WO2019215186A1 - Verbindung zwischen zwei bauteilen mit toleranzausgleich sowie ein verbindungsverfahren dafür - Google Patents

Verbindung zwischen zwei bauteilen mit toleranzausgleich sowie ein verbindungsverfahren dafür Download PDF

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WO2019215186A1
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rivet
sleeve
compensating
blind rivet
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PCT/EP2019/061730
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Martin Jodeleit
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Böllhoff Verbindungstechnik GmbH
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    • F16B19/1072Blind rivets fastened by a pull - mandrel or the like the pull-mandrel or the like comprising a thread and being rotated with respect to the rivet, thereby mechanically expanding and fastening the rivet

Definitions

  • the present invention relates to a connection between at least a first component and a second component by means of a fastening arrangement with a tolerance compensation between the first component and the second component. Furthermore, the present invention relates to a connection method for fastening a first component and a second component with the aid of the fastening arrangement with a tolerance equal to one another.
  • these mounting arrangements withsätigem tolerance compensation on a base unit which is usually fixed to the first component.
  • an adjusting unit is rotatably mounted on the base.
  • a Mitschlepper the adjustment ensures a co-rotation of the adjustment with the screw to be screwed. This co-rotation ensures that a distance between the first and a second oppositely arranged components is automatically compensated until the adjustment abuts the second component.
  • connection of the two construction parts is then tightened over the interposed mounting assembly using the screwed screw and a female threaded member.
  • This female threaded element is formed for example by a nut, as described in WO 2015/131218 Al.
  • the base element consists of a blind rivet nut.
  • This blind rivet nut is fixed in a Publ tion of the first component.
  • This fixed arrangement thus provides a female thread, in which the fastening screw is screwed after completing the automatic tolerance compensation between the two components to be fastened together.
  • the fastening screws used here can be solved due to mechanical loads in the component connection.
  • Such mechanical loads are, for example, vibrations in at least one of the components joined together.
  • the above object is achieved by a connection between at least a first component and a two-th component with a mounting arrangement with a, in particular non-automatic, Toleranzaus equal between the first component and the second component according to the independent claims 1 and 27 and by a mounting arrangement according to independent patent language 15 solved. Furthermore, the above object solves a connection method for at least a first component and a second component Component by means of a fastening arrangement with a, in particular non-automatic, tolerance compensation between the first component and the second component according to the independent claims 12 and 29.
  • connection according to the invention is made by means of a fastening arrangement with tolerance compensation between rule at least a first component A and a second component B.
  • This Befest Trentsan Regulation is characterized by the following features: a compensating sleeve, an internal, in particular thread-free, passage channel and on a radial outer side an external thread to summarizes, wherein the external thread is formed to match a receiving thread of a bore of the first component A, in the the compensating sleeve is arranged axially adjustable for tolerance compensation between the first component A and the second component B, the compensating sleeve has end faces and the component A facing away from a supporting end face, preferably a radial support collar on which the second component B is applied, wherein in the passageway a blind rivet is not non-destructively releasably secured, so that the second component B between the support collar and a setting head of the blind rivet is fixed.
  • the first component A and the second component B are firmly connected to each other.
  • the compensation sleeve ensures that the two construction parts A, B are supported within the compound together.
  • a non-detachable integrity of the connection between at least the first component A and the second component B is guaranteed by the blind rivet.
  • on the one hand supports the setting head of the blind rivet opposite to the supporting end face of the compensating sleeve on the component B, while at the same time the compensating sleeve is axially stable connected via its threaded connection with the first component A. Due to the inventive use of the blind rivet, the two components A, B are set against each other on the balance sleeve.
  • the connection made here between the components A, B is less susceptible to mechanical Belas lines, such as vibrations, in comparison to screw connections.
  • Another advantage results from the space-saving design of a blind rivet compared to screw joints consisting of threaded bolts and nut or blind rivet nut.
  • the setting head and the closing head are space-saving than, for example, a screw head and a nut.
  • the blind rivet on a hommesenarti conditions rivet shank with an end-mounted setting head, which is accommodated in the passage of the equalization sleeve.
  • a rivet dome is arranged in the sleeve-like rivet shank, which has a Nietdomkopf at a the set head derive end of the rivet shaft.
  • the blind rivet used according to the invention also has a sleeve-like rivet shank.
  • This sleeve-like rivet shank is widened during the making of the connection by the rivet dome head, which is pressed axially into the rivet shank, in order to form a closing head.
  • the compensating sleeve of the sleeve-like rivet shank is preferably dimensioned such that it fits as accurately as possible or with low radial tolerances in the passage of the compensation sleeve inside.
  • a length of the rivet shank is adapted to a length of the compensating sleeve such that in a fixed state of the two components A, B a closing head of the blind rivet is arranged adjacent to an end of the compensating sleeve facing away from the support collar. Accordingly, in the manufactured connection, the closing head is preferably located outside the passageway.
  • the preferred embodiment of the rivet shank described above ensures that an expandable region of the rivet shank is preferably arranged outside the compensating sleeve. Due to this arrangement, the rivet dome head, which is then pulled into the rivet shank in the axial direction, is able to widen the rivet shank in the radial direction in order to form the rivet head outside the through-channel of the compensation sleeve.
  • a radial outer side of the rivet shank is so on a radial inner side of the passage channel of the compensating sleeve adjusted so that the radial outer side of the rivet shank as well as the radial inside of the passage channel form a frictional and / or a positive connection with each other.
  • connection according to the invention makes it possible to set this compensating sleeve to a distance between the two components A, B by means of the blind rivet inserted into the compensating sleeve.
  • the compensating sleeve on the above-mentioned threaded connection in the bore of the first component A is arranged axially adjustable by rotation.
  • the rivet shank is rotated until the supporting end face or preferably the radial support collar of the compensating sleeve bears against the second component B.
  • the rivet shank on a Mefar- edge outer profile which engages positively in a polygonal inner profile of the through-channel is formed.
  • a polygonal outer profile and a complementary thereto formed polygonal inner profile by a triangular, a square, a hexagon or another corresponding profile is formed. Since the polygonal profiles are not constructed rotationally symmetrical in cross-section, formed between polygonal outer profile of the rivet and multi-edge inner profile of the passage channel a positive connection upon rotation about the coaxial with each other arranged longitudinal axes of the rivet shank and the balance sleeve.
  • the radial inside of the passage channel has an elastic taper, so that a frictional connection with the rivet shank is present.
  • the elastic taper consists of at least one radially inwardly projecting web in the through-channel and / or one arranged in a radial recess of the through-channel O-ring.
  • the through-channel of the compensating sleeve is tapered by a preferred elastic element such that the rivet shank inserted into the through-channel forms a non-positive or frictional connection between the compensating sleeve and the blind rivet.
  • a circumferential or arranged on a single nen circumferential positions radially inwardly projecting web within the through-channel be preferred.
  • the receiving thread of the bore of the first component A is formed in the radial inner wall of the bore or the bore of the first component A has a fixedly arranged in the component A threaded sleeve whose internal thread is formed to match the external thread of the compensating sleeve.
  • the rivet shank is compressed to support a frictional connection to the compensating sleeve. Compression of the rivet shank in its axial direction causes the rivet shank to be widened in the radial direction. In this way, a frictional connection between the expanded rivet shank, which is pressed into the passage of the compensation sleeve.
  • This frictional connection is similar in properties to the above-discussed frictional connection between the compensation sleeve and rivet shank due to the elastic Veijüngung the passage channel.
  • the present invention additionally discloses a connection method for at least a first component A on a second component B with the aid of a fastening arrangement with a tolerance compensation between the first component A and the second component B.
  • This connection method according to the invention is characterized by the following steps: screwing in a compensating sleeve in a receiving thread ei ner bore of the first component A, the external thread is adapted to the receiving thread, inserting a blind rivet in an insertion direction through a mounting hole on the second component B in an inner, in particular thread-free, passage of the compensation sleeve, to a rivet head of the blind rivet on the second component B rests against the compensating sleeve, turning the compensating sleeve in the receiving thread such that a distance between the first component A and the second component B is bridged, displacing a rivet dome of the passage in the Ausretesh Sleeve arranged blind rivet, so that a closing head of the blind rivet formed adjacent to one of the supporting end face of the compensating s
  • a radial support collar is arranged on the supporting end face of the compensating sleeve. This forms an additional bearing surface in the axial direction, so that the compensating sleeve can be supported on the second component B.
  • the second component B is preferably fixed between the support collar and the setting head of the blind rivet. Since the compensating sleeve is held in the opening of the first component A via the thread already discussed above, the fixation via the blind rivet ensures a firm connection between the components A and B, which are both supported on the compensating sleeve.
  • the compensation sleeve is manually rotated to bridge the distance between the first component A and the second component B.
  • the compensation sleeve is rotated by means of a tool or with the aid of the inserted blind rivet via a frictional and / or positive connection in order to ensure simultaneous support of the components A and B on the compensation sleeve.
  • the bonding method according to the invention comprises the further step of: separating the rivet dome from the rivet dome head, after which the closing head has been formed.
  • the present invention also discloses a further fastening arrangement according to the invention.
  • the Be fastening arrangement with a non-automatic tolerance compensation has the following features: a sleeve-like compensating element, which at a first axial end a supporting end face with an inlet opening in an inner channel and adjacent to a second axial end Au JOgewinde on a radial outer side or having an internal thread on a radial inner side, a base member having a support surface on a side facing away from the compensating element first axial Ba sisende, which verbun via a frictional and / or positive connection to a support surface remote from the second axial base end to the second axial end of the compensating element is the , wherein the inner channel of the compensating element adjacent to the input opening has a passage constriction, which forms an axial undercut in the inner channel in the direction of the inlet opening.
  • Another fastening arrangement comprises the combination of a compensation selement and a base member. These two elements are adjustable by means of traction or positive locking attached to each other, so that they over their common length a distance between two can bridge each other arranged opposite components A, B. Once the distance between tween the two components A, B is bridged supporting, the mounting arrangement is fiction, preferably fixed by means of a blind rivet. This connection between the blind rivet and the mounting arrangement is not destructive solvable, as would be the case, for example, when using a Ge threaded bolt.
  • the closing head of the blind rivet anchors in the inner channel of the compensating element, so that the compensating element and the second component are fixed between the closing head and the setting head of the blind rivet.
  • connection between the compensating element and the base member is designed form-fitting or kraftschlüs sig.
  • a threaded connection between the base member and the compensation element is provided.
  • both the compensating element as well as the base member have the respective adjacent components A, B facing support surfaces, possible mechanical loads starting from the construction parts A, B are removed via these support surfaces and the mounting arrangement.
  • the compound of the same element and base element has the advantage that prior to establishing the connection between component A and component B, the length of the mounting arrangement can be adjusted to the distance between the components A, B.
  • a preferred embodiment of the present invention provides for fixing the support surface of the base element on the first component A. Based on this connection then the adaptation to the distance between the two components A, B preference, via a rotation of the compensation element. Finally, the blind rivet is set such that the closing head of the blind rivet anchored in the inner channel of the compensating element.
  • the passage narrowing of the inner channel provides a partially or completely circumferential radial support surface on which a closing head of a blind rivet can be anchored positively in the direction of the entry opening.
  • the closing head is formed axially adjacent to the passage constriction.
  • the closing head has a larger outer diameter than the free space enclosed by the passage throat in the inner channel. Accordingly, the closing head can not pass through fürgangsver restriction in the axial direction despite mechanical stress and fixed in this way the compensation element, so that the associated base member and the second component between the closing head and the setting head of the blind rivet.
  • the Mandarin supply an inner, radially non-rotationally symmetrical contour, in particular a polygonal contour, with which a rotation of a blind rivet or a tool on the compensating element is transferable.
  • passage constriction is used as an undercut in the axial direction for the closing head of the blind rivet, it is also preferable to verwen this passage constriction as a frictional connection or positive connection for transmitting a rotation to the compensating element.
  • the rivet shank of the blind rivet or a tool should be inserted through a component opening in the second component in the inner channel.
  • a positive and / or non-positive connection between the rivet shank or a tool is formed as soon as the rivet shank or the tool passes through the passage constriction.
  • the compensation element is rotated. If there is a threaded connection between the base element and the compensating element, the length of the fastening arrangement can be adjusted to the distance to be bridged between the components A, B via this rotation.
  • the passage constriction preferably has a non-rotationally symmetrical inner contour. This is, for example, angular, so that a square tool or in its outer contour angularly formed rivet shank would rotate the compensation element.
  • the radial inner side or at least parts of the radial inner side of the passage constriction are resilient in order to be able to produce a frictional connection between a rivet shank or a tool. Also, such a frictional connec tion is able to transmit the rotation of the tool or blind rivet on the compensation element. Accordingly, the passage constriction according to a further preferred embodiment of prior invention on an elastic radial inner side, with a frictional Mitschleppertagen can be produced. According to another embodiment of the present invention mounting arrangement through the inner channel runs the compensation element completely and includes adjacent to the second axial end of the compensating element, the internal thread on the radial inside.
  • the base element has a threaded bolt with a threaded shank and a head and an external thread of the threaded shaft, which forms the second axial base end, is formed to match the internal thread of the inner channel.
  • the threaded shaft of the base member can be screwed into the internal thread of the inner channel of the compensating element. Since preferably from the same element passes through the inner channel completely and thus the compensating element is formed similar to a sleeve, the threaded shaft according to the required length of Befest Trentsanord voltage completely in the inner channel can be received or almost completely unscrewed from this. In this way, flexibly possible distances between the two components A, B can be adjusted via the threaded connection between the compensation element and the base element.
  • the base element is T-shaped and comprises a plate-shaped head, which extends radially beyond the Ge threaded shaft out and the support surface facing away from the compensating element forms.
  • the T-shaped configuration of the base member has the advantage that mechanical loads between the base member and the first component A over a larger area, here the support surface, can be removed.
  • the support surface provides the preferred way to fix the base member to the first component. This fixing takes place, for example, by gluing or welding of the base element and the first component.
  • the compensation selement has a cylindrical shaft with the inner channel, is provided on the adjacent to the second end of the compensating element on the radially outer side of the external thread and in which the nere channel as a blind hole or as a through-channel the cylindrical shaft is realized.
  • the external thread is provided for a threaded connection between the compensating element and the base element on the radial outer side of the compensating element.
  • This external thread is preferably connected to the base member in the form of egg ner threaded sleeve with an internal thread.
  • This internal thread is designed to match the external thread of the compensating element.
  • the inner Channel provided, which provides the passage constriction for the axial anchoring of the closing head of the blind rivet.
  • Due to the threaded connection between the external thread of the compensating element and the internal thread of the base member preferably extends the threaded connection over a length ren circumference than in the above-described connection between the internal thread of Ausretesele element and threaded bolt of the base member is the case.
  • These additional abrasive surfaces make it possible to derive higher mechanical loads between the components A, B via the fastening arrangement.
  • preferably allows a continuous inner channel, in the context of an adjustment or positioning before accessing the mounting assembly through this inner channel to access the first component.
  • the base element is T-shaped.
  • the T-shaped base element has a plate-shaped support flange, which extends in the radial direction end side of the threaded sleeve and the support surface facing away from the compensating element forms.
  • the T-shaped base element with Ge threaded sleeve on a special support surface for supporting on the first component. This support surface is formed by the plate-shaped support flange, which extends radially above the end of the threaded sleeve of the base member.
  • the support flange can remove mechanical loads on the mounting arrangement between the components A, B, he also serves the preferred attachment of the Basisele element on the second component A. Also for this support flange, it is preferable to fix the base member on the support flange on the first component, for example by means of gluing, welding or a conventional fastening method.
  • the compensation element is T-shaped and has at the first axial end a radially extending support collar which forms a radially extending support surface facing away from the base element.
  • a radially extending support collar which forms a radially extending support surface facing away from the base element.
  • the T-shaped compensating element on a radially extending support collar. This support collar defines a surface which serves for the load transfer between the second component and the attachment arrangement.
  • this has an unseated blind rivet with Nietdom.
  • the present invention also discloses a connection between at least a first component A and a second component B with a mounting arrangement with a non-automatic Toleranzaus equal to one of the preferred embodiments described above between the first component A. and the second component B.
  • This compound is characterized by the following properties: the base member is supported by the support surface at the first axial base end on the first component, a length of the attachment assembly is via the frictional and / or positive connection between the base member and the Adjusting element adjustable such that a distance between the first construction part A and the second component B is bridged by the mounting arrangement and the base element on the first component A and the compensating element in the second component B are supported.
  • a blind rivet is not detachably attached non-destructively, so that the second component B is fixed between the supporting end face of the compensating element and a setting head of the blind rivet.
  • the closing head of the blind rivet in a fixed state of the two component A, B, is arranged in the inner channel of the compensating element adjacent to the passage narrowing of the inner channel, so that the second component B between the setting head and the closing head of Blind rivet is fixed.
  • the present invention also includes a connection method for at least a first component A to a second component B by means of a fastening arrangement with a non-automatic tolerance compensation according to one of the embodiments described above between the first component A and the second component B.
  • the connection method comprises the following Steps on: placing the support surface of the base member on the first component A, arranging the second component B with a component opening in alignment with the input opening of the compensating element, inserting a tool or a blind rivet through the component opening and the input opening in the inner channel, so the tool or the blind rivet is positively and / or non-positively connected to the compensation element for transmitting a rotation to the compensation element, rotating the tool or the blind rivet and setting a length of the attachment arrangement for bridging an A.
  • the inventively preferred connec tion method provides to screw the threaded shaft of the base member in a completely continuous im Schlieren channel of the compensating element, which has adjacent to a second axial end of the internal thread on a radial inner side.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the connection according to the invention between a first component and a second component with a tolerance compensation arrangement arranged therebetween.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of the connection between the first component and the second component with the fastening arrangement, before the blind rivet has been used and fixed via the fastening arrangement for fixing the two construction parts
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the compensating sleeve
  • FIG. 4 shows a further preferred embodiment of the compensation sleeve
  • FIG. 5 shows a preferred embodiment of the blind rivet
  • FIG. 6 shows a further preferred embodiment of the blind rivet
  • FIG. 7 shows a further preferred embodiment of the blind rivet
  • Figure 8 shows a further preferred embodiment of the blind rivet
  • FIG. 10 shows a preferred embodiment of the fastening arrangement consisting of a sleeve-like compensating element in combination with a base element in the form of a threaded bolt with head,
  • FIG. 1 a further preferred embodiment of the fastening assembly according to the invention be standing from a sleeve-like compensating element in combination with a sleeve-like base member which is screwed onto an external thread of the compensating element, and
  • FIG. 12 shows a flow diagram of a preferred embodiment of the connection method of the fastening arrangement according to FIGS. 10 and 11.
  • Figure 1 shows a first component A and a second component B, which are connected to a fastening assembly 1 with Toleranzaus equal between the components A, B firmly together.
  • Tolerance equals equal to the supporting bridging a distance T between the two oppositely arranged components A, B.
  • the tolerance compensation does not take place automatically. Rather, with the aid of a compensating sleeve 10, a bridging of the distance T between the components A, B is deliberately set and subsequently the connection is fixed.
  • the compensating sleeve 10 comprises a sleeve-like region 12 with an external thread 14 and a through-channel 16.
  • a connection with the first component A is preferably produced via the external thread 14.
  • the external thread 14 engages in a thread 32, which is provided in a Publ opening 30 of the first component A.
  • the opening 30 in the first component A comprises a radial inner wall with an internal thread matching the external thread 14.
  • a threaded dehülse 40 is disposed in the opening 30.
  • it comprises a threaded shank 42, on the radial inner side of which the thread 32 is provided.
  • the threaded sleeve 40 has a radial collar 44 in order to be supported on the first component A.
  • the threaded sleeve 40 is screwed into the opening 30 or pressed into this or glued into it or attached via a combination of the above types of fastening.
  • the compensation sleeve 10 is screwed into the opening 30 with internal thread or into the threaded sleeve 40 arranged in the opening 30 (step 1 of the connection method).
  • the second component B is preferably arranged adjacent to the first component A.
  • the compensating sleeve 10 is rotated until the compensating sleeve 10 bridges the distance T between the components A, B. Accordingly, the compensating sleeve 10 is supported via the threaded connection 14, 32 on the first component A.
  • a component B facing the end of the compensating sleeve 10 is supported on the second component B.
  • the component B facing the end of the compensating sleeve 10 is preferably formed by a support collar 18.
  • the radial support collar 18 is preferably located on one of the compensation sleeve 10 facing side of the component B.
  • the compensation sleeve 10 is seen without support collar pre.
  • the sleeve-like portion 12 is sufficiently stably constructed so as to provide a shouldered end face adjacent to the second component B. This end face is then in the same manner as the support collar 18 described above on the component B.
  • the spacer sleeve 10 is screwed over its Au OHgewinde 14 in the thread 32 or unscrewed from this (step 3).
  • the compensating sleeve 10 is rotated manually or with the aid of a tool in the opening 30 of the first component A and thus axially displaced.
  • a blind rivet 50 is inserted through a fixing opening 34 in the component B in an insertion direction RE in the through-channel 16 (step 2).
  • the blind rivet 50 with the compensating sleeve 10 produces a form-fitting and / or a non-positive connection. This connection allows rotation of the compensating sleeve 10 via a rotation of the blind rivet 50, so that the axial position of the same from 10 is based on the first component A on this way adjustable.
  • the blind rivet 50 is provided in different preferred embodiments in FIGS. 2 and 5-8. In all preferred embodiments, it is composed of a rivet dome 52 with a rivet domkopf 54 and a rivet shank 56 with a setting head 58 together. In the set state of the blind rivet 50, the rivet dome head 54, together with an end of the rivet shaft 56 facing away from the setting head 58, forms a closing head 60 (see FIG. 1, step 4).
  • the passage channel 16 preferably a channel radial taper, so that the compensating sleeve 10 forms a frictional connection with the rivet shank 56 in the passage 16.
  • the radial taper in the passage channel 16 according to a preferred embodiment of an O-ring 70 which is arranged in a circumferential groove 72 (see Figure 4). Further preferably, the O-ring 70 is disposed adjacent to the support collar 18. It is also preferred to position the O-ring 70 at another axial position in the passageway 16, as long as at this axial position a frictional connection with the rivet shank 56 can be produced.
  • Figure 3 shows an alternative embodiment for a radial taper of the passage channel 16.
  • the compensating sleeve 10 is screwed directly via the external thread 14 into the opening 30 of the component A a.
  • the passage 16 has a radially inwardly projecting bead 74, which can also be realized as a circumferential web, as a lip or as a plurality of radial webs.
  • FIG. 2 A further preferred embodiment of a tow tractor 76 is shown in FIG. 2. It is formed by a plurality of axial webs. These axial webs are arranged at the end of the compensating sleeve 10, which is adjacent to the component B. In addition, the axial webs are radially inwardly inclined or curved shaped so that they define a diameter that is smaller than the diameter of the through-channel 16. Accordingly, the rivet shank 56 arranged between the axial webs and / or the rivet dome head 54 is frictionally held so that the compensating sleeve 10 follows a rotation of the blind rivet 50.
  • the setting head 58 has a drive means 57.
  • This drive means 57 can be combined with all preferred embodiments of the blind rivet 50. It serves the attack of a tool with which then the blind rivet 50 and the blind rivet 50, the compensating sleeve 10 is rotated and thus adjusted axially.
  • a drive means is preferably a square or hexagon or another form not rotationally symmetrical shape, which is suitable for attacking a tool.
  • the rivet shank 56 '"in FIG. 6 has a radial widening 61. This is provided radially inwardly resiliently or elastically. Inserting the radially widened rivet shank 56 '' in the passage 16, the radial expansion 61 by the frictional connection with the compensating sleeve 10 is formed. This frictional connection is all alone by the widening 61 or the expansion 61 in combination with the above-discussed Rejün tion of the passage channel 16 can be used.
  • the widening 61 is formed by an upsetting of the rivet shank or by spring arms.
  • the rivet shank 56 " is over its entire length or in a portion 56 'with a polygonal cross-section, preferably hexagonal formed.
  • the through-channel 16 has a polygonal cross-section formed in a complementary manner. If the rivet shaft 56 '; 56 "inserted into the passageway 16, the mating non-rotationally symmetric geometries form the radial inner wall of the passageway 16 and the radial outer wall of the rivet shank 56 '; 56 "a form-fitting, non-rotatable connection.
  • a portion 59 of the rivet shank is hollow cylindrical etcbil det to assist in forming the closing head 60 through the Nietdomkopf 54.
  • the rivet dome head 54 is offset axially via the rivet dome 52.
  • the closing head 60 is formed and the components A, B are non-destructively releasably fixed to each other (step 4).
  • the component B between the setting head 58 and the support collar 18 or egg ner supporting end face of the compensation sleeve 10 is held.
  • the component A is fastened via the threaded connection with the outer sleeve 10.
  • the rivet dome 52 is separated from the rivet dome head 54 (step 5).
  • FIGS. 10 and 11 Another fastening arrangement 1 'according to the invention; 1 "is shown in FIGS. 10 and 11 according to different preferred embodiments. With the aid of the fastening arrangement 1 '; 1 "who attached the two components A, B together. In this connection, the Befest Trentsan Regulation 1 1 "bridged the distance between the two components A, B. While doing a base element
  • a compensation element 110 via a blind rivet 50 is not destructively releasably secured releasably in the mounting hole 34 of the second component B. Since the base element 150 and the compensating element 110 are connected to one another in a force-locking and / or form-fitting manner, a spacing between the components A, B is achieved by the combination of the compensating element 110 and the base element. selements 150 supporting bridging.
  • the non-positive and / or positive United bond between the compensation element 110 and the fastener 150 allows adjusting the length of the mounting assembly 1 '; 1 "to the distance between the two components A, B, as explained in more detail below. This setting of the length of the fastening arrangement 1 1 "does not occur automatically when connecting the components A, B.
  • the compensation element 110; 1 10 ' is constructed sleeve-like, as could be seen from Figures 10 and 11. It comprises a cylindrical shaft 112 with a supporting end face 14 in the direction of the second component B.
  • the supporting end face corresponds only to the end face of the cylindrical shaft 112 facing the second component B (not shown).
  • the supporting end face 114 is preferably enlarged by a support collar 116 extending radially from the cylindrical shank 1 10. Within the connection between the two components A, B, this is supported on the second component B and thereby carries off mechanical loads.
  • the cylindrical shaft 1 10 has, at its axial end facing the second component B, an opening 118 in the end face 114.
  • the inlet opening 1 18 leads into an inner channel 120, which is preferably arranged concentrically to the longitudinal axis of the cylindrical shaft 112.
  • this is designed as a through-channel, as can be seen in FIG.
  • This embodiment has the advantage that the compensation selement 1 10 'as a threaded sleeve with an internal thread 122 (see Figure 10) and / or a mecanicge thread 124 (see Figure 11) may be formed.
  • a threaded bolt can preferably be used as the base element 150.
  • a threaded shaft 152 of the base member 150 is screwed into the internal thread 122 of the compensating element 110, while a head 154 of the threaded bolt in a compound of two components A, B on the first component A support bar is.
  • the inner channel 120 - a passageway in Figure 10 - as two separate blind bores extending from the oppositely disposed axial ends of the cylindrical shaft 112 (not shown). Since the two blind holes are not connected to each other, the inner channel 120 is not continuous. This avoids the transfer of liquids or dirt through the inner channel 120, which assists the connection between the components A, B.
  • the cylindrical shaft 112 of the compensating element 110 ' is provided with an external thread 124 (see FIG. 11).
  • the external thread 124 is preferably used in combination with the base element 150, which has a threaded sleeve 156 with an internal thread 158 (see FIG. 11).
  • this is provided with an external thread.
  • the external thread similar to the threaded shaft 152, allows the threaded sleeve 156 to be screwed into the inner channel 120 adjacent to the axial end of the cylindrical shaft 112 facing the base member 150.
  • the threaded sleeve 126 is generally and straightly advantageous in terms of the internal thread 158 used in that a larger thread diameter, for example compared to the threaded bolt 152, 154, ensures larger threaded surfaces for receiving and removing mechanical loads between the components A, B. Referring to the available between the components A, B space is also advantageous to use the space-saving threaded bolt 152, 154 instead of the threaded sleeve 156.
  • the head 54 of the base member 150 has on its the first component A side facing a support surface 160. This is in a compound on the first component A.
  • the threaded sleeve 156 comprises a plate-shaped support flange 162 which provides a support surface on the first construction part A. Accordingly, the base member 150 is approximately T-shaped in the various preferred Ausrete tion forms. The same applies to selected preferred ones
  • Embodiments of the compensating element 1 10; 110 ' Embodiments of the compensating element 1 10; 110 '.
  • the inner channel 120 adjacent to the inlet opening 118 has a passage constriction 121.
  • the passage constriction 121 reduces the diameter of the inner passage 120 so that an undercut is formed in the axial direction of the inner passage 120.
  • the inner channel 120 is preferably provided as a passage or as a blind hole.
  • the passage constriction 121 is also preferably a radially inward into the inner channel 120 ra gender web or a lip.
  • This radial ridge extends circumferentially or in sections from the radially inner wall of the inner channel 120. Accordingly, the circumferential ridge or the individual circumferentially arranged inside the inner channel of the inner channel regularly forms a radially or approximately radially extending support surface.
  • This support surface of the passage constriction 121 represents egg NEN undercut in the axial direction of the inner channel 120.
  • a blind rivet 50 is used for fastening the fastening arrangement 1 '; 1 "on the second component B with component opening 34.
  • the blind rivet 50 is set such that adjacent to the passage constriction 121 in the inner channel 120 of the closing head 60 trains. Since the closing head 60 has an outer diameter which is greater than the free inner diameter of the passage constriction 122, the closing head 60 is securely held at the passage narrowing 120. Accordingly, the passage narrowing 121 forms an undercut in the axial direction for the closing head 60 of the blind rivet 50.
  • the closing head 60 of the blind rivet 50 preferably secures positively in the inner channel 120 at the passage constriction 121.
  • the closing head 60 be clamped in the inner channel 120 due to its radial expansion. This results in preferably an additional frictional or frictional connection between the blind rivet 60 and the equalization element 110; 1 10 '.
  • the base member 150 is first placed with the support surface 160 of the support flange 162 on the first component A (SI).
  • the fastening element 150 is preferably fastened to the component A via the support surface 160.
  • the fastening takes place according to different preferred embodiments by gluing, welding, friction welding, riveting, screws or other known fastening options.
  • this distance must be determined by the length of the fastening arrangement 1 '; 1 "to be bridged. The distance is then bridged when the support flange 162 of the base member 150 on the first component A and the support collar 1 16 of the compensation element 110;
  • the attachment arrangement 1 '; 1 are the compensation element 110; 110 'and the base member 150 coupled via a ver adjustable threaded connection to each other.
  • the compensating element 1 10; 1 10 ' For adjusting the length of the fastening arrangement 1 1 ", the compensating element 1 10; 1 10 'with
  • step SIV Help of a tool (not shown) or the rivet shaft 56 is rotated (step SIV), which is inserted through the input port 118 into the inner channel 120 (step SIII).
  • the passage throat 121 preferably has a radially inner, non-rotationally symmetric inner contour to form a positive connection with the tool or rivet shank.
  • a non-rotationally symmetrical contour is preferably polygonal, oval, elliptical or similarly shaped. While a tool has the matching outer contour, it is also preferred, the rivet shank 56 at least partially equip with such a contour. This has already been described above with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the passage constriction 121 has an elastic region on a radial inner side. This elastic region is preferably ensured by a deformable bare profiling, an elastic coating and / or a radially deformable dimensioning of the passage constriction 121. Accordingly forms with a plugged into the inner channel 120 tool (not shown) or a rivet shank 56, a frictional connection between rule tool / rivet shank 56 and compensating element 110; 110 'off. The frictional connection he allows in the same way as the positive connection described above, a transmission of rotation of the tool or rivet shank 56 on the compensating element 110; 110 '.
  • the input port 118 is aligned with the opening 34 in the component B.
  • the component B is arranged in relation to the component E or the fastening arrangement 1 '; 1 "is between tween the already arranged components A, B positioned appropriately.
  • first the second component B adjacent to the compensation element 110; 110 ' is arranged to subsequently the length of the fastening assembly 1';
  • component opening 34 and inlet opening 1 18 are preferably aligned with one another. Thereafter, the tool (not shown) or the rivet shaft 56 is inserted through the two openings 34, 118 in the passage constriction 121 to rotate by the length of the Befest Trentsan Regulation 1 '; 1 "to suit.
  • the rivet shank 56 with rivet dome 52 and rivet head 54 has not yet been inserted into the inner channel 120 after length adjustment, the rivet shank 56 is now inserted through the component opening 34 and the passage constriction 121 into the inner channel 120 (step SV).
  • the length of the rivet shank 56 is adapted such that the rivet shank 56 and the rivet dome head 54 project toward the base member 150 beyond the passage constriction 121 to form a closing head 60.
  • step SVI the rivet dome 52 in the axial direction away from the base element ver sets (step SVI) and the closing head 60 is formed. Accordingly, there is a positive and preferably non-positive connection between the component B, the blind rivet 50 and the compensation selement 1 10; 1 10 '.
  • the setting head 58 is supported on the component B and the component B and the compensation element 110; 1 10 'are clamped via the passage constriction 121 between setting head 58 and closing head 60. This compound is only solvable when the blind rivet 50 is destroyed.

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Abstract

Vorliegende Erfindung beschreibt eine Verbindung zwischen zumindest einem ersten Bauteil A und einem zweiten Bauteil B mit einer Befestigungsanordnung mit einem Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B. Während eine Ausgleichshülse (10) einen Abstand zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B überbrückt, wird die gesamte Verbindung über einen nicht-zerstörungsfrei lösbaren Blindniet fixiert.

Description

Verbindung zwischen zwei Bauteilen mit T oleranzausgleich sowie ein Verbindungsverfahren dafür
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen zumindest einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil mithilfe einer Befestigungsanordnung mit einem Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil. Des Weiteren betrifft vorliegende Erfindung ein V erbindungsverfahren, um ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mithilfe der Befestigungsanordnung mit einem Toleranzaus gleich aneinander zu befestigen.
2. Hintergrund der Erfindung
Im Stand der Technik sind Befestigungsanordnungen mit einem selbsttätigen Toleranzausgleich bekannt. Derartige Befestigungsanordnungen gehen beispielsweise aus folgenden Patentanmeldungen hervor: DE 10 2014 100 697 Al , DE 10 2007 037 242 Al, WO 2015/131218 Al und DE 10 2012 102 906 Al .
Als wesentliche Bestandteile weisen diese Befestigungsanordnungen mit selbstätigem Toleranzausgleich eine Basiseinheit auf, die zumeist an dem ersten Bauteil festgelegt ist. Über ein Gewinde ist an der Basis einheit eine Verstelleinheit drehbar befestigt. Sobald eine Schraube als Befestigungselement in die Befes tigungsanordnung, hier die hülsenförmige Basiseinheit und die hülsenförmige Verstelleinheit eingeschraubt wird, sorgt ein Mitschlepper der Verstelleinheit für ein Mitdrehen der Verstelleinheit mit der einzuschraubenden Befestigungsschraube. Dieses Mitdrehen sorgt dafür, dass ein Abstand zwischen dem ersten und einem zweiten einander gegenüberliegend angeordneten Bauteilen selbsttätig ausgeglichen wird, bis die Verstelleinheit am zweiten Bauteil anliegt. Nachfolgend wird dann die Verbindung der beiden Bau teile über die dazwischen angeordnete Befestigungsanordnung mithilfe der eingeschraubten Schraube und einem weiblichen Gewindeelement festgezogen. Dieses weibliche Gewindeelement wird beispielsweise durch eine Mutter gebildet, wie es in WO 2015/131218 Al beschrieben ist.
In den anderen oben genannten Dokumenten des Standes der Technik, wie beispielsweise in DE 10 2012 102 906 Al, besteht das Basiselement aus einer Blindnietmutter. Diese Blindnietmutter wird in einer Öff nung des ersten Bauteils festgelegt. Diese feste Anordnung stellt somit ein weibliches Gewinde bereit, in welches die Befestigungsschraube nach erfolgtem selbsttätigem Toleranzausgleich zwischen den beiden aneinander zu befestigenden Bauteilen eingeschraubt wird.
Diese automatischen Toleranzausgleichssysteme zeichnen sich dadurch aus, dass die einzuschraubende Be festigungsschraube über ihre Drehung und einen geeignet angeordneten Mitschlepper die Verstelleinheit mitdreht. Da die Verstelleinheit ein Gewinde aufweist, dessen Gangrichtung der Gangrichtung des Gewin des der Befestigungsschraube entgegengesetzt ist, wird die Verstelleinheit beim Einschrauben der Befestigungsschraube in die Basiseinheit aus dieser Basiseinheit heraus geschraubt. Auf diese Weise werden selbstätig vorhandene Toleranzen zwischen den gegenüberliegend angeordneten Bauteilen ausgeglichen.
Trotz dieser vorteilhaften selbsttätigen Funktionsweise bekannter Toleranzausgleichssysteme können sich die hier verwendeten Befestigungsschrauben aufgrund mechanischer Belastungen in der Bauteilverbindung lösen. Derartige mechanische Belastungen sind beispielsweise Vibrationen in zumindest einem der mitei nander verbundenen Bauteile.
Zwar erscheint es zunächst als Vorteil, dass die bekannten automatischen Toleranzausgleichssysteme auf grund der Nutzung der Befestigungsschraube wieder lösbar sind, doch ergeben sich auch aus dieser Vorgehensweise Nachteile. Denn aufgrund der mechanischen Belastungen der miteinander verbundenenBauteile fuhrt ein Lösen einer vorhandenen Verbindung häufig dazu, dass diese beiden Bauteile nicht mehr passgenau miteinander verbunden werden können. Entsprechend weist die neu hergestellte Verbindung Toleranzen auf, die eine reduzierte Festigkeit der neu hergestellten Verbindung und/oder ein schlechteres ästhetisches Erscheinungsbild der miteinander verbundenen Bauteile zur Folge haben.
Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, eine alternative Verbindung zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Bauteil mithilfe einer Befestigungsanordnung mit Toleranzausgleich bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik weniger anfällig für mechanische Belastungen und damit verlässlicher in der hergestellten Verbindung ist.
3. Zusammenfassung vorliegender Erfindung
Die obige Aufgabe wird durch eine Verbindung zwischen zumindest einem ersten Bauteil und einem zwei ten Bauteil mit einer Befestigungsanordnung mit einem, insbesondere nicht selbsttätigen, Toleranzaus gleich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 27 sowie durch eine Befestigungsanordnung gemäß dem unabhängigen Patentsprach 15 gelöst. Des Weiteren löst obige Aufgabe ein V erbindungsverfahren für zumindest ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil mithilfe einer Befestigungsanordnung mit einem, insbesondere nicht-selbsttätigen, Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 12 und 29. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen vorliegender Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den anhängenden Patentansprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbindung wird mithilfe einer Befestigungsanordnung mit Toleranzausgleich zwi schen zumindest einem ersten Bauteil A und einem zweiten Bauteil B hergestellt. Diese Befestigungsan ordnung zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus: eine Ausgleichshülse, die einen inneren, insbesondere gewindefreien, Durchgangskanal und an einer radialen Außenseite ein Außengewinde um fasst, wobei das Außengewinde passend zu einem Aufnahmegewinde einer Bohrung des ersten Bauteils A ausgebildet ist, in der die Ausgleichshülse für einen Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B durch Drehung axial verstellbar angeordnet ist, die Ausgleichshülse weist endseitig und dem Bauteil A abgewandt eine abstützende Stirnseite, vorzugsweise einen radialen Stützkragen, auf, an dem das zweite Bauteil B anliegt, wobei in dem Durchgangskanal ein Blindniet nicht zerstörungsfrei lösbar befestigt ist, sodass das zweite Bauteil B zwischen dem Stützkragen und einem Setzkopf des Blind niets fixiert ist.
Mit Hilfe der oben beschriebenen Befestigungsanordnung werden das erste Bauteil A und das zweite Bauteil B fest miteinander verbunden. Dabei sorgt die Ausgleichshülse dafür, dass sich die beiden Bau teile A, B innerhalb der Verbindung aneinander abstützen. Eine nicht lösbare Integrität der Verbindung zwischen zumindest dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B wird durch den Blindniet garan tiert. Zu diesem Zweck stützt sich einerseits der Setzkopf des Blindniets gegenüberliegend zur abstützenden Stirnseite der Ausgleichshülse am Bauteil B ab, während gleichzeitig die Ausgleichshülse über ihre Gewindeverbindung mit dem ersten Bauteil A axial stabil verbunden ist. Aufgrund der erfindungsgemä ßen Verwendung des Blindniets werden die beiden Bauteile A, B über die Ausgleichshülse gegeneinander festgelegt. Da die durch den Blindniet hergestellte form- und reibschlüssige Verbindung zwischen dem Setzkopf und einem vorzugsweise zu bildenden Schließkopf nicht zerstörungsfrei lösbar ist, ist die hier hergestellte Verbindung zwischen den Bauteilen A, B auch weniger anfällig gegen mechanische Belas tungen, wie beispielsweise Schwingungen, im Vergleich zu Schraubverbindungen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der platzsparenden Konstruktion eines Blindniets im Vergleich zu Schraubverbindungen bestehend aus Gewindebolzen und Mutter oder Blindnietmutter. Vorteilhafterweise ist der Setzkopf und der Schließkopf platzsparender als bspw. Ein Schraubenkopf und eine Mutter ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist der Blindniet einen hülsenarti gen Nietschaft mit einem endseitig angeordneten Setzkopf auf, der in dem Durchgangskanal der Aus gleichshülse aufnehmbar ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist in dem hülsenartigen Nietschaft ein Nietdom angeordnet, der an einem dem Setzkopf abge wandten Ende des Nietschafts einen Nietdomkopf aufweist.
Gemäß bekannter Konstruktionskonzepte von Blindnieten weist der erfindungsgemäß verwendete Blind niet ebenfalls einen hülsenartigen Nietschaft auf. Dieser hülsenartige Nietschaft wird beim Herstellen der Verbindung durch den axial in den Nietschaft hineingezwängten Nietdomkopf aufgeweitet, um einen Schließkopf zu bilden. In Abstimmung mit der Ausgleichshülse ist der hülsenartige Nietschaft vorzugsweise derart dimensioniert, dass er möglichst passgenau oder mit geringen radialen Toleranzen in den Durchgangskanal der Ausgleichshülse hinein passt. Auf diese Weise wird vorzugsweise vermieden, dass mechanische Belastungen in radialer Richtung der Ausgleichshülse und/oder des hülsenartigen Niet schafts durch eventuelle Toleranzen zwischen dem Außendurchmesser des hülsenartigen Nietschafts und dem Innendurchmesser der Ausgleichshülse die vorliegende Verbindung beeinträchtigen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfmdungsgemäßen Verbindung ist eine Länge des Nietschafts derart an eine Länge der Ausgleichshülse angepasst, dass in einem fixierten Zustand der beiden Bauteile A, B ein Schließkopf des Blindniets benachbart zu einem dem Stützkragen abgewandten Ende der Ausgleichshülse angeordnet ist. Entsprechend ist in der hergestellten Verbindung der Schließkopfbevorzugt außerhalb des Durchgangskanals angeordnet.
Die oben beschriebene bevorzugte Ausgestaltung des Nietschafts stellt sicher, dass ein aufweitbarer Be reich des Nietschafts vorzugsweise außerhalb der Ausgleichshülse angeordnet ist. Der dann in axialer Richtung in den Nietschaft gezogene Nietdomkopf ist aufgrund dieser Anordnung in der Lage, den Niet- schaft in radialer Richtung aufzuweiten, um außerhalb des Durchgangskanals der Ausgleichshülse den Nietkopf zu bilden.
Alternativ zu dieser Befestigungsanordnung ist es ebenfalls bevorzugt, innerhalb des Durchgangskanals die Ausbildung des Schließkopfes durch das radiale Aufweiten des Nietschafts durch den Nietdomkopf zu realisieren. Auf diese Weise entsteht eine reibschlüssige Verbindung des Schließkopfes innerhalb des Durchgangskanals, der die beiden Bauteile A, B aneinander fixiert. Beide oben beschriebenen bevorzug ten Alternativen der erfindungsgemäßen Verbindung fixieren den über die Ausgleichshülse festgelegten Abstand zwischen den Bauteilen A, B. Dieser Abstand und diese Verbindung ist nur über eine Zerstömng des Blindniets lösbar. Somit fuhren mechanische Belastungen der hergestellten Verbindung nicht zu ei ner Beeinträchtigung der Anordnung und Genauigkeit sowie der Festigkeit der Verbindung zwischen den Bauteilen A, B.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung ist eine radiale Außenseite des Nietschafts derart an eine radiale Innenseite des Durchgangskanals der Ausgleichshülse angepasst, dass die radiale Außenseite des Nietschafts sowie die radiale Innenseite des Durchgangskanals eine reibschlüssige und/oder eine formschlüssige Verbindung miteinander bilden.
Diese bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbindung und insbesondere der in dieser Verbindung verwendeten Befestigungsanordnung ermöglichen, dass mithilfe des in die Ausgleichshülse eingesetzten Blindniets diese Ausgleichshülse auf einen Abstand zwischen den beiden Bauteilen A, B eingestellt werden kann. Dazu ist hervorzuheben, dass die Ausgleichshülse über die bereits oben genannte Gewindeverbindung in der Bohrung des ersten Bauteils A axial durch Drehen verstellbar angeordnet ist. Sobald der Nietschaft des Blindniets in den Durchgangskanal der Ausgleichshülse eingesetzt worden ist, gewährleistet die reibschlüssige Verbindung und/oder die formschlüssige Verbindung, dass die Aus gleichshülse während einer Drehung des Nietschafts mitgedreht wird. Entsprechend ist es möglich, über das Drehen des Nietschafts die Ausgleichshülse in ihrer axialen Position über die Gewindeverbindung mit dem ersten Bauteil A passend auf den Abstand zum zweiten Bauteil B einzustellen. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise der Nietschaft so lange gedreht, bis die abstützende Stirnseite oder vorzugsweise der radiale Stützkragen der Ausgleichshülse am zweiten Bauteil B anliegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung weist der Nietschaft ein Mefar- kant-Außenprofil auf, das in ein Mehrkant-Innenprofil des Durchgangskanals formschlüssig eingreift. Gemäß unterschiedlicher bevorzugter Ausführungsformen wird ein derartiges Mehrkant-Außenprofil und ein komplementär dazu ausgebildetes Mehrkant-Innenprofil durch ein Dreikant-, ein Vierkant-, ein Sechskant- oder ein anderes entsprechendes Profil gebildet. Da die Mehrkant-Profile In ihrem Querschnitt nicht rotationssymmetrisch aufgebaut sind, entsteht zwischen Mehrkant-Außenprofil des Nietschafts und Mehr kant-Innenprofil des Durchgangskanals eine formschlüssige Verbindung bei Drehung um die koaxial zu einander angeordneten Längsachsen des Nietschafts und der Ausgleichshülse.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist die radiale Innenseite des Durchgangskanals eine elastische Verjüngung auf, sodass eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Nietschaft vorhanden ist. Vorzugsweise besteht die elastische Verjüngung aus mindestens einem radial einwärts ragenden Steg im Durchgangskanal und/oder einem in einer radialen Vertiefung des Durchgangskanals angeordneten O-Ring.
Gemäß der zuletzt genannten bevorzugten Ausführungsform wird der Durchgangskanal der Ausgleichshülse durch ein bevorzugtes elastisches Element derart verjüngt, dass der in den Durchgangskanal eingesetzte Nietschaft eine kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen der Ausgleichshülse und dem Blindniet bildet. Für eine derartige Anordnung ist beispielsweise ein umlaufender oder ein an einzel nen Umfangspositionen angeordneter radial einwärts ragender Steg innerhalb des Durchgangskanals be vorzugt. Des Weiteren ist bevorzugt, einen radial einwärts ragenden O-Ring im Durchgangskanal derart anzuord nen, dass dieser den Durchgangskanal in Bezug auf den Außendurchmesser des Nietschafts derart ver engt, dass ein eingesetzter Nietschaft im Bereich des O-Rings reibschlüssig geklemmt wird. Auch diese kraftschlüssige Verbindung stellt in gleicher Weise wie die bereits oben beschriebene formschlüssige Verbindung zwischen Ausgleichshülse und Blindniet sicher, dass eine Drehung des Blindniets auf die Ausgleichshülse übertragen wird. Dies stellt sicher, dass durch Drehen des Blindniets ein gezieltes Ver stellen der Ausgleichshülse innerhalb der Gewindeverbindung mit dem ersten Bauteil A sichergestellt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist das Aufnahmegewinde der Bohrung des ersten Bauteils A in der radialen Innenwand der Bohrung ausgebildet oder die Bohrung des ersten Bauteils A weist eine fest im Bauteil A angeordnete Gewindehülse auf, deren Innengewinde passend zum Außengewinde der Ausgleichshülse ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist der Nietschaft ange staucht, um eine reibschlüssige Verbindung zur Ausgleichshülse zu unterstützen. Ein Stauchen des Niet schafts in seiner axialen Richtung führt dazu, dass der Nietschaft in radialer Richtung aufgeweitet wird. Auf diese Weise entsteht eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem aufgeweiteten Nietschaft, der in den Durchgangskanal der Ausgleichshülse eingepresst wird. Diese reibschlüssige Verbindung ist in ihren Eigenschaften vergleichbar mit der oben diskutierten reibschlüssigen Verbindung zwischen Ausgleichs hülse und Nietschaft aufgrund der elastischen Veijüngung des Durchgangskanals.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem ein Verbindungsverfahren für zumi ndest ein erstes Bauteil A an einem zweiten Bauteil B mit Hilfe einer Befestigungsanordnung mit einem Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B. Dieses erfindungsgemäße V erbindungsverfahren zeich net sich durch die folgenden Schritte aus: Eindrehen einer Ausgleichshülse in ein Aufnahmegewinde ei ner Bohrung des ersten Bauteils A, deren Außengewinde passend zum Aufnahmegewinde ausgebildet ist, Einstecken eines Blindniets in einer Einsetzrichtung durch eine Befestigungsöffnung am zweiten Bauteil B in einen inneren, insbesondere gewindefreien, Durchgangskanal der Ausgleichshülse, bis ein Nietkopf des Blindniets am zweiten Bauteil B gegenüber der Ausgleichshülse anliegt, Drehen der Ausgleichshülse im Aufnahmegewinde derart, dass ein Abstand zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B überbrückt wird, Versetzen eines Nietdoms des im Durchgangskanal der Ausgleichshülse angeordneten Blindniets, sodass ein Schließkopf des Blindniets benachbart zu einem der abstützenden Stirnseite der Ausgleichshülse abgewandten Ende der Ausgleichshülse ausgebildet und das zweite Bauteil B zwischen der abstützenden Stirnseite und dem Setzkopf des Blindniets fixiert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsanordnung ist an der abstützenden Stirnseite der Ausgleichshülse ein radialer Stützkragen angeordnet. Dieser bildet eine zusätzliche Auflagefläche in axialer Richtung, sodass sich die Ausgleichshülse am zweiten Bauteil B abstützen kann. Entsprechend wird bevorzugt das zweite Bauteil B zwischen dem Stützkragen und dem Setzkopf des Blindniets fixiert. Da die Ausgleichshülse über das bereits oben diskutierte Gewinde in der Öffnung des ersten Bauteils A gehalten wird, sorgt die Fixierung über den Blindniet für eine feste Verbindung zwischen den Bauteilen A und B, die sich beide an der Ausgleichshülse abstützen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungsverfahrens wird zum Überbrücken des Abstands zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B die Ausgleichshülse manuell gedreht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden V erbindungsverfahrens wird die Ausgleichshülse mit Hilfe eines Werkzeugs oder mit Hilfe des eingesteckten Blindniets über eine reib schlüssige und/oder formschlüssige Verbindung gedreht, um ein gleichzeitiges Abstützen der Bauteile A und B an der Ausgleichshülse zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist das erfindungsgemäße V erbindungsverfahren den weiteren Schritt auf: Trennen des Nietdoms vom Nietdomkopf, nach dem der Schließkopf ausgebildet worden ist.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem eine weitere erfindungsgemäße Befestigungsanordnung. Die Be festigungsanordnung mit einem nicht-selbsttätigen Toleranzausgleich weist die folgenden Merkmale auf: ein hülsenähnliches Ausgleichselement, welches an einem ersten axialen Ende eine abstützende Stirnseite mit einer Eingangsöffnung in einen inneren Kanal und benachbart zu einem zweiten axialen Ende ein Au ßengewinde an einer radialen Außenseite oder ein Innengewinde an einer radialen Innenseite aufweist, ein Basiselement mit einer Stützfläche an einem dem Ausgleichselement abgewandten ersten axialen Ba sisende, welches über eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung an einem der Stützfläche abgewandten zweiten axialen Basisende mit dem zweiten axialen Ende des Ausgleichselements verbun den ist, wobei der innere Kanal des Ausgleichselements benachbart zur Eingangsöffnung eine Durch gangsverengung aufweist, die einen axialen Hinterschnitt im inneren Kanal in Richtung Eingangsöffnung bildet.
Eine weitere erfindungsgemäße Befestigungsanordnung umfasst die Kombination aus einem Ausgleich selement und einem Basiselement. Diese beiden Elemente sind mittels Kraftschluss oder Formschluss verstellbar aneinander befestigt, sodass sie über ihre gemeinsame Länge einen Abstand zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten Bauteilen A, B überbrücken können. Sobald der Abstand zwi schen den beiden Bauteilen A, B abstützend überbrückt ist, wird die Befestigungsanordnung erfindungs gemäß bevorzugt mit Hilfe eines Blindniets fixiert. Diese Verbindung zwischen dem Blindniet und der Befestigungsanordnung ist nicht zerstörungsfrei lösbar, wie es beispielsweise bei der Nutzung eines Ge windebolzens der Fall wäre. Dazu verankert sich der Schließkopf des Blindniets in dem inneren Kanal des Ausgleichselements, sodass zwischen dem Schließkopf und dem Setzkopf des Blindniets das Ausgleichselement und das zweite Bauteil fixiert sind.
Gemäß unterschiedlicher Ausgestaltungen vorliegender erfindungsgemäßer Befestigungsanordnung ist die Verbindung zwischen dem Ausgleichselement und dem Basiselement formschlüssig oder kraftschlüs sig ausgestaltet. Zu diesem Zweck ist beispielsweise eine Gewindeverbindung zwischen dem Basiselement und dem Ausgleichselement vorgesehen. Des Weiteren ist es ebenfalls bevorzugt, eine kraftschlüssige Verbindung zu nutzen.
Da sowohl das Ausgleichselement wie auch das Basiselement den jeweils angrenzenden Bauteilen A, B zugewandte Stützflächen aufweisen, werden mögliche mechanische Belastungen ausgehend von den Bau teilen A, B über diese Stützflächen und die Befestigungsanordnung abgetragen. Die Verbindung aus Aus gleichselement und Basiselement hat den Vorteil, dass vor dem Herstellen der Verbindung zwischen Bauteil A und Bauteil B die Länge der Befestigungsanordnung auf den Abstand zwischen den Bauteilen A, B eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck sieht eine bevorzugte Ausführungsform vorliegender Er findung vor, die Stützfläche des Basiselements am ersten Bauteil A zu fixieren. Ausgehend von dieser Verbindung erfolgt dann die Anpassung an den Abstand zwischen den beiden Bauteilen A, B vorzugs weise über ein Drehen des Ausgleichselements . Abschließend wird der Blindniet derart gesetzt, dass sich der Schließkopf des Blindniets im inneren Kanal des Ausgleichselements verankert.
Gemäß einer bevorzugten Ausfiihrungsform vorliegender Befestigungsanordnung stellt die Durchgangs verengung des inneren Kanals eine teilweise oder vollständig umlaufende radiale Stützfläche bereit, an der ein Schließkopf eines Blindniets formschlüssig in Richtung Eingangsöffnung verankerbar ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den im inneren Kanal des Ausgleichselements ausgebildeten Schließ kopf hinter der oben genannten Durchgangsverengung zu verankern. Zwar ist es ebenfalls denkbar, den Schließkopf mittels Presssitz in dem inneren Kanal ohne Durchgangsverengung fest zu klemmen, wobei eine derartige Verbindung gerade in einem Ausgleichselement aus Kunststoff wie auch in Ausgleichsele menten anderer Materialien nicht verlässlich fixierbar wäre. Daher wird die Durchgangsverengung als axialer Hinterschnitt verwendet, an der sich der Schließkopf formschlüssig verankert. Diese Durchgangs verengung bildet bevorzugt ein radial einwärts ragender Steg. Dieser ist gemäß unterschiedlicher Ausfüh rungsformen vorliegender Erfindung vollständig umlaufend oder in Teilstücken umlaufend an der Innenseite des inneren Kanals ausgebildet. Zur Nutzung der Durchgangsverengung als Verankerung wird der Schließkopf axial benachbart zur Durchgangsverengung ausgebildet. Der Schließkopf weist einen größeren Außendurchmesser auf als der Freiraum, der durch die Durchgangsverengung im inneren Kanal eingeschlossen ist. Entsprechend kann der Schließkopf trotz mechanischer Belastung die Durchgangsver engung in axialer Richtung nicht passieren und fixiert auf diese Weise das Ausgleichselement, damit auch das verbundene Basiselement und das zweite Bauteil zwischen dem Schließkopf und dem Setzkopf des Blindniets.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfiihrungsform vorliegender Erfindung weist die Durchgangsveren gung eine innere, radial nicht rotationssymmetrische Kontur, insbesondere eine mehreckige Kontur, auf, mit der eine Drehung eines Blindniets oder eines Werkzeugs auf das Ausgleichselement übertragbar ist.
Während die Durchgangsverengung als Hinterschnitt in axialer Richtung für den Schließkopf des Blind niets verwendet wird, ist ebenfalls bevorzugt, diese Durchgangsverengung als reibschlüssige Verbindung oder formschlüssige Verbindung zur Übertragung einer Drehung auf das Ausgleichselement zu verwen den. Im Speziellen sollte zu diesem Zweck der Nietschaft des Blindniets oder ein Werkzeug durch eine Bauteilöffnung im zweiten Bauteil in den inneren Kanal eingesteckt werden. Bei einer passenden Gestal tung der Durchgangsverengung wird eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Nietschaft oder einem Werkzeug ausgebildet, sobald der Nietschaft oder das Werkzeug die Durchgangsverengung durchläuft.
Über eine Drehung des Nietschafts oder des Werkzeugs wird das Ausgleichselement gedreht. Sofern eine Gewindeverbindung zwischen Basiselement und Ausgleichselement vorliegt, lässt sich über diese Dre hung die Länge der Befestigungsanordnung auf den zu überbrückenden Abstand zwischen den Bauteilen A, B einstellen. Um die bevorzugte Übertragung einer Drehung auf das Ausgleichselement zu gewährleis ten, weist bevorzugt die Durchgangsverengung eine nicht rotationssymmetrische innere Kontur auf. Diese ist beispielsweise eckig, sodass ein eckiges Werkzeug oder ein in seiner Außenkontur eckig ausgebildeter Nietschaft das Ausgleichselement mitdrehen würde.
In gleicher Weise ist es bevorzugt, dass die radiale Innenseite oder zumindest Teile der radialen Innenseite der Durchgangsverengung federnd ausgebildet sind, um eine reibschlüssige Verbindung zwischen einem Nietschaft oder einem Werkzeug herstellen zu können. Auch eine derartige reibschlüssige Verbin dung ist in der Lage, die Drehung von Werkzeug oder Blindniet auf das Ausgleichselement zu übertragen. Entsprechend weist die Durchgangsverengung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vor liegender Erfindung eine elastische radiale Innenseite auf, mit der eine reibschlüssige Mitschlepperverbindung herstellbar ist. Gemäß einer weiteren Ausfufarungsform vorliegender erfindungsgemäßer Befestigungsanordnung durch läuft der innere Kanal das Ausgleichselement vollständig und umfasst angrenzend an das zweite axiale Ende des Ausgleichselements das Innengewinde an der radialen Innenseite. Basierend auf dieser bevorzugten Konstruktion des Ausgleichselements ist eine vorteilhafte Gewindeverbindung zwischen dem Ausgleichselement und dem Basiselement herstellbar. Gemäß einer entsprechenden bevorzugten Ausfiih- rungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung weist das Basiselement einen Gewindebolzen mit einem Gewindeschaft und einem Kopf auf und ein Außengewinde des Gewindeschafts, der das zweite axialen Basisende bildet, ist passend zum Innengewinde des inneren Kanals ausgebildet.
Basierend auf den oben beschriebenen Konstruktionen lässt sich der Gewindeschaft des Basiselements in das Innengewinde des inneren Kanals des Ausgleichselements einschrauben. Da vorzugsweise das Aus gleichselement den inneren Kanal vollständig durchläuft und somit das Ausgleichselement ähnlich einer Hülse ausgebildet ist, ist der Gewindeschaft entsprechend der geforderten Länge der Befestigungsanord nung vollständig in dem inneren Kanal aufnehmbar oder aus diesem fast vollständig herausschraubbar. Auf diese Weise lassen sich flexibel mögliche Abstände zwischen den beiden Bauteilen A, B über die Gewindeverbindung zwischen Ausgleichselement und Basiselement einstellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Befestigungsanordnung ist das Basiselement T-förmig ausgebildet und umfasst einen tellerförmigen Kopf, der sich radial über den Ge windeschaft hinaus erstreckt und die Stützfläche abgewandt vom Ausgleichselement bildet.
Die T-förmige Ausgestaltung des Basiselements hat den Vorteil, dass mechanische Lasten zwischen Basiselement und erstem Bauteil A über eine größere Fläche, hier die Stützfläche, abgetragen werden können. Zudem stellt die Stützfläche die bevorzugte Möglichkeit bereit, das Basiselement an dem ersten Bauteil zu fixieren. Dieses Fixieren erfolgt beispielsweise über ein Kleben oder Verschweißen von Basiselement und erstem Bauteil.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsanordnung weist das Ausgleich selement einen zylindrischen Schaft mit dem inneren Kanal auf, an dem angrenzend an das zweite Ende des Ausgleichselements an der radialen Außenseite das Außengewinde vorgesehen ist und in dem der in nere Kanal als Sackloch oder als Durchgangskanal durch den zylindrischen Schaft realisiert ist.
Gemäß einer weiteren konstruktiven Alternative des Ausgleichselements ist für eine Gewindeverbindung zwischen Ausgleichselement und Basiselement an der radialen Außenseite des Ausgleichselements das Außengewinde vorgesehen. Dieses Außengewinde wird vorzugsweise mit dem Basiselement in Form ei ner Gewindehülse mit einem Innengewinde verbunden. Dieses Innengewinde ist passend zum Außengewinde des Ausgleichselements ausgebildet. Innerhalb des Ausgleichselements ist weiterhin der innere Kanal vorgesehen, der die Durchgangsverengung zur axialen Verankerung des Schließkopfes des Blind- niets bereitstellt. Aufgrund der Gewindeverbindung zwischen Außengewinde des Ausgleichselements und Innengewinde des Basiselements erstreckt sich bevorzugt die Gewindeverbindung über einen länge ren Umfang als es bei der oben beschriebenen Verbindung zwischen Innengewinde des Ausgleichsele ments und Gewindebolzen des Basiselements der Fall ist. Diese zusätzlichen abtragenden Flächen eröffnen die Möglichkeit, höhere mechanische Lasten zwischen den Bauteilen A, B über die Befesti gungsanordnung abzuleiten. Zudem ermöglicht vorzugsweise ein durchgehender innerer Kanal, im Rah men eines Einstell- oder Positionierungsvorgangs vor der Befestigung der Befestigungsanordnung durch diesen inneren Kanal auf das erste Bauteil zuzugreifen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsanordnung ist das Basiselement T- förmig ausgebildet. Zudem weist das T-förmige Basiselement einen tellerförmigen Stützflansch auf, der sich in radialer Richtung endseitig von der Gewindehülse erstreckt und die Stützfläche abgewandt vom Ausgleichselement bildet. Ähnlich wie bei der oben beschriebenen T-förmigen Konfiguration des Basise lements aus Gewindebolzen mit Gewindeschaft und Kopf weist auch das T-förmige Basiselement mit Ge windehülse eine spezielle Stützfläche zum Abstützen auf dem ersten Bauteil auf. Diese Stützfläche wird durch den tellerförmigen Stützflansch gebildet, der radial vorstehend endseitig um die Gewindehülse des Basiselements umläuft. Während der Stützflansch mechanische Lasten über die Befestigungsanordnung zwischen den Bauteilen A, B abtragen kann, dient er ebenfalls der bevorzugten Befestigung des Basisele ments am zweiten Bauteil A. Auch für diesen Stützflansch ist es bevorzugt, das Basiselement über den Stützflansch am ersten Bauteil zu fixieren, beispielsweise mittels Kleben, Schweißen oder über eine an dere gängige Befestigungsmethode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist das Ausgleichselement T-förmig ausgebildet und weist am ersten axialen Ende einen sich radial erstreckenden Stützkragen auf, der eine radial verlaufende Stützfläche abgewandt vom Basiselement bildet. In ähnlicher Weise, wie es funktionell oben bereits im Hinblick auf den verwendeten Stützflansch und andere Stützflächen beschrie ben worden ist, weist auch das T-förmige Ausgleichselement einen sich radial erstreckenden Stützkragen auf. Dieser Stützkragen definiert eine Fläche, die der Lastabtragung zwischen dem zweiten Bauteil und der Befestigungsanordnung dient.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung weist diese einen ungesetzten Blindniet mit Nietdom auf.
Vorliegende Erfindung offenbar zudem eine Verbindung zwischen zumindest einem ersten Bauteil A und einem zweiten Bauteil B mit einer Befestigungsanordnung mit einem nicht-selbsttätigen Toleranzaus gleich gemäß einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B. Diese Verbindung zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus: das Basi selement stützt sich mit der Stützfläche am ersten axialen Basisende am ersten Bauteil ab, eine Länge der Befestigungsanordnung ist über die reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Basiselement und dem Ausgleichselement derart einstellbar, dass ein Abstand zwischen dem ersten Bau teil A und dem zweiten Bauteil B durch die Befestigungsanordnung überbrückt wird und sich das Basise lement am ersten Bauteil A und das Ausgleichselement im zweiten Bauteil B abstützen. Zudem ist in dem inneren Kanal des Ausgleichselements ein Blindniet nicht zerstörungsfrei lösbar befestigt, sodass das zweite Bauteil B zwischen der abstützenden Stirnseite des Ausgleichselements und einem Setzkopf des Blindniets fixiert ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der oben beschriebenen Verbindung ist in einem fixierten Zustand der beiden Bauteil A, B der Schließkopf des Blindniets im inneren Kanal des Ausgleichselements angrenzend an die Durchgangsverengung des inneren Kanals angeordnet, sodass das zweite Bauteil B zwischen dem Setzkopf und dem Schließkopf des Blindniets fixiert ist.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem ein Verbindungsverfahren für zumindest ein erstes Bauteil A an einem zweiten Bauteil B mit Hilfe einer Befestigungsanordnung mit einem nicht-selbsttätigen Toleranz ausgleich gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B. Das Verbindungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Aufsetzen der Stütz fläche des Basiselements auf dem ersten Bauteil A, Anordnen des zweiten Bauteils B mit einer Bauteil öffnung in Ausrichtung mit der Eingangsöffnung des Ausgleichselements, Einstecken eines Werkzeugs oder eines Blindniets durch die Bauteilöffnung und die Eingangsöffnung in den inneren Kanal, sodass das Werkzeug oder der Blindniet formschlüssig und/oder kraftschlüssig zur Übertragung einer Drehung auf das Ausgleichselement mit dem Ausgleichselement verbunden ist, Drehen des Werkzeugs oder des Blindniets und Einstellen einer Länge der Befestigungsanordnung zur Überbrückung eines Abstands zwischen den Bauteilen A und B sowie Versetzen eines Nietdom des im inneren Kanal angeordneten Blindniets und Ausbilden eines Schließkopfes des Blindniets angrenzend an die Durchgangsverengung des inneren Kanals, sodass das zweite Bauteil B zwischen einem Setzkopf des Blindniets und der abstützenden Stirn seite des Ausgleichselements fixiert wird.
Gemäß weiterer bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen V erbindungsverfahrens sind wei tere Schritte vorgesehen: Befestigen des Basiselements über die Stützfläche am ersten Bauteil mit einem der folgenden Verfahren oder einer Kombination davon: Kleben, Schrauben, Nieten und Schweißen. Im Hinblick auf das Fixieren mit Hilfe des Blindniets ist es zudem bevorzugt, eine formschlüssige Verbin dung zwischen der Durchgangsverengung und dem Werkzeug oder dem Nietschaft zum Drehen des Aus gleichselements herzustellen. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird eine
kraftschlüssige Verbindung zwischen der Durchgangsverengung und dem Werkzeug oder dem Nietschaft zum Drehen des Ausgleichselements hergestellt. Zudem sieht das erfindungsgemäß bevorzugte Verbin dungsverfahren vor, den Gewindeschaft des Basiselements in einen vollständig durchlaufenden imieren Kanal des Ausgleichselements einzuschrauben, der angrenzend an ein zweites axiales Ende das Innengewinde an einer radialen Innenseite aufweist. Alternativ dazu ist es ebenfalls bevorzugt, die Gewindehülse des Basiselements mit einem Innengewinde auf das Außengewinde des Ausgleichselements aufzuschrau ben, welches benachbart zu dem zweiten Ende des Ausgleichselements angeordnet ist.
4 Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
Die bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beglei tende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen;
Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil mit einer dazwischen angeordneten Befestigungsanordnung mit Toleranzausgleich,
Figur 2 eine bevorzugte Ausführungsform der Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zwei ten Bauteil mit der Befestigungsanordnung, bevor der Blindniet zum Fixieren der beiden Bau teile über die Befestigungsanordnung eingesetzt und fixiert worden ist,
Figur 3 eine bevorzugte Ausführungsform der Ausgleichshülse,
Figur 4 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Ausgleichshülse,
Figur 5 eine bevorzugte Ausführungsform des Blindniets,
Figur 6 eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Blindniets,
Figur 7 eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Blindniets,
Figur 8 eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Blindniets und
Figur 9 ein Flussdiagramm der bevorzugten Ausführungsform des V erbindungsverfahrens vorliegender Erfindung. Figur 10 eine bevorzugte Ausführungsform der Befestigungsanordnung bestehend aus einem ülsenarti- gen Ausgleichselement in Kombination mit einem Basiselement in Form eines Gewindebolzens mit Kopf,
Figur 1 1 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung be stehend aus einem hülsenartigen Ausgleichselement in Kombination mit einem hülsenartigen Basiselement, welches auf ein Außengewinde des Ausgleichselements aufgeschraubt ist, und
Figur 12 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des V erbindungsverfahrens der Befesti gungsanordnung gemäß den Figuren 10 und 11.
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausfiihrungsformen
Figur 1 zeigt ein erstes Bauteil A und ein zweites Bauteil B, die mit einer Befestigungsanordnung 1 mit Toleranzaus gleich zwischen den Bauteilen A, B fest miteinander verbunden sind. Unter Toleranzaus gleich versteht man die abstützende Überbrückung eines Abstands T zwischen den beiden einander gegenüberliegend angeordneten Bauteilen A, B. Während der Herstellung der Verbindung zwischen den Bauteilen A und B erfolgt der Toleranzausgleich nicht selbsttätig. Vielmehr wird mithilfe einer Aus gleichshülse 10 eine Überbrückung des Abstands T zwischen den Bauteilen A, B gezielt eingestellt und nachfolgend die Verbindung fixiert.
Die Ausgleichshülse 10 umfasst einen hülsenartigen Bereich 12 mit einem Außengewinde 14 und einem Durchgangskanal 16. Über das Außengewinde 14 wird bevorzugt eine Verbindung mit dem ersten Bauteil A hergestellt. Zu diesem Zweck greift das Außengewinde 14 in ein Gewinde 32 ein, welches in einer Öff nung 30 des ersten Bauteils A vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst die Öffnung 30 im ersten Bauteil A eine radiale Innenwand mit einem zum Außengewinde 14 passenden Innengewinde. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist in der Öffnung 30 eine Gewin dehülse 40 angeordnet. Vorzugsweise umfasst sie einen Gewindeschaft 42, an dessen radialer Innenseite das Gewinde 32 vorgesehen ist. Zudem weist die Gewindehülse 40 einen Radialkragen 44 auf, um sich an dem ersten Bauteil A abzustützen. Gemäß unterschiedlicher Konstruktionsmöglichkeiten ist die Gewinde hülse 40 in die Öffnung 30 eingeschraubt oder in diese eingepresst oder in diese eingeklebt oder über eine Kombination der genannten Befestigungsarten befestigt. Um eine Verbindung zwischen den Bauteilen A, B herzustellen, wird daher die Ausgleichshülse 10 in die Öffnung 30 mit Innengewinde oder in die in der Öffnung 30 angeordnete Gewindehülse 40 eingeschraubt (Schritt 1 des Verbindungsverfahrens). Nachfolgend wird bevorzugt das zweite Bauteil B benachbart zum ersten Bauteil A angeordnet. Mithilfe der Gewindeverbindung 14, 32 wird die Ausgleichshülse 10 so lange gedreht, bis die Ausgleichshülse 10 den Abstand T zwischen den Bauteilen A, B überbrückt. Ent sprechend stützt sich die Ausgleichshülse 10 über die Gewindeverbindung 14, 32 am ersten Bauteil A ab. Ein dem Bauteil B zugewandtes Ende der Ausgleichshülse 10 stützt sich am zweiten Bauteil B ab.
Das dem Bauteil B zugewandte Ende der Ausgleichshülse 10 wird bevorzugt durch einen Stützkragen 18 gebildet. Der radiale Stützkragen 18 liegt vorzugsweise an einer der Ausgleichshülse 10 zugewandten Seite des Bauteils B an.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgleichshülse 10 ohne Stützkragen vorge sehen. In diesem Fall ist der hülsenartige Bereich 12 ausreichend stabil konstruiert, sodass er eine abstüt zende Stirnseite angrenzend an das zweite Bauteil B bereitstellt. Diese Stirnseite liegt dann in gleicher Weise wie der oben beschriebene Stützkragen 18 am Bauteil B an.
Um den Abstand T zwischen den Bauteilen A, B auszugleichen, wird die Abstandshülse 10 über ihr Au ßengewinde 14 in das Gewinde 32 eingeschraubt oder aus diesem ausgeschraubt (Schritt 3).
Gemäß unterschiedlicher bevorzugter Vorgehensweisen wird die Ausgleichshülse 10 manuell oder mit hilfe eines Werkzeugs in der Öffnung 30 des ersten Bauteils A gedreht und somit axial versetzt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird zunächst ein Blindniet 50 durch eine Befestigungsöffnung 34 im Bauteil B in einer Einsetzrichtung RE in den Durchgangskanal 16 gesteckt (Schritt 2). Bevorzugt stellt der Blindniet 50 mit der Ausgleichshülse 10 eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Verbindung her. Diese Verbindung ermöglicht ein Drehen der Ausgleichs hülse 10 über ein Drehen des Blindniets 50, sodass auch über diesen Weg die Axialposition der Aus gleichshülse 10 bezogen auf das erste Bauteil A einstellbar ist.
Der Blindniet 50 ist in unterschiedlichen bevorzugten Ausführungsformen in den Figuren 2 und 5-8 dar gestellt. In allen bevorzugten Ausführungsformen setzt er sich aus einem Nietdom 52 mit einem Niet domkopf 54 sowie einem Nietschaft 56 mit einem Setzkopf 58 zusammen. Im gesetzten Zustand des Blindniets 50 bildet der Nietdomkopf 54 gemeinsam mit einem dem Setzkopf 58 abgewandten Ende des Nietschafts 56 einen Schließkopf 60 (siehe Figur 1 , Schritt 4). Wie oben bereits erwähnt worden ist, wird gemäß unterschiedlicher bevorzugter Ausfuhrangsformen vor liegender Erfindung der Abstand T zwischen den Bauteilen A, B durch Drehen des Blindniets 50 in der Ausgleichshülse 10 ausgeglichen bzw überbrückt (Schritt 3) Zu diesem Zweck weist der Durchgangska nal 16 vorzugsweise eine radiale Verjüngung auf, sodass die Ausgleichshülse 10 mit dem Nietschaft 56 im Durchgangskanal 16 eine reibschlüssige Verbindung bildet. Die radiale Verjüngung im Durchgangs kanal 16 besteht gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung aus einem O-Ring 70, der in einer umfänglichen Nut 72 angeordnet ist (siehe Figur 4). Weiterhin bevorzugt ist der O-Ring 70 benachbart zum Stützkragen 18 angeordnet. Es ist ebenfalls bevorzugt, den O-Ring 70 an einer anderen axialen Position im Durch gangskanal 16 zu positionieren, solange an dieser axialen Position eine reibschlüssige Verbindung mit dem Nietschaft 56 herstellbar ist.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung für eine radiale Verjüngung des Durchgangskanals 16. In Fi gur 3 ist die Ausgleichshülse 10 direkt über das Außengewinde 14 in die Öffnung 30 des Bauteils A ein geschraubt. Der Durchgangskanal 16 weist eine radial einwärts ragende Wulst 74 auf, die auch als umlaufender Steg, als Lippe oder als Mehrzahl von Radialstegen realisiert werden kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Mitschleppers 76 zeigt Figur 2. Dieser wird durch eine Mehrzahl von Axialstegen gebildet. Diese Axialstege sind am Ende der Ausgleichshülse 10 angeordnet, welches dem Bauteil B benachbart ist. Zudem sind die Axialstege radial einwärts geneigt oder gekrümmt geformt, sodass sie einen Durchmesser definieren, der kleiner als der Durchmesser des Durchgangskanals 16 ausgebildet ist. Entsprechend wird der zwischen den Axialstegen angeordnete Nietschaft 56 und/oder der Nietdomkopf 54 reibschlüssig gehalten, sodass die Ausgleichshülse 10 einer Drehung des Blindniets 50 folgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung, die in Figur 6 gezeigt ist, weist der Setzkopf 58 ein Antriebsmittel 57 auf. Dieses Antriebsmittel 57 ist mit allen bevorzugten Ausführungsformen des Blindniets 50 kombinierbar. Es dient dem Angriff eines Werkzeugs, mit dem dann der Blindniet 50 und über den Blindniet 50 die Ausgleichshülse 10 gedreht und somit axial eingestellt wird.
In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, einen radialen Außenrand des Setzkopfes 58 als An triebsmittel zu gestalten. Ein Antriebsmittel ist vorzugsweise ein Vierkant oder Sechskant oder eine an dere nicht rotationssymmetrische Form, die zum Angriff eines Werkzeugs geeignet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Nietschaft 56‘“ in Figur 6 eine radiale Aufweitung 61 auf. Diese ist radial einwärts federnd oder elastisch vorgesehen. Setzt man den radial auf geweiteten Nietschaft 56“‘ in den Durchgangskanal 16 ein, wird durch die radiale Aufweitung 61 die reibschlüssige Verbindung mit der Ausgleichshülse 10 gebildet. Diese reibschlüssige Verbindung ist al lein durch die Aufweitung 61 oder die Aufweitung 61 in Kombination mit der oben diskutierten Verjün gung des Durchgangskanals 16 einsetzbar.
Vorzugsweise wird die Aufweitung 61 durch eine Aufstauchung des Nietschafts oder durch Federarme gebildet.
Weiterhin bevorzugt erfolgt die gemeinsame Drehung von Blindniet 50 und Ausgleichshülse 10 über eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Durchgangskanal 16 und dem Nietschaft 56‘ ; 56“. Der Niet schaft 56“ ist über seine gesamte Länge oder in einem Teilbereich 56‘ mit einem polygonalen Quer schnitt, vorzugsweise hexagonal, ausgebildet. Entsprechend weist der Durchgangskanal 16 einen komplementär dazu geformten polygonalen Querschnitt auf. Wird der Nietschaft 56‘; 56“ in den Durch gangskanal 16 eingesteckt, bilden die aneinander angepassten nicht-rotationssymmetrischen Geometrien der radialen Innenwand des Durchgangskanals 16 und der radialen Außenwand des Nietschafts 56‘; 56“ eine formschlüssige, drehfeste Verbindung.
Gemäß der Ausführungsform in Figur 7 ist ein Teilbereich 59 des Nietschafts hohlzylindrisch ausgebil det, um ein Umformen zum Schließkopf 60 durch den Nietdomkopf 54 zu unterstützen.
Sobald die Ausgleichshülse 10 passend eingestellt worden ist und den Abstand zwischen den Bauteilen A, B überbrückt, wird der Nietdomkopf 54 über den Nietdom 52 axial versetzt. Dadurch bildet sich der Schließkopf 60 aus und die Bauteile A, B werden nicht-zerstörungsfrei lösbar aneinander fixiert (Schritt 4). In dieser Verbindung wird das Bauteil B zwischen dem Setzkopf 58 und dem Stützkragen 18 oder ei ner sich abstützenden Stirnseite der Ausgleichshülse 10 gehalten. Das Bauteil A ist über die Gewindever bindung mit der Außenhülse 10 befestigt.
Abschließend wird in bekannter Weise der Nietdom 52 vom Nietdomkopf 54 getrennt (Schritt 5).
Eine weitere erfindungsgemäße Befestigungsanordnung 1‘; 1“ ist gemäß unterschiedlicher bevorzugter Ausführungsformen in den Figuren 10 und 11 gezeigt. Mithilfe der Befestigungsanordnung 1‘ ; 1“ wer den die beiden Bauteile A, B aneinander befestigt. In dieser Verbindung überbrückt die Befestigungsan ordnung 1 1“ den Abstand zwischen den beiden Bauteilen A, B. Während sich dabei ein Basiselement
150 am ersten Bauteil A abstützt, ist ein Ausgleichselement 110 über einen Blindniet 50 nicht zerstö rungsfrei lösbar in der Befestigungsöffnung 34 des zweiten Bauteils B befestigt. Da das Basiselement 150 und das Ausgleichselement 110 miteinander kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sind, ist ein Abstand zwischen den Bauteilen A, B durch die Kombination des Ausgleichselements 110 und des Basi- selements 150 abstützend überbrückbar. Zudem erlaubt die kraftschlüssige und/oder formschlüssige Ver bindung zwischen dem Ausgleichselement 110 und dem Befestigungselement 150 ein Einstellen der Länge der Befestigungsanordnung 1‘; 1“ auf den Abstand zwischen den beiden Bauteilen A, B, wie un ten näher erläutert ist. Dieses Einstellen der Länge der Befestigungsanordnung 1 1“ erfolgt nicht selbsttätig beim Verbinden der Bauteile A, B.
Das Ausgleichselement 110; 1 10‘ ist hülsenähnlich aufgebaut, wie man anhand der Figuren 10 und 11 erkennen kam. Es umfasst einen zylindrischen Schaft 112 mit einer abstützenden Stirnseite 1 14 in Rich tung des zweiten Bauteils B. In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die abstützende Stirnseite nur der dem zweiten Bauteil B zugewandten Stirnseite des zylindrischen Schafts 112 (nicht gezeigt). In der Ausführungsform der Figuren 10 und 11 wird die abstützende Stirnseite 114 vorzugsweise durch einen sich radial vom zylindrischen Schaft 1 10 erstreckenden Stützkragen 116 vergrößert. Innerhalb der Verbindung zwischen den beiden Bauteilen A, B stützt sich dieser am zweiten Bauteil B ab und trägt dadurch mechanische Lasten ab.
Der zylindrische Schaft 1 10‘ weist an seinem dem zweiten Bauteil B zugewandten axialen Ende eine Ein gangsöffnung 118 in der Stirnseite 114 auf. Die Eingangsöffnung 1 18 führt in einen inneren Kanal 120, der vorzugsweise konzentrisch zur Längsachse des zylindrischen Schafts 112 angeordnet ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des inneren Kanals 120 ist dieser als Durchgangskanal ausgebildet, wie in Figur 10 zu erkennen ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Ausgleich selement 1 10‘ als Gewindehülse mit einem Innengewinde 122 (siehe Figur 10) und/oder einem Außenge winde 124 (siehe Figur 11) ausgebildet sein kann. In Kombination mit dem Innengewinde 122 ist vorzugsweise ein Gewindebolzen als Basiselement 150 einsetzbar. Dabei wird ein Gewindeschaft 152 des Basiselements 150 in das Innengewinde 122 des Ausgleichselements 110 eingeschraubt, während ein Kopf 154 des Gewindebolzens in einer Verbindung von zwei Bauteilen A, B am ersten Bauteil A abstütz bar ist.
Natürlich ist es ebenfalls bevorzugt, den inneren Kanal 120 - ein Durchgangskanal in Figur 10 - als zwei getrennte Sackbohrungen vorzusehen, die sich von den einander gegenüberliegend angeordneten axialen Enden des zylindrischen Schafts 1 12 erstrecken (nicht gezeigt). Da die beiden Sackbohrungen nicht miteinander verbunden sind, ist der innere Kanal 120 nicht durchgängig. Dadurch wird das Weiterleiten von Flüssigkeiten oder Schmutz durch den inneren Kanal 120 vermieden, was die Verbindung zwischen den Bauteilen A, B unterstützt. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der zylindrische Schaft 112 des Ausgleichsele ments 110‘ mit einem Außengewinde 124 ausgestattet (siehe Figur 11). Das Außengewinde 124 wird vorzugsweise in Kombination mit dem Basiselement 150 genutzt, welches eine Gewindehülse 156 mit einem Innengewinde 158 aufweist (siehe Figur 11).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Gewindehülse 156 ist diese mit einem Außen gewinde ausgestattet. Das Außengewinde ermöglicht in ähnlicher Weise wie der Gewindeschaft 152 ein Einschrauben der Gewindehülse 156 in den inneren Kanal 120 angrenzend an das dem Basiselement 150 zugewandte axiale Ende des zylindrischen Schafts 112. Die Gewindehülse 126 hat allgemein und gerade im Hinblick auf das genutzte Innengewinde 158 den Vorteil, dass ein größerer Gewindedurchmesser beispielsweise im Vergleich zum Gewindebolzen 152, 154 größere Gewindeflächen zum Aufnehmen und Abtragen mechanischer Belastungen zwischen den Bauteilen A, B gewährleistet. Bezugnehmend auf den zwischen den Bauteilen A, B zur Verfügung stehenden Platz ist ebenfalls von Vorteil, den platzsparenden Gewindebolzen 152, 154 anstelle der Gewindehülse 156 einzusetzen.
Der Kopf 54 des Basiselements 150 weist an seiner dem ersten Bauteil A zugewandten Seite eine Stütz fläche 160 auf. Diese liegt in einer Verbindung am ersten Bauteil A an. In ähnlicher bevorzugter Weise umfasst die Gewindehülse 156 einen tellerförmigen Stützflansch 162, der eine Stützfläche am ersten Bau teil A bereitstellt. Entsprechend ist das Basiselement 150 in den unterschiedlichen bevorzugten Ausfüh rungsformen vorzugsweise T-förmig ausgebildet. Das gleiche gilt für ausgewählte bevorzugte
Ausführungsformen des Ausgleichselements 1 10; 110‘.
Erfindungsgemäß bevorzugt weist der innere Kanal 120 benachbart zur Eingangsöffnung 118 eine Durchgangsverengung 121 auf. Die Durchgangsverengung 121 reduziert den Durchmesser des inneren Kanals 120, sodass ein Hinterschnitt in axialer Richtung des inneren Kanals 120 gebildet wird. In diesem Zusam menhang ist der innere Kanal 120 vorzugsweise als Durchgangskanal oder als Sackloch vorgesehen.
Die Durchgangsverengung 121 ist ebenfalls bevorzugt ein radial einwärts in den inneren Kanal 120 ra gender Steg oder eine Lippe. Dieser radiale Steg erstreckt sich umlaufend oder in Abschnitten von der radialen Innenwand des inneren Kanals 120. Entsprechend bildet der umlaufende Steg oder die einzelnen in Umfangsrichtung der Innenseite des inneren Kanals regelmäßig angeordneten Abschnitte eine radial oder annähernd radial verlaufende Stützfläche. Diese Stützfläche der Durchgangsverengung 121 stellt ei nen Hinterschnitt in axialer Richtung des inneren Kanals 120 dar.
Zur Befestigung der Befestigungsanordnung 1‘ ; 1“ am zweiten Bauteil B mit Bauteilöffnung 34 wird wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen ein Blindniet 50 verwendet. Der Blindniet 50 wird der art gesetzt, dass sich angrenzend an die Durchgangsverengung 121 im inneren Kanal 120 der Schließkopf 60 ausbildet. Da der Schließkopf 60 einen Außendurchmesser besitzt, der größer ist als der freie Innendurchmesser der Durchgangsverengung 122, wird der Schließkopf 60 auszugsicher an der Durchgangs verengung 120 gehalten. Entsprechend bildet die Durchgangs Verengung 121 einen Hinterschnitt in axialer Richtung für den Schließkopf 60 des Blindniets 50.
Der Schließkopf 60 des Blindniets 50 befestigt sich bevorzugt formschlüssig im inneren Kanal 120 an der Durchgangsverengung 121. Ergänzend dazu ist es ebenfalls bevorzugt, dass der Schließkopf 60 aufgrund seiner radialen Aufweitung im inneren Kanal 120 geklemmt wird. Dadurch entsteht vorzugsweise eine zusätzliche kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen dem Blindniet 60 und dem Aus gleichselement 110; 1 10‘.
Um über die Befestigungsanordnung 1‘; 1“ die zwei Bauteile A, B aneinander zu befestigen, wird zu nächst das Basiselement 150 mit der Stützfläche 160 des Stützflansches 162 auf dem ersten Bauteil A aufgesetzt (SI). Vorzugsweise wird das Befestigungselement 150 über die Stützfläche 160 am Bauteil A befestigt. Das Befestigen erfolgt gemäß unterschiedlicher bevorzugter Ausführungsformen durch Kleben, Schweißen, Reibschweißen, Nieten, Schrauben oder mit anderen bekannten Befestigungsmöglichkeiten.
Da die miteinander zu verbindenden Bauteile A, B in einem bestimmten Abstand bzw. mit einer gewissen Toleranz zueinander angeordnet sind oder werden, muss dieser Abstand durch die Länge der Befestigungsanordnung 1‘ ; 1“ überbrückt werden. Der Abstand ist dann überbrückt, wenn sich der Stützflansch 162 des Basiselements 150 am ersten Bauteil A und der Stützkragen 1 16 des Ausgleichselements 110;
1 10‘ am Bauteil B abstützen. Gemäß den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Befes tigungsanordnung 1‘; 1“ sind das Ausgleichselement 110; 110‘ und das Basiselement 150 über eine ver stellbare Gewindeverbindung aneinander gekoppelt.
Zum Einstellen der Länge der Befestigungsanordnung 1 1“ wird das Ausgleichselement 1 10; 1 10‘ mit
Hilfe eines Werkzeugs (nicht gezeigt) oder dem Nietschaft 56 gedreht (Schritt SIV), das/der dazu durch die Eingangsöffnung 118 in den inneren Kanal 120 gesteckt wird (Schritt SIII).
Wenn das Werkzeug oder der Nietschaft 56 in den inneren Kanal 120 gesteckt wird, passiert es/er die Durchgangsverengung 121. Die Durchgangsverengung 121 weist vorzugsweise eine radial innere, nicht rotationssymmetrische Innenkontur auf, um eine formschlüssige Verbindung mit dem Werkzeug oder dem Nietschaft zu bilden. Eine nicht rotationssymmetrische Kontur ist bevorzugt mehreckig, oval, ellip tisch oder ähnlich geformt. Während ein Werkzeug die dazu passende Außenkontur aufweist, ist es ebenfalls bevorzugt, den Niet schaft 56 zumindest abschnittsweise mit einer derartigen Kontur auszustatten. Dies wurde bereits oben unter Bezugnahme auf die Figuren 7 und 8 beschrieben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Durchgangsverengung 121 an einer radialen Innenseite einen elastischen Bereich auf. Dieser elastische Bereich wird bevorzugt durch eine verform bare Profilierung, eine elastische Beschichtung und/oder eine radial verformbare Dimensionierung der Durchgangsverengung 121 gewährleistet. Entsprechend bildet sich mit einem in den inneren Kanal 120 eingesteckten Werkzeug (nicht gezeigt) oder einem Nietschaft 56 eine reibschlüssige Verbindung zwi schen Werkzeug/Nietschaft 56 und Ausgleichselement 110; 110‘ aus. Die reibschlüssige Verbindung er möglicht in gleicher Weise wie die oben beschriebene formschlüssige Verbindung eine Übertragung einer Drehung vom Werkzeug oder Nietschaft 56 auf das Ausgleichselement 110; 110‘.
Sobald die Länge der Befestigungsanordnung G; 1“ auf den Abstand zwischen den Bauteilen A, B eingestellt ist, wird die Eingangsöffnung 118 auf die Öffnung 34 im Bauteil B ausgerichtet. Dazu wird das Bauteil B passend gegenüber dem Bauteil E angeordnet oder die Befestigungsanordnung 1‘ ; 1“ wird zwi schen den bereits angeordneten Bauteilen A, B passend positioniert.
In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, dass zunächst das zweite Bauteil B benachbart zum Ausgleichselement 110; 110‘ angeordnet wird, um nachfolgend die Länge der Befestigungsanordnung 1‘;
1“ einzustellen. Vorzugsweise werden dazu Bauteilöffnung 34 und Eingangsöffnung 1 18 aufeinander ausgerichtet. Danach wird das Werkzeug (nicht gezeigt) oder der Nietschaft 56 durch die beiden Öffnungen 34, 118 in die Durchgangsverengung 121 gesteckt, um mittels Drehen die Länge der Befestigungsan ordnung 1‘; 1“ passend einzustellen.
Sofern der Nietschaft 56 mit Nietdom 52 und Nietdomkopf 54 nach erfolgter Längeneinstellung noch nicht in den inneren Kanal 120 eingesetzt worden ist, wird nun der Nietschaft 56 durch die Bauteilöffnung 34 und die Durchgangsverengung 121 in den inneren Kanal 120 eingesteckt (Schritt SV). Die Länge des Nietschaft 56 ist derart angepasst, dass der Nietschaft 56 und der Nietdomkopf 54 in Richtung Basise lement 150 über die Durchgangs Verengung 121 hinaus ragen, um einen Schließkopf 60 zu bilden.
Anschließend wird in bekannter Weise der Nietdom 52 in axialer Richtung weg vom Basiselement ver setzt (Schritt SVI) und der Schließkopf 60 ausgebildet. Entsprechend ergibt sich eine formschlüssige und vorzugsweise kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Bauteil B, dem Blindniet 50 und dem Ausgleich selement 1 10; 1 10'. Denn der Setzkopf 58 stützt sich am Bauteil B ab und das Bauteil B sowie das Ausgleichselement 110; 1 10‘ werden über die Durchgangsverengung 121 zwischen Setzkopf 58 und Schließkopf 60 geklemmt. Diese Verbindung ist nur lösbar, wenn der Blindniet 50 zerstört wird.
6. Bezugszeichenliste
1 Befestigungsanordnung
10 Ausgleichshülse
12 hülsenartiger Bereich
14 Außengewinde
16 Durchgangskanal
18 Stützkragen
30 Öffnung im Bauteil A
32 Gewinde
34 Befestigungsöffnung im Bauteil B
40 Gewindehülse
42 Gewindeschaft
44 Radialkragen
50 Blindniet
52 Nietdom
54 Nietdomkopf
56 Nietschaft
58 Setzkopf
60 Schließkopf
61 radiale Aufweitung
70 O-Ring
72 Vertiefung
74 Wulst
A erstes Bauteil
B zweites Bauteil
T Abstand
RE Einsetzrichtung
110; 110‘ Ausgleichselement
1 12 zylindrischer Schaft
114 abstützende Stirnseite
116 Stützkragen des Ausgleichselements
118 Eingangsöffnung 120 innerer Kanal
121 Durchgangsverengung
124 Innengewinde
126 Außengewinde 150 Basiselement
152 Gewindeschaft 154 Kopf
156 Gewindehülse 158 Innengewinde 160 Stützfläche
162 Stützflansch

Claims

Patentansprüche
1. Verbindung zwischen zumindest einem ersten Bauteil A und einem zweiten Bauteil B mit einer Befestigungsanordnung mit einem Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B, in der die Befestigungsanordnung die folgenden Merkmale aufweist: a. eine Ausgleichshülse (10), die einen inneren, insbesondere gewindefreien, Durchgangskanal (16) und an einer radialen Außenseite ein Außengewinde (14) umfasst, wobei b. das Außengewinde (14) passend zu einem Aufnahmegewinde (32) einer Bohrung (30) des ers ten Bauteils A ausgebildet ist, in der die Ausgleichshülse (10) für einen Toleranzausgleich zwi schen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B durch Drehung axial verstellbar angeordnet ist, c. die Ausgleichshülse (10) weist endseitig und dem Bauteil A abgewandt eine abstützende Stirnseite, vorzugsweise einen radialen Stützkragen (18), auf, an dem das zweite Bauteil B anliegt, wobei d. in dem Durchgangskanal (16) ein Blindniet (50) nicht zerstörungsfrei lösbar befestigt ist, sodass das zweite Bauteil B zwischen der abstützenden Stirnseite und einem Setzkopf (58) des Blind niets (50) fixiert ist.
2. Verbindung gemäß Patentanspruch 1 , in der der Blindniet (50) einen hülsenartigen Nietschaft (56) mit dem endseitig angeordneten Setzkopf (58) aufweist, der in dem Durchgangskanal (16) aufnehm- bar ist.
3. Verbindung gemäß Patentanspruch 2, die im hülsenartigen Nietschaft (56) einen Nietdom (52) um fasst, der an einem dem Setzkopf (58) abgewandten Ende des Nietschafts (56) einen Nietdomkopf (54) aufweist.
4. Verbindung gemäß Patentanspruch 3, in der eine Länge des Nietschafts (56) derart an eine Länge der
Ausgleichshülse (10) angepasst ist, dass in einem fixierten Zustand der beiden Bauteile A, B ein Schließkopf (60) des Blindniets (50) benachbart einem dem Stützkragen abgewandten Ende der Ausgleichshülse (10) angeordnet ist.
5. Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 2 bis 4, in der eine radiale Außen seite des Nietschafts (56) derart an eine radiale Innenseite des Durchgangskanals (16) der Aus gleichshülse (10) angepasst ist, dass sie eine reibschlüssige und/oder eine formschlüssige
Verbindung bilden.
6. Verbindung gemäß Patentanspruch 5, in der der Nietschaft (56) ein Mehrkant-Außenprofil aufweist, das in ein Mehrkant-Innenprofil des Durchgangskanals (16) formschlüssig eingreift.
7. Verbindung gemäß Patentanspruch 5, in der die radiale Innenseite des Durchgangskanals (16) eine elastische Verjüngung (70) aufweist, sodass eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Nietschaft (56) vorhanden ist.
8. Verbindung gemäß Patentanspruch 7, in der die elastische Veqüngung (70) aus mindestens einem radial einwärts ragenden Steg im Durchgangskanal (16) und/oder einem in einer radialen Vertiefung (72) des Durchgangskanals (16) angeordneten O-Ring (70) besteht.
9. Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in der der Nietschaft (56) ange staucht ist, um eine reibschlüssige Verbindung zur Ausgleichshülse (10) zu unterstützen.
10. Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in der die Ausgleichshülse (10) endseitig benachbart zum ersten Bauteil A einen Mitnehmer (76) aufweist, mit dem eine reibschlüssige Verbindung mit dem Nietschaft (56) herstellbar ist.
1 1. Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in der das Aufnahmegewinde (32) der Bohrung (30) des ersten Bauteils A in der radialen Innenwand der Bohrung (30) ausgebildet ist oder die Bohrung (30) des ersten Bauteils A eine fest im Bauteil A angeordnete Gewindehülse (40) aufweist, deren Innengewinde passend zum Außengewinde (14) der Ausgleichshülse (10) ausgebildet ist.
12. V erbindungsverfahren für zumindest ein erstes Bauteil A an einem zweiten Bauteil B mit Hilfe einer Befestigungsanordnung mit einem Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil A und dem zwei ten Bauteil B, das die folgenden Schritte aufweist: i. Eindrehen einer Ausgleichshülse (10) in ein Aufnahmegewinde (32) einer Bohrung (30) des ers ten Bauteils A, deren Außengewinde (14) passend zum Aufnahmegewinde (32) ausgebildet ist (Schritt 1), ii. Einstecken eines Blindniets (50) in einer Einsetzrichtung durch eine Befestigungsöffnung (34) am zweiten Bauteil B in einen inneren, insbesondere gewindefreien, Durchgangskanal (16) der Ausgleichshülse (10), bis ein Nietkopf (58) des Blindniets (50) am zweiten Bauteil B gegenüber der Ausgleichshülse (10) anliegt (Schritt 2), iii. Drehen der Ausgleichshülse (10) im Aufnahmegewinde (32) derart, dass ein Abstand zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B überbrückt wird (Schritt 3), iv. Versetzen eines Nietdoms (52) des im Durchgangskanal (16) der Ausgleichshülse (10) angeord neten Blindniets (50), so dass ein Schließkopf (60) des Blindniets (50) benachbart zu einem dem Stützkragen (18) abgewandten Ende der Ausgleichshülse (10) ausgebildet und das zweite Bau teil B zwischen dem Stützkragen (18) und dem Setzkopf (58) des Blindniets fixiert wird (Schritt 4).
13. Verbindungsverfahren gemäß Patentanspruch 11, in dem zum Überbrücken des Abstands T zwi schen den Bauteilen A und B die Ausgleichshülse (10) manuell oder mit Hilfe eines Werkzeugs oder mit Hilfe des eingesteckten Blindniets (50) über eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbin dung gedreht wird.
14. Verbindungsverfahren gemäß Patentanspruch 11 oder 12 mit dem weiteren Schritt:
Trennen des Nietdoms (52) vom Nietdomkopf (54), nachdem der Schließkopf (60) ausgebildet worden ist (Schritt 5).
15. Befestigungsanordnung ( 1‘ ; 1“), mit den folgenden Merkmalen: ein hülsenähnliches Ausgleichselement (110; 110‘), das an einem ersten axialen Ende eine abstützende Stirnseite (144) mit einer Eingangsöffnung (120) in einen inneren Kanal und benachbart zu einem zweiten axialen Ende ein Außengewinde (124) an einer radialen Au ßenseite oder ein Innengewinde (122) an einer radialen Innenseite aufweist, ein Basiselement (150) mit einer Stützfläche an einem dem Ausgleichselement (110; 110‘) ab gewandten ersten axialen Basisende, welches über eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung an einem der Stützfläche abgewandten zweiten axialen Basisende mit dem zweiten axialen Ende des Ausgleichselements (110; 1 10‘) verbunden ist, wobei der innere Kanal (120) des Ausgleichselements (110; 110‘) benachbart zur Eingangsöffnung (118) eine Durchgangsverengung aufweist, die einen axialen Hinterschnitt im inneren Kanal (120) in Richtung Eingangsöffnung (118) bildet.
16. Befestigungsanordnung gemäß Patentanspruch 15, in der die Durchgangsverengung (121) des inne ren Kanals (120) eine teilweise oder vollständig umlaufende radiale Stützfläche bereitstellt, an der ein Schließkopf (60) eines Blindniets (50) formschlüssig in Richtung Eingangsöffnung (118)veran- kerbar ist.
17. Befestigungsanordnung gemäß Patentanspruch 15 oder 16, in der die Durchgangsverengung (121) eine innere, radial nicht rotationssymmetrische Kontur, insbesondere mehreckig, aufweist, mit der eine Drehung eines Blindniets (50) oder eines Werkzeugs auf das Ausgleichselement (110; 110‘) übertragbar ist.
18. Befestigungsanordnung gemäß Patentanspruch 15, 16 oder 17, in der die Durchgangsverengung (121) eine elastische radiale Innenseite aufweist, mit der eine reibschlüssige Mitschlepperverbindung herstellbar ist.
19. Befestigungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 15 bis 18, in der der in nere Kanal (120) das Ausgleichselement (110; 110‘) vollständig durchläuft und angrenzend an das zweite axiale Ende das Innengewinde (122) an der radialen Innenseite umfasst.
20. Befestigungsanordnung gemäß Patentanspruch 19, in der das Basiselement (150) einen Gewindebolzen mit einem Gewindeschaft (152) und einem Kopf (154) aufweist und ein Außengewinde (126) des Gewindeschafts (152), der das zweite axiale Basisende bildet, passend zum Innengewinde (124) des inneren Kanals (120) ausgebildet ist.
21. Befestigungsanordnung gemäß Patentanspruch 20, in der das Basiselement (150) T-förmig ausgebil det ist und einen tellerförmigen Kopf (154) umfasst, der sich radial über den Gewindeschaft (152) hinaus erstreckt und die Stützfläche abgewandt vom Ausgleichselement (HO) bildet.
22. Befestigungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 15 bis 18, in der das Ausgleichselement (110; 110‘) einen zylindrischen Schaft (110) mit dem inneren Kanal (120) auf weist, an dem angrenzend an das zweite Ende des Ausgleichselements (110; 110‘) an der radialen Außenseite das Außengewinde vorgesehen ist und in dem der innere Kanal (120) als Sackloch oder als Durchgangskanal durch den zylindrischen Schaft (112) realisiert ist.
23. Befestigungsanordnung gemäß Patentanspruch 22, in der das Basiselement (150) eine Gewindehülse (156) mit einem Innengewinde (158) umfasst, welches passend zum Außengewinde (124) des Aus gleichselements (110‘) ausgebildet ist.
24. Befestigungsanordnung gemäß Patentanspruch 23, in der das Basiselement (150) T-förmig ausgebil det ist und einen tellerförmigen Stützflansch (162) aufweist, der sich in radialer Richtung endseitig von der Gewindehülse (156) erstreckt und die Stützfläche abgewandt vom Ausgleichselement (110‘) bildet.
25. Befestigungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 15 bis 24, in der das Ausgleichselement (110; 110‘) T-förmig ausgebildet ist und am ersten axialen Ende einen sich radial erstreckenden Stützkragen (116) aufweist, der eine Stützfläche abgewandt vom Basiselement (150) bildet.
26. Befestigungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 15 bis 25, die einen ungesetzten Blindniet (50) mit Nietdom (52) umfasst.
27. Verbindung zwischen zumindest einem ersten Bauteil A und einem zweiten Bauteil B mit einer Be festigungsanordnung mit einem Toleranzausgleich gemäß einem der Patentansprüche 15 bis 25 zwi schen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B, in der sich das Basiselement (150) mit der Stützfläche am ersten axialen Basisende am ersten Bauteil A abstützt, eine Länge der Befestigungsanordnung über die reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbin dung zwischen dem Basiselement (150) und dem Ausgleichselement (1 10; 110‘) derart eingestellt ist, dass ein Abstand zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B durch die Befestigungsanordnung überbrückt wird und sich das Basiselement (150) am ersten Bauteil A und das Ausgleichselement (110; 110‘) am zweiten Bauteil B abstützen, und in dem inneren Kanal (120) ein Blindniet (50) nicht zerstörungsfrei lösbar befestigt ist, sodass das zweite Bauteil B zwischen der abstützenden Stirnseite des Ausgleichselements (1 10; 110‘) und einem Setzkopf (58) des Blindniets (50) fixiert ist.
28. Verbindung gemäß Patentanspruch 27, in der in einem fixierten Zustand der beiden Bauteile A, B ein Schließkopf (60) des Blindniets (50) im inneren Kanal (120) angrenzend an die Durchgangsveren gung (121) des inneren Kanals (120) angeordnet ist, sodass das zweite Bauteil B zwischen Setzkopf (58) und Schließkopf (60) des Blindniets (50) fixiert ist.
29. V erbindungsverfahren für zumindest ein erstes Bauteil A an einem zweiten Bauteil B mit Hilfe einer Befestigungsanordnung mit einem Toleranzausgleich gemäß einem der Patentansprüche 15 bis 26 zwischen dem ersten Bauteil A und dem zweiten Bauteil B, dass die folgenden Schritte aufweist: i. Aufsetzen (SI) der Stützfläche (160) des Basiselements (150) auf dem ersten Bauteil A, und vorzugsweise Anordnen des zweiten Bauteils B mit einer Bauteilöffnung in Ausrichtung mit der Eingangsöffnung des Ausgleichselements, ii. Einstecken (SIII) eines Werkzeugs oder eines Blindniets (50) durch die Eingangsöffnung (1 18) in den inneren Kanal (120), sodass das Werkzeug oder der Blindniet (50) formschlüssig und/o- der kraftscfalüssig zur Übertragung einer Drehung auf das Ausgleichselement (110; 110‘) mit dem Ausgleichselement (110; 110‘) verbunden ist, iii. Drehen (SIV) des Werkzeugs oder des Blindniets (50) und Einstellen (SV) einer Länge der Befestigungsanordnung zur Überbrückung eines Abstands zwischen den Bauteilen A und B, iv. Versetzen (SVI) eines Nietdoms (52) des im inneren Kanal (120) angeordneten Blindniets (50) und Ausbilden eines Schließkopfes (60) des Blindniets (50) angrenzend an die Durchgangsver engung (121) des inneren Kanals (120), sodass das zweite Bauteil B zwischen einem Setzkopf (58) des Blindniets (50) und der abstützenden Stirnseite des Ausgleichselements (110; 110‘) fi xiert wird.
30. V erbindungsverfahren gemäß Patentanspruch 29 mit dem weiteren Schritt:
Befestigen (SU) des Basiselements (150) über die Stützfläche (160) am ersten Bauteil A mit ei nem der folgenden Verfahren oder einer Kombination davon: Kleben, Schrauben, Nieten, Schweißen.
31. V erbindungsverfahren gemäß Patentanspruch 29 oder 30 mit dem weiteren Schritt:
Herstellen der formschlüssigen Verbindung zwischen der Durchgangsverengung (121) und dem Werkzeug oder dem Nietschaft (56) zum Drehen des Ausgleichselements (110; 110‘).
32. V erbindungsverfahren gemäß Patentanspruch 29 oder 30 mit dem weiteren Schritt:
Herstellen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Durchgangsverengung (121) und dem Werkzeug oder dem Nietschaft (56) zum Drehen des Ausgleichselements (110; 110‘).
33. Verbindungsverfahren gemäß Patentanspruch 31 oder 32, des Weiteren aufweisend:
Einschrauben eines Gewindeschafts (152) des Basiselements (150) in einen vollständig durch laufenden inneren Kanal (120) des Ausgleichselements (110; 110‘), der angrenzend an ein zwei- tes axiales Ende das Innengewinde (124) an einer radialen Innenseite aufweist.
34. Verbindungsverfahren gemäß Patentanspruch 31 oder 32, des Weiteren aufweisend:
Aufschrauben einer Gewindehülse (156) mit einem Innengewinde auf das Außengewinde (126) des Ausgleichselements (110; 110‘), welches benachbart zu dem zweiten Ende des Ausgleich selements (110; 110“·) angeordnet ist.
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