DE10227237A1

DE10227237A1 - Vorrichtung zum Toleranzausgleich für Montageverbindungen und Verbindungselement mit einer derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: DE10227237A1
Application number: DE2002127237
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Roepke
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: DE10227237B4

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Toleranzausgleich für Montageverbindungen ist ein Befestigungsbereich zur Befestigung in einem ersten Bauteil sowie ein Haltebereich zum Halten des Bauteils in einem zweiten Bauteil vorgesehen. DOLLAR A Es ist problematisch, wenn ein Toleranzausgleich bei einer Bauteilmontage in verschiedene Richtungen notwendig ist. Es ist eine Nacharbeit am Bauteil notwendig, was bei dem Einbau von Bauteilen den gesamten Fertigungsablauf behindert. DOLLAR A Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, an der Vorrichtung 1 einen Haltebereich 3 durch eine innere Scheibe 2 zu bilden, wobei die innere Scheibe 2 ein Langloch 4 aufweist und die innere Scheibe 2 innerhalb eines Aufnahmeelementes 5 drehbar gelagert ist. DOLLAR A Von Vorteil ist, dass innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches ein Toleranzausgleich in alle Richtungen der Tragstrukturebene ermöglicht wird. Wenn ein Verkleidungsteil an mehreren Befestigungspunkten mit der Tragstruktur verbunden werden soll, ist eine Verbesserung der Handhabbarkeit erreicht und die Montage ist unaufwändiger.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Toleranzausgleich für Montageverbindungen und ein Verbindungselement mit einer derartigen Vorrichtung, wobei ein Befestigungsbereich zum Befestigen an einem Bauteil, vorzugsweise an einem Verkleidungsteil, sowie ein Haltebereich zum Halten des Bauteils an einer Tragstruktur vorgesehen ist.

Verbindungselemente sind in vielfältiger Art aus dem Stand der Technik bekannt. Für die Montage von Verkleidungsteilen in einer Passagierkabine eines Flugzeuges ist es derzeit üblich, direkt in die großflächigen Bauteile Langlöcher einzuarbeiten, um bei der Montage der Verkleidungsteile an der Tragstruktur des Flugzeuges einen Toleranzausgleich im Bereich der Tragstrukturebene vornehmen zu können und nach dem Positionieren dann dass Verbindungselement, beispielsweise ein Schraubverbindungselement zu fixieren. Aufgrund der Fertigungstoleranzen ist es möglich, dass der Abstand der Befestigungspunkte an der Tragstrukur variiert und ein Abstandsausgleich mit den Langlöchern in der jeweiligen Verkleidungsplatte erfolgt. Durch die eingearbeiteten Langlöcher ist der Toleranzausgleich jedoch nur in eine Richtung möglich. Probleme treten dann auf, wenn ein Toleranzausgleich in eine andere Richtung notwendig ist, die nicht der Richtung des Langloches ent spricht. Hier ist eine Nacharbeit am Verkleidungsteil notwendig, was bei dem Einbau der zumeist großflächigen Verkleidungsteile den gesamten Fertigungsablauf behindert und somit nachteilig einen hohen Kosten- und Arbeitsaufwand verursacht.

Aus EP 648 944 B1 ist ein Verbindungselement bekannt, welches einen Toleranzausgleich in alle in der Trägerebene liegende Richtungen erzielt, wobei durch mehrere elastische Arme ein Zusammenwirken des Haltebereichs eines Teils am Befestigungsbereich des Trägers realisiert ist und aufgrund der elastischen Verbindung zwischen dem Haltebereich und dem Befestigungsbereich ein Ausgleich sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung in der Trägerebene ermöglicht. Aufgrund der Elastizität der Arme existiert jedoch auch nach der Herstellung der Montageverbindung eine elastische Verbindung und eine Relativbewegung des Teiles am Träger ist möglich. Dies ist für eine an der Flugzeugstruktur befestigten Verkleidungsplatte als Teil einer Flugzeugpassagierkabine nicht erwünscht.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derartig auszubilden, dass mit einem einfachen unkomplizierten Aufbau ein Toleranzausgleich bei der Montage eines Bauteils an einer Tragstruktur in alle Richtungen innerhalb der Tragstrukturebene ermöglicht wird sowie nach Fertigstellung der Positionierung ein Festsetzen des Bauteils in der gewünschten Position erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die im Patentanspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass gegenüber dem bisherigen Stand der Technik innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches ein Toleranzausgleich in alle Richtungen der Tragstrukturebene ermöglicht wird, wenn ein Verkleidungsteil an mehreren Befestigungspunkten mit der Tragstruktur verbunden werden soll. Mit dem Einsatz der Vorrichtung ist bei der Vielzahl von einzusetzenden Verbindungselementen bei der Montage von Verkleidungspaneelen innerhalb einer Flugzeugpassagierkabine eine erhebliche Zeit- und Kosteneinsparung erreicht. Eine Nachar beit während der Montage entfällt, was die Montagezeit erheblich verkürzt.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches nachstehend anhand der 1 bis 4 näher beschrieben wird. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Toleranzausgleich für Montageverbindungen,
2 eine Seitenansicht mit einer Schnittdarstellung der Vorrichtung zum Toleranzausgleich gemäß 1,
3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Toleranzausgleich gemäß 1
und
4 die schematische Darstellung einer Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Bauteil.
In den 1 bis 3 ist in unterschiedlichen Darstellungen eine Vorrichtung 1 zum Toleranzausgleich für Montageverbindungen gezeigt. Die Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer inneren Scheibe 2, die einen Haltebereich 3 aufweist sowie einem Aufnahmeelement 5, welches einerseits einen Befestigungsbereich 6 sowie eine Aufnahme 8 für die innere Scheibe 2 aufweist. Das Aufnahmeelement 5 kann statt eines bisher üblichen Langlochs in einem Verkleidungsteil 20 (gezeigt in 4) an entsprechender Stelle befestigt werden. Für das Befestigen des Verkleidungsteils 20 an einer Tragstruktur sind üblichennreise mehrere Montageverbindungen notwendig. Jeweils ein Verbindungselement 21 (ersichtlich in 4) zur Verbindung des Verkleidungsteils 20 mit einer Tragstruktur (nicht gezeigt) kann durch die Vorrichtung 1 aufgenommen werden.
Das Aufnahmeelement 5 ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ringförmig ausgebildet und weist eine äußere Scheibe 10 auf, die im Randbereich mit am Umfang regelmäßig verteilte Bohrungen 10A bis 10D versehen ist. Der Randbereich bildet einen Befestigungsbereich 6, mit dem die Vorrichtung 1 an entsprechender Stelle an dem Verkleidungsteil 20 fixiert wird. In der gezeigten Ausführungsform ist der Randbereich mit Aussparungen durchbrochen und es sind Befestigungslaschen 7A bis 7D gebildet, in denen die Bohrungen 10A bis 10D eingebracht sind. Alternativ dazu wäre auch ein Befestigungsring denkbar (nicht gezeigt), der den Befestigungsbereich bildet und damit neben einer lösbaren Schraubverbindung auch ein Verkleben oder Verschweißen ermöglicht. Eine weitere Alternative ist in der in 2A gezeigten Einzelheit dargestellt. Das Aufnahmeelement 5 weist dazu am Umfang zwei ringförmige Stege 6A und 6B auf, die einen Einschnitt 6C umschließen. Zur Befestigung an einem Bauteil 20 wird ein entsprechendes Gegenstück in diese durch die Stege 6A und 6B sowie dem Einschnitt 6C gebildete Halteaufnahme eingeführt und fixiert und vorzugsweise verklebt.
Das Aufnahmeelement 5 weist als weitere wesentliche Funktion die Aufnahme 8 für eine lose Lagerung der inneren Scheibe 2 auf. Die Aufnahme 8 ist derartig geformt, dass über den äußeren Randbereich der inneren Scheibe 2 Haltekrallen 9A bis 9D greifen und somit innerhalb der Aufnahme 8 die Scheibe 2 „schwimmend" gelagert ist. Eine leichte Drehung der Scheibe 2 innerhalb der Aufnahme 8 ist somit ermöglicht. Der Haltebereich 3 der inneren Scheibe 2 weist ein Langloch 4 auf. Die Ausbildung des Haltebereichs 3 als Langloch 4 mit der Möglichkeit der Drehung der drehbaren Scheibe 2 in jede Richtung parallel zur Tragstrukturebene deckt somit einen kreisförmigen Bereich ab, in dem ein beliebiger Toleranzausgleich in jeweils lateraler Richtung möglich ist. Der Durchmesser dieses kreisförmigen Bereichs ist abhängig von der Längsausdehnung L des Langloches 4, wobei in der gezeigten Ausführungsform der Durchmesser der Längsausdehnung L entspricht. Mit der Größe des Langloches 4 ist somit der abzudeckende Toleranzbereich einstellbar. Der Einsatz der vorgeschlagenen Vorrichtung 1 ermöglicht eine erhebliche Verbesserung der Handhabbarkeit der Verkleidungspaneele 20 bei der Montage an der Tragstruktur 21. Die Richtung einer Toleranzabweichung vom Baumaß ist unbedeutend, was den Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Verkleidungsteile 20 sowie auch bei der Montage dieser Bauteile 20 an der Tragstruktur 21 minimiert. Mit der Verwendung der Vorrichtung 1 kann bei einer Vielzahl von Montageverbin Verwendung der Vorrichtung 1 kann bei einer Vielzahl von Montageverbindungen ein verbesserter Toleranzausgleich erreicht werden. Aufgrund der einfachen Bauweise ist es möglich, die Vorrichtung 1 als Normbauteil für eine Vielzahl von Anwendungen vorzusehen.
Für die Herstellung der Vorrichtung 1 ist es vorteilhaft, Kunststoff einzusetzen und beispielsweise das Spritzgussverfahren zu nutzen, um die Vorteile einer leichten Bauweise zu erreichen. Als alternatives Herstellvertahren, abhängig von den Anforderungen, unter anderem Gewicht und Festigkeit kann auch die Ausführung als Drehteil aus Metall möglich sein.
In 4 ist in einem Anwendungsbeispiel die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gezeigt mit der ein Bauteil 20, vorzugsweise ein Verkleidungspaneel, an einer Tragstruktur (nicht gezeigt) befestigt werden kann. Beispielsweise in einer Flugzeugpassagierkabine sind Verkleidungspaneels 20 vorgesehen, die mit mehreren Verbindungselementen 21 an der Flugzeugstruktur befestigt werden. Die Verkleidungspaneels weisen dafür eine Aufnahme 20B für die Vorrichtung 1 sowie eine Bohrung 20A zum Hindurchführen des Verbindungselementes 21 auf. Ein Toleranzausgleich ist normalerweise notwendig, da die Abstände der Befestigungspunkte an den Flugzeugstrukturelementen innerhalb eines Toleranzbereiches schwanken können. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedoch nicht auf den beschriebenen Einsatz beschränkt, möglich ist eine Vielzahl von Anwendungsfällen bei Montageverbindungen, bei der Toleranzausgleichsmaßnahmen vorzunehmen sind.

1: Vorrichtung zum Toleranzausgleich für Montageverbindungen
2: innere Scheibe
3: Haltebereich
4: Langloch in Scheibe
5: Aufnahmeelement
6: Befestigungsbereich
6A, 6B: Stege im Befestigungsbereich
6C: Einschnitt
7A–7D: Befestigungslaschen (oder Befestigungsring – nicht gezeichnet)
8: Aufnahme für lose Lagerung der inneren Scheibe
9A–9D: Haltekrallen
10: äußere Scheibe
10A–10B: Bohrunen
20: erstes Bauteil (Verkleidungspaneel)
20A: Öffnung (Bohrung) im ersten Bauteil
20B: Aufnahme innerhalb des ersten Bauteils für die Vorrichtung 1
21: Verbindungselement

Claims

Vorrichtung zum Toleranzausgleich für Montageverbindungen, wobei ein Befestigungsbereich zur Befestigung an einem ersten Bauteil, vorzugsweise an einem Verkleidungsteil, sowie ein Haltebereich zum Halten des Bauteils an einem zweiten Bauteil, vorzugsweise an einer Tragstruktur, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (3) durch eine innere Scheibe (2) gebildet ist, wobei die innere Scheibe (2) ein Langloch (4) aufweist und die innere Scheibe (2) innerhalb eines Aufnahmeelementes (5) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Aufnahmeelement (5) ein Befestigungsbereich (6) am äußeren Randbereich sowie eine kreisförmige Aufnahme (8) zur losen Lagerung der inneren Scheibe (2) vorgesehen ist, wobei die Aufnahme (8) mittels Halteelemente (9A–9D) über den Randbereich der inneren Scheibe (2) greift.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (9A–9D) als Haltekrallen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (6) durch Befestigungslaschen (7A–7D) gebildet ist, wobei die Befestigungslaschen (7A–7D) Bohrungen (10A–10B) zur Aufnahme von Befestigungsschrauben zur Verbindung mit dem ersten Bauteil (20) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (6) durch einen Befestigungsring gebildet ist, der mit dem ersten Bauteil (20) durch Verkleben oder Verschweißen oder Verschrauben verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (6) durch Stege (6A, 6B) gebildet ist, die einen Einschnitt (6C) umschließen zu Aufnahme eines Gegenstücks und/oder eines Klebmaterials.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Langloch (4) in der inneren Scheibe (2) entsprechend der Richtung der auszugleichenden Toleranz ausrichtbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Längsausdehnung (L) des Langloches (4) die Größe des abzudeckenden Toleranzbereiches einstellbar ist.
Verbindungselement mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verbindungselementes (21) das als ein Verkleidungselement (20) ausgebildete erste Bauteil an dem als eine Tragstruktur ausgebildeten zweiten Bauteil befestigbar ist.
Verbindungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) als Schraubverbindungselement ausgebildet ist.