet sein.
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8 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Anordnung 3 mit einer der zuvor beschriebenen Vorrichtungen 1 gemäß 4 an dem ersten Bauteil 2. Das Grundelement 1.1 und die Hülse 1.1.4 sind als separate Elemente ausgebildet. Die Hülse 1.1.4 ist mittels des außenseitigen Verbindungsabschnitts 1.1.8 im Grundelement 1.1 form- oder kraftschlüssig gehalten. Darüber hinaus ist die Hülse 1.1.4 mittels des außenseitigen Befestigungsabschnitts 1.1.6 form- oder kraftschlüssig in der Aussparung 2.3 des Bauteils 2 gehalten.
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Anstelle des Gegenstücks 1.5 gemäß 3 weist das Bauteil 2 eine koaxial zur Aussparung 2.3 angeordnete und sich axial erstreckende Ausnehmung 2.4 auf, in welche ein nicht näher dargestelltes Verbindungselement zum toleranzausgleichenden Verbinden des ersten Bauteils 2 aufnehmbar ist.
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Wird das Verbindungselement zur toleranzausgleichenden Verbindung des ersten Bauteils 2 mit einem nicht dargestellten, zweiten Bauteil verdreht, so wird mittels des Mitnahmeelements 1.4 ein Drehmoment an das Ausgleichselement 1.2 übertragen, welches eine Verdrehung des Ausgleichselements 1.2 relativ zu dem Grundelement 1.1 und dem an diesem Grundelement 1.1 über die Hülse 1.1.4 befestigten ersten Bauteil 2 bewirkt, wodurch sich das Ausgleichselement 1.3 entlang einer Längsmittelachse L der Vorrichtung 1 nach oben aus dem Grundelement 1.1 und relativ zu dem ersten Bauteil 2 herausbewegt.
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9 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung 3 mit einer der zuvor beschriebenen Vorrichtungen 1 gemäß 7 an dem ersten Bauteil 2.
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Zur form- und/oder kraftschlüssigen Anordnung der Rastelemente 1.1.12 in der Aussparung 2.3 des ersten Bauteils 2 umfasst die Aussparung 2.3 eine korrespondierende Rastaufnahme 2.3.1.
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Die Funktionsweise der Anordnung 3 nach 9 ist analog zur beschriebenen Funktion der in 8 gezeigten Anordnung 3.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 1'
- Befestigungselement
- 1.1
- Grundelement
- 1.1.1
- Innengewinde
- 1.1.2
- Kranz
- 1.1.3
- Unterseite
- 1.1.4
- Hülse
- 1.1.5
- Fase
- 1.1.6
- außenseitiger Befestigungsabschnitt
- 1.1.7
- Rändelung
- 1.1.8
- Verbindungsabschnitt
- 1.1.9
- Profilierung
- 1.1.10
- radiale Lippen
- 1.1.11
- axial verlaufende Lippen
- 1.1.12
- Rastelement
- 1.2
- Ausgleichselement
- 1.2.1
- Außengewinde
- 1.3
- Ausgleichselementoberteil
- 1.4
- Mitnahmeelement
- 1.5
- Gegenstück
- 2
- Bauteil
- 2.1
- Bauteiloberseite
- 2.2
- Bauteilunterseite
- 2.3
- Aussparung
- 2.3.1
- Rastaufnahme
- 2.4
- Ausnehmung
- 3
- Anordnung
- H
- Haltering
- L
- Längsmittelachse
