WO2019149695A1 - Bauteil mit toleranzausgleichsfunktion - Google Patents

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WO2019149695A1
WO2019149695A1 PCT/EP2019/052117 EP2019052117W WO2019149695A1 WO 2019149695 A1 WO2019149695 A1 WO 2019149695A1 EP 2019052117 W EP2019052117 W EP 2019052117W WO 2019149695 A1 WO2019149695 A1 WO 2019149695A1
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component
bushing
base
fastening
axial end
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PCT/EP2019/052117
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Detlef Schulz
Michael Stumpf
Dirk Kortmann
Original Assignee
Böllhoff Verbindungstechnik GmbH
Kvt Bielefeld 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
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    • 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
    • F16B5/0233—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 allowing for adjustment perpendicular to the plane of the plates
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    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/0007—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B37/12—Nuts or like thread-engaging members with thread-engaging surfaces formed by inserted coil-springs, discs, or the like; Independent pieces of wound wire used as nuts; Threaded inserts for holes
    • F16B37/122—Threaded inserts, e.g. "rampa bolts"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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 present invention relates to the field of tolerance compensation arrangements and is directed to a component having a base bushing and a fixing bush, a connection between a first and a second component with a spacing therebetween, a tolerance compensation assembly kit, a setting system for producing the component Base bushing and fixing bushing, manufacturing method for a component with a base bushing and fastening bush, and a corresponding fastening method.
  • Tolerance compensation arrangements or mounting arrangements with tolerance compensation functions and their operation are well known in the art.
  • Such tolerance compensation arrangements usually consist of a base element and an adjusting element arranged therein with a drag tractor, a fastening screw and a fastening nut provided for fastening the screw.
  • the base element and the adjusting element have a thread pairing of a first gear direction, for example, it is a left-hand thread.
  • the base element has an internal thread and the adjusting element has an external thread.
  • the fastening screw and the fastening nut have a thread pairing of a second gear direction, which is opposite to the first gear direction.
  • the second gear direction would therefore be defined by a right-hand thread.
  • the fastening nut has an internal thread in a known manner and the fastening screw has an external thread.
  • the base element usually has to be fastened to a first component, usually with an adjusting element mounted therein.
  • the attachment takes place in an opening of the component, wherein the base member, for example, has projections on its outer side, which constitute a bayonet closure.
  • the base element with adjusting element disposed therein can be inserted into an opening of the first component and fixed by means of rotation. It can already be seen from this installation procedure that the base element has a height which is greater than a thickness of the component.
  • the component in which the base element is to be attached must be accessible from at least one side.
  • the fastening screw is inserted through an opening in the second component, so that it is in frictional connection with the concomitant. If the fastening screw is rotated in accordance with its direction of travel, the adjustment element is rotated out of the base element via the idler due to the opposite gear direction until it comes into contact with the second component and bears against it. If the fastening screw is then turned further, it overcomes the torque provided by the idler, passes through the idler and protrudes from the base element. Now the fixing nut can be screwed onto the fixing screw, whereby the fixing screw is fixed.
  • the fastening element and the base element are provided by a blind rivet nut.
  • a corresponding tolerance compensation arrangement is described in EP 1 304 489 B1.
  • the two components must be accessible from both sides in order to assemble and use the tolerance compensation arrangement.
  • the base element is usually fastened to components which have a thickness which is less than a height of the base element, so that the base element is usually clipped, latched or releasably securable in another way in a component opening, often destroying it. and projecting from at least one side of the corresponding component.
  • the object of the present invention is to provide a component which is prepared and optimized for the use of a tolerance compensation arrangement. Similarly, it is an object of the present invention, a corresponding kit, a connection between to provide two components, a setting system and corresponding manufacturing and fastening methods
  • a component according to the independent claim 1 or 2 a connection between a first component and a second component with a distance therebetween according to the independent claim 10
  • a kit according to the independent claim 11 a setting system for producing a component according to independent patent claim 13
  • a manufacturing method for a component according to independent claim 26 or 31 as well as a fastening method for two components to each other according to independent claim 32.
  • a component according to the invention comprises a base bushing which has a first axial end and an opposite second axial end and a first inner diameter, wherein the base bushing has a first internal thread of a first inner thread
  • Gearing is provided, and a fastening bushing having a third axial end and a ent opposite fourth axial end and a second inner diameter, wherein the fastening bushing is provided with a second internal thread of a second gear direction, which is opposite to the first gear direction, wherein the second inner diameter is smaller than the first inner diameter and the base bushing and the mounting bushing are separate elements and arranged coaxially with each other in the component.
  • the component according to the invention is a thick-walled component.
  • Thick-walled in this context means that the component has a thickness at least in the region in which the base bushing and the fastening bushing are present, which allows the component to be made thicker
  • Fixing bushing and the base bush at least partially arranged or introduced therein.
  • the fastening bushing is arranged with the third and the fourth axial end in the component or is introduced therein and at least the second axial end of the base bush, which is adjacent to the third axial end of the mounting bush is arranged.
  • This is in addition to a total of thick-walled component, for example, by a Achieved component with mass accumulations such as a dome in the base and mounting socket. It is therefore not necessary that the thick-walled component uniformly has a corresponding thickness.
  • any material can be used as the starting material for the component with the base bushing and mounting bushing arranged therein.
  • plastics and metals as starting material.
  • wood, wood products or a similar material or material combinations are used.
  • Mounting bushing is basically also any material usable, with metals, plastics or a combination thereof are preferred. With regard to the later functioning of mounting bushing, base bushing and component, it is important that the respective materials are coordinated so that they allow for a secure attachment of base bushing and mounting bushing in the component and on the other hand, a good power transmission is given in the subsequent use , Depending on the later fields of application, further circumstances of the respective field of application must be taken into account in the choice of material, for example use in an environment with high thermal loading, aggressive chemical media or the like.
  • Arranging or inserting the base bushing and the fastening bushing in the component can be done in many ways.
  • the component may, for example, have a corresponding outer diameter of the respective bushing stepped pilot hole with or without thread to arrange the two sockets therein.
  • the two socket addition to a corresponding external thread, which is self-tapping or self-tapping in the case of a pilot bore without thread.
  • the jacks can also be arranged by means of an adhesive in the pilot hole. It is particularly preferred if the jacks in the component is molded or embedded. Molded in this case denotes a procedure in which the sockets were already provided in the production of the component, for example by a primary molding process in the component.
  • embossed refers to a procedure in which the bushes were embedded or pressed into the component after the component had initially been produced by plastifying the component in an insertion region of the bushes.
  • Both molding and embedding will be discussed in detail later in the different manufacturing processes.
  • combinations of fastening types in a socket or the use of different Befest Trentsar th in both sockets can be realized.
  • the mounting socket can be molded while the base bushing is embedded, screwed or glued. It is also important here that the sockets are fastened in the material of the component in such a way that an axial pull-out strength of the sockets made of the material of the component is adapted to the respective application.
  • a distance between the two bushings in particular between the second axial end of the base bushing and the third axial end of the mounting bushing, depending on the application and / or area individually be adjusted.
  • the two sockets are arranged directly adjacent to each other so that there is almost no distance between the two sockets.
  • the adjusting element has a Au to trimmesser and an external thread that match the inner diameter and internal thread of the base bushing.
  • the threads of the adjusting element and the base bush are left-hand threads.
  • the adjusting element is screwed into the base bushing as completely as possible.
  • a second component is arranged with an opening for a fastening screw at a distance from the first component.
  • the fastening screw is inserted through the opening of the second component and has an outer diameter and external threads that match the inner diameter and inner thread of the mounting bushing. These two threads thus represent, for example, a right-hand thread.
  • the component according to the invention according to the first alternative is thus prepared for use with a tolerance compensation arrangement.
  • a particular advantage of this component is that the accessibility to this component after arranging the second component to be fastened thereto at a distance no longer has to be ensured. Once the two components are properly aligned, i. the fastening screw can be arranged coaxially with the two sockets to an attachment of the two components using the tolerance compensation function is possible.
  • the component is inexpensively prepared for use with a tolerance compensation arrangement, since the sockets are inserted directly into the component.
  • a component according to the invention comprises a base bushing which has a first axial end and an opposite second axial end and a first inner diameter, wherein the base bushing is provided with a first internal thread of a first gear direction, and a fastening bushing, the third axial end and an opposite fourth axial end and a second inner diameter, wherein the fastening bushing is provided with a second internal thread of a second gear direction opposite to the first gear direction, wherein the second inner diameter is smaller than the first inner diameter and the base bushing and the fastening bushing are integrally formed and arranged coaxially with each other in the component.
  • a difference between the component according to the invention according to the first alternative and the component according to the second alternative according to the invention is that in the second alternative the base bushing and the fastening bushing are formed in one piece and not as separate elements. In this way, the base bushing and the fixing bush are present as only one element in the second embodiment. This facilitates the production process, since, in particular, no material can penetrate into a gap between the two bushes when the fastening bushing and the base bushing are introduced into the component.
  • a disadvantage of the arrangement is that it is not possible to use different insertion possibilities for the base bushing and the fastening bushing. This therefore means a restriction of variability compared to the first alternative. Furthermore, the distance between the base bushing and mounting bushing is fixed due to the one-piece arrangement.
  • the one-piece design of the base bushing and fastening bushing of, for example, a blind rivet nut as described in EP 1 304 489 B1 differs both in the wall thicknesses used and in the mode of operation.
  • the blind rivet nut described therein is fastened with only a partial area in an opening of a component, but not completely arranged therein.
  • the blind rivet nut has a swage area which forms a bead during a setting process and thereby firmly connects the blind rivet nut to the component.
  • the integrally formed base bushing and fixing bushing are completely arranged in one component, so that an upsetting area is not required.
  • the base bushing and / or the fastening bushing on a radial outer side at least one, preferably vollumfnature, profiling, in particular in the form of knurling or in the form of ribs.
  • the profiling in particular provides undercuts for the material of the component, so that, for example, when embedding or molding the bushings, the axial pull-out strength of the respective bushing is increased compared to a smooth outer wall of the respective bushing.
  • a knurling can be provided in a first profiling area, while a design with ribs is provided in an axially profiled second profiling area.
  • the profiling can also consist of an external thread or of sections of an external thread.
  • the external thread of the bushings can be a self-tapping thread.
  • the respective bushing can be screwed into a component opening.
  • the bushings can alternatively or additionally be fastened by means of an adhesive in the component opening. Combinations of different mounting options are feasible.
  • the base bush is arranged with its first axial end adjacent to a surface of the component, in particular flush with the component surface.
  • a precise alignment of the base bushing and thus indirectly also the fastening bushing over the component surface is given.
  • this provided for a visually appealing component, wherein a risk of damage to the base bushing during transport of the component is minimized by the aligned first axial end of the base bushing.
  • the first axial end of the base bushing can also be arranged in the component or protrude from it, depending on the desired application.
  • the third axial end of the fastening bushing is arranged adjacent to the second axial end of the base bushing and the fourth axial end of the fastening bushing preferably has a bottom, so that the fourth axial end is preferably closed and an opening of the Mounting bush is present only at the third axial end.
  • This embodiment is particularly advantageous when embedding and / or molding the base bush into the component, since a positioning means such as a fastening dome or mounting dome only has to seal the opening of the fastening bushing at the third axial end. Otherwise, the respective positioning would also have to seal the opening at the fourth axial end to prevent penetration of the component material from this side.
  • an adjusting element is arranged in the base bushing with a Mitschlepper having an external thread matching the first internal thread of the base bush, so that an automatic tolerance compensation of the distance to a second component can be realized.
  • the component is thus provided with a further component for Reali tion of the later tolerance compensation function, namely the adjustment.
  • Such a component thus minimizes the effort that a component processing Who has ker thus, since the adjustment is already pre-assembled.
  • the base bushing on a first securing means and the Verstellele element has a second securing means, wherein the first and the second securing means, in particular in the fully screwed state of the adjusting element, cooperation and so form a transport and / or counter-securing.
  • the adjusting element consists of metal and / or the entrainment means consists at least partially of plastic.
  • the adjusting element made of metal, an improved compared to the use of plastic as a material force transmission from the first component to be fastened second component can be realized, especially if the base bushing is also made of metal.
  • the plastic drag-on tractor ensures an efficient frictional connection with the fastening screw.
  • the respective materials of tractor and adjusting element can be advantageously adapted to the particular application.
  • the material of the adjusting element may correspond to the material of the base bushing and / or the fastening bushing.
  • a kit according to the invention comprises a base bushing having a first axial end and an opposite second axial end and a first inner diameter, wherein the base bushing is provided with a first internal thread of a first gear, a Be fastening bushing, the third axial end and an opposite fourth axial end and a second inner diameter, wherein the fastening bushing is provided with a second internal thread of a second gear direction, which is opposite to the first gear direction, wherein the second inner diameter is smaller than the first inner diameter, and an adjusting element, which has an external thread to the internal thread of Base socket has.
  • the kit additionally comprises a corresponding fastening screw.
  • the kit thus comprises all the components for realizing the tolerance compensation function in the component, after the mounting bushing and the base bushing have been arranged in the component or introduced therein.
  • the adjusting element made of metal and / or with tractors at least partially made of plastic.
  • the adjusting element made of metal by means of the adjusting element made of metal, an improved power transmission from the second component to be fastened on the first component to the adjusting element and the base bush can be realized, in particular if the base bush also consists of metal.
  • the plastic tractors ensure a good frictional connection with the fixing screw.
  • the respective materials of tractor and adjusting element can be advantageously adapted to the particular case of application.
  • the material of the adjusting element may correspond to the material of the base bushing and / or the fastening bushing.
  • An inventive setting system for producing a component comprises a first positioning means, which has a first outer diameter matching an inner diameter of a base bush, so that the base bush, which has a first internal thread of a first gear direction, can be positioned on the first positioning means , and / or a second positioning means, which has a second outer diameter matching an inner diameter of the fastening bush, so that the second Outer diameter is smaller than the first outer diameter and the mounting sleeve, which has a second internal thread of a second gear direction, the ent opposite the first gear, is positioned on the second positioning, and a first plasticizer, which directly or indirectly for a plasticization of the component before and / or during insertion of the base bushing and / or the fastening bushing into the component, and a first movement means with which the first positioning means and / or the second positioning means are movable, in particular along only one axis, and the base bushing and / or the fasteners - Supply bushing are
  • the first positioning means of the receptacle of the base bushing and the second positioning means serve to receive the fastening bushing.
  • the respective sockets are releasably retained on the respective positioning means, so that movement of the respective positioning means is ensured, for example, by the first movement means, preferably a first pneumatic cylinder, with a sleeve fixedly arranged thereon.
  • the first movement means preferably a first pneumatic cylinder
  • the base bushing and the fastening bushing can be jointly introduced into the component in one step.
  • the base bushing and the fastening bush can be present both as a one-piece element and as separate elements.
  • the mounting bushing and the base bush are separated from each other and can therefore be introduced in addition in two separate steps in succession in the component. Since the fastening bushing is arranged behind the base bushing with respect to a subsequent installation direction of a fastening screw, the fastening bushing is first introduced into the component by means of the setting system or the fastening bushing is in front of the base bushing in relation to the introduction in one step and the resulting insertion direction arranged.
  • the setting system can in a preferred Embodiment also include a means for pre-drilling of the component, which further facilitates the introduction.
  • the component can already be pre-drilled at the corresponding locations.
  • plasticization in the sense of the present description means that the material of the component is brought into a state of plastic deformability in the introduction region, that is to say in the region in which the bushes are to be introduced into the component.
  • Direct plasticization refers to a procedure in which the component is plasticized directly in the corresponding area. This is done, for example, by heating the component in the respective area.
  • a state of the component in the introduction region is brought about via at least one of the sockets, that is to say the fastening bushing and / or the base bushing, which permits a plastic deformation of the component material in this region.
  • This can be done, inter alia, by heating one or both bushings or by inserting the bushings while rotating and pressing one and / or both bushings, which also depends on the embodiment of the bushings, as explained above.
  • at least one of the bushes consists of a metal. If the component has been correspondingly plasticized in the introduction region, then the fastening bush can be introduced into the component, in particular pressed in.
  • the base bushing can be introduced into the component.
  • combinations of the corresponding fastening options can also be realized. It is important, especially when introducing the bushes as separate elements, that it is ensured via corresponding sealing means that the internal thread of the bushes is kept free of plasticized material. This function is preferably realized directly via the positioning means.
  • a special case here is when the fastening bushing and the base bush are made in one piece and the mounting bushing has a bottom. In this case, it is sufficient if a positioning means is provided which seals the single opening at the first axial end of the base bush.
  • the first plasticizer operates with one of the following: electric field, magnetic field, ultrasound, vibration, thermal radiation or combinations thereof.
  • electric field magnetic field
  • ultrasound vibration
  • thermal radiation or combinations thereof.
  • the principle to be used is selected.
  • the principle of heating by means of electric or magnetic field is FITS preferred in a component and / or a bush made of metal.
  • the use of ultrasound, vibrations or heat radiation is basically possible with all materials.
  • the component itself is brought into a plasticized state in the introduction region directly with one or a combination of the corresponding active principles.
  • the component is indirectly brought into a plasticized state in the introduction region by applying one or a combination of the active principles to the fastening bushing and / or the base bushing.
  • a combination of direct and indirect plasticization is reali sierbar.
  • the component itself can be heated by means of thermal radiation (direct plasticization)
  • the fastening bushing and / or the base bushing are heated to a temperature by means of heat radiation, which plastifies when the respective bushing is inserted the component in the introduction area has the consequence (indirect plasticization) or c) both approaches are combined, so that both the component and the mounting bushing and / or the base bushing is heated by means of thermal radiation.
  • a combination of the active principles is, for example, the heating of the component by means of heat radiation while additionally or alternatively the
  • Fixing bushing and / or the base bush which are made of metal, are heated by means of an electrical or magnetic field. Also, an indirect plasticization of the component in the introduction region via a rotation of the mounting bushing and / or the base bushing in contact with the component and with the simultaneous application of pressure can be realized.
  • One advantage of this procedure is that the type of introduction can be selectively selected as a function of the materials used, so that an optimum connection between the bushings and the component can be produced for the respective application, for example with regard to an axial pull-out strength.
  • the first plasticizing agent ensures heating of the base bushing and the setting system has a second plasticizing agent which ensures heating of the fastening bushing.
  • the first and the second plasticizer thus provide for an indirect plasticization of the component.
  • the peculiarity of this embodiment is that the fastening bushing and the base bushing can be heated separately from each other. Thus can on possibly existing differences between base bushing and Fixing bushing be taken better account.
  • the base bushing and the fastening bushing are heated by electromagnetic energy by means of the first and the second plasticizing agent.
  • the Ba sisbuchse and the mounting socket can be heated without contact.
  • a further plasticizer for a direct plasticization of the component may be provided.
  • the first and the second positioning means are arranged axially one behind the other at a common setting head.
  • the first and second positioning means have a fixed position relative to each other and are movable together by means of the first moving means or the setting system has a second moving means, preferably one second pneumatic cylinder, wherein the first positioning means by means of the first moving means and the second positioning means by means of the second moving means is movable, so that the first and the second positioning means are movable relative to each other.
  • the advantage of this design is that, in the first alternative, a distance between the base bushing and the fastening bushing can already be adjusted or predefined due to the positioning means before being introduced into the component.
  • the first and the second positioning means are arranged side by side on a common setting head. Due to the arrangement next to each other, the insertion of the base bushing and the fastening bushing in the
  • the setting head After the mounting sleeve has been introduced into the component, the setting head must be due to this arrangement in particular only along an axis ver drive to then introduce the base socket in coaxial alignment with the mounting sleeve in the component.
  • the first and the second positioning means are each arranged on a setting head.
  • each setting head also has a corresponding plasticizing agent, in particular one with which electromagnetic energy can be introduced into the respective socket.
  • the base bushing can be received on the first positioning means in a sealed manner to the outside, so that no component material can penetrate into the base bushing during later insertion, in particular embedding.
  • the mounting bush is sealed to the outside on the second positioning means is receivable, so that at a later introduction or embedding no component material at least over the third axial end in the mounting bushing can eindrin conditions.
  • a corresponding sealing preferably takes place via a correspondingly shaped dome or another suitable structure which prevents penetration of component material or adhesive into the interior of the fastening bushing and / or the base bushing. In this way it is ensured that the plasticized component material flows around only an outer side of the respec gene bushing.
  • the base bushing and / or the fastening bushing are held correspondingly on the first and / or the second positioning means by means of frictional engagement, in particular by means of a spring, suppressor, adhesive, magnet or a suitable external thread of the first and / or the second positioning agent or a combination thereof.
  • the setting system comprises a first detection means for detecting a loading of the first and / or the second positioning means with the base bush and / or the fastening bushing.
  • the first detection means are, for example, a means for querying the dynamic pressure, an optical detection means, in particular with a camera system, a differential light scanner or a light band sensor. With the aid of the first detection means, it can thus be checked whether the fastening bushing and / or the base bush is already arranged on the respective positioning means.
  • the setting system preferably has a second detection means for detecting a setting depth of the base bushing and / or fastening bushing in the component.
  • the second detection means are, for example, a means for detecting the dynamic pressure or a displacement measuring system. As a result, the introduction of the respective socket is ensured in the desired insertion depth. It is particularly advantageous if the setting system has both the first and the second detection means.
  • a first alternative of a manufacturing method according to the invention for a component comprises the steps of providing the component and a base bushing and a fastening bushing, or providing the component with a fastening bush formed therein and a separate base bushing, inserting the fastening bushing and / or Base bushing in the component, so that the mounting bushing and the base bushing are arranged coaxially with each other in the component.
  • the fastening bushing and / or the base bushing are introduced into the component with or without pre-drilling. This manufacturing method is particularly applicable when a component is provided with an already molded mounting bushing.
  • the base bushing is introduced into the component in the second step.
  • the base bushing can be introduced into the component with or without adjusting element arranged therein.
  • the manufacturing method comprises the step of directly or indirectly plasticizing the component in a loading area until the material is plasticized at the location provided for inserting the base bushing and / or the mounting bushing ,
  • embedding refers to a procedure in which the respective bushing is pressed into the component material plasticized in the introduction region. This is preferably a plastic component.
  • the Component before plasticizing advantageously provided with a bore, so pre-drilled.
  • a corresponding bead can be removed after introduction by an axial machining of the component. Further preferably, the introduction of the mounting bush and the base bush takes place in egg nem common step. As a result of this procedure, a seal of the interior of the respective bushing is ensured particularly reliably when suitable positioning means are used, as described above. In addition, the method is simplified due to the already prior to introduction in the correct position arrangement of the sockets.
  • the introduction of the fastening bushing and the base bush takes place successively in two separate steps.
  • different types of insertion for the respective sockets can be used, for example.
  • the mounting bushing can be embedded while the base bushing is screwed in.
  • Einbringungsart this can be done in a targeted succession and matched to the respective combination of material component and mounting socket or base socket.
  • a setting system according to the invention is therefore used for at least part of the steps.
  • a second alternative of a manufacturing method according to the invention for a component comprises the steps of providing a mold for the component and a base bushing and a fastening bush, wherein the base bushing has a first inner diameter and a first internal thread of a first gear direction and the mounting bushing has a second inner diameter smaller than the first inner diameter, and a second inner thread of a second gear direction opposite to the first gear direction, coaxially locating the base bush and the fixing bushing in the mold on a core, in particular a common one Kern, introducing the construction part material in the mold and demolding the molded component with molded therein
  • the molding thus refers to a procedure in which the sockets in the context of a Forming process for the preparation of the component are arranged and fixed in the component.
  • This method therefore represents a particularly effective procedure for the production of a component with a preparation for the application of a tolerance compensation function.
  • FIG. 1 shows a side view with a partial sectional view of a base bushing and a fastening bushing for use in a component according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 shows a side view of a base bushing and a fastening bushing for use in a component according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a sectional view through a base bushing and a fastening bushing for use in a component according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4 shows a sectional view through a base bushing and a fastening bushing for use in a component according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5 shows a side view, partly in section, of an integrally formed base bushing and fastening bushing for use in a component according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows a side view, partly in section, of the integrally formed base bushing and fastening bushing from FIG. 5 with adjusting element arranged therein, FIG.
  • FIG. 7 shows a sectional view of a first embodiment of a setting system according to the present invention and the resulting product
  • FIG. 8 shows a sectional view of a second embodiment of a setting system according to the present invention and the resulting product
  • FIG. 9 shows a sectional view of a third embodiment of a setting system according to the present invention and the resulting product
  • FIG. 10 shows a sectional view of a fourth embodiment of a setting system according to the present invention and the resulting product
  • FIG. 11 shows a sectional view of a fifth embodiment of a setting system according to the present invention and the resulting product
  • FIG. 12 shows a schematic process flow of a first embodiment of a production method according to the present invention
  • FIG. 13 shows a schematic process flow of a second embodiment of a manufacturing method according to the present invention
  • Figure 14 is a schematic process flow of an embodiment of a fastening method according to the present invention.
  • FIGS. 1 to 4 show a base bushing 10 and a fastening bush 30 made of metal, which are arranged coaxially in a component or inserted therein.
  • the base bush 10 and the fastening bushing 30 are shown in FIGS. 1 to 4 as separate elements.
  • the base bush 10 has a first axial end 12 and an opposite second axial end 14.
  • the mounting bush 30 has a third axial end 32 and an opposite fourth axial end 34.
  • the base bush 10 has a conical outer shape and, on a radial outside, a radially projecting area with a fully circumferential first profiling 16 in the form of a knurling.
  • This first profiling 16 is arranged centrally relative to an axial extension or height of the base bushing 10.
  • Be adjacent the first axial end 12 is a radially projecting portion with a second profiling 18 and adjacent to the second axial end 14, a radial projection 20 is provided with a smooth outer side.
  • the second profiling 18 consists of ribs which are arranged in the direction of the axial extension of the base bush 10.
  • the first profiling 16 is axially spaced from the second profiling 18 and the radial projection 20 via smooth sections therebetween which do not protrude radially, so that they form an undercut with the projecting portions.
  • a flange is further provided.
  • the mounting bush 30 is constructed analogously to the base bushing 10 and also has a conical outer shape.
  • the fastening bushing 30 further comprises two radially projecting regions each having a profiling, ie a third 36 and a fourth profiling 38.
  • the third profiling 36 is spaced from a third axial end 32
  • the four th profiling 38 is spaced from a fourth axial end 34
  • both filaments Pro 36 and 38 are arranged at a distance from each other.
  • the mounting sleeve 30 has a profile centrally relative to an axial extent or height of the mounting bush 30, analogous to the base bushing 10.
  • the third axial end 32 is a radially projecting portion with a fifth profile 44 and adjacent to the fourth axial end 34 a radial projection 40 provided with a smooth outer side.
  • the fifth profiling 44 consists of ribs which are arranged in the direction of the axial extent of the fastening bush 30.
  • the third profiling 36 is axially spaced from the fifth profiling 44 via an intermediate portion.
  • the fourth profile 38 is also axially spaced from the radial projection 40 via an intermediate smooth portion.
  • the smooth sections do not project radially, so that they also form an undercut with the projecting areas.
  • the base bushing 10 has a different design, while the external configuration of the fastening bushing 30 corresponds to the design shown in FIG. 1 and is therefore not discussed.
  • the base bushing has a zy-cylindrical outer shape and two radially projecting areas, each with a profiling, ie a sixth and a seventh profiling.
  • the sixth profiling is
  • the seventh profiling is spaced from the second axial end and both profiles and are arranged at a distance zueinan of.
  • Both the sixth and the seventh profiling have ribs as profiling means, wherein the ribs of the sixth profiling are inclined to the left relative to the axial extension of the base bushing and the ribs of the seventh profiling run inclined to the right relative to the axial extent of the base bushing.
  • the ribs of the two profiles are thus inclined in opposite directions, preferably by the same angular amount.
  • the areas without profiling do not project radially and are smooth, so that they again form an undercut with the projecting areas.
  • FIG. 3 shows a section through the base bushing 10 and the fastening bush 30 corresponding to FIGS.
  • the base book O has one first inner diameter and a first internal thread 26 of a first gear direction.
  • the first internal thread 26 is a left-hand thread.
  • the fastening bushing 30 has a second inner diameter which is smaller than the first inner diameter of the base bushing 10. This is justified in the function of the fastening bushing 30 for fastening a fastening screw and the base bushing 10 for receiving an adjusting element with a drag tractor.
  • the mounting sleeve 30 is provided with a second In nengewinde 42 a second gear direction, the first gear direction
  • the internal thread of the mounting book 30 is a right-hand thread.
  • the base bushing 10 is further arranged with its first axial end 12 in alignment with the component surface of the component 1.
  • the third axial end 32 of the mounting sleeve 30 is disposed adjacent the second axial end 14 of the base bush 10.
  • the third axial end 32 of the fastening bush 30 adjoins the second axial end 14 of the base bushing 10.
  • a distance is provided between the third axial end 32 of the fastening bushing 30 and the second axial end 14 of the base bushing 10.
  • the mounting sleeve 30 is open at the fourth axial end 34.
  • the fastening bushing 30 may have a bottom at the fourth axial end 34 so that the fourth axial end 34 is closed and an opening of the fastening bushing 30 is present only at the third axial end 32.
  • the opening at the third axial end 32 must be sealed against component material, which will be explained later in the description of the embodiments of the setting system.
  • base bushing 10 and mounting sleeve 30 are formed as a one-piece element 50.
  • the integrally formed base socket 10 and mounting bushing 30 have an overall height Ü Ges .
  • the proportion of the base bush 10 at the total height HGe s is H base ⁇
  • a radial projection adjacent the first axial end of the base bushing 10 has a height Hv or .
  • the area with the sixth 22 and seventh profile 24 is arranged, occupying a height Hp ro .
  • the ribs of the sixth 22 and seventh profiles are along the axial extent of the base bushing 10 arranged.
  • a distance from the fourth axial end of the mounting sleeve 30 to Be rich with the profiles is denoted by H 2 .
  • the inner diameter of the base bushing 10 merges into the inner diameter of the fastening bushing 30 via a conically extending step.
  • the base bushing 10 has the internal thread 26 of the first gear direction and the fastening bushing 30 via the internal thread 42 of the opposite second gear direction.
  • the internal thread of the first gear direction extends over a height Hu in the base bush 10.
  • the fastening bush 30 has an outer diameter D A 34 at the fourth axial end 34.
  • the outer diameter merges into the outer diameter DA at the second axial end 14 of the base bush 10 via a conically extending step, which forms an undercut.
  • the base bushing 10 has an outside diameter D AProf , which in the example shown is present only in the regions with profiling, but not over the entire height of the profilings Hp ro .
  • the one-piece design shown here from base bushing 10 and mounting bushing 30 differs from, for example, a blind rivet nut as described in EP 1 304 489 Bl both in the wall thicknesses used as well as in the fundamentally different func ontagen.
  • the blind rivet nut described therein is fastened with only a partial area in an opening of a component, but not completely arranged therein.
  • the blind rivet nut In order to ensure the correct function of such a blind rivet nut, the blind rivet nut must have a swage area which forms a bead during a setting process and thereby firmly connects the blind rivet nut to the component.
  • the one-piece base bush 10 and the fixing bush 30 are completely disposed in one component, so that an upsetting area is not required.
  • FIG. 6 shows the one-piece element 50 consisting of base bushing 10 and fastening bushing 30 according to FIG. 5 with an adjustment element 60 with a drag tractor inserted therein.
  • the adjusting element 60 has an external thread fitting to the first internal thread 26 of the base bushing 10, so that an automatic tolerance compensation of the distance to a second component is re-alisierbar.
  • the base bush 10 comprises a first securing means and the adjusting element 60 comprises a second securing means.
  • the securing means act in particular in the fully screwed-in state of the adjusting element 60 together such that a trans port and / or counter securing is formed.
  • Such transport and counter fuses are generally known.
  • the concomitant is at least partially made of plastic.
  • the adjusting element 60 made of metal in comparison to the use of plastic as a material improved power transmission from the component 1 to be fastened second component can be realized, especially if the base socket 10 is also made of metal.
  • the plastic entrainment device ensures efficient frictional connection with the fastening screw.
  • the respective materials of trailing and adjusting element 60 can be advantageously adapted to the particular application.
  • the material of the adjusting element 60 may correspond to the material of the base bushing 10 and / or the fastening bush 30.
  • another shape can also be provided on the outside of the base bushing 10 and / or the fastening bushing, which enables a secure fastening of the bushes 10 and 30 in the component. This can be, for example, an external thread for screwing into the component or a structure which advantageously supports a connection to the component by means of adhesive.
  • the setting system 100 comprises a first positioning means 110 and a second positioning means 120.
  • the positioning means 110 and 120 reference is made to FIGS. 3 and 4.
  • the first positioning means 110 has a first outer diameter matching an inner diameter of the base bushing 10.
  • the second positioning means 120 has a second outer diameter matching an inner diameter of the fastening bushing 30. The second outer diameter is therefore smaller than the first outer diameter. Accordingly, the fastening bushing 30 can be positioned on the second positioning means 120, in particular sealed against the penetration of plasticized component material, which will also be explained later.
  • the bushings 10 and 30 can be supported on the first 110 and the second positioning means 120 by means of frictional engagement, in particular by means of a spring, suppressor, adhesive, magnets or a suitable external thread of the first 110 and / or the second positioning means 120 or a combination thereof.
  • a secure and releasable holding of the respective bushing 10, 30 on the respective positioning means 110, 120 is realized until the respective bushing 10, 30 has been introduced into the component 1 in the desired end position.
  • the positioning means 110 and 120 may comprise metal or ceramic as the material.
  • the setting system 100 has a first plasticizing agent 130.
  • the plasticizing agent 130 is a so-called tube converter in the example shown.
  • the tube converter is operated via a generator 135 and has a tubular cavity in which the base bush 10 and the mounting sleeve 30 can be arranged.
  • a compensator may be provided which is connected between the first plasticizer 130 and the generator 135 to adjust the plasticizer 130 to the generator 135. If the base bushing 10 and the mounting bushing 30 are arranged in the cavity of the tube converter, then the bushes 10, 30 of metal by means of a concentrated electromagnetic Kir- selfeldes, which generates eddy currents in the bushes 10, 30, are heated without contact.
  • the bushes 10, 30 are heated simultaneously and uniformly to a temperature which ensures contact with the component for plasticizing the component material in the introduction region of the bushings 10, 30.
  • This procedure is referred to in the context of the present description as indirect plasticization, since the component is not directly plasticized, but this is done via another component, namely the sockets 10 and 30. Due to the simultaneous and uniform heating of both sockets 10 and 30 by means of a tube converter the pipe converter must be tuned to a fixed larger of the respective sockets 10 and 30.
  • the setting system 100 has a first movement means with which the first positioning means 110 and the second positioning means 120 along a common axis movable are.
  • the first movement means comprises two pneumatic cylinders 140 and 142, with which in addition to a setting stroke also a loading stroke is executable. In this way, therefore, the base socket 10 and the mounting sleeve 30 are introduced into the component, in particular embeddable.
  • the setting system 100 has a first detection means for detecting a loading of the first 110 and / or the second positioning means 120 with the base bush 10 and / or the fastening bush 30.
  • the first detection means are, for example, a means for interrogating the dynamic pressure, an optical detection means, in particular with a camera system, a differential light scanner or a light band sensor. By means of the first detection means can thus be checked whether the mounting bushing 30 and / or the base bush 10 is already arranged on the respective positioning means 110, 120.
  • a second detection means for detecting a setting depth of the base bush 10 and / or fastening bushing 30 may be provided in the component 1.
  • the second detection means is, for example, a means for detecting the dynamic pressure or a displacement measuring system.
  • the introduction of the respective socket 10, 30 is ensured in the desired insertion depth.
  • a particularly accurate control of the setting process and the checking of the placement of the setting system 100 can be realized.
  • the first positioning means 110 is initially equipped with the base bushing 10 in a loading position.
  • the second positioning means 120 is equipped with the mounting sleeve 30. In the case of the one-piece element 40, this assembly takes place simultaneously. Now, the positioning means 110, 120 are moved from the loading position to a heating position and heated by means of the first plasticizing agent 130.
  • the bushes 10, 30 are now introduced into the component 1 arranged thereunder by means of a setting stroke of the first moving means. In the desired insertion depth, the sockets 10, 30 are held and cool. After cooling, the movement means moves the positioning means 110 and 120 back into a basic position or a loading position.
  • a second embodiment of a setting system 200 is shown. Like the setting system 100, the setting system 200 also has the two positioning means 110 and 120 for the base socket 10 and the fixing sleeve 30. In addition, the first plasti fiz istsstoff 230 and the corresponding generator 235 and the first moving means with the pneumatic cylinders 240 and 242 are provided.
  • the setting system 200 differs from the setting system 100 according to FIG. 7 in that a second plasticizer 250 with a second generator 255 is provided. Structurally, the second plasticizer 250 corresponds to the first plasticizer 230, with each plasticizer 230, 250 associated with a sleeve 10, 30. In this way, the sockets 10, 30 are independently heated. Furthermore, a second movement means is provided consisting of a further pneumatic cylinder 244, whereby the second positioning means 120 can be moved separately from the first positioning means 110.
  • FIG. 9 shows a third embodiment of a setting system 300.
  • the first plasticizer 330 in this embodiment is not a tube converter but a surface converter.
  • the area converter uses the same principle for heating the bushes 10, 30, but differs from the tube converter in that it has a preferably ceramic pressure piece for transmitting a Einbring- force on the bushes 10, 30.
  • the area converter is designed so that it dips into the base bushing 10 and thereby heats the mounting bushing 30 arranged underneath.
  • the heating and the introduction of the bushes 10, 30 is preferably carried out in one step.
  • This setting system 300 is therefore preferably used with larger base sockets 10 and mounting sockets 30.
  • the setting system 400 has a setting head 402, which is an automatic installation head.
  • the automatic installation head the preferably automatically supplied bushes 10, 30 are singulated, in particular by means of a slide system.
  • the sockets 10, 30 will be described above Ways, in particular by means of a tube converter as a first plasticizer and / or second plasticizer.
  • the heated bushes 10, 30 are fed to a downpipe, through which the bushes 10, 30 fall into the set position.
  • the sockets 10, 30 are then introduced into the component 1.
  • a procedure can be implemented, which initially allows insertion of the fastening bushing 30 and then the base bushing 10.
  • a separate downpipe and a separate punch for insertion is provided for each socket 10, 30 and the setting head 402 only needs to be moved along an axis in order to introduce the base bushing 10 into the component after the introduction of the fastening bushing 30.
  • FIG. 11 shows a fifth embodiment of the setting system 500.
  • this setting system 500 two separate setting heads are provided, which are preferably mounted movably along an axis.
  • the first setting head serves for introducing the fastening bushing 30 into the component 1 and has a second plasticizing agent 550.
  • this is the setting head shown on the right-hand side.
  • the second setting head serves for introducing the base bushing 10 into the component 1. It has a tube converter as the first plasticizing agent 530, a corresponding generator 535 and two pneumatic cylinders 540 and 542 in a conventional manner.
  • the first and the second setting head are identically constructed and adapted to the respective socket 10, 30.
  • the second setting head is arranged above the introduction region such that the base bushing 10 is introduced into the component 1 coaxially with the fastening bushing 30.
  • here is a two-stage introduction.
  • FIG. 12 An embodiment of a first alternative of a manufacturing method for a component is shown in FIG. 12, in particular for a component according to the invention.
  • a first step Al the component as well as a base bushing and a fastening bush are provided.
  • the component with a fastening bush formed therein and a separate base bushing are already provided. It is preferred to provide the base bushing with adjusting element arranged therein. It is likewise preferred to provide the base bushing without an adjusting element arranged thereon.
  • a direct or indirect plasticizing of the component takes place in a loading area until the material is plasticized on the place provided for introducing the base bushing and the fastening bushing (step B).
  • the fastening bushing and / or the base bushing is introduced into the construction part, so that the fastening bushing and the base bushing are arranged coaxially with each other in the component.
  • step i a mold for the component as well as a base bushing and a fastening bush are provided.
  • step ii the base bush and the fixing bush are coaxially arranged in the mold on a core.
  • step iii the component material is introduced into the mold (step iii), and after cooling, the molded component with molded-in base bushing and fastening bushing is removed from the mold (step iv).
  • FIG. 14 shows an embodiment of a fastening method for two components together.
  • a first component is provided, wherein the first component is a component according to the invention and arranging an adjusting element in the base bush takes place (step al) or it is an inventive first component provided with adjustment element (step a2).
  • a second component is provided at a distance from the first component (step b), and an insertion of a fastening screw through an opening in the second component into the adjustment element takes place in step c, wherein the fastening screw has an outer thread and an outer diameter, which for second internal thread and second inner diameter of the mounting sleeve fit.
  • step d a rotation of the fastening screw, whereby the adjusting element is unscrewed from the base bush until it comes into contact with the second component, and then in step e further rotation of the fastening screw, so that the fastening screw with the Mounting bush engages and the two components are fixed at a distance to each other.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Bauteil (1) mit einer Basisbuchse (10), die ein erstes axiales Ende (12) und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende (14) sowie einen ersten Innendurchmesser aufweist, wobei die Basisbuchse (10) mit einem ersten Innengewinde einer ersten Gangrichtung versehen ist, und einer Befestigungsbuchse (30), die ein drittes axiales Ende (32) und ein entgegengesetztes viertes axiales Ende (34) sowie einen zweiten Innendurchmesser aufweist, wobei die Befestigungsbuchse mit einem zweiten Innengewinde einer zweiten Gangrichtung versehen ist, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, wobei der zweite Innendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser und die Basisbuchse (10) und die Befestigungsbuchse (30) sind separate Elemente und koaxial zueinander im Bauteil angeordnet. Alternativ sind die Basisbuchse (10) und die Befestigungsbuchse (30) einstückig ausgeführt.

Description

Bauteil mit Toleranzausgleichsfunktion
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Toleranzausgleichsanordnungen und ist ge- richtet auf ein Bauteil mit einer Basisbuchse und einer Befestigungsbuchse, eine Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil mit einem Abstand dazwischen, einen Bausatz für eine Toleranzausgleichsanordnung, ein Setzsystem zur Herstellung des Bauteils mit Basis- buchse und Befestigungsbuchse, Herstellungsverfahren für ein Bauteil mit Basisbuchse und Be- festigungsbuchse sowie ein entsprechendes Befestigungsverfahren.
2. Hintergrund der Erfindung
Toleranzausgleichsanordnungen oder Befestigungsanordnungen mit Toleranzausgleichsfunktio- nen sowie deren Funktionsweise sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Derartige Tole- ranzausgleichsanordnungen bestehen üblicherweise aus einem Basiselement sowie einem darin angeordneten Verstellelement mit Mitschlepper, einer Befestigungsschraube und einer zur Be- festigung der Schraube vorgesehenen Befestigungsmutter.
Das Basiselement und das Verstellelement weisen eine Gewindepaarung einer ersten Gangrich- tung auf, beispielsweise handelt es sich um ein Linksgewinde. Das Basiselement weist hierzu ein Innengewinde und das Verstellelement ein Außengewinde auf. Die Befestigungsschraube und die Befestigungsmutter weisen eine Gewindepaarung einer zweiten Gangrichtung auf, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist. Im vorgenannten Beispiel wäre die zweite Gangrichtung also durch ein Rechtsgewinde definiert. Die Befestigungsmutter weist hierzu in bekannter Weise ein Innengewinde und die Befestigungsschraube ein Außengewinde auf. Bei der Verwendung muss zunächst das Basiselement üblicherweise mit darin montiertem Ver- stellelement an einem ersten Bauteil befestigt werden. Die Befestigung erfolgt in einer Öffnung des Bauteils, wobei das Basiselement beispielsweise Vorsprünge an seiner Außenseite aufweist, die einen Bajonettverschluss darstellen. Auf diese Weise kann das Basiselement mit darin ange- ordnetem Verstellelement in eine Öffnung des ersten Bauteils eingesteckt werden und mittels Drehen fixiert werden. Aus diesem Vorgehen zum Einbauen wird bereits ersichtlich, dass das Basiselement eine Höhe aufweist, die größer ist als eine Dicke des Bauteils. Zudem muss das Bauteil, in dem das Basiselement befestigt werden soll, mindestens von einer Seite zugänglich sein.
Um nun ein zweites Bauteil in einem Abstand zum ersten Bauteil zu befestigen, wird die Befesti- gungsschraube durch eine Öffnung im zweiten Bauteil gesteckt, so dass sie mit dem Mitschlep- per in reibschlüssiger Verbindung steht. Wird die Befestigungsschraube entsprechend ihrer Gangrichtung gedreht, wird das Verstellelement über den Mitschlepper aus dem Basiselement aufgrund der entgegengesetzten Gangrichtung herausgedreht, bis es mit dem zweiten Bauteil in Kontakt kommt und daran anliegt. Wird nun die Befestigungsschraube weiter gedreht, so über- windet sie das durch den Mitschlepper bereitgestellte Drehmoment, läuft durch den Mitschlepper und steht aus dem Basiselement hervor. Nun kann die Befestigungsmutter auf die Befestigungs- schraube aufgeschraubt werden, wodurch die Befestigungsschraube fixiert wird.
In einer bekannten Alternative werden das Befestigungselement und das Basiselement durch eine Blindnietmutter bereitgestellt. Eine entsprechende Toleranzausgleichsanordnung ist in der EP 1 304 489 Bl beschrieben. Wie aus den obigen Ausführungen erkennbar ist, müssen die beiden Bauteile von beiden Seiten zugänglich sein, um die Toleranzausgleichsanordnung montieren und verwenden zu können. Zu- dem wird das Basiselement üblicherweise an Bauteilen befestigt, die eine Dicke aufweisen, die geringer ist als eine Höhe des Basiselements, so dass das Basiselement üblicherweise eingeclipst, eingerastet oder in einer anderen Art lösbar in einer Bauteilöffnung befestigbar ist, häufig zerstö- rungsffei, und von mindestens einer Seite des entsprechenden Bauteils vorsteht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauteil bereitzustellen, das für die Verwen- dung einer Toleranzausgleichsanordnung vorbereitet und optimiert ist. Gleichermaßen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen entsprechenden Bausatz, eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen, ein Setzsystem sowie entsprechende Herstellungs- und Befestigungsverfahren bereitzustellen
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 o- der 2, eine Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil mit einem Ab- stand dazwischen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10, einen Bausatz gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11, ein Setzsystem zur Herstellung eines Bauteils gemäß dem un- abhängigen Patentanspruch 13, ein Herstellungsverfahren für ein Bauteil gemäß dem unabhängi gen Patentanspruch 26 oder 31 sowie ein Befestigungsverfahren für zwei Bauteile aneinander gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 32. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterent- wicklungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den an- hängigen Patentansprüchen.
In einer ersten Alternative umfasst ein erfindungsgemäßes Bauteil eine Basisbuchse, die ein ers- tes axiales Ende und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende sowie einen ersten Innendurchmesser aufweist, wobei die Basisbuchse mit einem ersten Innengewinde einer ersten
Gangrichtung versehen ist, und eine Befestigungsbuchse, die ein drittes axiales Ende und ein ent gegengesetztes viertes axiales Ende sowie einen zweiten Innendurchmesser aufweist, wobei die Befestigungsbuchse mit einem zweiten Innengewinde einer zweiten Gangrichtung versehen ist, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, wobei der zweite Innendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser und die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse sind separate Elemente und koaxial zueinander im Bauteil angeordnet.
Das erfindungsgemäße Bauteil ist ein dickwandiges Bauteil. Dickwandig in diesem Zusammenhang bedeutet, dass das Bauteil zumindest in dem Bereich, in dem die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse vorhanden sind, eine Dicke aufweist, die es erlaubt, dass die
Befestigungsbuchse vollständig und die Basisbuchse zumindest teilweise darin angeordnet bzw. eingebracht sind. Dies heißt, dass die Befestigungsbuchse mit dem dritten und dem vierten axialen Ende im Bauteil angeordnet ist oder darin eingebracht ist sowie mindestens das zweite axiale Ende der Basisbuchse, das benachbart dem dritten axialen Ende der Befestigungsbuchse ange ordnet ist. Dies wird neben einem insgesamt dickwandigen Bauteil zum Beispiel auch durch ein Bauteil mit Massenanhäufungen wie beispielsweise einem Dom im Bereich der Basis- und Befestigungsbuchse erzielt. Es ist daher nicht erforderlich, dass das dickwandige Bauteil einheitlich eine entsprechende Dicke aufweist. Aufgrund der koaxialen Anordnung der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse sowie der benachbarten Anordnung des zweiten axialen Endes der Basisbuchse und des dritten Endes der Be festigungsbuchse ergibt sich, dass von der Bauteiloberfläche des Bauteils betrachtet zuerst die Basisbuchse und dann die Befestigungsbuchse im Bauteil angeordnet oder eingebracht sind. Be zogen auf den Vorgang des Anordnens oder Einbringens in dem Bauteil bedeutet dies, dass zu- erst die Befestigungsbuchse und danach die Basisbuchse im Bauteil angeordnet oder in das
Bauteil eingebracht werden, was auch in einem Schritt erfolgen kann. Dies wird später unter Bezugnahme auf die entsprechenden Herstellungsverfahren detailliert erläutert.
Grundsätzlich kann jedes Material als Ausgangsmaterial für das Bauteil mit darin angeordneter Basisbuchse und Befestigungsbuchse verwendet werden. Bevorzugt sind Kunststoffe und Me- talle als Ausgangsmaterial. Vorzugsweise werden aber auch Holz, Holzprodukte oder ein ähnliches Material oder Materialkombinationen eingesetzt. Für die Basisbuchse und die
Befestigungsbuchse ist grundsätzlich auch jedes Material verwendbar, wobei Metalle, Kunst stoffe oder eine Kombination davon bevorzugt sind. Im Hinblick auf die spätere Funktionsweise von Befestigungsbuchse, Basisbuchse und Bauteil ist es wichtig, dass die jeweiligen Materialien so aufeinander abgestimmt sind, dass sie zum einen eine sichere Befestigung von Basisbuchse und Befestigungsbuchse im Bauteil gestatten und andererseits eine gute Kraftübertragung bei der späteren Verwendung gegeben ist. In Abhängigkeit von den späteren Einsatzbereichen muss weiteren Umständen des jeweiligen Anwendungsgebietes bei der Material wähl Rechnung getra- gen werden, wie beispielsweise dem Einsatz in einer Umgebung mit hoher thermischer Belas tung, aggressiven chemischen Medien o.ä.
Das Anordnen oder Einbringen der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse in das Bauteil kann auf vielfältige Art und Weise erfolgen. Das Bauteil kann beispielsweise eine entsprechende dem Außendurchmesser der jeweiligen Buchse abgestufte Vorbohrung mit oder ohne Gewinde auf weisen, um die beiden Buchsen darin anzuordnen. In diesem Fall weisen die beiden Buchse zu sätzlich ein entsprechendes Außengewinde auf, das im Fall einer Vorbohrung ohne Gewinde selbstschneidend oder selbstfurchend ist. Alternativ können die Buchsen auch mittels eines Klebstoffs in der Vorbohrung angeordnet werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Buchsen in das Bauteil eingeformt oder eingebettet sind. Eingeformt bezeichnet hierbei ein Vorgehen, bei dem die Buchsen bereits bei der Herstellung des Bauteils, beispielsweise durch ein Urformverfahren, im Bauteil vorgesehen wurden. Eingebettet bezeichnet demgegenüber ein Vorgehen, bei dem die Buchsen nach der anfänglichen Herstellung des Bauteils durch ein Plastifizieren des Bauteils in einem Einbringbereich der Buchsen in das Bauteil eingebettet oder eingepresst wurden. Sowohl das Einformen als auch das Einbetten werden später im Rahmen der unterschiedlichen Herstellungsverfahren detailliert diskutiert. Grundsätzlich sind auch Kombinationen der Befestigungsarten bei einer Buchse oder die Verwendung von unterschiedlichen Befestigungsar ten bei beiden Buchsen realisierbar. Beispielsweise kann die Befestigungsbuchse eingeformt sein, während die Basisbuchse eingebettet, eingeschraubt oder eingeklebt ist. Wichtig ist auch hier, dass die Buchsen so im Material des Bauteils befestigt sind, dass eine auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasste axiale Auszugsfestigkeit der Buchsen aus dem Material des Bauteils gegeben ist. Aufgrund der Ausführung der Buchsen als getrennte Elemente in der ersten erfindungsgemäßen Alternative des Bauteils kann ein Abstand zwischen den beiden Buchsen, insbe- sondere zwischen dem zweiten axialen Ende der Basisbuchse und dem dritten axialen Ende der Befestigungsbuchse, je nach Anwendungsfall und/oder -gebiet individuell angepasst werden. In einer bevorzugten Ausfiihrungsform sind die beiden Buchsen jedoch direkt aneinander angren- zend angeordnet, so dass nahezu kein Abstand zwischen den beiden Buchsen vorliegt. Zum weiteren besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Bauteils wird dieses nachfolgend unter Verwendung der Toleranzausgleichsfunktion beschrieben. Das erfindungsgemäße Bauteil stellt somit das erste Bauteil dar. Zur Verwendung der Toleranzausgleichsfunktion ist in der Ba- sisbuchse ein Verstellelement mit Mitschlepper angeordnet. Das Verstellelement weist einen Au ßendurchmesser und ein Außengewinde auf, die zum Innendurchmesser und Innengewinde der Basisbuchse passen. Beispielsweise handelt es sich bei den Gewinden des Verstellelements und der Basisbuchse um Linksgewinde. In einem Ausgangszustand ist das Verstellelement in die Basisbuchse möglichst vollständig eingeschraubt.
Nun wird ein zweites Bauteil mit einer Öffnung für eine Befestigungsschraube in einem Abstand zum ersten Bauteil angeordnet. Die Befestigungsschraube wird durch die Öffnung des zweiten Bauteils gesteckt und weist einen Außendurchmesser sowie Außengewinde auf, die zum Innendurchmesser und Innengewinde der Befestigungsbuchse passen. Diese beiden Gewinde stellen also beispielsweise ein Rechtsgewinde dar. Wenn die Befestigungsschraube nun mit dem Mit- schlepper des Verstellelements in Kontakt kommt, dann dreht die Befestigungsschraube das Ver- stellelement aufgrund des Reibschlusses zwischen Mitschlepper und Befestigungsschraube aus der Basisbuchse heraus, bis das Verstellelement mit dem zweiten Bauteil in Kontakt kommt. Nach Überwindung eines entsprechenden Drehmoments wird die Befestigungsschraube weiter in das Verstellelement eingeschraubt, bis sie aus der Basisbuchse am zweiten axialen Ende der Ba- sisbuchse hervorsteht und mit der nachgelagerten Befestigungsbuchse in Eingriff gelangt.
Das erfindungsgemäße Bauteil gemäß der ersten Alternative ist somit für die Verwendung mit einer Toleranzausgleichsanordnung vorbereitet. Ein besonderer Vorteil dieses Bauteils ist, dass die Zugänglichkeit zu diesem Bauteil nach dem Anordnen des daran in einem Abstand zu befes- tigenden zweiten Bauteils nicht mehr gewährleistet sein muss. Sobald die beiden Bauteile richtig miteinander ausgerichtet sind, d.h. die Befestigungsschraube koaxial mit den beiden Buchsen an geordnet werden kann, ist eine Befestigung der beiden Bauteil unter Verwendung der Toleranz- ausgleichsfunktion möglich. Zudem ist das Bauteil kostengünstig für die Verwendung mit einer Toleranzausgleichsanordnung vorbereitet, da die Buchsen direkt in das Bauteil eingebracht sind.
In einer zweiten Alternative umfasst ein erfmdungsgemäßes Bauteil eine Basisbuchse, die ein erstes axiales Ende und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende sowie einen ersten Innen- durchmesser aufweist, wobei die Basisbuchse mit einem ersten Innengewinde einer ersten Gangrichtung versehen ist, und eine Befestigungsbuchse, die ein drittes axiales Ende und ein entgegengesetztes viertes axiales Ende sowie einen zweiten Innendurchmesser aufweist, wobei die Befestigungsbuchse mit einem zweiten Innengewinde einer zweiten Gangrichtung versehen ist, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, wobei der zweite Innendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser und die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse sind einstückig ausgebildet und koaxial zueinander im Bauteil angeordnet.
Ein Unterschied zwischen dem erfmdungsgemäßen Bauteil gemäß der ersten Alternative und dem erfmdungsgemäßen Bauteil gemäß der zweiten Alternative ist, dass in der zweiten Altema- tive die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse einstückig und nicht als getrennte Elemente ausgebildet sind. Auf diese Weise liegen die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse so als le- diglich ein Element in der zweiten Ausführungsform vor. Dies erleichtert den Herstellungspro- zess, da insbesondere beim Einbringen der Befestigungsbuchse und der Basisbuchse in das Bauteil kein Material in einen Spalt zwischen den beiden Buchsen eindringen kann. Ein Nachteil der Anordnung ist jedoch, dass die Verwendung unterschiedlicher Einbringmöglichkeiten für die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse nicht möglich ist. Dies bedeutet daher eine Einschränkung der Variabilität im Vergleich zur ersten Alternative. Weiterhin ist der Ab- stand zwischen Basisbuchse und Befestigungsbuchse aufgrund der einstückigen Anordnung fest vorgegeben ist. Demgegenüber kann in der erfindungsgemäßen ersten Alternative des Bauteils ein Abstand zwischen Befestigungsbuchse und Basisbuchse beliebig eingestellt werden, da diese beiden Buchsen als separate Bauteile vorliegen. Im Hinblick auf die übrigen Gestaltungsmög- lichkeiten und Vorteile wird auf die obigen Ausführungen zur ersten Alternative des erfmdungs- gemäßen Bauteils verweisen, die analog auch für die zweite Alternative des erfindungsgemäßen Bauteils gelten.
In diesem Zusammenhang ist besonders hervorzuheben, dass sich die einstückige Ausgestaltung aus Basisbuchse und Befestigungsbuchse von beispielsweise einer Blindnietmutter wie sie in EP 1 304 489 Bl beschrieben ist sowohl in den verwendeten Wandstärken als auch in der Funkti- onsweise unterscheidet. Die dort beschriebene Blindnietmutter wird nur mit einem Teilbereich in einer Öffnung eines Bauteils befestigt, jedoch nicht vollständig darin angeordnet. Um die kor- rekte Funktion einer solchen Blindnietmutter zu gewährleisten, verfügt die Blindnietmutter über einen Stauchbereich, der bei einem Setzvorgang eine Wulst bildet und dadurch die Blindnietmutter mit dem Bauteil fest verbindet. In der vorliegenden Ausführungsform werden die einstückig ausgebildete Basisbuchse und Befestigungsbuchse jedoch vollständig in einem Bauteil angeordnet, so dass ein Stauchbereich nicht erforderlich ist. Daher können auch andere Wandstärken im Vergleich zu einer Blindnietmutter genutzt werden, was die erfindungs gemäße Ausgestaltung besonders vorteilhaft macht. Soweit nicht ausdrücklich anders dargestellt sind die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sowohl auf das erfindungsgemäße Bauteil gemäß der ersten Alternative wie auch gemäß der zweiten Alternative anwendbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Bauteils weist die Basisbuchse und/oder die Befesti- gungsbuchse an einer radialen Außenseite mindestens eine, vorzugsweise vollumfängliche, Profilierung auf, insbesondere in Form einer Rändelung oder in Form von Rippen. Die Profilierung stellt insbesondere Hinterschnitte für das Material des Bauteils bereit, sodass beispielsweise bei einem Einbetten oder Einformen der Buchsen die axiale Auszugsfestigkeit der jeweiligen Buchse im Vergleich zu einer glatten Außenwand der jeweiligen Buchse erhöht ist. Insbesondere handelt es sich bei der Profilierung um eine Rändelung oder um Rippen, die beispielsweise parallel oder winklig zur axialen Erstreckung der jeweiligen Buchse verlaufen. Im Hinblick auf eine entsprechende Gestaltung des äußeren Umfangs wird auf die WO 2015/028680 Al verwiesen. Entspre chende Kombinationen der Profilierung sind ebenfalls möglich. Beispielsweise kann in einem ersten Profilierungsbereich eine Rändelung vorgesehen sein, während in einem axial dazu beab- standeten zweiten Profilierungsbereich eine Gestaltung mit Rippen vorgesehen ist. Alternativ kann die Profilierung auch aus einem Außengewinde oder aus Abschnitten eines Außengewindes bestehen. Das Außengewinde der Buchsen kann dabei ein selbstschneidendes Gewinde sein. Mittels des entsprechenden Außengewindes ist die jeweilige Buchse in eine Bauteilöffnung ein- schraubbar. Weiterhin können die Buchsen alternativ oder zusätzlich mittels eines Klebemittels in der Bauteilöfftiung befestigt werden. Auch Kombinationen der verschiedenen Befestigungsmöglichkeiten sind realisierbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Bauteils ist die Basisbuchse mit ihrem ers- ten axialen Ende benachbart zu einer Oberfläche des Bauteils angeordnet, insbesondere fluch- tend mit der Bauteiloberfläche. Mittels dieser Anordnung ist eine genaue Ausrichtung der Basisbuchse und somit indirekt auch der Befestigungsbuchse über die Bauteiloberfläche gegeben. Zudem sorgte dies für ein optisch ansprechendes Bauteil, wobei ein Beschädigungsrisiko der Basisbuchse beim Transport des Bauteils durch das fluchtend angeordnete erste axiale Ende der Basisbuchse minimiert ist. In einer Alternative kann das erste axiale Ende der Basisbuchse auch im Bauteil angeordnet sein oder davon hervor stehen, je nach gewünschtem Anwendungsfall.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist das dritte axiale Ende der Befestigungs- buchse benachbart dem zweiten axialen Ende der Basisbuchse angeordnet ist und das vierte axi ale Ende der Befestigungsbuchse weist vorzugsweise einen Boden auf, so dass das vierte axiale Ende vorzugsweise geschlossen ist und eine Öffnung der Befestigungsbuchse nur am dritten axialen Ende vorhanden ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei einem Einbetten und/oder Einformen der Basisbuchse in das Bauteil vorteilhaft, da ein Positioniermittel wie ein Befesti- gungsdom oder Montagedom lediglich die Öffnung der Befestigungsbuchse am dritten axialen Ende abdichten muss. Andernfalls müsste das jeweilige Positioniermittel auch noch die Öffnung am vierten axialen Ende abdichten, um ein Eindringen des Bauteilmaterials von dieser Seite zu verhindern. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in der Basisbuchse ein Verstellelement mit einem Mitschlepper angeordnet, das ein Außengewinde passend zum ersten lnnengewinde der Basisbuchse aufweist, so dass ein automatischer Toleranzausgleich des Abstandes zu einem zweiten Bauteil realisierbar ist. Das Bauteil wird somit mit einem weiteren Bestandteil zur Reali sierung der späteren Toleranzausgleichsfunktion bereitgestellt, nämlich dem Verstellelement.
Ein derartiges Bauteil minimiert somit den Aufwand, den ein dieses Bauteil verarbeitender Wer ker damit hat, da das Verstellelement bereits vormontiert ist.
Weiterhin bevorzugt weist die Basisbuchse ein erstes Sicherungsmittel auf und das Verstellele ment weist ein zweites Sicherungsmittel auf, wobei das erste und das zweite Sicherungsmittel, insbesondere im vollständig eingeschraubten Zustand des Verstellelements, Zusammenwirken und so eine Transport- und/oder Kontersicherung bilden. Mit dieser Ausführungsform wird si- chergestellt, dass das Verstellelement sich während des Transports nicht unbeabsichtigt aus der Basisbuchse lösen kann. Zudem oder alternativ ist ein Verkontem verhindert. Dies gewährleistet somit die direkte störungsfreie Verwendbarkeit der Toleranzausgleichsfunktion des Bauteils. Derartige Transport- und/oder Kontersicherungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt und werden daher nicht näher erläutert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Verstellelement aus Metall und/oder der Mitschlepper besteht zumindest teilweise aus Kunststoff. Mittels des Verstellelements aus Metall ist eine im Vergleich zur Verwendung von Kunststoff als Material verbesserte Kraftüber- tragung vom am ersten Bauteil zu befestigenden zweiten Bauteil realisierbar, insbesondere wenn die Basisbuchse ebenfalls aus Metall besteht. Der Mitschlepper aus Kunststoff sorgt für eine effi ziente reibschlüssige Verbindung mit der Befestigungsschraube. Die jeweiligen Materialen von Mitschlepper und Verstellelement können dabei vorteilhafterweise auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst sein. Auch kann das Material des Verstellelements dem Material der Basisbuchse und/oder der Befestigungsbuchse entsprechen.
Eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil mit einem Abstand dazwischen, wobei das erste Bauteil ein erfindungsgemäßes Bauteil ist, weist einen Kopf einer Befestigungsschraube benachbart einer dem ersten Bauteil abgewandten Ober fläche des zweiten Bauteils auf, wobei ein Außengewinde der Schraube mit dem zweiten Innengewinde der Befestigungsbuchse in Eingriff steht. Im Hinblick auf die Vorteile wird auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Bauteil gemäß der ersten sowie der zweiten Alternative verwiesen.
Ein erfindungsgemäßer Bausatz umfasst eine Basisbuchse, die ein erstes axiales Ende und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende sowie einen ersten Innendurchmesser aufweist, wobei die Basisbuchse mit einem ersten Innengewinde einer ersten Gangrichtung versehen ist, eine Be festigungsbuchse, die ein drittes axiales Ende und ein entgegengesetztes viertes axiales Ende sowie einen zweiten Innendurchmesser aufweist, wobei die Befestigungsbuchse mit einem zweiten Innengewinde einer zweiten Gangrichtung versehen ist, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, wobei der zweite Innendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser, und ein Verstellelement, das ein Außengewinde passend zum Innengewinde der Basisbuchse aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Bausatz zusätzlich eine entsprechende Befestigungsschraube. Der Bausatz umfasst somit alle Bestandteile zur Realisierung der Toleranzausgleichsfunktion im Bauteil, nachdem die Befestigungsbuchse und die Basisbuchse im Bauteil angeordnet bzw. darin eingebracht wurden. Im Hinblick auf die daraus resultierenden Vorteile wird dementsprechend auf die obigen Ausführungen verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Verstellelement aus Metall und/oder der Mit schlepper besteht zumindest teilweise aus Kunststoff. Wie bereits oben dargelegt ist mittels des Verstellelements aus Metall eine verbesserte Kraftübertragung vom am ersten Bauteil zu befestigenden zweiten Bauteil auf das Verstellelement und die Basisbuchse realisierbar, insbesondere wenn die Basisbuchse ebenfalls aus Metall besteht. Der Mitschlepper aus Kunststoff sorgt für eine gute reibschlüssige Verbindung mit der Befestigungsschraube. Die jeweiligen Materialen von Mitschlepper und Verstellelement können dabei vorteilhafterweise auf den jeweiligen An wendungsfall angepasst sein. Auch kann das Material des Verstellelements dem Material der Basisbuchse und/oder der Befestigungsbuchse entsprechen.
Ein erfindungsgemäßes Setzsystem zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines erfindungsgemäßen Bauteils, umfasst ein erstes Positioniermittel, das einen ersten Außendurchmesser passend zu einem Innendurchmesser einer Basisbuchse aufweist, so dass die Basisbuchse, die ein erstes Innengewinde einer ersten Gangrichtung aufweist, auf dem ersten Positioniermittel positionierbar ist, und/oder ein zweites Positioniermittel, das einen zweiten Außendurchmesser passend zu einem Innendurchmesser der Befestigungsbuchse aufweist, so dass der zweite Außendurchmesser kleiner ist als der erste Außendurchmesser und die Befestigungsbuchse, die ein zweites Innengewinde einer zweiten Gangrichtung aufweist, das der ersten Gangrichtung ent gegengesetzt ist, auf dem zweiten Positioniermittel positionierbar ist, sowie ein erstes Plastifizierungsmittel, das direkt oder indirekt für eine Plastifizierung des Bauteils vor und/oder während eines Einbringens der Basisbuchse und/oder der Befestigungsbuchse in das Bauteil sorgt, und ein erstes Bewegungsmittel mit dem das erste Positioniermittel und/oder das zweite Positioniermittel bewegbar sind, insbesondere entlang nur einer Achse, und die Basisbuchse und/oder die Befesti- gungsbuchse ins Bauteil einbringbar sind. Mittels des erfindungsgemäßen Setzsystems ist somit ein Bauteil herstellbar, in dem die Befestigungsbuchse und die Basisbuchse koaxial angeordnet sind. Das hergestellte Bauteil entspricht daher insbesondere dem oben beschriebenen erfindungs gemäßen Bauteil. Im Hinblick auf die Vorteile sowie die jeweiligen Ausführungsformen und Materialmöglichkeiten wird daher auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Zur Verdeutlichung wird das erfindungsgemäße Setzsystem nachfolgend im Rahmen seiner Ver wendung erläutert. Dabei dienen das erste Positioniermittel der Aufnahme der Basisbuchse und das zweite Positioniermittel der Aufnahme der Befestigungsbuchse. Die jeweiligen Buchsen sind auf dem jeweiligen Positioniermittel lösbar haltbar, sodass ein Bewegen des jeweiligen Positio- niermittels beispielsweise durch das erste Bewegungsmittel, vorzugsweise einen ersten Pneuma tikzylinder, mit fest daran angeordneter Buchse gewährleistet ist. Entsprechende
Haltemöglichkeiten der Befestigungsbuchse und der Basisbuchse auf dem ersten und/oder zwei ten Positioniermittel werden später im Hinblick auf eine bevorzugte Ausführungsform diskutiert.
Grundsätzlich sind bei der Verwendung des Setzsystems zwei unterschiedliche Vorgehensmög lichkeiten zu berücksichtigen. Zum einen können die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse gemeinsam in einem Schritt in das Bauteil eingebracht werden. Hierbei können die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse sowohl als einstückiges Element als auch als getrennte Elemente vorliegen. In einer anderen Alternative liegen die Befestigungsbuchse und die Basisbuchse getrennt voneinander vor und können daher zusätzlich in zwei getrennten Schritten nacheinander in das Bauteil eingebracht werden. Da die Befestigungsbuchse bezogen auf eine spätere Einbaurichtung einer Befestigungsschraube hinter der Basisbuchse angeordnet ist, wird mittels des Setzsystems zunächst die Befestigungsbuchse in das Bauteil eingebracht oder die Befestigungsbuchse ist, bezogen auf das Einbringen in einem Schritt und die daraus resultierende Einbring- richtung, vor der Basisbuchse angeordnet. Das Setzsystem kann in einer bevorzugten Ausführungsform zudem auch ein Mittel zum Vorbohren des Bauteils umfassen, was das Ein- bringen weiter erleichtert. Alternativ kann das Bauteil an den entsprechenden Stellen bereits vor- gebohrt sein. Vor dem Einbringen der jeweiligen Buchse in das Bauteil wird das Bauteil zunächst direkt oder indirekt plastifiziert mittels der Plastifizierungsmittel. Allgemein bedeutet Plastifizierung im Sinne der vorliegenden Beschreibung, dass das Material des Bauteils im Einbringbereich, also in dem Bereich, in dem die Buchsen in das Bauteil eingebracht werden soll, in einen Zustand plasti- scher Verformbarkeit gebracht wird. Direkte Plastifizierung bezeichnet dabei ein Vorgehen, bei dem das Bauteil direkt im entsprechenden Bereich plastifiziert wird. Dies erfolgt beispielsweise über ein Erwärmen des Bauteils im jeweiligen Bereich. Im Rahmen der indirekten Plastifizierung wird über zumindest eine der Buchsen, also die Befestigungsbuchse und/oder die Basisbuchse, ein Zustand des Bauteils im Einbringbereich herbeigeführt, der eine plastische Verformung des Bauteilmaterials in diesem Bereich gestattet. Dies kann unter anderem erfolgen, indem eine oder beide Buchsen erwärmt werden oder durch ein Einbringen der Buchsen unter Drehen und Pres- sen einer und/oder beider Buchsen, was auch von der Ausführungsform der Buchsen abhängig ist, wie oben erläutert. Gerade bei der indirekten Plastifizierung ist es bevorzugt, wenn zumin- dest eine der Buchsen aus einem Metall besteht. Wenn das Bauteil im Einbringbereich entsprechend plastifiziert wurde, dann kann die Befesti- gungsbuchse in das Bauteil eingebracht, insbesondere eingepresst, werden. In analoger Weise kann die Basisbuchse in das Bauteil eingebracht werden. Alternativ ist es auch realisierbar, eine der beiden Buchsen über ein Außengewinde in das Bauteil einzuschrauben und/oder eine der Buchsen in eine Bauteilöffnung einzukleben. Zudem sind auch Kombinationen der entsprechen- den Befestigungsmöglichkeiten realisierbar. Wichtig ist, gerade bei einem Einbringen der Buchsen als getrennte Elemente, dass über entsprechende Dichtmittel sichergestellt ist, dass das lnnengewinde der Buchsen von plastifiziertem Material freigehalten wird. Diese Funktion wird vorzugsweise direkt über die Positioniermittel realisiert. Ein Sonderfall hierbei ist, wenn die Be- festigungsbuchse und die Basisbuchse einstückig ausgeführt sind und die Befestigungsbuchse einen Boden aufweist. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn ein Positioniermittel vorhanden ist, das die einzige Öffnung am ersten axialen Ende der Basisbuchse abdichtet. ln einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet das erste Plastifizierungsmittel mit einem der Folgenden: elektrisches Feld, magnetisches Feld, Ultraschall, Schwingungen, Wärmestrahlung oder Kombinationen davon. In Abhängigkeit von dem verwendeten Material des Bauteils sowie des Materials der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse wird das zu verwendende Prinzip ausgewählt. Das Prinzip der Erwärmung mittels elektrischem oder magnetischem Feld ist beson ders bevorzugt bei einem Bauteil und/oder einer Buchse aus Metall. Die Verwendung von Ultra- schall, Schwingungen oder Wärmestrahlung ist grundsätzlich bei allen Materialen möglich. In Abhängigkeit von der gewünschten Art der Plastifizierung, also direkt oder indirekt, wird entwe- der das Bauteil selbst direkt mit einem oder einer Kombination der entsprechenden Wirkprinzi- pien in einen plastifizierten Zustand im Einbringbereich gebracht. Alternativ wird das Bauteil indirekt in einen plastifizierten Zustand im Einbringbereich gebracht, indem eines oder eine Kombination der Wirkprinzipien auf die Befestigungsbuchse und/oder die Basisbuchse ange- wendet werden. Ebenfalls ist eine Kombination der direkten und indirekten Plastifizierung reali sierbar. Beispielhaft und bezogen auf die Anwendung von Wärmestrahlung kann a) das Bauteil selbst mittels Wärmestrahlung erwärmt werden (direkte Plastifizierung), b) die Befestigungs- buchse und/oder die Basisbuchse auf eine Temperatur mittels Wärmestrahlung erwärmt werden, die bei Einbringen der jeweiligen Buchse eine Plastifizierung des Bauteils im Einbringbereich zur Folge hat (indirekte Plastifizierung) oder c) beide Vorgehensweisen werden kombiniert, so dass sowohl das Bauteil als auch die Befestigungsbuchse und/oder die Basisbuchse mittels Wärmestrahlung erwärmt wird. Eine Kombination der Wirkprinzipien ist beispielsweise die Erwär- mung des Bauteils mittels Wärmestrahlung während zusätzlich oder alternativ die
Befestigungsbuchse und/oder die Basisbuchse, die aus Metall bestehen, mittels eines elektri schen oder magnetischen Felds erwärmt werden. Auch ist eine indirekte Plastifizierung des Bauteils im Einbringbereich über eine Drehung der Befestigungsbuchse und/oder der Basisbuchse in Anlage mit dem Bauteil sowie unter gleichzeitiger Anwendung von Druck realisierbar. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass die Art der Einbringung in Abhängigkeit von den verwende- ten Materialien gezielt auswählbar ist, so dass eine für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Verbindung zwischen den Buchsen und dem Bauteil herstellbar ist, beispielsweise im Hinblick auf eine axiale Auszugfestigkeit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sorgt das erste Plastifizierungsmittel für eine Erwärmung der Basisbuchse und das Setzsystem weist ein zweites Plastifizierungsmittel auf, das für eine Erwärmung der Befestigungsbuchse sorgt. Das erste und das zweite Plastifizierungsmittel sorgen somit für eine indirekte Plastifizierung des Bauteils. Die Besonderheit dieser Ausfüh- rungsform ist, dass die Befestigungsbuchse und die Basisbuchse getrennt voneinander erwärmbar sind. Somit kann auf eventuell vorhandene Unterschiede zwischen Basisbuchse und Befestigungsbuchse besser Rücksicht genommen werden. Dabei ist besonders bevorzugt, wenn mittels des ersten und des zweiten Plastifizierungsmittels eine Erwärmung der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse durch elektromagnetische Energie erfolgt. In diesem Fall können die Ba sisbuchse und die Befestigungsbuchse berührungslos erwärmt werden. Zusätzlich kann auch ein weiteres Plastifizierungsmittel für eine direkte Plastifizierung des Bauteils vorgesehen sein.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform sind das erste und das zweite Positioniermittel an einem gemeinsamen Setzkopf axial hintereinander angeordnet. Mittels dieser Ausgestaltung kann die koaxiale Anordnung der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse bereits am Setzkopf erfolgen und der Einbringvorgang in das Bauteil ist in dieser Hinsicht vereinfacht, da die lagerichtige Ausrichtung der Buchsen zueinander bereits vor dem Einbringen in das Bauteil sicherge stellt ist.
Ausgehend von der Anordnung an einem gemeinsamen Setzkopf axial hintereinander weisen in einer bevorzugten Aus führungs form das erste und das zweite Positioniermittel eine unveränderli- che Position bezogen aufeinander auf und sind gemeinsam mittels des ersten Bewegungsmittels bewegbar oder das Setzsystem weist ein zweites Bewegungsmittel auf, vorzugsweise einen zwei- ten Pneumatikzylinder, wobei das erste Positioniermittel mittels des ersten Bewegungsmittels und das zweite Positioniermittel mittels des zweiten Bewegungsmittels bewegbar ist, so dass das erste und das zweite Positioniermittel relativ zueinander bewegbar sind. Der Vorteil dieses Auf- baus ist, dass in der ersten Alternative ein Abstand der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse bereits aufgrund der Positioniermittel vor dem Einbringen in das Bauteil einstellbar oder vorgeb- bar ist. In der zweiten Alternative mit den zueinander relativ bewegbaren Positioniermitteln ist ein Abstand zwischen der Befestigungsbuchse und der Basisbuchse auch noch nach dem Ein- bringen der Befestigungsbuchse einstellbar. Dies erhöht daher die Variabilität des Setzsystems insgesamt. ln einer weiteren bevorzugten alternativen Ausführungsform sind das erste und das zweite Positioniermittel an einem gemeinsamen Setzkopf nebeneinander angeordnet. Aufgrund der Anord- nung nebeneinander ist das Einbringen der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse in das
Bauteil nacheinander vereinfacht. Nachdem die Befestigungsbuchse in das Bauteil eingebracht wurde, muss der Setzkopf aufgrund dieser Anordnung insbesondere nur entlang einer Achse ver fahren werden, um danach die Basisbuchse in koaxialer Ausrichtung mit der Befestigungsbuchse in das Bauteil einzubringen. In einer weiteren bevorzugten alternativen Ausführungsform sind das erste und das zweite Positioniermittel jeweils an einem Setzkopf angeordnet. Dies bedeutet, dass zwei Setzköpfe vorhan den sind und jeder Setzkopf eines der Positioniermittel aufweist. Vorzugsweise weist auch jeder Setzkopf ein entsprechendes Plastifizierungsmittel auf, insbesondere eines, mit dem elektromag netische Energie in die jeweilige Buchse einbringbar ist. Ein Vorteil dieses Aufbaus ist, dass auf- grund der Verwendung von zwei getrennten Setzköpfen, also eines für die Basisbuchse und eines für die Befestigungsbuchse, die Variabilität des Setzsystems erhöht ist im Vergleich zu einem Setzsystem mit nur einem Setzkopf für beide Buchsen.
Für alle Ausführungsformen ist es bevorzugt, wenn die Basisbuchse nach außen abgedichtet auf dem ersten Positioniermittel aufnehmbar ist, so dass bei einem späteren Einbringen, insbeson- dere Einbetten, kein Bauteilmaterial in die Basisbuchse eindringen kann. Zudem ist es für alle Ausführungsformen bevorzugt, wenn die Befestigungsbuchse nach außen abgedichtet auf dem zweiten Positioniermittel aufnehmbar ist, so dass bei einem späteren Einbringen oder Einbetten kein Bauteilmaterial mindestens über das dritte axiale Ende in die Befestigungsbuchse eindrin gen kann. Eine entsprechende Abdichtung erfolgt vorzugsweise über einen entsprechend gestalteten Dom oder eine andere geeignete Konstmktion, die ein Eindringen von Bauteilmaterial oder Klebstoff in das Innere der Befestigungsbuchse und/oder der Basisbuchse verhindert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das plastifizierte Bauteilmaterial nur eine Außenseite der jeweili gen Buchse umströmt.
Ebenfalls in allen Ausführungsformen ist es bevorzugt, wenn die Basisbuchse und/oder die Be- festigungsbuchse entsprechend auf dem ersten und/oder dem zweiten Positioniermittel gehalten werden mittels: Reibschluss, insbesondere mittels einer Feder, Unterdrück, Kleber, Magneten oder einem passenden Außengewinde des ersten und/oder des zweiten Positioniermittels oder einer Kombination davon. Mittels dieser Vorgehensweise wird ein sicheres und lösbares Halten der jeweiligen Buchse auf dem jeweiligen Positioniermittel realisiert, bis die jeweilige Buchse in der gewünschten Endposition in das Bauteil eingebracht wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Setzsystem ein erstes Erfassungsmittel zur Erfassung einer Bestückung des ersten und/oder des zweiten Positioniermittels mit der Basis- buchse und/oder der Befestigungsbuchse. Bei dem ersten Erfassungsmittel handelt es sich beispielsweise um ein Mittel zur Abfrage des Staudrucks, ein optisches Erfassungsmittel, insbesondere mit einem Kamerasystem, einen Differenz-Lichttaster oder einen Lichtbandsensor. Mithilfe des ersten Erfassungsmittels kann somit überprüft werden, ob die Befestigungsbuchse und/oder die Basisbuchse bereits auf dem jeweiligen Positioniermittel angeordnet ist. Weiterhin bevorzugt weist das Setzsystem ein zweites Erfassungsmittel zur Erfassung einer Setztiefe der Basisbuchse und/oder Befestigungsbuchse in das Bauteil auf. Bei dem zweiten Erfassungsmittel handelt es sich beispielsweise um ein Mittel zur Erfassung des Staudrucks oder um ein Wegmesssystem. Hierdurch ist das Einbringen der jeweiligen Buchse in die gewünschte Einbringtiefe sichergestellt. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Setzsystem sowohl das erste als auch das zweite Erfassungsmittel aufweist.
Eine erste Alternative eines erfmdungsgemäßes Herstellungsverfahrens für ein Bauteil, insbesondere ein erfindungsgemäßes Bauteil, weist die Schritte auf: Bereitstellen des Bauteils sowie einer Basisbuchse und einer Befestigungsbuchse, oder Bereitstellen des Bauteils mit darin eingeformter Befestigungsbuchse und einer separaten Basisbuchse, Einbringen der Befestigungsbuchse und/oder der Basisbuchse in das Bauteil, so dass die Befestigungsbuchse und die Basisbuchse koaxial zueinander im Bauteil angeordnet sind. Mittels des erfmdungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden die Befestigungsbuchse und/oder die Basisbuchse in das Bauteil mit oder ohne Vorbohrung eingebracht. Dieses Herstellungsverfahren ist insbesondere auch anwendbar, wenn ein Bauteil mit einer bereits eingeformten Befestigungsbuchse bereitgestellt wird. In diesem Fall wird im zweiten Schritt lediglich die Basisbuchse in das Bauteil eingebracht. Die Basisbuchse kann mit oder ohne darin angeordnetem Verstellelement in das Bauteil eingebracht werden. Im Hinblick auf die Möglichkeiten zur Einbringung der Befestigungsbuchse und/oder der Basis buchse sowie die entsprechende Vorteile eines solchen Bauteils wird auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Bauteil verwiesen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Herstellungsverfahren vor dem Einbringen der Befestigungsbuchse und/oder der Basisbuchse den folgenden Schritt: direktes oder indirektes Plastifizieren des Bauteils in einem Einbringbereich, bis das Material an der für ein Einbringen der Basisbuchse und/oder der Befestigungsbuchse vorgesehen Stelle plastifiziert ist. Auf diese Weise ist insbesondere ein Einbetten der Befestigungsbuchse und/oder der Basisbuchse in das Bauteil realisierbar. Wie bereits oben dargelegt bezeichnet das Einbetten ein Vorgehen, bei dem die jeweilige Buchse in das im Einbringbereich plastifizierte Bauteilmaterial eingepresst wird. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um ein Kunststoffbauteil. Um die Bildung einer Wulst im Einbringbereich durch verdrängtes Bauteilmaterial zu minimieren oder zu vermeiden, wird das Bauteil vor dem Plastifizieren vorteilhafterweise mit einer Bohrung versehen, also vorgebohrt. Zusätzlich oder alternativ kann eine entsprechende Wulst nach dem Einbringen durch eine ach bearbeitung des Bauteils entfernt werden. Weiterhin bevorzugt erfolgt das Einbringen der Befestigungsbuchse und der Basisbuchse in ei nem gemeinsamen Schritt. Durch diese Vorgehensweise wird eine Abdichtung des Innenraums der jeweiligen Buchse bei Verwendung geeigneter Positioniermittel, wie oben beschrieben, be- sonders sicher gewährleistet. Zudem ist aufgrund der bereits vor dem Einbringen lagerichtigen Anordnung der Buchsen das Verfahren vereinfacht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einbringen der Befestigungsbuchse und der Basisbuchse nacheinander in zwei getrennten Schritten erfolgt. Hierdurch können bei- spielsweise unterschiedliche Einbringungsarten für die jeweiligen Buchsen verwendet werden. Beispielsweise kann die Befestigungsbuchse eingebettet werden während die Basisbuchse einge- schraubt wird. Bei Anwendung der gleichen Einbringungsart kann dieses gezielt nacheinander erfolgen und auf die jeweilige Materialkombination aus Bauteil und Befestigungsbuchse oder Basisbuchse abgestimmt sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird daher zumindest für einen Teil der Schritte ein erfmdungsgemäßes Setzsystem verwendet. Zu den Vorteilen wird auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Setzsystem verwiesen.
Eine zweite Alternative eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für ein Bauteil, insbe sondere für ein erfindungsgemäßes Bauteil, weist die Schritte auf: Bereitstellen einer Form für das Bauteil sowie einer Basisbuchse und einer Befestigungsbuchse, wobei die Basisbuchse einen ersten Innendurchmesser und ein erstes Innengewinde einer ersten Gangrichtung aufweist und die Befestigungsbuchse weist einen zweiten Innendurchmesser, der kleiner ist als der erste Innendurchmesser, sowie ein zweites Innengewinde einer zweiten Gangrichtung auf, das der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, koaxiales Anordnen der Basisbuchse und der Befestigungs- buchse in der Form auf einem Kern, insbesondere ein gemeinsamer Kern, Einbringen des Bau teilmaterials in die Form und Entformen des geformten Bauteils mit darin eingeformter
Basisbuchse und Befestigungsbuchse. Mit diesem Herstellungsverfahren sind die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse direkt bei der Herstellung des Bauteils selbst in das Material einformbar. Das Einformen bezeichnet somit ein Vorgehen, bei dem die Buchsen im Rahmen eines Urformverfahrens zur Herstellung des Bauteils im Bauteil angeordnet und befestigt werden. Zu den Urform verfahren zählen beispielsweise das Gießen, Druckgießen, Sprühkompaktieren, Spritzgießen, Extrusionsblasen, Extrusion, Sintern, Galvanoformen und Rapid Prototyping. Dieses Verfahren stellt daher eine besonders effektive Vorgehensweise zur Herstellung eines Bau- teils mit einer Vorbereitung zur Anwendung einer Toleranzausgleichsfunktion dar. Im Hinblick auf die sich ergebenden Vorteile wird daher erneut auf das erfindungsgemäße Bauteil verwiesen.
Ein erfindungsgemäßes Befestigungsverfahren für zwei Bauteile aneinander umfasst die Schritte: Bereitstellen eines ersten Bauteils, wobei das erste Bauteil ein erfmdungsgemäßes Bauteil ist, und Anordnen eines Verstellelements in der Basisbuchse oder Bereitstellen eines ersten Bauteils mit Verstellelement, danach Bereitstellen eines zweiten Bauteils in einem Abstand zum ersten Bauteil und Einsetzen einer Befestigungsschraube durch eine Öffnung im zweiten Bauteil in das Verstellelement, wobei die Befestigungsschraube ein Außengewinde und einen Außendurchmes- ser aufweist, die zum zweiten Innengewinde und zweiten Innendurchmesser der Befestigungs- buchse passen, Drehen der Befestigungsschraube, wodurch das Verstellelement aus der
Basisbuchse herausgeschraubt wird, bis es in Anlage mit dem zweiten Bauteil kommt, und da- nach Weiterdrehen der Befestigungsschraube, so dass die Befestigungsschraube mit der Befesti gungsbuchse in Eingriff kommt und die beiden Bauteile im Abstand zueinander fixiert werden. Mittels des erfindungsgemäßen Befestigungsverfahrens ist somit eine einfache Verbindung zwi- sehen zwei Bauteilen mit einem Toleranzausgleich im Abstand zwischen den Bauteilen realisier bar. Bezüglich der Vorteile wird auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Bauteil sowie der entsprechenden Verbindung verwiesen.
4. Kurzzusammenfassung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bauteile und/oder Elemente. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht mit teilweiser Schnittdarstellung einer Basisbuchse und einer Be- festigungsbuchse zur Verwendung in einem Bauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 2 eine Seitenansicht einer Basisbuchse und einer Befestigungsbuchse zur Verwen dung in einem Bauteil gemäß Figur 1,
Figur 3 eine Schnittansicht durch eine Basisbuchse und eine Befestigungsbuchse zur Ver wendung in einem Bauteil gemäß Figur 1 ,
Figur 4 eine Schnittansicht durch eine Basisbuchse und eine Befestigungsbuchse zur Ver wendung in einem Bauteil gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer einstückig ausgebildeten Basisbuchse und Befestigungsbuchse zur Verwendung in einem Bauteil gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 6 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der einstückig ausgebildeten Basisbuchse und Befestigungsbuchse aus Fig. 5 mit darin angeordnetem Verstell element,
Figur 7 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Setzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung sowie das resultierende Produkt,
Figur 8 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Setzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung sowie das resultierende Produkt,
Figur 9 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Setzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung sowie das resultierende Produkt,
Figur 10 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines Setzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung sowie das resultierende Produkt,
Figur 11 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform eines Setzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung sowie das resultierende Produkt,
Figur 12 einen schematischen Verfahrensablauf einer ersten Ausführungsform eines Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, Figur 13 einen schematischen V erfahrensablauf einer zweiten Ausführungsform eines Her stellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und
Figur 14 einen schematischen Verfahrensablauf einer Ausführungsform eines Befestigungs verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Basisbuchse 10 und eine Befestigungsbuchse 30 aus Metall, die in einem Bauteil koaxial angeordnet bzw. darin eingebracht sind. Grundsätzlich sind auch andere Materialien als Metall für die Basisbuchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 verwendbar, bei spielsweise Kunststoffe. Dabei sind die Basisbuchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 in den Figuren 1 bis 4 als getrennte Elemente dargestellt. Die Basisbuchse 10 weist ein erstes axiales Ende 12 und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende 14 auf. Ebenso weist die Befestigungs buchse 30 ein drittes axiales Ende 32 sowie ein entgegengesetztes viertes axiales Ende 34 auf.
In der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 4 weist die Basisbuchse 10 eine konische äu ßere Form sowie an einer radialen Außenseite einen radial vorspringenden Bereich mit einer vollumfanglichen ersten Profilierung 16 in Form einer Rändelung auf. Diese erste Profilierung 16 ist mittig bezogen auf eine axiale Erstreckung oder Höhe der Basisbuchse 10 angeordnet. Be nachbart dem ersten axialen Ende 12 ist ein radial vorspringender Bereich mit einer zweiten Profilierung 18 und benachbart des zweiten axialen Endes 14 ein radialer Vorsprung 20 mit einer glatten Außenseite vorgesehen. Die zweite Profilierung 18 besteht aus Rippen, die in Richtung der axialen Erstreckung der Basisbuchse 10 angeordnet sind. Die erste Profilierung 16 ist von der zweiten Profilierung 18 und dem radialen Vorsprung 20 über dazwischen liegende glatte Ab- schnitte axial beabstandet, die radial nicht vorspringen, so dass sie mit den vorspringenden Be reichen einen Hinterschnitt bilden. Am ersten axialen Ende 12 ist weiterhin ein Flansch vorgesehen.
Die Befestigungsbuchse 30 ist analog zur Basisbuchse 10 aufgebaut und weist ebenfalls eine konische äußere Form auf. Die Befestigungsbuchse 30 umfasst weiterhin zwei radial vorspringende Bereiche mit jeweils einer Profilierung, d.h. einer dritten 36 sowie einer vierten Profilierung 38. Die dritte Profilierung 36 ist beabstandet von einem dritten axialen Ende 32 angeordnet, die vier ten Profilierung 38 ist beabstandet von einem vierten axialen Ende 34 angeordnet und beide Pro filierungen 36 und 38 sind mit einem Abstand zueinander angeordnet. Alternativ ist es bevorzugt, dass die Befestigungsbuchse 30 mittig bezogen auf eine axiale Erstreckung oder Höhe der Befestigungsbuchse 30 eine Profilierung aufweist, analog zur Basisbuchse 10. Benach bart dem dritten axialen Ende 32 ist ein radial vorspringender Bereich mit einer fünften Profilierung 44 und benachbart des vierten axialen Endes 34 ein radialer Vorsprung 40 mit einer glatten Außenseite vorgesehen. Die fünfte Profilierung 44 besteht aus Rippen, die in Richtung der axialen Erstreckung der Befestigungsbuchse 30 angeordnet sind. Die dritte Profilierung 36 ist von der fünften Profilierung 44 über einen dazwischen liegenden Abschnitt axial beabstandet. Weiterhin ist die vierte Profilierung 38 vom radialen Vorsprung 40 über einen dazwischen liegenden glatten Abschnitte ebenfalls axial beabstandet. Die glatten Abschnitte springen radial nicht vor, so dass sie mit den vorspringenden Bereichen ebenfalls einen Hinterschnitt bilden. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform weist nur die Basisbuchse 10 eine an dere Gestaltung auf, während die äußere Gestaltung der Befestigungsbuchse 30 der in Figur 1 gezeigten Gestaltung entspricht und daher nicht diskutiert wird. Die Basisbuchse weist eine zy lindrische äußere Form auf sowie zwei radial vorspringende Bereiche mit jeweils einer Profilie- rung, d.h. einer sechsten sowie einer siebten Profilierung. Die sechste Profilierung ist
beabstandet vom ersten axialen Ende angeordnet, die siebte Profilierung ist beabstandet vom zweiten axialen Ende angeordnet und beide Profilierungen und sind mit einem Abstand zueinan der angeordnet. Sowohl die sechste als auch die siebte Profilierung weisen Rippen als Profilierungsmittel auf, wobei die Rippen der sechsten Profilierung bezogen auf die axiale Erstreckung der Basisbuchse nach links geneigt verlaufen und die Rippen der siebten Profilierung verlaufen bezogen auf die axiale Erstreckung der Basisbuchse nach rechts geneigt. Die Rippen der beiden Profilierungen sind also in entgegengesetzte Richtungen geneigt, vorzugsweise um den gleichen Winkelbetrag. Die Bereiche ohne Profilierung springen radial nicht vor und sind glatt, so dass sie mit den vorspringenden Bereichen wieder einen Hinterschnitt bilden. Die Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Basisbuchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 entspre chend den Figuren 1 und 2, die in ein Bauteil 1 eingebracht sind. Zusätzlich ist ein beispielhafter Aufbau eines Positioniermittels erkennbar, was später im Zusammenhang mit der Ausführungs- form des Setzsystems gemäß Figur 7 detailliert diskutiert wird. Die BasisbuchselO weist einen ersten Innendurchmesser sowie ein erstes Innengewinde 26 einer ersten Gangrichtung auf. Das erste lnnengewinde 26 ist dabei ein Linksgewinde.
Die Befestigungsbuchse 30 weist einen zweiten Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der erste Innendurchmesser der Basisbuchse 10. Dies ist in der Funktion der Befestigungsbuchse 30 zur Befestigung einer Befestigungsschraube und der Basisbuchse 10 zur Aufnahme eines Verstellelements mit Mitschlepper begründet. Die Befestigungsbuchse 30 ist mit einem zweiten In nengewinde 42 einer zweiten Gangrichtung versehen, die der ersten Gangrichtung
entgegengesetzt ist. Somit ist das Innengewinde der Befestigungsbuchs 30 ein Rechtsgewinde.
Die Basisbuchse 10 ist weiterhin mit ihrem ersten axialen Ende 12 fluchtend mit der Bauteil- oberfläche des Bauteils 1 angeordnet. Das dritte axiale Ende 32 der Befestigungsbuchse 30 ist benachbart dem zweiten axialen Ende 14 der Basisbuchse 10 angeordnet. In der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform grenzt das dritte axiale Ende 32 der Befestigungsbuchse 30 an das zweite axiale Ende 14 der Basisbuchse 10 an. In der alternativen Ausführungsform gemäß Figur 4 ist ein Abstand zwischen dem dritten axialen Ende 32 der Befestigungsbuchse 30 und dem zweiten axialen Ende 14 der Basisbuchse 10 vorgesehen. In den dargestellten Ausführungsformen ist die Befestigungsbuchse 30 am vierten axialen Ende 34 offen ausgestaltet. In einer al- temativen Ausfuhrungsform kann die Befestigungsbuchse 30 am vierten axialen Ende 34 einen Boden aufweisen, so dass das vierte axiale Ende 34 geschlossen ist und eine Öffnung der Befes tigungsbuchse 30 nur am dritten axialen Ende 32 vorhanden ist. In diesem Fall muss bei einem Einbetten oder Einformen nur die Öffnung am dritten axialen Ende 32 gegen Bauteilmaterial ab gedichtet werden, was später bei der Beschreibung der Ausführungsformen des Setzsystems er- läutert wird.
Nun Bezug nehmend auf Figur 5 ist eine alternative Ausführungsform von Basisbuchse 10 und Befestigungsbuchse 30 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind die Basisbuchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 als einstückiges Element 50 ausgebildet. Die einstückig ausgebildete Basis buchse 10 und Befestigungsbuchse 30 weisen eine Gesamthöhe ÜGes auf. Der Anteil der Basisbuchse 10 an der Gesamthöhe HGes ist H Basis· Ein radialer Vorsprung benachbart des ersten axialen Endes der Basisbuchse 10 weist eine Höhe Hvor auf. In einem ersten Abstand Hi davon ist der Bereich mit der sechsten 22 und siebten Profilierung 24 angeordnet, der eine Höhe Hpro einnimmt. Im Unterschied zu der oben diskutierten nicht dargestellten Ausführungsform sind die Rippen der sechsten 22 und siebten Profilierung entlang der axialen Erstreckung der Basisbuchse 10 angeordnet. Ein Abstand vom vierten axialen Ende der Befestigungsbuchse 30 bis zum Be reich mit den Profilierungen ist mit H2 bezeichnet.
Der Innendurchmesser der Basisbuchse 10 geht im Inneren über eine konisch verlaufende Stufe in den Innendurchmesser der Befestigungsbuchse 30 über. Im Inneren verfügt die Basisbuchse 10 über das Innengewinde 26 der ersten Gangrichtung und die Befestigungsbuchse 30 über das Innengewinde 42 der entgegengesetzten zweiten Gangrichtung. Das Innengewinde der ersten Gangrichtung erstreckt sich über eine Höhe Hu in der Basisbuchse 10.
Die Befestigungsbuchse 30 weist am vierten axialen Ende 34 einen Außendurchmesser DA34 auf. Der Außendurchmesser geht über eine konisch verlaufende Stufe, die einen Hinterschnitt bildet, in den Außendurchmesser DA am zweiten axialen Ende 14 der Basisbuchse 10 über. Im Be- reich der Profilierungen weist die Basisbuchse 10 einen Außendurchmesser DAProf auf, der im dargestellten Beispiel nur in den Bereichen mit Profilierung vorliegt, nicht aber über die gesamte Höhe der Profilierungen Hpro. Benachbart dem ersten axialen Ende 12 weist die Basisbuchse auf grund des radialen Vorsprungs einen Außendurchmesser DAVOI- auf, der größer ist als der Außen durchmesser DAProf im Bereich der Profilierungen. Mittels der aufgrund der unterschiedlichen Außendurchmesser vorliegenden Gestaltung sowie der Anordnung der Profilierungen im mittleren Bereich des einstückigen Elements aus Basisbuchse 10 und Befestigungsbuchse 30 ist eine hohe Auszugfestigkeit des Elements bei einem Einbetten oder Einformen in das Bauteil realisierbar.
Die hier dargestellte einstückige Ausgestaltung aus Basisbuchse 10 und Befestigungsbuchse 30 unterscheidet sich von beispielsweise einer Blindnietmutter wie sie in EP 1 304 489 Bl beschrieben ist sowohl in den verwendeten Wandstärken als auch in der grundsätzlich anderen Funkti onsweise. Die dort beschriebene Blindnietmutter wird nur mit einem Teilbereich in einer Öffnung eines Bauteils befestigt, jedoch nicht vollständig darin angeordnet. Elm die korrekte Funktion einer solchen Blindnietmutter zu gewährleisten, muss die Blindnietmutter über einen Stauchbereich verfügen, der bei einem Setzvorgang eine Wulst bildet und dadurch die Blindnietmutter mit dem Bauteil fest verbindet. In der vorliegenden Ausführungsform werden die ein- stückig ausgebildete Basisbuchse 10 und Befestigungsbuchse 30 jedoch vollständig in einem Bauteil angeordnet, so dass ein Stauchbereich nicht erforderlich ist. Daher können auch andere Wandstärken im Vergleich zu einer Blindnietmutter genutzt werden, was im Hinblick auf die erzielbaren Festigkeiten, insbesondere die Zugfestigkeit, besonders vorteilhaft ist. Figur 6 zeigt das einstückige Element 50 bestehend aus Basisbuchse 10 und Befestigungsbuchse 30 gemäß Figur 5 mit einem darin eingesetzten Verstellelement 60 mit Mitschlepper. Das Verstellelement 60 weist ein Außengewinde passend zum ersten Innengewinde 26 der Basisbuchse 10 auf, so dass ein automatischer Toleranzausgleich des Abstandes zu einem zweiten Bauteil re alisierbar ist. Vorteilhafterweise umfasst die Basisbuchse 10 ein erstes Sicherungsmittel und das Verstellelement 60 ein zweites Sicherungsmittel. Die Sicherungsmittel wirken insbesondere im vollständig eingeschraubten Zustand des Verstellelements 60 derart zusammen, dass eine Trans port- und/oder Kontersicherung gebildet wird. Derartige Transport- und Kontersicherungen sind generell bekannt. Als Material wird für das Verstellelement Metall verwendet, wobei der Mitschlepper zumindest teilweise aus Kunststoff besteht. Mittels des Verstell elements 60 aus Metall ist eine im Vergleich zur Verwendung von Kunststoff als Material verbesserte Kraftübertragung vom am Bauteil 1 zu befestigenden zweiten Bauteil realisierbar, insbesondere wenn die Basis buchse 10 ebenfalls aus Metall besteht. Der Mitschlepper aus Kunststoff sorgt für eine effiziente reib schlüssige Verbindung mit der Befestigungsschraube. Die jeweiligen Materialen von Mit schlepper und Verstell element 60 können dabei vorteilhafterweise auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst sein. Auch kann das Material des Verstellelements 60 dem Material der Basisbuchse 10 und/oder der Befestigungsbuchse 30 entsprechen. Alternativ zu den oben diskutierten Profilierungen kann an der Außenseite der Basisbuchse 10 und/oder der Befestigungsbuchse auch eine andere Formgebung vorgesehen sein, die ein siche res Befestigen der Buchsen 10 und 30 im Bauteil ermöglicht. Dies kann beispielsweise ein Au- ßengewinde zum Einschrauben in das Bauteil sein oder eine Struktur, die eine Verbindung zum Bauteil mittels Klebstoff vorteilhaft unterstützt.
Nun Bezugnehmend auf die Figuren 7 bis 11 werden unterschiedliche Ausführungsformen eines Setzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In einer ersten Ausführungsform umfasst das Setzsystem 100 ein erstes Positioniermittel 110 und ein zweites Positioniermittel 120. Bezüglich der Positioniermittel 110 und 120 wird auf die Figuren 3 und 4 verwiesen.
Das erste Positioniermittel 110 weist einen ersten Außendurchmesser passend zu einem Innendurchmesser der Basisbuchse 10 auf. Somit ist die Basisbuchse 10 auf dem ersten Positioniermit tel 110 positionierbar, insbesondere abgedichtet gegen das Eindringen von plastifiziertem Bauteilmaterial, was später erläutert wird. Das zweite Positioniermittel 120 weist einen zweiten Außendurchmesser passend zu einem In- nendurchmesser der Befestigungsbuchse 30 auf. Der zweite Außendurchmesser ist daher kleiner als der erste Außendurchmesser. Dementsprechend ist die Befestigungsbuchse 30 auf dem zwei- ten Positioniermittel 120 positionierbar, insbesondere abgedichtet gegen das Eindringen von plastifiziertem Bauteilmaterial, was ebenfalls später erläutert wird.
Die Buchsen 10 und 30 können auf dem ersten 110 und dem zweiten Positioniermittel 120 gehal ten werden mittels Reibschluss, insbesondere mittels einer Feder, Unterdrück, Kleber, Magneten oder einem passenden Außengewinde des ersten 110 und/oder des zweiten Positioniermittels 120 oder einer Kombination davon. Mittels dieser Vorgehensweise wird ein sicheres und lösbares Halten der jeweiligen Buchse 10, 30 auf dem jeweiligen Positioniermittel 110, 120 realisiert, bis die jeweilige Buchse 10, 30 in der gewünschten Endposition in das Bauteil 1 eingebracht wurde. Die Positioniermittel 110 und 120 können Metall oder Keramik als Material aufweisen.
Weiterhin weist das Setzsystem 100 ein erstes Plastifizierungsmittel 130 auf. Das Plastifizie- rungsmittel 130 ist im dargestellten Beispiel ein sogenannter Rohrwandler. Der Rohrwandler wird über einen Generator 135 betrieben und weist einen rohrförmigen Hohlraum auf, in dem die Basisbuchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 anordenbar sind. Optional kann ein Kompensator vorgesehen sein, der zwischen das erste Plastifizierungsmittel 130 und den Generator 135 ge schaltet ist, um das Plastifizierungsmittel 130 an den Generator 135 anzupassen. Wenn die Basis buchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 im Hohlraum des Rohrwandlers angeordnet sind, dann können die Buchsen 10, 30 aus Metall mittels eines konzentrierten elektromagnetischen Wech- selfeldes, welches in den Buchsen 10, 30 Wirbelströme erzeugt, berührungslos erwärmt werden. Dabei werden die Buchsen 10, 30 gleichzeitig und gleichmäßig auf eine Temperatur erwärmt, die bei Kontakt mit dem Bauteil für ein Plastifizieren des Bauteilmaterials im Einbringbereich der Buchsen 10, 30 sorgt. Dieses Vorgehen wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als indirekte Plastifizierung bezeichnet, da das Bauteil nicht direkt plastifiziert wird, sondern dieses über ein weiteres Bauteil erfolgt, nämlich die Buchsen 10 und 30. Aufgrund der gleichzeitigen und gleichmäßigen Erwärmung beider Buchsen 10 und 30 mittels eines Rohrwandlers muss der Rohrwandler auf eine feste größer der jeweiligen Buchsen 10 und 30 abgestimmt sein.
Schließlich weist das Setzsystem 100 ein erstes Bewegungsmittel mit dem das erste Positionier mittel 110 und das zweite Positioniermittel 120 entlang einer gemeinsamen Achse bewegbar sind. Im dargestellten Beispiel umfasst das erste Bewegungsmittel zwei Pneumatikzylinder 140 und 142, mit denen neben einem Setzhub ebenfalls ein Bestückungshub ausführbar ist. Auf diese Weise sind somit die Basisbuchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 ins Bauteil einbringbar, insbesondere einbettbar.
Optional weist das Setzsystem 100 ein erstes Erfassungsmittel zur Erfassung einer Bestückung des ersten 110 und/oder des zweiten Positioniermittels 120 mit der Basisbuchse 10 und/oder der Befestigungsbuchse 30 auf. Bei dem ersten Erfassungsmittel handelt es sich beispielsweise um ein Mittel zur Abfrage des Staudrucks, ein optisches Erfassungsmittel, insbesondere mit einem Kamerasystem, einen Differenz- Lichttaster oder einen Lichtbandsensor. Mithilfe des ersten Erfassungsmittels kann somit überprüft werden, ob die Befestigungsbuchse 30 und/oder die Basis buchse 10 bereits auf dem jeweiligen Positioniermittel 110, 120 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein zweites Erfassungsmittel zur Erfassung einer Setztiefe der Basisbuchse 10 und/oder Befestigungsbuchse 30 in das Bauteil 1 vorgesehen sein. Bei dem zweiten Erfassungs- mittel handelt es sich beispielsweise um ein Mittel zur Erfassung des Staudrucks oder um ein Wegmesssystem. Hierdurch ist das Einbringen der jeweiligen Buchse 10, 30 in die gewünschte Einbringtiefe sichergestellt. Mittels dieser Erfassungsmittel sind eine besonders genaue Steue- rung des Setzvorgangs sowie die Überprüfung der Bestückung des Setzsystems 100 realisierbar. Bei Verwendung des Setzsystems 100 erfolgt zunächst eine Bestückung des ersten Positionier- mittels 110 mit der Basisbuchse 10 in einer Bestückungsposition. Anschließend wird das zweite Positioniermittel 120 mit der Befestigungsbuchse 30 bestückt. Im Fall des einstückigen Elements 40 erfolgt diese Bestückung gleichzeitig. Nun werden die Positioniermittel 110, 120 aus der Be stückungsposition in eine Erwärmposition bewegt und mittels des ersten Plastifizierungsmittels 130 erwärmt. Nach ausreichender Erwärmung werden die Buchsen 10, 30 nun in das darunter angeordnete Bauteil 1 eingebracht mittels eines Setzhubs des ersten Bewegungsmittels. In der gewünschten Einbringtiefe werden die Buchsen 10, 30 gehalten und kühlen ab. Nach dem Ab- kühlen fährt das Bewegungsmittel die Positioniermittel 110 und 120 zurück in eine Grundstellung oder eine Bestückungsposition.
Nun Bezugnehmend auf Figur 8 ist eine zweite Ausführungsform eines Setzsystems 200 dargestellt. Wie das Setzsystem 100 weist auch das Setzsystem 200 die beiden Positioniermittel 110 und 120 für die Basisbuchse 10 und die Befestigungsbuchse 30 auf. Zudem sind das erste Plasti fizierungsmittel 230 sowie der entsprechende Generator 235 und das erste Bewegungsmittel mit den Pneumatikzylindem 240 und 242 vorgesehen. Das Setzsystem 200 unterscheidet sich von dem Setzsystem 100 gemäß Figur 7 dadurch, dass ein zweites Plastifizierungsmittel 250 mit einem zweiten Generator 255 vorgesehen ist. Vom Aufbau her entspricht das zweite Plastifizierungsmittel 250 dem ersten Plastifizierungsmittel 230, wobei jedes Plastifizierungsmittel 230, 250 einer Buchse 10, 30 zugeordnet ist. Auf diese Weise sind die Buchsen 10, 30 unabhängig voneinander erwärmbar. Weiterhin ist ein zweites Bewegungs- mittel bestehend aus einem weiteren Pneumatikzylinder 244 vorgesehen, wodurch das zweite Positioniermittel 120 getrennt vom ersten Positioniennittel 110 bewegbar ist.
Die Verwendung des Setzsystems 200 entspricht im Wesentlichen der Verwendung des Setzsys tems 100. Unterschiede ergeben sich dadurch, dass die beiden Buchsen 10, 30 getrennt vonei- nander in das Bauteil 1 eingebracht werden können und die beiden Buchsen 10, 30 getrennt voneinander erwärmbar sind. Daher kann das Bestücken des zweiten Positioniermittels 120 mit der Befestigungsbuchse 30 beispielsweise auch später bzw. getrennt von dem Bestücken des ers ten Positioniermittels 110 mit der Basisbuchse 10 erfolgen. Figur 9 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Setzsystems 300. Im Unterschied zu den beiden oben diskutierten Setzsystemen 100 und 200 ist das erste Plastifizierungsmittel 330 in dieser Ausführungsform kein Rohrwandler, sondern ein Flächenwandler. Der Flächenwandler nutzt dasselbe Prinzip zum Erwärmen der Buchsen 10, 30, unterscheidet sich vom Rohrwandler aber insoweit, als dass er ein vorzugsweise keramisches Druckstück zur Übertragung einer Einbring- kraft auf die Buchsen 10, 30 aufweist. Insbesondere ist der Flächenwandler so gestaltet, dass er in die Basisbuchse 10 eintaucht und hierdurch die darunter angeordnete Befestigungsbuchse 30 mit erwärmt. Das Erwärmen und das Einbringen der Buchsen 10, 30 erfolgt dabei vorzugsweise in einem Schritt. Dieses Setzsystem 300 ist daher bevorzugt bei größeren Basisbuchsen 10 und Befestigungsbuchsen 30 einsetzbar.
Eine vierte Ausführungsform des Setzsystems 400 ist in Figur 10 dargestellt. Das Setzsystem 400 weist einen Setzkopf 402 auf, der ein Automatik-Einbaukopf ist. Im Automatik-Einbaukopf werden die vorzugsweise automatisch zugeführten Buchsen 10, 30 vereinzelt, insbesondere mittels eines Schiebersystems. Nachfolgend werden die Buchsen 10, 30 auf oben beschriebene Weise erwärmt, insbesondere mittels eines Rohrwandlers als erstes Plastifizierungsmittel und/oder zweites Plastifizierungsmittel.
Die erwärmten Buchsen 10, 30 werden einem Fallrohr zugeführt, über das die Buchsen 10, 30 in die Setzposition fallen. Durch einen nachfolgenden Stempel werden die Buchsen 10, 30 dann in das Bauteil 1 eingebracht. Hierbei ist auch eine Vorgehensweise realisierbar, die zunächst ein Einbringen der Befestigungsbuchse 30 und anschließend der Basisbuchse 10 erlaubt. In diesem Fall ist für jede Buchse 10, 30 ein eigenes Fallrohr sowie ein eigener Stempel zum Einbringen vorgesehen und der Setzkopf 402 muss lediglich entlang einer Achse verfahren werden, um nach dem Einbringen der Befestigungsbuchse 30 die Basisbuchse 10 in das Bauteil einzubringen.
Figur 11 zeigt schließlich eine fünfte Ausführungsform des Setzsystems 500. In diesem Setzsys tem 500 sind zwei getrennte Setzköpfe vorgesehen, die vorzugsweise entlang einer Achse ver fahrbar montiert sind. Der erste Setzkopf dient zum Einbringen der Befestigungsbuchse 30 in das Bauteil 1 und weist ein zweites Plastifizierungsmittel 550 auf. In der Darstellung gemäß Figur 11 ist dies der auf der rechten Seite dargestellte Setzkopf.
Der zweite Setzkopf dient zum Einbringen der Basisbuchse 10 in das Bauteil 1. Er weist in ge- wohnter Weise einen Rohrwandler als erstes Plastifizierungsmittel 530, einen entsprechenden Generator 535 sowie zwei Pneumatikzylinder 540 und 542 auf. Somit sind der erste und der zweite Setzkopf identisch aufgebaut und auf die jeweilige Buchse 10, 30 angepasst. Nach dem Einbringen der Befestigungsbuchse 30 wird der zweite Setzkopf so über dem Einbringbereich angeordnet, dass die Basisbuchse 10 koaxial zur Befestigungsbuchse 30 in das Bauteil 1 einge bracht wird. Somit liegt hier ein zweistufiges Einbringen vor.
Eine Ausführungsform einer ersten Alternative eines Herstellungsverfahrens für ein Bauteil ist in Figur 12 gezeigt, insbesondere für ein erfindungsgemäßes Bauteil. In einem ersten Schritt Al werden das Bauteil sowie eine Basisbuchse und eine Befestigungsbuchse bereitgestellt. Alterna tiv werden in einem ersten Schritt A2 bereits das Bauteil mit darin eingeformter Befestigungs- buchse und eine separate Basisbuchse bereitgestellt. Es ist bevorzugt, die Basisbuchse mit darin angeordnetem Verstellelement bereitzustellen. Ebenso ist es bevorzugt, die Basisbuchse ohne da rin angeordnetes Verstellelement bereitzustellen. Nun erfolgt ein direktes oder indirektes Plastifizieren des Bauteils in einem Einbringbereich, bis das Material an der für ein Einbringen der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse vorgesehen Stelle plastifiziert ist (Schritt B). Im nachfolgenden Schritt C wird die Befestigungsbuchse und/oder die Basisbuchse in das Bau teil eingebracht, so dass die Befestigungsbuchse und die Basisbuchse koaxial zueinander im Bauteil angeordnet sind.
Aus der obigen Erläuterung ergibt sich, dass bei einem Bauteil mit bereits eingeformter Befesti- gungsbuchse das Einbringen der Basisbuchse in einem separaten Schritt erfolgt. Auch bei noch nicht eingeformter Befestigungsbuchse ist ein Einbringen der beiden Buchsen getrennt voneinan der und nacheinander realisierbar. Alternativ sind die beiden Buchsen auch in einem Schritt ein- bringbar, wie oben im Zusammenhang mit den Setzsystemen beschrieben. Eine andere Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein Bauteil wird unter Bezug nahme auf Figur 13 erläutert. Hierbei wird zunächst in Schritt i eine Form für das Bauteil sowie eine Basisbuchse und eine Befestigungsbuchse bereitgestellt. Dann werden in Schritt ii die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse koaxial in der Form auf einem Kern angeordnet. An- schließend wird das Bauteilmaterial in die Form eingebracht (Schritt iii) und nach dem Erkalten wird das geformte Bauteil mit darin eingeformter Basisbuchse und Befestigungsbuchse entformt (Schritt iv).
Abschließend zeigt Figur 14 eine Ausführungsform eines Befestigungsverfahrens für zwei Bau- teile aneinander. Zunächst wird entweder ein erstes Bauteil bereitgestellt, wobei das erste Bauteil ein erfindungsgemäßes Bauteil ist und ein Anordnen eines Verstellelements in der Basisbuchse erfolgt (Schritt al) oder es wird ein erfindungsgemäßes erstes Bauteil mit Verstell element bereit- gestellt (Schritt a2). Danach wird ein zweites Bauteil in einem Abstand zum ersten Bauteil be- reitgestellt (Schritt b) und es erfolgt in Schritt c ein Einsetzen einer Befestigungsschraube durch eine Öffnung im zweiten Bauteil in das Verstellelement, wobei die Befestigungsschraube ein Außengewinde und einen Außendurchmesser aufweist, die zum zweiten Innengewinde und zweiten Innendurchmesser der Befestigungsbuchse passen. Schließlich erfolgt in Schritt d ein Drehen der Befestigungsschraube, wodurch das Verstellelement aus der Basisbuchse herausge- schraubt wird, bis es in Anlage mit dem zweiten Bauteil kommt, und danach in Schritt e ein Weiterdrehen der Befestigungsschraube, so dass die Befestigungsschraube mit der Befestigungsbuchse in Eingriff kommt und die beiden Bauteile im Abstand zueinander fixiert werden.
6. Bezugszeichenliste
1 Bauteil
10 Basisbuchse
12 erstes axiales Ende
14 zweites axiales Ende
16 erste Profilierung
18 zweite Profilierung
20 radialer Vorsprung
22 sechste Profilierung
24 siebte Profilierung
26 Innengewinde der ersten Gangrichtung
30 Befestigungsbuchse
32 drittes axiales Ende
34 viertes axiales Ende
36 dritte Profilierung
38 vierte Profilierung
40 radialer Vorsprung
42 Innengewinde der zweiten Gangrichtung
44 fünfte Profilierung
50 einstückiges Element bestehend aus Basisbuchse 10 und Befestigungsbuchse 30
60 Verstellelement
100 erste Ausführungsform des Setzsystems
110 erstes Positioniermittel
120 zweites Positioniermittel
130 erstes Plastifizierungsmittel 135 erster Generator
140 Pneumatikzylinder
142 Pneumatikzylinder
200 zweite Ausführungsform des Setzsystems
230 erstes Plastifizierungsmittel
235 erster Generator
240 Pneumatikzylinder
242 Pneumatikzylinder
244 Pneumatikzylinder
250 zweites Plastifizierungsmittel
255 zweiter Generator
300 dritte Ausführungsform des Setzsystems
330 erstes Plastifizierungsmittel
335 erster Generator
340 Pneumatikzylinder
400 vierte Ausführungsform des Setzsystems
402 Setzkopf
435 erster Generator
500 fünfte Ausführungsform des Setzsystems
530 erstes Plastifizierungsmittel
535 erster Generator
540 Pneumatikzylinder
542 Pneumatikzylinder
550 zweites Plastifizierungsmittel
HGes Gesamthöhe
Hßasis Höhe der Basisbuchse 10
Hvor Höhe des radialen Vorsprungs der Basisbuchse 10 benachbart dem ersten axialen Ende
Hi erster Abstand
H2 zweiter Abstand Hr,-o Höhe des Profilierungsbereichs
Hu Höhe des Innengewindes der ersten Gangrichtung
DA34 Außendurchmesser am vierten axialen Ende 34 der Befestigungsbuchse 30
DAM Außendurchmesser am zweiten axialen Ende 14 der Basisbuchse 10
DAPTOI Außendurchmesser im Bereich der Profilierungen
DA Vor Außendurchmesser im Bereich des radialen Vorsprungs der Basisbuchse 10 benachbart dem ersten axialen Ende

Claims

Patentansprüche
1. Bauteil mit a. einer Basisbuchse, die ein erstes axiales Ende und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende sowie einen ersten lnnendurchmesser aufweist, wobei die Basisbuchse mit einem ersten Innengewinde einer ersten Gangrichtung versehen ist, und b. einer Befestigungsbuchse, die ein drittes axiales Ende und ein entgegengesetztes viertes axiales Ende sowie einen zweiten Innendurchmesser aufweist, wobei die Befestigungs- buchse mit einem zweiten Innengewinde einer zweiten Gangrichtung versehen ist, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, wobei c. der zweite Innendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser und d. die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse sind separate Elemente und koaxial zuei- nander im Bauteil angeordnet.
2. Bauteil mit a. einer Basisbuchse, die ein erstes axiales Ende und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende sowie einen ersten Innendurchmesser aufweist, wobei die Basisbuchse mit einem ersten Innengewinde einer ersten Gangrichtung versehen ist, und b. einer Befestigungsbuchse, die ein drittes axiales Ende und ein entgegengesetztes viertes axiales Ende sowie einen zweiten Innendurchmesser aufweist, wobei die Befestigungs- buchse mit einem zweiten Innengewinde einer zweiten Gangrichtung versehen ist, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, wobei c. der zweite Innendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser und d. die Basisbuchse und die Befestigungsbuchse sind einstückig ausgebildet und koaxial zu einander im Bauteil angeordnet.
3. Bauteil gemäß Patentanspruch 1 oder 2, in dem die Basisbuchse und/oder die Befestigungs buchse an einer radialen Außenseite mindestens eine, vorzugsweise vollumfängliche, Profilierung aufweist, insbesondere in Form einer Rändelung oder in Form von Rippen.
4. Bauteil gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in dem die Basisbuchse mit ih rem ersten axialen Ende benachbart zu einer Oberfläche des Bauteils angeordnet ist, insbe sondere fluchtend mit der Bauteiloberfläche.
5. Bauteil gemäß Patentanspruch 4, in dem das dritte axiale Ende der Befestigungsbuchse be- nachbart dem zweiten axialen Ende der Basisbuchse angeordnet ist und das vierte axiale
Ende der Befestigungsbuchse weist vorzugsweise einen Boden auf, so dass das vierte axiale Ende vorzugsweise geschlossen ist und eine Öffnung der Befestigungsbuchse nur am dritten axialen Ende vorhanden ist.
6. Bauteil gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in der Basisbuchse ein
Verstellelement mit einem Mitschlepper angeordnet ist, das ein Außengewinde passend zum ersten Innengewinde der Basisbuchse aufweist, so dass ein automatischer Toleranzausgleich des Abstandes zu einem zweiten Bauteil realisierbar ist.
7. Bauteil gemäß Patentanspruch 6, in dem die Basisbuchse ein erstes Sicherungsmittel auf- weist und das Verstellelement weist ein zweites Sicherungsmittel auf, wobei das erste und das zweite Sicherungsmittel, insbesondere im vollständig eingeschraubten Zustand des Verstellelements, Zusammenwirken und so eine Transport- und/oder Kontersicherung bilden.
8. Bauteil gemäß einem der Patentansprüche 6 oder 7, in dem das Verstellelement aus Metall und/oder der Mitschlepper zumindest teilweise aus Kunststoff besteht.
9. Bauteil gemäß einem der vorgehenden Patentansprüche, wobei das Material des Bauteils Metall oder Kunststoff aufweist.
10. Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil mit einem Abstand dazwischen, wobei das erste Bauteil ein Bauteil gemäß einem der Patentansprüche 6 bis 9 ist, und ein Kopf einer Befestigungsschraube ist benachbart einer dem ersten Bauteil abge wandten Oberfläche des zweiten Bauteils angeordnet, wobei ein Außengewinde der
Schraube mit dem zweiten Innengewinde der Befestigungsbuchse in Eingriff steht.
11. Ein Bausatz umfassend a. eine Basisbuchse, die ein erstes axiales Ende und ein entgegengesetztes zweites axiales Ende sowie einen ersten lnnendurchmesser aufweist, wobei die Basisbuchse mit einem ersten Innengewinde einer ersten Gangrichtung versehen ist, b. eine Befestigungsbuchse, die ein drittes axiales Ende und ein entgegengesetztes viertes axiales Ende sowie einen zweiten Innendurchmesser aufweist, wobei die Befestigungsbuchse mit einem zweiten Innengewinde einer zweiten Gangrichtung versehen ist, die der ersten Gangrichtung entgegengesetzt ist, wobei der zweite Innendurchmesser kleiner ist als der erste Innendurchmesser, und c. ein Verstellelement, das ein Außengewinde passend zum Innengewinde der Basisbuchse aufweist.
12. Bausatz gemäß Patentanspruch 11, in dem das Verstellelement aus Metall und/oder der Mitschlepper zumindest teilweise aus Kunststoff besteht.
13. Setzsystem zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils gemäß einem der Pa tentansprüche 1 bis 6, umfassend: a. ein erstes Positioniermittel, das einen ersten Außendurchmesser passend zu einem Innendurchmesser einer Basisbuchse aufweist, so dass die Basisbuchse, die ein erstes In nengewinde einer ersten Gangrichtung aufweist, auf dem ersten Positioniermittel positionierbar ist, und/oder b. ein zweites Positioniermittel, das einen zweiten Außendurchmesser passend zu einem Innendurchmesser der Befestigungsbuchse aufweist, so dass der zweite Außendurch messer kleiner ist als der erste Außendurchmesser und die Befestigungsbuchse, die ein zweites Innengewinde einer zweiten Gangrichtung aufweist, das der ersten Gangrich tung entgegengesetzt ist, auf dem zweiten Positioniermittel positionierbar ist, sowie c. ein erstes Plastifizierungsmittel, das direkt oder indirekt für eine Plastifizierung des Bauteils vor und/oder während eines Einbringens der Basisbuchse und/oder der Befestigungsbuchse in das Bauteil sorgt, und d. ein erstes Bewegungsmittel mit dem das erste Positioniermittel und/oder das zweite Po sitioniermittel bewegbar sind, insbesondere entlang nur einer Achse, und die Basis buchse und/oder die Befestigungsbuchse ins Bauteil einbringbar sind.
14. Setzsystem gemäß Patentanspruch 13, in dem das erste Plastifizierungsmittel mit einem der Folgenden arbeitet: elektrisches Feld, magnetisches Feld, Ultraschall, Schwingungen, Wärmestrahlung oder Kombinationen davon.
15. Setzsystem gemäß Patentanspruch 13 oder 14, in dem das erste Plastifizierungsmittel für eine Erwärmung der Basisbuchse sorgt und das ein zweites Plastifizierungsmittel aufweist, das für eine Erwärmung der Befestigungsbuchse sorgt.
16. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 15, in dem das erste und das zweite Positioniermittel an einem gemeinsamen Setzkopf axial hintereinander angeordnet sind.
17. Setzsystem gemäß Patentanspruch 16, in dem das erste und das zweite Positioniermittel eine unveränderliche Position bezogen aufeinander aufweisen und gemeinsam mittels des ersten Bewegungsmittels bewegbar sind oder
in dem das Setzsystem ein zweites Bewegungsmittel aufweist, wobei das erste Positioniermittel mittels des ersten Bewegungsmittels und das zweite Positioniermittel mittels des zweiten Bewegungsmittels bewegbar ist, so dass das erste und das zweite Positioniermittel relativ zueinander bewegbar sind.
18. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 15, in dem das erste und das zweite Positioniermittel an einem gemeinsamen Setzkopf nebeneinander angeordnet sind.
19. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 15, in dem das erste und das zweite Po sitioniermittel jeweils an einem Setzkopf angeordnet sind.
20. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 19, in dem die Basisbuchse nach außen abgedichtet auf dem ersten Positioniennittel aufnehmbar ist, so dass bei einem späteren Ein bringen kein Bauteilmaterial in die Basisbuchse eindringen kann.
21. Setzsystem gemäß Patentanspruch 20, in dem die Befestigungsbuchse nach außen abgedichtet auf dem zweiten Positioniermittel aufnehmbar ist, so dass bei einem späteren Einbringen kein Bauteilmaterial mindestens über das dritte axiale Ende in die Befestigungsbuchse eindringen kann.
22. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 21, in dem die Basisbuchse und/oder die Befestigungsbuchse entsprechend auf dem ersten und/oder dem zweiten Positioniermittel gehalten werden mittels: Reibschluss, insbesondere mittels einer Feder, Unterdrück, Kleber,
Magneten oder einem passenden Außengewinde des ersten und/oder des zweiten Positio- niermittels oder einer Kombination davon.
23. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 22, das weiterhin ein erstes Erfassungs- mittel zur Erfassung einer Bestückung des ersten und/oder des zweiten Positioniermittels mit der Basisbuchse und/oder der Befestigungsbuchse aufweist.
24. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 23, das weiterhin ein zweites Erfassungsmittel zur Erfassung einer Setztiefe der Basisbuchse und/oder Befestigungsbuchse in das Bauteil aufweist.
25. Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 24, wobei das erste und/oder das
zweite Bewegungsmittel ein Pneumatikzylinder ist.
26. Herstellungsverfahren für ein Bauteil, insbesondere ein Bauteil gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, das die Schritte aufweist: al . Bereitstellen (Al) des Bauteils sowie einer Basisbuchse und einer Befestigungsbuchse, oder a2. Bereitstellen (A2) des Bauteils mit darin eingeformter Befestigungsbuchse und einer separaten Basisbuchse, b. Einbringen (C) der Befestigungsbuchse und/oder der Basisbuchse in das Bauteil, so dass die Befestigungsbuchse und die Basisbuchse koaxial zueinander im Bauteil angeordnet sind.
27. Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 26, das vor dem Einbringen der Befestigungs buchse und/oder der Basisbuchse den folgenden Schritt aufweist: c. direktes oder indirektes Plastifizieren (B) des Bauteils in einem Einbringbereich, bis das Material an der für ein Einbringen der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse vorgesehen Stelle plastifiziert ist.
28. Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 26 oder 27, wobei das Einbringen der Befesti gungsbuchse und der Basisbuchse in einem gemeinsamen Schritt erfolgt.
29. Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 26 oder 27, wobei das Einbringen der Befestigungsbuchse und der Basisbuchse nacheinander in zwei getrennten Schritten erfolgt.
30. Herstellungsverfahren gemäß einem der Patentansprüche 26 bis 29, wobei zumindest für einen Teil der Schritte ein Setzsystem gemäß einem der Patentansprüche 13 bis 25 verwendet wird.
31. Herstellungsverfahren für ein Bauteil, insbesondere ein Bauteil gemäß einem der Patentan- sprüche 1 bis 6, das die Schritte aufweist: a. Bereitstellen (i) einer Form für das Bauteil sowie einer Basisbuchse und einer Befesti gungsbuchse, wobei die Basisbuchse einen ersten Innendurchmesser und ein erstes In nengewinde einer ersten Gangrichtung aufweist und die Befestigungsbuchse weist einen zweiten Innendurchmesser, der kleiner ist als der erste Innendurchmesser, sowie ein zweites Innengewinde einer zweiten Gangrichtung auf, das der ersten Gangrichtung ent- gegengesetzt ist, b. koaxiales Anordnen (ii) der Basisbuchse und der Befestigungsbuchse in der Form auf einem Kern, insbesondere ein gemeinsamer Kem, c. Einbringen (iii) des Bauteilmaterials in die Form und d. Entformen (iv) des geformten Bauteils mit darin eingeformter Basisbuchse und Befesti- gungsbuchse.
32. Befestigungsverfahren für zwei Bauteile aneinander, das die Schritte umfasst: al . Bereitstellen (al) eines ersten Bauteils, wobei das erste Bauteil ein Bauteil gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6 ist, und Anordnen eines Verstellelements in der Basis- buchse oder a2. Bereitstellen (a2) eines ersten Bauteils gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 9, da- nach b. Bereitstellen (b) eines zweiten Bauteils in einem Abstand zum ersten Bauteil und c. Einsetzen (c) einer Befestigungsschraube durch eine Öffnung im zweiten Bauteil in das Verstellelement, wobei die Befestigungsschraube ein Außengewinde und einen Außendurchmesser aufweist, die zum zweiten Innengewinde und zweiten Innendurchmesser der Befestigungsbuchse passen, d. Drehen (d) der Befestigungsschraube, wodurch das Verstellelement aus der Basisbuchse herausgeschraubt wird, bis es in Anlage mit dem zweiten Bauteil kommt, und danach e. Weiterdrehen (e) der Befestigungsschraube, so dass die Befestigungsschraube mit der Befestigungsbuchse in Eingriff kommt und die beiden Bauteile im Abstand zueinander fixiert werden.
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