DE10012748A1

DE10012748A1 - Verstellbare Schraubverbindung

Info

Publication number: DE10012748A1
Application number: DE2000112748
Authority: DE
Inventors: Werner Bode
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Schraubverbindung, bestehend aus einem Schraubbolzen oder einer Schraube mit Gewinde sowie entsprechend komplementären Elementen mit mindestens Innengewinde, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Um hierbei zu erreichen, daß nach Art einer Stellschraubverbindung eine Distanzeinstellung und Befestigung nicht mechanisch gesondert, sondern chronologisch und abhängig aufeinanderfolgend vorgenommen werden kann und im übrigen die Anzahl der verwendeten Teile minimiert wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Schraubbolzen (1) oder die Schraube mit mindestens zwei derartigen Gewindeabschnitten (10, 20) versehen ist, daß sich bei Verschraubung mit einem entsprechend innengewindigen Element (2, 5) zwei unterschiedlich große Gewindereibkräfte ergeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Schraubverbindung, bestehend aus einem Schraubbolzen mit Gewinde sowie entsprechend komplementären Elementen mit mindestens Innengewinde, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Verbindungen, Schraubverbindungen dieser Art sind im Automobilbau vielfach eingesetzt. Vielfach werden solche Schraubverbindungen benötigt, um Karosserieteile an chassisbezogene Teile zu befestigen oder aber um Karosserieteile untereinander zu befestigen und zu verbinden.

Schraubverbindungen genereller Art sind daher beispielsweise aus der DE 41 02 455 A1 bekannt. Dort ist eine Schraubverbindung offenbart, mit einer Hülse mit Innengewinde, die darüber hinaus über ein gegenläufiges Außengewinde verfügt. Dabei stützt sich die Schraube als solches mit ihrem Kopf an einem ersten Flansch ab, durchdringt mit ihrem Schaft das Bauteil und ist mit ihrem Gewinde in einer Gewindehülse verschraubt, die ihrerseits im zweiten Flansch eingeschraubt ist. Das die Schraube aufnehmende Innengewinde der Gewindehülse ist gegenläufig zu dem die Verbindung mit dem Flansch herstellenden Außengewinde der Gewindehülse. Wird nun die Schraube eingebracht, so überbrückt die Gewindehülse selbsttätig einen zwischen dem Flansch sowie dem Bauteil existierenden Abstand, wonach die Schraube einfach festgedreht werden kann. Auf diese Weise ist eine Art teleskopierbare Verbindung möglich. Diese findet, wie oben bereits gesagt, besonders im Automobilbau Anwendung.

Aus der DE 42 20 842 A1 ist des weiteren eine Schraubverbindung mit Schraubbolzen und zwei Schraubhülsen, die entsprechend teleskopisch verstellbar sind, bekannt.

Eine weitere Schraubverbindung ist aus der DE 41 31 812 A1 bekannt, bei der auch das Verbinden von zwei beabstandeten Bauteilen, insbesondere von Blechen, im Vordergrund steht. Auch hierbei wird zusätzlich zu einem Schraubbolzen noch eine Gewindehülse verwendet, die wiederum in eine Mutter mit Innengewinde eingeschraubt wird. Eine Verbindung dieser Art ist je nach Einbaulage und Einbauort relativ kompliziert und mechanisch nicht einfach auszuführen.

Aus der DE 42 28 625 ist des weiteren eine Schraubverbindung bekannt, um ebenfalls einen Abstand zwischen zwei Bauteilen herstellen zu können. Ein Gewindebolzen greift in eine Gewindehülse mit einem bestimmten Drehmoment und einem hohen Reibungsmoment, wobei die Gewindehülse durch das zweite Bauteil hindurchreicht. Die Gewindehülse ist ihrerseits in ein Gewindeteil mit einem gegenläufigen leichtgängigen Gewinde eingeschraubt. Auch hierbei ist wieder ein Zwischenelement verwendet, so daß die gesamte Anordnung mindestens dreiteilig ist, um eine Schraubverbindung herzustellen. Auch hierbei ist das mechanische Handling schwierig.

Aus der DE 36 20 005 ist des weiteren eine Vorrichtung zum Einstellen eines ersten Bauteiles relativ zu einem zweiten Bauteil bekannt. Auch hierbei handelt es sich um eine Schraubverbindung mit einer Distanzbuchse, wobei insgesamt drei, ggf. sogar vier Teile zur Befestigung der beiden Bauteile verwendet werden müssen.

Insgesamt stellt der Stand der Technik damit verschiedene Arten von Stellschraubverbindungen dar.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verstellbare Schraubverbindung nach Art einer Stellschraubverbindung, bei welcher Distanzeinstellung und Befestigung nicht mechanisch gesondert, sondern in einem Dreh- oder Befestigungsvorgang aufeinanderfolgend vorgenommen werden kann und die Anzahl der Teile minimal gehalten wird.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer verstellbaren Schraubverbindung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der verstellbaren Schraubverbindung sind in den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen 2-10 angegeben. Besonders vorteilhafte Unterkombinationen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung.

Kern der Erfindung ist hierbei, daß der Schraubbolzen oder die Schraube mit mindestens zwei derartigen Gewindeabschnitten versehen ist, daß sich bei Verschraubung mit einem entsprechenden innengewindigen Element zwei unterschiedlich große Gewindereibkräfte ergeben. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Schraubbolzen bzw. die Schraube einstückig mit den besagten Gewindeabschnitten versehen ist. Somit ergibt sich eine minimale Anzahl von notwendigen Teilen für eine verstellbare Schraubverbindung. Dadurch, daß zwei Gewindeabschnitte mit je unterschiedlich großen Gewindereibkräften zueinander vorgesehen sind, erübrigt sich die im Stand der Technik vielfach verwendete, gesonderte Hülse, die wiederum in ein entsprechendes Befestigungselement, eine Mutter oder dgl. einzuschrauben ist. Darüber hinaus ist auf diese Weise gewährleistet, daß im ersten Gewindeabschnitt bereits eine feste Verbindung bewirkt wird, im zweiten Gewindeabschnitt jedoch noch ein Weiterdrehen in einem weiteren innengewindigen Element möglich ist, weil dort die Gewindereibkräfte kleiner sind. Auf diese Weise wird durch Weiterdrehen an einer Seite bereits eine Festsetzung relativ zum Schraubbolzen bewirkt, so daß von einer anderen Seite ein entsprechend innengewindiges weiteres Element aufgeschraubt werden kann, ohne dabei die erstgenannte stärker reibkräftige Verbindung zu lösen bzw. ungewollt zu lösen. Das heißt, die Gewindereibkräfte müssen zueinander so unterschiedlich sein, daß bei Herstellung einer Schraubverbindung im ersten Gewindeabschnitt derartige Widerhalt- oder Widerlagerkräfte in Gewindedrehrichtung selbsttätig sich einstellen, so daß am anderen Gewindeabschnitt ein weiteres innengewindiges Element aufgedreht werden kann, ohne die andere Verbindung zu lösen.

Damit ist die Einstellbarkeit gegeben und die Anzahl der verwendeten Teile gegenüber dem Stand der Technik minimiert.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die unterschiedlichen Gewindereibkräfte durch unterschiedliche Gewindepassung relativ zu den innengewindigen Elementen gegeben ist.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit alternativ dazu besteht darin, daß unterschiedliche Gewindereibkräfte auch durch unterschiedliche Gewindesteigungsüberhöhen erreicht werden können. Dies führt dazu, daß das Schraubelement bzw. der Schraubbolzen in einem ersten innengewindigen Element sozusagen stärker fressend eingedreht werden kann, als gegenüber dem zweiten innengewindigen Element im zweiten Gewindeabschnitt. Wichtig ist hierbei der Erhalt der erfindungsgemäßen Wirkung gemäß Patentanspruch 1.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß ein Auflagebund am Schraubbolzen oder an der Schraube genau zwischen den beiden besagten Gewindeabschnitten angeformt ist. Auf diese Weise ist eine widerlagernde Anlage an einem ersten Bauteil möglich oder es läßt sich damit ein fester Abstand vorgeben.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß der Bolzen mindestens einseitig mit Außensechskant als Schlüsselfläche versehen ist. Auf diese Weise kann mit einem entsprechenden Maul- oder Ringschlüssel der Bolzen gedreht werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß der Bolzen mit Innensechskant als Schlüsselfläche versehen ist, um entsprechend sog. Imbusschlüssel zu verwenden.

Letzteres kann aus Montagegründen vorteilhaft sein.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß ein Bauteil mit einer sog. Schweißmutter versehen ist, die in den reibungssteiferen Gewindeabschnitt des Bolzens eingreift. Auf diese Weise minimiert sich die Zahl der losen Befestigungselemente lediglich nur noch auf den Bolzen selbst.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung, die aus Montagegründen besonders vorteilhaft ist, ist der Bolzen mit beidendigen Schlüsselflächen versehen, um die Schraubfähigkeit von beiden Seiten zu ermöglichen. Dies ist wiederum insbesondere gemeinsam mit der in Anspruch 1 angegebenen erfindungsgemäßen Lehre in funktioneller Gesamtschau zu sehen.

Weiterhin ist vorteilhafterweise die gesamte verstellbare Einrichtung, insbesondere aber der Bolzen, sowie auch die gewindetragenden Elemente aus Metall gefertigt. Auf diese Weise sind dauerhaft hohe Kräfte und somit ein gutes Fixieren der Bauteile zueinander möglich.

In letzter vorteilhafter Ausgestaltung ist jedoch auch angegeben, daß der Bolzen und die komplementären Gewindeelemente, wie beispielsweise eine Gewindebohrung und eine Mutter, insbesondere auch eine Schweißmutter, aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein können, wobei vorzugsweise der Bolzen und das entsprechend komplementäre Gewindeelement aus jeweils gegensätzlichen Werkstoffen zu fertigen sind. So kann beispielsweise der Gewindebolzen aus Kunststoff und das komplementäre Gewindeelement aus Metall, oder aber der Gewindebolzen aus Metall und das komplementäre Gewindeelement aus Kunststoff, oder aber beide Elemente aus Metall oder beide Elemente aus Kunststoff gefertigt sein. Hierbei kommt es auf den Anwendungsfall an, ob beispielsweise hohe Tragkräfte notwendig sind oder nicht, oder ob es ggf. nur auf eine fixierte Position, beispielsweise beim Verbauen von Innenraumverkleidungen ankommt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Erfindungsgemäße Schraubverbindung.

Fig. 2 Erfindungsgemäße Schraubverbindung mit einem mittigen Außenbund.

Fig. 1 zeigt ein Ausgestaltungsbeispiel für eine erfindungsgemäße, verstellbare Schraubverbindung. Diese besteht im wesentlichen aus einem Bolzen 1, der mit den Gewindeabschnitten 10 und 20 versehen ist. Die Gewindeabschnitte 10 und 20 sind in diesem Ausführungsbeispiel auch unterschiedlichen Durchmessers, woraus sich im übrigen auch entsprechende Gewindereibkräfte ergeben.

Hierbei ist das auf den Außenumfang, also auf die Gewindefläche aufzubringende Gewindemoment zu berücksichtigen. Über diese verstellbare Schraubverbindung wird die relative Position der beiden auf Abstand zu befestigenden Bauteile 3 und 4 gegeben.

Dabei ist ein erstes innengewindiges Element 5 in Form beispielsweise einer Gewindemutter vorgesehen, für den Gewindeabschnitt 10. Für den Gewindeabschnitt 20 ist ein innengewindiges Element 2 in Form einer weiteren Mutter, oder aber auch einer mit dem Bauteil 3 fest verbundenen Schweißmutter realisierbar. In diesem Ausgestaltungsbeispiel ist der Gewindebolzen lediglich an einer Seite mit einer Schlüsselfläche in Form eines Innensechskants 30 versehen. Der Gewindeabschnitt 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel das Gewinde mit dem entsprechend höher realisierten Drehmoment bzw. der deutlich höheren Reibkräfte als das Gewinde 10. Das Gewinde 10 ist also gegenüber dem Gewinde 20 leichtgängiger und verhindert ein Verdrehen der Verbindung im Gewinde 20, beim Befestigen des Gewindes 10 mit der Befestigungsmutter 5.

Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß sowohl das innengewindige Element 2, wie auch das innengewindige Element 5 Schweißmuttern sind, die jeweils mit ihrem Bauteil 3 bzw. 4 verbunden sind. Das Abstandsmaß zwischen den beiden Bauteilen 3 und 4 wird durch Verdrehen der Einstellschraube im Gewinde verändert. Durch das entsprechend starke bzw. reibungskräftige Gewinde 20 kann diese Stellung hinterher nicht mehr verändert werden. Die Einstellung kann dabei jedoch ohne Demontage der Teile erfolgen. Hierbei erfolgt zur Einstellung ein Lösen des innengewindigen Elementes 5, anschließend ein Verdrehen des stark reibungskräftigen Gewindes 20 bis Sollposition erreicht ist und dann wieder ein Anziehen des innengewindigen Elementes 5. Auf diese Weise ist die Verbindung einstellbar, ohne daß, wie im Stand der Technik, zwei oder mehr zusätzliche Teile in Form von zwischengeschalteten Hülsen verwendet werden müßten.

Fig. 2 zeigt ein Ausgestaltungsbeispiel, bei dem im wesentlichen die Elemente der Fig. 1 verwendet sind. Auch hierbei sind die beiden Gewindeabschnitte 10 und 20 auf dem Bolzen 1 zu erkennen. Darüber hinausgehend ist jedoch ein Außenbund 40 an den Schraubbolzen 1 einstückig angeformt, der an einem der Bauteile, hier Bauteil 4, anliegen kann und somit eine feste Sollage vorgibt.

Ansonsten ist er funktionsgleich oder funktionsähnlich mit der verstellbaren Schraubverbindung gemäß Fig. 1.

Darüber hinaus gibt es weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten, die jedem Montagezweck entsprechend angepasst sein können. Statt eines innengewindigen Elementes oder einer Schweißmutter, kann das Bauteil 3 auch mit einer Einpreßniet verbunden sein. Diese braucht kein Gewinde aufzuweisen, sondern kann so weich sein, daß der entsprechende Gewindeabschnitt sich selbsttätig hinein schneidet. Des weiteren können die beiden Gewindeabschnitte 10, 20 auf der Schraube oder dem Schraubbolzen 1 zwei verschiedene Gewindemaße, beispielsweise M6 und M8 aufweisen.

Claims

1. Verstellbare Schraubverbindung, bestehend aus einem Schraubbolzen oder einer Schraube mit Gewinde sowie entsprechend komplementären Elementen mit mindestens Innengewinde, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzen (1) oder die Schraube mit mindestens zwei derartigen Gewindeabschnitten (10, 20) versehen ist, daß sich bei Verschraubung mit einem entsprechend innengewindigen Element (2, 5) zwei unterschiedlich große Gewindereibkräfte ergeben.

2. Verstellbare Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Gewindereibkräfte durch unterschiedliche Gewindepassung erreicht werden.

3. Verstellbare Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Gewindereibkräfte durch unterschiedliche Gewindesteigungsüberhöhungen erreicht werden.

4. Verstellbare Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auflagebund (40) am Schraubbolzen (1) zwischen den Gewindeabschnitten (10, 20) angeformt ist.

5. Verstellbare Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (1) mit Außensechskant als Schlüsselfläche versehen ist.

6. Verstellbare Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzen (1) mit Innensechskant (30) als Schlüsselfläche versehen ist.

7. Verstellbare Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schraubverbindung mindestens eine Schweißmutter (2) und/oder (5), die mit den Bauteilen (3) und/oder (4) verbindbar ist, enthält.

8. Verstellbare Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (1) beidendig Schlüsselflächen enthält.

9. Verstellbare Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile aus Metall bestehen.

10. Verstellbare Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzen (1) und das bzw. die komplementären Gewindeelemente aus Metall oder Kunststoff, vorzugsweise der Schraubbolzen (1) und das komplementäre Gewindeelement (2, 5) aus jeweils gegensätzlichen Werkstoffen bestehen.

11. Verstellbare Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei beiden Gewindeabschnitte (10, 20) auf der Schraube oder dem Schraubbolzen (1) zwei verschiedene Gewindemaße aufweisen.

12. Verstellbare Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2) statt eines innengewindigen Elementes oder einer Schweißmutter, auch eine mit dem Bauteil (3) verbundene oder verbindbare Einpreßniet sein kann.