DE10084766T5

DE10084766T5 - Vorrichtung zum Zusammenfügen Zweier Teile, welche eine Positionsspiel Aufweisen

Info

Publication number: DE10084766T5
Application number: DE10084766T
Authority: DE
Inventors: Christophe Sterle
Original assignee: Valeo SE; Visteon Systemes Interieurs SAS
Current assignee: Valeo SE; SMRC Automotive Modules France SAS
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US6669422B1; GB2370084A; FR2795782B1; GB0200592D0; GB2370084B; AU6289800A; FR2795782A1; JP2003503659A; WO2001002739A1

Abstract

Vorrichtung zum Zusammenfügen zweier Teile (1, 2), die in seitlicher Position in einer vorgegebenen Richtung (X) ein Spiel (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer Reihe in der Richtung (X) folgendes aufweist:
– eine durchgehende glatte Bohrung (13), die in einem ersten Teil (1) ausgebildet ist,
– eine Befestigungsschraube (10), die so ausgebildet ist, daß sie frei durch die glatte transversale Bohrung (13) gängig ist, und die ein Gewinde (11) einer ersten Art aufweist,
– eine mit einem Gewinde einer zweiten Art versehene durchgehende Bohrung (23), die direkt oder indirekt auf dem zweiten Teil (2) gegenüber der glatten durchgehenden Bohrung (13) ausgebildet ist,
– eine Abstandshülse (20), die einerseits ein Außengewinde (22) der zweiten Art aufweist, das dafür ausgelegt ist, mit der durchgehenden Gewindebohrung (23) zusammenzuwirken, und andererseits ein Innengewinde (21) der ersten Art, das dafür ausgelegt ist, mit der Befestigungsschraube (10) zusammenzuwirken, wobei...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenfügen zweier Teile, welche in seitlicher Position in einer vorgegeben Richtung ein Spiel aufweisen.
Die Erfindung eignet sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für die bevorzugte Anwendung auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugkonstruktion.
In der Industrie im Allgemeinen ist es häufig notwendig, mittels Befestigungsschrauben die Teile zusammenzufügen, die untereinander ein Positionsspiel aufweisen. Dieses Spiel kann ein seitliches Spiel in einer Richtung X in der Richtung sein, in der die Teile nicht aneinander gesetzt sind, und sie sind in der Richtung X um einen bestimmten Abstand voneinander getrennt. Das Positionsspiel kann auch transversal sein, in der zu X senkrechten Ebene YZ, was sich durch die Tatsache ausdrückt, daß die Teile einander nicht genau gegenüberliegen, wobei die Befestigungsbohrungen der zusammenzufügenden Teile nicht mehr zusammenfallen.
Diese Art von Situation wird insbesondere bei der Kraftfahrzeugkonstruktion angetroffen, wenn es sich darum handelt, den vorderen inneren Querträger, der eine bestimmte Anzahl an Zubehörteilen (Instrumentenbrett, Klimaanlage, Airbag, etc.) trägt, mit den Pfosten zusammenzufügen, die sich beiderseits des Fahrgastraumes des Fahrzeugs befinden. Da die Toleranzen auf diesem Gebiet groß sind, weist der Querträger häufig ein relativ großes Positionsspiel mit jedem der Posten auf.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann das transversele Positionsspiel in der Ebene YZ beseitigt werden, indem keine kreisförmigen, sondern längliche Befestigungsbohrungen verwendet werden. Was das seitliche Positionsspiel in X- Richtung betrifft, so existieren Mittel zur Kompensation des Abstands zwischen den beiden Teilen, wie das Einschieben von Unterlegscheiben oder einer einstellbaren Abstandshülse, die sich aus fünf verschiedenen Elementen zusammensetzt, wie dies beispielsweise in der US-4 682 906 beschrieben ist.
In jedem Fall ist keines der bekannten Mittel wirklich zufriedenstellend, da sie schwer einzusetzen sind, was das System mit Unterlegscheiben betrifft, oder sehr komplex, was die einstellbare Abstandshülse betrifft.
Auch das durch die Aufgabe der Erfindung zu lösende technische Problem ist es, eine Vorrichtung zum Zusammenfügen der beiden Teile anzugeben, die ein seitliches Positionsspiel in einer vorgegebenen Richtung aufweisen, die sowohl bzgl. ihrer Verwendung als auch ihres Aufbaus einfach ist.
Die Lösung des gestellten technischen Problems besteht erfindungsgemäß darin, daß die Vorrichtung der Reihe nach in der vorgegebenen Richtung folgendes aufweist:

– eine glatte durchgehende Bohrung, die in einem ersten Teil ausgebildet ist,
– eine Befestigungsschraube, die dafür ausgelegt ist, frei durch die durchgehende glatte Bohrung gängig zu sein, und die ein Gewinde einer ersten Art aufweist,
– eine durchgehende, mit einem Gewinde einer zweiten Art versehene Bohrung, die direkt oder indirekt auf dem zweiten Teil gegenüber der durchgehenden glatten Bohrung ausgebildet ist,
– eine Abstandshülse, die eines Teils ein Außengewinde der zweiten Art aufweist, das dafür ausgelegt ist, mit der durchgehenden Gewindebohrung zusammenzuwirken, und anderen Teils ein Innengewinde der ersten Art, das dafür ausgelegt ist, mit der Befestigungsschraube zusammenzuwirken, wobei der direkt oder indirekt vorgesehene Reibbeiwert zwischen der Befestigungsschraube und der Abstandshülse verschieden von dem direkt oder indirekt vorgesehenen Reibbeiwert zweischen der Abstandshülse und der durchgehenden Gewindebohrung ist.

Die Merkmale des Reibbeiwertes stehen beispielsweise mit dem Gangwinkel der Innengewinde/Außengewinde und/oder mit den Eigenschaften der vorhandenen Materialien, insbesondere mit denen der Reibungsorgane, die gegebenenfalls zwischen der Befestigungsschraube, der Abstandshülse und/oder der durchgehenden mit Innengewinde versehenen Bohrung in Verbindung.
Im folgenden ist unter „Art" des Außen- oder Innengewindes entweder „rechtsgängig" oder „linksgängig" zu verstehen. Wenn beispielsweise die erste Außengewindeart der Befestigungsschraube und die Innengewindeart der Abstandshülse rechtsgängig vorgesehen sind, ist demzufolge die zweite Art der durchgehenden, mit einem Innengewinde versehenen Bohrung und des Außengewindes der Abstandshülse linksgängig vorgesehen.
Somit funktioniert, wie dies nachstehend detailliert zu sehen sein wird, die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zusammenfügen für einen gegebenen Reibbeiwert zwischen der Befestigungsschraube und der Abstandshülse oberhalb des Reibbeiwertes zwischen der Abstandshülse und der durchgehenden, mit Innengewinde versehenen Bohrung auf folgende Art:
Die Befestigungsschraube wird zunächst über die durchgehende glatte Bohrung des ersten Teils in der Abstandshülse, welche an das zweite Teil gefügt ist, in Eingriff gebracht. Sie wird dann betätigt und dringt in die Abstandshülse soweit vor, daß die Reibung zwischen der Befestigungsschraube und der Abstandshülse ausreichend hoch ist, damit die der Schraube auferlegte Mitführbewegung die Rotation der Abstandshülse in der mit Innengewinde versehenen durchgehenden Bohrung bewirkt, wobei die Befestigungsschraube und die Abstandshülse zueinander feststehend bleiben.
Aufgrund der umgekehrten Innen- und Außengewinde wird die Einheit Schraube/Abstandshülse dann in einer Translationsbewegung versetzt, die umgekehrt zur Richtung der Einführung der Schraube in die Abstandshülse ist. Im Verlauf dieser Bewegung greift die Abstandshülse in den Abstand zwischen den beiden zusammenzufügenden Teilen ein, bis sie zum Anschlag gegen das erste Teil gelangt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Befestigungsschraube erneut in die Abstandshülse vordringen, bis sie zur Anlage gegen das erste Teil gelangt. Die beiden Teile sind somit vollständig und positiv zusammengefügt.
Es ist anzumerken, daß der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenfügen sehr einfach ist, da er als einzige Aktion die Rotationsbewegung der Befestigungsschraube verlangt. Andererseits sind zu seiner Verwirklichung nur zwei Elemente notwendig, nämlich ein Innengewinde, das an das zweite Teil gefügt ist, und eine Abstandshülse, die mit dem Innengewinde und der Befestigungsschraube zusammen wirkt.
Die folgende Beschreibung macht mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die als nicht beschränkendes Beispiel gegeben sind, verständlich, woraus die Erfindung besteht und wie sie realisiert werden kann.
1a ist eine Gesamtansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenfügen von der Seite.
1b ist eine Ansicht der Vorrichtung zum Zusammenfügen von 1a in einer ersten Phase des Einsatzes von der Seite.
1c ist eine Ansicht der Vorrichtung zum Zusammenfügen von 1a in einer zweiten Phase des Einsatzes von der Seite.
1d ist eine Ansicht der Vorrichtung zum Zusammenfügen von 1a in einer letzten Phase des Einsatzes von der Seite.
Die 2a, 2b, 2c und 2d sind äquivalente Ansichten zu denjenigen der 1a bis 1d für eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenfügen.
Die 3a, 3b, 3c und 3d sind äquivalente Ansichten zu denjenigen der 1a bis 1d für eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenfügen.
In den 1 ist eine Vorrichtung zum Zusammenfügen zweier Teile, beispielsweise eines Pfostens 1 des Fahrgastraums eines Fahrzeugs und eines vorderen inneren Querträgers 2 gezeigt. Die beiden zusammenzufügenden Teile 1 und 2 weisen zwischen sich mindestens ein Spiel in seitlicher Position Richtung X auf, das durch einen Abstand 3 zwischen dem Pfosten 1 und dem Querträger 2 gekennzeichnet ist.
Die Vorrichtung zum Zusammenfügen der 1 weist eine Befestigungsschraube 10 auf, die ein Außengewinde 11 aufweist, beispielsweise ein rechtsgängiges, und dafür ausgelegt ist, frei über die glatte durchgängige Bohrung 13, die in dem Pfosten 1 ausgebildet ist, verschoben zu werden. Außerdem weist die Befestigungsschraube 10 einen Kopf 12 auf, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der glatten durchgängigen Bohrung 13, und dies um es zu ermöglichen, daß der Kopf 12 am Ende des Zusammenfügens in Anlage gegen den Pfosten 1 gelangt.
Außerdem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zusammenfügen auch eine Abstandshülse 20 auf, die ein rechtsgängiges Innengewinde 21 aufweist, das dafür ausgelegt ist, mit der Befestigungsschraube 10 zusammenzuwirken und ein linksgängiges Außengewinde 22, das dafür ausgelegt ist, mit einer durchgehenden, mit linksgängigem Innengewinde versehenen Bohrung 23 auf dem Querträger 2 gegenüber der glatten durchgängigen Bohrung 13 zusammenzuwirken.
Im Ausführungsbeispiel von 1 handelt es sich um eine Bohrung, die indirekt ausgebildet ist. Genauer ausgedrückt wird die durchgehende mit Innengewinde versehene Bohrung von einem Innengewinde 23 einer Mutter 24 gebildet, die mit dem Querträger 2 verschweißt ist, aber sie kann auch direkt in der Dicke des Querträgers 2 ausgebildet sein.
Schließlich stehen die Befestigungsschraube 10, die Abstandshülse 20 und die Mutter 24 in direkter Verbindung miteinander und sind so vorgesehen, daß der direkt oder indirekt vorgesehene Reibbeiwert zwischen der Befestigungsschraube 10 und der Abstandshülse 20 von dem direkt oder indirekt vorgesehenen Reibbeiwert zwischen der Abstandshülse 20 und der Mutter 24 verschiedenen ist, beispielsweise größer.
Es ist in 1a das Vorhandensein einer äußeren Zunge 26 aus Kunststoff zwischen der Mutter 24 und der Abstandshülse 20 zu erkennen, die dazu bestimmt ist, die Befestigung der Mutter 24 und der Abstandshülse 20 in Ruhestellung zu begünstigen, jedoch zu zerbrechen, sobald das an die Abstandshülse 20 angelegte Drehmoment einen bestimmten Wert übersteigt.
Diese Vorrichtung mit Zunge ist nicht systematisch und ihre Verwendung hängt von den abmessungsbedingten Merkmalen der verwendeten Außengewinde und Innengewinde ab.
Die Funktion der Vorrichtung zum Zusammenfügen von 1a ist somit die Folgende:
Wie dies 1b zeigt, wird die Befestigungsschraube 10 zunächst über die glatte Bohrung 13 in die Abstandshülse 20 eingebracht. Da die Abstandshülse 20 insbesondere durch die Zunge 26 aus Kunststoff befestigt gehalten wird, kann die Schraube 10 in die Abstandshülse 20 vordringen, bis das Schraubdrehmoment, das auf die Zunge 26 mittels der Reibung Schraube 10/Abstandshülse 20 übertragen wird, ausreichend groß ist, um die Zunge 26 zu zerbrechen.
Zu diesem Zeitpunkt bewirkt, da die Reibung Abstandshülse 20/Mutter 24 kleiner ist als die Reibung Schraube 10/Abstandshülse 20, die Bewegung der Befestigungsschraube 10 die Rotation der Abstandshülse 20 in der Mutter 24, was auf Grund des linksgängigen Außengwindes eine Rückwärtsbewegung der Gesamtheit Schraube 10/Abstandshülse 20 ins Innere des Abstands 3 induziert, bis die Abstandshülse 20 zum Anschlags gegen den Pfosten 1 gelangt, wie dies in 1c zusehen ist.
Da die Abstandshülse 20 gesperrt ist, kann die Befestigungsschraube 10 ihren Lauf in die Abstandshülse fortsetzen und die Tätigkeit des Zusammenfügens der beiden Teile 1 und 2 durch Anlegen des Kopfes 12 der Schraube gegen den Pfosten 1, wie dies in 1d angedeutet ist, beenden.
In 1 d ist auch eine radiale Bohrung 27 zum Sperren ausgebildet, die in die Abstandshülse 20 gebohrt ist und das Einleiten eines Werkzeugs mit dem Ziel ermöglicht, die Abstandshülse 20 bzgl. Rotation zu sperren, wenn man beispielsweise die Befestigungsschraube 10 herausschrauben möchte, um die Einheit Pfosten 1/Querträger 2 zu demontieren.
Die in den 2a bis 2d gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor mit Bezug auf die 1a bis 1d beschriebenen dadurch, daß die Verbindung zwischen der Abstandshülse 20 und der Befestigungsschraube 10 indirekt ist. Genauer ausgedrückt ist die Abstandshülse 20 mit einem inneren Reibungsring 25 ausgestattet, der als Bremsmittel wirkt, das dafür ausgelegt ist, den Reibbeiwert zwischen der Befestigungsschraube 10 und der Abstandshülse 20 zu vergrößern. Vorteilhafterweise ist die Befestigungsschraube 10 dann mit einem konischen Führungsansatz 14 ausgestattet. In diesem Fall kann die Zunge 26 aus Kunststoff weggelassen werden.
Die Verbindung zwischen der durchgehenden mit Innengewinde versehenen Bohrung 23 und der Abstandshülse 20 könnte auch indirekt sein, insbesondere aus Gründen der Verwendung eines Reibungsorgans zwischen den beiden Teilen, das ihren Reibungskoeffizienten modifiziert.
Was die Ausführungsform der 3 betrifft, ist anzumerken, daß das Außengewinde der Mutter 24 der vorstehenden Ausführungsformen direkt durch ein Innengewinde ausreichender Dicke des Querträgers 2 verwirklicht ist, so daß die Mutter 24 verschwindet und lediglich ihr Außengewinde 23 bestehen bleibt.
In diesem Fall ist anzumerken, daß die Abstandshülse 20 dieser Ausführungsform auch, wenn dies notwendig ist, mit einer äußeren Zunge oder einem inneren Ring ausgestattet sein kann, wie dies mit Bezug auf die 1 oder 2 beschrieben ist.
Überdies wurden die beschriebenen Ausführungsformen mit einem rechtsgängigen Gewinde beschrieben. Jedoch kann natürlich auch die umgekehrte Situation verwirklicht werden, und in diesem Fall wären die Schraube 10 und das Innengewinde 21 von der linksgängigen Art während die Mutter 24 und das Außengewinde von der rechtsgängigen Art wären.
Natürlich können andere Ausführungsformen im Ermessen des Fachmanns verwirklicht werden, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenfügen zweier Teile (1, 2), die in seitlicher Position ein Spiel (3) aufweisen. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung folgendes auf eine Befestigungsschraube (10), insbesondere mit einem Rechtsgewinde, die dafür ausgelegt ist, frei in einer durchgehenden glatten Bohrung (13) gängig zu sein, welche in einem ersten Teil (1) ausgebildet ist, eine Abstandshülse (20), die einerseits ein Außengewinde (22), insbesondere linksgängig, aufweist, das dafür ausgelegt ist, mit einer mit einem Innengewinde, insbesondere linksgängig, versehenen Bohrung (23) zusammenzuwirken, welche in dem zweiten Teil (2) außgebildet ist, und andererseits ein Innengewinde (21), insbesondere rechtsgängig, das dafür ausgelegt ist, mit der Befestigungsschraube (10) zusammenzuwirken, wobei der direkte oder indirekte Reibbeiwert zwischen Schraube (10) und Abstandshülse (20) größer ist als der direkte oder indirekte Reibbeiwert zwischen Abstandshülse (20) und Gewindebohrung (23). Anwendung findet beispielsweiese in der Automobilkonstruktion statt.

Claims

Vorrichtung zum Zusammenfügen zweier Teile (1, 2), die in seitlicher Position in einer vorgegebenen Richtung (X) ein Spiel (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer Reihe in der Richtung (X) folgendes aufweist: – eine durchgehende glatte Bohrung (13), die in einem ersten Teil (1) ausgebildet ist, – eine Befestigungsschraube (10), die so ausgebildet ist, daß sie frei durch die glatte transversale Bohrung (13) gängig ist, und die ein Gewinde (11) einer ersten Art aufweist, – eine mit einem Gewinde einer zweiten Art versehene durchgehende Bohrung (23), die direkt oder indirekt auf dem zweiten Teil (2) gegenüber der glatten durchgehenden Bohrung (13) ausgebildet ist, – eine Abstandshülse (20), die einerseits ein Außengewinde (22) der zweiten Art aufweist, das dafür ausgelegt ist, mit der durchgehenden Gewindebohrung (23) zusammenzuwirken, und andererseits ein Innengewinde (21) der ersten Art, das dafür ausgelegt ist, mit der Befestigungsschraube (10) zusammenzuwirken, wobei der direkt oder indirekt vorgesehenen Reibbeiwert zwischen der Befestigungsschraube (10) und der Abstandshülse (20) verschiedenen von dem direkt oder indirekt vorgesehenen Reibbeiwert zwischen der Abstandshülse (20) und der durchgehenden Gewindebohrung (23) ist.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehende Gewindebohrung (23) im zweiten Teil (2) ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehende Gewindebohrung (23) von einer Mutter (24) getragen wird, die an das zweite Teil (2) geschweißt ist.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshülse (20) ein Bremsmittel (25) aufweist, das dafür ausgelegt ist, den Reibbeiwert zwischen der Befestigungsschraube (10) und der Abstandshülse (20) zu vergrößern.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmittel ein Reibungsring (25) ist, der konzentrisch zur Abstandshülse (20) ist.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehende Gewindebohrung (23) und die Abstandshülse (20) durch eine zerbrechbare Zunge (26) aus Kunststoff miteinander verbunden sind.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshülse (20) eine radiale Bohrung (27) zur Rotationssperre aufweist.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach Anspruch 1, wobei die erste Gewindeart rechts und die zweite Gewindeart links vorhanden sind.
Vorrichtung zum Zusammenfügen nach Anspruch 1, wobei die erste Gewindeart links und die zweite Gewindeart rechts vorhanden sind.