DE102018102291A1

DE102018102291A1 - Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen

Info

Publication number: DE102018102291A1
Application number: DE102018102291.3A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Mosch
Original assignee: Witte Automotive GmbH
Current assignee: Witte Automotive GmbH
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2019-08-01
Also published as: WO2019149500A1; DE202018104330U1; CN112055787A; US20210039720A1; CN112055787B

Abstract

Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei mittels einer Verbindungsschraube zu verbindenden Bauteilen, insbesondere Fahrzeugbauteilen, mit einer Halteeinrichtung zur Anordnung an einem ersten Bauteil und einer an einem zweiten Bauteil zur Anlage bringbaren Ausgleichseinrichtung, die relativ zur Halteeinrichtung beweglich angeordnet ist, wobei die Ausgleichseinrichtung eine Inneneingriffsstruktur für den formschlüssigen Eingriff in Gewindegänge der Verbindungsschraube aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verschraubenden Bauteilen sowie eine Baugruppe mit einer derartigen Vorrichtung.
Aus der DE 42 24 575 A1 ist eine Vorrichtung zum verspannenden Verbinden von mit Abstand zueinander liegenden Bauteilen bekannt. Die Vorrichtung aus diesem Stand der Technik besteht aus einer verhältnismäßig großen Anzahl von Einzelkomponenten, was mit hohen Herstellkosten verbunden sein kann. Ferner erfolgt im verschraubten Zustand der beiden Bauteile eine Abstützung ausschließlich über die Komponenten der Vorrichtung. Die Genauigkeit des Toleranzausgleichs ist damit ausschließlich durch die Komponenten der Vorrichtung beziehungsweise der Stellung der einzelnen Komponenten der Vorrichtung zueinander bedingt.
Vor dem oben dargelegten Hintergrund bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist beziehungsweise mit geringem Aufwand herzustellen ist und gleichzeitig eine verbesserte Genauigkeit des Toleranzausgleichs zwischen zwei miteinander zu verschraubenden Bauteilen gewährleistet. Ebenso bestand die Aufgabe darin, eine Baugruppe mit einer solchen Vorrichtung anzugeben.
In Bezug auf die Vorrichtung ist die oben genannte Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst worden. Eine erfindungsgemäße Baugruppe ist Gegenstand von Anspruch 26.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei mittels einer Verbindungsschraube miteinander zu verbindenden Bauteilen ist insbesondere für Fahrzeugbauteile geeignet. Hierzu zählt beispielsweise die Verbindung einer Fahrzeugleuchte, Armaturentafel, Dachreling oder eines Karosseriebauteils mit einem tragenden Bauteil, wie z.B. einer Rahmenstruktur eines Fahrzeugs.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Halteeinrichtung zur Anordnung an einem ersten Bauteil und eine an einem zweiten Bauteil zur Anlage bringbaren Ausgleichseinrichtung auf, die relativ zur Halteeinrichtung beweglich angeordnet ist. Die Halteeinrichtung kann also an einem ersten Bauteil angeordnet und die Ausgleichseinrichtung kann durch Bewegung relativ zur Halteeinrichtung an einem zweiten Bauteil zur Anlage gebracht werden.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Ausgleichseinrichtung eine Inneneingriffsstruktur für den formschlüssigen Eingriff in Gewindegänge der Verbindungsschraube aufweist. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht einen gezielten Kraftfluss zwischen einer Verbindungsschraube und der Ausgleichseinrichtung, so dass die Verbindungsschraube beziehungsweise ein Abschnitt der Verbindungsschraube zur Einhaltung eines Abstands zwischen den jeweils zu verschraubenden Bauteilen eingesetzt werden kann. Hierdurch lässt sich einerseits die Anzahl der Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verringern, wodurch sich auch die Herstellkosten reduzieren lassen.
Gleichzeitig ermöglicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine verbesserte Genauigkeit beim Toleranzausgleich zwischen zwei miteinander zu verschraubenden Bauteilen. Beim Abstützen zwischen zwei Bauteilen kann insbesondere ein Kraftfluss über einen Abschnitt der Verbindungsschraube erfolgen. So besteht die Möglichkeit, dass eine Verbindungsschraube mit der Inneneingriffsstruktur der Ausgleichseinrichtung in Eingriff gebracht und in eine fest mit einem ersten Bauteil verbundene Befestigungsmutter eingeschraubt wird. Sofern die Ausgleichseinrichtung an einem zweiten Bauteil anliegt, kann auf diese Weise ein Kraftfluss von dem zweiten Bauteil auf das Ausgleichselement, auf die Verbindungsschraube und über die Befestigungsmutter auf das erste Bauteil erfolgen und somit der relative Abstand zwischen den beiden Bauteilen mit hoher Genauigkeit und nur geringem Aufwand festgelegt werden.
Wie voranstehend erwähnt, weist die Ausgleichseinrichtung erfindungsgemäß eine Inneneingriffsstruktur für den formschlüssigen Eingriff in Gewindegänge der Verbindungsschraube auf. Erfindungsgemäß sollen hierdurch auch Ausgleichseinrichtungen umfasst sein, bei denen eine Inneneingriffsstruktur für den formschlüssigen Eingriff in Gewindegänge der Verbindungsschraube erst durch das Einschrauben einer Verbindungsschraube erzeugt wird. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Inneneingriffsstruktur für den formschlüssigen Eingriff also durch die Gewindegänge der jeweils verwendeten Verbindungsschraube erzeugt werden. Insbesondere kann eine Verbindungsschraube in der Ausgleichseinrichtung eine Inneneingriffsstruktur in Form eines selbst geschnittenen Gewindes erzeugen.
Erfindungsgemäß besteht ferner die Möglichkeit, dass die Inneneingriffsstruktur des Ausgleichselements bereits vor dem Einschrauben einer Verbindungsschraube teilweise ausgebildet ist und teilweise durch das Einschrauben erzeugt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Inneneingriffsstruktur zur formschlüssigen Abstützung einer Verbindungsschraube entlang einer Längserstreckung der Verbindungsschraube ausgebildet, wodurch eine besonders vorteilhafte Kraftübertragung mittels einer Verbindungsschraube gewährleistet werden kann.
Bei der Längserstreckung kann es sich insbesondere um die Erstreckung entlang einer Längsachse der Verbindungsschraube handeln, wobei die Verbindungsschraube bei Schraubbewegungen insbesondere um ihre Längsachse drehbar ist. Ebenso können die Halteeinrichtung und/oder die Ausgleichseinrichtung eine Längserstreckung aufweisen, bei der es sich insbesondere um eine Erstreckung entlang einer Längsachse handeln kann. Die Halteeinrichtung und/oder die Ausgleichseinrichtung können im Wesentlichen rotationssymmetrisch um ihre Längsachse ausgebildet sein. In verschraubter Stellung können die Längsachsen der Verbindungsschraube, der Halteeinrichtung und/oder der Ausgleichseinrichtung zusammenfallen.
Die Inneneingriffsstruktur ist bevorzugt als Innengewinde beziehungsweise zumindest abschnittsweise als Innengewinde ausgebildet. Bei dem Innengewinde kann es sich weiter bevorzugt um ein normiertes und/oder rechtsgängiges Innengewinde handeln. Eine Verbindungsschraube kann somit besonders einfach mit der Inneneingriffsstruktur in Eingriff gebracht werden. Im Falle von normierten Gewinden lassen sich die Kosten weiter reduzieren, da standardisierte Verbindungsschrauben eingesetzt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden/bildet die Ausgleichseinrichtung und/oder die Halteeinrichtung einen Teil eines Schraubgetriebes, insbesondere bei Eingriff der Inneneingriffsstruktur in Gewindegänge der Verbindungsschraube. Die Ausbildung der Ausgleichseinrichtung und/oder der Halteeinrichtung als Teil eines Schraubgetriebes erlaubt insbesondere eine handhabungsfreundliche Positionierung der Ausgleichseinrichtung relativ zur Halteeinrichtung beziehungsweise eine handhabungsfreundliche Bewegung der Ausgleichseinrichtung bis zur Anlage an einem zweiten Bauteil.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Ausgleichseinrichtung und die Halteeinrichtung zur Übertragung von Druckkräften zwischen den zu verbindenden Bauteilen ausgebildet, insbesondere in einer verbundenen Stellung der Bauteile. Dementsprechend kann eine Kraftübertragung sowohl über eine Verbindungsschraube und auch über die Ausgleichseinrichtung und die Halteeinrichtung erfolgen, sodass sich eine insgesamt vorteilhafte Kraftverteilung einstellt. Insbesondere kann auf diese Weise eine übermäßige Beanspruchung der Verbindungsschraube und damit ein verhältnismäßig kleinflächiger Krafteintrag in die jeweiligen Bauteile vermieden werden.
Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Ausgleichseinrichtung einteilig ausgebildet ist. Dies erlaubt eine besonders kostengünstige Herstellung. Beispielsweise kann auf die Anordnung von Federelementen oder Klemmringen in der Ausgleichseinrichtung verzichtet werden.
Ebenso ist es möglich, dass die Ausgleichseinrichtung mehrteilig ausgebildet ist und/oder aus einer Mehrzahl von miteinander befestigten und/oder zueinander beweglich angeordneten und/oder unabhängig voneinander relativ zur Halteeinrichtung beweglich angeordneten Elementen besteht. Hierdurch kann ein hohes Maß an Funktionalität sichergestellt werden, wobei die unterschiedlichen Elemente im Hinblick auf den jeweiligen Einsatzzweck spezialisiert ausgestaltet sein können.
Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Ausgleichseinrichtung und/oder die Inneneingriffsstruktur zumindest teilweise aus einem Metallwerkstoff und/oder zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial und/oder einer Mehrzahl unterschiedlicher Werkstoffe gefertigt ist. Durch den Einsatz eines Metallwerkstoffs können mit besonders großer Betriebssicherheit verhältnismäßig hohe Kräfte übertragen werden. Bei Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe besteht die Möglichkeit, Elemente, die einer hohen Beanspruchung ausgesetzt sind, aus Metall und andere Elemente zur Kostenreduzierung aus Kunststoff herzustellen. Weiter bevorzugt ist die Halteeinrichtung zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt. Da die Halteeinrichtung nicht zwingend zur Kraftübertragung zwischen den zu verschraubenden Bauteilen eingesetzt werden muss, kann bereits der Einsatz eines kostengünstigen Kunststoffmaterials ausreichend sein.
Weiter bevorzugt kann die Ausgleichseinrichtung und/oder zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung mit der Halteeinrichtung in Führungseingriff stehen, insbesondere relativ zur Halteeinrichtung linear und/oder drehbar geführt sein. Durch einen solchen Führungseingriff beziehungsweise lineare und/oder drehbare Führung kann die Relativbeweglichkeit der Ausgleichseinrichtung und der Halteeinrichtung in geeigneter Weise vorgegeben werden. Die Handhabungsfreundlichkeit wird dadurch weiter verbessert. Insbesondere gestattet eine solche Führung in besonders vorteilhafter Weise die Ausbildung eines Schraubgetriebes bei Eingriff der Inneneingriffsstruktur in Gewindegänge einer Verbindungsschraube.
Zur Ausbildung einer solchen Führung kann die Ausgleichseinrichtung und/oder zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung ein Führungsmittel aufweisen, insbesondere zur Linearführung an der Halteeinrichtung und/oder zur Führung entlang einer Längserstreckung der Halteeinrichtung und/oder zur drehbaren Führung an der Halteeinrichtung und zur Führung um eine Längserstreckung beziehungsweise Längsachse der Halteeinrichtung. In bevorzugter Weise kann ein solches Führungsmittel an Außenumfangsflächen oder aber auch an Innenumfangsflächen der Ausgleichseinrichtung ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Halteeinrichtung zumindest eine Führungsstruktur zur Führung der Ausgleichseinrichtung und/oder einzelner Elemente der Ausgleichseinrichtung aufweisen. Dies stellt eine hohe Betriebssicherheit bei der Führung der Ausgleichseinrichtung beziehungsweise des jeweiligen Elements der Ausgleichseinrichtung sicher. Die Führungsstruktur kann insbesondere zur Linearführung und/oder zur Führung entlang einer Längserstreckung der Ausgleichseinrichtung ausgebildet sein. Dies erlaubt einen Toleranzausgleich zwischen zwei Bauteilen ohne Belastung der Halteeinrichtung, so dass diese entsprechend kostengünstig hergestellt sein kann. Ferner kann die Führungsstruktur auch zur drehbaren Führung und/oder zur Führung um eine Längserstreckung beziehungsweise Längsachse der Ausgleichseinrichtung ausgebildet sein. Eine solche Führungsstruktur kann zur axialen Positionierung der Ausgleichseinrichtung relativ zur Halteeinrichtung eingesetzt werden und gleichzeitig auch für eine Kraftübertragung auf die Halteeinrichtung zur besseren Kraftverteilung zwischen den zwei Bauteilen genutzt werden.
Die zumindest eine Führungsstruktur der Halteeinrichtung kann in bevorzugter Weise an einem Außenumfang und/oder einem Innenumfang der Halteeinrichtung ausgebildet sein, wodurch ein hohes Maß an Flexibilität bei der Ausgestaltung der jeweils komplementären Elemente gewährleistet werden kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass die Halteeinrichtung eine Mehrzahl von Führungsstrukturen aufweist, wobei bevorzugt eine Führungsstruktur an einem Außenumfang und eine weitere Führungsstruktur an einem Innenumfang der Halteeinrichtung ausgebildet ist. Die jeweiligen Führungsstrukturen können im Hinblick auf unterschiedliche Führungsaufgaben ausgestaltet sein, wodurch die Funktionalität der Vorrichtung weiter verbessert wird.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgleichseinrichtung und/oder zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung durch Drehung um eine Längsachse und relativ zur Halteeinrichtung gegenüber der Halteeinrichtung axial bewegbar, insbesondere aus dieser herausdrehbar. Auf diese Weise kann mit nur geringem Aufwand eine Relativpositionierung zwischen der Ausgleichseinrichtung und der Halteeinrichtung vorgenommen werden und die Ausgleichseinrichtung beziehungsweise das jeweilige Element der Ausgleichseinrichtung an dem jeweils zweiten Bauteil zur Anlage gebracht werden. Die Bediensicherheit der Vorrichtung wird somit weiter verbessert.
Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Ausgleichseinrichtung und/oder ein Element der Ausgleichseinrichtung ein Reibschlussmittel zur Erzeugung eines Reibschlusses mit der Verbindungsschraube aufweist, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung der Verbindungsschraube um ihre Längsachse auf die Ausgleichseinrichtung und/oder auf zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung. Beispielsweise kann eine jeweils einzusetzende Verbindungsschraube mit der Inneneingriffsstruktur des Ausgleichselements in Eingriff gebracht werden, insbesondere durch Einschrauben in eine als Innengewinde ausgebildete Inneneingriffsstruktur der Ausgleichseinrichtung. In einem Endbereich der Inneneingriffsstruktur, also beispielsweise an einem Gewindeende, kann eine Verengung vorgesehen sein, die ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube lediglich mit einem erhöhten Kraftaufwand ermöglicht. Durch das Reibschlussmittel wird also ein Widerstand gegenüber einem weiteren Einschrauben der Verbindungsschraube in die Ausgleichseinrichtung bereitgestellt. Aufgrund dieses Widerstandes kann mit nur geringem Handhabungsaufwand eine Drehbewegung der Ausgleichseinrichtung beziehungsweise des jeweiligen Elements der Ausgleichseinrichtung relativ zur Halteeinrichtung bewerkstelligt werden. Beispielsweise das Herausschrauben oder Herausdrehen der Ausgleichseinrichtung aus der Halteeinrichtung kann hierdurch von einem Bediener mit nur geringem Aufwand vorgenommen werden.
Das Reibschlussmittel stellt ferner sicher, dass nach der Anlage der Ausgleichseinrichtung an einem zweiten Bauteil ein kraftschlüssiges Verspannen der Ausgleichseinrichtung mit dem zweiten Bauteil erfolgt, wodurch die Genauigkeit des Toleranzausgleichs beziehungsweise die Aufrechterhaltung der Relativpositionen der zwei jeweils zu verschraubenden Bauteile erhöht wird.
In weiter bevorzugter Weise kann die Halteeinrichtung und/oder ein Element der Ausgleichseinrichtung ein Schraubenstützmittel aufweisen, das zur axialen Abstützung an der Verbindungsschraube ausgebildet ist, insbesondere bis zum Erreichen einer von der Verbindungsschraube übertragenen vordefinierten Axialkraft. Durch ein solches Schraubenstützmittel kann vermieden werden, dass sich die Verbindungsschraube unbeabsichtigt oder vorzeitig in eine Kontermutter eines ersten Bauteils einschraubt beziehungsweise dies bei noch nicht eingestellter Relativposition zwischen Ausgleichseinrichtung und Halteeinrichtung erfolgt. Das Schraubenstützmittel kann insbesondere sicherstellen, dass durch eine Drehbewegung der Verbindungsschraube im abgestützten Zustand eine Linearbewegung der Ausgleichseinrichtung beziehungsweise des jeweiligen Elements der Ausgleichseinrichtung erfolgt. Die Verbindungsschraube und die Inneneingriffsstruktur der Ausgleichseinrichtung bilden in diesem Fall ein Schraubgetriebe, so dass durch Schraubbewegungen der Verbindungsschraube die Ausgleichseinrichtung auf einfache Weise relativ zur Halteeinrichtung bewegt und an einem zweiten Bauteil zur Anlage gebracht werden kann. Die Halteeinrichtung kann in bevorzugter Weise einteilig ausgebildet sein, wodurch die Herstellkosten in bevorzugter Weise verringert werden können. Ferner kann die Halteeinrichtung zumindest zur drehfesten Befestigung an dem ersten Bauteil ausgebildet sein, insbesondere kann die Halteeinrichtung dazu ausgebildet sein, vollständig an dem ersten Bauteil fixiert zu werden. In diesem Fall wären sämtliche Bewegungsorientierungen der Halteeinrichtung relativ zu einem ersten Bauteil beschränkt. Die Halteeinrichtung kann in diesem Fall in besonders günstiger Weise eine Haltefunktionalität, beispielsweise zum Zwecke einer Linearführung der Ausgleichseinrichtung, bereitstellen.
Für eine derartige Befestigung an einem ersten Bauteil kann die Halteeinrichtung Befestigungsmittel aufweisen, insbesondere Formelemente für den formschlüssigen Eingriff mit einem ersten Bauteil. Bei solchen Formelementen kann es sich beispielsweise um Widerhaken oder Schnapphaken handeln. Die Halteeinrichtung kann in bevorzugter Weise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, insbesondere im Spritzgussverfahren, was sich mit geringem Aufwand realisieren lässt.
Die Ausgleichseinrichtung kann gemäß einer Ausführungsform zumindest ein Schraubeneingriffselement aufweisen, an dem die Inneneingriffsstruktur ausgebildet ist. Dabei kann die Ausgleichseinrichtung ausschließlich aus einem die Inneneingriffsstruktur aufweisenden Schraubeneingriffselement bestehen. Ebenso ist es möglich, dass die Ausgleichseinrichtung weitere Elemente aufweist, die mit dem Schraubeneingriffselement in Funktionsverbindung stehen. Das Schraubeneingriffselement ist bevorzugt aus einem Metallwerkstoff hergestellt und somit zur Übertragung verhältnismäßig hoher Kräfte geeignet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Ausgleichseinrichtung ein Halteeingriffselement aufweisen, das mit der Halteeinrichtung in Führungseingriff steht, insbesondere linear oder drehbar geführt ist. Das Halteeingriffselement kann somit speziell auf die Funktionalität des Führungseingriffs mit der Halteeinrichtung konzipiert sein, wohingegen das Schraubeneingriffselement speziell auf den Eingriff mit der Verbindungsschraube konzipiert sein kann. Das Halteeingriffselement sowie das Schraubeneingriffselement können fest miteinander verbunden sein. Dabei kann das Halteeingriffselement das Schraubeneingriffselement zumindest abschnittsweise umgeben und/oder dieses einfassen. Schrauben- und Halteeingriffselement können aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Das Halteeingriffselement kann insbesondere aus einem Kunststoffmaterial bestehen, wodurch sich beispielsweise ein Umspritzen des Schraubeneingriffselements mit nur geringem Aufwand bewerkstelligen lässt.
Das Schraubeneingriffselement kann weiter bevorzugt als Hülsen- und/oder Ringelement ausgebildet sein, an dessen Innenumfang die Inneneingriffsstruktur ausgebildet ist. Das Schraubeneingriffselement kann ferner eine Stirnfläche und/oder einen Flansch zur Anlage an einem zweiten Bauteil aufweisen, wodurch sich in besonders vorteilhafter Weise ein Kraftschluss zwischen dem Schraubeneingriffselement und dem zweiten Bauteil herstellen lässt. Eine Stirnfläche beziehungsweise ein Flansch zur Anlage an einem zweiten Bauteil kann ebenso an dem Halteeingriffselement vorgesehen sein.
In besonders bevorzugter Weise ist das Schraubeneingriffselement als Schraubenmutter ausgebildet, insbesondere als Sechskantmutter, weiter bevorzugt als normierte Sechskantmutter. Ebenso kann als Schraubeneingriffselement eine Schraubenmutter mit einer von der Sechskantform abweichenden Außengeometrie eingesetzt werden, beispielsweise eine Dreikant- oder Vierkantmutter. Eine solche Mutter ist kostengünstig in der Beschaffung und gewährleistet ein hohes Maß an Betriebssicherheit. Dabei kann die Inneneingriffsstruktur insbesondere durch das Innengewinde einer Schraubenmutter gebildet sein, wobei bevorzugt die Außenform der Schraubenmutter ein Führungsmittel zur Linearführung an der Halteeinrichtung bilden kann. So besteht die Möglichkeit, dass die Außenflächen beziehungsweise Kanten einer Mutter zur geeigneten Führung in der Halteeinrichtung eingesetzt werden.
Neben der Ausgestaltung als Schraubenmutter kann das Schraubeneingriffselement auch eine andere Form aufweisen, die einen formschlüssigen Eingriff an dessen Außenumfang gewährleistet. Ebenso ist es möglich, dass das Schraubeneingriffselement eine kreisförmige Außengeometrie aufweist. Dies gilt insbesondere für Ausführungsformen, gemäß denen das Schraubeneingriffselement zumindest abschnittsweise von einem Halteeingriffselement umgeben und/oder fest mit diesem verbunden ist. So kann das Schraubeneingriffselement kraftschlüssig mit dem Halteeingriffselement verbunden sein, beispielsweise durch Umspritzen oder Einpressen.
Die Halteeinrichtung kann in bevorzugter Weise eine Innenumfangsform zur formschlüssigen Aufnahme einer Sechskantmutter aufweisen, insbesondere für einen Formschluss in Rotationsorientierung um die Längsachse einer Sechskantmutter. Die Sechskantmutter ist in Rotationsrichtung somit an der Halteeinrichtung abgestützt, wohingegen eine Längsbewegung der Mutter relativ zur Halteeinrichtung möglich ist. Dementsprechend ist eine Führungsstruktur der Halteeinrichtung zur Linearführung einer Sechskantmutter ausgebildet, insbesondere zur Führung entlang der Längsachse einer Sechskantmutter. Eine Sechskantmutter kann somit auf einfache Weise aus der Halteeinrichtung herausbewegt werden, nämlich durch Einschrauben der Verbindungsschraube.
Weiter bevorzugt kann die Ausgleichseinrichtung ein Stützelement aufweisen, das zwischen Halteeinrichtung einerseits sowie Schraubeneingriffselement und/oder Halteeingriffselement andererseits geschaltet ist. Dabei kann das Stützelement relativ zur Halteeinrichtung, relativ zum Schraubeneingriffselement und/oder relativ zum Halteeingriffselement beweglich angeordnet sein. Das Stützelement kann insbesondere eine Abstützung zwischen der Halteeinrichtung und dem Schraubeneingriffselement beziehungsweise dem Halteeingriffselement sicherstellen, wodurch sich in befestigter Stellung der Kraftfluss in vorteilhafter Weise aufteilen lässt. So besteht die Möglichkeit, einerseits einen Kraftfluss über die jeweils eingesetzte Verbindungsschraube und andererseits einen Kraftfluss über das Stützelement auf die Halteeinrichtung zu erzeugen. Der Toleranzausgleich kann somit in erhöhter Genauigkeit und Sicherheit erfolgen.
Das Stützelement kann in besonders vorteilhafter Weise zur Abstützung des Schraubeneingriffselements und/oder des Halteeingriffselements entlang einer Längserstreckung des Schraubeneingriffselements und/oder des Halteeingriffselements und/oder zur Bewegungsbegrenzung in Richtung eines ersten Bauteils ausgebildet sein. Das Stützelement kann dabei gemeinsam mit dem Schraubeneingriffselement und/oder dem Halteeingriffselement relativ zur Halteeinrichtung bewegt und somit in Befestigungsstellung gebracht werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, den Bewegungsablauf sequentiell vorzunehmen, also beispielsweise zunächst das Schraubeneingriffselement und/oder das Halteeingriffselement relativ zur Halteeinrichtung und anschließend das Stützelement relativ zur Halteeinrichtung zu bewegen und/oder an dem Schraubeneingriffselement und/oder dem Halteeingriffselement zur Anlage zu bringen.
Weiter bevorzugt kann das Halteeingriffselement eine Aufnahme für das Stützelement und/oder für die Halteeinrichtung bilden, wodurch ein insgesamt kompakter Aufbau möglich ist. Hierzu kann das Halteeingriffselement ineinander und/oder parallel verlaufende, insbesondere konzentrisch ausgebildete, Wandabschnitte aufweisen, die einen Zwischenraum zur Aufnahme des Stützelements und/oder der Halteeinrichtung definieren. Die parallel verlaufenden Wandabschnitte können dabei über einen Verbindungswandabschnitt miteinander verbunden sein, der insbesondere eine längsseitige Beschränkung der Aufnahme beziehungsweise des Zwischenraums bilden kann.
Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Ausgleichseinrichtung Steigungsstützflächen und/oder die Halteeinrichtung Gegensteigungsstützflächen aufweist. Dabei können die Steigungsstützflächen der Ausgleichseinrichtung bevorzugt zur Abstützung an Gegensteigungsstützflächen der Halteeinrichtung ausgebildet sein.
In bevorzugter Weise handelt es sich bei den Steigungsstützflächen um ein Führungsmittel zur drehbaren Führung an der Halteeinrichtung. Weiter bevorzugt können die Gegensteigungsstützflächen eine Führungsstruktur zur drehbaren Führung der Ausgleichseinrichtung und/oder zumindest eines Elements der Ausgleichseinrichtung bilden. Die Relativdrehung der Ausgleichseinrichtung zur Halteeinrichtung kann somit auf einfache Weise eine Linearverschiebung erzeugen, was insbesondere eine hohe Bediensicherheit der Vorrichtung gewährleistet.
Es kann weiter von Vorteil sein, wenn an den Steigungsstützflächen und/oder an den Gegensteigungsstützflächen eine Drehsicherung ausgebildet ist, die in Abhängigkeit einer Relativposition zwischen der Ausgleichseinrichtung und der Halteeinrichtung, insbesondere entlang einer Längsorientierung, ein Verdrehen der Ausgleichseinrichtung relativ zur Halteeinrichtung blockiert oder freigibt. Beispielweise kann die Drehsicherung durch Relativbewegung der Ausgleichseinrichtung in einer Längsorientierung weg von der Halteeinrichtung beziehungsweise hin zu einem zweiten Bauteil freigegeben werden. Dementsprechend kann die Drehsicherung bei einer Relativbewegung der Ausgleichseinrichtung in einer Längsorientierung hin zu der Halteeinrichtung beziehungsweise weg von einem zweiten Bauteil eine Blockierstellung einnehmen. In einer solchen Blockierstellung wird das Verdrehen der Ausgleichseinrichtung relativ zur Halteeinrichtung blockiert oder zumindest erschwert.
Eine solche Drehsicherung kann beispielsweise durch ineinander eingreifende Form- und/oder Reibelemente gebildet sein. Die Formelemente können komplementär an den Steigungsstützflächen der Ausgleichseinrichtung und an den Gegensteigungsstützflächen der Halteeinrichtung ausgebildet sein. Insbesondere in einer Befestigungsstellung kann ein ungewünschtes Verdrehen der Ausgleichseinrichtung relativ zur Halteeinrichtung vermieden und somit die Befestigungssicherheit erhöht werden.
Die Steigungsstützflächen können insbesondere an einem Außenumfang oder an einem stirnseitigen Ende der Ausgleichseinrichtung, insbesondere des Schraubeneingriffselements, des Halteeingriffselements oder des Stützelements, ausgebildet sein. Die Gegensteigungsstützflächen können an einem Innenumfang oder an einem stirnseitigen Ende der Halteeinrichtung ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass die Gegensteigungsstützflächen auch an einem Außenumfang der Halteeinrichtung ausgebildet sind.
Bei der Ausbildung von Steigungs- und Gegensteigungsstützflächen an Innen- oder Außenumfängen können sich die einzelnen Komponenten der Vorrichtung in vorteilhafter Weise ineinander erstrecken beziehungsweise voneinander aufgenommen sein, was einen kompakten Aufbau begünstigt.
Die Steigungs- und Gegensteigungsstützflächen der Ausgleichs- und Halteeinrichtung sind bevorzugt als linksgängiges Gewinde ausgebildet. Weiter bevorzugt mit einer Gewindesteigung, die der Gewindesteigung der als Innengewinde ausgebildeten Inneneingriffsstruktur entspricht. Sofern ein Stützelement vorgesehen ist, an dem die Steigungsstützflächen ausgebildet sind, kann bei gleicher Gewindesteigung auf besonders einfache Weise ein gleichzeitiges Herausschrauben des Stützelements sowie des Schraubeneingriffselements bewerkstelligt werden. So wird einerseits durch die Verbindungsschraube, die in das Schraubeneingriffselement eingeschraubt ist, ein Schraubgewinde gebildet und andererseits kann das Stützelement gemeinsam mit der Halteeinrichtung ein Schraubgetriebe bilden. Sofern nun die Gewindepaarungen jeweils gleiche Gewindesteigungen aufweisen, kann das Stützelement im Gleichlauf zum Schraubeneingriffselement relativ zur Halteeinrichtung bewegt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die Steigungsstützflächen der Ausgleichseinrichtung durch einander zugewandte Gewindeflanken unterschiedlicher Formgebung gebildet und/oder die Gegensteigungsstützflächen der Halteeinrichtung durch einander zugewandte Gewindeflanken unterschiedlicher Formgebung gebildet sein. Auf diese Weise können die jeweils unterschiedlich geformten Gewindeflanken unterschiedliche Funktionen bereitstellen. Dabei kann die Drehsicherung beispielsweise durch die Formgebung zumindest einer der Gewindeflanken gebildet sein. Eine der Gewindeflanken der Halteeinrichtung kann beispielsweise mit Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen versehen sein, die mit korrespondieren Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen einer gegenüberliegend angeordneten Gewindeflanke der Ausgleichseinrichtung in Eingriff gebracht werden kann. Die jeweils anderen Gewindeflanken können hingegen zur drehbaren Führung der Ausgleichseinrichtung ausgebildet sein.
Der Gewindeeingriff zwischen Ausgleichs- und Halteeinrichtung kann mit einem Spiel entlang einer Längsorientierung der Ausgleichs- beziehungsweise Halteeinrichtung ausgebildet sein, sodass zwischen einer blockierten und freigegebenen Stellung eine definierte Relativbeweglichkeit zwischen der Ausgleichs- und Halteeinrichtung gegeben ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Bauteilen, einer zwischen den Bauteilen angeordneten Vorrichtung gemäß der voranstehenden Beschreibung sowie der Verbindungsschraube, wobei die Bauteile durch die Verbindungsschraube miteinander verschraubt sind und die Verbindungsschraube mit der Inneneingriffsstruktur der Vorrichtung in Eingriff steht. Die vorliegenden Ausführungen gelten in gleicher Weise auch für die erfindungsgemäße Baugruppe.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:

1a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung gemäß einer ersten Variante,
1 b eine Draufsicht auf die Halteeinrichtung von 1a,
2a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung gemäß einer ersten Variante,
2b eine Draufsicht auf die Ausgleichseinrichtung von 2a,
3a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung gemäß einer zweiten Variante,
3b eine Draufsicht auf die Ausgleichseinrichtung von 3a,
4 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer Halteeinrichtung von 1a und einer Ausgleichseinrichtung von 2a in Anordnung zwischen zwei Bauteilen,
5 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 4 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und mit eingeführter Verbindungsschraube,
6 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 5 mit angehobener Ausgleichseinrichtung,
7 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 6 in Anordnung zwischen zwei miteinander verschraubten Bauteilen,
8 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einer Halteeinrichtung gemäß einer zweiten Variante und einer Ausgleichseinrichtung gemäß einer dritten Variante,
9a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung gemäß einer dritten Variante,
9b eine Draufsicht auf die Halteeinrichtung von 9a,
10a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung gemäß einer vierten Variante,
10b eine Draufsicht auf die Ausgleichseinrichtung von 10a,
11a eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schraubeneingriffselements der Ausgleichseinrichtung von 10a,
11 b eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Halteeingriffselements der Ausgleichseinrichtung von 10a,
12 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform mit einer Halteeinrichtung von 9a und einer Ausgleichseinrichtung von 10a in Anordnung zwischen zwei Bauteilen,
13 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 12 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und eingeführter Verbindungsschraube,
14 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 13 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und aus der Halteeinrichtung herausgedrehter Ausgleichseinrichtung,
15 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 14 in Anordnung zwischen zwei miteinander verschraubten Bauteilen,
16 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform mit einer Halteeinrichtung nach einer vierten Variante und einer Ausgleichseinrichtung nach einer fünften Variante in Anordnung zwischen zwei Bauteilen,
17 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 16 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und eingeführter Verbindungsschraube,
18 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 17 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und teilweise aus der Halteeinrichtung herausgedrehter Ausgleichseinrichtung,
19 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 17 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und vollständig aus der Halteeinrichtung herausgedrehter Ausgleichseinrichtung,
20 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 19 in Anordnung zwischen zwei miteinander verschraubten Bauteilen,
21a eine schematische Seitenansicht eines Innengewindes der Halteeinrichtung gemäß der vierten Variante,
21 b eine schematische Seitenansicht eines Außengewindes der Ausgleichseinrichtung gemäß der fünften Variante,
22a eine schematische Seitenansicht eines Gewindeeingriffs zwischen dem Innengewinde von 21a und dem Außengewinde von 21 b,
22b eine schematische Seitenansicht der Gewinde von 22a in angehobener Stellung der Ausgleichseinrichtung,
23 eine schematische Seitenansicht des Gewindeeingriffs von 22a bei Anordnung der Halte- und Ausgleichseinrichtung zwischen zwei miteinander verschraubten Bauteilen.
24a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung gemäß einer fünften Variante,
24b eine Draufsicht auf die Halteeinrichtung von 24a,
25a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung gemäß einer sechsten Variante mit eingeführtem Stützelement,
25b eine Schnittdarstellung der Ausgleichseinrichtung von 25a mit teilweise herausbewegtem Stützelement,
26a eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schraubeneingriffselements sowie eines Halteeingriffselements der Ausgleichseinrichtung von 25a und 25b,
26b eine Draufsicht auf das Schraubeneingriffselement sowie das Halteeingriffselement von 26a,
27 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform mit einer Halteeinrichtung von 24a und einer Ausgleichseinrichtung von 25a in Anordnung zwischen zwei Bauteilen,
28 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 27 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und eingeführter Verbindungsschraube,
29 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 28 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und angehobenem Schraubeneingriffs- und Halteeingriffselement,
30 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 29 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und teilweise herausgedrehtem Stützelement,
31 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 30 in Anordnung zwischen zwei miteinander verschraubten Bauteilen und vollständig herausgedrehtem Stützelement,
32a eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung gemäß einer siebten Variante mit eingeführtem Stützelement,
32b eine Schnittdarstellung der Ausgleichseinrichtung von 25a mit teilweise herausbewegtem Stützelement,
33a eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schraubeneingriffselements sowie eines Halteeingriffselements der Ausgleichseinrichtung von 32a und 32b,
33b eine Schnittdarstellung des Halteeingriffselement von 33a entlang einer Schnittlinie A-A,
34 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform mit einer Halteeinrichtung von 24a und einer Ausgleichseinrichtung von 32a in Anordnung zwischen zwei Bauteilen,
35 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 34 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und eingeführter Verbindungsschraube,
36 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 35 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und angehobenem Schraubeneingriffs- und Halteeingriffselement,
37 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 36 in Anordnung zwischen zwei Bauteilen und teilweise herausgedrehtem Stützelement,
38 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung von 37 in Anordnung zwischen zwei miteinander verschraubten Bauteilen und vollständig herausgedrehtem Stützelement.

Die 1a und 1b zeigen Schnittdarstellungen einer Halteeinrichtung 20 gemäß einer ersten Variante. Eine solche Halteeinrichtung 20 kann Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Ausgleichen von Toleranzen bilden, wie beispielsweise in den 4 bis 7 gezeigt. Die 2a und 2b zeigen Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung 22 gemäß einer ersten Variante. Eine solche Ausgleichseinrichtung 22 kann ebenfalls Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Ausgleichen von Toleranzen bilden, wie beispielsweise in den 4 bis 7 gezeigt.
Die 3a und 3b zeigen Schnittdarstellungen einer Ausgleichseinrichtung 22a gemäß einer zweiten Variante. Auch die Ausgleichseinrichtung 22a gemäß 3a und 3b kann Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Ausgleichen von Toleranzen bilden, was jedoch in den 4 bis 7 nicht gezeigt ist.
Die 4 bis 7 zeigen schematische Darstellungen einer Vorrichtung 10 zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Vorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, Toleranzen zwischen zwei miteinander zu verschraubenden Bauteilen auszugleichen, insbesondere einem ersten Bauteil 12 und einem zweiten Bauteil 14. Bei den Bauteilen 12 und 14 kann es sich insbesondere um Fahrzeugbauteile handeln, beispielsweise um ein Karosseriebauteil sowie ein tragendes Bauteil.
Die Bauteile 12 und 14 können mit einer Verbindungsschraube 16, wie in der Abfolge der 5 bis 7 gezeigt ist, miteinander verschraubt werden. Hierzu ist beispielweise an dem ersten Bauteil 12 eine Befestigungsmutter 18 angeordnet, insbesondere fest mit dem ersten Bauteil 12 verbunden. Die Befestigungsmutter 18 kann mit dem ersten Bauteil 12 verschweißt sein, bevorzugt an einer von dem zweiten Bauteil 14 abgewandten Seite des ersten Bauteils 12. Eine Schweißnaht zwischen dem ersten Bauteil 12 und der Befestigungsmutter 18 ist mit dem Bezugszeichen 19 versehen worden.
Die Vorrichtung 10 weist die Halteeinrichtung 20 gemäß 1a und 1b zur Anordnung an einem ersten Bauteil 12 und die Ausgleichseinrichtung 22 gemäß 2a und 2b zur Anlage an einem zweiten Bauteil 14 auf, wobei die Ausgleichseinrichtung relativ zur Halteeinrichtung 20 beweglich angeordnet ist. Die Ausgleichseinrichtung 22 weist eine Inneneingriffsstruktur 24 für den formschlüssigen Eingriff in Gewindegänge der Verbindungsschraube 16 auf. Bei der Inneneingriffsstruktur 24 handelt es sich insbesondere um ein Innengewinde beziehungsweise um ein normiertes Innengewinde.
Die 5 zeigt die Vorrichtung 10 in Anordnung zwischen den Bauteilen 12 und 14 bei eingeschraubter Verbindungsschraube 16. Durch Einschrauben der Verbindungsschraube 16 in die als Innengewinde ausgebildete Inneneingriffsstruktur 24 kann die Verbindungsschraube 16 entlang ihrer Längserstreckung an der Inneneingriffsstruktur 24 formschlüssig abgestützt werden.
Wie voranstehend beschrieben, weist die Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform in den 4 bis 7 eine Halteeinrichtung 20 gemäß 1a und 1b sowie eine Ausgleichseinrichtung 22 gemäß 2a und 2b auf. Ebenso kann die Vorrichtung 10 auch mit einer Ausgleichseinrichtung 22a gemäß 3a und 3b ausgestattet sein, was aber hier nicht dargestellt ist.
Die Ausgleichseinrichtung 22 weist eine Sechskantmutter 23 und einen an die Sechskantmutter 23 angrenzenden Flanschabschnitt 34 auf. Der Flanschabschnitt 34 dient zur Anlage an dem zweiten Bauteil 14 und kann fest mit der Sechskantmutter 23 verbunden sein. Der Flanschabschnitt 34 kann insbesondere als Unterlegscheibe ausgebildet sein. Die Ausgleichseinrichtung 22a gemäß der zweiten Variante, wie in den 3a und 3b dargestellt, besteht lediglich aus einer Sechskantmutter 23.
Die Halteeinrichtung 20 bildet eine Aufnahme 21 für die Sechskantmutter 23 der Ausgleichseinrichtung 22. Insbesondere kann die Sechskantmutter 23 durch die Halteeinrichtung 20 linear geführt sein. Die Halteeinrichtung 20 kann zur Linearführung eine Innenumfangsform aufweisen, die der Außenform der Sechskantmutter 23 entspricht. Dementsprechend kann die Sechskantmutter 23 der Ausgleichseinrichtung 22 durch Führungseingriff mit der Halteeinrichtung 20 in einer Rotationslage festgelegt werden, insbesondere um eine Längsachse 26 der Ausgleichseinrichtung 22. Gleichzeitig kann die Sechskantmutter 23 entlang ihrer Längsachse 26 aus einer in der Halteeinrichtung 20 eingeführten Stellung, wie in 4 und 5 gezeigt, zumindest teilweise herausbewegt werden, wie in 6 und 7 gezeigt. Die Längsachse 26 der Ausgleichseinrichtung 22 kann mit einer Längsachse 27 der Halteeinrichtung 20 und auch mit der Längsachse der Verbindungsschraube 16 im verschraubten Zustand zusammenfallen.
Unter Bezug auf die 4 bis 7 wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung 10 erläutert. Für die Anwendung der Vorrichtung 10 ist diese zwischen zwei zu verschraubenden Bauteilen 12 und 14 anzuordnen. Eine Verbindungsschraube 16 ist durch eine Öffnung des zweiten Bauteils 14 durchzuführen und in die Sechskantmutter 23 der Ausgleichseinrichtung 22 einzuschrauben, insbesondere in die als Innengewinde der Sechskantmutter 23 ausgebildete Inneneingriffsstruktur 24. Die Halteeinrichtung 20 weist ein Schraubenstützmittel 28 auf, an dem sich die Verbindungsschraube 16 bei weiterem Einschrauben in die Sechskantmutter 23 abstützt. Bei dem Schraubenstützmittel 28 kann es sich um einen Kragen handeln, der eine Durchgangsöffnung 30 der Halteeinrichtung 20 begrenzt.
In abgestützter Stellung der Verbindungsschraube 16 an dem Schraubenstützmittel 28 bewirkt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 in die Sechskantmutter 23, dass diese linear in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt wird, also aus der Halteeinrichtung 20 heraus. Hierdurch bildet die Verbindungsschraube 16 mit der Sechskantmutter 23 beziehungsweise der Halteeinrichtung 20 ein Schraubgetriebe. Die Ausgleichseinrichtung 22 kann auf diese Weise insgesamt in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt werden.
Sobald die der Flanschabschnitt 34 an dem zweiten Bauteil 14 zur Anlage gelangt ist, wie in 6 gezeigt, erzeugt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 eine Axialkraft auf das Schraubenstützmittel 28. Bei Überschreiten einer vordefinierten Axialkraft wird die Stützwirkung des Schraubenstützmittels 28 überwunden und die Verbindungsschraube 16 kann die Durchgangsöffnung 30 durchdringen und schließlich mit der Befestigungsmutter 18 zur Verschraubung der Bauteile 12 und 14 in Eingriff gelangen. Im Bereich der Durchgangsöffnung 30 steht die Verbindungsschraube in Eingriff beziehungsweise in Kontakt mit einem Materialabschnitt der Halteeinrichtung 20, der sich durch Verformung des Schraubenstützmittels 28 ausgebildet hat oder an diesen angrenzt. Da die Halteeinrichtung 20 vorzugsweise aus Kunststoff und die Verbindungsschraube 16 vorzugsweise aus Metall hergestellt ist, ergibt sich im Bereich der Durchgangsöffnung 30 eine vorteilhafte Materialpaarung. Insbesondere kann durch das Kunststoffmaterial der Halteeinrichtung 20 eine Sicherungsfunktion für die Stellung der Verbindungsschraube 16 bereitgestellt werden.
Eine vollständig verschraubte Stellung der beiden Bauteile 12 und 14 ist in 7 gezeigt. Die Sechskantmutter 23 ist teilweise aus der Halteeinrichtung 20 herausbewegt und der Flanschabschnitt 34 zur Anlage an das zweite Bauteil 14 gebracht worden. Ein vollständiges Herausbewegen der Sechskantmutter 23 aus der Halteeinrichtung 20 ist zu vermeiden, um die Rotationslage der Sechskantmutter 23 durch Eingriff mit der Halteeinrichtung aufrecht zu erhalten.
Wie der 7 weiter entnommen werden kann, steht die Verbindungsschraube 16 in Eingriff mit dem Innengewinde der Sechskantmutter 23 und gleichzeitig mit dem Innengewinde der Befestigungsmutter 18. Hierdurch kann die Verbindungsschraube 16 selbst eine Abstützfunktion zwischen den Bauteilen 12 und 14 gewährleisten, insbesondere durch einen Abschnitt 32 der Verbindungsschraube 16, der zwischen der Sechskantmutter 23 und der Befestigungsmutter 18 verläuft. Ein Kraftfluss kann somit ausgehend von dem zweiten Bauteil 14 über die Sechskantmutter 23, den Abschnitt 32 der Verbindungsschraube16 und schließlich der Befestigungsmutter 18 bis zum ersten Bauteil 12 verlaufen.
Gleichzeitig bewirkt das Anzugsmoment der Verbindungsschraube 16 einen Kraftfluss von der Sechskantmutter 23 über den Flanschabschnitt 34 durch das zweite Bauteil 14 bis zum Kopf der Verbindungsschraube 16. Das zweite Bauteil 14 wird somit zwischen dem Flanschabschnitt 34 sowie dem Kopf der Verbindungsschraube 16 geklemmt.
Die Distanz zwischen der Sechskantmutter 23 und der Befestigungsmutter 18 ist aufgrund des Eingriffs der Verbindungsschraube 16 sowie aufgrund der jeweils fixierten Rotationslage der Sechskantmutter 23 und der Befestigungsmutter 18 damit festgelegt. Die relative Lage der Bauteile 12 und 14 ist folglich ebenfalls festgelegt.
Bei der Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform in 4 bis 7 kann für die Ausgleichseinrichtung 22 eine Transportsicherung vorgesehen sein. Durch eine solche Transportsicherung soll ein unerwünschtes Herausfallen oder Herauslösen der Ausgleichseinrichtung 22 aus der Halteeinrichtung 20 vor dem jeweiligen Einsatz der Vorrichtung 10 vermieden werden, insbesondere im Vorfeld der Anordnung zwischen zwei Bauteilen 12 und 14. Eine derartige Transportsicherung kann beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass die Sechskantmutter 23 reibschlüssig in der Halteeinrichtung 20 angeordnet ist, insbesondere durch eine Presspassung zwischen Sechskantmutter 23 und Halteeinrichtung 20. Eine solche Presspassung kann so ausgebildet sein, dass ein unerwünschtes Herausfallen der Sechskantmutter 23 verhindert wird und dennoch ein Herausbewegen der Sechskantmutter 23 aus der Halteeinrichtung 20 bei eingeschraubter Verbindungsschraube 16 in einer an dem Schraubenstützmittel 28 abgestützten Stellung, wie voranstehend beschrieben, einfach bewerkstelligt werden kann.
Die 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10a gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einer Halteeinrichtung 20a gemäß einer zweiten Variante und einer Ausgleichseinrichtung 22b gemäß einer dritten Variante. Die Vorrichtung 10a gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform durch die Ausgestaltung der Transportsicherung. Hierzu weist die Halteeinrichtung 20a einen Vorsprung 36 auf. Der Vorsprung 36 ist dazu ausgebildet, die Ausgleichseinrichtung 22b zu hintergreifen. Die Ausgleichseinrichtung 22b kann eine Ausnehmung 38 aufweisen, durch die der Vorsprung 36 zwecks Hintergreifen der Ausgleichseinrichtung 22b hindurchragen kann. Eine in die Halteeinrichtung 20a eingeführte Stellung der Ausgleichseinrichtung 22b kann auf diese Weise aufrechterhalten werden bis ein gewünschtes Herausbewegen der Ausgleichseinrichtung 22b aus der Halteeinrichtung 20a durch Verschrauben der Bauteile 12 und 14 initiiert wird, wie voranstehend in Bezug auf die Vorrichtung 10 beschrieben worden ist.
Abgesehen von der Transportsicherung durch den Vorsprung 36 und die Ausnehmung 38 kann auch bei der Vorrichtung 10a gemäß der zweiten Ausführungsform eine Presspassung zwischen der Sechskantmutter 23 der Ausgleichseinrichtung 22b und der Halteeinrichtung 20a vorgesehen sein, um die Gefahr eines ungewollten Herausfallens der Ausgleichseinrichtung 22b weiter zu verringern.
Die 9a und 9b zeigen Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung 120 gemäß einer dritten Variante. Eine solche Halteeinrichtung 120 kann Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer dritten Ausführungsform bilden, wie beispielsweise in den 12 bis 15 gezeigt. Die 10a und 10b zeigen Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung 122 gemäß einer vierten Variante. Eine solche Ausgleichseinrichtung 122 kann ebenfalls Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer dritten Ausführungsform bilden, wie beispielsweise in den 12 bis 15 gezeigt.
Schließlich zeigt die 11a eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schraubeneingriffselements 128 der Ausgleichseinrichtung 122 von 10a und die 11b zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Halteeingriffselements 130 der Ausgleichseinrichtung 122 von 10a.
Das Schraubeneingriffselement 128 kann in einer in 10a gezeigten Stellung fest mit dem Halteeingriffselement 130 verbunden sein, beispielsweise durch eine kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung. Ferner kann an dem Schraubeneingriffselement 128 ein Flanschabschnitt 132 zur Anlage an einem zweiten Bauteil 14 ausgebildet sein. An den Flansch kann sich ein Hülsenabschnitt 133 anschließen. Der Hülsenabschnitt 133 kann zur Verbindung des Schraubeneingriffselements 128 und des Halteeingriffselements 130 in das Halteeingriffselement 130 eingeführt werden.
Die 12 bis 15 zeigen schematische Darstellungen einer Vorrichtung 100 zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Vorrichtung 100 weist die Halteeinrichtung 120, wie in 9a und 9b gezeigt, sowie die Ausgleichseinrichtung 122, wie in 10a und 10b gezeigt, auf. An der Ausgleichseinrichtung 122 ist eine Inneneingriffsstruktur 24 in Form eines Innengewindes ausgebildet. Die Inneneingriffsstruktur 24 kann an dem Flanschabschnitt 132 und/oder an dem Hülsenabschnitt 133 ausgebildet sein.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Inneneingriffsstruktur 24 zusätzlich an dem Halteeingriffselement 130 auszubilden, was hier nicht gezeigt ist. Eine an dem Halteeingriffselement 130 ausgebildete Inneneingriffsstruktur 24 kann mit einer an dem Flanschabschnitt 132 und/oder an dem Hülsenabschnitt 133 ausgebildeten Inneneingriffsstruktur 24 fluchten. Ferner kann eine an dem Halteeingriffselement 130 ausgebildete Inneneingriffsstruktur 24 bereits vor dem Einschrauben einer Verbindungsschraube 16 ausgebildet sein oder erst durch das Einschrauben einer Verbindungschraube 16 ausgebildet werden. Die letztgenannte Möglichkeit kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Reibschlussmittel 134 länger ausgebildet wird und sich insbesondere bis zum Hülsenabschnitt 133 erstreckt.
Durch das Vorsehen einer Inneneingriffsstruktur 24 an dem Halteeingriffselement 130, welches insbesondere aus Kunstoff gefertigt sein kann, besteht die Möglichkeit das Schraubeneingriffselement 128, welches aus Metall gefertigt sein kann, kostengünstiger herzustellen. Insbesondere kann das Schraubeneingriffselement 128 mit einer verhältnismäßig kurzen Inneneingriffsstruktur 24 ausgebildet werden, da ein Teil der Kraftübertragung über die Inneneingriffsstruktur 24 des Halteeingriffselements 130 sichergestellt werden kann. Das Schraubeneingriffselement 128 könnte beispielsweise auch nur durch den Flanschabschnitt 132 gebildet sein oder einen verhältnismäßig kurzen Hülsenabschnitt 133 aufweisen.
Schließlich besteht auch die Möglichkeit die Inneneingriffsstruktur 24 ausschließlich an dem Halteeingriffselement 130 auszubilden. Anstelle des Schraubeneingriffselements 128 könnte dann eine Unterlegscheibe mit oder ohne Hülsenabschnitt 133 vorgesehen sein. Dies ist besonders kostengünstig zu realisieren.
Die Ausgleichseinrichtung 122 ist relativ zur Halteeinrichtung 120 drehbar geführt. Die drehbare Führung ist durch einen Gewindeeingriff realisiert. Hierzu kann an einer Innenumfangsfläche der Halteeinrichtung 120 ein Innengewinde 124 ausgebildet sein, das in Eingriff steht mit einem Außengewinde 126 der Ausgleichseinrichtung 122. Bei dem Innengewinde 124 und dem Außengewinde 126 kann es sich um linksgängige Gewinde handeln.
Die Ausgleichseinrichtung 122 kann mehrteilig ausgebildet sein und, wie voranstehend in Bezug auf 11a und 11b bereits beschrieben, ein Schraubeneingriffselement 128 sowie ein Halteeingriffselement 130 aufweisen. Dabei kann die Inneneingriffsstruktur 24 an dem Schraubeneingriffselement 128 ausgebildet sein und das Außengewinde 126 an dem Halteeingriffselement 130. Das Halteeingriffselement 130 kann das Schraubeneingriffselement 128 zumindest abschnittsweise umgeben und aus einem anderen Material gefertigt sein als das Schraubeneingriffselement 128. Insbesondere besteht das Schraubeneingriffselement 128 aus einem Metallwerkstoff und das Halteeingriffselement 130 aus einem Kunststoffmaterial.
Die Ausgleichseinrichtung 122 weist ferner ein Reibschlussmittel 134 zur Erzeugung eines Reibschlusses mit der Verbindungsschraube 16 auf. Das Reibschlussmittel 134 ist an einem dem Flanschabschnitt 132 gegenüberliegenden Endabschnitt der Inneneingriffsstruktur 24 ausgebildet. Somit ist gewährleistet, dass die Verbindungsschraube 16 zunächst in die Inneneingriffsstruktur 24 eingeschraubt und erst nach weiterem Einschrauben ein Reibschluss mit dem Reibschlussmittel 134 erzeugt wird.
Unter Bezug auf die 12 bis 15 wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung 100 erläutert. Für die Anwendung der Vorrichtung 100 ist diese zwischen zwei zu verschraubenden Bauteilen 12 und 14 anzuordnen, wie in 12 gezeigt. Eine Verbindungsschraube 16 mit rechtsgängigem Gewinde ist durch eine Öffnung des zweiten Bauteils 14 durchzuführen und in die Ausgleichseinrichtung 122 einzuschrauben, insbesondere in die als Innengewinde ausgebildete Inneneingriffsstruktur 24. Durch weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 gelangt deren Endabschnitt in Kontakt mit dem Reibschlussmittel 134, wie in 13 gezeigt, und ein Reibschluss mit der Ausgleichseinrichtung 122 kann erzeugt werden.
Bei Vorliegen eines Reibschlusses zwischen der Verbindungsschraube 16 und der Ausgleichseinrichtung 122 bewirkt ein weitere Schraubbewegung der Verbindungsschraube 16, dass die Ausgleichseinrichtung 122 relativ zur Halteeinrichtung 120, welche insbesondere drehfest an dem ersten Bauteil 12 befestigt ist, gedreht wird. Aufgrund der drehbaren Führung durch ein linksgängiges Gewinde, bewirkt eine solche Drehbewegung der Ausgleichseinrichtung 122, dass diese in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt wird, insbesondere aus der Halteeinrichtung 120 herausgeschraubt wird. Dementsprechend bildet die Verbindungsschraube 16 mit der Ausgleichseinrichtung 122 und der Halteeinrichtung 120 ein Schraubgetriebe.
Sobald die Ausgleichseinrichtung 122 an dem zweiten Bauteil 14 zur Anlage gelangt ist, wie in 14 gezeigt, bewirkt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 eine Überwindung des Reibschlusses, sodass die Verbindungsschraube 16 weiter durch die Ausgleichseinrichtung 122 geschraubt werden kann. Die Verbindungsschraube 16 kann schließlich die Durchgangsöffnung 30 des ersten Bauteils 12 durchdringen und mit der Befestigungsmutter 18 zur Verschraubung der Bauteile 12 und 14 in Eingriff gelangen.
Eine vollständig verschraubte Stellung der beiden Bauteile 12 und 14 unter Verwendung der Vorrichtung 100 ist in 15 gezeigt. Die Ausgleichseinrichtung 122 ist aus der Halteeinrichtung 120 herausgeschraubt und zur Anlage an das zweite Bauteil 14 gebracht worden. Die Verbindungsschraube 16 steht somit in Eingriff mit dem Innengewinde der Ausgleichseinrichtung 122 und gleichzeitig mit dem Innengewinde der Befestigungsmutter 18. Dies gewährleistet wiederum einen Kraftfluss über den Abschnitt 32 der Verbindungsschraube 16, der zwischen der Ausgleichseinrichtung 122 und der Befestigungsmutter 18 verläuft. Zusätzlich wird durch die Vorrichtung 100 ein Kraftfluss über die Halteeinrichtung 120 auf das erste Bauteil 12 ermöglicht, sodass eine besonders gute Kraftverteilung gewährleistet wird.
Die 16 bis 20 zeigen schematische Darstellungen einer Vorrichtung 100a zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer vierten Ausführungsform. Die Vorrichtung 100a weist eine Halteeinrichtung 120a gemäß einer vierten Variante sowie eine Ausgleichseinrichtung 122a gemäß einer fünften Variante auf.
Die Vorrichtung 100a gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform dadurch, dass die Halteeinrichtung 120a ein Schraubenstützmittel 136 aufweist. Das Schraubenstützmittel 136 dient zur Abstützung der Verbindungsschraube 16 nach Einschrauben in das Schraubeneingriffselement 128. Bei dem Schraubenstützmittel 136 kann es sich um einen Kragen handeln, der eine Durchgangsöffnung 152 der Halteeinrichtung 120a begrenzt. Das Schraubenstützmittel 136 der Halteeinrichtung 120a kann zusätzlich oder alternativ zu dem Reibschlussmittel 134 der Ausgleichseinrichtung 122a vorgesehen sein, wobei in den 16 bis 20 das Reibschlussmittel 134 beispielhaft dargestellt ist.
Bei der Vorrichtung 100a gemäß der vierten Ausführungsform, wie in 16 bis 20 gezeigt, kann ferner eine nachfolgend näher beschriebene Drehsicherung zwischen der Halteeinrichtung 120a und der Ausgleichseinrichtung 122a vorgesehen sein. Eine solche Drehsicherung kann auch bei der Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform, wie in 12 bis 15 gezeigt, vorgesehen sein, wenngleich dies voranstehend in Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform nicht näher beschrieben worden ist.
Die Drehsicherung zwischen der Halteeinrichtung 120a und der Ausgleichseinrichtung 122a kann durch unterschiedlich ausgebildete Gewindeflanken des Innengewindes 124 und unterschiedlich ausgebildete Gewindeflanken des Außengewindes 126 gebildet sein, wie in den 21a und 21b schematisch dargestellt. Dabei zeigt die 21a eine schematische Seitenansicht des Innengewindes 124 der Halteeinrichtung 120a und die 21b eine schematische Seitenansicht des Außengewindes 126 der Ausgleichseinrichtung 122a.
Wie in 21a gezeigt, kann das Innengewinde 124 mit Vorsprüngen 138 und/oder Ausnehmungen 140 versehen sein. Die Vorsprünge 138 und/oder Ausnehmungen 140 können an einer Gewindeflanke 142 ausgebildet sein, die in einer Befestigungsstellung der Vorrichtung 100a zwischen den Bauteilen 12 und 14, dem zweiten Bauteil 14 zugewandt ist. Angrenzend an die Gewindeflanke 142 ist ein Gewindegang 144 ausgebildet.
Weiterhin ist der 21b zu entnehmen, dass das Außengewinde 126 mit Vorsprüngen 146 und/oder Ausnehmungen 148 versehen sein kann. Die Vorsprünge 146 und/oder Ausnehmungen 148 können an einer Gewindeflanke 150 ausgebildet sein, die in einer Befestigungsstellung der Vorrichtung 100a zwischen den Bauteilen 12 und 14, dem zweiten Bauteil 14 abgewandt ist.
Die 22a und 22b zeigen schematische Seitenansichten eines Gewindeeingriffs zwischen dem Innengewinde 124 von 21a und dem Außengewinde 126 von 21b, wobei das Innengewinde 124 mit durchgezogenen Linien und das Außengewinde 126 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Zwischen dem Innengewinde 124 und dem Außengewinde 126 kann ein Spiel vorhanden sein, sodass unabhängig von einer Drehstellung zwischen Ausgleichseinrichtung 122a und Halteeinrichtung 120a eine begrenzte Längsbeweglichkeit zwischen der Ausgleichseinrichtung 122a und Halteeinrichtung 120a gegeben ist. Durch diese relative Längsbeweglichkeit können die jeweiligen Vorsprünge 138 und/oder Ausnehmungen 140 des Innengewindes 124 in und außer Eingriff gebracht werden mit den jeweiligen Vorsprünge 146 und/oder Ausnehmungen 148 des Außengewindes 126. In 22a befinden sich die Vorsprünge 138, 146 und Ausnehmungen 140, 148 in Eingriff. In 22b befindet sich die Ausgleichseinrichtung 122a in angehobener Stellung, sodass die Vorsprünge 138, 146 und Ausnehmungen 140, 148 außer Eingriff gebracht sind.
Die Vorsprünge 138, 146 und/oder Ausnehmungen 140, 148 bilden damit eine Drehsicherung, die ein verdrehen der Ausgleichseinrichtung 122a relativ zur Halteeinrichtung 120a in Abhängigkeit einer Relativposition dieser Elemente zueinander freigibt oder blockiert. In einer freigegeben Stellung können die jeweils anderen Gewindeflanken eine reibungsarme Führung der Ausgleichseinrichtung 122a relativ zur Halteeinrichtung 120a gewährleisten.
Die Vorsprünge 138 und/oder Ausnehmungen 140 des Innengewindes 124 und/oder die Vorsprünge 146 und/oder Ausnehmungen 148 des Außengewindes 126 können jeweils asymmetrisch ausgebildet sein. Hierdurch kann für entgegengesetzte Drehorientierungen eine unterschiedliche Charakteristik der Drehsicherung geschaffen werden. Die Form der jeweiligen Vorsprünge und/oder Ausnehmungen kann dabei auch so gewählt sein, dass für eine Drehorientierung eine Drehsicherung geschaffen wird und für die jeweils entgegensetzte Drehorientierung ein Abgleiten der jeweiligen Vorsprünge und/oder Ausnehmungen begünstigt wird, wodurch das Erreichen einer angehobenen Stellung, wie in 22b gezeigt, vereinfacht werden kann.
Unter Bezug auf die 16 bis 23 wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung 100a erläutert. Für die Anwendung der Vorrichtung 100a ist diese zwischen zwei zu verschraubenden Bauteilen 12 und 14 anzuordnen, wie in 16 gezeigt. Eine Verbindungsschraube 16 mit rechtsgängigem Gewinde ist durch eine Öffnung des zweiten Bauteils 14 durchzuführen und in die Ausgleichseinrichtung 122a einzuschrauben, insbesondere in die als Innengewinde ausgebildete Inneneingriffsstruktur 24. Durch weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 gelangt deren Endabschnitt in Kontakt mit dem Reibschlussmittel 134, wie in 17 gezeigt, und ein Reibschluss mit der Ausgleichseinrichtung 122a kann erzeugt werden.
Zwischen der Ausgleichseinrichtung 122a und der Halteeinrichtung 120a kann beim Einschrauben der Verbindungsschraube 16 durch die Drehsicherung zunächst ein blockierter Zustand vorliegen, wie in 22a schematisch dargestellt. Auch bei Vorliegen eines Reibschlusses zwischen der Verbindungsschraube 16 und der Ausgleichseinrichtung 122a, insbesondere über das Reibschlussmittel 134, kann aufgrund der Drehsicherung ein Verdrehen der Ausgleichseinrichtung 122a relativ zur Halteeinrichtung 120a unterbunden werden.
Durch weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 in die Ausgleichseinrichtung 122a kann die Verbindungsschraube 16 in eine Stützstellung an das Schraubenstützmittel 136 gelangen. In abgestützter Stellung der Verbindungsschraube 16 an dem Schraubenstützmittel 136 bewirkt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16, dass die Ausgleichseinrichtung 122a linear in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt wird, also weg von der Halteeinrichtung 120a. Diese lineare Relativbewegung kann insbesondere im Umfang eines vorhandenen Gewindespiels erfolgen und zu einer Freigabe der Drehsicherung führen.
In einer freigegebenen Stellung, wie in 22b schematisch dargestellt, bewirkt eine weitere Schraubbewegung der Verbindungsschraube 16 aufgrund des vorhandenen Reibschlusses zwischen der Verbindungsschraube 16 und der Ausgleichseinrichtung 122a, dass die Ausgleichseinrichtung 122a relativ zur Halteeinrichtung 120a, welche insbesondere drehfest an dem ersten Bauteil 12 befestigt ist, gedreht und somit in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt wird, wie in 18 gezeigt ist. Durch weitere Drehung gelangt die Halteeinrichtung 120a schließlich zur Anlage an dem zweiten Bauteil 14, wie in 19 gezeigt.
Sobald die Ausgleichseinrichtung 122a an dem zweiten Bauteil 14 zur Anlage gelangt ist, erzeugt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 eine Axialkraft zwischen der Ausgleichseinrichtung 122a und der Halteeinrichtung 120a. Insbesondere kann diese Axialkraft zu einer linearen Relativbewegung zwischen Ausgleichseinrichtung 122a und der Halteeinrichtung 120a führen, durch die eine blockierte Stellung der Drehsicherung wieder eingenommen wird. In einer Befestigungsstellung der Ausgleichseinrichtung 122a und der Halteeinrichtung 120a kann somit deren relative Verdrehung vermieden werden. Eine solche blockierte Stellung der Drehsicherung bei Anlage der Ausgleichseinrichtung 122a an dem zweiten Bauteil 14 ist in 23 schematisch dargestellt.
Gleichzeitig kann bei Anlage der Ausgleichseinrichtung 122a an dem zweiten Bauteil 14 ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 eine Axialkraft auf das Schraubenstützmittel 136 erzeugen. Bei Überschreiten einer vordefinierten Axialkraft wird die Stützwirkung des Schraubenstützmittels 136 überwunden und die Verbindungsschraube 16 kann die Durchgangsöffnung 152 der Halteeinrichtung 120a durchdringen und schließlich mit der Befestigungsmutter 18 zur Verschraubung der Bauteile 12 und 14 in Eingriff gelangen.
Im Bereich der Durchgangsöffnung 152 der Halteeinrichtung 120a steht die Verbindungsschraube 16 in Eingriff beziehungsweise in Kontakt mit einem Materialabschnitt der Halteeinrichtung 120a, der sich durch Verformung des Schraubenstützmittels 136 ausgebildet hat oder an diesen angrenzt. Da die Halteeinrichtung 120a vorzugsweise aus Kunststoff und die Verbindungsschraube 16 vorzugsweise aus Metall hergestellt ist, ergibt sich im Bereich der Durchgangsöffnung 152 eine vorteilhafte Materialpaarung. Insbesondere kann durch das Kunststoffmaterial der Halteeinrichtung 120a eine Sicherungsfunktion für die Stellung der Verbindungsschraube 16 erzeugt werden.
Eine vollständig verschraubte Stellung der beiden Bauteile 12 und 14 unter Verwendung der Vorrichtung 100a ist in 20 gezeigt. Die Ausgleichseinrichtung 122a ist aus der Halteeinrichtung 120a herausgeschraubt und zur Anlage an das zweite Bauteil 14 gebracht worden. Die Verbindungsschraube 16 steht somit in Eingriff mit dem Innengewinde der Ausgleichseinrichtung 122a und gleichzeitig mit dem Innengewinde der Befestigungsmutter 18. Dies gewährleistet wiederum einen Kraftfluss über den Abschnitt 32 der Verbindungsschraube 16, der zwischen der Inneneingriffsstruktur 24 der Ausgleichseinrichtung 122a und der Befestigungsmutter 18 verläuft. Zusätzlich wird durch die Vorrichtung 100a ein Kraftfluss über die Halteeinrichtung 120a auf das erste Bauteil 12 ermöglicht, sodass eine besonders gute Kraftverteilung gewährleistet wird. Schließlich kann die Drehsicherung ein unerwünschtes Verdrehen der Ausgleichseinrichtung 122a relativ zur Halteeinrichtung 120a aus der in der 20 und 23 gezeigten Stellung heraus verhindern.
Die 24a und 24b zeigen Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung 220 gemäß einer fünften Variante. Eine solche Halteeinrichtung 220 kann Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer fünften Ausführungsform bilden, wie beispielsweise in den 27 bis 31 gezeigt. Die 25a und 25b zeigen Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung 222 gemäß einer fünften Variante in unterschiedlichen Stellungen. Eine solche Ausgleichseinrichtung 222 kann ebenfalls Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer fünften Ausführungsform bilden, wie beispielsweise in den 27 bis 31 gezeigt.
Schließlich zeigt die 26a eine Schnittdarstellung des Schraubeneingriffselements 228 und des Halteeingriffselement 230 der Ausgleichseinrichtung 222 von 25a. Die 26b zeigt das Schraubeneingriffselement 228 und das Halteeingriffselement 230 von 26a in Draufsicht.
Die 27 bis 31 zeigen schematische Darstellungen einer Vorrichtung 200 zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer fünften Ausführungsform. Die Vorrichtung 200 weist eine Halteeinrichtung 220, wie in den 24a und 24b gezeigt, sowie eine Ausgleichseinrichtung 222, wie in den 25a und 25b gezeigt, auf. An der Ausgleichseinrichtung 222 ist ebenfalls eine Inneneingriffsstruktur 24 in Form eines Innengewindes ausgebildet.
Die Ausgleichseinrichtung 222 ist mehrteilig ausgebildet, wobei die unterschiedlichen Komponenten relativ zur Halteeinrichtung 220 drehbar oder linear geführt sein können. Die Ausgleichseinrichtung 222 kann insbesondere ein Schraubeneingriffselement 228, ein Halteeingriffselement 230 sowie ein Stützelement 232 aufweisen, wie auch in den 25a bis 26b gezeigt. Die Inneneingriffsstruktur 24 ist dabei an dem Schraubeneingriffselement 228 ausgebildet. Das Halteeingriffselement 230 kann das Schraubeneingriffselement 228 zumindest abschnittsweise umgeben und zudem aus einem anderen Material gefertigt sein als das Schraubeneingriffselement 228. Insbesondere besteht das Schraubeneingriffselement 228 aus einem Metallwerkstoff und das Halteeingriffselement 230 aus einem Kunststoffmaterial. Das Schraubeneingriffselement 228 kann fest mit dem Halteeingriffselement 230 verbunden sein, beispielsweise durch eine kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung. Das Schraubeneingriffselement 228 kann als Sechskantmutter ausgebildet und fest in das Halteeingriffselement 230 eingebettet sein.
Das Halteeingriffselement 230 kann zwei ineinander, insbesondere konzentrisch zueinander, verlaufende Wandabschnitte 234 und 236 aufweisen, die durch einen Verbindungswandabschnitt 238 miteinander verbunden sind. Der Verbindungswandabschnitt 238 kann zudem eine Anlagefläche zur Anlage an einem zweiten Bauteil 14 ausbilden. Durch die Wandabschnitte 234, 236 und dem Verbindungswandabschnitt 238 wird ein Aufnahmeraum 240 zur Aufnahme des Stützelements 232 sowie der Halteeinrichtung 220 definiert.
Das Halteeingriffselement 230 ist an der Halteeinrichtung 220 linear geführt. Hierzu kann an einer Außenumfangsfläche der Halteeinrichtung 220 eine in 24a und 24b gezeigte Führungsstruktur 221 zur Linearführung und an der Innenumfangsfläche des äußeren Wandabschnitts 236 ein in 26b gezeigtes komplementäres Führungsmittel 237 zur Linearführung ausgebildet sein. Das Halteeingriffselement 230 kann somit zusammen mit dem Schraubeneingriffselement 228 linear zur Halteeinrichtung 220 bewegt werden. In vorteilhafter Weise kann die Führungsstruktur durch einen Vorsprung und das Führungsmittel 237 durch eine Ausnehmung. Der Vorsprung und die Ausnehmung können nach Art einer Nut und Feder Verbindung ineinandergreifen und somit eine Linearführung bereitstellen.
Ferner ist das Stützelement 232 relativ zur Halteeinrichtung 220 drehbar geführt. Die drehbare Führung ist durch einen Gewindeeingriff realisiert. Hierzu kann an einer Innenumfangsfläche der Halteeinrichtung 220 ein Innengewinde 224 ausgebildet sein, das in Eingriff steht mit einem Außengewinde 226 des Stützelements 232. Bei dem Innengewinde 224 und dem Außengewinde 226 kann es sich jeweils um linksgängige Gewinde handeln, welche insbesondere eine Steigung aufweisen, die der Steigung der als Innengewinde ausgebildeten Inneneingriffsstruktur 24 entspricht. An dem Innengewinde 224 und/oder dem Außengewinde 226 kann eine Drehsicherung vorgesehen sein, wie voranstehend in Bezug auf die Ausführungsform gemäß 16 bis 23 beschrieben. Um die Drehsicherung von einer blockierten in eine freigegebene Stellung zu überführen, kann die Halteeinrichtung 220 mit einem in 27 bis 31 nicht näher gezeigten Schraubenstützmittel ausgestattet sein, das entsprechend der voranstehenden Ausführung ausgebildet sein kann.
Das Stützelement 232 weist einen Umfangswandabschnitt 242 sowie einen Kragenabschnitt 244 auf, der sich an den Umfangswandabschnitt 242 anschließt. Der Kragenabschnitt 244 bildet insbesondere eine Stützfläche 245 zur Abstützung des Halteeingriffselements 230 und/oder des Schraubeneingriffselements 228 in Richtung des ersten Bauteils 12. Ebenso kann eine dem zweiten Bauteil 14 zugewandte Stirnfläche 246 des Umfangswandabschnitts 242 eine Abstützung des Halteeingriffselements 230 gewährleisten.
Das Stützelement 232 weist ferner ein Schraubenstützmittel 248 auf, an dem eine in 8 nicht gezeigte Verbindungsschraube 16 abstützt werden kann. Bei dem Schraubenstützmittel 248 kann es sich um einen Innenabschnitt des Kragenabschnitts 244 handeln, der eine Durchgangsöffnung 250 des Stützelements 232 begrenzt. Das Stützelement 232 kann ferner ein Reibschlussmittel 252 zur Erzeugung eines Reibschlusses mit einer Verbindungsschraube 16 aufweisen. Das Reibschlussmittel 252 kann an einer Innenumfangsfläche des Kragenabschnitts 244 ausgebildet sein.
Unter Bezug auf die 27 bis 31 wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung 200 erläutert. Für die Anwendung der Vorrichtung 200 ist diese zwischen zwei zu verschraubenden Bauteilen 12 und 14 anzuordnen. Eine Verbindungsschraube 16 mit Rechtsgewinde ist durch eine Öffnung des zweiten Bauteils 14 durchzuführen und in die Ausgleichseinrichtung 222 einzuschrauben, insbesondere in die als Innengewinde ausgebildete Inneneingriffsstruktur 24 des Schraubeneingriffselements 228, wie in 28 gezeigt. Durch weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 gelangt deren Endabschnitt an dem Schraubenstützmittel 248 zur Anlage, wie ebenfalls in 28 gezeigt.
In abgestützter Stellung der Verbindungsschraube 16 an dem Schraubenstützmittel 248 bewirkt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 in das Schraubeneingriffselement 228, dass dieses linear in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt wird, also weg von der Halteeinrichtung 220. Dementsprechend bildet die Verbindungsschraube 16 mit dem Schraubeneingriffselement 228 ein Schraubgetriebe. Sobald das Schraubeneingriffselement 228 an dem zweiten Bauteil 14 zur Anlage gelangt ist, wie in 29 gezeigt, erzeugt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube eine Axialkraft auf das Schraubenstützmittel 248. Bei Überschreiten einer vordefinierten Axialkraft wird die Stützwirkung des Schraubenstützmittels 248 überwunden und die Verbindungsschraube 16 kann die Durchgangsöffnung 250 durchdringen.
Durch Einführen der Verbindungsschraube 16 in die Durchgangsöffnung 250 kann aufgrund des Reibschlussmittels 252 ein Reibschluss zwischen der Verbindungsschraube 16 und dem Stützelement 232 erzeugt werden. Durch weitere Schraubbewegungen der Verbindungsschraube 16 kann dann das Stützelement 232 relativ zur Halteeinrichtung 220, welche drehfest an dem ersten Bauteil 12 befestigt ist, gedreht werden. Aufgrund der drehbaren Führung durch ein linksgängiges Gewinde wird das Stützelement 232 in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt, insbesondere aus der Halteeinrichtung 220 herausgeschraubt, wie in 30 gezeigt. Das Stützelement 232 wird dabei soweit aus der Halteeinrichtung 220 herausgeschraubt bis die Stirnfläche 246 und/oder die Stützfläche 245 an dem Halteeingriffselement 230 und/oder dem Schraubeneingriffselement 228 zur Anlage gelangt und somit eine Stützwirkung entfaltet. Gleichzeitig wird ein Eingriff der Verbindungsschraube mit der Befestigungsmutter 18 hergestellt.
Eine vollständig verschraubte Stellung der beiden Bauteile 12 und 14 unter Verwendung der Vorrichtung 200 ist in 31 gezeigt. Das Schraubeneingriffselement 228 und das Halteeingriffselement 230 der Ausgleichseinrichtung 222 sind von der Halteeinrichtung 220 wegbewegt und zur Anlage an das zweite Bauteil 14 gebracht worden. Ebenso ist das Stützelement 232 aus der Halteeinrichtung 220 herausgeschraubt. Die Verbindungsschraube 16 steht in Eingriff mit dem Innengewinde der Ausgleichseinrichtung 222 und gleichzeitig mit dem Innengewinde der Befestigungsmutter 18. Dies gewährleistet einen Kraftfluss über den Abschnitt 32 der Verbindungsschraube 16, der zwischen der Ausgleichseinrichtung 222 und der Befestigungsmutter 18 verläuft. Zusätzlich wird durch die Vorrichtung 200 ein Kraftfluss über die Halteeinrichtung 220, dem Stützelement 232 sowie dem Halteeingriffselement 230 auf das erste Bauteil 12 ermöglicht, sodass eine besonders gute Kraftverteilung gewährleistet wird. Schließlich kann die Drehsicherung ein unerwünschtes Verdrehen des Stützelements 232 relativ zur Halteeinrichtung 220 aus der in der 31 gezeigten Stellung heraus verhindern.
Voranstehend ist eine sequentielle Bewegung der Komponenten der Ausgleichseinrichtung 222 relativ zur Halteeinrichtung 220 beschrieben worden. Ebenso ist es möglich, dass die Komponenten der Ausgleichseinrichtung 222 gleichzeitig relativ zur Halteeinrichtung 220 bewegt werden. Hierzu kann das Stützelement 232 ohne Schraubenstützmittel ausgebildet sein, sodass die Verbindungsschraube 16 unmittelbar bei Erreichen des Stützelements 232 in Reibschluss gelangt. Das Herausbewegen des Schraubeneingriffselements 228 sowie des Stützelements 232 kann hierdurch simultan erfolgen. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steigung der als Innengewinde ausgebildeten Inneneingriffsstruktur 24 der Steigung der linksgängigen Gewinde am Stützelement 232 und an der Halteeinrichtung 220 entspricht. Die Bewegungen des Schraubeneingriffselements 228 sowie des Stützelements 232 können hierdurch im Gleichlauf erfolgen.
Die 32a und 32b zeigen Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung 222a gemäß einer sechsten Variante in unterschiedlichen Stellungen. Eine solche Ausgleichseinrichtung 222a kann Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200a zum Ausgleichen von Toleranzen gemäß einer sechsten Ausführungsform bilden, wie beispielsweise in den 34 bis 38 gezeigt. Die 33a zeigt eine Schnittdarstellung des Schraubeneingriffselements 228a und des Halteeingriffselements 230a der Ausgleichseinrichtung 222a von 32a. Die 33b zeigt das Halteeingriffselement 230a von 33a in einer Schnittdarstellung entlang der in 33a angezeigten Ebene A-A.
Die in den 34 bis 38 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung 200a gemäß der sechsten Ausführungsform kann ferner eine in den in 24a und 24b gezeigte Halteeinrichtung 220 gemäß der fünften Variante aufweisen. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich somit von der fünften Ausführungsform lediglich durch die Ausgestaltung der Ausgleichseinrichtung 222a.
An der Ausgleichseinrichtung 222a ist ebenfalls eine Inneneingriffsstruktur 24 in Form eines Innengewindes ausgebildet. Die Ausgleichseinrichtung 222a ist mehrteilig ausgebildet, wobei die unterschiedlichen Komponenten relativ zur Halteeinrichtung 220 drehbar beziehungsweise linear geführt sein können. Die Ausgleichseinrichtung 222a kann insbesondere ein Schraubeneingriffselement 228a, ein Halteeingriffselement 230a sowie ein Stützelement 232 aufweisen, wie auch in den 32a bis 33b gezeigt. Die Inneneingriffsstruktur 24 ist dabei an dem Schraubeneingriffselement 228a ausgebildet. Das Halteeingriffselement 230a kann das Schraubeneingriffselement 228a zumindest abschnittsweise umgeben und zudem aus einem anderen Material gefertigt sein als das Schraubeneingriffselement 228a. Insbesondere besteht das Schraubeneingriffselement 228a aus einem Metallwerkstoff und das Halteeingriffselement 230a aus einem Kunststoffmaterial.
Das Schraubeneingriffselement 228a kann fest mit dem Halteeingriffselement 230 verbunden sein, beispielsweise durch eine kraft-, stoff- und/oder formschlüssige Verbindung. An dem Schraubeneingriffselement 228a kann einen Flanschabschnitt 229a zur Anlage an einem zweiten Bauteil 14 ausgebildet sein. An den Flanschabschnitt 229a kann sich ein Hülsenabschnitt 229b anschließen. Der Hülsenabschnitt 229b kann zur Verbindung des Schraubeneingriffselements 228a und des Halteeingriffselements 230a in das Halteeingriffselement 230a eingeführt werden.
Das Halteeingriffselement 230a kann zwei ineinander, insbesondere konzentrisch zueinander, verlaufende Wandabschnitte 234a und 236a aufweisen, die durch einen Verbindungswandabschnitt 238a miteinander verbunden sind. Der Verbindungswandabschnitt 238a kann an dem Flanschabschnitt 229a angrenzen. Durch die Wandabschnitte 234a, 236a und dem Verbindungswandabschnitt 238a wird ein Aufnahmeraum 240a zur Aufnahme des Stützelements 232 sowie der Halteeinrichtung 220 definiert. Die Wandabschnitte 234a und 236a können unterschiedliche oder gleiche Dicken aufweisen
Das Halteeingriffselement 230a ist an der Halteeinrichtung 220 linear geführt. Hierzu kann an der Innenumfangsfläche des äußeren Wandabschnitts 236a ein in 33b gezeigtes Führungsmittel 237a zur Linearführung ausgebildet sein, in das die Führungsstruktur 221 der Halteeinrichtung 220 eingreift. Das Halteeingriffselement 230a kann somit zusammen mit dem Schraubeneingriffselement 228a linear zur Halteeinrichtung 220 bewegt werden. Das Führungsmittel 237a kann als Ausnehmung ausgeführt sein, sodass ein Eingreifen nach Art einer Nut und Feder Verbindung zwecks Linearführung ermöglicht wird.
Das Stützelement 232 ist relativ zur Halteeinrichtung 220 drehbar geführt. Zur Ausgestaltung des Stützelements 232 sowie dessen drehbare Führung wird auf die voranstehende Beschreibung zur fünften Ausführungsform Bezug genommen.
Unter Bezug auf die 34 bis 38 wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung 200a gemäß der sechsten Ausführungsform erläutert, wobei vornehmlich auf die Unterschiede gegenüber der Vorrichtung 200 gemäß der fünften Ausführungsform abgestellt wird.
Die 34 zeigt die Vorrichtung 200a in Anordnung zwischen zwei zu verschraubenden Bauteilen 12 und 14. Fig. Eine Verbindungsschraube 16 mit Rechtsgewinde ist durch eine Öffnung des zweiten Bauteils 14 durchzuführen und in die Ausgleichseinrichtung 222a einzuschrauben, wie in 35 gezeigt. In abgestützter Stellung der Verbindungsschraube 16 an dem Schraubenstützmittel 248 bewirkt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 in das Schraubeneingriffselement 228a, dass dieses linear in Richtung des zweiten Bauteils 14 bewegt wird, also weg von der Halteeinrichtung 220.
Sobald der Flanschabschnitt 229a des Schraubeneingriffselements 228a an dem zweiten Bauteil 14 zur Anlage gelangt ist, wie in 36 gezeigt, erzeugt ein weiteres Einschrauben der Verbindungsschraube 16 eine Axialkraft auf das Schraubenstützmittel 248. Bei Überschreiten einer vordefinierten Axialkraft wird die Stützwirkung des Schraubenstützmittels 248 überwunden und die Verbindungsschraube 16 kann die Durchgangsöffnung 250 durchdringen, wodurch ein Reibschluss zwischen der Verbindungsschraube 16 und dem Stützelement 232 erzeugt werden kann. Durch weitere Schraubbewegungen der Verbindungsschraube 16 kann nun das Stützelement 232 aus der Halteeinrichtung 220 herausgedreht werden, wie in 37 gezeigt.
Das Stützelement 232 wird nun soweit aus der Halteeinrichtung 220 herausgeschraubt bis die Stirnfläche 246 und/oder die Stützfläche 245 an dem Halteeingriffselement 230a zur Anlage gelangt und somit eine Stützwirkung entfaltet. Gleichzeitig wird ein Eingriff der Verbindungsschraube mit der Befestigungsmutter 18 hergestellt.
Eine vollständig verschraubte Stellung der beiden Bauteile 12 und 14 unter Verwendung der Vorrichtung 200a ist in 38 gezeigt. Das Schraubeneingriffselement 228a und das Halteeingriffselement 230a der Ausgleichseinrichtung 222a sind von der Halteeinrichtung 220 wegbewegt und zur Anlage an das zweite Bauteil 14 gebracht worden. Ebenso ist das Stützelement 232 aus der Halteeinrichtung 220 herausgeschraubt. Die Verbindungsschraube 16 steht in Eingriff mit dem Innengewinde der Ausgleichseinrichtung 222a und gleichzeitig mit dem Innengewinde der Befestigungsmutter 18. Dies gewährleistet einen Kraftfluss über den Abschnitt 32 der Verbindungsschraube 16, der zwischen der Inneneingriffsstruktur 24 der Ausgleichseinrichtung 222a und der Befestigungsmutter 18 verläuft. Zusätzlich wird durch die Vorrichtung 200a ein Kraftfluss über die Halteeinrichtung 220, das Stützelement 232 sowie das Halteeingriffselement 230 auf das erste Bauteil 12 ermöglicht, sodass eine besonders gute Kraftverteilung gewährleistet wird. Auch bei der sechsten Ausführungsform kann eine Drehsicherung wie in 21a bis 23 gezeigt, vorgesehen sein, um unerwünschtes Verdrehen des Stützelements 232 relativ zur Halteeinrichtung 220 aus der in der 38 gezeigten Stellung heraus zu verhindern.
Neben der voranstehend beschriebenen sequentiellen Bewegung der Komponenten der Ausgleichseinrichtung 222a relativ zur Halteeinrichtung 220, ist auch bei der sechsten Ausführungsform eine simultane Bewegung des Schraubeneingriffselements 228s sowie des Stützelements 232 möglich. Es wird diesbezüglich ebenfalls auf die voranstehende Beschreibung zur fünften Ausführungsform verwiesen.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
10a: Vorrichtung
12: Erstes Bauteil
14: Zweites Bauteil
16: Verbindungsschraube
18: Befestigungsmutter
19: Schweißnaht
20: Halteeinrichtung
20a: Halteeinrichtung
21: Aufnahme
22: Ausgleichseinrichtung
22a: Ausgleichseinrichtung
22b: Ausgleichseinrichtung
23: Sechskantmutter
24: Inneneingriffsstruktur
26: Längsachse
27: Längsachse
28: Schraubenstützmittel
30: Durchgangsöffnung
32: Abschnitt der Verbindungsschraube
34: Flanschabschnitt
36: Vorsprung
38: Ausnehmung
100: Vorrichtung
100a: Vorrichtung
120: Halteeinrichtung
120a: Halteeinrichtung
122: Ausgleichseinrichtung
122a: Ausgleichseinrichtung
124: Innengewinde
126: Außengewinde
128: Schraubeneingriffselement
130: Halteeingriffselement
132: Flanschabschnitt
133: Hülsenabschnitt
134: Reibschlussmittel
136: Schraubenstützmittel
138: Vorsprung
140: Ausnehmung
142: Gewindeflanke
144: Gewindegang
146: Vorsprung
148: Ausnehmung
150: Gewindeflanke
152: Durchgangsöffnung
200: Vorrichtung
200a: Vorrichtung
220: Halteeinrichtung
221: Führungsstruktur
222: Ausgleichseinrichtung
222a: Ausgleichseinrichtung
224: Innengewinde
226: Außengewinde
228: Schraubeneingriffselement
228a: Schraubeneingriffselement
229a: Flanschabschnitt
229b: Hülsenabschnitt
230: Halteeingriffselement
230a: Halteeingriffselement
232: Stützelement
234: Innerer Wandabschnitt
234a: Innerer Wandabschnitt
236: Äußerer Wandabschnitt
236a: Äußerer Wandabschnitt
238: Verbindungswandabschnitt
238a: Verbindungswandabschnitt
240: Aufnahmeraum
240a: Aufnahmeraum
242: Umfangswandabschnitt
244: Kragenabschnitt
246: Stirnfläche
248: Schraubenstützmittel
250: Durchgangsöffnung
252: Reibschlussmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4224575 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) zum Ausgleichen von Toleranzen zwischen zwei mittels einer Verbindungsschraube zu verbindenden Bauteilen (12, 14), insbesondere Fahrzeugbauteilen, mit einer Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) zur Anordnung an einem ersten Bauteil (12) und einer an einem zweiten Bauteil (14) zur Anlage bringbaren Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a), die relativ zur Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) eine Inneneingriffsstruktur (24) für den formschlüssigen Eingriff in Gewindegänge der Verbindungsschraube (16) aufweist.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inneneingriffsstruktur (24) zur formschlüssigen Abstützung einer Verbindungsschraube (16) entlang einer Längserstreckung der Verbindungsschraube (16) und/oder zumindest abschnittsweise als Innengewinde ausgebildet ist, insbesondere als normiertes und/oder rechtsgängiges Innengewinde.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22a, 122, 122a, 222, 222a) und/oder die Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) einen Teil eines Schraubgetriebes bilden/bildet, insbesondere bei Eingriff der Inneneingriffsstruktur (24) in Gewindegänge der Verbindungsschraube (16).
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) und die Halteeinrichtung (120, 120a, 220) zur Übertragung von Druckkräften zwischen den zu verbindenden Bauteilen (12, 14) ausgebildet sind, insbesondere in einer verbundenen Stellung der Bauteile (12, 14).
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) ein- oder mehrteilig ausgebildet ist und/oder aus einer Mehrzahl von miteinander befestigten und/oder zueinander beweglich angeordneten und/oder unabhängig voneinander relativ zur Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) beweglich angeordneten Elementen besteht.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) und/oder die Inneneingriffsstruktur (24) zumindest teilweise aus einem Metallwerkstoff und/oder zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial und/oder einer Mehrzahl unterschiedlicher Werkstoffe gefertigt ist, und/oder dass die Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) zumindest teilweise aus Kunststoffmaterial gefertigt ist.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) und/oder zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) mit der Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) in Führungseingriff steht, insbesondere relativ zur Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) linear und/oder drehbar geführt ist.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) und/oder zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) ein Führungsmittel (126, 226, 237, 237a) aufweist, insbesondere zur Linearführung an der Halteeinrichtung (20, 20a, 220) und/oder zur Führung entlang einer Längserstreckung der Halteeinrichtung (20, 20a, 220) und/oder zur drehbaren Führung an der Halteeinrichtung (120, 120a, 220) und/oder zur Führung um eine Längserstreckung der Halteeinrichtung (120, 120a, 220).
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) zumindest eine Führungsstruktur (124, 221, 224) zur Führung der Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) und/oder zumindest für ein Element der Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b 122, 122a, 222, 222a) aufweist, insbesondere zur Linearführung und/oder zur Führung entlang einer Längserstreckung der Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 222, 222a) und/oder zur drehbaren Führung und/oder zur Führung um eine Längserstreckung der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a).
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Führungsstruktur (124, 221, 224) der Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) an einem Außenumfang und/oder an einem Innenumfang der Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) ausgebildet ist und/oder dass die Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) eine Mehrzahl von Führungsstrukturen (124, 221, 224) aufweist, wobei bevorzugt eine Führungsstruktur (221) an einem Außenumfang und eine weitere Führungsstruktur (124, 224) an einem Innenumfang der Halteeinrichtung (220) ausgebildet ist.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) und/oder zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) durch Drehung um eine Längsachse (26) und relativ zur Halteeinrichtung (120, 120a, 220) gegenüber der Halteeinrichtung (120, 120a, 220) axial bewegbar ist, insbesondere aus dieser herausdrehbar ist.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) und/oder ein Element der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) ein Reibschlussmittel (134, 252) zur Erzeugung eines Reibschlusses mit der Verbindungsschraube (16) aufweist, insbesondere zur Übertragung einer Drehbewegung der Verbindungsschraube (16) um ihre Längsachse auf die Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) und/oder auf zumindest ein Element der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a).
Vorrichtung (10, 10a, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (20, 20a, 120a, 220) und/oder ein Element der Ausgleichseinrichtung (222, 222a) ein Schraubenstützmittel (28, 136, 248) aufweist, das zur axialen Abstützung der Verbindungsschraube (16) ausgebildet ist, insbesondere bis zum Erreichen einer von der Verbindungsschraube (16) übertragenen vordefinierten Axialkraft.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) einteilig und/oder zumindest zur drehfesten Befestigung an dem ersten Bauteil (12) ausgebildet ist und/oder dass die Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) Befestigungsmittel für die Befestigung an dem ersten Bauteil (12) aufweist, insbesondere Formelemente für den formschlüssigen Eingriff mit einem ersten Bauteil (12) und/oder dass die Halteeinrichtung (20, 20a, 120, 120a, 220) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) zumindest ein Schraubeneingriffselement (23, 128, 228, 228a) aufweist, an dem die Inneneingriffsstruktur (24) ausgebildet ist, und/oder dass die Ausgleichseinrichtung (22b) ausschließlich aus einem die Inneneingriffsstruktur (24) aufweisenden Schraubeneingriffselement (23) besteht, wobei das Schraubeneingriffselement (23, 128, 228, 228a) bevorzugt aus einem Metallwerkstoff hergestellt ist.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (22, 22a, 22b, 122, 122a, 222, 222a) ein Halteeingriffselement (130, 230, 230a) aufweist, das mit der Halteeinrichtung (120, 120a, 220) in Führungseingriff steht, insbesondere linear oder drehbar geführt ist, und/oder fest mit dem Schraubeneingriffselement (128, 228, 228a) verbunden ist und/oder dieses zumindest abschnittsweise umgibt und/oder einfasst und/oder wobei das Halteeingriffselement (130, 230, 230a) aus einem anderen Material als das Schraubeneingriffselement (128, 228, 228a) hergestellt ist, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial.
Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubeneingriffselement (23, 128, 228, 228a) als Hülsen- und/oder Ringelement ausgebildet ist, an dessen Innenumfang die Inneneingriffsstruktur (24) ausgebildet ist und/oder das eine Stirnfläche und/oder einen Flanschabschnitt (34, 132, 229a) zur Anlage an einem zweiten Bauteil (14) aufweist.
Vorrichtung (10, 10a, 200) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubeneingriffselement als Schraubenmutter (23, 228) ausgebildet ist, insbesondere als Sechskantmutter (23, 228), bevorzugt als normierte Sechskantmutter (23, 228), und/oder dass die Inneneingriffsstruktur (24) durch das Innengewinde einer Schraubenmutter (23, 228) gebildet ist, wobei bevorzugt die Außenform der Schraubenmutter (23) ein Führungsmittel zur Linearführung an der Halteeinrichtung (20, 20a) bildet.
Vorrichtung (10, 10a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (20, 20a) eine Innenumfangsform zur formschlüssigen Aufnahme einer Sechskantmutter (23) aufweist, insbesondere für einen Formschluss in Rotationsorientierung um die Längsachse (26) einer Sechskantmutter (23), und/oder dass eine Führungsstruktur der Halteeinrichtung (20, 20a) zur Linearführung einer Sechskantmutter (23) ausgebildet ist, insbesondere zur Führung entlang der Längsachse einer Sechskantmutter (23).
Vorrichtung (200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (222, 222a) ein Stützelement (232) aufweist, das zwischen Halteeinrichtung (220) einerseits sowie Schraubeneingriffselement (228, 228a) und/oder Halteeingriffselement (230, 230a) andererseits geschaltet ist und/oder relativ zur Halteeinrichtung (220), zum Schraubeneingriffselement (228, 228a) und/oder zum Halteeingriffselement (230, 230a) beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung (200, 200a) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (232) zur Abstützung des Schraubeneingriffselements (228, 228a) und/oder des Halteeingriffselements (230, 230a) entlang einer Längserstreckung des Schraubeneingriffselements (228, 228a) und/oder des Halteeingriffselements (230, 230a) und/oder zur Bewegungsbegrenzung in Richtung des ersten Bauteils (12) ausgebildet ist.
Vorrichtung (200, 200a) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteeingriffselement (230, 230a) eine Aufnahmeraum (240, 240a) für das Stützelement (232) und/oder für die Halteeinrichtung (220) bildet und/oder dass das Halteeingriffselement (230, 230a) ineinander und/oder parallel verlaufende, insbesondere konzentrisch ausgebildete, Wandabschnitte (234, 236, 234a, 236a) aufweist, die einen Zwischenraum zur Aufnahme des Stützelements (232) und/oder der Halteeinrichtung (220) definieren.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) Steigungsstützflächen (126, 226) aufweist und/oder dass die Halteeinrichtung (120, 120a, 220) Gegensteigungsstützflächen (124, 224) aufweist, wobei die Steigungsstützflächen (126, 226) der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) bevorzugt zur Abstützung an Gegensteigungsstützflächen (124, 224) der Halteeinrichtung (120, 120a, 220) ausgebildet sind.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungsstützflächen (126, 226) ein Führungsmittel zur drehbaren Führung an der Halteeinrichtung (120, 120a, 220) bilden und/oder dass die Gegensteigungsstützflächen (124, 224) eine Führungsstruktur zur drehbaren Führung der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) und/oder zumindest eines Elements der Ausgleichsrichtung (122, 122a, 222, 222a) bilden.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass an den Steigungsstützflächen (126, 226) und/oder an den Gegensteigungsstützflächen (124, 224) eine Drehsicherung ausgebildet ist, die in Abhängigkeit einer Relativposition zwischen der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) und der Halteeinrichtung (120, 120a, 220), insbesondere entlang einer Längsorientierung, ein Verdrehen der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) relativ zur Halteeinrichtung (120, 120a, 220) blockiert oder freigibt.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungsstützflächen (126, 226) an einem Außenumfang oder an einem stirnseitigen Ende der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a), insbesondere des Schraubeneingriffselements (128, 228, 128a), des Halteeingriffselements (130, 230, 230a) oder des Stützelements (132), ausgebildet sind und/oder dass die Gegensteigungsstützflächen (124, 224) an einem Innenumfang oder einem stirnseitigen Ende der Halteeinrichtung (120, 120a, 220) ausgebildet sind.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungs- und Gegensteigungsstützflächen (126, 226, 124, 224) der Ausgleichs- und Halteeinrichtung (122, 122a, 222, 222a, 120, 120a, 220) bevorzugt als linksgängiges Gewinde ausgebildet sind, bevorzugt mit einer Gewindesteigung, die der Gewindesteigung der als Innengewinde ausgebildeten Inneneingriffsstruktur (14) entspricht.
Vorrichtung (100, 100a, 200, 200a) nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungsstützflächen (126, 226) der Ausgleichseinrichtung (122, 122a, 222, 222a) durch einander zugewandte Gewindeflanken unterschiedlicher Formgebung gebildet sind und/oder dass die Gegensteigungsstützflächen (124, 224) der Halteeinrichtung (120, 220) durch einander zugewandte Gewindeflanken unterschiedlicher Formgebung gebildet sind, wobei die Drehsicherung bevorzugt durch die Formgebung zumindest einer der Gewindeflanken gebildet ist.
Baugruppe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Bauteilen (12, 14), einer zwischen den zwei Bauteilen (12, 14) angeordneten Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche und einer Verbindungsschraube (16), wobei die Bauteile (12, 14) durch die Verbindungsschraube (16) miteinander verschraubt sind und die Verbindungsschraube (16) mit der Inneneingriffsstruktur (24) der Vorrichtung (10, 10a, 100, 100a, 200, 200a) in Eingriff steht.