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Die Erfindung betrifft ein Montagehilfselement zur Anordnung eines ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil und ein Verfahren zur Anordnung eines ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil mittels eines Montagehilfselementes.
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Allgemein ist bekannt, zwei Bauteile mit Hilfe eines Montagehilfselementes relativ zueinander auszurichten, aneinander anzuordnen und zu befestigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Montagehilfselement und ein verbessertes Verfahren zur Anordnung eines ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil mittels eines Montagehilfselementes anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Montagehilfselementes durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Montagehilfselement zur Anordnung eines ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil weist einen federbelasteten Bolzen und einen Magnet auf, wobei das Montagehilfselement mittels des Magnetes an dem zweiten Bauteil im Bereich einer Aussparung anordbar ist, durch welche der Bolzen hindurchführbar ist und das erste Bauteil an dem Bolzen anordbar und derart ausrichtbar ist, dass das erste Bauteil durch Bewegen des Bolzens entgegen oder mit der Federkraft in Richtung des zweiten Bauteiles an demselben positionierbar ist.
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Das Montagehilfselement dient in besonders vorteilhafter Weise der schwimmenden Befestigung des ersten Bauteiles, um dieses in Bezug auf das zweite Bauteil auszurichten und zu positionieren, wobei eine Referenzierung beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung am ersten Bauteil und/oder am zweiten Bauteil entfallen kann. Dadurch ist eine Kostenersparnis erzielbar.
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Das Montagehilfselement ist in der Aussparung des zweiten Bauteiles anordbar, wobei diese Aussparung bereits vorhanden ist und nicht zur Anordnung des Montagehilfselementes eingebracht wird.
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Zudem ist das Montagehilfselement für solche oder ähnliche Anwendungen wieder verwendbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Montagehilfselementes,
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2 schematisch in perspektivischer Ansicht eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform des Montagehilfselementes,
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3 schematisch in perspektivischer halbtransparenter Ansicht ein Gehäuse, ein Magnet, ein erstes Federelement und ein Bolzen des Montagehilfselementes,
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4 schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt eine zweiten Bauteiles mit angeordnetem Montaghilfselement,
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5 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt des zweiten Bauteiles mit angeordnetem Montagehilfselement,
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6 schematisch das Montagehilfselement mit einem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil in einer Ausgangslage und
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7 schematisch das Montagehilfselement mit dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil in einer Endlage.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Montagehilfselementes 1 zur Anordnung eines ersten Bauteiles 2 an einem zweiten Bauteil 3, wobei das erste Bauteil 2 in den 6 und 7 und das zweite Bauteil 3 in den 4 bis 7 näher dargestellt ist.
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Das Montagehilfselement 1 weist einen Bolzen 1.1 als Aufnahmestift, eine Führungsplatte 1.2, einen Magnet 1.3, ein zylindrisches Gehäuse 1.4, ein erstes Federelement 1.5, einen Sicherungsring 1.6 für den Magnet 1.3, einen Gehäusedeckel 1.7 und zwei integrierte Arretiervorrichtungen A1, A2 auf, die jeweils ein Kugelelement 1.8, 1.9, ein Federelement 1.10, 1.11 und einen Gewindebolzen 1.12, 1.13 umfassen.
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Der Bolzen 1.1 ist mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des Gehäuses 1.4 abschnittsweise innerhalb dessen angeordnet, wobei ein freiliegendes Ende 1.1.1 des Bolzens 1.1 aus einer Aussparung 1.4.1 des Gehäuses 1.4 herausragt.
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In das Gehäuse 1.4 ist eine kanalförmige Materialausnehmung 1.4.2 ausgebildet, in der der Bolzen 1.1 mit seinem in dem Gehäuse 1.4 angeordneten Abschnitt verläuft. Ein gegenüberliegendes Ende 1.1.2 des Bolzens 1.1 weist ein Gewinde G auf, über welches der Bolzen 1.1 zumindest kraftschlüssig an der Führungsplatte 1.2 befestigt ist. Die Führungsplatte 1.2 ist in einer im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten innenliegenden Aussparung 1.4.3 angeordnet und mit einem ersten Ende 1.5.1 des ersten Federelementes 1.5 gekoppelt.
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Ein zweites Ende 1.5.2 des ersten Federelementes 1.5 ist an dem Gehäusedeckel 1.7 angeordnet und befestigt. Bei dem ersten Federelement 1.5 handelt es sich um eine Schraubenfeder in Form einer gewundenen Torsionsfeder, deren Federachse parallel zur Längsachse des Gehäuses 1.4 und auch des Bolzens 1.1 angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das erste Federelement 1.5 in einem nicht belasteten, also nicht vorgespannten Zustand gezeigt. In dem Zustand, welcher eine Ausgangsposition des Montagehilfselementes 1 bildet, liegt die Führungsplatte 1.2 an einer die innenliegende Aussparung 1.4.3 begrenzenden Wandung an, die in Richtung des Magneten 1.3 angeordnet ist.
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Der Magnet 1.3 ist ringförmig ausgebildet und im Bereich einer dem Gehäusedeckel 1.7 gegenüberliegenden Stirnwand 1.4.5 des Gehäuses 1.4, die die Aussparung 1.4.1 aufweist, angeordnet. Dabei ist der Magnet 1.3 in einer zweiten innenliegenden Aussparung 1.4.4 angeordnet. Der Bolzen 1.1 ist mittig durch den Magnet 1.3 hindurchgeführt, wobei es sich bei dem Magnet 1.3 um einen Permanentmagnet handelt, der aus Neodym gebildet ist. Dadurch weist der Magnet 1.3 eine vergleichsweise hohe Magnetkraft auf.
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Zwischen dem Magnet 1.3 und der Stirnwand 1.4.5 ist der Sicherungsring 1.6 angeordnet, wobei sowohl der Sicherungsring 1.6 als auch der Magnet 1.3 zumindest formschlüssig in der entsprechend ausgeformten zweiten innenliegenden Aussparung 1.4.4 angeordnet sind.
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Eine erste Arretiervorrichtung A1, die ein erstes Kugelelement 1.8, ein zweites Federelement 1.10 und einen ersten Gewindebolzen 1.12 aufweist, ist in dem Bereich des Gehäuses 1.4 ausgebildet und angeordnet, der sich im Bereich der kanalförmigen Materialausnehmung 1.4.2, in der der Bolzen 1.1 angeordnet ist, befindet.
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Dabei ist ein senkrecht zum Verlauf der Materialausnehmung 1.4.2 verlaufendes erstes Durchgangsloch 1.4.6 in das Gehäuse 1.4 eingebracht, welches eine Umgebung des Gehäuses 1.4 mit der Materialausnehmung 1.4.2 verbindet.
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In dem ersten Durchgangsloch 1.4.6 ist an einem der Materialausnehmung 1.4.2 zugewandten Ende das erste Kugelelement 1.8 angeordnet, deren Durchmesser nicht wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des ersten Durchgangsloches 1.4.6. Das erste Durchgangsloch 1.4.6 weist zumindest im Bereich des gegenüberliegenden Endes ein Gewinde G auf, so dass der erste Gewindebolzen 1.12 in das erste Durchgangsloch 1.4.6 einschraubbar ist. Zwischen dem ersten Gewindebolzen 1.12 und dem ersten Kugelelement 1.8 ist das zweite Federelement 1.10 angeordnet, bei dem es sich ebenfalls um eine Schraubenfeder handelt, deren Federachse sich parallel zum Verlauf des ersten Durchgangsloches 1.4.6 erstreckt. Das erste Kugelelement 1.8 liegt an dem ersten Ende des zweiten Federelementes 1.10 an, wobei das erste Kugelelement 1.8 in der Ausgangsposition des Montagehilfselementes 1 in dem ihm zur Verfügung stehenden Raum frei bewegbar ist, wobei das zweite Federelement 1.10 entspannt ist. Der Raum, in dem sich das erste Kugelelement 1.8 befindet, ist zum einen durch den Bolzen 1.1 und zum anderen durch das zweite Federelement 1.10 begrenzt.
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Eine zweite Arretiervorrichtung A2 weist ein zweites Kugelelement 1.9, ein drittes Federelement 1.11 und einen zweiten Gewindebolzen 1.13 auf, wobei die zweite Arretiervorrichtung A2 im Bereich der ersten innenliegenden Aussparung 1.4.3 des Gehäuses 1.4 ausgebildet und angeordnet ist.
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Zur Anordnung der zweiten Arretiervorrichtung A2 ist ein senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 1.4 verlaufendes zweites Durchgangsloch 1.4.7 ausgebildet, wobei das zweite Kugelelement 1.9, das dritte Federelement 1.11 und der zweite Gewindebolzen 1.13 analog zu der ersten Arretiervorrichtung A1 angeordnet sind. Ein dem zweiten Kugelelement 1.9 zur Verfügung stehender Raum ist im Wesentlichen durch das erste Federelement 1.5 und das zweite Federelement 1.10 begrenzt, wobei beide Federelemente 1.5, 1.10 in diesem Zustand keine Vorspannung aufweisen.
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Die erste Arretiervorrichtung A1 ist mit dem Bolzen 1.1 und die zweite Arretiervorrichtung A2 ist mit dem ersten Federelement 1.5 in der ersten innenliegenden Aussparung 1.4.3 gekoppelt.
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Mittels der beiden Arretiervorrichtungen A1, A2 ist der Bolzen 1.1 in zwei Haltestufen H1, H2 relativ zu dem Gehäuse 1.4 arretierbar.
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In 2 ist eine weitere Ausführungsform des Montagehilfselementes 1 perspektivisch in einer Explosionsdarstellung dargestellt.
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Das Montagehilfselement 1 in der weiteren Ausführungsform weist den Bolzen 1.1, die Führungsplatte 1.2, den Magnet 1.3 das Gehäuse 1.4, das erste Federelement 1.5 und den Gehäusedeckel 1.7 auf.
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Die Führungsplatte 1.2 weist zwei sich gegenüberliegende radial von der ringförmigen Führungsplatte 1.2 abragende Flügel 1.2.1 auf, die im zusammengesetzten Zustand des Montagehilfselementes 1 in jeweils einer schlitzförmigen Aussparung 1.4.8 des Gehäuses 1.4 angeordnet sind.
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Dabei sind die schlitzförmigen Aussparungen 1.4.8 mit ihrer Längsachse in Richtung des Verlaufes der Längsachse des Gehäuses 1.4 in dasselbe eingebracht.
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Der Gehäusedeckel 1.7 ist derart ausgebildet, dass dieser drei Stufen 1.7.1, 1.7.2, 1.7.3 zur Realisierung einer ersten Haltestufe H1, einer zweiten Haltestufe H2 und einer Endlage des Bolzens 1.1 relativ zu dem Gehäuse 1.4 aufweist. Dabei ist eine erste Stufe 1.7.1 der ersten Haltestufe H1, eine zweite Stufe 1.7.2 der zweiten Haltestufe H2 und eine dritte Stufe 1.7.3 der Endlage des Bolzens 1.1 relativ zu dem Gehäuse 1.4 zugeordnet.
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Deckel 1.7 kann als Kunststoff-Bauteil ausgeführt werden und bekommt zusätzlich eine Querführung zum Gehäuse 1.4 in Form einer elastischen Zapfen/Nut-Verbindung. Somit können die definierten Haltestufen (H1–H3) 1.71, 1.72 und 1.73 unabhängig von einer radialen Federkraft gewährleistet werden. Bei dieser Variante entfallen die radialen Federdruckstücke (1.8 bis 1.13) im Gehäuse und die Gegenhaltekraft wird über die Kinematik in der Führungsnut realisiert.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gehäuses 1.4, wobei der Magnet 1.3, der Bolzen 1.1 und das erste Federelement 1.5 teilweise halbtransparent dargestellt sind.
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4 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt des zweiten Bauteiles 3, an dem das erste Bauteil 2 mittels des Montagehilfselementes 1 anordbar ist. Dabei ist das Montagehilfselement 1 an einer in den 5, 6 und 7 näher gezeigten durchgehenden Öffnung 3.1 in Form eines Schraubloches an einer Innenseite des zweiten Bauteiles 3 angeordnet.
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Bei dem zweiten Bauteil 3 handelt es sich um eine Heckklappe eines Fahrzeuges, an der eine Zierleiste als erstes Bauteil 2 positionierbar ist.
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Zur Anordnung des Montagehilfselementes 1 an dem zweiten Bauteil 3 wird der Bolzen 1.1 des Montaghilfselementes 1 in die Öffnung 3.1 des zweiten Bauteiles 3 eingesteckt bis die Stirnwand 1.4.5 des Gehäuses 1.4 an der Innenseite des zweiten Bauteiles 3 anliegt. Mittels der Magnetkraft des Magneten 1.3, der in Richtung der Stirnwand 1.4.5 angeordnet ist, ist das Montagehilfselement 1 an dem zweiten Bauteil 3 fixiert.
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Das Montagehilfselement 1 wird innerhalb der Öffnung 3.1 im Rahmen möglicher Toleranzen zwischen der Öffnung 3.1 und dem Bolzen 1.1 vorpositioniert, wie in den
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5 und 6 näher gezeigt ist. Dabei zeigt 5 eine perspektivische Ansicht des teilweise halbtransparent dargestellten Gehäuses 1.4 mit dem Magnet 1.3, dem ersten Federelement 1.5 und dem Bolzen 1.1, der durch die Öffnung 3.1 hindurchgeführt ist.
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In 6 ist eine Schnittdarstellung des zweiten Bauteiles 3 mit an diesem angeordneten Montagehilfselement 1 und dem an diesem angeordneten ersten Bauteil 2 gezeigt.
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Der Bolzen 1.1 des Montagehilfselementes 1 ist durch die Öffnung 3.1 des zweiten Bauteiles 3 hindurchgeführt, wobei sich der Bolzen 1.1 in der Ausgangsposition befindet, in der das erste Federelement 1.5 entspannt ist.
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Auf den Bolzen 1.1 wird von einer Außenseite des zweiten Bauteiles 3 das erste Bauteil 2 aufgesteckt, wobei der Bolzen 1.1 hierzu in eine Einbuchtung 2.1 des ersten Bauteiles 2 eingeführt wird. Dabei befindet sich der Bolzen 1.1 in der ersten Haltestufe H1 und das erste Bauteil 2 ist zu dem zweiten Bauteil 3 beabstandet.
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Ist das Montagehilfselement 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 ausgebildet, wird zur Arretierung des Bolzens 1.1 in der ersten Haltestufe H1 der erste Gewindebolzen 1.12 in das erste Durchgangsloch 1.4.6 eingeschraubt, so dass das erste Kugelelement 1.8 unter vorgespanntem zweiten Federelement 1.10 gegen den Bolzen 1.1 gedrückt wird, so dass dieser in Bezug auf das Gehäuse 1.4 arretiert ist. Anschließend wird das erste Bauteil 2 in Richtung des zweiten Bauteiles 3 gedrückt, wodurch sich der Bolzen 1.1 weiter in das Gehäuse 1.4 schiebt und in der zweiten Haltestufe H2 mittels der zweiten Arretierungsvorrichtung A2 fixiert wird.
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In diesem Zustand ist es möglich, das erste Bauteil 2 zur Fixierung in Bezug auf das zweite Bauteil 3 optimal auszurichten, um beispielsweise erforderliche Spaltmaße einzustellen, so dass ein ideales, sogenanntes Fugenbild realisiert wird, wobei Bauteiltoleranzen kompensierbar sind.
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Das erste Bauteil 2 wird weiter an das zweite Bauteil 3 angepresst, wie die 7 zeigt, wodurch der Bolzen 1.1 über die zweite Haltestufe H2 hinaus entgegen der wirkenden Federkraft des ersten Federelementes 1.5 in das Gehäuse 1.4 gedrückt wird. Dadurch wird das erste Federelement 1.5 vorgespannt.
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Das erste Bauteil 2 wird insbesondere mittels Klebeband an dem zweiten Bauteil 3 vorfixiert, so dass das Montagehilfselement 1 von den beiden Bauteilen 2, 3 entfernt werden kann.
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Darauffolgend wird das Klebeband aktiviert und das erste Bauteil 2 kann mit dem zweiten Bauteil 3 verschraubt werden.
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Eine Gesamthaltekraft des Montagehilfselementes 1 ist in einer Variante größer oder gleich einer Haltkraft in der ersten Haltestufe H1 zusätzlich zu einer aus der zweiten Arretierungsvorrichtung A2 resultierenden Rollreibung und der Federkraft des ersten Federelementes 1.5.
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In einer weiteren Variante ist die Gesamthaltekraft des Montagehilfselementes 1 größer oder gleich einer Haltekraft in der zweiten Haltestufe H2 zusätzlich zu einer aus der ersten Arretierungsvorrichtung A1 resultierenden Rollreibung und der Federkraft des ersten Federelementes 1.5. Dabei kann die Gesamthaltekraft des Montagehilfselementes 1 durch die Größe des Magneten 1.3, insbesondere in Bezug auf den Außendurchmesser, den Innendurchmesser und die Höhe, in Abhängigkeit an die unterschiedlichen Montageanforderungen angepasst werden.
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Mittels des Einsatzes von zwei Montagehilfselementen 1 kann die Gesamthaltekraft verdoppelt werden, wodurch eine feinere Abstimmung der beiden Haltestufen H1, H2 erfolgen kann und eine Vorfixierung des ersten Bauteiles 2 an dem zweiten Bauteil 3 nicht erforderlich ist, beispielsweise ein Verkippen des ersten Bauteiles 2 verhindert werden kann.
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Besonders bevorzugt ist die Haltekraft in der zweiten Haltestufe H2 größer als in der ersten Haltestufe H1.
