WO2005071271A1 - Fügeverband, sowie montagegruppe und trägerelement für den fügeverband und verfahren - Google Patents

Fügeverband, sowie montagegruppe und trägerelement für den fügeverband und verfahren Download PDF

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WO2005071271A1
WO2005071271A1 PCT/DE2005/000034 DE2005000034W WO2005071271A1 WO 2005071271 A1 WO2005071271 A1 WO 2005071271A1 DE 2005000034 W DE2005000034 W DE 2005000034W WO 2005071271 A1 WO2005071271 A1 WO 2005071271A1
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WO
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opening
assembly
shaped
assembly group
threaded shaft
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Application number
PCT/DE2005/000034
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English (en)
French (fr)
Inventor
Marcus Asmuth
Engelbert Wörle
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/09—Releasable fastening devices with a stud engaging a keyhole slot
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread

Definitions

  • the invention relates to a joining bandage according to the preamble of claim 1.
  • carrier elements For example, the assembly of handles, hydraulic and / or pneumatic units, servo drives, switching units, electrical and / or hydraulic and / or pneumatic distributors, holders for lines, electronic switching and / or control devices, sensors, and one Many other components and assemblies.
  • a secure, reproducible fastening of the components on the carrier element is required.
  • comparatively small position and position tolerances of the components mounted in the final state on the carrier element must also be observed.
  • Impact sensors for occupant protection systems in the motor vehicle sector for example, must be arranged and fastened precisely with regard to their position and location. Due to the large number of components to be fastened, even slight simplifications result in significant cost savings and eliminate potential sources of error during assembly.
  • DE 198 42 592 discloses a method for assembling an assembly and a device suitable for this, in which a carrier element is inserted has a keyhole-shaped elongated hole, wherein an assembly group, which comprises the assembly to be fastened, is first inserted with a spaced screw head in the enlarged area of the opening and then fastened in the narrow area of the keyhole-shaped elongated hole.
  • the assembly group is in the end position of the by a positioning pin
  • components are pre-fixed by screwing on by hand and finally attached in a further step.
  • the joining bandage according to the invention comprises a carrier element and an assembly group which can be joined at an assembly level.
  • the support element has at least one area on the assembly level designed as a contact surface, on which a keyhole-shaped opening, also referred to as an assembly opening, is arranged within the support element.
  • the keyhole-shaped opening comprises a preferably circular first opening and a subsequent slot-shaped second opening.
  • the first opening represents the insertion area.
  • the second Opening represents the fastening area.
  • a keyhole-shaped opening is generally understood to mean an opening geometry which comprises at least a first opening and a slit-shaped second opening adjoining it, the first opening being suitable as a lead-through area, a head element of a screw means lead through, and the slot-shaped second opening as a fastening area is suitable for inserting the threaded shaft of the screw means into the slot-shaped second opening, such that the head element engages behind the component in which the keyhole-shaped opening is made in the region of the keyhole-shaped second opening.
  • the first opening can be made particularly easily if it is circular.
  • the first opening is flattened opposite the slot-shaped second opening.
  • the assembly group has a contact surface and screw means protruding from the contact surface.
  • the screw means include one
  • Threaded shaft and a head element can be a screw head, which is made in one piece with the threaded shaft.
  • the head means can be a nut or another internal thread means which is screwed onto the threaded shaft and which is able to exert a pressing force on a counterpart underneath when the screw means are tightened.
  • the threaded shaft does not have to be threaded along the entire length, but can also be designed with a smooth surface in some areas.
  • the screw means, the first opening, and the slit-shaped second opening are matched to one another such that the head element can be passed through the first opening of the keyhole-shaped opening, the threaded shaft can be inserted into the slit-shaped second opening, and the head element when inserted into the slit-shaped second opening Threaded shaft engages behind the carrier assembly in the area of the slot-shaped second opening.
  • the assembly group has a latching element which is raised above the contact surface of the assembly group or above the level of the contact surface. "Above it" is not allowed here strict geodesic sense can be used, but in a broader sense as a geometric definition.
  • the latching element has a longitudinal extent and points radially away from the screw means with the longitudinal extent.
  • the locking element for example a hook-shaped element or a locking hook, is dimensioned such that it engages in the keyhole-shaped opening when the threaded shaft of the screw means is completely inserted into the slot-shaped second opening.
  • the latching element is dimensioned such that it engages in the keyhole-shaped opening essentially without play only when the threaded shaft is completely inserted into the slot-shaped second opening and when the assembly group is arranged in the correct position relative to the carrier element.
  • the assembly group is positioned so that the longitudinal profile of the slot-shaped second opening and the longitudinal extent of the latching element are in alignment.
  • the size of the latching element is dimensioned such that when the threaded shaft is completely inserted into the slot-shaped second opening, the latching element comes to lie in the keyhole-shaped opening essentially without play.
  • the fact that the dimension from the outer edge of the locking element to the opposite outer edge of the threaded shaft and the geometry of the keyhole-shaped opening are suitably coordinated with one another ensures that the locking element only has narrow tolerances around a target installation position of the assembly group on the carrier element in the keyhole-shaped opening can intervene. If the latching element is designed such that its outer edge has a straight course, this fixation is supported when the keyhole-shaped opening is flattened at a position opposite the slot-shaped second opening.
  • an assembly group for an assembly according to the invention comprises an assembly to be assembled, for example a sensor, and an abutment surface which is to be connected to a counter abutment surface of the support element, screw means with a threaded shaft protruding from the abutment surface, and a locking element which is raised above the plane of the contact surface and which is oriented radially away from the threaded shaft in a longitudinal extent.
  • the latching element has a fastening side on which it is connected to the assembly group. In one embodiment of the assembly group according to the invention, the fastening side of the
  • the locking element has a free side on the outer edge opposite the longitudinal extension of the fastening side.
  • the latching element can be designed particularly simply in such a way that it can move elastically perpendicular to the plane of the contact surface of the assembly group and, when the assembly group has reached the end position, can engage on the carrier element by an elastic force in the keyhole-shaped opening.
  • the latching element is a plate oriented parallel to the plane of the contact surface of the assembly group.
  • the plate is designed with an area which is curved in a side view to the plane of the contact surface and which
  • Connects plate with the assembly group and due to its geometric configuration is well suited to absorb the elastic deformation and to apply the elastic clamping force.
  • the width of the latching element differs from that of the slot-shaped second opening of the carrier element, and in particular the width of the latching element is greater than that of the slot-shaped second opening.
  • the width of the latching element is to be understood to mean its extension essentially parallel to the contact surface and transversely to the longitudinal extension, that is to say also the direction of displacement when installed in the desired installation position. Below the width of the slit-shaped second opening Extent to understand transverse to the insertion direction of the threaded shaft and essentially parallel to the mounting plane.
  • the locking element is more than 10%, for example at least 20% or at least 25%, wider than the slot-shaped second opening of the carrier element.
  • the locking element in the half of its longitudinal extension facing the threaded shaft and in particular on the third facing the threaded shaft has guide means which are raised from the locking element and point away from the plane of the contact surface, and their total width is at least the width of the locking element equivalent.
  • the guide means comprise, for example, two pins, which are arranged on each side of the locking element, or a bolt or a prism running over the entire width of the locking element.
  • Assembly group and spacer matched play of the screw means between the screw head and the contact surface of the assembly group can be prevented that the head element with the fastening area can be brought into the rear grip without the guide means engaging in the assembly opening. This prevents any inadmissibly large position and / or position tolerance of the assembly group on the carrier element or at least quickly and clearly recognizable.
  • the assembly of the assembly group is made in one piece with the locking element.
  • the assembly of the assembly group to be assembled is a plastic part, for example a Sensor housing for an airbag sensor or other sensors, and the locking element is formed in one piece with the assembly from the plastic and connected to it.
  • the locking element can also be arranged and fastened in another way, for example as a soldered or spot-welded sheet metal part on a sheet metal housing; this of course also depends on the material and / or the manufacturing process for the assembly to be assembled. Adhesive processes and the like, processes which are well known to the person skilled in the art, can in principle also be readily implemented.
  • a one-piece plastic version can offer significant advantages in mass production. In addition to the advantage of cost-effective production, the one-piece design also eliminates other sources of error in the assembly process, since assembly steps are saved.
  • a plastic version of the assembly to be assembled offers the possibility of also producing the threaded shaft as a stud bolt integrally connected to the assembly, for example in plastic injection molding, onto which a plastic or metal nut is screwed as a head element in a later stage of production.
  • the threaded shaft is screwed into the assembly to be assembled as a stud or as a screw.
  • the threaded shaft is passed through a through bore of the assembly and is provided there with a further threaded drive, for example a second head element, on the side of the threaded shaft opposite the head element and on the side of the assembly facing away from the contact surface.
  • the invention comprises an assembly for an assembly group, which is formed in one piece with the latching element and / or the threaded shaft. It further comprises an assembly which has a latching element and a contact surface, and in the region of the contact surface a thread for screwing in the threaded shaft or a through opening for passing the threaded shaft is arranged.
  • the through opening can also have a cross-section other than round, the threaded shaft having an essentially identical cross-section at least in sections; In this way, the threaded shaft can be secured against turning when necessary when tightening the screw connection.
  • a carrier element on which the assembly group is fastened in a joining bandage according to the invention, comprises an essentially plate-shaped area which forms a counter abutment surface for the abutment surface of the assembly group on a first side.
  • the plate-shaped region in which the keyhole-shaped opening is arranged advantageously has a region of essentially constant material thickness in the region of the opening.
  • the carrier element is designed in the form of a sheet.
  • the carrier element has a keyhole-shaped assembly opening, with a first opening and an adjoining slot-shaped second opening. The first opening is dimensioned such that the head element of the screw means of the assembly group can be passed through the first opening.
  • the first opening is circular and at most has a flattened area opposite the slot-shaped second opening.
  • a washer or the like which may be brought into engagement with the support element together with the head means, is to be functionally counted among the head means, and must be led through the opening with them.
  • the width of the slot-shaped second opening is dimensioned such that it is suitable for receiving the threaded shaft.
  • the lateral play of the threaded shaft realized in the slot-shaped second opening, or in other words, the excess of the slot width compared to the diameter of the threaded shaft is dimensioned as a function of the permissible position tolerances of the assembled assembly group on the carrier element.
  • the width of the slot-shaped second opening is dimensioned in such a way that the threaded shaft comes to lie essentially laterally without play in the opening.
  • the assembly process is, however, made easier if the width of the slot-shaped second opening has a certain excess compared to the diameter of the threaded shaft.
  • the width of the slot-shaped second opening is selected in other configurations of the carrier element such that it has, for example, a relative oversize of around 1%, around 5%, around 10%, or around 15% compared to the diameter of the threaded shaft.
  • Another criterion for dimensioning the width of the slot-shaped second opening is that there is a sufficient counter surface for a contact surface of the head element on the side of the slot-shaped second opening.
  • the amount necessary to provide a sufficient counter-surface for the bearing surface of the head element will be appreciated by those skilled depending on the configuration and the 'load to be carried based on standard tables and strength calculations.
  • washers and the like, if any, are functionally part of the head element.
  • the width of the slot-shaped second opening is smaller than the width of the locking element.
  • a further simplification of the assembly can be achieved if the transition from the first opening to the slot-shaped second opening is chamfered, the chamfer for example having an angle of 30 ° and preferably less with the longitudinal direction of the slot-shaped second opening. If the slot-shaped second opening ends with a radius, such that it has the shape of a section of an oval Has elongated hole, a more defined end position of the threaded shaft is achieved.
  • a third opening is arranged at the first opening opposite the slot-shaped second opening and adjoins the first opening.
  • the third opening is preferably dimensioned such that it receives the latching element of the assembly group essentially without play when the threaded shaft of the assembly group is fully inserted into the slot-shaped second opening.
  • the width of the slot-shaped second opening, the width of the third opening, the diameter of the threaded shaft of the assembly group and the width of the latching element of the assembly group are advantageously dimensioned so differently that the threaded shaft can be inserted into the slot-shaped second opening, the latching element into the third opening can engage, and either the diameter of the threaded shaft is larger than the width of the third opening, such that the threaded shaft cannot be inserted into the third opening, or that the width of the latching element is larger than the width of the slot-shaped second opening, such that the latching element cannot engage in the slot-shaped second opening.
  • Both embodiments prevent the assembly group from being mounted on the support element in a position rotated by 180 ° with respect to the desired installation position.
  • the joining association according to the invention is particularly suitable for arranging assembly groups on motor vehicles.
  • the invention therefore also includes a motor vehicle comprising a carrier element described above, and a motor vehicle comprising a carrier element with an assembly group according to one of the above-described ones
  • the invention also includes a motor vehicle body, in which is integrated in the carrier element according to the invention.
  • the head element of the assembly group is first passed through the first opening of the support element.
  • the head element must be passed through the first opening of the carrier element so far that the contact surface of the head element with the carrier element can be brought into engagement.
  • the latching element is placed on the carrier element and elastically deformed by pressure on the assembly group. If necessary, the assembly group for carrying out the head element is positioned obliquely against the support element, such that the plane of the contact surface of the assembly group is at an angle with the counter-contact surface of the support element, i.e.
  • the threaded shaft of the assembly group is pushed into the slot-shaped second opening of the carrier element.
  • the locking element of the assembly group comes into engagement with either the first opening of the support element or with the third opening of the support element, depending on the design of the support element.
  • Assembly group has reached its target end position on the support element.
  • the assembly group is then in that the head element engages behind the support element and at the same time fixed by the engagement of the locking element in the keyhole-shaped opening in a defined position on the support element without it having to be stopped, and is fastened by tightening the screw means.
  • This enables assembly with one hand.
  • the coordination of the geometry of the keyhole-shaped opening, the threaded shaft and the locking element ensures that the locking element can only engage in the keyhole-shaped opening when the assembly group rests on the carrier element in a desired position.
  • the width of the locking element is greater than the width of the slot-shaped second Opening, it is avoided that the locking element can engage in the slot-shaped second opening when the assembly group is rotated through 180 °. Compliance with the permissible position tolerances is ensured, as already described above, by the games on the one hand of the threaded shaft in the slot-shaped second opening and of the latching element in the first opening or in the third opening. If the mass of these elements is dimensioned such that the threaded shaft comes to lie in the slot-shaped second opening with a large lateral play and / or the locking element comes to rest in the slot-shaped second opening with a large lateral play, assembly is indeed facilitated , however, there are larger positional tolerances of the assembly group on the support element.
  • the opening and the width of the locking element are matched to one another in such a way that the locking element comes to lie in the third opening essentially without play, which results in very tight positional tolerances of the assembly group on the carrier element.
  • the distance between the contact surface of the head element and the contact surface of the assembly group is set such that this distance is greater than the material thickness of the carrier element in the area in which the slot-shaped second opening is arranged , and that the distance of the contact surface of the head element to the contact surface of the assembly group is essentially not greater than the material thickness of the support element in the area in which the slot-shaped second opening is arranged, plus the amount by which the latching element extends over the plane of the Contact surface of the assembly group rises.
  • the distance between the contact surface of the head element and the contact surface of the assembly group advantageously coordinated so that when the assembly group is placed on the carrier element, the latching element must be deformed with the application of a force in order to guide the head element through the first opening and to bring it into engagement with the carrier element.
  • the stronger the force to be applied the clearer the feedback that the assembling worker receives when the assembly group reaches the assembly end position and the locking element engages in the opening.
  • the distance between the contact surface of the screw head and the contact surface of the assembly group is set beforehand to a fixed screw spacing which is adapted to the geometry of the assembly group and carrier element, in such a way that the head element also little play is to be brought into engagement with the carrier element.
  • Adaptation to a slight backlash facilitates the subsequent assembly step in which, by tightening the screw means, the contact surface of the head element is brought into contact with the counter surface of the carrier element with a contact pressure.
  • the assembly group with the geometry of the spacing of the contact surface of the head element from the contact surface of the assembly group, that is to say a fixed screw spacing also belongs to the scope of the invention.
  • the method described is used, for example, for mounting an assembly group, in particular a sensor, on a motor vehicle.
  • assembly groups which include, for example, servo units, control devices, cable carriers, pneumatic and / or hydraulic elements and the like, are also included in the scope of the invention characterized in the claims.
  • the method according to the invention can also be used for mounting on basic structures other than a motor vehicle.
  • the entire assembly can be assembled easily and in the correct direction with just one screw and is already fixed after screwing in and screwing in the locking element before screwing on, so that it can be picked up by a screwing tool or transported to a next workstation on a production line the assembly or assembly group can be released.
  • FIG. 1 shows a first example of a carrier element and an assembly group for a joining bandage according to the invention
  • Fig. 2 illustrates the process of assembling the assembly group on the support element
  • 5 shows a third view of an assembled joining bandage
  • 6 shows a further embodiment of the mounting opening of a carrier element according to the invention
  • FIG. 9 shows a further embodiment of an assembly group according to the invention.
  • FIG. 1 shows a carrier element and an assembly group for a joining bandage according to the invention.
  • 1 a and 1 b show a carrier element 1 designed as a mounting plate, this being shown in plan view in FIG. 1 a and in a section along FIG. 1 b along the line labeled 1 b - 1 b in FIG. 1 a is shown.
  • a keyhole-shaped mounting opening 1.1 is arranged in the mounting plate or mounting plate with the plate thickness b.
  • the keyhole-shaped opening 1.1 comprises a first opening 1.1.1 and a slot-shaped second opening 1.1.2.
  • the first opening is circular with a diameter e.
  • the circular geometry is not mandatory; however, the dimensions as shown below must be matched to the geometry of a head element of an assembly group to be assembled.
  • the slot-shaped second opening which represents the fastening area, is designed as an elongated hole with a width f and closes with a fillet with a radius r.
  • the radius r corresponds to half the width f.
  • the slot-like second opening has a length t which is freely selectable in relation to the application.
  • the entire longitudinal extent of the keyhole-shaped opening is denoted by s as the internal dimension of the opening.
  • the keyhole-shaped opening shown can, for example, have been produced by stamping.
  • the first opening can be punched or drilled, while the slit-shaped second opening is then made with a end mill.
  • the support element shown as an example is designed as a plate in its entirety, such that the entire surface of the mounting plate 1 represents a counter abutment surface 1.3 for an abutment surface of an assembly group.
  • 1c and 1d show an assembly group with an assembly 2, for example a sensor in a housing, for assembly on the assembly plate shown in FIGS. 1a and 1b.
  • the assembly group has a contact surface 2.2, which is in contact with the counter-contact surface 1.3 of the carrier element 1 in the assembled state.
  • the assembly group also has screw means 3, which comprise a threaded shaft 3.2 and a head element 3.1.
  • the head element can, as shown, be a fixed screw head; the head element can also be a nut screwed onto a stud which serves as a threaded shaft.
  • the head element also has a contact surface 3.1.1, which is in contact with the carrier element in the assembled state.
  • the keyhole-shaped opening of the mounting plate and the screw means are matched to one another such that the head element can be passed through the first opening of the keyhole-shaped opening, that is to say that the diameter g of the head element is smaller than the diameter e of the first opening of the keyhole-shaped opening 1.1 in the mounting plate 1
  • the first opening thus represents the insertion area of the keyhole-shaped opening.
  • the threaded shaft 3.2 can be inserted into the slot-shaped second opening 1.1.2 in the mounting plate. This means that the diameter h of the threaded shaft is smaller than the width f of the slot-shaped second opening; in a
  • the diameter h of the threaded shaft 3.2 and the width f of the slot-shaped second opening 1.1.2 are coordinated with one another in such a way that that the threaded shaft is received in the lateral direction essentially free of play by the slot-shaped second opening. Furthermore, the geometry of the keyhole-shaped opening and the screw means are coordinated with one another in such a way that the head element, when the threaded shaft is inserted, the mounting plate in the area of the slot-shaped second one
  • the assembly group is preferably delivered with a defined, preset distance a between the contact surface of the head element and the contact surface of the assembly group, which is matched to the geometry of the assembly group and the material thickness b of the support element in the fastening area, in the present case the sheet thickness b of the assembly sheet.
  • a latching element 2.1 raised above the contact surface of the assembly group, which in a longitudinal extent points radially away from the screw means. The elevation of the locking element over the level of the contact surface 2.2 of the assembly group is denoted by z.
  • the width of the locking element is designated by j. If this is greater than the width f of the slot-shaped second opening 1.1.2, incorrect assembly of the assembly group by 180 ° is practically impossible or at least easily ascertainable because the latching element 2.1 cannot then engage in the assembly opening 1.1.
  • the assembly group is made in one piece with the locking element; for example, it is a housing for a sensor, which was produced in one piece with the locking element in plastic injection molding.
  • the latching element is designed as a latching hook with a plate oriented parallel to the plane of the contact surface of the assembly group and a fastening area 2.1.2 arranged on the fastening side of the latching element and bent in the side view.
  • This embodiment of the locking hook 2.1 is elastically movable perpendicular to the plane of the contact surface of the assembly group.
  • the curved fastening area is particularly well suited for absorbing the elastic deformation.
  • a spacer 2.1.1 is arranged on the plate facing away from the assembly, which further simplifies the assembly.
  • the distance c between the outer edge of the locking element and the opposite outer edge of the threaded shaft, also referred to below as installation dimension, and the geometry of the keyhole-shaped opening are matched to one another such that the locking element 2.1 in the opening when the threaded shaft is fully inserted into the slot-shaped second opening of the mounting plate 1.1 engages the mounting plate and preferably comes to rest essentially without play.
  • FIG. 2 illustrates the assembly of the assembly group 2 on the assembly sheet 1.
  • FIG. 2a shows an inventive joint immediately after the head element 3.1 has been passed through the first opening 1.1.1.
  • the assembly group 2 is inclined against the assembly plate.
  • the locking element 2.1 rests with the spacer 2.1.2 on the surface of the mounting plate.
  • the arrangement of the wedge-shaped spacer 2.1.1 on the locking element brings about a more defined contact of the locking element on the mounting plate, and thus additionally facilitates mounting.
  • the assembly group For the further assembly of the assembly group on the assembly plate, the assembly group must be pushed in the direction of the arrow labeled A.
  • a force is exerted on the assembly group 2 in the direction denoted by B.
  • the locking element 2.1 experiences an elastic deformation in the direction designated by C.
  • FIG. 2b This final assembly position is shown in Fig. 2b.
  • the force to be applied to deform the locking element drops instantaneously. Because the force to be deformed to deform the locking hook 2.1 initially rises steadily and then drops immediately, the worker who carries out the assembly receives good feedback on the progress of the assembly and on reaching the assembly end position.
  • the latching hook 2.1 comes to lie essentially without play in the keyhole-shaped opening 1.1. This prevents the assembly group from moving from the end position without the assembly group having to be actively stopped on the assembly plate.
  • the distance a which the contact surface 3.1.1 of the head element 3.1 has in the initial state from the contact surface 2.2 of the assembly group, is expedient to the material thickness b of the carrier element or mounting plate in the region of the slot-shaped second opening and the maximum elevation z of the latching element above the plane the contact surface 2.2 of assembly group 2 coordinated.
  • the distance a must of course be greater than the material thickness b so that the head element with the mounting plate can be brought into the rear grip. In one embodiment of the invention, the distance a is still smaller than that
  • Elevation z of the locking element above the level of the contact surface. This also results in the requirement that the elevation z of the latching element in the relaxed, that is to say not deformed, state must be greater than the material thickness of the carrier element 1 in the fastening region, that is to say in the region of the slot-shaped second opening 1.1.2. This configuration ensures that the assembly group can no longer be displaced relative to the carrier element and that the assembly group can no longer be moved can even slip out of the keyhole-shaped opening. This means that the carrier element with the assembly group arranged thereon can be guided to a next station on a production line without further measures, or a worker can grasp a tool necessary for tightening the screw connection without the assembly group on
  • the assembly group is finally attached to the carrier element 1 by tightening the screw means 3.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the invention, in which the screw means are passed through a through hole of the assembly group, and on the side facing away from the carrier element have a second threaded drive 3.3, with which the screw connection can be tightened from the side facing away from the carrier element , It is advantageous in this embodiment if the screw means provide a suitable anti-rotation device in order to prevent the threaded shaft 3.2 from rotating relative to the assembly group and / or to the carrier element 1.
  • the threaded shaft 3.2 can, for example, be made in one piece with the head element 3.1, and have a polygonal area on the leadthrough through the assembly group, which prevents the threaded shaft from rotating in the assembly group, but allows an axial movement for tightening the screw connection.
  • the second screw drive 3.3 is made in one piece with the threaded shaft, and the head element 3.1 is a screwed-on nut. In this case, it is advantageous to provide a means which prevents the head element 3.1 from rotating when the screw connection is tightened by means of the second threaded drive 3.3.
  • FIG. 5 again shows a view of an assembly, for example a sensor, which is arranged in the mounting end position on the carrier element 1, from the viewing direction designated III in FIG. 2b.
  • the head element 3.1 has been omitted in this illustration in order to make it easier to see further details.
  • the threaded shaft 3.2 is in an end position in the slot-shaped second opening 1.1.2, and the locking element 2.1 is in engagement with the keyhole-shaped opening 1.1.
  • the latching hook 2.1 only engages the keyhole-shaped opening 1.1 with corner regions.
  • the lateral fixation of the locking hook against rotation about the axis of the screw means is comparatively weak.
  • the first opening 1.1.1 of the keyhole-shaped opening 1.1 is therefore flattened opposite the slot-shaped second opening.
  • the latching hook comes to lie more defined in the keyhole-shaped opening or assembly opening in the installed position, and establishes line contact with the carrier element 1.
  • the clear dimension s of the keyhole-shaped opening corresponds to a good approximation to the installation dimension c of the assembly group, measured from the end of the locking element facing away from the screw means to the opposite outer edge of the threaded shaft.
  • FIG. 7 An embodiment of the keyhole-shaped opening 1.1 which is further improved with regard to the protection against rotation of the assembly group and the position fixing is shown in FIG. 7.
  • a third opening 1.1.3 is arranged opposite the slot-shaped second opening 1.1.2 at the first opening 1.1.1.
  • the width d of the third opening is matched to the width j of the latching hook, and the inside width s of the keyhole-shaped opening is matched to the installation dimension c such that the latching element is in the assembly end position, in which the threaded shaft lies against the end of the slot-shaped second opening comes to rest essentially free of play in the third opening.
  • the width d of the third opening 1.1.3 is different from the width of the slot-shaped second opening.
  • the diameter of the threaded shaft of an associated assembly group and the width of the slot-shaped second opening and the width of the latching element and the third opening are, as shown above, coordinated with one another in such a way that the threaded shaft in the second opening and the latching element in the third opening essentially comes to lie free of play. This prevents incorrect installation in which the threaded shaft of the assembly group is inserted into the third opening and / or the latching element is inserted into the slot-shaped second opening.
  • FIG. 8 A further development is shown in FIG. 8.
  • the transition area from the first opening 1.1.1 to the slit-shaped second opening 1.1.2 is chamfered.
  • the position and arrangement of the chamfers 1.1.4 make it easier for the worker to insert the threaded shaft into the slot-shaped second opening.
  • the arrangement of a chamfer is not limited to being used only in connection with the third opening.
  • the latching element On the side facing away from the assembly group and in the longitudinal extension in a region facing the screw means, the latching element has a latch which acts as a guide means and extends across the entire width of the latching element, or a prism 2.1.3.
  • a prism 2.1.3 instead of the bolt or prism, two pins arranged on each side of the locking element can also perform this function as a guide means.
  • the height I of the prism is 2.1.3 is greater than the dimension k by which the locking element can be deformed toward the assembly group.
  • the width of the bolt is larger than the diameter of the threaded shaft, and larger than the width of the slit-shaped second opening of the keyhole-shaped opening of an associated carrier element.
  • the distance a from the contact surface 3.1.1 of the head element to the contact surface 2.2 is Dimension the assembly group so small that the head element can only be brought into engagement with the carrier element if the guide means engage in the assembly opening.
  • the screw spacing a is then smaller than the height I of the guide means. It is only possible to thread the head element 3.1 of the screw means 3 of the assembly group 2 into the keyhole-shaped opening of the carrier element in a clearly defined position. The risk of incorrect assembly of the assembly group on the support element is thus further minimized.
  • the assembly of an assembly group on a carrier element is greatly simplified by means of the invention. After inserting the threaded shaft into the slot-shaped second opening of the carrier element and engaging the latching hook, the assembly group is held in a defined position on the carrier element. This is particularly efficient if the geometry of the assembly group and the assembly opening are coordinated with one another in such a way that the locking element in the installation end position lies in the opening without play. A displacement of the assembly or the sensor housing, airbag sensor and the like in the longitudinal axis of the keyhole-shaped opening is prevented. Rotation of the assembly group around the axis of the fastening screw, or more generally of the screw means, is also avoided.
  • the carrier element with the assembly group can be transported to another work station on a production line without further fixation.
  • This simplification of the assembly process speeds up the assembly process and eliminates a number of possible sources of error. On the one hand, this makes production more cost-effective, and on the other, it improves quality. Due to special designs of the fastening opening of the support element and the assembly group, incorrect assembly of the assembly group on the Carrier element prevented or at least clearly visible, which is also to be positively assessed in terms of quality assurance.

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Abstract

Ein Fügeverband umfasst ein Trägerelement (1) und eine Montagegruppe mit einer zu montierenden Baugruppe (2). In dem Trägerelement ist eine Montageöffnung (1.1) angeordnet, welche eine erste Öffnung (1.1.1) und eine schlitzförmige zweite Öffnung (1.1.2) umfasst. Die erste Öffnung ist so bemessen, dass ein Kopfelement (3.1) einer Schraube (3) eingefädelt werden kann. Die Breite der zweiten Öffnung (1.1.2) ist so bemessen, dass der Gewindeschaft (3.2) der Schraube eingeführt werden kann, wobei das Kopfelement in Hintergriff mit dem Trägerelement kommt. Ein Rastelement (2.1) kommt bei vollständig eingeschobenem Gewindeschaft bevorzugt spielfrei in der Montageöffnung zu liegen. Zur Montage wird das Kopfelement (3.1) durch die erste Öffnung (1.1.1) hindurchgeführt und eine Kraft (B) auf die Montagegruppe ausgeübt. Das Rastelement (2.1) verformt sich elastisch. Die Baugruppe (2) wird in Montagerichtung (A) geschoben, wobei der Gewindeschaft in die zweite Öffnung eingeschoben wird. Beim Erreichen der Endlage rastet das Rastelement für den Arbeiter spürbar in der Montageöffnung ein, und fixiert die Montagegruppe bis zum Endgültigen Festschrauben der Schraube.

Description

FÜGEVERBAND, SOWIE MONTAGEGRUPPE UND TRÄGERELEMENT FÜR DEN FÜGEVERBAND UND VERFAHREN
Die Erfindung betrifft einen Fügeverband gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In zahlreichen Bereichen der industriellen Fertigung ist es erforderlich, Komponenten an Trägerelementen zu befestigen. Zu nennen wäre beispielsweise die Montage von Handgriffen, von hydraulischen und/oder pneumatischen Einheiten, Servoantrieben, Schalteinheiten, von elektrischen und/oder hydraulischen und/oder pneumatischen Verteilern, Haltern für Leitungen, von elektronischen Schalt- und/oder Steuergeräten, Sensoren, und einer Vielzahl weiterer Komponenten und Baugruppen. Gefordert ist hierbei im Sinne der Qualitätssicherung und der zuverlässigen Funktion eine sichere, reproduzierbare Befestigung der Komponenten auf dem Trägerelement. Bei einer Anzahl von Anwendungen müssen auch vergleichsweise geringe Positions- und Lagetoleranzen der im Endzustand montierten Komponenten auf dem Trägerelement eingehalten werden. Aufprallsensoren für Insassenschutzsysteme im Kraftfahrzeugbereich beispielsweise müssen hinsichtlich Position und Lage exakt angeordnet und befestigt werden. Aufgrund der grossen Anzahl zu befestigender Komponenten zeitigen bereits geringe Vereinfachungen nennenswerte Kosteneinsparungen und schalten potenzielle Fehlerquellen bei der Montage aus.
Aus der DE 198 42 591 ist ein Verfahren zur Befestigung einer Baugruppe bekannt geworden, die mit einer zugeordneten Öffnung und einer Sicherungskappe und vormontierten Befestigungsschrauben auf einem Träger montiert wird.
Die DE 198 42 592 offenbart ein Verfahren zur Montage einer Baugruppe sowie eine hierzu geeignete Vorrichtung, bei der ein Trägerelement ein schlüssellochförmiges Langloch aufweist, wobei eine Montagegruppe, welche die zu befestigende Baugruppe umfasst, mit einem beabstandeten Schraubenkopf zunächst im erweiterten Bereich der Öffnung eingeführt und dann im engen Bereich des schlüssellochförmigen Langlochs befestigt wird. Die Montagegruppe wird durch einen Positionierstift in der Endposition des
Langlochs ausgerichtet. Dabei muss die Montagegruppe an die Anlagefläche des Trägerelements angehalten werden, um ein Herausrutschen des Positionierstifts und des Schaufelkopfes zu verhindern, solange, bis die Montagegruppe durch Festschrauben endgültig fixiert ist.
Anderweitig werden Bauteile durch Anschrauben von Hand vorfixiert und in einem weiteren Schritt endgültig befestigt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Fügeverband der eingangs genannten Art anzugeben, umfassend eine Montagegruppe und ein Trägerelement, welcher einen geringen Fertigungsaufwand erfordert, und der insbesondere einen zeitaufwendige oder umständliche Montageprozess vermeidet sowie eine inhärent sichere Positionierung der Montagegruppe auf dem Trägerelement mittels eines prozesssicheren Verfahrens ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit dem Fügeverband mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemässe Fügeverband umfasst ein Trägerelement und eine Montagegruppe, welche an einer Montageebene fügbar sind. Das Trägerelement weist an der Montageebene wenigstens einen als Anlagefläche ausgebildeten Bereich auf, an welchem innerhalb des Trägerelements eine schlüsseliochförmige Öffnung, auch als Montageoffnung bezeichnet, angeordnet ist. Die schlüsseliochförmige Öffnung umfasst eine vorzugsweise kreisförmige erste Öffnung sowie eine sich daran anschliessende schlitzförmige zweite Öffnung. Die erste Öffnung stellt den Einführbereich dar. Die zweite Öffnung stellt den Befestigungsbereich dar. Unter einer schlüssellochförmigen Öffnung ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung allgemein eine Öffnungsgeometrie zu verstehen, welche wenigstens eine erste Öffnung und eine sich daran anschliessende schlitzförmige zweite Öffnung umfasst, wobei die erste Öffnung geeignet ist, als Durchführbereich ein Kopfelement eines Schraubenmittels hindurchzuführen, und die schlitzförmige zweite Öffnung als Befestigungsbereich geeignet ist, den Gewindeschaft des Schraubenmittels in die schlitzförmige zweite Öffnung einzuführen, derart, dass das Kopfelement die Komponente, in welcher schlüsseliochförmige Öffnung eingebracht ist, im Bereich der schlüssellochförmigen zweiten Öffnung hintergreift. Die erste Öffnung kann besonders einfach gefertigt werden, wenn sie kreisförmig ist. Dabei ist die erste Öffnung in einer Ausführungsform der Erfindung der schlitzförmigen zweiten Öffnung gegenüberliegend abgeflacht ausgeführt. Die Montagegruppe weist eine Anlagefläche sowie aus der Anlagefläche herausragende Schraubenmittel auf. Die Schraubenmittel umfassen einen
Gewindeschaft und ein Kopfelement. Das Kopfelement kann dabei unmittelbar ein Schraubenkopf sein, welcher einstückig mit dem Gewindeschaft ausgeführt ist. Ebenso kann das Kopfmittel eine Mutter oder ein anderes Innengewindemittel sein, welches auf den Gewindeschaft aufgeschraubt ist, und welches in der Lage ist, beim Festziehen der Schraubenmittel eine Anpresskraft auf ein darunterliegendes Gegenstück auszuüben. Der Gewindeschaft muss keineswegs auf der gesamten Länge mit einem Gewinde versehen sein, sondern kann ohne weiteres auch mit einer bereichsweise glatten Oberfläche ausgeführt sein. Die Schraubenmittel, die erste Öffnung, und die schlitzförmige zweite Öffnung sind so aufeinander abgestimmt, dass das Kopfelement durch die erste Öffnung der schlüssellochförmigen Öffnung hindurchführbar ist, der Gewindeschaft in die schlitzförmige zweite Öffnung einführbar ist, und das Kopfelement bei in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeführtem Gewindeschaft die Trägerbaugruppe im Bereich der schlitzförmigen zweiten Öffnung hintergreift. Die Montagegruppe weist ein über die Anlagefläche der Montagegruppe beziehungsweise über die Ebene der Anlagefläche erhabenes Rastelement auf. „Darüber erhaben" darf hier nicht im strengen geodätischen Sinne verwendet werden, sondern in einem weiter gefassten Sinne als geometrische Definition. Das Rastelement weist eine Längserstreckung auf, und weist mit der Längserstreckung radial von den Schraubenmitteln weg. Dabei ist das Rastelement, beispielsweise ein hakenförmiges Element oder ein Rasthaken, derart dimensioniert, dass es bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeführtem Gewindeschaft der Schraubenmittel in die schlüsseliochförmige Öffnung eingreift. In einer Ausführungsform der Montagegruppe ist das Rastelement so dimensioniert, dass es nur bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeführtem Gewindeschaft und bei in der richtigen Lage zum Trägerelement angeordneter Montagegruppe im wesentlichen spielfrei in die schlüsseliochförmige Öffnung eingreift. Die Montagegruppe ist dabei so positioniert, dass der Längsverlauf der schlitzförmigen zweiten Öffnung und die Längserstreckung des Rastelements in einer Flucht liegen. Die Grosse des Rastelements ist so bemessen, dass bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeführtem Gewindeschaft das Rastelement im wesentlichen spielfrei in der schlüssellochförmigen Öffnung zu liegen kommt. Dadurch, dass das Mass von der Aussenkante des Rastelement zur gegenüberliegenden Aussenkante des Gewindeschafts und die Geometrie der schlüssellochförmigen Öffnung geeignet aufeinander abgestimmt sind, wird sichergestellt, dass das Rastelement nur mit engen Toleranzen um eine Soll-Einbaulage der Montagegruppe auf dem Trägerelement in der schlüssellochförmigen Öffnung eingreifen kann. Wenn das Rastelement so ausgebildet ist, dass dessen Aussenkante einen geradlinigen Verlauf aufweist, wird diese Fixierung unterstützt, wenn die schlüsseliochförmige Öffnung an einer der schlitzförmigen zweiten Öffnung gegenüberliegenden Position abgeflacht ist.
Wie bereits angedeutet, umfasst eine Montagegruppe für einen erfindungsgemässen Fügeverband eine zu montierende Baugruppe, beispielsweise einen Sensor, sowie eine Anlagefläche, welche mit einer Gegenanlagefläche des Trägerelementes in Verbindung zu bringen ist, aus der Anlagefläche herausragende Schraubenmittel mit einem Gewindeschaft, sowie ein über die Ebene der Anlagefläche erhabenes Rastelement, welches in einer Längserstreckung radial von dem Gewindeschaft wegweisend orientiert ist. Das Rastelement weist eine Befestigungsseite auf, an dem es mit der Montagegruppe verbunden ist. In einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Montagegruppe ist die Befestigungsseite des
Rastelementes die dem Gewindeschaft zugewandte Seite. Weiterhin weist das Rastelement in einer Ausgestaltung der Montagegruppe an der in der Längserstreckung der Befestigungsseite gegenüberliegenden Aussenkante eine freie Seite auf. Mit einer solchen Ausführungsform lässt sich das Rastelement besonders einfach so ausführen, dass es senkrecht zur Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe elastisch beweglich ist, und beim Erreichen der Endlage der Montagegruppe auf dem Trägerelement durch eine elastische Kraft in der schlüssellochförmigen Öffnung einzugreifen vermag. Beispielsweise ist das Rastelement in einer speziellen Ausgestaltung ein parallel zur Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe orientiertes Plättchen. Dieses ist beispielsweise mit seiner Befestigungsseite an der Montagegruppe befestigt, und ist von der Montagegruppe beabstandet, derart, dass das Plättchen durch elastische Biegung senkrecht zur Anlagefläche der Montagegruppe verformbar ist. In einer Ausgestaltung ist das Plättchen mit einem in einer Seitenansicht zur Ebene der Anlagefläche gebogenen Bereich ausgestaltet, welcher das
Plättchen mit der Montagegruppe verbindet und aufgrund seiner geometrischen Ausgestaltung gut zur Aufnahme der elastischen Verformung und zum Aufbringen der elastischen Spannkraft geeignet ist.
In einer Ausgestaltung einer Baugruppe für einen erfindungsgemässen Fügeverband ist die Breite des Rastelements von der der schlitzförmigen zweiten Öffnung des Trägerelements verschieden, und insbesondere ist die Breite des Rastelements grösser als die der schlitzförmigen zweiten Öffnung. Unter der Breite des Rastelements ist dabei dessen Erstreckung im Wesentlichen parallel zur Anlagefläche und quer zur Längserstreckung, das heisst auch der Verschieberichtung beim Einbau in der Einbau-Sollage, zu verstehen. Unter der Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung ist die Erstreckung quer zur Einschubrichtung des Gewindeschaftes und im Wesentlichen parallel zur Montageebene zu verstehen. In spezifischen Ausgestaltungen ist das Rastelement um mehr als 10%, beispielsweise wenigstens 20% oder wenigstens 25%, breiter als die schlitzförmige zweite Öffnung des Trägerelements.
In einer Weiterbildung der Montagegruppe weist das Rastelement in der dem Gewindeschaft zugewandten Hälfte seiner Längserstreckung und inbesondere an dem dem Gewindeschaft zugewandten Drittel, Führungsmittel auf, welche von dem Rastelement erhaben sind und von der Ebene der Anlagefläche wegweisen, und deren Gesamtbreite wenigstens der Breite des Rastelements entspricht. Die Führungsmittel umfassen beispielsweise zwei Zapfen, die auf je einer Seite des Rastelements angeordnet sind, oder einen über die gesamte Breite des Rastelements verlaufenden Riegel beziehungsweise ein Prisma. Diese Ausführungsform gibt während des Montagevorgangs dem Arbeiter eine besonders gute Rückmeldung für eine korrekte Montage. Nur bei korrekt orientierter Montagelage der Montagegruppe greifen die Führungsmittel frühzeitig in die Montageöffnung ein, was der Monteur besonders bei einem elastisch verformbaren Rastelement deutlich über die Veränderung der Handkraft wahrnimmt. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung und insbesondere einem entsprechend auf die Geometrie von Trägerelement,
Montagegruppe und Abstandshalter abgestimmtem Spiel der Schraubenmittel zwischen dem Schraubenkopf und der Anlagefläche der Montagegruppe kann verhindert werden, dass das Kopfelement mit dem Befestigungsbereich in den Hintergriff gebracht werden kann, ohne dass das Führungsmittel in die Montageoffnung eingreift. Damit wird jede unzulässig grosse Lage- und/oder Positionstoleranz der Montagegruppe auf dem Trägerelement verhindert oder wenigstens schnell und eindeutig erkennbar.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Baugruppe der Montagegruppe mit dem Rastelement einstückig ausgeführt. Beispielsweise ist die zu montierende Baugruppe der Montagegruppe ein Kunststoffteil, zum Beispiel ein Sensorgehäuse für einen Airbagsensor oder andere Sensoren, und das Rastelement ist einstückig mit der Baugruppe aus dem Kunststoff ausgeformt und damit verbunden. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass das Rastlement auch auf andere Weise angeordnet und befestigt sein kann, beispielsweise als aufgelötetes oder punktgeschweisstes Blechteil an einem Blechgehäuse; dies hängt selbstverständlich auch vom Werkstoff und/oder dem Herstellverfahren für die zu montierende Baugruppe ab. Auch Klebeverfahren und dergleichen dem Fachmann ohne weiteres geläufige Verfahren sind prinzipiell ohne weiteres realisierbar. Eine einstückige Kunststoffausführung kann jedoch in der Massenfertigung nicht unerhebliche Vorteile bieten. Die einstückige Ausführung schliesst darüber hinaus neben dem Vorteil der kostengünstigen Fertigung weitere Fehlerquellen im Montageprozess aus, da Montageschritte eingespart werden.
Eine Kunststoffausführung der zu montierenden Baugruppe bietet die Möglichkeit, auch den Gewindeschaft als einstückig mit der Baugruppe verbundenen Stehbolzen beispielsweise im Kunststoffspritzguss herzustellen, auf den in einem späteren Stadium der Fertigung eine Kunststoff- oder Metallmutter als Kopfelement aufgeschraubt wird. In einer alternativ anzuwendenden Ausgestaltung ist der Gewindeschaft als Stehbolzen oder als Schraube in die zu montierende Baugruppe eingeschraubt. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist der Gewindeschaft durch eine Durchgangsbohrung der Baugruppe hindurchgeführt und dort mit einem weiteren Gewindeantrieb, beispielsweise einem zweiten Kopfelement, auf der dem Kopfelement gegenüberliegenden Seite des Gewindeschafts und auf der der Anlagefläche abgewandten Seite der Baugruppe versehen. Dies hat den Vorteil, dass das Befestigen der Montagegruppe im Fügeverband durch Festziehen der Schraubenmittel bei eingeschränkter Zugänglichkeit von jeder Seite des Fügeverbandes, also von der Seite der Montagegruppe wie von der Seite des Trägerelementes, erfolgen kann. Dabei muss aber auf geeignete Weise sichergestellt werden, ass beim Festziehen der Schraubenmittel das jeweilige Gegengewindemittel nicht mitdreht, derart, dass ein Innengewindeelement eine Relativbewegung zu einem Aussengewindeelement ausführt.
Gemäss einem Aspekt der Erfindung umfasst die Erfindung eine Baugruppe für eine Montagegruppe, welche einstückig mit dem Rastelement und/oder dem Gewindeschaft ausgebildet ist. Sie umfasst weiterhin eine Baugruppe, welche ein Rastelement und eine Anlagefläche aufweist, und wobei im Bereich der Anlagefläche ein Gewinde zum Einschrauben des Gewindeschaftes oder eine Durchgangsöffnung zum Durchführen des Gewindeschaftes angeordnet ist. Dabei kann die Durchgangsöffnung durchaus auch einen anderen als runden Querschnitt aufweisen, wobei der Gewindeschaft wenigstens abschnittsweise einen im Wesentlichen identischen Querschnitt aufweist; auf diese Weise kann der Gewindeschaft bei Bedarf gegen Mitdrehen beim Anziehen der Schraubenverbindung gesichert werden.
Ein Trägerelement, auf dem in einem erfindungsgemässen Fügeverband die Montagegruppe befestigt wird, umfasst einen im Wesentlichen plattenförmigen Bereich, welcher auf einer ersten Seite eine Gegenanlagefläche für die Anlagefläche der Montagegruppe ausbildet. Der plattenförmige Bereich, in dem die schlüsseliochförmige Öffnung angeordnet ist, weist mit Vorteil im Bereich der Öffnung einen Bereich im Wesentlichen konstanter Materialdicke auf. Beispielsweise ist das Trägerelement in der Form eines Blechs ausgebildet. Weiterhin weist das Trägerelement eine schlüsseliochförmige Montageoffnung auf, mit einer ersten Öffnung und einer sich daran anschliessenden schlitzförmigen zweiten Öffnung. Die erste Öffnung ist so dimensioniert, dass das Kopfelement der Schraubenmittel der Montagegruppe durch die erste Öffnung hindurchführbar ist. In einer Ausgestaltung ist die erste Öffnung kreisförmig und weist allenfalls der schlitzförmigen zweiten Öffnung gegenüberliegend einen abgeflachten Bereich auf. Bei der Dimensionierung der ersten Öffnung ist zu beachten, dass eine allenfalls zusammen mit den Kopfmitteln in den Hintergriff mit dem Trägerelement zu bringende Unterlegscheibe oder dergleichen funktionell zu den Kopfmitteln zu zählen ist, und mit diesen durch die Öffnung hindurchgeführt werden muss. Die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung ist so bemessen, dass sie zur Aufnahme des Gewindeschaftes geeignet ist. Das dabei realisierte laterale Spiel des Gewindeschaftes in der schlitzförmigen zweiten Öffnung, oder anderes ausgedrückt, das Ubermass der Schlitzbreite gegenüber dem Durchmesser des Gewindeschaftes wird in Abhängigkeit von der zulässigen Lagetoleranzen der montierten Montagegruppe auf dem Trägerelement bemessen. Für geringe zulässige Lagetoleranzen wird die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung derart bemessen, dass der Gewindeschaft im Wesentlichen lateral spielfrei in der Öffnung zu liegen kommt. Der Montagevorgang wird jedoch erleichtert, wenn die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung gegenüber dem Durchmesser des Gewindeschaftes ein gewisses Ubermass aufweist. Bei geringeren Genauigkeitsanforderungen wird die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung in anderen Ausgestaltungen des Trägerelements so gewählt, dass sie gegenüber dem Durchmesser des Gewindeschaftes beispielsweise ein relatives Ubermass von rund 1 %, rund 5 %, rund 10 %, oder rund 15 % aufweist. Ein weiteres Kriterium für die Dimensionierung der Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung ist, dass seitlich von der schlitzförmigen zweiten Öffnung eine hinreichende Gegenfläche für eine Anlagefläche des Kopfelementes vorhanden ist. Das notwendige Mass, um eine hinreichende Gegenfläche für die Anlagefläche des Kopfelementes zu schaffen, erschliesst sich dem Fachmann Abhängigkeit von der Konfiguration und der'zu tragenden Last anhand von gängigen Tabellen und Festigkeitsberechnungen. Wie oben bereits angedeutet, zählen hierbei allenfalls angeordnete Unterlegscheiben und dergleichen funktionell zum Kopfelement. In einer Ausgestaltung des
Trägerelementes ist die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung kleiner als die Breite des Rastelementes. Eine weitere Erleichterung der Montage kann erreicht werden, wenn der Übergang von der ersten Öffnung zur schlitzförmigen zweiten Öffnung angefast ist, wobei die Fase beispielsweise einen Winkel von 30° und bevorzugt weniger mit der Längsrichtung der schlitzförmigen zweiten Öffnung aufweist. Wenn die schlitzförmige zweite Öffnung mit einem Radius abschliesst, derart, dass sie die Form eines Abschnittes eines ovalen Langloches aufweist, wird eine besser definierte Endlage des Gewindeschaftes erreicht. In einer Weiterbildung des Trägerelementes ist an der ersten Öffnung der schlitzförmigen zweiten Öffnung gegenüberliegend eine dritte Öffnung angeordnet, welche sich an der ersten Öffnung anschliesst. Dabei wird die dritte Öffnung bevorzugt so dimensioniert, dass sie bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeschobenem Gewindeschaft der Montagegruppe das Rastelement der Montagegruppe im wesentlichen spielfrei aufnimmt. Vorteilhaft werden bei dieser Ausführungsform die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung, die Breite der dritten Öffnung, der Durchmesser des Gewindeschaftes der Montagegruppe und die Breite des Rastelementes der Montagegruppe so unterschiedlich dimensioniert, dass der Gewindeschaft in die schlitzförmige zweite Öffnung einführbar ist, das Rastelement in die dritte Öffnung eingreifen kann, und entweder der Durchmesser des Gewindeschaftes grösser ist als die Breite der dritten Öffnung, derart, dass der Gewindeschaft nicht in die dritte Öffnung einführbar ist, oder, dass die Breite des Rastelementes grösser ist als die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung, derart, dass das Rastelement nicht in die schlitzförmige zweite Öffnung eingreifen kann. Beide Ausführungsformen verhindern eine Montage der Montagegruppe auf dem Trägerelement in einer um 180° gegenüber der Soll-Einbaulage verdrehten Lage.
Der erfindungsgemässe Fügeverband eignet sich insbesondere zur Anordnung von Montagegruppen an Kraftfahrzeugen. Die Erfindung umfasst daher auch ein Kraftfahrzeug, umfassend ein vorstehend beschriebenes Trägerelement, sowie ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Trägerelement mit einer Montagegruppe gemäss einem der vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst auch eine Kraftfahrzeugkarosserie, in welche in Trägerelement gemäss der Erfindung integriert ist.
Zur Montage einer erfindungsgemässen Montagegruppe auf einem erfindungsgemässen Trägerelement wird zunächst das Kopfelement der Montagegruppe durch die erste Öffnung des Trägerelemente hindurchgeführt. Das Kopfelement muss dabei so weit durch die erste Öffnung des Trägerelemente durchgeführt werden, dass die Anlagefläche des Kopfelementes mit dem Trägerelement in Hintergriff gebracht werden kann. In einer Ausführungsform des Montageverfahrens wird dabei das Rastelement auf dem Trägerelement aufgelegt und durch Druck auf die Montagegruppe elastisch verformt. Gegebenenfalls wird die Montagegruppe zur Durchführung des Kopfelementes schräg gegen das Trägerelement angestellt, derart, dass die Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe einen Winkel mit der Gegenanlagefläche des Trägerelementes aufweist, die Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe also am Beginn des Montagevorgangs nicht parallel zur Ebene der Gegenanlagefläche liegt. In einem nächsten Schritt wird der Gewindeschaft der Montagegruppe in die schlitzförmige zweite Öffnung des Trägerelementes eingeschoben. Wenn der Gewindeschaft der Montagegruppe vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung des Trägerelementes eingeschoben ist, kommt das Rastelement der Montagegruppe je nach Ausführung des Trägerelementes entweder mit der ersten Öffnung des Trägerelementes oder mit der dritten Öffnung des Trägerelementes in Eingriff. Durch das Einrasten des Rastelementes in der schlüssellochförmigen Öffnung des Trägerelementes erhält ein Arbeiter, der die Montage der Montagegruppe auf dem Trägerelement ausführt, eine Rückmeldung darüber, dass die
Montagegruppe ihre Soll-Endlage auf dem Trägerelement erreicht hat. Die Montagegruppe ist dann dadurch, dass das Kopfelement das Trägerelement hintergreift, und gleichzeitig durch das Eingreifen des Rastelementes in der schlüssellochförmigen Öffnung in einer definierten Lage auf dem Trägerelement fixiert, ohne dass es noch zusätzlich angehalten werden müsste, und wird durch Festziehen der Schraubenmittel befestigt .Dies ermöglicht die Montage mit einer Hand. Wie oben bereits beschrieben, wird durch die Abstimmung der Geometrie der schlüssellochförmigen Öffnung, des Gewindeschaftes und des Rastelementes sichergestellt, dass das Rastelement nur dann in die schlüsseliochförmige Öffnung eingreifen kann, wenn die Montagegruppe in einer Sollposition auf dem Trägerelement aufliegt. Wenn beispielsweise die Breite des Rastelementes grösser ist als die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung, wird vermieden, dass das Rastelement bei einem Verdrehen der Montagegruppe um 180° in die schlitzförmige zweite Öffnung eingreifen kann. Die Einhaltung der zulässigen Lagetoleranzen wird, wie oben bereits beschrieben, durch die Spiele einerseits des Gewindeschaftes in der schlitzförmigen zweiten Öffnung und des Rastelementes in der ersten Öffnung oder in der dritten Öffnung sichergestellt. Wenn die Masse dieser Elemente so bemessen sind, dass der Gewindeschaft in der schlitzförmigen zweiten Öffnung mit einem grossen lateralen Spiel zu liegen kommt, und/oder das Rastelement in der schlitzförmigen zweiten Öffnung mit einem grossen lateralen Spiel zu liegen kommt, wird zwar die Montage erleichtert, jedoch resultieren grössere Lagetoleranzen der Montagegruppe auf dem Trägerelement. Wenn die Masse dieser Elemente hingegen so aufeinander abgestimmt sind, dass der Gewindeschaft im Wesentlichen lateral spielfrei in der schlitzförmigen zweiten Öffnung zu liegen kommt, und das Rastelement im wesentlichen spielfrei in der ersten Öffnung zu liegen kommt, beziehungsweise die Breite der dritten
Öffnung und die Breite des Rastelementes derart aufeinender abgestimmt sind, dass das Rastelement im wesentlichen spielfrei in der dritten Öffnung zu liegen kommt, ergeben sich sehr enge Lagetoleranzen der Montagegruppe auf dem Trägerelement.
In einer Variante des Montageverfahrens wird vor dem Durchführen des Kopfelementes durch die erste Öffnung der Abstand der Anlagefläche des Kopfelementes zur Anlagefläche der Montagegruppe so eingestellt, dass dieser Abstand grösser ist als die Materialdicke des Trägerelementes in dem Bereich, in dem die schlitzförmige zweite Öffnung angeordnet ist, und, dass der Abstand der Anlagefläche des Kopfelementes zur Anlagefläche der Montagegruppe im Wesentlichen nicht grösser ist als die Materialdicke des Trägerelementes in dem Bereich, in dem die schlitzförmige zweite Öffnung angeordnet ist, zuzüglich des Masses, um das sich das Rastelement über die Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe erhebt. Wenn das Rastelement der Montagegruppe so ausgeführt ist, dass es zur Montagegruppe hin elastisch verformbar ist, wird der Abstand zwischen der Anlagefläche des Kopfelementes und der Anlagefläche der Montagegruppe mit Vorteil so abgestimmt, dass beim Ansetzen der Montagegruppe auf dem Trägerelement das Rastelement unter Aufbringung einer Kraft verformt werden muss, um das Kopfelement durch die erste Öffnung hindurchzuführen und es mit dem Trägerelement in Hintergriff zu bringen. Je stärker die hierbei aufzubringende Kraft des, umso eindeutiger wird die Rückmeldung, die der montierende Arbeiter erhält, wenn die Montagegruppe die Montageendlage erreicht und das Rastelement in die Öffnung eingreift. Es ist bei der Ausführung der Erfindung in jedem Falle vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen der Anlagefläche des Schraubenkopfes und der Anlagefläche der Montagegruppe vorgängig der Montage auf einen auf die Geometrie von Montagegruppe und Trägerelement entsprechend angepassten festgelegten Schraubenabstand eingestellt wird, derart, dass das Kopfelement mit geringem Spiel in Hintergriff mit dem Trägerelement zu bringen ist. Eine Anpassung auf ein geringes Spiel erleichtert den nachfolgenden Montageschritt, bei dem durch Anziehen der Schraubenmittel die Anlagefläche des Kopfelementes mit einer Anpresskraft mit der Gegenfläche des Trägerelementes in Kontakt gebracht wird.
Aufgrund der vorteilhaften Wirkungen gehört auch die Montagegruppe mit der Geometrie angepasstem Abstand der Anlagefläche des Kopfelementes von der Anlagefläche der Montagegruppe, das heisst einem festgelegten Schraubenabstand, zum Umfang der Erfindung.
Das beschriebene Verfahren findet beispielsweise zur Montage einer Montagegruppe, insbesondere eines Sensors, an einem Kraftfahrzeug Verwendung. Es ist jedoch selbstverständlich, dass auch andere Montagegruppen, welche zum Beispiel Servoaggregate, Steuergeräte, Kabelträger, Pneumatik- und/oder Hydraulikelemente und dergleichen umfassen, im Rahmen der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung inbegriffen sind. Ebenso ergibt sich zwanglos, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch zur Montage an anderen Grundstrukturen als einem Kraftfahrzeug verwendbar ist. Für den Fachmann eröffnet sich vollkommen zwanglos, dass die oben aufgeführten Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung untereinander kombiniert werden können.
Mittels der Erfindung kann mit nur einer Schraube die gesamte Baugruppe einfach und richtungsgenau montiert werden und ist nach dem Einführen der Schraubenmittel und dem Einrasten des Rastelements bereits vor dem Anschrauben fixiert, so, dass zum Aufgreifen eines Schraubwerkzeugs oder zum Transport an eine nächste Arbeitsstation einer Fertigungsstrasse die Baugruppe oder Montagegruppe losgelassen werden kann.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 ein erstes Beispiel für ein Trägerelement und eine Montagegruppe für einen erfindungsgemässen Fügeverband;
Fig. 2 verdeutlicht den Vorgang der Montage der Montagegruppe auf dem Trägerelement;
Fig. 3 eine erste Ansicht eines montierten Fügeverbandes;
Fig. 4 eine zweite Ansicht eines montierten Fügeverbandes;
Fig. 5 eine dritte Ansicht eines montierten Fügeverbandes; Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung der Montageöffnung eines Trägerelementes gemäss der Erfindung;
Fig. 7 eine Weiterbildung der Montageöffnung eines Trägerelementes gemäss der Erfindung;
Fig. 8 eine Weiterbildung der Montageöffnung eines Trägerelementes gemäss der Erfindung;
Fig. 9 eine weitere Ausgestaltung einer Montagegruppe gemäss der Erfindung.
Für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar wesentliche Details sind in der Zeichnung weggelassen worden. Die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels und die Zeichnung dienen dem besseren Verständnis der Erfindung, und sollen nicht zur Einschränkung der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung herangezogen werden.
In der Fig. 1 sind ein Trägerelement und eine Montagegruppe für einen Fügeverband gemäss der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 a und 1 b zeigen ein als Montageblech ausgeführtes Trägerelement 1 , wobei dieses in der Fig. 1a in der Draufsicht und in der Fig. 1 b in einem Schnitt entlang der in Fig. 1a mit 1 b- 1 b gekennzeichneten Linie dargestellt ist. In dem Befestigungsblech oder Montageblech mit der Blechdicke b ist eine schlüsseliochförmige Montageöffnung 1.1 angeordnet. Die schlüsseliochförmige Öffnung 1.1 umfasst eine erste Öffnung 1.1.1 sowie eine schlitzförmige zweite Öffnung 1.1.2. Die erste Öffnung ist kreisförmig mit einem Durchmesser e ausgeführt. Die kreisförmige Geometrie ist dabei aber nicht zwingend; hingegen müssen die Abmessungen wie unten dargestellt auf die Geometrie eines Kopfelementes einer zu montierenden Montagegruppe abgestimmt sein. Die schlitzförmige zweite Öffnung, welche den Befestigungsbereich darstellt, ist als Langloch mit einer Breite f ausgebildet und schliesst mit einer Ausrundung mit einem Radius r ab. Der Radius r entspricht dabei der Hälfte der Breite f. In ihrer Längserstreckung weist die schlitzförmige zweite Öffnung eine Länge t auf, welche auf die Anwendung bezogen frei wählbar ist. Die gesamte Längserstreckung der schlüssellochförmigen Öffnung ist als lichtes Mass der Öffnung mit s bezeichnet. Die dargestellte schlüsseliochförmige Öffnung kann beispielsweise durch Stanzen hergestellt worden seien. Andererseits kann die erste Öffnung gestanzt oder gebohrt sein, während die schlitzförmige zweite Öffnung danach mit einem Fingerfräser hergestellt ist. Das beispielhaft dargestellte Trägerelement ist gesamthaft plattenförmig ausgebildet, derart, dass die gesamte Oberfläche des Montagebleches 1 eine Gegenanlagefläche 1.3 für eine Anlagefläche einer Montagegruppe darstellt. In der Fig. 1c und 1d ist eine Montagegruppe mit einer Baugruppe 2, beispielsweise einem Sensor in einem Gehäuse, zur Montage auf dem in der Fig. 1a und 1b dargestellten Montageblech dargestellt. Die Montagegruppe weist eine Anlagefläche 2.2 auf, welche im Montagezustand mit der Gegenanlagefläche 1.3 des Trägerelementes 1 in Kontakt ist. Die Montagegruppe weist darüber hinaus Schraubenmittel 3 auf, welche einen Gewindeschaft 3.2 und ein Kopfelement 3.1 umfassen. Das Kopfelement kann dabei, wie dargestellt, ein fester Schraubenkopf sein; ebenso kann das Kopfelement auch ein auf einen als Gewindeschaft dienenden Stehbolzen aufgeschraubte Mutter sein. Das Kopfelement weist ebenfalls eine Anlagefläche 3.1.1 auf, welche im montierten Zustand mit dem Trägerelement in Kontakt steht. Die schlüsseliochförmige Öffnung des Montageblechs und die Schraübenmittel sind derart aufeinander abgestimmt, dass das Kopfelement durch die erste Öffnung der schlüssellochförmigen Öffnung durchführbar ist, das heisst, der Durchmesser g des Kopfelementes ist kleiner als der Durchmesser e der ersten Öffnung der schlüssellochförmigen Öffnung 1.1 im Montageblech 1. Die erste Öffnung stellt insofern den Einführbereich der schlüssellochförmigen Öffnung dar. Der Gewindeschaft 3.2 ist in die schlitzförmige zweite Öffnung 1.1.2 im Montageblech einführbar. Das heisst, der Durchmesser h des Gewindeschaftes ist kleiner als die Breite f der schlitzförmigen zweiten Öffnung; in einer
Ausgestaltung sind der Durchmesser h des Gewindeschaftes 3.2 und die Breite f der schlitzförmigen zweiten Öffnung 1.1.2 derart aufeinander abgestimmt, dass der Gewindeschaft in lateraler Richtung im wesentlichen spielfrei von der schlitzförmigen zweiten Öffnung aufgenommen wird. Weiterhin sind die Geometrie der schlüssellochförmigen Öffnung und der Schraubenmittel derart aufeinander abgestimmt, dass das Kopfelement bei eingeführtem Gewindeschaft das Montageblech im Bereich der schlitzförmigen zweiten
Lösung hintergreift. Das heisst, ein Abstand a zwischen der Anlagefläche 3.1.1 des Kopfelementes und der Anlagefläche 2.2 der Montagegruppe ist grösser als die Materialdicke b des Montagebleches. Bevorzugt wird die Montagegruppe mit einem definiert voreingestellten Abstand a zwischen der Anlagefläche des Kopfelementes und der Anlagefläche der Montagegruppe angeliefert, der auf die Geometrie der Montagegruppe und die Materialdicke b des Trägerelementes im Befestigungsbereich, vorliegend also die Blechdicke b des Montagebleches abgestimmt ist. An der Montagegruppe ist weiterhin ein über die Anlagefläche der Montagegruppe erhabenes Rastelement 2.1 angeordnet, welches in einer Längserstreckung radial von den Schraubenmitteln wegweist. Die Erhebung des Rastelementes über die Ebene der Anlagefläche 2.2 der Montagegruppe ist mit z bezeichnet. Dabei ist "Erhebung über" nicht im geodätischen Sinne zu verstehen; die hier gebrauchte Bedeutung in einem geometrischen, weiteren Sinne erschliesst sich dem Fachmann in Anbetracht der Darstellung in Fig. 1d vollkommen zwanglos. Die Breite des Rastelementes ist mit j bezeichnet. Wenn diese grösser ist als die Breite f der schlitzförmigen zweiten Öffnung 1.1.2 ist ein Fehlverbau der Montagegruppe um 180° praktisch ausgeschlossen oder wenigstens leicht feststellbar, weil das Rastelement 2.1 dann nicht in die Montageöffnung 1.1 eingreifen kann. Die Montagegruppe ist mit dem Rastelement einstückig ausgeführt; beispielsweise handelt es sich um ein Gehäuse für einen Sensor, welcher im Kunststoff-Spritzguss einstückig mit dem Rastelement hergestellt wurde. Das Rastelement ist als Rasthaken mit einem parallel zur Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe orientierten Plättchen und einem an der Befestigungsseite des Rastelementes angeordneten in der Seitenansicht gebogenen Befestigungsbereich 2.1.2 ausgeführt. Durch diese Ausführungsform des Rasthakens 2.1 ist dieser senkrecht zur Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe elastisch beweglich. Dabei ist insbesondere der gebogene Befestigungsbereich besonders gut zur Aufnahme der elastischen Verformung geeignet. An der der Befestigungsseite gegenüberliegenden und vom Gewindeschaft abgewandten freien Aussenkante des Rastelementes ist auf dem Plättchen von der Baugruppe abgewandt ein Abstandshalter 2.1.1 angeordnet, der die Montage weiter vereinfacht. Der Abstand c zwischen der Aussenkante des Rastelementes und der gegenüberliegenden Aussenkante des Gewindeschaftes, nachfolgend auch als Einbaumass referiert, und die Geometrie der schlüssellochförmigen Öffnung sind derart aufeinander angepasst, dass das Rastelementes 2.1 bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung des Montagebleches eingeschobenem Gewindeschaft in der Öffnung 1.1 des Montagebleches eingreift und dort bevorzugt im wesentlichen spielfrei zu liegen kommt.
Fig. 2 illustriert die Montage der Montagegruppe 2 auf dem Montageblech 1. Fig. 2a zeigt einen erfindungsgemässen Fügeverband unmittelbar nach dem Durchführen des Kopfelementes 3.1 durch die erste Öffnung 1.1.1. Die Montagegruppe 2 ist schräg gegen das Montageblech angestellt. Das Rastelement 2.1 liegt mit dem Abstandshalter 2.1.2 auf der Oberfläche des Montageblechs auf. Die Anordnung des keilförmigen Abstandhalters 2.1.1 auf dem Rastelement bewirkt dabei eine definiertere Anlage des Rastelementes auf dem Montageblech, und erleichtert somit die Montage zusätzlich. Für die weitere Montage der Montagegruppe auf dem Montageblech muss die Montagegruppe in Richtung des mit A bezeichneten Pfeils geschoben werden. Hierzu wird in der mit B bezeichneten Richtung eine Kraft auf die Montagegruppe 2 ausgeübt. Das Rastelement 2.1 erfährt dabei eine elastische Verformung in der mit C bezeichneten Richtung. Dadurch wird es bei einer angepassten vordefinierten Einstellung des Schraubenabstandes a erst möglich, das Kopfelement so weit durch die erste Öffnung durchzuführen, dass sie mit dem Montageblech in Hintergriff gebracht werden kann. Bei einer Verschiebung der Montagegruppe in der mit A bezeichneten Richtung wird das Kopfelement 3.1 der Schraubenmittel 3 mit dem Montageblech in Hintergriff gebracht. Der Gewindeschaft 3.2 wird dabei in die schlitzförmige zweite Öffnung 1.1.2 eingeführt. Wie aus der Fig. 2a leicht ersichtlich, muss dabei das Rastelement 2.1 zunehmend stärker verformt werden. Das heisst, die zur Verformung des Rastelementes in der mit B bezeichneten Richtung aufzubringende Kraft steigt während des Montagevorgangs an. Wenn der Gewindeschaft 3.2 seine Endlage in der schlitzförmigen zweiten Öffnung 1.1.2 erreicht hat, rastet das Rastelement 2.1 aufgrund der elastischen Verformung mit Federkraft in der schlüssellochförmigen Öffnung ein. Diese Montageendlage ist in der Fig. 2b dargestellt. Die zur Verformung des Rastelementes aufzubringende Kraft sinkt dabei augenblicklich ab. Dadurch, dass die zur Verformung des Rasthakens 2.1 aufzubringende Kraft zunächst stetig ansteigt um dann augenblicklich abzufallen, erhält der Arbeiter, der die Montage durchführt, eine gute Rückmeldung über den Fortschritt der Montage und das Erreichen der Montageendlage. Wie aus der Fig. 2b ersichtlich, kommt der Rasthaken 2.1 im wesentlichen spielfrei in der schlüssellochförmigen Öffnung 1.1 zu liegen. Eine Verschiebung der Montagegruppe aus der Endlage wird dadurch vermieden, ohne dass die Montagegruppe weiter aktiv am Montageblech angehalten werden muss. Der Abstand a, den die Anlagefläche 3.1.1 des Kopfelementes 3.1 im Ausgangszustand von der Anlagefläche 2.2 der Montagegruppe aufweist, ist dabei zweckmäßig auf die Materialdicke b des Trägerelementes oder Montageblechs im Bereich der schlitzförmigen zweiten Öffnung sowie die maximale Erhebung z des Rastelementes über der Ebene der Anlagefläche 2.2 der Montagegruppe 2 abgestimmt. Der Abstand a muss selbstverständlich grösser sein als die Materialdicke b, damit das Kopfelement mit dem Montageblech in den Hintergriff gebracht werden kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand a weiterhin kleiner als die
Erhebung z des Rastelementes über der Ebene der Anlagefläche. Es ergibt sich daraus weiterhin die Forderung, dass die Erhebung z des Rastelementes im entspannten, das heisst nicht verformten Zustand grösser sein muss als die Materialdicke des Trägerelementes 1 im Befestigungsbereich, das heisst, im Bereich der schlitzförmigen zweiten Öffnung 1.1.2. Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, dass sich die Montagegruppe nicht mehr relativ zum Trägerelement verschieben kann, und, dass die Montagegruppe nicht mehr von selbst aus der schlüssellochförmigen Öffnung herausrutschen kann. Das heisst, das Trägerelement mit der darauf angeordneten Montagegruppe kann ohne weitere Massnahmen zu einer nächsten Station einer Fertigungsstrasse geführt werden, oder ein Arbeiter kann ein zum Anziehen der Schraubverbindung notwendiges Werkzeug greifen, ohne dabei die Montagegruppe am
Trägerelement sichern zu müssen. In einem nächsten Arbeitsschritt wird die Montagegruppe durch Festziehen der Schraubenmittels 3 endgültig am Trägerelement 1 befestigt.
In Fig. 3 und 4 ist die Endlage der Montagegruppe auf dem Montageblech 1 aus den in Fig. 2b mit III und IV bezeichneten Blickrichtungen perspektivisch dargestellt. Nähere Erläuterungen zur Fig. 3 erübrigen sich im Lichte der vorstehenden Ausführungen. Die Fig. 4 illustriert eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schraubenmittel durch ein Durchgangsloch der Montagegruppe hindurchgeführt sind, und auf der dem Trägerelement abgewandten Seite einen zweiten Gewindeantrieb 3.3 aufweisen, mit dem ein Festziehen der Schraubenverbindung von der dem Trägerelement abgewandten Seite aus erfolgen kann. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, wenn die Schraubenmittel eine geeignete Drehsicherung vorsehen, um ein Drehen des Gewindeschaftes 3.2 relativ zur Montagegruppe und/oder zum Trägerelement 1 zu verhindern. Hierzu kann beispielsweise der Gewindeschaft 3.2 mit den Kopfelement 3.1 einstückig ausgeführt sein, und an der Durchführung durch die Montagegruppe einen Mehrkantbereich aufweisen, welcher ein Verdrehen des Gewindeschaftes in der Montagegruppe verhindert, eine axiale Bewegung zum Anziehen der Schraubenverbindung jedoch zulässt. In einer anderen Ausführungsform ist der zweite Gewindeantrieb 3.3 einstückig mit dem Gewindeschaft ausgeführt, und das Kopfelement 3.1 ist eine aufgeschraubte Mutter. In diesem Falle ist mit Vorteil ein Mittel vorzusehen, welches beim Festziehen der Schraubenverbindung mittels des zweiten Gewindeantriebs 3.3 ein Mitdrehen des Kopfelementes 3.1 verhindert. Fig. 5 zeigt noch einmal eine Ansicht einer Baugruppe, beispiesweise eines Sensors, welche in der Montageendlage auf dem Trägerelement 1 angeordnet ist, aus der in Fig. 2b mit III bezeichneten Blickrichtung. Das Kopfelement 3.1 ist in dieser Darstellung weggelassen worden, um eine bessere Erkennbarkeit weiterer Details zu ermöglichen. Der Gewindeschaft 3.2 befindet sich in einer Endlage in der schlitzförmigen zweiten Öffnung 1.1.2, und das Rastelement 2.1 ist im Eingriff mit der schlüssellochförmigen Öffnung 1.1.
Wie in Fig. 5 unschwer zu erkennen ist, greift bei der dort dargestellten Ausführungsform der Rasthaken 2.1 nur mit Eckenbereichen an der schlüssellochförmigen Öffnung 1.1 an. Daraus resultiert, dass die laterale Fixierung des Rasthakens gegen Verdrehen um die Achse des Schraubenmittels vergleichsweise schwach ist. Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist die erste Öffnung 1.1.1 der schlüssellochförmigen Öffnung 1.1 daher der schlitzförmigen zweiten Öffnung gegenüberliegend abgeflacht ausgeführt. Dadurch kommt der Rasthaken in der Einbaulage definierter in der schlüssellochförmigen Öffnung oder Montageöffnung zu liegen, und stellt einen Linienkontakt mit dem Trägerelement 1 her. Das lichte Mass s der schlüssellochförmigen Öffnung entspricht dabei in guter Näherung dem Einbaumass c der Montagegruppe, gemessen von dem den Schraubenmitteln abgewandten Ende des Rastelementes bis zur gegenüberliegenden Aussenkante des Gewindeschaftes.
Eine hinsichtlich des Verdrehschutzes der Montagegruppe und der Lagefixierung weiter verbesserte Ausführungsform der schlüssellochförmigen Öffnung 1.1 ist in Fig. 7 dargestellt. Der schlitzförmigen zweiten Öffnung 1.1.2 gegenüberliegend ist an der ersten Öffnung 1.1.1 eine dritte Öffnung 1.1.3 angeordnet. Die Breite d der dritten Öffnung ist auf die Breite j des Rasthakens abgestimmt, und die lichte Weite s der schlüssellochförmigen Öffnung ist auf das Einbaumass c derart abgestimmt, dass in der Montageendlage, in der der Gewindeschaft am Ende der schlitzförmigen zweiten Öffnung anliegt, das Rastelement im wesentlichen spielfrei in der dritten Öffnung zu liegen kommt. Die Breite d der dritten Öffnung 1.1.3 ist dabei von der Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung verschieden. Der Durchmesser des Gewindeschaftes einer zugehörigen Montagegruppe und die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung sowie die Breite des Rastelementes und der dritten Öffnung sind dabei, wie oben dargestellt, derart aufeinander abgestimmt, dass der Gewindeschaft in der zweiten Öffnung und das Rastelement in der dritten Öffnung im Wesentlichen spielfrei zu liegen kommt. Ein Fehlverbau, bei dem der Gewindeschaft der Montagegruppe in die dritte Öffnung eingeführt wird und/oder das Rastelement in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeführt wird, ist damit unterbunden.
Eine Weiterbildung ist in Fig. 8 dargestellt. Der Übergangsbereich von der ersten Öffnung 1.1.1 zur schlitzförmigen zweiten Öffnung 1.1.2 ist dabei angefast. Durch die Lage und Anordnung der Fasen 1.1.4 wird es dem Arbeiter erleichtert, den Gewindeschaft in die schlitzförmige zweite Öffnung einzuführen. Selbstverständlich ist die Anordnung einer Fase nicht darauf beschränkt, nur in Verbindung mit der dritten Öffnung Anwendung zu finden.
In Fig. 9 ist eine Montagegruppe mit einem weitergebildeten Rastelement 2.1 dargestellt. Das Rastelement weist an der der Montagegruppe abgewandten Seite, und in der Längserstreckung in einem den Schraubenmitteln zugewandten Bereich, einen über die gesamte Breite des Rastelementes verlaufenen als Führungsmittel wirkenden Riegel oder ein ein Prisma 2.1.3, auf. Anstatt des Riegels oder Prismas können auch beispielsweise zwei auf jeder Seite des Rastelementes angeordnete Zapfen diese Funktion als Führungsmittel erfüllen. Die Höhe I des Prisma ist 2.1.3 ist grösser als das Mass k um das das Rastelementes zur Montagegruppe hin verformt werden kann. Die Breite des Riegels ist grösser als der Durchmesser des Gewindeschaftes, und grösser als die Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung der schlüssellochförmigen Öffnung eines zugehörigen Trägerelementes. In einer Ausführungsform ist im Einbauzustand der Abstand a von der Anlagefläche 3.1.1 des Kopfelementes zur Anlagefläche 2.2 der Montagegruppe so gering bemessen, dass das Kopfelement nur dann mit dem Trägerelement in Hintergriff gebracht werden kann, wenn die Führungsmittel in der Montageöffnung eingreifen. Insbesondere ist der Schraubenabstand a dann kleiner als die Höhe I der Führungsmittel. Ein Einfädeln des Kopfelementes 3.1 der Schraubenmittel 3 der Montagegruppe 2 in die schlüsseliochförmige Öffnung des Trägerelementes ist dabei nur noch in einer eindeutig definierten Position möglich. Das Risiko eines Fehlverbaus der Montagegruppe auf dem Trägerelement wird damit weiter minimiert.
Mittels der Erfindung wird die Montage einer Montagegruppe auf einem Trägerelement stark vereinfacht. Nach dem Einführen des Gewindeschaftes in die schlitzförmige zweite Öffnung des Trägerelementes und dem Einrasten des Rasthakens ist die Montagegruppe definiert ausgerichtet in einer festen Position an dem Trägerelement gehalten. Besonders Effizient ist dies, wenn die Geometrie der Montagegruppe und der Montageöffnung derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Rastelement in der Einbauendlage spielfrei in der Öffnung zu liegen kommt. Eine Verschiebung der Baugruppe beziehungsweise des Sensorgehäuses, Airbagsensors und dergleichen in der Längsachse der schlüssellochförmigen Öffnung ist damit unterbunden. Ebenso wird ein Drehen der Montagegruppe um die Achse der Befestigungsschraube, oder allgemeiner der Schraubenmittel, vermieden.
Der Arbeiter kann, ohne den Sensor zusätzlich festzuhalten, den Sensor von der gewünschten und zugänglichen Seite festschrauben. Ebenso kann das Trägerelement mit der Montagegruppe ohne weitere Fixierung zu einer anderen Arbeitsstation einer Fertigungsstraße transportiert werden. Diese Vereinfachung des Montagevorgangs beschleunigt den Montagevorgang, und schaltet eine Anzahl möglicher Fehlerquellen aus. Damit wird die Fertigung einerseits kostengünstiger, und andererseits wird die Qualität verbessert. Durch spezielle Ausgestaltungen der Befestigungsöffnung des Trägerelementes und der Montagegruppe wird weiterhin ein Fehlverbau der Montagegruppe auf dem Trägerelement unterbunden oder wenigstens deutlich sichtbar, was im Sinne der Qualitätssicherung zusätzlich positiv zu bewerten ist.
Bezugszeichenliste
1 Trägerelement
1.1 schlüsseliochförmige Öffnung, Montageöffnung 1.1.1 erste Öffnung 1.1.2 schlitzförmige zweite Öffnung
1.1.3 dritte Öffnung
1.1.4 Fase
1.3 Gegenanlagefläche
2 Baugruppe 2.1 Rastelement
2.1.1 Abstandshalter
2.1.2 Befestigungsbereich
2.1.3 Führungsmittel
2.2 Anlagefläche 3 Schraubenmittel
3.1 Kopfelement
3.1.1 Anlagefläche des Kopfelementes
3.2 Gewindeschaft
3.3 Gewindeantriebselement
a Einbauspiel der Schraubenmittel an der Montagegruppe b Materialdicke des Trägerelementes im Befestigungsbereich c Einbaumass des Rastelements mit dem Gewindeschaft d Breite der dritten Öffnung e Mass der ersten Öffnung f Breite der schlitzförmigen zweiten Öffnung g Durchmesser des Kopfelementes h Durchmesser des Gewindeschaftes j Breite des Rastelementes k Abstand des Rastelements von der Baugruppe, maximale Biegung des Rastelements I Höhe der Führungsmittel r Ausrundungsradius s lichtes Mass der Montageöffnung t Länge der schlitzförmigen zweiten Öffnung z maximale Höhe des Rastelementes über der Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe
A Einbau-Schieberichtung
B Einbau-Anpressrichtung
C Verformungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Fügeverband, umfassend ein Trägerelement (1 ) und eine Montagegruppe (2) welche an einer Montageebene (1.3, 2.2) fügbar sind, wobei das Trägerelement an der Montageebene wenigstens einen als Anlagefäche ausgebildeten Bereich mit einer schlüssellochförmigen Montageöffnung (1.1 ) aufweist, wobei die schlüsseliochförmige Öffnung eine erste Öffnung (1.1.1) und eine sich daran anschliessende schlitzförmige zweite Öffnung (1.1.2) aufweist, und wobei die Montagegruppe eine Anlagefäche (2.2), und aus der Anlagefäche herausragende Schraubenmittel (3) aufweist, welche Schraubenmittel einen Gewindeschaft (3.2) und ein Kopfelement (3.1 ) aufweisen, wobei • das Kopfelement (3.1) durch die erste Öffnung (1.1.1) der schlüssellochförmigen Öffnung durchführbar ist; • der Gewindeschaft (3.2) in die schlitzförmige zweite Öffnung (1.1.2) einführbar ist; und • das Kopfelement bei eingeführtem Gewindeschaft das Trägerelement im Bereich der schlitzförmigen zweiten Öffnung hintergreift, . dadurch gekennzeichnet, dass die Montagegruppe ein über die Anlagefläche (2.2) der Montagegruppe erhabenes Rastelement (2.1) aufweist, welches in einer Längserstreckung radial von den Schraubenmitteln wegweist und derart dimensioniert ist, dass es bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeführtem Gewindeschaft der Schraubenmittel in die schlüsseliochförmige Öffnung eingreift.
2. Montagegruppe für einen Fügeverband gemäss Anspruch 1 , umfassend eine Baugruppe (2), eine Anlagefläche (2.2), aus der Anlagefläche herausragende Schraubenmittel (3) mit einem Gewindeschaft (3.2), sowie ein über die Ebene der Anlagefläche (2.2) erhabenes Rastelement (2.1), welches in einer Längserstreckung radial von dem Gewindeschaft wegweisend orientiert ist, und welches an einer Befestigungsseite (2.1.2) mit der Montagegruppe verbunden ist.
3. Montagegruppe gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsseite (2.1.2) des Rastelementes die dem Gewindeschaft (3.2) zugewandte Seite ist.
4. Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement ein parallel zur Ebene der Anlagefläche der Montagegruppe orientiertes Plättchen ist.
5. Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement senkrecht zur Anlageflächefläche der Montagegruppe elastisch beweglich ist.
6. Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (j) des Rastelements (2.1) quer zur Längserstreckung vom Durchmesser (h) des Gewindeschafts (3.2) und/oder der Breite (f) der schlitzförmigen zweiten Öffnung eines zur Montage vorgesehenen Trägerelements verschieden ist.
7. Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (c) von der dem Gewindeschaft -abgewandten Aussenkante des Rastelements (2.1 ) zur gegenüberliegenden Aussenseite des Gewindeschaftes (3.2) derart auf die maximale lichte Abmessung (s) einer schlüssellochförmigen Öffnung (1.1) eines zur Montage vorgesehenen Trägerelements abgestimmt ist, dass das Rastelement bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeschobenem Gewindeschaft im wesentlichen spielfrei in der ersten Öffnung zu liegen kommt.
8. Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rastelement (2.1 ) in der dem Gewindeschaft (3.2) zugewandten Hälfte der Längserstreckung des Rastelements, insbesondere in dem dem Gewindeschaft zugewandten Drittel der Längserstreckung des Rastelements, Führungsmittel (2.1.3) angeordnet sind, welche vom Rastelement erhaben sind und von der Ebene der Anlagefläche wegweisen, und deren Gesamtbreite wenigstens der Breite des Rastelements entspricht.
9. Montagegruppe gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement ein über die gesamte Breite des Rastelementes verlaufender Riegel ist.
10. Baugruppe (2) einer Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit dem Rastelement (2.1) einstückig ausgeführt ist.
11. Baugruppe (2.1 ) einer Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie einstückig mit einem als Stehbolzen ausgebildeten Gewindeschaft (3.2) ausgeführt ist.
12. Trägerelement (1 ) zur Verwendung in einem Fügeverband gemäss Anspruch 1 , umfassend wenigstens einen im Wesentlichen plattenförmigen Bereich, welcher auf einer ersten Seite eine Gegenanlagefläche (1.3) für die Anlagefläche der Montagegruppe ausbildet, und welches Trägerelement eine schlüsseliochförmige Montageöffnung (1.1 ) aufweist, mit einer ersten Öffnung (1.1 ) und einer . sich daran anschliessenden schlitzförmigen zweiten Öffnung (1.1.2), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung zur Durchführung des Kopfelementes des Schraubenmittel einer zur Montage vorgesehenen Montagegruppe dimensioniert ist, und die schlitzförmige Öffnung eine Breite (f) aufweist, welche zur Aufnahme des Gewindeschaftes geeignet ist, und derart kleiner als das Kopfelement dimensioniert ist, dass seitlich von der schlitzförmigen zweiten Öffnung eine Gegenfläche für eine Anlagefläche (3.1.1 ) des Kopfelementes vorhanden ist.
13. Trägerelement gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (f) der schlitzförmigen zweiten Öffnung (1.1.2) kleiner ist als die Breite (j) des Rastelementes (2.1) einer zur Montage vorgesehenen Montagegruppe.
14. Trägerelement gemäss einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von der ersten Öffnung (1.1.1 ) zur schlitzförmigen zweiten Öffnung (1.1.2) angefast ist.
15. Trägerelement gemäss einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Öffnung (1.1.1 ) der zweiten Öffnung gegenüberliegend eine dritte Öffnung (1.1.3) anschliesst.
16. Trägerelement gemäss einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Öffnung derart dimensioniert ist, dass sie bei vollständig in die schlitzförmige zweite Öffnung eingeschobenem Gewindeschaft einer zur Montage vorgesehenen Montagegruppe das Rasteiement der Montagegruppe im wesentlichen spielfrei aufnimmt.
17. Kraftfahrzeug, umfassend ein Trägerelement gemäss einem der Ansprüche 12 bis 16.
18. Kraftfahrzeug gemäss Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerelement eine Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 13 befestigt ist.
19. Verfahren zur Montage einer Montagegruppe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 11 auf einem Trägerelement (1) gemäss einem der Ansprüche 12 bis 16, umfassend, das Kopfelement (3.1) durch die erste Öffnung (1.1.1 ) hindurchzuführen, den Gewindeschaft (3.2) in die schlitzförmige zweite Öffnung (1.1.2) einzuführen, wobei das Kopfelement das Trägerelement hintergreift, den Gewindeschaft bis zum Anschlag in die schlitzförmige zweite Öffnung einzuschieben, wobei das Rastelement (2.1 ) in der schlüssellochförmigen Montageöffnung eingreift, und die Montagegruppe durch Festziehen des Schraubenelements (3) an dem Trägerelement zu befestigen.
20. Verfahren gemäss Anspruch 19, umfassend, beim Durchführen des Kopfelementes durch die erste Öffnung das Rastelement (2.1) auf die Trägerbaugruppe aufzulegen und durch Ausüben einer Andruckkraft (B) auf die Montagegruppe das Rastelement elastisch zu verformen, derart, dass das Rastelement beim Erreichen einer Endposition der Montagegruppe auf dem Trägerelement durch Federkraft in die schlüsseliochförmige Öffnung eingreift.
21. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 19 bis 20, umfassend, vor dem Durchführen des Kopfelementes durch die erste Öffnung den Abstand (a) von der Anlagefläche des Kopfelementes (3.1.1 ) zur Anlagefläche der Montagegruppe (2.2) auf die Geometrie der Montagegruppe und des Trägerelementes derart anzupassen, dass das Kopfelement durch Verformen des Rastelementes und/oder Schrägstellen der Montagegruppe zur Anlagefläche des Trägerelementes durch die erste Öffnung hindurchführbar und in den Hintergriff mit dem Trägerelement im Bereich der schlitzförmigen zweiten Öffnung bringbar ist, und dass das Spiel im eingeschobenen Zustand so bemessen ist, dass ein Ausrücken des eingegriffenen Rastelements aus der schlüssellochförmigen Öffnung verhindert wird.
22. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 19 bis 21 zur Montage einer Montagegruppe, insbesondere eines Sensors, an einem Kraftfahrzeug.
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