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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen.
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Eine derartige Toleranzausgleichsvorrichtung ist grundsätzlich bekannt und kommt beispielsweise im Fahrzeugbau zum Einsatz, insbesondere wenn es darum geht, zwei Bauteile über einen toleranzbehafteten Fügespalt hinweg miteinander zu verschrauben. Die Toleranzausgleichsvorrichtung wird hierzu zwischen den zu verbindenden Bauteilen angeordnet, und ein Schraubelement zum Verschrauben der Bauteile, z. B. eine Schraube oder ein Gewindebolzen, wird durch entsprechend vorgesehene Öffnungen in den Bauteilen und durch die Toleranzausgleichsvorrichtung hindurchgeführt. Beim Verschrauben des Schraubelements wird das Ausgleichselement über eine zwischen das Schraubelement und das Ausgleichselement geschaltete Mitnahmefeder relativ zu dem Grundelement verdreht und dadurch aus seiner Ausgangsposition axial zu dem Grundelement bewegt, z. B. aus dem Grundelement herausgefahren, bis es seine Ausgleichsposition erreicht, in welcher das Grundelement und das Ausgleichselement jeweils an einem der Bauteile anliegen und so den Fügespalt überbrücken.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen anzugeben.
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Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen umfasst zumindest ein 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, wobei das Grundelement als ein einteiliges hohlzylindrisches Bauteil mit einem Basisabschnitt und einem Distanzabschnitt ausgebildet ist, der in einem an einem der Bauteile vorpositionierten oder fixierten Zustand in eine Öffnung des Bauteils hineinragt.
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Eine alternative erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen umfasst zumindest ein 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 durch die Vorrichtung und durch entsprechend vorgesehene Öffnungen in den Bauteilen hindurchgeführtes und in ein Mutterelement einschraubbares Befestigungselement, insbesondere ein Schraubelement oder ein Gewindebolzen, zum Verschrauben der Bauteile, wobei das Mutterelement einen Basisabschnitt und einen Distanzabschnitt aufweist, der in einem an einem der Bauteile vorpositionierten oder fixierten Zustand in eine Öffnung des Bauteils hineinragt.
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Insbesondere ist der Distanzabschnitt des Grundelements oder des Mutterelements an einem Bauteil aus einem kriechempfindlichen Material derart vorpositioniert oder fixierbar, dass dieser Distanzabschnitt in eine Öffnung dieses Bauteils hineinragt. Die beiden Bauteile und/oder die Vorrichtung oder zumindest eines dieser oder mehrere dieser können als Kunststoffbauteile ausgebildet sein, die kompressionsverbunden werden. Dazu wird beispielsweise ein Verbindungselement, wie ein Schraubelement (kurz Schraube genannt), durch die Vorrichtung und eines der Bauteile hindurch und in das andere Bauteil hinein bewegt werden und angezogen werden, so dass die Bauteile und die Vorrichtung aneinander gedrückt und vorgespannt miteinander verbunden werden oder sind.
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Mindestens eines der Bauteile ist aus einem kriechempfindlichen Material gebildet. Auch können beide Bauteile aus einem kriechempfindlichen Material und/oder die Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen aus einem kriechempfindlichen Material gebildet sein. Beispielsweise ist mindestens eines der Bauteile aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Kunststoffmaterialien können die Eigenschaft haben, wenn sie über längere Zeit Druckkräften ausgesetzt sind, dass sie anfällig für eine Formänderung aufgrund von Materialermüdung sind, das sogenannte „Kriechen“. Hierdurch kann es zu einer losen Verbindung der Bauteile kommen, die nicht erwünscht ist.
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In einer möglichen Ausführungsform ist der Distanzabschnitt als ein Kompressionsbegrenzer ausgebildet. Bevorzugt ist der Kompressionsbegrenzer axial ausgerichtet. Der Kompressionsbegrenzer hat insbesondere eine solche Länge, die nicht über eine Dicke des Bauteils hinausgeht. Die Länge des Kompressionsbegrenzers ist beispielsweise derart gewählt, dass diese Länge einen Maximalwert für die Höhe einer wirkenden Kompressionskraft definiert, die auf dieses Bauteil wirkt. Des Weiteren kann der Kompressionsbegrenzer im Vergleich zu dem kriechempfindlichen Material des Bauteils und/oder dem kriechempfindlichen Material einer der Komponenten der Vorrichtung aus dem weniger kriechempfindlichen Material und/oder aus einem härteren oder inkompressiblen Material gebildet sein. Beispielsweise kann das Bauteil und/oder die Komponente der Vorrichtung aus einem kriechempfindlichen Kunststoffmaterial und der Kompressionsbegrenzer aus einem Blechmaterial, einem dünnen Metallmaterial, insbesondere aus Stahlblech oder dergleichen, gebildet sein.
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Zusätzlich ist der Kompressionsbegrenzer eingerichtet, Verspannungslasten, die auf das Verbindungselement oder das Schraubelement und die Bauteile und die Vorrichtung wirken, zu übertragen, so dass eine verbesserte Lastverteilung im verbundenen Zustand von Bauteilen und Vorrichtung ermöglicht ist.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mittels eines solchen an dem Grundelement oder dem Mutterelement integrierten Distanzabschnitts in Art einer Verlängerung des Basisabschnitts ein integrierter Kompressionsbegrenzer gebildet ist. Ein solcher integrierter Distanzabschnitt des Grundelements oder des Mutterelements ermöglicht zusätzlich eine Toleranzkompensation ohne Verstellung und somit automatisch. Hieraus resultiert eine Verringerung einer Komplexität bei einer Montage der Vorrichtung. Insbesondere ist die Montage um einen Fügeprozess reduziert. Außerdem ist der Kraftfluss bei Stahl-Kunststoff-Verbindungen verbessert und ein Kriechen der Kunststoffschnittstelle (Schnittstelle im Bauteil) verhindert. Ferner ist bei der Ausführungsform mit dem längeren Grundelement ein Ausgleichsweg der Vorrichtung in einfacher Art und Weise vergrößert. Die Vorrichtung ist mit den Bauteilen lösbar verbindbar oder verbunden.
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Der jeweilige Distanzabschnitt des Grundelements oder des Mutterelements begrenzt oder verhindert insbesondere einen sogenannten Vorspannkraftverlust, welcher bei einer zumindest teilweise aus Kunststoff und/oder Metall gefertigten Toleranzausgleichsvorrichtung oder einer aus Kunststoff gefertigten Montageschnittstelle des oder der Bauteile aufgrund von Werkstoffkriechen oder Werkstoffrelaxation, beispielsweise Kunststoffkriechen oder Kunststoffrelaxation, auftritt. Zudem kann durch Begrenzung oder Verhinderung der Vorspannkraftverlust bei einer Montage der Vorrichtung diese beliebig oft wiederverwendet werden. Des Weiteren kann der Distanzabschnitt eingerichtet sein, das Grundelement im und/oder am Bauteil selbsttätig zu verspannen. Darüber hinaus kann das Distanzelement eingerichtet sein, das Grundelement und somit die Vorrichtung gegenüber einer ungewünschten Verdrehung, Verstellung, Lockerung und/oder einem selbsttätigen Lösen während der Montage oder nach Verschleiß im und/oder am Bauteil zu verspannen. Zum Beispiel kann das Distanzelement aus Metall, insbesondere Stahl, oder einem anderen geeigneten Material, zum Beispiel einem Kunststoffmaterial, wie einem faserverstärkten Kunststoffmaterial, gebildet sein.
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Der jeweilige Distanzabschnitt ist beispielsweise als ein Kompressionsbegrenzer ausgebildet. Der jeweilige Distanzabschnitt ist insbesondere in seiner Härte und Abmessung derart eingestellt, dass es einem Vorspannkraftverlust, insbesondere infolge von Kunststoffkriechen oder Kunststoffrelaxation, entgegenwirkt, insbesondere begrenzt oder verhindert.
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In einer möglichen Ausführungsform kann eine Sicherungsanordnung vorgesehen sein, die als eine Transportsicherung ausgebildet ist und die das Ausgleichselement und das Grundelement während eines Transports verliersicher und bewegungshemmend oder bewegungsfest zueinander hält. Die Sicherungsanordnung kann beispielsweise eine Anzahl von Sicherungselementen und eine Anzahl von Gegensicherungselementen umfassen, die insbesondere in einem Bereich zwischen dem Ausgleichselement und dem Grundelement zusammenwirkend angeordnet sind.
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Zusätzlich kann ein Anschlagring vorgesehen sein, der zwischen einem der Bauteile und dem Ausgleichselement angeordnet ist. Der Anschlagring kann beispielsweise drehfest an dem Ausgleichselement angeordnet sein. Der Anschlagring kann einen Kragen sowie einen Anschlagflansch umfassen. Der Kragen kann in Art einer Hülse ausgebildet sein. Der Kragen kann in eine Öffnung, insbesondere eine Durchgangsöffnung, des Ausgleichselements hineinragen. Der Anschlagflansch kann im verbundenen Zustand der Bauteile in Anlage sowohl an das eine der Bauteile als auch an das Ausgleichselement gelangen.
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Die Vorrichtung kann in unterschiedlichen Baugruppen und Bauteilen eingesetzt werden. Der jeweilige Distanzabschnitt des Grundelements verstärkt die Vorrichtung, insbesondere das Grundelement, und hält Belastungen stand, die beispielsweise durch das Befestigungselement ausgeübt werden. Der jeweilige Distanzabschnitt, insbesondere mit der Funktion eines Kompressionsbegrenzers, reduziert eine Spannungsrelaxation und Fließdehnung des Grundelements während einer Montage der Vorrichtung. Mittels des Distanzabschnitts kann ein Relaxationsverhalten oder Kriechverhalten der Vorrichtung, insbesondere des Grundelements, im Wesentlichen verringert oder gar verhindert werden. Die Vorrichtung ist insbesondere eine vormontierte Einheit. D. h., dass das Grundelement mit dem integrierten Distanzabschnitt und das Ausgleichselement zu einer Einheit vormontiert sind. Die vormontierte Einheit aus Grundelement und Ausgleichselement kann in eine Kundenschnittstelle, insbesondere in oder an einem der Bauteile, montiert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 schematisch in Explosionsdarstellung eine Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen,
- 2 schematisch in Schnittdarstellung die Vorrichtung vormontiert an einem der Bauteile,
- 3 schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen mit einem Grundelement mit integriertem Distanzabschnitt ohne Ausgleichselement,
- 4 schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen mit einem Grundelement mit integriertem Distanzabschnitt mit Ausgleichselement,
- 5 schematisch in Seitenansicht das Grundelement mit Basisabschnitt und integriertem Distanzabschnitt,
- 6 schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung in einer Vormontageposition ohne Ausgleichselement,
- 7 schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung in einer Vormontageposition mit Ausgleichselement,
- 8 schematisch in perspektivischer Darstellung eine als Transportsicherung ausgebildete Sicherungsanordnung,
- 9 schematisch in perspektivischer Darstellung ein Halteelement,
- 10 in schematischer Darstellung eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen,
- 11 schematisch in Explosionsdarstellung eine weitere alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausgleich von Toleranzen,
- 12 schematisch in Seitendarstellung eine Vormontageposition der Vorrichtung gemäß 11 und damit die Vorrichtung als Vormontageeinheit,
- 13 schematisch in Explosionsdarstellung die Vorrichtung gemäß 11 in Vormontageposition und eines der Bauteile,
- 14 schematisch in Seitendarstellung die Vorrichtung gemäß 11 mit vormontiertem Mutterelement,
- 15 schematisch in Seitendarstellung die Vorrichtung gemäß 11 in finaler Position,
- 16 schematisch in perspektivischer Darstellung ein Halteelement der Vorrichtung gemäß 11,
- 17 schematisch in perspektivischer Darstellung eine als Transportsicherung ausgebildete Sicherungsanordnung,
- 18 schematisch in einer weiteren perspektivischen Darstellung die als Transportsicherung ausgebildete Sicherungsanordnung,
- 19 schematisch in perspektivischer Darstellung ein Grundelement der Vorrichtung gemäß 11 und
- 20 schematisch in perspektivischer Darstellung ein Mutterelement der Vorrichtung gemäß 11.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch in Explosionsdarstellung eine Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Ausgleich von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verbindenden, Bauteilen B1, B2 (dargestellt in 2) in perspektivischer Ansicht. Die Vorrichtung 1 zum Ausgleich von Toleranzen wird im Weiteren kurz die Vorrichtung 1 oder auch Toleranzausgleichsvorrichtung genannt. Die beiden Bauteile B1, B2 sind beispielsweise Fahrzeugteile, insbesondere Verkleidungsbauteile, Fahrzeugtüren, Komponentengehäuse oder dergleichen. Zumindest eines der Bauteile B1, B2 kann aus einem kriechempfindlichen Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, gebildet sein.
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2 zeigt schematisch in Schnittdarstellung die Vorrichtung 1 vormontiert an einem der Bauteile B 1.
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Die Vorrichtung 1 weist zumindest ein Grundelement 2 und ein Ausgleichselement 3 auf. Das Grundelement 2 und das Ausgleichselement 3 sind als hohlzylindrische Elemente ausgebildet. Das Grundelement 2 ist als ein einteiliges hohlzylindrisches Element ausgebildet und umfasst einen Basisabschnitt 2.1 und einen Distanzabschnitt 2.2.
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Das Ausgleichselement 3 steht in einem Gewindeeingriff mit dem Grundelement 2. Beispielsweise weist das Grundelement 2 ein Innengewinde (nicht näher dargestellt) und das Ausgleichselement 3 ein korrespondierendes Außengewinde (nicht näher dargestellt) auf. Das Ausgleichselement 3 ist zum Ausgleich von Toleranzen zwischen den zwei Bauteilen B1 und B2 durch Verdrehen relativ zu dem Grundelement 2 aus einer Ausgangsposition in eine Ausgleichsposition bewegbar, insbesondere axial entlang einer Längsmittelachse L gemäß Pfeil 4 bewegbar. Durch Verdrehung lässt sich das Ausgleichselement 3 entlang der Längsmittelachse L relativ zu dem Grundelement 2 bewegen, d. h. aus dem Hohlraum des Grundelements 2 heraus oder in diesen hinein schrauben.
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Der Distanzabschnitt 2.2 des Grundelements 2 ist derart ausgebildet, dass dieser in einem an einem der Bauteile B 1 vorpositionierten oder fixierten Zustand in eine Öffnung 5 des Bauteils B1 (dargestellt in 2) hineinragt. Insbesondere ragt der Distanzabschnitt 2.2 in dasjenige Bauteil B1 hinein, das aus dem kriechempfindlichen Material gebildet ist.
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Zur Erzielung einer automatischen Toleranzkompensation ohne Verstellung umfasst das Grundelement 2 den weg von der Vorrichtung 1 weisenden Distanzabschnitt 2.2. Das einstückige Grundelement 2 ist beispielsweise aus Metall gefertigt. Der integrierte Distanzabschnitt 2.2 begrenzt oder verhindert einen sogenannten Vorspannkraftverlust im eingesetzten Zustand an dem ersten Bauteil B1 selbsttätig ohne zusätzliche manuelle Verstellung.
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Der Distanzabschnitt 2.2 ist hierzu als ein Kompressionsbegrenzer ausgebildet. Der als Kompressionsbegrenzer ausgebildete Distanzabschnitt 2.2 ist axial ausgerichtet.
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Mittels des an dem Grundelement 2 integrierten Distanzabschnitts 2.2 in Art einer Verlängerung des Basisabschnitts 2.1 ist ein integrierter Kompressionsbegrenzer gebildet. Ein solcher integrierter Distanzabschnitt 2.2 des Grundelements 2 ermöglicht zusätzlich eine Toleranzkompensation ohne Verstellung und somit automatisch. Hieraus resultiert eine Verringerung einer Komplexität bei einer Montage der Vorrichtung 1. Das Grundelement 2 ist insbesondere aus einem Metall, wie zum Beispiel Stahl oder einem ähnlichen Material. Die Bauteile B1, B2 sind insbesondere aus Kunststoff oder einem ähnlichen Material. Mittels des integrierten Distanzabschnitts 2.2 des Grundelements 2 ist ein Kraftfluss bei Stahl-KunststoffVerbindungen verbessert und wird einem Kriechen der Kunststoffschnittstelle, insbesondere einer Schnittstelle im Bauteil B1, entgegengewirkt. Darüber hinaus ist mittels eines solchen längeren Grundelements 2 ein Ausgleichsweg der Vorrichtung 1 gemäß Pfeil 4 in einfacher Art und Weise vergrößert.
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Der als Kompressionsbegrenzer ausgebildete Distanzabschnitt 2.2 hat insbesondere eine solche Länge, die nicht über eine Dicke des kriechempfindlichen Bauteils B1 hinausgeht. Die Länge des Kompressionsbegrenzers ist beispielsweise derart gewählt, dass diese Länge einen Maximalwert für die Höhe einer wirkenden Kompressionskraft definiert, die auf dieses Bauteil B 1 wirkt. Des Weiteren kann der Kompressionsbegrenzer im Vergleich zu dem kriechempfindlichen Material des Bauteils B1 und/oder dem kriechempfindlichen Material einer der Komponenten der Vorrichtung 1 aus dem weniger kriechempfindlichen Material und/oder aus einem härteren oder inkompressiblen Material gebildet sein. Beispielsweise kann das Bauteil B1 und/oder die Komponente der Vorrichtung 1 aus einem kriechempfindlichen Kunststoffmaterial und der Kompressionsbegrenzer aus einem Blechmaterial, einem dünnen Metallmaterial, insbesondere aus Stahlblech oder dergleichen, gebildet sein.
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Zusätzlich ist der Kompressionsbegrenzer eingerichtet, Verspannungslasten, die auf ein Verbindungselement, zum Beispiel ein Schraubelement 11, und die Bauteile B1, B2 und die Vorrichtung 1 wirken, zu übertragen, so dass eine verbesserte Lastverteilung im verbundenen Zustand von Bauteilen B1, B2 und Vorrichtung 1 ermöglicht ist.
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Die Vorrichtung 1 umfasst darüber hinaus ein Halteelement 6, insbesondere einen Haltering. Das Halteelement 6 kann als ein Halteklip ausgebildet sein. Das Halteelement 6 kann im Schnitt eine C-Form oder eine J-Form aufweisen oder hohlzylindrisch ausgebildet sein. Das Halteelement 6 dient der Aufnahme des Grundelements 2 und des Ausgleichselements 3 sowie der Befestigung, insbesondere klemmförmigen oder klipsförmigen Befestigung, an einem der Bauteile B1 (dargestellt in 2).
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Das Halteelement 6 kann aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Das Grundelement 2 ist in dem Halteelement 6 drehfest gehalten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Grundelement 2 zum Beispiel in dem Halteelement 6 indirekt gesichert gehalten, insbesondere indirekt eingepresst oder eingeklemmt. Beispielsweise weist das Halteelement 6 einen Halteabschnitt 6.1 auf, welcher sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der axialen Richtung, insbesondere der Längsachse L, erstreckt. Der Halteabschnitt 6.1 ist als ein Klemmabschnitt oder Rastabschnitt ausgebildet. Der Halteabschnitt 6.1 umfasst beispielsweise zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete Halteschenkel 6.1.1 und 6.1.2. Die beiden Halteschenkel 6.1.1, 6.1.2 können über einen Steg 6.2 miteinander verbunden sein.
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Der erste Halteschenkel 6.1.1 weist eine hohlzylindrische Aufnahme 6.1.3 auf, in welche das Grundelement 2 und das Ausgleichselement 3 anordenbar sind. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 ist in dem zwischen den beiden Halteschenkeln 6.1.1 und 6.1.2 gebildeten Freiraum 6.1.4 des Halteabschnitts 6.1 eines der Bauteile B1 formschlüssig oder kraftschlüssig anordenbar und fixierbar, insbesondere klemmend fixierbar (dargestellt in 2). Der Freiraum 6.1.4 korrespondiert insbesondere mit einer Stärke oder Dicke des Bauteils B1.
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In einem inneren Hohlraum des Ausgleichselements 3 ist ein beispielsweise als Mitnahmefeder ausgebildetes und beispielsweise aus Federstahl gebildetes Mitnahmeelement 7 angeordnet. Das Mitnahmeelement 7 stützt sich an der Mantelfläche des Hohlraums des Ausgleichselements 3 ab (wie in 2 gezeigt). Das Mitnahmeelement 7 steht mit einem durch die Vorrichtung 1, d. h. durch die Hohlräume von Grundelement 2 und Mitnahmeelement 7, hindurchgeführten Schraubelement 11 in Reibeingriff, um ein durch das Schraubelement 11 ausgeübtes Drehmoment an das Ausgleichselement 3 zu übertragen.
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Die Vorrichtung 1 kann darüber hinaus optional eine Sicherungsanordnung 8 und optional einen Anschlagring 9. Die Sicherungsanordnung 8 ist beispielsweise als eine Transportsicherung ausgebildet, die das Ausgleichselement 3 und das Grundelement 2 während eines Transports verliersicher und bewegungshemmend oder bewegungsfest zueinander hält.
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Zusätzlich kann der Anschlagring 9 vorgesehen sein, der zwischen einem der Bauteile B1, B2 und der Sicherungsanordnung 8 und/oder dem Ausgleichselement 3 angeordnet ist.
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Der Anschlagring 9 kann separat ausgebildet sein und drehfest an dem Ausgleichselement 3 angeordnet sein oder integriert mit diesem ausgebildet sein. Der Anschlagring 9 kann einen Kragen 9.2 sowie einen Anschlagflansch 9.1 umfassen. Der Kragen 9.2 kann in die Öffnung 5, insbesondere eine Durchgangsöffnung, des Ausgleichselements 3 hineinragen. Der Anschlagflansch 9.1 kann im verbundenen Zustand der Bauteile B1, B2 in Anlage sowohl an das eine der Bauteile B2 als auch an das Ausgleichselement 3 und/oder die Sicherungsanordnung 8 gelangen.
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Anstelle des separaten Anschlagrings 9 kann dieser als ein integrierter Flansch an dem Ausgleichselement 3 ausgebildet sein. Der Anschlagring 9 umfasst einen ringförmigen Anschlagflansch 9.1, welcher im montierten Zustand der Vorrichtung 1 und Ausgleich von Toleranzen in Anlage an das Bauteil B2 gelangt. Ein umlaufender Kragen 9.2 dient der Aufnahme und drehfesten Verbindung mit dem Ausgleichselement 3.
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Die Sicherungsanordnung 8 bildet insbesondere eine Transportsicherung für die Vorrichtung 1, um während eines Transports derselben eine unbeabsichtigte Bewegung des Ausgleichselements 3 relativ zu dem Grundelement 2 zu verhindern.
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Die Sicherungsanordnung 8 umfasst beispielsweise ein an einem inneren Umfang ausgebildetes erstes Sicherungselement 8.1. Das erste Sicherungselement 8.1 ist als ein abstehender Stift oder Nocken oder Pin ausgebildet. Das Grundelement 2 umfasst hierzu Gegensicherungselemente 2.3, insbesondere eine Aufnahme, eine Nut oder eine Öffnung, angeformt (dargestellt in 2).
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Weiterhin umfasst die Sicherungsanordnung 8 mindestens ein zweites Sicherungselement 8.2 und/oder ein drittes Sicherungselement 8.3 an einem äußeren Umfang. Das zweite Sicherungselement 8.2 kann beispielsweise mehrere Nasen, Stifte, Nocken oder Pins, von denen zumindest zwei quer verlaufen, aufweisen. Das oder die quer verlaufenden zweiten Sicherungselemente 8.2 dienen als axiale Sicherung der Vorrichtung 1. Mit anderen Worten: Die zweiten Sicherungselemente 8.2 sichern die Vorrichtung 1 gegen ein axiales Herausfallen von Komponenten. Das dritte Sicherungselement 8.3 kann beispielsweise mehrere Nasen, Stifte, Nocken oder Pins, von denen zumindest einer oder mehrere senkrecht verlaufen, aufweisen. Das oder die senkrecht verlaufenden dritten Sicherungselemente 8.3 dienen als Verdrehsicherung der Vorrichtung 1. Mit anderen Worten: Die dritten Sicherungselemente 8.3 sichern die Vorrichtung 1 gegen ein Verdrehen der Komponenten und damit ein ungewolltes Lösen oder Lockern der Komponenten. Insbesondere sind durch die dritten Sicherungselemente 8.3 die Sicherungsanordnung 8 und das Grundelement 2 drehfest zueinander angeordnet.
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Des Weiteren ist als Gegenelement zum Schraubenelement 8 ein Mutterelement 10 vorgesehen, um die beiden Bauteile B1, B2 durch eine Schraubverbindung miteinander zu verbinden. Das Mutterelement 10 kann separat ausgebildet sein, wie dargestellt. Alternativ kann das Mutterelement 10 integriert ausgebildet und beispielsweise als ein Innengewinde in dem Halteschenkel 6.1.2 ausgebildet sein.
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2 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Vormontageposition 12 (wird nachfolgend näher beschrieben) und in einer an dem Bauteil B1 montierten Position.
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3 und 4 zeigen jeweils schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung 1 mit integriertem Distanzabschnitt 2.2 (zur besseren Übersichtlichkeit sind in 3 das Grundelement 2 und das Ausgleichselement 3 nicht dargestellt).
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Der Distanzabschnitt 2.2 erstreckt sich im Halteelement 6 axial nach unten in den Freiraum 6.1.4 des Halteelements 6 hinein.
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3 zeigt ein C-förmiges Halteelement 6. Der Distanzabschnitt 2.2 erstreckt sich aus dem Halteschenkel 6.1.1 in den Freiraum 6.1.4 hinein.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Halteelements 60. Der zur Befestigung am Bauteil B1 vorgesehene Halteabschnitt 60.1 erstreckt sich senkrecht in axialer Richtung. Entsprechend erstrecken sich die Halteschenkel 60.1.1, 60.1.2 senkrecht entlang der Längsmittelachse L. Zur Aufnahme des Grundelements 2 mit seinem Distanzabschnitt 2.2 ist ein die beiden senkrechten Halteschenkel 60.1.1 und 60.1.2 verbindender umlaufender Steg 60.2, insbesondere ein Haltering, vorgesehen. Der umlaufende Steg 60.2 umfasst eine Aufnahme 60.1.3 für das Grundelement 2, insbesondere für dessen Basisabschnitt 2.1.
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Der Distanzabschnitt 2.2 erstreckt sich aus dem umlaufenden Steg 60.2 in einen Freiraum 60.1.4 zwischen den beiden Halteschenkeln 60.1.1 und 60.1.2 hinein.
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5 zeigt schematisch in Seitenansicht das einstückige Grundelement 2 mit seinem Basisabschnitt 2.1 und seinem integrierten Distanzabschnitt 2.2. Im oberen Bereich des Basisabschnitts 2.1 ist das Gegensicherungselement 2.3 für die Transportsicherung in Form einer umlaufenden Nut ausgebildet.
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6 zeigt schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung 1 in einer Vormontageposition 12 ohne Ausgleichselement 3 und bei eingesetztem Grundelement 2, so dass dessen Distanzabschnitt 2.2 in den Freiraum 6.1.4 ragt.
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Hierdurch kann es bei einer Montage an dem Bauteil B1 zu einer Kollision zwischen dem Bauteil B1 und dem Distanzabschnitt 2.2 in dem Freiraum 6.1.4 kommen.
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Um dies zu vermeiden, wird das Grundelement 2 oder eine zumindest aus Grundelement 2, Ausgleichselement 3, optionaler Sicherungsanordnung 8 und optionalem Anschlagring 9 gebildete Vormontageeinheit 13 in eine Vormontageposition 12 gestellt, in welcher der Distanzabschnitt 2.2 fluchtend mit der Aufnahme 6.1.3 des Halteelements 6 abschließt, wie in 7 gezeigt. Der Freiraum 6.1.4 ist somit frei zum Einsetzen des Bauteils B1.
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7 zeigt schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung 1 in der Vormontageposition 12 mit in der Aufnahme 6.1.3 angeordnetem Distanzabschnitt 2.2. In dieser Vormontageposition 12 kann die Vorrichtung 1 an dem Bauteil B1 oder das Bauteil B1 an die Vorrichtung 1 montiert werden. 2 zeigt die Vorrichtung 1 in der Vormontageposition 12 und in einer an dem Bauteil B1 montierten Position.
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8 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung die als Transportsicherung ausgebildete Sicherungsanordnung 8. Die Sicherungsanordnung 8 umfasst als äußere Sicherungselemente 8.2 und 8.3 quer beziehungsweise senkrecht verlaufende Stege, Pins, Nasen oder Nocken.
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Die zweiten Sicherungselemente 8.2 sind axial und radial zueinander beabstandet angeordnet. Die zweiten Sicherungselemente 8.2 dienen als Axialsicherung und sichern die Komponenten vor einem axialen Herausfallen oder Lösen zueinander.
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Von den dritten Sicherungselementen 8.3 ist nur ein senkrecht verlaufendes Element, insbesondere ein Steg, ein Pin, eine Nase oder Nocken, dargestellt. Bevorzugt umfasst die Sicherungsanordnung 8 zwei dritte Sicherungselemente 8.3, die symmetrisch verteilt, insbesondere einander gegenüberliegend, an der äußeren Oberfläche der Sicherungsanordnung 8 angeordnet sind und als Verdrehsicherung dienen.
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Zusätzlich kann die Sicherungsanordnung 8 ein viertes Sicherungselement 8.4, insbesondere eine Anschlagssicherung, umfassen.
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9 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung das Halteelement 6, dass als ein Klip in C-Form ausgebildet ist und beispielsweise die zwei Halteschenkel 6.1.1 und 6.1.2 umfasst, die über den Steg 6.2 miteinander verbunden sind.
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Als ein erstes Gegensicherungselement 6.3 umfasst das Halteelement 6 insbesondere eine Längsnut 6.4, welche als Verdrehsicherung dient und zur Aufnahme des dritten Sicherungselements 8.3 der Sicherungsanordnung 8 ausgebildet ist. Als ein zweites Gegensicherungselement 6.5 umfasst das Halteelement 6 insbesondere eine Querstege 6.6, welche als Axialsicherung dienen und zur Aufnahme der zweiten Sicherungselemente 8.2 der Sicherungsanordnung 8 ausgebildet ist.
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10 zeigt in schematischer Darstellung eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zum Ausgleich von Toleranzen.
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Die Vorrichtung 100 umfasst zumindest ein Grundelement 102, das nur einen Basisabschnitt 102.1 aufweist, und das Ausgleichselement 3. Das Ausgleichselement 3 steht in analoger Art und Weise mit dem Grundelement 102. Das Ausgleichselement 3 ist durch Verdrehen relativ zu dem Grundelement 102 aus einer Ausgangsposition in eine Ausgleichsposition gemäß Pfeil 4 bewegbar.
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Die Vorrichtung 100 umfasst darüber hinaus das durch entsprechend vorgesehene Öffnungen 5 in den Bauteilen B1, B2 hindurchgeführtes und in ein alternatives Mutterelement 101 einschraubbares Schraubelement 11 zum Verschrauben der Bauteile B1 und B2. Anstelle des Distanzabschnitts 2.2 am Grundelement 2 gemäß Beispiel nach 1 bis 9 ist das Mutterelement 101 entsprechend eingerichtet. Beispielsweise weist das Mutterelement 101 einen Basisabschnitt 101.1 und einen Distanzabschnitt 101.2 auf, der in einem an einem der Bauteile B1 vorpositionierten oder fixierten Zustand in die Öffnung 5 des Bauteils B1 hineinragt. Dieser Distanzabschnitt 101.2 ist in analoger Weise wie der Distanzabschnitt 2.2 am Grundelement 2 des zuvor beschriebenen Beispiels nach 1 bis 9 als Kompressionsbegrenzer ausgebildet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorherige Beschreibung verwiesen.
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Das Halteelement 6 ist in analoger Art und Weise zur Aufnahme und Halterung der Komponenten der Vorrichtung 100, wie des Ausgleichselements 3 mit Anschlagring 9, des Grundelements 102 und des Mutterelements 101 sowie des Bauteils B1 ausgebildet.
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11 zeigt schematisch in Explosionsdarstellung eine weitere alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 1000 zum Ausgleich von Toleranzen. Die Vorrichtung 1000 nach 11 unterscheidet sich von den Vorrichtungen 1 und 100 jeweils in Form und Struktur des Grundelements 1002, des Ausgleichselements 1003, des Halteelements 600 und der Sicherungsanordnung 80.
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Das Grundelement 1002 ist als ein hohlzylindrischer Basisabschnitt 1002.1 mit einem oberen Distanzabschnitt 1002.2 und einem unteren Distanzabschnitt 1002.3 ausgebildet.
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Das Ausgleichselement 1003 weist einen hohlzylindrischen Basisabschnitt 1003.1 und einen unteren Flansch 1003.2 auf. Der Flansch 1003.2 ist als ein Absatz ausgebildet und weist am stirnseitigen unteren Ende eine Anfasung 1003.3 auf.
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Die Sicherungsanordnung 80 weist ein fünftes Sicherungselement 80.5 auf. Das fünfte Sicherungselement 80.5 kann als ein senkrecht oder axial abstehende Sicherungsarm 80.51, insbesondere ein Rastarm mit einem Rasthaken 80.52, ausgebildet sein.
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Die Außenabmessungen des Anschlagrings 9 sind korrespondierend zu Innenabmessungen einer Aufnahme 80.6 der Sicherungsanordnung 80 ausgebildet, so dass der Anschlagflansch 9.1 des Anschlagrings 9 derart in der Aufnahme 80.6 anordenbar ist, dass dieser Anschlagflansch 9.1 bündig mit der Stirnseite der Sicherungsanordnung 80 abschließt.
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Das Halteelement 600 unterscheidet sich von den Halteelementen 6, 60 darin, dass dieses Halteelement 600 ein drittes Gegensicherungselement 600.1 für das fünfte Sicherungselement 80.5 aufweist. Das dritte Gegensicherungselement 600.1 ist beispielsweise als ein Schlitz 600.11 mit in eine Schlitzöffnung 600.12 hineinragende Rastlippen 600.13 ausgebildet. Im zusammengebauten Zustand ist der Rasthaken 80.52 an den Rastlippen 600.13 formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten.
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Das Mutterelement 1001 kann beispielsweise als eine Senkkopfmutter ausgebildet sein und einen Sechskantabschnitt 1001.1 und einen Senkkopfabschnitt 1001.2 umfassen.
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Das Halteelement 600 umfasst im Bereich eines unteren Halteschenkels 600.2 eine entsprechend geformte Mutteraufnahme 600.21.
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12 zeigt schematisch in Seitendarstellung die Vormontageposition 12 der Vorrichtung 1000 gemäß 11.
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In der Vormontageposition 12 ist das Mutterelement 1001 in der Mutteraufnahme 600.21 des unteren Halteschenkels 600.2 vorpositioniert und gehalten. Bedingt durch den Sechskantabschnitt 1001.1 ist das Mutterelement 1001 drehfest in der Mutteraufnahme 600.21 angeordnet.
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Der Anschlagring 9 ist in der Aufnahme 80.6 der Sicherungsanordnung 80 bündig und nicht sichtbar angeordnet.
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Das Ausgleichselement 1003, das Grundelement 1002 und der Mitnehmer 7 sind in analoger Art und Weise ineinander gesetzt, wie bei den Vorrichtungen 1, 100 und können mittels der Sicherungsanordnung 80 in dem oberen Halteschenkel 600.3 transportsicher gehalten werden. Hierzu sind das Ausgleichselement 1003, das Grundelement 1002, der Mitnehmer 7 und die Sicherungsanordnung 80 koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere sind diese ineinander gesetzt und weisen entsprechende Durchgangsöffnungen 600.5 auf.
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Die Rasthaken 80.52 sind noch in Rastrichtung 80.7 oberhalb der Rastlippen 600.13 angeordnet. Diese Rastlippen 600.13 stellen sicher, dass die Komponenten (das Ausgleichselement 1003, das Grundelement 1002, der Mitnehmer 7 und die Sicherungsanordnung 80) der Vorrichtung 1000 während eines Transports in Position bleiben und sich axial nicht verschieben können.
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13 zeigt schematisch in Explosionsdarstellung die Vorrichtung 1000 gemäß 11 in der Vormontageposition 12 und eines der Bauteile B2.
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14 zeigt schematisch in Seitendarstellung die Vorrichtung 1000 gemäß 11 mit hineingedrückter Sicherungsanordnung 80, so dass die Rasthaken 80.52 in Rastrichtung 80.7 unterhalb der Rastlippen 600.13 angeordnet sind. Die Vorrichtung 1000 ist hinsichtlich axialer Toleranzen ausgeglichen. Das Mutterelement 1001 ist entsprechend angezogen und schlägt an dem oberen Halteschenkel 600.3 des Halteelements 600 flächig an.
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15 zeigt schematisch in Seitendarstellung die Vorrichtung 1000 gemäß 11 in finaler Position, in welcher die Vorrichtung 1000 an dem Bauteil B2 montiert ist. Die Sicherungsanordnung 80 als Transportsicherung verbleibt in der Vorrichtung 1000 im eingerasteten Zustand, in welchem die Rasthaken 80.52 von unten an den Rastlippen 600.13 angreifen.
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Die Halteschenkel 600.2 und 600.3 können jeweils als ein hohlzylindrisches Element mit entsprechenden Durchgangsöffnungen 600.5 ausgebildet sein. Die Wände der hohlzylindrischen Elemente können jeweils als Doppelwand oder Hohlwand ausgebildet sein. Die untere Durchgangsöffnung 600.5 ist als Mutteraufnahme 600.21 für das Mutterelement 1001 ausgebildet.
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Die Halteschenkel 600.2, 600.3 selbst sind flexibel oder verformbar. Die Halteschenkel 600.2, 600.3 sind über einen Steg 600.6 miteinander verbunden und zueinander angeordnet.
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Der jeweilige Halteschenkel 600.2, 600.3 weist am Übergang zum Steg 600.6 Aussparungen 600.7 auf, welche der Verformung oder Flexibilität der Halteschenkel 600.2, 600.3 dienen.
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16 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung das Halteelement 600 der Vorrichtung 1000 gemäß 11. Zusätzlich zu den Schlitzen 600.11 kann das Halteelement 600 stirnseitig Einführausnehmungen 600.4 (auch Einführtaschen genannt) für die als Transportsicherung ausgebildete Sicherungsanordnung 80 umfassen.
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17 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung die als Transportsicherung ausgebildete Sicherungsanordnung 80 mit den nach unten ragenden fünften Sicherungselementen 80.5, die als Sicherungsarme 80.51 ausgebildet sind. Am oberen Stirnende weist die Sicherungsanordnung 80 die Aufnahme 80.6 für den Anschlagring 9 auf. Das obere Stirnende ist hierzu als eine umlaufende Ringnut 80.8 ausgebildet. Der Kragen 9.1 (Ringkragen) kann bündig in der Ringnut 80.8 angeordnet werden.
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In der Ringnut 80.8 können weitere Ausnehmungen 80.9 und/oder Anschlagelemente 80.10, zum Beispiel Anschlagkeile, Anschlagflächen, Anschlagnasen, Anschlagrampen, Radialanschlagflächen oder dergleichen, zur drehfesten und transportsicheren Anordnung des Anschlagrings 9 in der Sicherungsanordnung 80 vorgesehen sein.
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18 zeigt schematisch in einer weiteren perspektivischen Darstellung die als Transportsicherung ausgebildete Sicherungsanordnung 80 von unten mit den axial abragenden Sicherungsarmen 80. 51. Zusätzlich kann die Sicherungsanordnung 80 einen Radialanschlag 80.11 umfassen.
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19 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung das Grundelement 1002 mit seinem Basisabschnitt 1002.1 und seinen Distanzabschnitten 1002.2, 1002.3 an seinen Stirnenden.
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20 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung das Mutterelement 1001 mit ihrem Sechskantabschnitt 1001.1 und ihrem Senkkopfabschnitt 1001.2.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1, 100, 1000
- Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen
- 2, 102, 1002
- Grundelement
- 2.1, 102.1, 1002.1
- Basisabschnitt
- 2.2, 1002.2, 1002.3
- Distanzabschnitt
- 2.3
- Gegensicherungselement
- 3, 1003
- Ausgleichselement
- 1003.1
- Basisabschnitt
- 1003.2
- Flansch
- 1003.3
- Anfasung
- 4
- Pfeil
- 5
- Öffnung
- 6, 60, 600
- Halteelement
- 6.1, 60.1
- Halteabschnitt
- 6.1.1, 60.1.1
- Halteschenkel
- 6.1.2, 60.1.2
- Halteschenkel
- 6.1.3, 60.1.3
- Aufnahme
- 6.1.4, 60.1.4
- Freiraum
- 6.2, 60.2
- Steg
- 6.3
- erstes Gegensicherungselement
- 6.4
- Längsnut
- 6.5
- zweites Gegensicherungselement#
- 6.6
- Quersteg
- 600.1
- drittes Gegensicherungselement
- 600.11
- Schlitz
- 600.12
- Schlitzöffnung
- 600.13
- Rastlippe
- 600.2
- unterer Halteschenkel
- 600.21
- Mutteraufnahme
- 600.3
- oberer Halteschenkel
- 600.4
- Einführausnehmung
- 600.5
- Durchgangsöffnung
- 600.6
- Steg
- 600.7
- Aussparung
- 7
- Mitnahmeelement
- 8, 80
- Sicherungsanordnung
- 8.1
- erstes Sicherungselement
- 8.2
- zweites Sicherungselement
- 8.3
- drittes Sicherungselement
- 8.4
- viertes Sicherungselement
- 80.5
- fünftes Sicherungselement
- 80.51
- Sicherungsarm
- 80.52
- Rasthaken
- 80.6
- Aufnahme
- 80.7
- Rastrichtung
- 80.8
- Ringnut
- 80.9
- Ausnehmung
- 80.10
- Anschlagelement
- 80.11
- Radialanschlag
- 9
- Anschlagring
- 9.1
- Anschlagflansch
- 9.2
- Kragen
- 10, 101, 1001
- Mutterelement
- 1001.1
- Sechskantabschnitt
- 1001.2
- Senkkopfabschnitt
- 101.1
- Basisabschnitt
- 101.2
- Distanzabschnitt
- 11
- Schraubelement
- 12
- Vormontagposition
- 13
- Vormontageeinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018201828 A1 [0003]
- DE 102008026414 A1 [0003]
