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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung als Fixierhilfe zur lagegenauen
Montagepositionierung von mindestens zwei Bauteilen zueinander mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 102 2005
051 662 A1 ist eine Vorrichtung zum lagegenauen Befestigen
eines Stoßfängers bekannt, wobei der Stoßfänger
auf einen Führungszapfen eines Führungselements
am Fahrzeugaufbau aufsteckbar ist und auf diesem vorzugsweise in
Hochrichtung verstellbar ist, sodass eine definierte Fuge zwischen
dem Scheinwerfer und dem Stoßfänger eingestellt
werden kann.
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In
der
DE 10 2006
032 597 A1 wird eine Befestigungsvorrichtung für
ein Anbauteil eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei zur Lagefixierung des
Bauteils an einem anbaufesten Trägerteil Vorfixierungen über
umbiegbare Laschen vorgesehen sind, die in einer Raststellung am
Träger angebracht werden können. Auf diese Weise
kann beispielsweise ein Bugteil eines Kraftfahrzeuges in mehrere
Richtungen einstellbar gehalten werden, wobei eine Vorfixierung
erreicht wird, mit der das zu befestigende Bauteil in der entsprechenden
Position bis zur Fertigmontage gehalten wird.
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Als
eines der wichtigsten Kriterien für den Montageprozess
von Bauteilen für Kraftfahrzeuge wird allgemein gefordert,
dass nach der Fertigmontage zwischen den einzelnen Bauteilen des
Kraftfahrzeugs ein präziser Fugenverlauf vorhanden ist.
Dabei kann die Lagegenauigkeit der Bauteile zueinander häufig
erst nach fertiger Montage geprüft werden, was entsprechende
Kor rekturarbeiten erforderlich macht, wenn Ungenauigkeiten festgestellt
werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Fixierhilfe zur Positionierung eines
Bauteils an einem Kraftfahrzeug zu schaffen, mit der es gelingt,
das betreffende Bauteil lagegenau zu weiteren ortsfesten Fahrzeugbauteilen
anzuordnen, um das Bauteil dann später in dieser Position
fertig montieren zu können.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1. Weiterentwicklungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im Wesentlichen darin,
dass das zu montierende Bauteil in einer genau definierten Position
zu einem zweiten angrenzenden Fahrzeugbauteil fixiert werden kann.
Dies ist besonders interessant für Fahrzeugbauteile im
Frontendbereich, deren Montage üblicherweise bei geöffneter
Motorhaube erfolgt, wobei jedoch nach der Montage eine genau definierte
Fuge zwischen den eingebauten Bauteilen und der Motorhaube gefordert
wird, was häufig erst durch aufwändiges Nachjustieren
realisiert werden kann, wobei dann ein erneutes Lösen der
Befestigungsschraube und ein Verschieben des zu montierenden Bauteils
erforderlich ist. Dabei benötigt ein erfahrener Monteur
in der Regel eine Korrektur, um das Bauteil mit einem akzeptablen
Fugenverlauf zu montieren. Weniger erfahrenen Monteuren gelingt
es häufig dagegen erst nach einigen Anläufen,
eine parallel verlaufende Fuge mit annehmbarer Fugenbreite zu realisieren.
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Die
hier vorliegende Erfindung sieht nunmehr eine Fixierhilfe vor, mit
deren Hilfe ein entsprechendes Bauteil, wie z. B. ei ne Stoßfängerverkleidung,
bei geschlossener Motorhaube fugengenau positioniert und fixiert
werden kann. Anschließend kann dann die Motorhaube geöffnet
und das Bauteil fertig montiert und verschraubt werden, ohne dass dabei
die Gefahr besteht, dass sich das Bauteil wieder verschiebt und
somit ein Nachjustieren erforderlich sein wird.
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Die
Positionierung bei der Montage des Stoßfängers
wird erfindungsgemäß bei geschlossener Motorhaube
vorgenommen, wobei zwischen Motorhaube und dem zu montierenden Bauteil
ein Fugenmaß angelegt wird, mit dessen Hilfe ein äußerst präziser
Fugenverlauf verwirklicht werden kann, indem das zu montierende
Bauteil von vorne so lange in Montagerichtung verschoben wird, bis
das Fugenmaß über die gesamte Bauteillänge
bzw. -breite eingehalten wird. In dieser Position wird das zu montierende
Bauteil durch die erfindungsgemäße Fixierhilfe fixiert
und kann in einem anschließenden Schritt bei geöffneter
Motorhaube fertig montiert werden.
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Um
diese lagegenaue Montagepositionierung von mindestens zwei Bauteilen
zueinander zu erreichen, muss an dem zu montierenden Bauteil mindestens
ein Montageelement vorhanden sein, das mit einem korrespondierenden
zweiten Montageelement in Wirkverbindung treten kann, wobei dieses korrespondierende
zweite Montageelement entweder direkt am zweiten Bauteil angeordnet
ist oder zumindest ortsfest zu diesem zweiten Bauteil installiert ist,
sodass durch eine Positionierung und Fixierung der beiden Montageelemente
zueinander gleichzeitig die beiden Bauteile zueinander positioniert
und fixiert werden.
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Dazu
ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen,
dass an einem ersten zu montierenden Bauteil mindestens ein Montageelement
entweder in Form einer aus der Bauteilebene herausste henden Lasche
oder in Form einer zu einer derartigen Lasche korrespondierenden
Aufnahmeöffnung angeordnet ist. An dem zweiten Bauteil,
dem das erste zu montierende Bauteil anzupassen ist, oder einem
zu dem zweiten Bauteil ortsfest angeordnetem weiteren Bauteil muss
mindestens ein zu dem Montageelement des ersten Bauteils jeweils
korrespondierendes Montageelement vorhanden sein. Um die Fixierung
der Bauteile zueinander zu ermöglichen, ist an der Lasche
und/oder der korrespondierenden Aufnahmeöffnung mindestens
ein stegförmiges Klemmelement angeordnet, womit die Lasche
in der Aufnahmeöffnung einklemmbar ist.
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Derartige
Montagehilfen finden insbesondere in der Automobilindustrie Anwendung,
bspw. bei der Montage des Stoßfängers im Frontendbereich
in Relation zur Motorhaube. Bevorzugt werden auch in diesen Bereichen – abgesehen
von der Motorhaube selber – heute Bauteile aus Kunststoff
eingesetzt, die im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Diese Materialien
weisen eine ausreichende Elastizität auf, um das Zusammenwirken
der erfindungsgemäßen Montageelemente zu ermöglichen.
Geeignete Kunststoffe dafür sind thermoplastische Kunststoffe
aus der Gruppe Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA),
Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC), Polybutylenterephthalat
(PBT), Polyacrylnitril (PAN), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril-Butadien-Styrol
(ABS), Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polycarbonat-Copolymerisat (ABS-PC),
Polyphenylether (PPE), Styrolacrylnitril (SAN) und/oder Poly-oxymethylen
(POM).
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor,
dass das mindestens eine stegförmige Klemmelement einseitig
auf dem laschenförmigen Montageelement angeordnet ist,
sodass das laschenförmige Montageelement beim Einschieben in
die korrespondierende Aufnahmeöffnung im zweiten Bauteil
oder dem mit dem zweiten Bauteil fest verbundenen weiteren Bauteil
eingeklemmt wird. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Lasche in
der korrespondierenden Aufnahmeöffnung lediglich über
das stegförmige Klemmelement mit dem zweiten Bauteil Kontakt
hat, wobei die Höhe des stegförmigen Klemmelements
so gewählt ist, dass es bei der Montage zu einer Überschneidung
mit den Maßen der Aufnahmeöffnung kommt, sodass
das laschenförmige Montageelement in der Aufnahmeöffnung
eingeklemmt wird. Da das laschenförmige Montageelement
in diesem Fall nur einseitig eingeklemmt wird und ansonsten in der
vom Klemmelement abgewandten Seite der Aufnahmeöffnung
freies Spiel besitzt, kann es bei dieser einseitigen Belegung des
laschenförmigen Montageelements mit einem stegförmigen
Klemmelement vorteilhaft sein, wenn das laschenförmige
Montageelement federnd ausgebildet ist, wodurch die Justierung der
Bauteile zueinander erleichtert wird.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
sind auf dem laschenförmigen Montageelement beidseitig
stegförmige Klemmelemente angeordnet, wobei beide Seiten
mit der korrespondierenden Aufnahmeöffnung in Wirkverbindung
treten. In diesem Fall sind die Materialien sowie die Überschneidungen
der stegförmigen Klemmelemente mit dem jeweils korrespondierenden Montageelement
so gewählt, dass der Reibungswiderstand beim Einführen
der Lasche in die korrespondierende Aufnahmeöffnung in
einer Größenordnung bleibt, die ein problemloses
Justieren der beiden zueinander anzuordnenden Bauteile erlaubt und dabei
dennoch eine sichere Fixierung der Bauteile zueinander gewährleistet.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht
vor, dass die stegförmigen Klemmelemente an der Aufnahmeöffnung
angeordnet sind und die Überschneidung der Maße
der stegförmigen Klemmelemente mit der Stärke
der Lasche wiederum so gewählt ist, dass eine problemlose Justage
der Bauteile zueinander erfolgen kann und eine sichere Fixierung
gewährleistet ist.
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Begünstigt
wird die Wirkung der Fixierhilfen dadurch, dass die Bauteile bevorzugt
aus einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt sind, der eine
ausreichende Elastizität aufweist, um ein Einschieben der
Lasche in die korrespondierende Aufnahmeöffnung trotz der Überschneidung
der jeweiligen Maße der Montageelemente zu ermöglichen.
Da darüber hinaus die Klemmelemente stegförmig
ausgebildet sind, kommt es nur zu einer punktuellen Berührung zwischen
den beiden Bauteilen, wodurch der Reibungswiderstand bei der Montage
gering gehalten wird. Da die stegförmigen Klemmelemente
aufgrund ihrer mechanischen Beanspruchung relativ kompakt ausgebildet
sein müssen, kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn auf
den Klemmelementen Klemmwulste ausgebildet sind, wodurch die Kontaktfläche zwischen
den einzelnen Bauteilen und damit auch die Reibung bei der Montage
weiter verringert wird.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Abbildungen
ausführlich erläutert. Dabei zeigen
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1 einen
Längsschnitt durch einen Ausschnitt im Frontendbereich
eines Kraftfahrzeugs,
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2A–2C Ausschnitte
von Bauteilen mit Montageelementen in perspektivischer Darstellung,
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2D einen
Schnitt entlang der Geraden A in 2C,
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3A–3C Ausschnitte
von Bauteilen mit Montageelementen in perspektivischer Darstellung,
-
3D einen
Schnitt durch den Ausschnitt aus 3C,
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4A–4C Ausschnitte
aus Bauteilen mit Montageelementen in perspektivischer Darstellung,
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4D eine
Schnittdarstellung des Ausschnitts aus 4C,
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5A–5C Ausschnitte
aus Bauteilen mit Montageelementen in perspektivischer Darstellung
und
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5D eine
Schnittdarstellung des Ausschnitts aus 5C.
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Die 1,
die einen Ausschnitt des Frontendes eines Kraftfahrzeuges mit Motorhaube 1 und Stoßfänger 3 im
Längsschnitt zeigt, wurde ausgewählt, um einen
aktuellen Anwendungsfall für die erfindungsgemäße
Fixierhilfe zu demonstrieren.
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Konventionell
erfolgt die Montage des Stoßfängers 3 bei
geöffneter Motorhaube 1, wobei die Schraubverbindung 2 für
den Monteur zugänglich ist. Nach der Montage des Stoßfängers 3 wird
die Motorhaube 1 wieder geschlossen und der Monteur beurteilt
die Fuge zwischen der Motorhaube 1 und dem Stoßfänger 3,
die idealerweise an sämtlichen Positionen dem Fugenmaß 4 entsprechen
sollte. Weicht nun die Fuge vom Fugenmaß 4 ab,
so öffnet der Monteur die Motorhaube, löst die
Befestigungsschrauben 2 und korrigiert die Position des
Stoßfängers 3. Diese Vorgehensweise ist
relativ aufwändig, wobei gegebenenfalls ein mehrmaliges Öffnen
und Schließen der Motorhaube mit einem entsprechenden Nachjustieren
des Bauteils erforderlich ist. Zur 1 ist noch
anzumerken, dass der Stoßfänger 3 nicht
an der Motorhaube 1, sondern an einem dafür vorgesehenen
Bauteil 5, das ortsfest zur Motorhaube 1 im Motorraum
vormontiert ist, befestigt wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, an dem zu montierenden
Bauteil, in diesem Fall der Stoßfänger 3,
mindestens ein Montageelement 8, 9 vorzusehen,
mit dessen Hilfe das zu montierende Bauteil 3 in Relation
zu einem zweiten Bauteil, in diesem Fall zur Motorhaube 1,
positioniert und fixiert werden kann. Dabei ist es nicht erforderlich,
dass das zu montierende erste Bauteil 3 direkt in Wirkverbindung
mit dem zweiten Bauteil 1 tritt, vielmehr kann die Positionierung
und Fixierung über ein drittes Bauteil 5 erfolgen,
das ortsfest zum zweiten Bauteil 1 angeordnet ist. So müssen
die Bauteile 3 und 5 in 1 miteinander
korrespondierende Montageelemente 8, 9 aufweisen,
durch deren Zusammenwirken die Positionierung und Fixierung des
zu montierenden Bauteils 3 erfolgt.
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In
den 2A bis 2D ist
eine vorteilhafte Ausgestaltung einer derartigen Fixierhilfe zu
sehen. Dabei zeigt die 2A einen Ausschnitt aus einem
ersten Bauteil 6, das eine Aufnahmeöffnung 8 als
Montageelement besitzt. Die 2B zeigt
einen Ausschnitt aus einem zweiten Bauteil 7 mit einer
aus der Bauteilebene herausstehenden Lasche 9 als korrespondierendem
Montageelement zu der Aufnahmeöffnung 8 aus der 2A.
An dem laschenförmigen Montageelement 9 sind zwei
stegförmige Klemmelemente 10 angeordnet, deren
Funktionsweise in den 2C und 2D dargestellt
ist.
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So
geht aus der 2C hervor, dass die beiden Bauteile 6, 7 miteinander
in Verbindung gebracht werden, indem das laschenförmige
Montageelement 9 des Bauteils 7 in die Aufnahmeöffnung 8 des
Bauteils 6 eingreift. Bei diesem Eingriff treten die stegförmigen
Klemmelemente 10 mit dem Bauteil 6 in Wirkverbindung,
wobei die Höhe der stegförmigen Klemmelemente 10 so
gewählt ist, dass es bei der Montage zu einer Überschneidung
mit den Maßen des Bauteils 6 kommt und das laschenförmige
Montageelement 9 in der korrespondierenden Aufnahmeöffnung 8 eingeklemmt
wird. Da die Bauteile 6, 7 mitsamt der Montageelemente 8, 9 vorzugsweise
aus thermoplastischem Kunststoff gefertigt sind und somit eine gewisse
Elastizität besitzen, ist ein Verschieben des zu montierenden
Bauteils weiterhin möglich, sodass dieses justiert werden
kann, wobei die Klemmwirkung jedoch so stark ausgeprägt
ist, dass das zu montierende Bauteil in der ausgewählten
justierten Position problemlos bis zur Fertigmontage gehalten werden
kann.
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Die 2D zeigt
einen Schnitt aus der 2C entlang der Geraden A. Bei
dieser Darstellung ist der Überschneidungsgrad der beiden
Montageelemente 8 und 9 durch eine gestrichelte
Darstellung der Oberseiten der Klemmstege 10 wiedergeben,
die auf das korrespondierende Bauteil übergreifen. Im montierten
Zustand wird die Überschneidung der beiden Montageelemente 8 und 9 durch
deren Elastizität ausgeglichen, welche es den Montageelemente 8 und 9 erlaubt
nach oben oder unten auszuweichen, wodurch dann die erwünschte
Klemmwirkung erzielt wird.
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In
den 3A bis 3D ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße
Fixierhilfe dargestellt. So ist in der 3A ein
laschenförmiges Montageelement 9 zu sehen, das
aus der Ebene des Bauteils 7 heraussteht. An der Oberseite dieses
laschenförmigen Montageelements ist ein stegförmiges
Klemmelement 10 angeordnet.
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Die 3B zeigt
einen Ausschnitt aus einem Bauteil 6 mit einer zum laschenförmigen
Montageelement 9 aus 3A korrespondierenden
Aufnahmeöffnung 8.
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In
den 3C und 3D ist
nun das Zusammenwirken der beiden Montageelemente 8, 9 aus 3A und 3B dargestellt.
In der 3C ist das laschenförmige
Montageelement 9 beim Eingriff in die Aufnahmeöffnung 8 des
Bauteils 6 zu sehen, wobei das laschenförmige
Montageelement 9 über das stegförmige
Klemmelement 10 an das Bauteil 6 geklemmt und
fixiert wird. Dabei hat das laschenförmige Montageelement 9 mit
der vom Klemmelement 10 abgewandten Seite ausreichend Spiel
in der Aufnahmeöffnung 8, sodass bei einer vorteilhaften
Ausgestaltung das Montageelement 9 federnd ausgebildet
ist, wodurch die Positionierung des zu montierenden Bauteils erleichtert
wird.
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Die 3D gibt
eine Schnittdarstellung der Wirkweise der Montageelemente 9 und 8 aus
den 3A bis 3C wieder.
In dieser Schnittdarstellung ist zu erkennen, dass die Klemmwirkung
auf einer Überschneidung der Maße der Montageelemente 8, 9 bzw.
der Bauteile 6, 7 zueinander beruht, was in der
Abbildung durch die gestrichelte Darstellung des Überschneidungsgrades
am stegförmigen Klemmelements 10 ausgedrückt
wird.
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In
den 4A bis 4D wird
eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Montageelemente 8 und 9 wiedergegeben.
Dabei zeigt die 4A einen Ausschnitt aus einem
Bauteil 7 mit einem laschenförmigen Montageelement 9,
das aus der Bauteilebene heraussteht und in diesem Fall sowohl an
seiner Ober- als auch an seiner Unterseite je ein stegförmiges Klemmelement 10 aufweist.
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In
der 4B ist das korrespondierende Montageelement, eine
Aufnahmeöffnung 8, im Bauteil 6 zu sehen.
Das Zusammenwirken der beiden Montageelemente 8 und 9 ist
in der 4C wiedergegeben, wobei nun
im Gegensatz zur Ausgestaltung der 3C eine
Klemmwirkung sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite der
Aufnahmeöffnung 8 eintritt. Dies ist insbesondere
auch in 4D, die einen Schnitt durch
die 4C wiedergibt, dargestellt. Auch in dieser Figur
ist der Überschneidungsgrad der Klemmelemente 10 mit
den Maßen der Aufnahmeöffnung 8 durch
eine gestrichelte Darstellung der Oberseite der Klemmelemente 10 angedeutet.
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In
den 5A bis 5D ist
im Vergleich zu den in den 2A bis 4D dargestellten
Ausgestaltungen eine Umkehrung des Klemmprinzips realisiert, wobei
das in 5A gezeigte laschenförmige Montageelement 9 nun
keine Klemmstege mehr aufweist, sondern diese stattdessen in der
in 5B dargestellten korrespondierenden Aufnahmeöffnung 8 des
Bauteils 6 angeordnet sind. Das Zusammenwirken der beiden
Montageelemente 8, 9 ist in der 5C dargestellt,
von der ein Schnitt in der 5D wiedergegeben
ist. Das Besondere an den in der 5D dargestellten
stegförmigen Klemmelemente 10 besteht in den Klemmwulsten 11,
die auf der Oberseite bzw. dem Scheitel der Klemmelemente 10 angeordnet
sind. Mit Hilfe dieser Klemmwulste kann die Berührungsfläche
zwischen den Bauteilen weiter verringert werden, was das Justieren
des zu montierenden Bauteils erleichtert. Die Klemmwulste 11 sind in
der gewählten Darstellung gestrichelt eingezeichnet, womit
symbolisiert wird, dass die Klemmwulste den Überschneidungsgrad
der Montageelemente 8, 9 ausmachen.
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- 1
- Bauteil
(Motorhaube)
- 2
- Schraubverbindung
- 3
- Bauteil
(Stoßfänger)
- 4
- Fugenmaß
- 5
- Bauteil
- 6
- Bauteil
- 7
- Bauteil
- 8
- Montageelement
(Aufnahmeöffnung)
- 9
- Montageelement
(Lasche)
- 10
- stegförmiges
Klemmelement
- 11
- Klemmwulst
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1022005051662
A1 [0002]
- - DE 102006032597 A1 [0003]