DE102019107888A1

DE102019107888A1 - Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Herstellen einer Halteanordnung

Info

Publication number: DE102019107888A1
Application number: DE102019107888.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Hack; Oeztzan AKIF
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halteanordnung eines ersten Bauteils (1) an einem zweiten Bauteil (2) eines Kraftfahrzeugs, bei welcher die Bauteile (1, 2) entlang einer Halterichtung (3) mittels wenigstens eines Verbindungselements (4) aneinander gehalten sind, welches ein mit einem ersten Gewinde (6) des ersten Bauteils (1) in Eingriff stehendes zweites Gewinde (5) aufweist und zum Einstellen eines entlang der Halterichtung (3) verlaufenden Abstands zwischen den Bauteilen (1, 2) relativ zu den Bauteilen (1, 2) drehbar ist, wobei das Verbindungselement (4) zumindest mittelbar an dem zweiten Bauteil (2) relativ zu dem zweiten Bauteil (2) um eine mit der Halterichtung (3) zusammenfallende Drehachse (7) frei drehbar gehalten ist, wobei bei relativ zu den Bauteilen (1, 2) um die Drehachse (7) erfolgenden Drehungen des Verbindungselements (4) eine relativ zu dem zweiten Bauteil (2) entlang der Halterichtung (3) erfolgende Verlagerung des Verbindungselements (4) unterbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Aus der DE 20 2007 016 945 U1 ist ein Verstellelement bekannt, mit dem eine Komponente befestigbar und im Raum positionierbar ist. Das Verstellelement umfasst eine Hohlschraube mit einem Außengewinde, mit dem eine Halterung der Komponente in axialer Richtung der Hohlschraube positionierbar ist. Darüber hinaus ist ein Innenelement vorgesehen, das innerhalb der Hohlschraube angeordnet ist und an dem die Hohlschraube drehbar befestigt ist. Die Hohlschraube weist ein zum Außengewinde gegenläufiges oder gleichläufiges Innengewinde auf. Das Innenelement ist als Gewindebuchse ausgebildet und umfasst an seiner radialen Außenseite ein Gewinde, mit dem die Gewindebuchse innerhalb der Hohlschraube versetzbar ist.
Darüber hinaus ist aus der DE 195 46 703 C1 ein Befestigungselement für plattenförmige Bauelemente bekannt, die zueinander einstellbar gehalten sind. Das Befestigungselement ist aus zwei Befestigungsgruppen aufgebaut, die jeweils eines der plattenförmigen Bauelemente halten. Eine gemeinsame Gewindeverbindung durchdringt beide Befestigungsgruppen und ist an einer der beiden Befestigungsgruppen festlegbar. Das Befestigungselement kann sowohl durch die erste als auch die zweite Befestigungsgruppe eingestellt werden, sodass eine Einstellung von beiden Seiten möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Halteanordnung zu schaffen, welche ein besonders einfaches Befestigen des zweiten Bauteils an dem ersten Bauteil ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs, bei welcher die Bauteile entlang einer Halterichtung mittels wenigstens eines Verbindungselements aneinander gehalten sind. Das bedeutet, dass die Bauteile entlang der Halterichtung an jeweils gegenüberliegenden Seiten des Verbindungselements angeordnet sind. Entlang des Verbindungselements verläuft ein Kraftfluss, welcher das erste Bauteil an dem zweiten Bauteil hält. Hierbei verläuft der Kraftfluss innerhalb des Verbindungselements parallel zur Halterichtung. Das Verbindungselement weist ein mit einem ersten Gewinde des ersten Bauteils in Eingriff stehendes zweites Gewinde auf und ist zum Einstellen eines entlang der Halterichtung verlaufenden Abstands zwischen den Bauteilen relativ zu den Bauteilen drehbar. Das bedeutet, dass durch Drehen des Verbindungselements relativ zu den Bauteilen über das Gewinde der Abstand zwischen den Bauteilen einstellbar ist. Um einen besonders kompakten und einfachen Aufbau der Halteanordnung zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verbindungselement zumindest mittelbar an dem zweiten Bauteil gehalten und relativ zu dem zweiten Bauteil um eine mit der Halterichtung zusammenfallende Drehachse frei drehbar ist. Hierbei unterbleibt bei jeder relativ zu den Bauteilen um die Drehachse erfolgenden Drehung des Verbindungselements eine relativ zu dem zweiten Bauteil entlang der Halterichtung erfolgende Verlagerung des Verbindungselements. Insbesondere ist das Verbindungselement gewindefrei an dem zweiten Bauteil gehalten, das bedeutet, dass eine Kraftübertragung beim Halten des Verbindungselements an dem zweiten Bauteil gewindefrei und somit nicht über ein Gewinde erfolgt. Insbesondere ist das Verbindungselement bei jeder relativ zu den Bauteilen um die Drehachse erfolgenden Drehung in seinem Abstand konstant an dem zweiten Bauteil gehalten. Eine Höhenverstellung des Verbindungselements in Halterichtung relativ zu dem zweiten Bauteil unterbleibt somit in jeder Drehstellung des Verbindungselements relativ zum zweiten Bauteil. Hierdurch weist die Halteanordnung einen besonders einfachen Aufbau auf und ist besonders platzsparend ausgeführt. Um ein besonders einfaches Drehen des Verbindungselements um die Drehachse zu ermöglichen, kann das Verbindungselement rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Insbesondere kann das Verbindungselement einen Innensechskant aufweisen, welcher mit einem Werkzeug, insbesondere einem Sechskantwerkzeug, in Eingriff bringbar ist, um über den Innensechskant mittels des Werkzeugs das Verbindungselement relativ zum zweiten Bauteil um die Drehachse zu drehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem zweiten Bauteil entlang der Halterichtung ein Halteelement gehalten ist, insbesondere unmittelbar gehalten ist, an welchem das Verbindungselement relativ zum zweiten Bauteil um die Drehachse frei drehbar gehalten ist. Somit ist das Verbindungselement über das Halteelement mittelbar an dem zweiten Bauteil gehalten. Das Halteelement kann frei drehbar an dem zweiten Bauteil oder drehfest an dem zweiten Bauteil gehalten sein. Das Halteelement hat den Vorteil, dass dieses besonders einfach an dem zweiten Bauteil befestigbar ist und die freie Drehbarkeit des Verbindungselements relativ zum zweiten Bauteil ermöglicht.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungselement einen radial umlaufenden Kragen des Halteelements hintergreift, wodurch das Verbindungselement entlang der Halterichtung an dem Halteelement um die Drehachse relativ zu dem Halteelement frei drehbar gehalten ist. Das bedeutet, dass das Verbindungselement den radial umlaufenden Kragen des Halteelements außenseitig umgreift, wodurch das Verbindungselement um die Drehachse frei drehbar an dem Halteelement gehalten ist. Das Hintergreifen des Kragens des Halteelements durch das Verbindungselement stellt zudem sicher, dass ein Abstand zwischen dem Verbindungselement und dem Halteelement entlang der Halterichtung bei einem Drehen des Verbindungselements um die Drehachse relativ zu dem Halteelement in jeder Drehstellung gleich und somit konstant ist. Beispielsweise kann das Verbindungselement hinter den Kragen des Halteelements einrasten, wodurch eine besonders sichere Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Halteelement geschaffen wird.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement drehfest mit dem Halteelement verbunden ist. Hierbei können das Verbindungselement und das Halteelement separat voneinander ausgebildet sein und zumindest entlang der Halterichtung aneinander gehalten und drehfest miteinander verbunden sein. Bei der drehfesten Verbindung des Verbindungselements mit dem Halteelement ist es vorgesehen, dass das Halteelement relativ zu dem zweiten Bauteil um die Drehachse frei drehbar ist, um die freie Drehbarkeit des Verbindungselements relativ zum zweiten Bauteil um die Drehachse zu gewährleisten. Die drehfeste Verbindung des Verbindungselements mit dem Halteelement ermöglicht eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Halteelement und dem Verbindungselement sowie eine besonders sichere Befestigung des Halteelements an dem zweiten Bauteil.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungselement über eine Verzahnung, insbesondre über eine Steckverzahnung, drehfest mit dem Halteelement verbunden ist. Beispielsweise weisen sowohl das Verbindungselement als auch das Halteelement jeweils ein Kronenrad auf, welche zum Herstellen der drehfesten Verbindung und insbesondere zum Herstellen der Steckverbindung ineinandergreifen. Bei der Steckverzahnung kann es sich beispielsweise um eine Pressverzahnung handeln, um ein besonders sicheres Halten des Verbindungselements am Halteelement entlang der Halterichtung zu ermöglichen. Die Steckverzahnung ermöglicht eine besonders sichere drehfeste Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Halteelement.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Verbindungselement und/oder das Halteelement an dem zweiten Bauteil mittels einer Schraube gehalten ist, welche einen über ein drittes Gewinde der Schraube radial überstehenden Bund aufweist. Zum Einstellen einer maximal auf das Verbindungselement und/oder das Halteelement in mit der Halterichtung zusammenfallender axiale Richtung der Schraube wirkenden Kraft ist der Bund gegen eine dem Verbindungselement in axialer Richtung der Schraube zugewandte Oberfläche des zweiten Bauteils in axialer Richtung der Schraube abgestützt. Umfasst die Halteanordnung sowohl das Verbindungselement, als auch das Halteelement, dann ist das Halteelement über die Schraube an dem zweiten Bauteil gehalten. Umfasst die Halteanordnung das Halteelement nicht, so kann das Verbindungselement über die Schraube direkt an dem zweiten Bauteil frei drehbar gehalten sein. Der über das dritte Gewinde der Schraube radial überstehende Bund der Schraube ist bei einem eingeschraubten Zustand der Schraube in ein viertes Gewinde des zweiten Bauteils an einem Randbereich einer das vierte Gewinde bereitstellenden Öffnung des zweiten Bauteils abgestützt. Über den Bund kann ein minimaler Kopfabstand eines Kopfes der Schraube zu der dem Verbindungselement in axialer Richtung der Schraube zugewandten Oberfläche des zweiten Bauteils vorgegeben werden. Über den Kopfabstand und eine Dicke des Halteelements beziehungsweise des über die Schraube an dem zweiten Bauteil befestigten Verbindungselements in einem Bereich, welcher sich in Halterichtung zwischen dem Kopf und der Oberfläche der dem Verbindungselement in axialer Richtung der Schaube zugewandten Oberfläche des zweiten Bauteils erstreckt, kann die über die Schraube auf das Halteelement wirkende Kraft eingestellt werden. Über das Einstellen der Kraft und insbesondere das Abstimmen einer Länge des Bunds sowie der Dicke des Halteelements beziehungsweise des Verbindungselements in dem zwischen dem Kopf der Schraube und der dem Verbindungselement in axialer Richtung der Schraube zugewandten Oberfläche des zweiten Bauteils angeordneten Bereich kann ein Fließverhalten des Halteelements beziehungsweise des Verbindungselements eingestellt, insbesondere reduziert, insbesondere unterbunden, werden. Insbesondere kann über das Einstellen der in Halterichtung auf das Halteelement über die Schraube, insbesondere den Kopf der Schraube, wirkenden Kraft eingestellt werden, ob das Halteelement an dem zweiten Bauteil drehfest oder frei drehbar gehalten ist. Insbesondere kann eine entlang der Halterichtung bzw. entlang der axialen Richtung der Schraube verlaufende Länge des Bunds derart gewählt werden, dass eine Rotationsbewegung des über die Schraube an dem zweiten Bauteil gehaltenen Verbindungselements und/oder Halteelements relativ zum zweiten Bauteil unterbunden oder freigegeben wird. Das Einstellen der maximal auf das Verbindungselement und/oder das Halteelement in axialer Richtung der Schraube wirkenden Kraft ermöglicht ein Einstellen einer jeweiligen Drehbarkeit des Verbindungselements und/oder des Halteelements relativ zum zweiten Bauteil sowie ein Unterbinden eines Fließens des über die Schraube an dem zweiten Bauteil gehaltenen Verbindungselement und/oder Halteelements.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement und/oder das Halteelement in eine Öffnung des zweiten Bauteils eingerastet sind und einen die Öffnung begrenzenden Wandungsbereich des zweiten Bauteils hintergreifen. Somit sind das Verbindungselement und/oder das Halteelement über eine Rastverbindung mit dem zweiten Bauteil verbunden. Die Rastverbindung des Halteelements an dem zweiten Bauteil kann eine freie Drehbarkeit des Halteelements relativ zu dem zweiten Bauteil ermöglichen oder unterbinden. Die Rastverbindung des Verbindungselements an dem zweiten Bauteil gibt Drehbewegungen des Verbindungselements um die Drehachse relativ zum zweiten Bauteil frei. Ist das Halteelement in die Öffnung des zweiten Bauteils eingerastet, dann kann das Verbindungselement drehfest oder jeweilige Drehbewegungen um die Drehachse freigebend an dem Halteelement gehalten sein. Hierfür kann das Verbindungselement beispielsweise in eine Öffnung des Halteelements eingerastet sein. Beispielsweise kann das Verbindungselement einen die Öffnung des Halteelements begrenzenden Wandungsbereich des Halteelements hintergreifen. Die jeweiligen Rastverbindungen ermöglichen ein besonders schnelles Herstellen der Halteanordnung.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Öffnung des zweiten Bauteils als Rundloch oder als Langloch ausgebildet ist. Das Rundloch ermöglicht ein besonders positionsgenaues Festlegen des Verbindungselements und/oder des Halteelements relativ zu dem zweiten Bauteil. Die als Langloch ausgebildete Öffnung ermöglicht ein Ausgleichen von relativ zur Halterichtung senkrechten und somit seitlichen Toleranzen über das in das Langloch eingesteckte Verbindungselement und/oder Halteelement.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungselement und/oder das Halteelement aus einem Kunststoff gebildet sind. Das Ausbilden des Verbindungselements und/oder des Halteelements aus dem Kunststoff hat den Vorteil, dass das Verbindungselement oder das Halteelement, welches aus dem Kunststoff gebildet ist, besonders gewichtsarm ausgeführt ist. Für eine besonders einfache Herstellung des Verbindungselements und/oder des Haltelements können das Verbindungselement und/oder das Halteelement aus dem Kunststoff spritzgegossen werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs. Bei der Halteanordnung werden die Bauteile entlang einer Halterichtung mittels wenigstens eines Verbindungselements aneinander gehalten. Das Verbindungselement weist ein mit einem ersten Gewinde des ersten Bauteils in Eingriff stehendes zweites Gewinde auf und wird zum Einstellen eines entlang der Halterichtung verlaufenden Abstands zwischen den Bauteilen relativ zu den Bauteilen gedreht. Um eine besonders bauraumarme und einfach herzustellende Halteanordnung bereitzustellen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verbindungselement zumindest mittelbar an dem zweiten Bauteil relativ zu dem zweiten Bauteil um eine mit der Halterichtung zusammenfallende Drehachse frei drehbar gehalten ist. Bei jeder relativ zu den Bauteilen um die Drehachse erfolgenden und zum Einstellen des Abstands durchgeführten Drehung des Verbindungselements um die Drehachse unterbleibt eine relativ zu dem zweiten Bauteil entlang der Halterichtung erfolgende Verlagerung des Verbindungselements. Mit anderen Worten wird zum Einstellen des Abstands das Verbindungselement relativ zu dem zweiten Bauteil um die Drehachse gedreht, wobei in jeder der infolge des Drehens resultierenden Ausrichtungen des Verbindungselements zum zweiten Bauteil ein Abstand des Verbindungselements entlang der Halterichtung zum zweiten Bauteil zumindest im Wesentlichen zueinander gleich ist. Das bedeutet, dass beim Drehen des Verbindungselements um die Drehachse der Abstand zwischen dem Verbindungselement und dem zweiten Bauteil konstant bleibt.
Beim Drehen des Verbindungselements um die Drehachse erfolgt über das zweite Gewinde des Verbindungselements, welches mit dem ersten Gewinde des ersten Bauteils in Eingriff steht, eine Verlagerung des ersten Bauteils relativ zum zweiten Bauteil, wodurch der Abstand zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil eingestellt wird. Das Verfahren ermöglicht somit ein besonders einfaches Herstellen der Halteanordnung, welche vorteilhafterweise besonders platzsparend ausgeführt ist.
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Halteanordnung sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die weiteren Vorteile und vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1a-1b eine Schnittansicht sowie eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftfahrzeugs, bei welcher das erste Bauteil entlang einer Halterichtung über ein Verbindungselement sowie ein an das zweite Bauteil angeschraubtes Haltelement an dem zweiten Bauteil gehalten ist, wobei das Verstellelement einen radial abstehenden Kragen des Halteelements umfangsseitig von außen hintergreift und wobei über das Verstellelement ein Abstand zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil einstellbar ist;
2a-2b eine Schnittansicht sowie eine schematische Perspektivansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der Halteanordnung, bei welcher das erste Bauteil über das Verbindungselement und das an dem zweiten Bauteil verschraubte Halteelement an dem zweiten Bauteil gehalten ist, wobei das Verbindungselement drehfest mit dem Halteelement verbunden ist;
3a-3b eine Schnittansicht sowie eine schematische Perspektivansicht einer dritten alternativen Ausführungsform der Halteanordnung, bei welcher das Verbindungselement über ein zweites Gewinde, welches in Eingriff mit einem ersten Gewinde des ersten Bauteils steht, mit dem ersten Bauteil verbunden ist und in eine Öffnung des zweiten Bauteils eingeclipst ist;
4a-4b eine Schnittansicht sowie eine schematische Perspektivansicht einer vierten alternativen Ausführungsform der Halteanordnung, bei welcher das Halteelement in eine Öffnung des zweiten Bauteils eingeclipst ist und das über das zweite Gewinde mit dem ersten Gewinde des ersten Bauteils in Eingriff stehende Verbindungselement in eine Öffnung des Halteelements eingeclipst ist; und
5 eine Schnittansicht einer fünften alternativen Ausführungsform der Halteanordnung, bei welcher das Verbindungselement direkt über eine Schraubverbindung mit dem zweiten Bauteil um eine parallel zur Halterichtung verlaufende Drehrichtung frei drehbar an dem zweiten Bauteil gehalten ist und das zweite Gewinde des Verbindungselements in Eingriff mit dem ersten Gewinde des ersten Bauteils steht.

In den Figuren ist eine Halteanordnung eines ersten Bauteils 1 an einem zweiten Bauteil 2 eines Kraftfahrzeugs in jeweils zueinander unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt. Die Halteanordnung ermöglicht ein Einstellen eines Abstands zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 entlang einer Halterichtung 3. Das Einstellen des Abstands zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 entlang der Halterichtung 3 ermöglicht einen Toleranzausgleich zwischen den Bauteilen 1, 2 des Kraftfahrzeugs.
Im Rahmen der Halteanordnung sind das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 zumindest über ein Verbindungselement 4 entlang der Halterichtung 3 aneinander gehalten. Das Verbindungselement 4 weist in jeder der Ausführungsformen ein zweites Gewinde 5 auf, welches mit einem ersten Gewinde 6 des ersten Bauteils 1 in Eingriff steht. Eine Drehbewegung des Verbindungselements 4 um eine mit der Halterichtung 3 zusammenfallende Drehachse 7 des Verbindungselements 4 bewirkt über das zweite Gewinde 5 des Verbindungselements 4 sowie das mit dem zweiten Gewinde 5 in Eingriff stehende erste Gewinde 6 des ersten Bauteils 1 eine Verlagerung des ersten Bauteils 1 relativ zum Verbindungselement 4. Das Drehen des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 bewirkt somit eine relative Verlagerung des Verbindungselements 4 zum ersten Bauteil 1 über die in Eingriff stehenden Gewinde 5, 6 des Verbindungselements 4 mit dem ersten Bauteil 1. Folglich wird das Verbindungselement 4 zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 um die Drehachse 7 relativ zu den Bauteilen 1, 2 gedreht.
Um eine besonders kompakte Bauweise der Halteanordnung bei gleichzeitigem besonders einfachem Aufbau der Halteanordnung zu gewährleisten, ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement 4 zumindest mittelbar und um die Drehachse 7 frei drehbar an dem zweiten Bauteil 2 zumindest entlang der Halterichtung 3 gehalten ist. Eine Verlagerung des Verbindungselements 4 relativ zum zweiten Bauteil 2 unterbleibt sowohl bei einer Drehbewegung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7, als auch bei einer Anordnung des Verbindungselements 4 in jeweiligen Drehstellungen relativ zur Drehachse 7. Das bedeutet, dass ein Abstand des Verbindungselements 4 bzw. eine Anordnung des Verbindungselements 4 entlang der Halterichtung 3 relativ zum zweiten Bauteil 2 in jeder Drehstellung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 gleich, und damit bei einer Drehbewegung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 konstant ist.
Das Verbindungselement 4 kann, wie in den 3a und 3b sowie in 5 dargestellt ist, direkt an dem zweiten Bauteil 2 gehalten sein oder, wie in den 1a, 1b, 2a, 2b, 4a sowie 4b dargestellt ist, mittelbar an dem zweiten Bauteil 2 gehalten sein. Bei dem mittelbaren Halten des Verbindungselements 4 an dem zweiten Bauteil 2 umfasst die Halteanordnung ein Halteelement 8, welches unmittelbar am zweiten Bauteil 2 gehalten ist, und an welchem wiederum das Verbindungselement 4 unmittelbar gehalten ist. Sowohl das Halteelement 8 als auch das Verbindungselement 4 sind vorliegend aus einem Kunststoff gebildet. Hierdurch ist die Halteanordnung besonders leicht und somit gewichtsarm ausgeführt.
Im Folgenden werden die in den Figuren dargestellten unterschiedlichen Ausführungsformen der Halteanordnung detaillierter erläutert. Hierbei sind die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen frei miteinander kombinierbar.
Bei der in den 1a und 1b dargestellten ersten Ausführungsform ist das Verbindungselement 4 entlang der Halterichtung 3 an dem Halteelement 8 gehalten, welches wiederum über eine Schraubverbindung 9 an dem zweiten Bauteil 2 entlang der Halterichtung 3 gehalten ist. Über die Schraubverbindung 9 kann das Haltelement 8 drehfest an dem zweiten Bauteil 2 gehalten sein oder um die Drehachse 7 frei drehbar an dem zweiten Bauteil 2 gehalten sein. Das Halteelement 8 der ersten Ausführungsform weist einen umfangsseitig radial abstehenden Kragen 10 auf, über welchen das Verbindungselement 4 übergestülpt ist, sodass das Verbindungselement 4 den Kragen 10 des Halteelements 8 hintergreift. Das Hintergreifen des Kragens 10 des Halteelements 8 durch das Verbindungselement 4 ermöglicht eine besonders sichere Verbindung des Verbindungselements 4 mit dem Halteelement 8 entlang der Halterichtung 3. Insbesondere steht der Kragen 10 über einen gesamten Umfang des Halteelements 8 radial von dem Halteelement 8 ab. Darüber hinaus wird der Kragen 10 in der ersten Ausführungsform umfangsseitig vollständig und somit über dessen gesamten Umfang von dem Verbindungselement 4 hintergriffen. Durch das Hintergreifen des Kragens 10 kann das Verbindungselement 4 mit dem Halteelement 8 verrastet werden. Das Verbindungselement 4 kann derart mit dem Halteelement 8 verrastet werden, dass eine Drehbewegung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 relativ zum Halteelement 8 freigegeben oder unterbunden wird. In jedem Fall ist das Verbindungselement 4 relativ zum zweiten Bauteil 2 um die Drehachse 7 frei drehbar.
Bei der in den 2a bis 2b dargestellten zweiten Ausführungsform der Halteanordnung ist das Verbindungselement 4 entlang der Halterichtung 3 an dem Halteelement 8 gehalten, welches wiederum an dem zweiten Bauteil 2 über die Schraubverbindung 9 gehalten ist. Das Verbindungselement 4 ist über eine in 2b besonders gut erkennbare Steckverzahnung 11 mit dem Halteelement 8 verbunden. Bei der Steckverzahnung 11 handelt es sich um eine Pressverzahnung, welche sicherstellt, dass das Verbindungselement 4 besonders sicher entlang der Halterichtung 3 an dem Halteelement 8 gehalten ist. Die Steckverzahnung 11 führt zu einer um die Drehachse 7 drehfesten Verbindung des Verbindungselements 4 mit dem Halteelement 8. Sowohl das Verbindungselement 4 als auch das Halteelement 8 weisen entlang der Halterichtung 3 axial abstehende Zähne auf, wobei axial abstehende Zähne des Verbindungselements 4 mit axial abstehenden Zähnen des Halteelements 8 in Eingriff stehen. Hierzu stehen die jeweiligen Zähne von dem Verbindungselement 4 an dessen dem Halteelement 8 zugewandten Seite und von dem Halteelement 8 an dessen dem Verbindungselement 4 zugewandten Seite axial ab.
Bei der in 5 dargestellten fünften Ausführungsform der Halteanordnung ist das Verbindungselement 4 unmittelbar über die Schraubverbindung 9 mit dem zweiten Bauteil 2 verbunden. Hierbei gibt die Schraubverbindung 9 eine Drehbarkeit des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 relativ zu den Bauteilen 1, 2 frei.
Im Folgenden wird die Schraubverbindung 9 näher erläutert. Zum Herstellen der Schraubverbindung 9 ist eine Schraube 12 vorgesehen, deren axiale Richtung sowohl mit der Halterichtung 3 als auch mit der Drehachse 7 zusammenfällt. Die Schraube 12 weist einen Kopf 13 mit einem Federtellerring 14 auf. Der Federtellerring 14 liegt an einem eine Öffnung des Verbindungselements 4 beziehungsweise des Halteelements 8 begrenzenden Wandungsbereich in Halterichtung 3 auf dem Verbindungselement 4 beziehungsweise dem Haltelement 8 auf, wobei die Schraube 12 durch die Öffnung des Verbindungselements 4 beziehungsweise das Halteelement 8 hindurchgesteckt ist. Über den Federtellerring 14 wird das über die Schraubverbindung 9 mit dem zweiten Bauteil 2 verbundene Element, vorliegend das Verbindungselement 4 oder das Haltelement 8, in Halterichtung 3 an dem zweiten Bauteil 2 gehalten beziehungsweise an das zweite Bauteil 2 angedrückt. Um eine in axialer Richtung der Schraube 12 bzw. in Halterichtung 3 auf den Wandungsbereich der Öffnung des Elements wirkende Kraft einzustellen beziehungsweise zu begrenzen, weist die Schaube 12 einen radial über ein Gewinde 15 der Schraube 12 abstehenden Bund 16 auf. Bei einer Anordnung der Schraube 12 in der Öffnung des an dem zweiten Bauteil 2 über die Schraubverbindung 9 befestigten Elements ist der Bund 16 gegen eine dem Verbindungselement 4 in axialer Richtung der Schraube 12 zugewandte Oberfläche des zweiten Bauteils 2 in axialer Richtung der Schraube 12 abgestützt. Über eine entlang der Halterichtung 3 verlaufende Länge des Bunds 16 ist somit ein Abstand zwischen dem Federtellerring 14 und der Oberfläche des zweiten Bauteils 2 einstellbar, wobei über eine Dicke des an dem zweiten Bauteil 2 über die Schraubverbindung 9 zu befestigenden Elements in einem sich entlang der Halterichtung 3 zwischen dem Federtellerring 14 und der Oberfläche des zweiten Bauteils 2 erstreckenden Bereich die auf das Element in dem Bereich wirkende Kraft einstellbar ist.
In den 3a und 3b ist die Halteanordnung in einer dritten alternativen Ausführungsform dargestellt, in welcher das Verbindungselement 4 sowohl unmittelbar mit dem ersten Bauteil 1, als auch unmittelbar mit dem zweiten Bauteil 2 verbunden ist. Das Verbindungselement 4 ist über das zweite Gewinde 5 des Verbindungselements 4 und das mit dem zweiten Gewinde 5 in Eingriff stehende erste Gewinde 6 des ersten Bauteils 1 mit dem ersten Bauteil 1 verbunden. Des Weiteren ist das Verbindungselement 4 bei der dritten Ausführungsform in eine Öffnung des zweiten Bauteils 2 eingesteckt und mit einem die Öffnung des zweiten Bauteils 2 begrenzenden Wandungsbereich des zweiten Bauteils 2 verrastet, indem das Verbindungselement 4 den Wandungsbereich des zweiten Bauteils 2 hintergreift. Insbesondere ist das Verbindungselement 4 über eine verrastete Steckverbindung 17 mit dem zweiten Bauteil 2 verbunden, wobei die Steckverbindung 17 eine Relativdrehung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 relativ zum zweiten Bauteil 2 zulässt. Für eine besonders präzise Anordnung des ersten Bauteils 1 relativ zum zweiten Bauteil 2 ist es vorgesehen, dass die Öffnung des zweiten Bauteils 2, in welche das Verbindungselement 4 eingesteckt ist, als Rundloch 18 ausgebildet ist.
Bei der in den 4a und 4b dargestellten vierten alternativen Ausführungsform der Halteanordnung weist das zweite Bauteil 2 ein Langloch 19 auf, in welches das Halteelement 8 eingesteckt und verrastet ist. Hierbei hintergreift das Halteelement 8 einen das Langloch 19 begrenzenden Wandungsbereich des zweiten Bauteils 2. Das Halteelement 8 wiederum ist in eine Öffnung des Halteelements 8 eingesteckt und mit dieser verrastet. Folglich hintergreift das Verbindungselement 4 einen die Öffnung des Halteelements 8 begrenzenden Wandungsbereich des Halteelements 8. Die Ausgestaltung der Öffnung des zweiten Bauteils 2 als Langloch 19 ermöglicht einen Toleranzausgleich zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 senkrecht zur Halterichtung 3.
Vorliegend ist zumindest das Verbindungselement 4, insbesondere zusätzlich das Halteelement 8 rotationssymmetrisch ausgebildet. Das Verbindungselement 4 weist einen Werkzeugangriff 20 auf, welcher vorliegend die Form eines Innensechskants aufweist. Vorliegend ist der Werkzeugangriff 20 mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar, über welches ein Drehmoment in das Verbindungselement 4 einbringbar ist, wodurch das Verbindungselement 4 um die Drehachse 7 gedreht werden kann. Insbesondere wird das Verbindungselement 4 um die Drehachse 7 relativ zu den Bauteilen 1, 2 gedreht, um den Abstand entlang der Halterichtung 3 zwischen den Bauteilen 1, 2 einzustellen. Beim Drehen und somit während einer Drehbewegung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 relativ zu den Bauteilen 1, 2 sowie in jeder möglichen Drehstellung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 relativ zu den Bauteilen 1, 2 unterbleibt eine Verlagerung des Verbindungselements 4 relativ zu dem zweiten Bauteil 2, sodass ein Abstand des Verbindungselements 4 entlang der Halterichtung 3 relativ zum Bauteil 2 sowohl während der Drehbewegung, als auch in jeder der Drehstellungen des Verbindungselements 4 relativ zu den Bauteilen 1, 2 gleich und somit konstant ist.
Der beschriebenen Halteanordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Standardhohlschrauben Stahl oder Kunststoff mit einem Metalleinleger verwendet wird, welche ein Herstellverfahren einer derartigen Standardhohlschraube teuer machen aufgrund einer Komplexität und aufgrund von Kosten von eingesetzten Werkstoffen. Die beschriebene Halteanordnung ermöglicht ein besonders einfaches Halten des ersten Bauteils 1 an dem zweiten Bauteil 2 und ist darüber hinaus besonders günstig.
Bei der in den 1a und 1b gezeigten ersten Ausführungsform wird das Halteelement 8, welches aus einem Kunststoff gebildet ist, über die Schraube 12, bei welcher es sich vorliegend um eine Standard STEM Schraube handelt, an dem zweiten Bauteil 2, bei welchem es sich vorliegend um ein Trägerbauteil handelt, verschraubt. Bei der Standard STEM Schraube handelt es sich um eine Schraube mit einer angeflanschten Buchse zum Einstellen einer Kraftübertragung der Schraube 12 auf das jeweilige mittels der Schraube 12 an dem zweiten Bauteil 2 gehaltene Element. Das Halteelement 8 ist in jeweiligen senkrecht zur Halterichtung 3 verlaufenden Richtungen relativ zum zweiten Bauteil 2 positionierbar. Zum Herstellen der Halteanordnung wird das Verbindungselement 4 auf das Halteelement 8 aufgeclipst. Das Verbindungselement 4 ist über das zweite Gewinde 5 des Verbindungselements 4 in das erste Bauteil 1 eingeschraubt. Das Verbindungselement 4 ist fest mit dem Halteelement 8 verbunden, wobei das Verbindungselement 4 um die Drehachse 7 frei drehbar relativ zum Halteelement 8 ist. Das einzustellende erste Bauteil 1 wird durch Drehen des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 über die miteinander in Eingriff stehenden Gewinde, vorliegend das erste Gewinde 5 und das zweite Gewinde 6, entlang der Halterichtung 3 nach oben oder unten bewegt bzw. eingestellt. Das Halteelement 8 und das Verbindungselement 4 sind in jeder Drehstellung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 relativ zum Halteelement 8 in einer Clipsebene in ihrem Abstand entlang der Halterichtung 3 zueinander stabil.
Bei der in 2a und 2b dargestellten zweiten Ausführungsform umfasst die Halteanordnung ein zweiteiliges Kunststoffelement, vorliegend das Verbindungselement 4 sowie das Halteelement 8, welches mit der Standard STEM Schraube auf das zweite Bauteil 2 verschraubt werden kann. Bei einem drehfesten Befestigen des Halteelements 8 an dem zweiten Bauteil 2 ist die Schraube 12 beim Einstellen des Abstands zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 zu lösen.
Bei der in 3a und 3b dargestellten dritten Ausführungsform wird das Verbindungselement 4, welches das als Außengewinde ausgebildete zweite Gewinde 5 aufweist, in das Rundloch 18 des zweiten Bauteils 2 verclipst. Das Verbindungselement 4 ist um die Drehachse 7 relativ zu den Bauteilen 1, 2 drehbar, wobei bei einer Drehbewegung des Verbindungselements 4 um die Drehachse 7 relativ zum ersten Bauteil 1 das erste Bauteil 1 entlang der Halterichtung 3 in seinem Abstand zum zweiten Bauteil 2 entlang der Halterichtung 3 nach oben und unten verstellbar ist. Ein Toleranzausgleich bei mehreren Verbindungselementen 4 zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 sollte im ersten Bauteil 1 erfolgen, da das Verbindungselement 4 im Rundloch 18 fest verclipst und somit senkrecht zur Halterichtung 3 nicht verschiebbar ist.
Bei der in den 4a und 4b dargestellten vierten alternativen Ausführungsform der Halteanordnung ist das Verbindungselement 4 in das drehfest in das zweite Bauteil 2 eingelipste Halteelement 8 eingeclipst. Das Verbindungselement 4 ist um die Drehachse 7 relativ zum Halteelement 8 drehbar, um den Abstand zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 einzustellen. Ein Toleranzausgleich bei mehreren zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 angeordneten Verbindungselementen 4 kann über die jeweiligen zugeordneten Langlöcher 19 am zweiten Bauteil 2 erfolgen, insbesondere senkrecht zur Halterichtung 3.
Mittels der Halteanordnung kann insbesondere ein Toleranzausgleich bei Luftklappensteuerungen oder Leuchten am Kraftfahrzeug, insbesondere an einem Kraftwagen, erfolgen.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie ein Einstellelement für toleranzbehaftete Verschraubungen geschaffen werden kann.
Bezugszeichenliste

1: erstes Bauteil
2: zweites Bauteil
3: Halterichtung
4: Verbindungselement
5: zweites Gewinde
6: erstes Gewinde
7: Drehachse
8: Halteelement
9: Schraubverbindung
10: Kragen
11: Steckverzahnung
12: Schraube
13: Kopf
14: Federtellerring
15: Gewinde
16: Bund
17: Steckverbindung
18: Rundloch
19: Langloch
20: Werkzeugangriff

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007016945 U1 [0002]
DE 19546703 C1 [0003]

Claims

Halteanordnung eines ersten Bauteils (1) an einem zweiten Bauteil (2) eines Kraftfahrzeugs, bei welcher die Bauteile (1, 2) entlang einer Halterichtung (3) mittels wenigstens eines Verbindungselements (4) aneinander gehalten sind, welches ein mit einem ersten Gewinde (6) des ersten Bauteils (1) in Eingriff stehendes zweites Gewinde (5) aufweist und zum Einstellen eines entlang der Halterichtung (3) verlaufenden Abstands zwischen den Bauteilen (1, 2) relativ zu den Bauteilen (1, 2) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) zumindest mittelbar an dem zweiten Bauteil (2) relativ zu dem zweiten Bauteil (2) um eine mit der Halterichtung (3) zusammenfallende Drehachse (7) frei drehbar gehalten ist, wobei bei relativ zu den Bauteilen (1, 2) um die Drehachse (7) erfolgenden Drehungen des Verbindungselements (4) eine relativ zu dem zweiten Bauteil (2) entlang der Halterichtung (3) erfolgende Verlagerung des Verbindungselements (4) unterbleibt.
Halteanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Bauteil (2) entlang der Halterichtung (3) ein Halteelement (8) gehalten ist, an welchem das Verbindungselement (4) relativ zum zweiten Bauteil (2) um die Drehachse (7) frei drehbar gehalten ist.
Halteanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) einen radial umlaufenden Kragen (10) des Halteelements (8) hintergreift, wodurch das Verbindungselement (4) entlang der Halterichtung (3) an dem Halteelement (8) um die Drehachse (7) relativ zu dem Halteelement (8) frei drehbar gehalten ist.
Halteanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) drehfest mit dem Halteelement (8) verbunden ist.
Halteanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) über eine Verzahnung, insbesondere über eine Steckverzahnung (11), drehfest mit dem Halteelement (8) verbunden ist.
Halteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) und/oder das Halteelement (8) an dem zweiten Bauteil (2) mittels einer Schraube (12) gehalten ist, welche einen über ein drittes Gewinde (15) der Schraube (12) radial überstehenden Bund (16) aufweist, über welchen zum Einstellen einer maximal auf das Verbindungselement (4) und/oder das Halteelement (8) in mit der Halterichtung (3) zusammenfallender axialer Richtung der Schraube (12) wirkenden Kraft gegen eine dem Verbindungselement (4) in axialer Richtung der Schraube (12) zugewandte Oberfläche des zweiten Bauteils (2) in axialer Richtung der Schraube (12) abgestützt ist.
Halteanordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) und/oder das Halteelement (8) in eine Öffnung des zweiten Bauteils (2) eingerastet ist und einen die Öffnung begrenzenden Wandungsbereich des zweiten Bauteils (2) hintergreift.
Halteanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des zweiten Bauteils (2) als Rundloch (18) oder als Langloch (19) ausgebildet ist.
Halteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) und/oder das Halteelement (8) aus einem Kunststoff gebildet sind.
Verfahren zum Herstellen einer Halteanordnung eines ersten Bauteils (1) an einem zweiten Bauteil (2) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Bauteile (1, 2) entlang einer Halterichtung (3) mittels wenigstens eines Verbindungselements (4) aneinander gehalten werden, welches ein mit einem ersten Gewinde (6) des ersten Bauteils (1) in Eingriff stehendes zweites Gewinde (5) aufweist und zum Einstellen eines entlang der Halterichtung (3) verlaufenden Abstands zwischen den Bauteilen (1, 2) relativ zu den Bauteilen (1, 2) gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) zumindest mittelbar an dem zweiten Bauteil (2) relativ zu dem zweiten Bauteil (2) um eine mit der Halterichtung (3) zusammenfallende Drehachse (7) frei drehbar gehalten ist, wobei bei relativ zu den Bauteilen (1, 2) um die Drehachse (7) erfolgenden und zum Einstellen des Abstands durchgeführten Drehungen des Verbindungselements (4) eine relativ zu dem zweiten Bauteil (2) entlang der Halterichtung (3) erfolgende Verlagerung des Verbindungselements (4) unterbleibt.