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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bauteilanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilanordnung.
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Bauteilanordnungen der in Rede stehenden Art umfassen mehrere Bauteile, welche aneinander angeordnet werden, wobei bestimmte Kriterien erfüllt werden müssen. Dies sind beispielsweise eine exakte Positionierung oder Ausrichtung der Bauteile zueinander sowie das Erfüllen von Dichtigkeitsanforderungen. Gerade im Automobilbau spielt dies eine große Rolle. Die
DE 10 2014 109 941 A1 betrifft beispielsweise eine leistenartige Haltevorrichtung zur Halterung eines Anbauteils an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, die Positionierungselemente aufweist, die zum Positionieren des Anbauteils an der Tragstruktur dienen. Nachteilig daran ist, dass die Tragstruktur durch das Aufnehmen bzw. die Anordnung der Positionierungselemente nicht mehr dicht ist. Aus Korrosionsgründen kann dies problematisch sein.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bauteilanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilanordnung anzugeben, wobei die bekannten Verfahren und Systeme insbesondere dahingehend optimiert werden sollen, dass Bauteile nicht nur optimal zueinander positionierbar sind, sondern gleichzeitig Dichtigkeitsanforderungen erfüllt sind.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bauteilanordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Bauteilanordnung ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, wobei das zweite Bauteil eine Positionieröffnung aufweist, und wobei das erste Bauteil ein Positionierelement aufweist, welches, insbesondere zur Positionierung und Zentrierung bzw. Ausrichtung der Bauteile zueinander, mit der Positionieröffnung zusammenwirkt, wobei zum Abdichten der Positionieröffnung zwischen den Bauteilen ein Dichtelement angeordnet ist, und wobei die beiden Bauteile angrenzend an das Positionierelement derart aneinander befestigt sind, dass ein Anpressdruck auf das Dichtelement aufgebracht werden kann oder aufgebracht ist. Zweckmäßigerweise kann über das Dichtelement die Positionieröffnung abgedichtet werden, insbesondere fluiddicht abgedichtet werden, wobei über das Aufbringen des Anpressdrucks nicht nur die Dichtwirkung erhöht, sondern auch reproduzierbar einstellbar ist. Dies ist insbesondere in der Serienfertigung von großem Vorteil. Der Ausdruck „angrenzend“ ist dabei dahingehend zu verstehen, dass der Abstand, in welchem der Anpressdruck relativ zum Positionierelement aufgebracht ist, so nahe ist, dass das Dichtelement beim Befestigen der Bauteile aneinander zweckmäßigerweise noch komprimiert wird.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das zweite Bauteil neben der Positionieröffnung zumindest ein Befestigungselement auf, über welches das erste Bauteil an dem zweiten Bauteil befestigt ist (bzw. umgekehrt), insbesondere form- und/oder kraftschlüssig befestigt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Bauteil mittelbar über das Befestigungselement an das zweite Bauteil geschraubt. Das Befestigungselement ist gemäß einer Ausführungsform ein Gewindestift, welcher an dem zweiten Bauteil ausgebildet oder befestigt ist. Das erste Bauteil weist zweckmäßigerweise eine Öffnung für das Befestigungselement, wie beispielsweise den vorgenannten Gewindestift, auf. Zur Befestigung wird zweckmäßigerweise eine Mutter verwendet. Insbesondere ist das erste Bauteil also an das zweite Bauteil geschraubt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Positionierelementen am ersten Bauteil angeordnet, welche mit korrespondierenden Positionieröffnungen zusammenwirken. Entsprechend ist eine Vielzahl von Befestigungselementen vorgesehen, welche nahe, angrenzend oder in der Nähe der Positionierelemente vorgesehen sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Positionierelement als ein Einsatz ausgebildet, welcher form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig in oder an dem ersten Bauteil angeordnet, insbesondere befestigt, ist. Alternativ kann das Positionierelement auch unmittelbar durch das erste Bauteil gebildet sein. Dies ist bevorzugt dann der Fall, wenn das erste Bauteil aus einem Kunststoff geformt ist. Bei der ersten Variante ist das erste Bauteil beispielsweise aus einem Metallwerkstoff gebildet, während das Positionierelement als ein Kunststoffeinsatzteil ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Dichtelement am ersten Bauteil befestigt. Alternativ oder zusätzlich ist das Dichtelement am Positionierelement befestigt. Die tatsächliche Ausgestaltung ist auch davon abhängig, ob das Positionierelement und das erste Bauteil integral ausgebildet sind, also als ein Teil.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtelement aus einem Klebepad oder Klebeband gebildet. Das vorgenannte Klebepad oder Klebeband ist insbesondere bevorzugt ein doppelseitiges Klebeband, welches, wie bereits erwähnt, bevorzugt am ersten Bauteil oder am Positionierelement befestigt ist. Alternativ kann das Dichtelement aber auch am zweiten Bauteil befestigt sein.
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Das Dichtelement ist zweckmäßigerweise ausgelegt und geformt, die Positionieröffnung umfänglich abzudichten. Das Dichtelement ist zweckmäßigerweise als eine Schicht zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil ausgelegt oder ausgebildet. Das Dichtelement weist zweckmäßigerweise zwei Dichtflächen bzw. Klebeflächen auf, wobei eine Klebefläche am ersten Bauteil flächig anliegt und eine zweite Klebefläche am zweiten Bauteil flächig anliegt. Die Form ist dabei so gewählt, dass die Positionieröffnung dicht, insbesondere fluiddicht, abgedichtet bzw. verschlossen ist. Zweckmäßigerweise ist das Klebepad oder das Klebeband aus einem elastischen oder zumindest komprimierbaren Material ausgebildet, sodass über den Anpressdruck eine zumindest bereichsweise oder abschnittsweise elastische und/oder plastische Umformung erreicht werden kann, über welche die Dichtwirkung noch zusätzlich erhöht werden kann. Insbesondere die elastische Umformung ermöglicht, dass auch dann noch eine Dichtwirkung erhalten bleibt, wenn sich die Bauteile (zumindest geringfügig) zueinander bewegen.
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Gemäß einer Ausführungsform ragt das Positionierelement durch das Dichtelement hindurch. Das Positionierelement ist beispielsweise als ein Fortsatz, Stift oder Bolzen etc. ausgelegt. Bevorzugt ist es ausgelegt und geformt, mit der Positionieröffnung zur Positionierung, Zentrierung bzw. Ausrichtung zusammenzuwirken.
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Gemäß einer Ausführungsform wirkt das Positionierelement insbesondere form- und/oder kraftschlüssig mit der Positionieröffnung zusammen. Gemäß einer Ausführungsform ist über das Positionierelement und die Positionieröffnung eine Steckverbindung bereitgestellt. Das Positionierelement kann also in die Positionieröffnung gesteckt werden. Die Positionieröffnung wie auch das Positionierelement sind im Querschnitt bevorzugt rund, insbesondere kreisrund, können aber auch davon abweichende Formen aufweisen.
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Wie bereits erwähnt, ist das Befestigungselement bevorzugt eine Schraube, wobei das erste Bauteil zweckmäßigerweise an das zweite Bauteil geschraubt ist. Alternativ kann aber auch mit Nietverbindungen oder anderen form- und/oder kraftschlüssigen, insbesondere bevorzugt lösbaren, Verbindungs- bzw. Befestigungstechniken gearbeitet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Bauteil ein Rahmen- oder Strukturelement eines Kraftfahrzeugs, wobei das erste Bauteil eine Haltevorrichtung ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Haltevorrichtung zur Anordnung eines Anbauteils oder Verkleidungsteils ausgelegt. Gemäß einer Ausführungsform ist das vorgenannte Rahmen- oder Strukturelement insbesondere ein Schweller oder Schwellerelement eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, welcher als eine Hohlstruktur ausgebildet ist. Es muss verhindert werden, dass in diese Wasser eindringt. Zweckmäßigerweise kann dies über die vorliegende Bauteilanordnung verhindert werden. Zwar weist das Schwellerelement ein oder mehrere Positionieröffnungen auf, diese sind aber zuverlässig über das Dichtelement abgedichtet. Gleichzeitig ist das Anbauteil mittelbar über die Haltevorrichtung perfekt ausgerichtet, sodass etwaige Spaltmaße exakt und zuverlässig eingestellt werden können.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilanordnung, umfassend die Schritte:
- - Positionieren eines ersten Bauteils relativ zu einem zweiten Bauteil über zumindest ein Positionierelement, welches dem ersten Bauteil zugeordnet ist und zur Positionierung mit einer Positionieröffnung des zweiten Bauteils zusammenwirkt;
- - Anordnen eines Dichtelements zwischen den Bauteilen zum Abdichten der Positionieröffnung;
- - Befestigen der Bauteile derart aneinander, dass über die Befestigung ein Anpressdruck auf das Dichtelement aufgebracht werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist das Dichtelement aus einem doppelseitigen Klebeband gebildet. Dieses kann am ersten oder am zweiten Bauteil befestigt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird das Dichtelement am ersten Bauteil bzw. am oder im Bereich des dort angeordneten Positionierelements befestigt, insbesondere an entsprechender Stelle aufgeklebt. Die jeweils andere Klebefläche bzw. Dichtfläche ist hierbei zweckmäßigerweise noch mit einer Schutzfolie versehen.
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Das zweite Bauteil weist bevorzugt zur Befestigung ein Befestigungselement auf, welches durch eine Befestigungsöffnung des ersten Bauteils hindurch ragt. Insbesondere ist das Befestigungselement beispielsweise ein Gewindestift, welcher durch das erste Bauteil hindurchragt, sodass ein Verschrauben möglich ist. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die im Zusammenhang mit der Bauteilanordnung erwähnten Vorteile und Merkmale analog für das Verfahren gelten, wie auch umgekehrt und untereinander.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:
- - Anbringen des Dichtelements am ersten Bauteil;
- - Abdecken einer Dichtfläche des Dichtelements mit einer Schutzfolie derart, dass die Befestigungsöffnung überdeckt ist;
- - Entfernen der Schutzfolie und Anordnen der Bauteile aneinander.
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Damit kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass die Schutzfolie nicht versehentlich am Dichtelement verbleibt. Die Befestigungsöffnung ist nämlich nicht zugänglich, solange die Schutzfolie nicht entfernt ist. Erst nachdem die Schutzfolie entfernt ist, können also die Bauteile aneinander angeordnet werden. Ermöglicht wird dies insbesondere auch dadurch, als die Befestigungsöffnung bzw. das Befestigungselement sowie das Positionierelement und die Positionieröffnung in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind bzw. nah angrenzend aneinander, in der Realität also beispielsweise im Abstand einiger weniger Zentimeter.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer Bauteilanordnung mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Bauteilanordnung;
- 2: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines ersten Bauteils;
- 3: eine weitere Schnittansicht einer Bauteilanordnung, entlang einer Längsachse gesehen.
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1 zeigt in einer sehr schematischen Darstellung ein erstes Bauteil 10, welches mittelbar über ein Positionierelement 12 an einem zweiten Bauteil 20 angeordnet ist. Zwischen den Bauteilen ist ein Dichtelement 40 angeordnet, worüber eine Positionieröffnung 22, in welcher das Positionierelement 12 eingreift, abgedichtet ist. Die Bauteile 10 und 20 sind über ein Befestigungselement 24 aneinander befestigt, welches mit einer Mutter 26 zusammenwirkt. Bei dem Befestigungselement 24 handelt es sich entsprechend um einen an dem zweiten Bauteil 20 angeordneten Gewindestift, welcher durch eine Befestigungsöffnung 14 des ersten Bauteils 10 hindurchragt. Beim Befestigen der Bauteile 10 und 20 aneinander, kann zweckmäßigerweise das Dichtelement 40 komprimiert bzw. ein Anpressdruck auf dieses aufgebaut oder sichergestellt werden, sodass eine gewünschte Dichtwirkung erreicht ist.
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2 zeigt das im Wesentlichen aus der 1 bekannte erste Bauteil 10, umfassend eine Befestigungsöffnung 14. Zu erkennen ist, dass ein Dichtelement 40, bei welchem es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um ein doppelseitiges Klebeband handelt, mit einer Schutzfolie 60 abgedeckt ist, wobei diese derart ausgebildet ist, dass (auch noch) die Befestigungsöffnung 14 verdeckt ist. Mit Bezug auf die 1 wird klar, dass das erste Bauteil nicht ordnungsgemäß am zweiten Bauteil angeordnet werden kann, solange die Schutzfolie 60 nicht entfernt ist. Damit kann zweckmäßigerweise sichergestellt werden, dass die Schutzfolie 60 auch wirklich entfernt ist, wenn die Bauteile 10 und 20 aneinander angeordnet sind.
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3 zeigt eine Ausführungsform einer Bauteilanordnung in einer Schnittdarstellung, vorliegend entlang einer Längsachse L gesehen. Zu erkennen sind ein erstes Bauteil 10, wobei es sich hierbei beispielsweise um eine Haltevorrichtung handelt, welche an einem zweiten Bauteil 20, wobei es sich hierbei beispielsweise um ein Rahmen- oder Strukturelement, insbesondere um ein Schwellerelement, eines Kraftfahrzeugs, handelt, befestigt ist. Zu erkennen ist vorliegend insbesondere ein Positionierelement 12, welches durch eine Positionieröffnung 22 des zweiten Bauteils 20 hindurchragt. Bei vorliegender Ausführungsform ist das Positionierelement 12 als ein Stift- oder Pin-artiger Fortsatz ausgebildet. Insbesondere sind das Bauteil 10 sowie das Positionierelement 12 integral ausgebildet, es handelt sich also bei vorliegender Ausführungsform um „ein Teil“. An dem ersten Bauteil 10 ist vorliegend ein drittes Bauteil 30 befestigt oder angeordnet, wobei es sich hierbei beispielsweise um ein Anbauteil oder Verkleidungsteil handelt. Über das Dichtelement 40 kann die Positionieröffnung 22 dicht verschlossen werden, sodass in das Bauteil 20 kein Wasser eindringen kann. Das zweite Bauteil 20 ist vorliegend nur teilweise skizziert.
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Zweckmäßigerweise handelt es sich hierbei um einen sich entlang der Längsrichtung L erstreckenden Hohlträger. Die tatsächliche Befestigung der beiden Bauteile 10 und 20 aneinander ist in diesem Schnitt nicht erkennbar, diesbezüglich sei auf die 1 verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Bauteil, Haltevorrichtung
- 12
- Positionierelement
- 14
- Befestigungsöffnung
- 20
- zweites Bauteil, Rahmen- oder Strukturelement
- 22
- Positionieröffnung
- 24
- Befestigungselement
- 26
- Mutter
- 30
- drittes Bauteil, Anbauteil
- 40
- Dichtelement
- 60
- Schutzfolie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014109941 A1 [0002]
