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Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Befestigungsabschnitt, in dem eine drehbare Buchse zum Toleranzausgleich bei der Montage des Bauteils vorgesehen ist.
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Hintergrund
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In der Automobilindustrie sind Fertigungsprozesse, die auf Modulbauweise basieren, weit verbreitet. Einzelne Bauteile werden zum Endproduzenten geliefert und müssen dort lediglich montiert werden. Auch in anderen Bereichen der Industrie findet man viele Anwendungsbeispiele für modular aufgebaute Fertigungsprozesse. Im Fahrzeugbereich werden solche Modulbauteile (kurz: Bauteile) aus Kunststoff zum Beispiel in Gestalt von Kabelführungen, Haltern, Verteilern usw. im Niedervolt- und Hochvoltbereich eingesetzt. Während des Entwicklungsprozesses ist es erforderlich, geeignete Toleranzen festzulegen, um eine Serienfertigung zu realisieren. Diese Toleranzen umfassen unter anderem auch die Position von Befestigungslöchern für die Montage der oben genannten Bauteile. Um eine einwandfreie Montage der Bauteile zu gewährleisten, sind geeignete Maßnahmen zum Toleranzausgleich notwendig. Gegenwärtig werden für den Toleranzausgleich in entsprechende Befestigungsabschnitte des Bauteils Buchsen mit einer großen Bohrung oder mit einem Langloch für eine Befestigungsschraube eingesetzt. Je nach Größe der festgelegten Toleranzen kann das Problem auftreten, dass die Auflagefläche der Buchse zu gering ist und die erforderliche Flächenpressung für eine langfristig sichere Montage des Bauteiles nicht erreicht wird.
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Hiervon ausgehend hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Bauteil zu schaffen, um eines oder mehrere der eingangs genannten Probleme zu überwinden oder zumindest zu verbessern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Bauteil mit einem Befestigungsabschnitt vor, der zur drehbaren Aufnahme einer Buchse eingerichtet ist. Die Buchse weist ein Durchgangsloch für ein Befestigungselement auf. Das Durchgangsloch lässt mehrere Positionen für das Befestigungselement bei der Montage des Bauteils zu. Der Befestigungsabschnitt kann als Befestigungslasche ausgebildet sein. In praktischen Anwendungsfällen handelt es sich bei den Befestigungselement häufig um eine Schraube.
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Die Buchse kann bei der Montage des Bauteils von einem Werker gedreht werden und erlaubt mehrere Positionen des Befestigungselementes. Auf diese Weise ist ein Toleranzausgleich möglich, um Befestigungslöcher, die beispielsweise in einer Karosserie angeordnet sind, mit den Befestigungslöchern an dem Bauteil zur Deckung zu bringen. Der Toleranzausgleich mit einer oder mehreren drehbaren Buchsen ermöglicht es, kleinere Durchgangslöcher zu verwenden und zwar sowohl kleinere Rund- als auch kleinere Langlöcher. Auf diese Weise wird eine größere Auflagefläche an der Montagestelle erreicht, um eine erforderliche Flächenpressung zu erzielen, die für eine dauerhafte und sichere Montage des Bauteiles wesentlich ist. Darüber hinaus lässt sich das Bauteil auch bei Toleranzfehlern spannungsfrei montieren. Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Bauteiles ist, dass handelsübliche Schrauben, Muttern und Scheiben zur Montage des Bauteiles eingesetzt werden können, d.h. es sind keine speziellen Montageelemente notwendig, die ihrerseits für einen Toleranzausgleich sorgen.
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Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Durchgangsloch als ein vom Mittelpunkt der Buchse versetzt angeordnetes Rundloch ausgebildet. Die Position des Durchgangsloch ändert sich durch Drehen der Buchse in einer Aufnahme in dem Befestigungsabschnitt. Auf diese Weise ist ein Toleranzausgleich auch mit einem Rundloch möglich.
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Mit besonderem Vorteil ist bei einem Ausführungsbeispiel das Durchgangsloch als Langloch ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Position des Befestigungselementes entlang des Langlochs veränderbar.
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Innerhalb des Langloches ist eine laterale Verschiebung des Befestigungselementes möglich. Durch das Drehen der Buchse in ihrer Aufnahme ist die Richtung der lateralen Verschiebung in einem Winkelbereich von 360° frei wählbar.
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Zweckmäßigerweise kann das Langloch symmetrisch zum Mittelpunkt der Buchse angeordnet sein, insbesondere punktsymmetrisch zum Mittelpunkt der Buchse.
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In der praktischen Handhabung ist es vorteilhaft, wenn die Buchse reibschlüssig in der Aufnahme in dem Befestigungsabschnitt sitzt. Die Buchse fällt dann nämlich bei der Montage des Bauteiles nicht aus der Aufnahme heraus, kann aber gleichzeitig ohne großen Kraftaufwand gedreht werden, sodass ein Werker die Buchse ohne Mühe so drehen kann, dass ein Toleranzausgleich bei der Montage ermöglicht ist und dass das Befestigungselement, zum Beispiel eine Schraube, spannungsfrei montierbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Buchse mit einem Werkzeugansatz versehen. Der Werkzeugansatz ermöglicht es einem Werker, die Buchse in die gewünschte Position zu drehen. Der Werkzeugansatz ist besonders bei Buchsen mit einem Rundloch vorteilhaft, weil ein Werker bei der Montage die Buchse nicht ohne weiteres in die richtige Position drehen kann. Wenn die Buchse ein Langloch aufweist, dann ist ein solcher Werkzeugansatz verzichtbar, weil das Langloch selbst das Ansetzen eines Werkzeuges, zum Beispiel eines Schraubendrehers, gestattet.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren exemplarisch näher erläutert. Alle Figuren sind rein schematisch und nicht maßstäblich. Es zeigen:
- 1A ein erfindungsgemäßes Bauteil in einer Ansicht von oben;
- 1B das Bauteil aus 1A mit um 45° gedrehten Buchsen;
- 1C das Bauteil aus 1A mit um 90° gedrehten Buchsen;
- 1D das Bauteil aus 1A mit um 135° gedrehten Buchsen;
- 1E eine Draufsicht auf eine Buchse mit einem Langloch von dem Bauteil aus 1A;
- 2A eine Draufsicht auf eine Befestigungslasche;
- 2B eine Schnittansicht durch die Befestigungslasche aus 2A mit einer ersten Ausführungsform der Buchse;
- 3 eine Schnittansicht durch eine Befestigungslasche aus 2A mit einer zweiten Ausführungsform der Buchse;
- 4A eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Buchse mit einem exzentrisch angeordneten Rundloch; und
- 4B eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Buchse mit einem exzentrisch angeordneten Rundloch
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Gleiche oder ähnliche Elemente sind in den Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsbeispiel
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1A zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Bauteil 100, zum Beispiel einen Kabelverteiler wie er im Fahrzeugbau sowohl im Niedervolt- und Hochvoltbereich Verwendung findet. Das Bauteil 100 umfasst ein Gehäuse 101 an welchem seitlich drei Befestigungslaschen 102 angeordnet sind. In den Befestigungslaschen 102 ist jeweils eine Buchse 103 angeordnet, die mit einem Durchgangsloch 104 zur Aufnahme eines Befestigungselementes versehen ist. Das Durchgangsloch 104 ist als Langloch ausgebildet. Als Befestigungselement ist zum Beispiel eine Schraube 201 (2B) vorgesehen, wie im Folgenden im Zusammenhang mit den 2A und 2B noch erläutert wird. In den 1A bis 1D sind zur besseren Veranschaulichung der Funktion des Langloches 104 von den Befestigungsschrauben 201 nur die Schraubenschäfte als Kreise 106 dargestellt. Wie aus 1A ersichtlich ist, sind die Langlöcher 104 in horizontaler Richtung orientiert und gestatten eine laterale Verschiebung des Gehäuses 101 in der durch einen Doppelpfeil 107A angedeuteten Richtung, um eine Toleranz der Abstände von Befestigungslöchern auszugleichen, in die die Befestigungsschrauben zur Halterung des Bauteils 100 eingeschraubt werden.
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Die Buchse 103 sitzt reibschlüssig in einer Aufnahme in dem jeweiligen Befestigungsabschnitt 102. Der Übergang von der Buchse 103 zu dem Befestigungsabschnitt 102 ist deshalb in den 1A bis 1D mit einem Doppelkreis dargestellt, wobei der Abstand zwischen den beiden Kreisen in den Figuren übertrieben ist.
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Wie aus 1A ersichtlich ist liegt der Außenumfang der Schraubenschäfte am Längsrand des Langloches 104 an, sodass das in 1A dargestellte Bauteil 100 nur in der mit dem Doppelpfeil 107A angedeuteten Richtung verschiebbar ist. In der Praxis treten jedoch auch Abweichungen der Befestigungslöcher am Montageort in anderen Richtungen auf, so dass ein Toleranzausgleich auch in anderen Richtungen notwendig ist. Idealerweise sollte der Toleranzausgleich in einem Winkel von 360° realisierbar sein, d.h. in alle Richtungen. Zu diesem Zweck sind die Buchsen 103 in den Befestigungslaschen 102 drehbar gehaltert, so dass sie von einem Monteur oder Werker zum Beispiel mit einem Schraubendreher gedreht werden können, um einen Toleranzausgleich in anderen Richtungen realisieren zu können. In welche Richtung ein Toleranzausgleich in einem konkreten Fall notwendig ist, stellt der Monteur durch eine einfache Sichtprüfung fest.
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In 1B ist ein Bauteil 100 dargestellt, bei dem die Orientierung der Langlöcher, d.h. ihre Längsseite, um 45° gedreht ist im Vergleich zu der Orientierung der Langlöcher wie sie in 1A dargestellt ist. Dementsprechend kann der Toleranzausgleich auch in einer um 45° gedrehten Richtung erfolgen, was mit einem Doppelpfeil 107B veranschaulicht ist.
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In 1C bzw. 1D ist ein Bauteil 100 dargestellt, bei dem die Orientierung der Langlöcher 104, d.h. ihre Längsseite, um 90° bzw. 135° gedreht ist im Vergleich zu der Orientierung der Langlöcher wie sie in 1A dargestellt ist. Die jeweilige Richtung des Toleranzausgleich ist jeweils durch einen Doppelpfeil 107C bzw. 107D dargestellt.
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Das Bauteil 100 ermöglicht somit weitgehende Möglichkeiten zum Ausgleich von Toleranzen, wenn Befestigungslöcher zum Beispiel in einer Karosserie von ihrer idealen Lage abweichen. Eine wesentliche Voraussetzung hierfür ist, dass die Buchsen 103 einerseits drehbar und andererseits unverlierbar in den Befestigungslaschen 102 gehaltert sind. Die Drehbarkeit ist Voraussetzung damit der Toleranzausgleich in unterschiedlichen Richtungen funktioniert. Aus praktischen Gründen dürfen die Buchsen 103 aber nicht bei der Montage aus den Befestigungslaschen herausfallen. Nur wenn die Buchsen 103 sicher in den Befestigungslasche 102 gehaltert sind, ist eine schnelle und fehlerfreie Montage des Bauteils 100 in einer Produktion möglich.
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Diese Voraussetzungen Drehbarkeit und Halterung der Buchsen 103 werden in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen auf verschiedene Weisen realisiert.
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2A zeigt eine Draufsicht auf eine Befestigungslasche 102, die aus Kunststoff hergestellt ist. In dem Durchgangsloch 104 (2B) ist eine Schraube 201 montiert, wobei eine Unterlegscheibe 202 zwischen der Buchse 103 und einem Schraubenkopf der Schraube 201 angeordnet ist.
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2B zeigt einen Querschnitt der Befestigungslasche 102 aus 2A entlang der Schnittlinie B-B. Die Befestigungslasche 102 ist um die Buchse 103 herumgespritzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Befestigungslasche 102 mit dem Gehäuse 101 einstückig als Spritzgussteil gefertigt. Zwingend ist diese Art der Fertigung jedoch nicht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur besseren Halterung der Buchse 103 eine umlaufende Ringnut 203 in den Außenumfang der Buchse 103 eingeschnitten, in die bei dem Spritzvorgang Kunststoff eindringt und damit eine formschlüssige Halterung der Buchse 103 in axialer Richtung bewerkstelligt. Die Oberfläche der Buchsen 103 ist so vorbehandelt, dass sich der Kunststoff nicht fest mit der Oberfläche der Buchse 103 verbindet, wodurch die Buchse 103 in der Befestigungslasche 102 drehbar bleibt, ohne dass sie aus der Befestigungslasche 102 herausfallen kann. Die Schraube 201 tritt durch die Buchse 103 hindurch und ist zum Beispiel in ein Karosserieblech 204 eingeschraubt, das lediglich schematisch dargestellt ist. Die Unterlegscheibe 202 vergrößert die Druckfläche des Schraubenkopfes der Schraube 201.
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Die Drehbarkeit der Buchsen 103 gestattet einen ausreichenden Toleranzausgleich mit einem relativ kleinen Langloch 104 in der Buchse 103, was den Vorteil hat, dass eine gute Flächenpressung erreicht wird, die für eine langfristig sichere Halterung des Bauteiles 100 vorteilhaft ist.
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Bei einem anderen in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine andere Bauform der Buchsen 103 eingesetzt. 3 zeigt wieder einen Querschnitt durch eine Befestigungslasche 102 entlang der Linie B-B, die in 2A dargestellt ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Buchse 103 aus zwei Teilen 301 und 302 ausgebildet, die von beiden Seiten der Befestigungslasche 102 in eine vorgesehene Aufnahme 303 eingesteckt werden. Die Aufnahme 303 weist einen umlaufenden Vorsprung 304 auf, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Buchsenteils 301 entspricht. Ein an dem Buchsenteil 301 angeordneter Kragen 306 hat einen größeren Durchmesser und übergreift den Vorsprung 304. Der Außendurchmesser des Buchsenteils 302 ist so bemessen, dass das Buchsenteil 302 mit Presssitz in das Buchsenteil 301 einsteckbar ist bis eine Stirnseite oder ein Rand 307 des Buchsenteils 302 einen Anschlag 308 in dem Buchsenteil 301 erreicht. Die Buchsenteile 301 und 302 lösen sich dann nicht mehr ohne Krafteinwirkung voneinander. An dem Buchsenteil 302 ist ebenfalls ein Kragen 306 angeordnet, der ebenfalls den Vorsprung 304 von der gegenüberliegenden Seite übergreift. Auf diese Weise ist die Buchse unverlierbar in der Aufnahme 303 gehaltert. Der Außendurchmesser des Buchsenteil 301 ist so bemessen, dass Reibung zwischen dem Vorsprung 304 und dem Buchsenteil 301 entsteht und das Buchsenteil mit kleinem Kraftaufwand drehbar ist. Die Abmessungen des Buchsenteils 302 in axialer Richtung und die Position des Anschlages 308 sind so gewählt, dass die Kragen 306 der Buchsenteile 301 und 302 an dem Vorsprung 304 anliegen, diesen aber nicht klemmen oder gar quetschen. Dadurch bleibt die Drehbarkeit der Buchse 103 in der Aufnahme 303 gewährleistet. Gleichzeitig ist die Buchse 103 durch die Kragen 306 unverlierbar in der Aufnahme 303 gehalten.
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Bei anderen Ausführungsformen können die beiden Buchsenteile 301 und 302 durch andere Verbindungstechniken zusammengefügt sein, beispielsweise durch Verkleben oder Verrasten. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Verbindungstechnik für die Buchsenteile 301 und 302 beschränkt.
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4A zeigt eine alternative Ausführungsform der Buchse 103 mit einem Rundloch 401 für die Befestigungsschraube 201. Das Rundloch ist exzentrisch von dem Zentrum der Buchse 103 angeordnet und kann somit durch Drehen der Buchse an unterschiedliche Positionen gebracht werden. Um die Drehung der Buchse 103 für einen Monteur zu erleichtern ist in der Buchse 103 eine schlitzförmige Vertiefung 402 vorgesehen, in die ein Schraubendreher einsteckbar ist, um die Buchse 103 in die gewünschte Drehposition zu drehen.
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In 4B ist eine Abwandlung der alternativen Ausführungsform der Buchse 103 gezeigt, die anstelle der einfachen schlitzförmigen Vertiefung 402 eine kreuzschlitzförmige Ausnehmung 403 aufweist, in die ein Kreuzschlitzschraubendreher einsteckbar ist, um die Buchse 103 in die gewünschte Position zu drehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Bauteil
- 101
- Gehäuse
- 102
- Befestigungslasche
- 103
- Buchse
- 104
- Durchgangsloch
- 106
- Kreis (Schraubenschaft)
- 107
- Toleranzausgleich
- 201
- Befestigungsschraube
- 202
- Unterlegscheibe
- 203
- Ringnut
- 204
- Karosserieblech
- 301
- Buchsenteil
- 302
- Buchsenteil
- 303
- Aufnahme
- 304
- Vorsprung
- 306
- Kragen
- 307
- Rand
- 308
- Anschlag
- 401
- Rundloch
- 402
- schlitzförmige Vertiefung
- 403
- kreuzschlitzförmige Vertiefung
