WO2007000254A1 - Niveauausgleichslasche - Google Patents

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WO2007000254A1
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tabs
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fastening device
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Boris Koch
Harald Becher
Jacques Hoffner
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Lanxess Deutschland Gmbh
Faurecia Kunststoffe Automobilsysteme Gmbh
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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
    • 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
    • F16B5/0216—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 the position of the plates to be connected being adjustable
    • 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
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for tension-free fastening of one or more components on a support part, wherein the edges or surfaces of the / the component / e should stand in a precisely defined position to the carrier or adjacent components and manufacturing and assembly tolerances of / the component / e be largely compensated.
  • the invention further relates to the use of such devices for attaching housings, housings plus covers, headlamps, headlamp housings, especially in automotive technology on module carriers or frontends.
  • EP 1 200 745 Bl A fastening device for bridging manufacturing or assembly tolerances is already known from EP 1 200 745 Bl.
  • EP 1 200 745 B1 describes a device for bracing connections of components lying at a distance from one another by means of a component
  • Components settling spreading determines the first component and the spreading on
  • this fastening device is also an attachment with simultaneous tolerance compensation, it is a fastening device which is used in addition to a normal screw connection.
  • the adjusting element is placed between the fastening tab of the housing and the carrier.
  • the adjustment automatically corrects the tolerances of the mounting tabs when screwing.
  • the adjustment also consists of several items that must be made precisely.
  • Another disadvantage is that the adjustment by design exerts a certain force on the mounting tabs and thus it can thus come in certain cases to a shift in the desired component position.
  • a fastening device for tension-free attachment of one or more components (eg housing, housing plus cover, headlight, headlight housing) on a support member (eg module support, front end), wherein the edges or surfaces of / the component / e in a precise position should stand to the support or adjacent components and manufacturing and assembly tolerances of / the component / e are largely compensated, characterized in that by two flexible or hinged at their respective ends tabs, which are located on a support member, a tension-free tolerance compensation between an arbitrary positioning point on a component to be fastened or a component group to be fastened and the actual mounting strap on the component itself is made possible, the position of the component / group of components over three reference surfaces, a concentric bore and a slot to the carrier part is determined and the tabs on the support part automatically adapt to the level of attachment tabs when connecting the joint, whereby after connecting the two carrier tabs with the (the) intermediate component pocket (s) and by the arrangement
  • the fastening device according to the invention requires no additional elements except the actual connecting element, is easy to manufacture, simple and error-free in handling and is characterized by a high rigidity and load capacity.
  • the erf ⁇ ndungsdorfe fastening device is therefore ideal for tension-free fastening of components on support parts, especially where it is production-related to larger manufacturing or assembly tolerances, for example in the construction industry, furniture industry, wagon, vehicle, shipbuilding, aircraft or spacecraft.
  • Suitable materials are: thermoplastic and thermosetting plastics, polyurethanes, metals, e.g. Steel, aluminum, magnesium.
  • the fixed on the support member flexible tabs should preferably be made of polymeric materials.
  • tabs are used, which are obtained by injection molding or compression molding of thermoplastic or thermosetting plastics, such as polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester or epoxies or polyurethanes.
  • the attachment of the component / group of components via the attachment tabs takes place on the flexible tabs (which are connected to the support member).
  • the connection itself takes place by means of one or more connecting elements, preferably screws or rivets.
  • the small relative movement perpendicular to the direction of movement of the flexible tabs when connecting is compensated by larger holes or square holes (compared to the screw or rivet diameters) on the mounting tabs of the component / component group.
  • the determination of the position of the component to the support member via three reference surfaces, a concentric bore and a slot on the component. Also, there are three reference surfaces and two concentric pins on the support member. To position the component to the support part, the reference surfaces and the pins and holes are brought into coincidence. Subsequently, the carrier tabs with the / the intermediate component bag (s) are screwed or riveted.
  • a four-bar linkage In the case of the connection according to the principle of a four-bar linkage, a four-bar linkage, the joint point of which is movable in a limited manner, is formed by closing the free ends of two flexible lugs, which are articulated at their respective ends, on a carrier part.
  • Fig. 1 is an exemplary overall view of the fastening device according to the invention on the example of a box-shaped component (4) on a flat support member (2).
  • Fig. 2 shows two tabs of a carrier part (not shown) via a component pocket (5) with a component (only the frame is visible) are connected.
  • Fig. 5 example of a fastening tab with square hole on the component
  • Fig. 1 shows an exemplary overall representation of the inventive fastening device, characterized in that by two flexible or hinged at their respective ends lugs (1), which are located on a support member (2), a stress-free tolerance compensation between any Positioning point (3) on a component (4) or a group of components and the actual fastening tab (5) on the component (4) is made possible.
  • the Position of the component is determined by three reference surfaces (6), a concentric bore (7), and a slot (8) towards the carrier down. This results in the position of component (4) and the fastening tabs (5) present on the component.
  • the tabs (1) on the carrier adapt during connection, preferably the screwing, the connection point automatically to the level of the fastening tabs (5) on the component (4).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verspannungsfreien Befestigen eines oder mehrerer Bauteile (4) auf einem Trägerteil (2) , wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e (4) in einer exakt bestimmten Position zum Träger (2) oder zu angrenzenden Bauteilen stehen sollen und Fertigungs-und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e (4) weitestgehend kompensiert werden.

Description

Niveauausgleichslasche
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verspannungsfreien Befestigen eines oder mehrerer Bauteile auf einem Trägerteil, wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e in einer exakt bestimmten Position zum Träger oder angrenzenden Bauteilen stehen sollen und Fertigungs- und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e weitestgehend kompensiert werden.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung derartiger Vorrichtungen zum Befestigen von Gehäusen, Gehäusen plus Deckel, Scheinwerfern, Scheinwerfergehäusen, insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik auf Modulträgern oder Frontends.
Eine Befestigungsvorrichtung zur Überbrückung von Fertigungs- oder Montagetoleranzen ist bereits aus EP 1 200 745 Bl bekannt. EP 1 200 745 Bl beschreibt jedoch eine Vorrichtung zum verspannenden Verbindungen von mit Abstand zueinander liegenden Bauteilen mittels eines im
Abstandsraum angeordneten Distanzstücks und eines die beiden Bauteile gegeneinander verspannenden Spannstückes, wobei die Befestigungsbetätigung des Spannstückes zunächst von einer Beabstandungsstellung zu einer Anlagestellung zum zweiten Bauteil verlagert und nachfolgend die Vorrichtung mittels gegen die Wandung einer Einsteckhöhlung des ersten
Bauteiles tretendende Spreizelemente am ersten Bauteil festlegt und die Spreizelemente am
Distanzstück angeordnet sind.
Zwar handelt es sich bei dieser Befestigungsvorrichtung auch um eine Befestigung mit gleichzeitigem Toleranzausgleich, jedoch ist es eine Befestigungsvorrichtung, die zusätzlich zu einer normalen Schraubverbindung eingesetzt wird. Dabei ist das Einstellelement zwischen der Befestigungslasche des Gehäuses und des Trägers platziert. Das Einstellelement korrigiert automatisch die Toleranzen der Befestigungslaschen beim Verschrauben. Das Einstellelement besteht zudem aus mehreren Einzelteilen, die präzise gefertigt sein müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Einstellelement konstruktionsbedingt eine gewisse Kraft auf die Befestigungslaschen ausübt und es somit in bestimmten Fällen zu einer Verschiebung der angestrebten Bauteilposition kommen kann.
Es bestand daher der Bedarf ein Befestigungssystem zu entwickeln, das einfach herzustellen ist, und das ohne zusätzliche Arbeits-, Montage- oder Einstellschritte funktioniert d.h. das sich automatisch einer bestimmten Einbausituation eines Gehäuses anpasst und keine Spannung auf das Gehäuse überträgt und somit eine fehlerfreie, präzise Befestigung garantiert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung und somit Lösung der Aufgabe ist eine Befestigungsvorrichtung zur spannungsfreien Befestigung eines oder mehrerer Bauteile (z.B. Gehäuse, Gehäuse plus Deckel, Scheinwerfer, Scheinwerfergehäuse) auf einem Trägerteil (z.B. Modulträger, Frontend), wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e in einer exakt bestimmten Position zum Träger oder zu angrenzenden Bauteilen stehen sollen und Fertigungs- und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e weitestgehend kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei flexible oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerte Laschen, die sich an einem Trägerteil befinden, ein spannungsfreier Toleranzausgleich zwischen einem beliebigen Positionierungspunkt auf einem zu befestigenden Bauteil oder einer zu befestigenden Bauteilgruppe und der eigentlichen Befestigungslasche am Bauteil selber ermöglicht wird, die Position des Bauteils/der Bauteilgruppe über drei Referenzflächen, einer konzentrischen Bohrung und einem Langloch zum Trägerteil hin bestimmt wird und die Laschen am Trägerteil sich beim Verbinden der Verbindungsstelle automatisch dem Niveau der Befestigungslaschen anpassen, wodurch nach dem Verbinden der beiden Trägerlaschen mit der (den) dazwischen liegenden Bauteillasche(n) und durch die Anordnung der Laschen zueinander eine starre Verbindung zwischen Bauteil bzw. Bauteilgruppe und Trägerteil entsteht ohne die Position des Bauteils bzw. der Bauteilgruppe zum Trägerteil hin zu verändern.
Im Vergleich zu Befestigungssystemen aus dem Stand der Technik erfordert die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung außer der/n eigentlichen Verbindungselement/en keine zusätzlichen EIe- mente, ist einfach in der Herstellung, einfach und fehlerfrei in der Handhabung und zeichnet sich durch eine hohe Steifigkeit und Belastbarkeit aus. Die erfϊndungsgemäße Befestigungsvorrichtung ist deshalb hervorragend zum spannungsfreien Befestigen von Bauteilen auf Trägerteilen geeignet, insbesondere dort, wo es fertigungsbedingt zu größeren Fertigungs- oder Montagetoleranzen kommt, beispielsweise in der Bauindustrie, Möbelindustrie, im Waggonbau, Fahrzeugbau, Schiffsbau, Luftfahrzeugbau oder Raumfahrzeugbau.
Mittels der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung können Bauteile verschiedenster Materialien mit Trägerteilen gleichen Materials oder verschiedener Materialien spannungsfrei verbunden werden. Als Materialien kommen dabei in Frage: thermoplastische und duroplastische Kunststoffe, Polyurethane, Metalle, z.B. Stahl, Aluminium, Magnesium.
Die auf dem Trägerteil fixierten flexiblen Laschen sollten bevorzugt aus polymeren Materialien gefertigt sein. Bevorzugt werden Laschen eingesetzt, die man durch Spritzgießverfahren oder Pressverfahren von thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen erhält, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyester oder Epoxide oder Polyurethane.
Die Befestigung des Bauteils/der Bauteilgruppe über die Befestigungslaschen erfolgt an den flexiblen Laschen (die mit dem Trägerteil verbunden sind). Die Verbindung selber erfolgt mittels eines oder mehrerer Verbindungselemente, bevorzugt Schrauben oder Nieten.
Die geringe Relativbewegung rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der flexiblen Laschen beim Verbinden wird durch größere Bohrungen oder Vierkantbohrungen (gegenüber den Schraubenoder Nietendurchmessern) an den Befestigungslaschen des Bauteils/der Bauteilgruppe kompensiert. Die Bestimmung der Position des Bauteils zum Trägerteil erfolgt über drei Referenzflächen, eine konzentrische Bohrung und über ein Langloch auf dem Bauteil. Ebenfalls sind drei Referenzflächen und zwei konzentrische Zapfen auf dem Trägerteil vorhanden. Zum Positionieren des Bauteils zum Trägerteil werden die Referenzflächen und die Zapfen und Löcher zur Deckung gebracht. Anschließend werden die Trägerlaschen mit der/den dazwischen liegenden Bauteillasche(n) verschraubt oder vernietet.
Nach dem Verbinden der Trägerlaschen mit der/den dazwischen liegenden Bauteillasche(n) und durch die Anordnung der Laschen zueinander entsteht eine starre Verbindung zwischen Bauteil(e) und Trägerteil. Diese starre Verbindung kann entweder nach dem Prinzip eines Dreigelenks oder nach dem Prinzip eines Viergelenks erfolgen. Im Falle der Verbindung nach dem Prinzip eines Dreigelenks entsteht durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder gelenkig gelagerten Laschen auf einem Trägerteil ein Dreigelenk, dessen gemeinsamer Verbindungspunkt unbeweglich ist. Im Falle der Verbindung nach dem Prinzip eines Viergelenks entsteht durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerten Laschen auf einem Trägerteil ein Viergelenk, dessen gemeinsame Verbindungsstelle eingeschränkt beweglich ist. Durch Verwendung von mindestens drei Viergelenksystemen im Raum, wobei das dritte Viergelenk um 900C gedreht zu Viergelenk 1 und 2 stehen muss, entsteht ein System, dessen Verbindungsstellen unbeweglich sind.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand beigefügter Zeichnungen erläu- tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine beispielhafte Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung am Beispiel eines kastenförmigen Bauteils (4) auf einem flachen Trägerteil (2).
Fig. 2 zwei Laschen eines Trägerteils (nicht gezeigt) die über eine Bauteillasche (5) mit einem Bauteil (nur der Rahmen ist sichtbar) verbunden sind.
Fig. 3 Prinzip der doppelten Lasche: Variante 1 Dreigelenk.
Fig. 4 Prinzip der doppelten Lasche: Variante 2 Viergelenk
Fig. 5 Beispiel einer Befestigungslasche mit Vierkantbohrung am Bauteil
In Fig. 1 sieht man eine beispielhafte Gesamtdarstellung der erfϊndungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei flexible oder an ihren jeweiligen Enden gelen- kig gelagerte Laschen (1), die sich an einem Trägerteil (2) befinden, ein spannungsfreier Toleranzausgleich zwischen einem beliebigen Positionierungspunkt (3) auf einem Bauteil (4) oder einer Bauteilgruppe und der eigentlichen Befestigungslasche (5) am Bauteil (4) ermöglicht wird. Die Position des Bauteils wird über drei Referenzflächen (6), einer konzentrischen Bohrung (7), und einem Langloch (8) zum Träger hin bestimmt. Damit ergibt sich die Position von Bauteil (4) und der am Bauteil vorhandenen Befestigungslaschen (5). Die Laschen (1) am Träger passen sich beim Verbinden, bevorzugt dem Verschrauben, der Verbindungsstelle automatisch dem Niveau der Befestigungslaschen (5) am Bauteil (4) an. Nach dem Verbinden bzw. der Verschraubung der beiden Trägerlaschen (1) mit der dazwischen liegenden Bauteillasche und durch die Anordnung der Laschen (1) zueinander nach dem Prinzip des Dreigelenk oder mehrerer Viergelenke entsteht eine starre Verbindung zwischen Bauteil/e und Trägerteil, insbesondere bei Verwendung von drei Befestigungspunkten, ohne die Position des Bauteils zum Trägerteil hin zu verändern.
Variante 1 : Dreigelenk
Durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder gelenkig gelagerten Laschen (1) auf einem Träger (2) entsteht ein Dreigelenk, dessen gemeinsamer Verbindungspunkt (9) unbeweglich ist.
Variante2: Viergelenk
Durch Schließen der freien Enden von zwei flexiblen oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerten Laschen (1) auf einem Träger (2) entsteht ein Viergelenk, dessen gemeinsame Verbindungsstelle (10) eingeschränkt beweglich ist.
Durch Verwendung von mindestens zwei Viergelenksystemen in der Ebene oder drei Viergelenksystemen im Raum, wobei Viergelenk 3 um 90° gedreht zu Viergelenk 1 und 2 stehen muss, entsteht ein System dessen Verbindungsstellen (10) unbeweglich sind.

Claims

Patentansprüche
1. Befestigungsvorrichtung zur spannungsfreien Befestigung eines oder mehrerer Bauteile auf einem Trägerteil, wobei die Kanten oder Flächen des/der Bauteils/e in einer exakt bestimmten Position zum Träger oder angrenzenden Bauteile stehen und Fertigungs- und Montagetoleranzen des/der Bauteils/e weitestgehend kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei flexible oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerte Laschen, die sich an einem Trägerteil befinden, ein spannungsfreier Toleranzausgleich zwischen einem beliebigen Positionierungspunkt auf einem zu befestigenden Bauteil oder einer zu befestigenden Bauteilgruppe und der eigentlichen Befestigungslasche am Bauteil selber ermöglicht wird, die Position des Bauteils/der Bauteilgruppe über drei
Referenzflächen, einer konzentrischen Bohrung und einem Langloch zum Trägerteil hin bestimmt wird und die Laschen am Trägerteil sich beim Verbinden der Verbindungsstelle automatisch dem Niveau der Befestigungslaschen anpassen, wodurch nach dem Verbinden der beiden Trägerlaschen mit der (den) dazwischen liegenden Bauteillasche(n) und durch die Anordnung der Laschen zueinander eine starre Verbindung zwischen Bauteil bzw.
Bauteilgruppe und Trägerteil entsteht ohne die Position des Bauteils bzw. der Bauteilgruppe zum Trägerteil hin zu verändern.
2. Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen oder an ihren jeweiligen Enden gelenkig gelagerten Laschen aus flexiblen Materialien ge- fertigt sind.
3. Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine starre Verbindung zwischen Bauteil(e) und Trägerteil nach dem Prinzip eines Dreigelenks erfolgt.
4. Befestigungsvorrichtung gemäß einem der vorgängigen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass eine starre Verbindung zwischen Bauteil(e) und Trägerteil nach dem Prinzip eines
Viergelenks erfolgt.
5. Verwendung der Befestigungsvorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 4 zum spannungsfreien Befestigen von Bauteilen auf Trägerteilen.
6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile auf Trägerteilen befestigt werden, wo es fertigungsbedingt zu Fertigungs- oder Montagetoleranzen kommt.
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