DE202005016544U1

DE202005016544U1 - Befestigungsanordnung und Ausgleichsbuchse hierfür

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Publication number: DE202005016544U1
Application number: DE200520016544
Authority: DE
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2015-10-22

Abstract

Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Bauteils A, insbesondere eines Fahrzeug-Scheinwerferteils, an einem Bauteil B, insbesondere einem Fahrzeug-Trägerteil, mittels einer Ausgleichsbuchse (2), die einen Ausgleich von Toleranzen in der Lage des Bauteils A relativ zu der Lage der Bauteils B ermöglicht,
wobei die Ausgleichsbuchse (2) mit ihrem Umfang in einer Bohrung (3) des Bauteils B festgelegt ist und an einem Stirnende eine Anlagefläche (12) hat, gegen die das Bauteil A von einer durch die Ausgleichsbuchse (2) verlaufenden Schraube (4) angedrückt wird,
die Ausgleichsbuchse (2) den Schaft (26) der Schraube (4) mit Spiel (S) umgibt, um einen Toleranzausgleich in Querrichtung zur Ausgleichsbuchse (2) zu ermöglichen, und die Ausgleichsbuchse (2) in der Bohrung (32) des Bauteils B durch eine Kraftschlussverbindung festgelegt ist, die bei Überwindung des Kraftschlusses eine Relativverschiebung zwischen der Ausgleichsbuchse (2) und dem Bauteil B und dadurch einen Toleranzausgleich in Längsrichtung der Ausgleichsbuchse (2) ermöglicht.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft eine Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Bauteils A an einem Bauteil B mittels einer Ausgleichsbuchse, die einen Ausgleich von Toleranzen in der Lage des Bauteils A relativ zu der Lage B ermöglicht. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Ausgleichsbuchse für eine derartige Befestigungsanordnung.
Eine bevorzugte Anwendung der Befestigungsanordnung ist die Befestigung eines Scheinwerferteils für ein Fahrzeug an einem Trägerteil des Fahrzeuges. Zwischen dem Scheinwerfer und anderen Karosserieteilen eines Fahrzeuges ist üblicherweise ein Spalt vorhanden, der aufgrund von Montage- und/oder Fertigungstoleranzen innerhalb eines bestimmten Bereiches unterschiedlich groß sein kann, Um diesen Spalt zu minimieren, ist daher ein entsprechender Toleranzausgleich erforderlich.
Vorbekannte Befestigungsanordnungen ermöglichen im Allgemeinen einen Toleranzausgleich nur in einer Richtung. Aus der Praxis ist bereits eine Befestigungsanordnung bekannt, bei der eine metallische Buchse mit einem die Buchse umgebenden Balligen Elastomerbauteil als Befestigungselement zwischen dem Scheinwerferteil und dem Trägerteil des Fahrzeuges verwendet wird, um einen allseitigen Toleranzausgleich zu ermöglichen. Diese Lösung ist jedoch konstruktiv aufwendig und insbesondere teuer in der Herstellung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Bauteils A an einem Bauteil B mittels einer Ausgleichsbuchse zu schaffen, die bei konstruktiver Einfachheit und möglichst kostengünstiger Herstellbarkeit einen Ausgleich von Toleranzen in der Lage des Bauteils A relativ zu der Lage des Bauteils B ermöglicht.
Insbesondere soll eine entsprechend ausgebildete Ausgleichsbuchse hierfür geschaffen werden.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Befestigungsanordnung ist die Ausgleichsbuchse mit ihrem Umfang in einer Bohrung des Bauteils B festgelegt, während das Bauteil A von einer durch die Ausgleichsbuchse verlaufenden Schraube gegen ein Stirnende der Ausgleichsbuchse angedrückt wird. Die Ausgleichsbuchse umgibt den Schaft der Schraube mit Spiel, um einen Toleranzausgleich in Querrichtung zur Ausgleichsbuchse zu ermöglichen. Ferner ist die Ausgleichsbuchse in der Bohrung des Bauteils B durch eine Kraftschlussverbindung festgelegt, die bei Überwindung des Kraftschlusses eine Relativverschiebung zwischen der Ausgleichsbuchse und denn Bauteil B und dadurch einen Toleranzausgleich in Längsrichtung der Ausgleichsbuchse ermöglicht.
Auf diese Weise wird ein dreidimensionaler Toleranzausgleich in der Lage des Bauteils A relativ zu der Lage des Bauteils B ermöglicht. Hierzu ist lediglich die entsprechend ausgebildete Ausgleichsbuchse erforderlich, die einerseits als Befestigungselement zum Befestigen des Bauteils A an dem Bauteil B dient und andererseits den Toleranzausgleich ermöglicht. Da somit für die Befestigungs- und Ausgleichsfunktion nur ein einziges Element erforderlich ist, das überdies äußerst kostengünstig hergestellt werden kann, zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung durch konstruktive Einfachheit und geringe Herstellungskosten aus.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ausgleichsbuchse an ihrem Umfang mit mehreren Rippen versehen, von denen einige in Längsrichtung der Ausgleichsbuchse und einige geneigt zur Längsrichtung verlaufen, wobei die Rippen durch einen Passsitz in der Bohrung des Bauteils B die Kraftschlussverbindung zwischen der Ausgleichsbuchse und dem Bauteil B herstellen. Vorzugsweise ist der Werkstoff der Ausgleichsbuchse härter als der Werkstoff des Bauteils B. Beispielsweise ist der Werkstoff der Ausgleichsbuchse ein faserverstärkter Kunststoff oder ein Druckgusswerkstoff, während der Werkstoff des Bauteils B ein weicherer Kunststoff ist. Die Rippen der Ausgleichsbuchse können sich daher, insbesondere nach einer Relaxation der beteiligten Kunststoffe, in den Werkstoff des Bauteils B geringfügig „eingraben", was einerseits für einen gewissen Festsitz zwischen der Ausgleichsbuchse und dem Bauteil B sorgt, andererseits jedoch die für den Toleranzausgleich erforderliche Relativverschiebung zwischen der Ausgleichsbuchse und dem Bauteil B zulässt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
Anhand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ausgleichsbuchse;
2 eine Seitenansicht der Ausgleichsbuchse in der linken Hälfte der Figur und einen Längsschnitt durch die Ausgleichsbuchse in der rechten Hälfte der Figur;
3 eine Endansicht der Ausgleichsbuchse;
4 eine der 3 entsprechende Endansicht der Ausgleichsbuchse mit einer Schnittdarstellung einer die Ausgleichsbuchse durchdringenden Schraube;
5 eine teilweise geschnittene Darstellung der Ausgleichsbuchse im montierten Zustand.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Ausgleichsbuchse 2 dient zum Befestigen eines Bauteils A an einem Bauteil B, wie in 5 gestrichelt dargestellt ist. Die Ausgleichsbuchse 2 ist an ihrem Umfang durch eine Kraftschlussverbindung in einer Bohrung 3 des Bauteils B festgelegt, und das Bauteil A wird durch eine Schraubverbindung in Form einer Schraube 4 und einer Beilagscheibe 6 gegen eine Stirnfläche der Ausgleichsbuchse 2 angedrückt, wie noch genauer erläutert wird.
Wie in den 1 bis 3 zu sehen ist, besteht die Ausgleichsbuchse 2 aus einem hülsenförmigen Körper mit einer zentralen Achse X, einer zylindrischen Innenwand 8, einer speziell gestalteten Außenwand 10 und zwei quer zur Achse X verlaufenden Anlageflächen 12 und 14 an den beiden axialen Stirnenden der Ausgleichsbuchse.
Die allgemein zylindrisch ausgebildete Außenwand 10 ist mit mehreren Rippen 16a, 16b und 20 versehen. Wie insbesondere in 1 zu sehen ist, sind die Rippen 16a und 16b geneigt zur Längsrichtung (Achse X) der Ausgleichsbuchse 2. Hierbei sind die Rippen in zwei Gruppen unterteilt, wobei die Rippen 16a der einen Gruppe von einem Stirnende der Ausgleichsbuchse her in Richtung auf die Mitte verlaufen, während die Rippen 16b der anderen Gruppen vom entgegengesetzten Stirnende der Ausgleichsbuchse her zur Mitte verlaufen. Die Rippen 16a sind hierbei von den Rippen 16b jeweils durch einen axialen Abstand 18 getrennt, so dass es zwischen den Rippen einen entsprechenden Freiraum gibt.
Wie ferner in 1 zu sehen ist, sind jeweils zwei Rippen 16" bzw. 16b einander so zugeordnet, dass sie in entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Längsrichtung der Ausgleichsbuchse 2 geneigt sind. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, dass die Rippen 16a der einen Gruppe zu den Rippen 16b der anderen Gruppe spiegelbildlich, bezogen auf die radiale Mittelebene der Ausgleichsbuchse liegen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei diametral gegenüberliegende Paare von Rippen 16a sowie zwei diametral gegenüberliegende Paare von Rippen 16b vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass die Anzahl und Anordnung der Rippen auch anders gewählt werden kann, vorausgesetzt, dass die Rippen eine vorgegebene Neigung zur Längsrichtung der Ausgleichsbuchse haben.
Während die Rippen 16a und 16b schräg zur Längsrichtung verlaufen, verlaufen die Rippen 20 in Längsrichtung der Ausgleichsbuchse 2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei diametral gegenüberliegende längs verlaufende Rippen 20 vorgesehen, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Ausgleichsbuchse 2 erstrecken.
Wie in den Zeichnungen zu sehen ist, sind die Breite und Höhe der Rippen relativ klein im Verhältnis zu Durchmesser und Länge der Ausgleichsbuchse 2. Der Sinn und Zweck der Rippen 16a, 16b und 20 wird im Zusammenhang mit der Montage der Ausgleichsbuchse erläutert.
Die Ausgleichsbuchse 2 ist an ihren entgegengesetzten Stirnenden jeweils mit einer Einführfase 22 bzw. 24 versehen, um die Ausgleichsbuchse in die Bohrung 3 des Bauteils B einführen zu können.
Die Ausgleichsbuchse 2 besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise aus einem Polyamid mit einem Glasfaseranteil von 50%. Sie könnte jedoch auch aus einem metallischen Druckgussmaterial bestehen. Vorzugsweise ist ihr Werkstoff härter als der Werkstoff des Bauteils B. Das Bauteil B besteht somit aus einem weicheren Kunststoff, beispielsweise einem PBT oder PP, der ebenfalls faserverstärkt sein kann, jedoch einen geringeren Faseranteil als der Kunststoff der Ausgleichsbuchse 2 hat. Das Bauteil A kann aus einem beliebigen Werkstoff, insbesondere ebenfalls aus einem Kunststoff bestehen.
Bei dem (nur schematisch angedeuteten) Bauteil B handelt es sich beispielsweise um die Lasche eines Montageträgers eines Fahrzeuges, während das (ebenfalls nur schematisch angedeutete) Bauteil A ein Teil eines Fahrzeug-Scheinwerfers ist. Die in 5 dargestellte Befestigung stellt nur einen Befestigungspunkt von insgesamt drei Befestigungspunkten für den Scheinwerfer dar. Hierbei kann das Bauteil A des Scheinwerfers in seiner Lage relativ zu dem fahrzeugfesten Bauteil B (Trägerlasche) aufgrund von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen variieren. Die Befestigung des Bauteils A an dem Bauteil B über die Ausgleichsbuchse 2 muss daher einen entsprechenden Toleranzausgleich ermöglichen. Zum besseren Verständnis dieser Funktion wird nun die Montage des Bauteils A an dem Bauteil B mit Hilfe der Ausgleichsbuchse 2 beschrieben:
Zunächst wird die Ausgleichsbuchse 2 in die Bohrung 3 des fahrzeugfesten Bauteils B eingesetzt. Das Einführen der Ausgleichsbuchse 2 in die Bohrung 3 wird durch die Einführfase 22 bzw. 24 der Ausgleichsbuchse erleichtert. Die Ausgleichsbuchse 2 wird soweit eingeschoben, dass sie – in Längsrichtung gesehen – ungefähr mittig im Bauteil B sitzt.
Der Außendurchmesser der Ausgleichsbuchse 2 ist im Bereich der Rippen 16a, 16b und 20 so dimensioniert, dass sich ein Passsitz zwischen diesen Rippen und der – zylindrisch ausgebildeten – Wand der Bohrung 3 ergibt. Da der Werkstoff der Ausgleichsbuchse 2 härter als der Werkstoff des Bauteils B ist, kann der Werkstoff des Bauteils B, insbesondere nach einer gewissen Relaxation des verwendeten Kunststoffes, geringfügig in die Freiräume zwischen den Rippen eindringen. Hierdurch entsteht eine Kraftschlussverbindung zwischen dem Bauteil B und der Ausgleichsbuchse 2, welche für einen gewissen Festsitz der Ausgleichsbuchse 2 sorgt, ohne jedoch eine Verschiebung der Ausgleichsbuchse 2 in Längsrichtung (parallel zur Achse X) relativ zu Bauteil B zu unterbinden.
Im Rahmen dieser Kraftschlussverbindung sorgen die längs verlaufenden Rippen 20 für eine Verdrehsicherung, während die schräg verlaufenden Rippen 16a und 16b der Verschiebbarkeit in Längsrichtung einen entsprechenden Widerstand entgegensetzen. Hierbei behindern die V-förmig angeordneten Rippen 16a der einen Gruppe eine Verschiebung der Ausgleichsbuchse nach oben (in 5), während die ebenfalls V-förmig angeordneten Rippen 16b der anderen Gruppe eine Verschiebung der Ausgleichsbuchse 2 nach unten behindern.
Wenn die Ausgleichsbuchse 2 auf diese Weise am Bauteil B angebracht ist, wird das Bauteil A (Scheinwerferteil) an der Anlagefläche 12 der Ausgleichsbuchse 2 angesetzt und mit Hilfe der Schraube 4 und Unterlegscheibe 6 gegen die Anlagefläche 12 angedrückt. Der Kopf 28 der Schraube 4 wird über die Unterlegscheibe 6 an der Anlagefläche 14 der Ausgleichsbuchse 2 abgestützt, während sich der Schaft 26 der Schraube 4 durch das Innere der Ausgleichsbuchse 2 erstreckt, so dass dann die Schraube 4 an ihrem freien Ende 30 mit dem Bauteil A verbunden werden kann. Die Verbindung der Schraube 4 mit dem Bauteil A kann in beliebiger Weise, beispielsweise durch direktes Einschrauben, durch eine Kontermutter und dergl., erzielt werden.
Wie in 5 zu sehen ist, hat der Schaft 26 der Schraube 4 einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Innenwand 8 der Ausgleichsbuchse 2, so dass zwischen ihnen ein Spiel S vorhanden ist. Aufgrund dieses Spiels S ist ein Toleranzausgleich in Querrichtung zu der Ausgleichsbuchse 2 möglich, und zwar in aufeinander stehenden Richtungen, wie in 4 durch die Achsen Y und Z dargestellt ist.
Zusätzlich zu der oben erwähnten Verschiebbarkeit der Ausgleichsbuchse 2 in Längsrichtung (Achse X) ist somit ein Toleranzausgleich auch in Querrichtung möglich, so dass sich gewissermaßen ein dreidimensionaler Toleranzausgleich ergibt. Dies wird durch nur ein einziges Element, und zwar die Ausgleichsbuchse 2, erreicht, welche sich in einfacher Weise z.B. durch Spritzgießen herstellen lässt.

Claims

Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Bauteils A, insbesondere eines Fahrzeug-Scheinwerferteils, an einem Bauteil B, insbesondere einem Fahrzeug-Trägerteil, mittels einer Ausgleichsbuchse (2), die einen Ausgleich von Toleranzen in der Lage des Bauteils A relativ zu der Lage der Bauteils B ermöglicht, wobei die Ausgleichsbuchse (2) mit ihrem Umfang in einer Bohrung (3) des Bauteils B festgelegt ist und an einem Stirnende eine Anlagefläche (12) hat, gegen die das Bauteil A von einer durch die Ausgleichsbuchse (2) verlaufenden Schraube (4) angedrückt wird, die Ausgleichsbuchse (2) den Schaft (26) der Schraube (4) mit Spiel (S) umgibt, um einen Toleranzausgleich in Querrichtung zur Ausgleichsbuchse (2) zu ermöglichen, und die Ausgleichsbuchse (2) in der Bohrung (32) des Bauteils B durch eine Kraftschlussverbindung festgelegt ist, die bei Überwindung des Kraftschlusses eine Relativverschiebung zwischen der Ausgleichsbuchse (2) und dem Bauteil B und dadurch einen Toleranzausgleich in Längsrichtung der Ausgleichsbuchse (2) ermöglicht.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftschlussverbindung zwischen der Ausgleichsbuchse (2) und dem Bauteil B durch einen Passsitz der Ausgleichsbuchse (2) in der Bohrung (3) des Bauteils B erzielt wird.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsbuchse (2) an ihrem Umfang mit mehreren Rippen (16a, 16b, 20) versehen ist, die den Passsitz der Ausgleichsbuchse (2) in der Bohrung (3) des Bauteils B bewirken.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige (16a, 16b) der Rippen zur Längsrichtung der Ausgleichsbuchse (2) geneigt sind.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Rippen (16a, 16b) in zwei Gruppen unterteilt sind, die durch einen axialen Abstand (18) voneinander getrennt sind.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Rippen (16a, 16b) jeder Gruppe paarweise einander so zugeordnet sind, dass die Rippen jedes Paares entgegengesetzt geneigt sind.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (16a) der einen Gruppe zu den Rippen (16b) der anderen Gruppe spiegelbildlich, bezogen auf eine radiale Mittelebene der Ausgleichsbuchse (2), angeordnet sind.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige (20) der Rippen in Längsrichtung der Ausgleichsbuchse (2) verlaufen.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung der Ausgleichsbuchse (2) verlaufenden Rippen (20} durchgehend über im Wesentlichen die gesamte Länge der Ausgleichsbuchse (2) verlaufen.
Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsbuchse (2) zumindest an einem Stirnende mit einer Einführfase (22) versehen ist.
Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (4) mit ihrem Kopf (28) an einem Stirnende der Ausgleichsbuchse (2) abgestützt ist und mit ihrem vom Kopf abgewandten Ende an dem Bauteil A angebracht ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Beilagscheibe (6) zwischen dem Kopf (28) der Schraube (2) und der Ausgleichbuchse (2).
Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Ausgleichsbuchse (2) härter als der Werkstoff des Bauteils B ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Ausgleichsbuchse (2) ein faserverstärkter Kunststoff ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Ausgleichsbuchse (2) ein metallischer Druckgusswerkstoff ist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Bauteils B ein Kunststoff ist.
Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Bauteils B ein faserverstärkter Kunststoff ist, dessen Faseranteil geringer als der der Ausgleichsbuchse (2) ist.
Ausgleichsbuchse für eine Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.