DE10104949A1 - Vorrichtung zum verspannenden Verbinden von zueinander beabstandeten Bauteilen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum verspannenden Verbinden von zueinander beabstandeten Bauteilen 1, 2, die einen Bauteilespalt 3 zwischen ihren einander zugewandten Innenseiten ausbilden, weist eine durch beide Bauteile 1, 2 gesteckte und sich an der Außenseite des ersten Bauteils 1 abstützende Verbindungsschraube 4 und ein mit der Verbindungsschraube 4 verschraubtes, sich im verspannten Zustand beider Bauteile 1, 2 am zweiten Bauteil 2 und an der Innenseite des ersten Bauteils 1 abstützendes, den Bauteilespalt 3 überbrückendes Ausgleichselement 51 auf, das eine mit der Verbindungsschraube 4 verschraubte Gewindehülse 61 enthält, die sich im verspannten Zustand beider Bauteile 1, 2 sowohl am ersten Bauteil 1 als auch über eine als Druckfeder 71 ausgebildetes Verbindungsteil am zweiten Bauteil 2 abstützt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum verspan­ nenden Verbinden von zueinander beabstandeten, einen Spalt zwischen sich ausbildenden Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Herstellung von Bauteilen unterliegt immer gewissen Toleranzen und eine Erhöhung der Genauigkeit ist mit erhöh­ tem Herstellungsaufwand und daher mit erhöhten Kosten verbunden. Ausreichende und den jeweiligen Gegebenheiten angepaßte Toleranzen sind daher bei der konstruktiven Ge­ staltung von Bauteilen grundsätzlich zu berücksichtigen.

Dabei können beim Zusammenbau mehrerer Komponenten miteinan­ der die Toleranzen durch die Summierung der Einzeltoleran­ zen oft so groß werden, daß sich die Bauteile ohne entspre­ chende, die Toleranzen ausgleichende Bauelemente beim Ver­ schrauben zueinander verspannen und verformen.

Ein typisches Anwendungsbeispiel für den notwendigen Ein­ satz von Toleranzausgleichselementen sind Türmodule mit einem in einen Türkasten eingesetzten Türrahmenmodul oder Einsteckrahmen. Ein derartiges Türmodul ist aus der DE 197 44 810 A1 bekannt, das für eine Kraftfahrzeugtür mit einer Versenkscheibe aus einem Türkasten und einem in den Türkasten eingesetzten Türrahmenmodul besteht. Der Türka­ sten weist eine bis zur Fensterbrüstung reichende Türaußen­ wandung, eine Scharnierzarge, eine Schloßzarge und eine Bodenzarge auf, während das Türrahmenmodul einen quer angeordneten, großflächigen, bis zur Fensterbrüstung oder einem die Fensterbrüstung bildenden Querprofil reichenden Modulträger und an dem Modulträger türinnenseitig angebrach­ te Funktionseinheiten aufweist. Das vorgefertigte Türrahmen­ modul wird über Verbindungsholme in den Türkasten einge­ setzt und mit diesem zur Kraftfahrzeugtür verbunden.

Bei der bekannten Konstruktion treten aufgrund von Bauteil­ toleranzen sowie Toleranzen und Unregelmäßigkeiten bei der Herstellung des Türkastens und des Türrahmenmoduls beim Einbau des Türrahmenmoduls in den Türkasten große Spaltmaße zum Türkasten auf. Neben den herstellungsbedingten Toleran­ zen sind auch notwendige Toleranzen zu berücksichtigen, da aus Montagegründen das als Einsteckrahmen ausgebildete Türrahmenmodul häufig in den Türkasten eingeschwenkt wird, so daß entsprechende Abstände zwischen dem Einsteckrahmen und dem Türkasten erforderlich sind. Würde man den Tür­ kasten mit dem Einsteckrahmen trotz der bestehenden Spalte zwischen Einsteckrahmen und Türkasten beispielsweise durch das Anziehen von Bolzen miteinander verbinden, so würde dies zu einem Verspannen des Türkastens bis zu dessen Verformung führen, weil beispielsweise die Türhaut nach innen schnappt.

Um derartige Verspannungen und Verformungen zu vermeiden, werden in dem vorstehend dargelegten Anwendungsfall druckbe­ lastbare Ausgleichselemente zwischen dem Türkörper und dem Einsteckrahmen im Bereich der B-Säule angeordnet und der Spalt zwischen Türkörper und Einsteckrahmen im Bereich der A-Säule mittels druckbelastbarer Ausgleichselemente ge­ schlossen.

Eine automatische Toleranzausgleichsvorrichtung zum verspan­ nenden Verbinden von zueinander beabstandeten, einen Spalt zwischen sich ausbildenden Bauteilen der eingangs genannten Art ist aus der EP 076 663 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung werden die mit Abstand zueinander liegenden Bauteile mittels einer Verbindungsschraube und mittels einer im Spalt zwischen den Bauteilen angeordneter, sich mit der äußeren Breitseite an dem einen Bauteil abstützen­ der Distanzscheibe verbunden. Die Distanzscheibe weist wen­ delgangförmige Steigungs-Stützflächen auf, denen formpassen­ de wendelförmige, dem anderen Bauteil zugeordnete Gegenstel­ gungs-Stützflächen gegenüberliegen. Eine Drehung der Stütz­ flächen zueinander bestimmt das eingenommene Axialmaß, wobei die Distanzscheibe durch eine Verbindung zur Mantelfläche der Vorbindungsschraube in die Abstützstellung mitge­ schleppt wird und so der Spalt zwischen den Bauteilen geschlossen wird.

Die Herstellung der bekannten Vorrichtung ist allerdings aufwendig und damit teuer. Außerdem besteht die Gefahr, daß sich die gegenläufig verschraubten Elemente des automati­ schen Toleranzausgleichs bei einer Demontage der miteinan­ der verbundenen Gewindehülsen infolge einer Verschmutzung der Gewindegänge und einer Beschädigung des Gewindes durch das Hartmetall-Federelement nicht wieder zurückdrehen, so daß ein Trennen der miteinander verspannten, einen Spalt zwischen sich ausbildenden Hauteile erschwert oder sogar verhindert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist, die den Spalt zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen mit nur geringen axialen Kräften schließt und damit das Verspannen der Bauteile gering hält, die auch nach längerem Einsatz zum verspannenden Verbinden von zueinander beabstandeten Bauteilen zur Demontage der Bautei­ le leicht trennbar bzw. zurückstellbar ist und die die Voraussetzungen für eine automatische Rückstellung bei einer Demontage und damit problemlose Wiederholmontage schafft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung schafft eine leicht und damit kostengünstig herzustellende Toleranzausgleichsvorrichtung, die den Spalt zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen mit nur geringen axialen Kräften schließt und damit eine Verspannung der Bauteile gering hält bzw. auf ein vorgebbares Maß begrenzt. Die Vorrichtung ist auch nach längerem Einsatz zum verspannenden Verbinden von zueinander beabstandeten Bauteilen zur Demontage der Bauteile leicht trennbar bzw. zurückstellbar und schafft die Voraussetzun­ gen für eine automatische Rückstellung bei einer Demontage und damit problemlose Wiederholmontage.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, dass ein Toleranzausgleichselement, bei dem die Verbindungs­ schraube unmittelbar mit einer sich an einem der beiden Bauteile direkt und am anderen Bauteil über ein Verbin­ dungsteil abstützenden Gewindehülse eine Spaltüberbrückung und damit eine Festlegung eines Türrahmenmoduls an einem Türkörper ermöglicht, ohne dass Druckkräfte in Verbindungs­ richtung aufgenommen werden, in einer Ebene senkrecht zur Verbindungsrichtung aber die Aufnahme von Scherkräften ge­ währleistet ist. Da sich die Gewindehülse an den beiden, einen Spalt ausbildenden Bauteilen direkt bzw. indirekt abstützt, stellt sich die Gewindehülse bei einer Demontage automatisch zurück, so dass eine Wiederholmontage problem­ los möglich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung schließt die Idee ein, dass sich ein Bauteil mit Innengewinde zur Verschraubung der ge­ genüberliegenden Anschraubfläche mit möglichst geringer Kraft nähert, um Verspannung zu vermeiden. Eine Druckkraft­ übernahme ist nicht zwingend erforderlich, da nur ein seitliches Verkippen des Einsteckrahmens bzw. Türrahmenmo­ duls verhindert werden soll. Damit werden gleichzeitig Überbestimmtheiten umgangen.

Eine leichte Demontage und damit Wiederholmontage kann dadurch unterstützt werden, dass die Gewindehülse gegenüber einem der beiden Bauteile verdrehsicher abgestützt ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass eine Vielzahl von unterschiedlich gearteten Ausführungsformen möglich ist, die von der erfindungsgemä­ ßen Grundfunktion Gebrauch machen. Die verschiedenen Ausfüh­ rungsformen können dem jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden und zeichnen sich je nach konstruktiver Ausgestal­ tung durch eine besonders leichte und gegebenenfalls automa­ tische Demontage, problemlose Wiederholmontage, durch ihre besonders kostengünstige Herstellbarkeit oder durch die Möglichkeit einer Kraftübertragung in axialer Richtung bis zu einer vorgebbaren Höhe aus.

Bei einer ersten Gruppe von Ausführungsformen besteht das Verbindungsteil aus einem an der Gewindehülse und dem zweiten Bauteil abgestützten Federelement, das

• - aus einer zwischen einem Kragen der Gewindehülse und der Außenfläche des zweiten Bauteils angeordneten Druck­ feder oder
• - einem im Bauteil des Spalts angeordneten und mit dem zweiten Bauteil fest verbundenen Federblech, an dem die Gewindehülse unmittelbar befestigt ist, oder
• - einem zwischen einem Kragen der Gewindehülse und der Außenfläche des zweiten Bauteils sowie um den zylindri­ schen Teil der Gewindehülse angeordneten Gummipuffer

besteht.

Die ersten, das erfindungsgemäße Grundprinzip nutzenden Varianten gewährleisten, dass auch über einen größeren Spalt der miteinander zu verbindenden Bauteile keine Kraft­ übertragung in Verbindungsrichtung erfolgt, jedwede Klapper­ geräusche vermieden werden und eine Anpassung an die jewei­ lige Einbausituation möglich ist.

Eine zweite, vom Grundprinzip der Erfindung Gebrauch machen­ de Variante besteht aus einem Verbindungsteil, das als Aufnahmehülse ausgebildet ist, die Gewindehülse aufnimmt und mit dem zweiten Bauteil formschlüssig verbunden ist.

Diese Ausführungsform mit plastisch oder elastisch verform­ baren oder sich verkeilenden Gewindeelementen oder Gewinde­ hülsen ist besonders kostengünstig herstellbar und daher besonders für eine Anwendung mit hohen Stückzahlen geeig­ net.

Eine dritte Variante, die vom dem erfindungsgemäßen Grund­ prinzip Gebrauch macht, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der Gewindehülse sägezahnförmige Raststufen aufweist, die in sägezahnförmige Raststufen eines schalen­ förmigen Verbindungsteils eingreifen, das formschlüssig in eine Ausnehmung des zweiten Bauteils eingesetzt ist.

In dieser Ausführungsform, in der sich die Gewindehülse über eine Sägeverzahnung verschiebt, ist eine Kraftübertra­ gung in axialer Richtung bis zu einer vorgebbaren Höhe möglich. Gleichzeitig wird eine einfache Montage gewährlei­ stet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der drei verschiedenen, vom Grundprinzip der erfindungsgemäßen Lösung Gebrauch machen­ den Ausführungsformen sind den Merkmalen der Ansprüche 4 bis 17, 19 bis 24 sowie 26 und 27 zu entnehmen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die drei vorstehend genannten, vom Grundprinzip der Erfindung Ge­ brauch machenden Varianten dargestellt. Es zeigen im zusam­ mengebauten Zustand, in einer Explosionsdarstellung, in verschiedenen Ansichten und Schnitten:

Fig. 1 bis 5 - ein Ausgleichselement mit einer Verbindungs­ schraube, einer Gewindehülse und einem als Druckfeder ausgebildeten Verbindungsteil;

Fig. 6 bis 10 - ein Ausgleichselement mit einem Federblech als Verbindungsteil;

Fig. 11 bis 20 - zwei Ausgleichselemente mit einem Gummipuffer als Verbindungsteil;

Fig. 21 bis 32 - zwei Ausgleichselemente mit einer eine Gewinde­ hülse aufnehmenden und mit einem der beiden Bauteile formschlüssig verbundenen Aufnahmehül­ se als Verbindungsteil und

Fig. 33 bis 38 - ein Ausgleichselement mit einer Raststufenver­ stellung zwischen der Außenfläche einer Gewinde­ hülse und einer Kunststofflagerschale.

In den Fig. 1 bis 20 sind Ausführungsbeispiele für ein Ausgleichselement 51 bis 54 zum verspannenden Verbinden von zwei zueinander beabstandeten Bauteilen 1, 2 dargestellt, das aus einer Verbindungsschraube 4, einer Gewindehülse 61 bis 64 und einem die Gewindehülse 61 bis 64 am zweiten Bau­ teil 2 abstützenden Federelement 71 bis 74 in unterschiedli­ chen Ausgestaltungen besteht.

Fig. 1 zeigt das Ausgleichselement 51 zusammen mit den miteinander zu verbindenden Bauteilen 1, 2 im montierten Zustand und in einer Explosionsdarstellung, Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausgleichselements vor dem Anziehen der Verbindungsschraube 4, Fig. 3 eine Seitenansicht der nach angezogener Verbindungsschraube 4 miteinander verbundenen Bauteile 1, 2, Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 2 entlang der Linie IV-IV und Fig. 5 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 2 entlang der Linie V-V.

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte erste Ausführungs­ beispiel zeigt schematisch zwei Ausschnitte aus zwei mitein­ ander zu verbindenden Bauteilen 1, 2, die einen Bauteile­ spalt 3 zwischen sich ausbilden, der mittels eines Aus­ gleichselements 51 überbrückt wird und damit die Bauteile 1, 2 miteinander verbindet, ohne dass eine Verspannkraft auf die beiden Bauteile 1, 2 einwirkt, die eine vorgegebene Höhe übersteigt. Das Ausgleichselement 51 setzt sich aus einer Verbindungsschraube 4, die aus einer Standardschraube bestehen kann, einer Gewindehülse 61 und einem Verbindungs­ teil in Form einer Druckfeder 71 zusammen.

Die Verbindungsschraube 4 besteht aus einem Schrauben­ kopf 40 und einem Schraubenschaft 41, der durch eine Boh­ rung 10 im ersten Bauteil 1 gesteckt ist, das beispielswei­ se aus einem Türkörper einer Fahrzeugtür besteht, an deren Außenfläche der Schraubenkopf 40 gegebenenfalls mit dazwi­ schen angeordneter Scheibe oder mit einem ringförmig ver­ breiterten Kopf zur Anlage kommt. Die Gewindehülse 61 besteht aus einem hohlzylindrischen Schaft 610, der durch eine Bohrung 20 im zweiten, beispielsweise aus einem Träger­ blech, einem Einsteck- oder Türrahmenmodul bestehenden Bauteil 2 der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile 1, 2 gesteckt ist, sowie aus einem Kragen 611. Zwischen dem Kragen 611 und der Außenfläche des zweiten Bauteils 2 ist die Druckfeder 71 angeordnet, die sich somit einerseits an die Außenfläche des zweiten Bauteils 2 und andererseits an den Kragen 611 der Gewindehülse 61 anlegt. Die Anzahl der Windungen der Druckfeder 71 ist mit der jeweiligen Einbausi­ tuation abzustimmen. Eine übliche Druckfeder 71 weist maximal zwei Windungen auf.

In die Bohrung 20 des zweiten Bauteils 2 ragt eine Zunge 21 als Formschlusselement, das mit einem komplementären Form­ schlusselement in Form einer in Längsrichtung des hohlzylin­ drischen Schafts 610 der Gewindehülse 61 verlaufenden Nut 612 korrespondiert, so dass beide Formschlusselemente 21, 612 eine Verdrehsicherung bilden.

Ein Feder- oder Gummiring 12 ist auf dem hohlzylindrischen Schaft 610 der Gewindehülse 61 angeordnet und bildet eine Verliersicherung der am zweiten Bauteil 2 vormontierten Gewindehülse 61 und Druckfeder 71.

Zum Verbinden der beiden Bauteile 1, 2 wird die Verbindungs­ schraube 4 in den mit einem Innengewinde versehenen hohlzy­ lindrischen Schaft 610 der Gewindehülse 61 eingeschraubt bis der Kopf 40 der Verbindungsschraube 4 zur Anlage an der Außenfläche des ersten Bauteils 1 kommt. Über die Druckfe­ der 71 ist die Gewindehülse 61 im Verbindungszustand mit der Außenfläche des zweiten Bauteils 2 verbunden, wobei die Verspannkraft durch die Federkraft der Druckfeder 71 be­ stimmt und begrenzt wird. Damit sind die Bauteile 1, 2 mit definierter Verspannkraft miteinander verbunden, ohne dass eine Kraftübertragung zwischen den Bauteilen 1, 2 auch über einen größeren Bauteilespalt 3 hinweg erfolgt.

Zur Vermeidung von Klappergeräuschen sind an der Außenflä­ che des hohlzylindrischen Schafts 610 der Gewindehülse 61 Rippen oder eine Beschichtung angeordnet, die sich bei der Vormontage der Gewindehülse am zweiten Bauteil 2 beim Hereinstecken des hohlzylindrischen Schafts 610 abschaben, so dass die Gewindehülse 61 spielfrei am zweiten Bauteil 2 zur Anlage kommt.

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Ausgleichselement ist problemlos demontierbar, indem die Verbindungsschrau­ be 4 aus der Schraubverbindung mit der Gewindehülse 61 gelöst wird. Aufgrund der Verdrehsicherung durch die komple­ mentären Formschlusselemente 21, 612 wird ein Mitdrehen der Gewindehülse 61 auch nach vorangegangener längerer Montage­ zeit vermieden, so dass die Bauteile 1, 2 in einfacher, wiederholbarer Weise demontierbar sind.

Das in den Fig. 6 bis 10 dargestellte Ausgleichsele­ ment 52 zeigt in Fig. 6 das Ausgleichselement 52 und die miteinander zu verbindenden Bauteile 1, 2 in einer Explosi­ onsdarstellung und in einer Montagestellung bei weggelasse­ nem ersten Bauteil 1, in Fig. 7 eine Seitenansicht der Vorrichtung bei noch nicht angezogener Verbindungsschrau­ be 4, Fig. 8 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII, Fig. 9 einen Schnitt durch die Vorrichtung bei angezogener Verbindungsschrau­ be 4, das heißt bei miteinander verbundenen Bauteilen 1, 2, und Fig. 10 eine Draufsicht auf das Ausgleichselement 52 sowie das zweite Bauteil 2.

In dieser Ausführungsform ist die Druckfeder 71 durch ein auf das zweite Bauteil 2 mit vier Nieten aufgenietetes Federblech 72 und die Gewindehülse 61 durch eine direkt mit dem Federblech 72 verbundene Nietmutter 62 ersetzt. Das im vormontierten Zustand auf das zweite Bauteil 2 mittels vier Nieten an den Enden der Federarme 721, 722, 723, 724 befe­ stigte Federblech 72 weist eine mittige Bohrung 720 zur Aufnahme der Nietmutter 62 auf. Eine am zweiten Bauteil 2 vorgesehene Verprägung 22 dient als Wegbegrenzung für die Nietmutter 62, nachdem die Verbindungsschraube 4 in das In­ nengewinde 620 der Nietmutter 62 eingeschraubt wurde.

Die in Fig. 9 dargestellte montierte Stellung der miteinan­ der zu verbindenden Bauteile 1, 2 zeigt den Schraubenkopf 40 in Anlage an der Außenfläche des ersten Bauteils 1 und die Nietmutter 62 sowie die Innenfläche des Federblechs 72 in Anlage an der dem Spalt 3 zugewandten Innenfläche des ersten Bauteils 1. In dieser Einbausituation sind die beiden miteinander zu verbindenden Bauteile 1, 2 mit durch das Federblech 72 definierter Verspannkraft miteinander verbunden.

Das in den Fig. 6 bis 10 dargestellte Ausgleichselement kann in beiden Richtungen sowohl auf Zug als auch auf Druck beansprucht werden.

Die in den Fig. 11 bis 20 dargestellten Ausgleichselemen­ te 53, 54 weisen im Unterschied zu den beiden vorstehend beschriebenen Ausgleichselementen 51, 52 als Verbindungs­ teil Gummipuffer 73, 74 auf.

In den Fig. 11 bis 15 ist ein erstes, mit einem Gummipuf­ fer 73 versehenes Ausgleichselement 53 dargestellt, wobei Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des Ausgleichsele­ ments 53 im montierten Zustand und in einer Explosionsdar­ stellung, Fig. 12 in einer Seitenansicht im vormontierten Zustand, Fig. 13 in einem Schnitt entlang der Linie XIII- XIII gemäß Fig. 12, Fig. 14 im Einbauzustand und Fig. 15 in einer Unterseitenansicht XV gemäß Fig. 12 zeigt.

In dieser Variante weist das zweite Bauteil 2 eine in den Bauteilespalt 3 gerichtete Verprägung 23 auf, in die der Gummipuffer bzw. die Gummifeder 73 und eine als Innenhülse ausgebildete Gewindehülse 63 verdrehsicher eingesetzt sind. Zu diesem Zweck weist die Verprägung 23 des zweiten Bau­ teils 2 eine Bohrung 230 und der Gummipuffer 73 eine Boh­ rung 730 auf und die Gewindehülse 63 ist mit einem hohlzy­ lindrischen Teil 630 zur Aufnahme des Gewindeschaftes 41 der Verbindungsschraube 4 versehen. Eine Verbindungsplat­ te 631 der Gewindehülse 63 liegt im montierten Zustand an der Außenseite des mit der gegenüberliegenden Seite an der Verprägung 23 des zweiten Hauteils 2 anliegenden Gummipuf­ fer 73 an.

Im vormontierten Zustand sowie in der Endmontage ist das Ausgleichselement 53 mittels eines eine mittige Bohrung 80 zur Aufnahme des Schaftes 41 der Verbindungsschraube 4 aufweisenden Sicherungsbügels 8 am zweiten Bauteil 2 befe­ stigt, wobei abgebogene Enden 81, 82 des Sicherungsbügels 8 durch Öffnungsschlitze 24, 25 zu beiden Seiten der Ver­ prägung 23 des zweiten Bauteils 2 gesteckt sind.

Im Unterschied zu den vorstehend dargestellten Ausgleichs­ elementen wird bei dem Ausgleichselement 53 im Crashfall nur der Bauteilespalt 3 zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Bauteilen 1, 2 verdrückt. Weiterhin treten keinerlei Klappergeräusche auf, da diese durch den Gummipuf­ fer 73 eliminiert werden. Beim Lösen des Ausgleichsele­ ments 53 erfolgt eine automatische Zurückstellung, so dass eine problemlose Demontage und demzufolge Wiederholmontage möglich ist.

Die in den Fig. 16 bis 20 dargestellte Verbindung unter­ scheidet sich von der anhand der Fig. 11 bis 15 beschrie­ benen Verbindung nur geringfügig. Sie zeigt in Fig. 16 eine perspektivische Ansicht des mit dem ersten Bauteil 1 verbundenen Ausgleichselements 54 sowie eine Explosionsdar­ stellung des Ausgleichselements 54 in Verbindung mit dem zweiten Bauteil 2, in Fig. 17 eine Seitenansicht der Verbindungsvorrichtung im noch nicht verschraubten Zustand, Fig. 18 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 17, Fig. 19 eine Unterseitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 17 in Richtung des Pfeiles XIX und Fig. 20 einen Schnitt durch die Anordnung im verschraubten Zustand des Ausgleichselements 54.

Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Verbindungs­ vorrichtung ist bei der Anordnung gemäß den Fig. 16 bis 20 kein Topf in das zweite Bauteil 2 eingeprägt, sondern lediglich eine Verprägung 26 zur Lagefixierung des Aus­ gleichselements 54 im zweiten Bauteil 2 vorgesehen. Das Ausgleichselement 54 selbst besteht aus einer Verbindungs­ schraube 4, einer Gewindehülse 64 mit einer Verbindungsplat­ te 641 und einem hohlzylindrischen Teil 640, auf das ein ringförmiger Gummipuffer 74 aufgesetzt ist. Eine Abdec­ kung 9 dient mit ihrem topfförmigen Hauptteil als Verdrehsi­ cherung für die Gewindehülse 74, indem der plattenförmige Teil 641 die Gewindehülse 64 aufnimmt. Seitlich abstehende Arme 91, 92 der Abdeckkappe 9 dienen zur Befestigung am zweiten Bauteil 2, indem Nieten 93, 94 eine kraft- und formschlüssige Verbindung mit dem zweiten Bauteil 2 herstel­ len.

Auch in dieser Ausführungsform wird im Crashfall nur der Toleranzspalt bzw. Bauteilespalt 3 zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Bauteilen 1, 2 verdrückt, so dass anschließend beide Bauteile 1, 2 wieder miteinander in Kraftschluss stehen. Klappergeräusche werden durch den Gum­ mipuffer 74 wie bei der vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsform eliminiert und eine Demontage und Wiederverwer­ tung des Ausgleichselements 54 gemäß den Fig. 16 bis 20 ist problemlos möglich.

In den Fig. 21 bis 32 sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen das Verbindungsteil der Ausgleichs­ elemente 55, 56 aus einer die jeweilige Gewindehülse 65, 66 aufnehmenden und mit dem zweiten Bauteil 2 formschlüssig verbundenen Aufnahmehülse 75, 76 besteht.

Fig. 21 zeigt ein Ausgleichselement 55 in perspektivischer Ansicht im Zustand der Verbindung beider Bauteile 1, 2 sowie in einer Explosionsdarstellung, Fig. 22 das Aus­ gleichselement in einer Seitenansicht vor der Verschrau­ bung, Fig. 23 in einem Schnitt entlang der Linie XXIII-XXI­ II gemäß Fig. 22, in Fig. 24 in einem Schnitt entlang der Linie XXIV-XXIV gemäß Fig. 22 und Fig. 25 das Ausgleichse­ lement im verschraubten Zustand beider Bauteile 1, 2.

Das Ausgleichselement 55 weist eine als Konus ausgebildete Gewindehülse 65 auf, deren zylindrische Innenbohrung 650 mit einem Gewinde 651 zur Verschraubung mit dem Schaft 41 der Verbindungsschraube 4 versehen ist. Die konische Gewin­ dehülse 65 ist in einer konischen Bohrung 750 der Aufnahme­ hülse 75 angeordnet, deren Außenfläche sechseckförmig ausge­ bildet und in eine sechseckförmige Öffnung 27 im zweiten Bauteil 2 eingesetzt ist, so dass der Kopf 752 der Aufnahme­ hülse 75 an der Innenseite des zweiten Bauteils 2, das heißt im Bauteilespalt 3, angeordnet ist. Nach dem Ein­ schrauben der Verbindungsschraube 4 in das Innengewinde 651 der konischen Gewindehülse wird diese innerhalb der Boh­ rung 750 der Aufnahmehülse 75 in Richtung auf das erste Bauteil 1 verschoben bis die Gewindehülse 65 mit ihrem oberen Rand zur Anlage an der Innenfläche des ersten Bau­ teils 1 kommt.

In dieser Ausführungsform kann die Aufnahmehülse 75 als Kunststoffhülse ausgebildet werden, während die Gewindehül­ se 65 aus einem Kunststoff, aus Druckguß oder aus einem metallischen Drehteil bestehen kann.

Zur Verlustsicherung der in die Aufnahmehülse 75 eingesetz­ ten Gewindehülse 65, die beide zusammen am zweiten Bauteil 2 vormontiert werden können, wird der äußere Rand 753 der Aufnahmehülse 75 heiß verstemmt und bildet dadurch eine Auskragung, die ein Herausfallen der Gewindehülse 65 aus der konischen Bohrung der Aufnahmehülse 75 verhindert.

Das in den Fig. 26 bis 32 dargestellte Ausgleichselement 56 entspricht weitestgehend dem vorstehend anhand der Fig. 21 bis 25 beschriebenen Ausgleichselement 55.

Das Ausgleichselement 56 ist in Fig. 26 im zusammengebau­ ten Zustand sowie in einer Explosionsdarstellung, in Fig. 27 in einer Seitenansicht, in Fig. 28 in einem Schnitt ent­ lang der Linie XXVIII-XXVIII gemäß Fig. 27 im verspannten Zustand, in Fig. 29 entlang der Linie XXIX-XXIX gemäß Fig. 27 im noch nicht verschraubten Zustand, in Fig. 30 in einem Schnitt entlang der Linie XXX-XXX gemäß Fig. 27 und in Fig. 31 und 32 als Einzelteildarstellung der Gewinde- und Aufnahmehülse dargestellt.

Im Unterschied zu dem Ausgleichselement 55 weist das Aus­ gleichselement 56 eine Verbindung von Gewindehülse 66 und Aufnahmehülse 76 auf, die aus zwei sich bei einem Spritzvor­ gang chemisch nicht miteinander verbindenden Kunststoffen bestehen, so daß die Gewindehülse 66 mit ihrer Außenfläche 660 an der zylindrischen Innenfläche 760 der Aufnahmehülse 76 beim Montagevorgang, d. h. beim Einschrauben der Verbin­ dungsschraube 4 in ein in die Gewindehülse 66 eingespritz­ tes Gewindeelement 661 entlanggleiten kann.

Fig. 29 zeigt die Verbindung im vormontierten Zustand nach dem Einschrauben der Verbindungsschraube 4 in das Gewindee­ lement 661 der Gewindehülse 66, während Fig. 28 den Zu­ stand der verspannend miteinander zu verbindenden Bauteile 1, 2 nach dem Verschrauben des Ausgleichselements 56, d. h. bei angezogener Verbindungsschraube 4, zeigt. Auch in dieser Ausführungsform weist die Aufnahmehülse 76 eine sechseckförmige Außenfläche 761 auf, die in eine entspre­ chend sechseckförmige Öffnung 28 des zweiten Bauteils 2 eingesetzt wird.

Die Fig. 33 bis 38 zeigen ein Ausgleichselement 57, das in Fig. 33 im verschraubten Zustand und in einer Explosi­ onsdarstellung, in Fig. 34 in einer Seitenansicht, in Fig. 35 in einem Schnitt entlang der Linie XXXV-XXXV gemäß Fig. 34 vor der Verschraubung und in Fig. 36 in einem Schnitt entlang der Linie XXXVI-XXXVI gemäß Fig. 34 im verschraubten Zustand, in Fig. 38 in einem Schnitt entlang der Linie XXXVIII-XXXVIII gemäß Fig. 34 gezeigt ist, während Fig. 37 in einer Einzelteildarstellung die Verbin­ dung zwischen der Gewindehülse 67 und dem Verbindungsteil 77 zeigt.

In dieser Ausführungsform weist die Gewindehülse 67 ein In­ nengewinde 670 zur Verschraubung mit dem Schaft 41 der Ver­ bindungsschraube 4 sowie eine Außenfläche mit abgeflachten Flächenteilen 671, 672 auf. Weiterhin ist die Außenfläche der Gewindehülse 67 mit sägezahnförmigen Raststufen 671 versehen, die in sägezahnförmige Raststufen 771 des schalen­ förmigen Verbindungsteils 77 eingreifen, das formschlüssig in eine Ausnehmung 291, 292 des zweiten Bauteils 2 einge­ setzt ist.

Das schalenförmige Verbindungsteil 77 besteht aus zwei miteinander verbundenen Lagerschalen 772, 773, die vorzugs­ weise aus Kunststoff bestehen und eine polygonale Außenflä­ che 774 ausbilden, die in eine polygonal gleichartige Öffnung 291, 292 des zweiten Bauteils 2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine sechseckförmige Ausnehmung, einge­ setzt sind. Dabei bildet die Ausnehmung 291, 292 im zweiten Bauteil 2 zur Aufnahme des schalenförmigen Verbindungsteils 77 einen Einsetzbereich 291 zum Einsetzen des schalenförmi­ gen Verbindungsteils 77 und einen sich an den Einsetzbe­ reich 291 anschließenden Befestigungsbereich 292 aus, so daß das schalenförmige Verbindungsteil 77 nach dem Einset­ zen in das zweite Bauteil 2 vom Einsetzbereich 291 in den Befestigungsbereich 292 verschiebbar ist.

Nach dem Einsetzen des Verbindungsschraube 4 in die Gewinde­ hülse 67 und deren Verschraubung mit dem Innengewinde 670 der Gewindehülse 67 wird die Gewindehülse 67 in Richtung auf das erste Bauteil 1 bewegt, so daß die sägezahnförmigen Raststufen 671 der Gewindehülse 67 an den sägezahnförmigen Raststufen 771 der miteinander verbundenen Lagerschalen 772, 773 entlanggleiten und damit stufenweise eine jeweils formschlüssige Verbindung herstellen.

Die Auslegung der Raststufen 671, 771 erfolgt nach den je­ weiligen Erfordernissen, d. h. es können sowohl grobe als auch feine Raststufen ausgebildet werden.

Ein wesentlicher Vorteil des in den Fig. 33 bis 38 darge­ stellten Ausgleichselements 57 besteht darin, daß eine Kraftübertragung in einer Längsrichtung möglich ist. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht jedoch keine automatische Rückstellung zur Demontage der verspannend miteinander verbundenen Bauteile 1, 2.

Claims (27)

1. Vorrichtung zum verspannenden Verbinden von zueinander beabstandeten Bauteilen, die einen Spalt zwischen ihren einander zugewandten Innenseiten ausbilden mit
einer durch beide Bauteile gesteckten und sich an der Außenseite des ersten Bauteils abstützenden Ver­ bindungsschraube und
einem mit der Verbindungsschraube verschraubten, sich im verspannten Zustand beider Bauteile am zweiten Bauteil und an der Innenseite des ersten Bau­ teils abstützenden, den Bauteilespalt überbrückenden Ausgleichselement,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausgleichselement (51 bis 57) eine mit der Verbindungsschraube (4) verschraubte Gewindehülse (61 bis 67) enthält, die sich im verspannten Zustand beider Bauteile (1, 2) sowohl am ersten Bauteil (1) als auch über ein Verbindungsteil (71 bis 77) am zweiten Bauteil (2) abstützt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (61 bis 67) gegenüber dem zwei­ ten Bauteil (2) verdrehsicher abgestützt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Verbindungsteil aus einem an der Gewindehülse (61 bis 64) und dem zweiten Bauteil (2) abgestützten Federelement (71 bis 74) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement aus einer zwischen einem Kra­ gen (611) der Gewindehülse (61) und der Außenfläche des zweiten Bauteils (2) angeordneten Druckfeder (71) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem im Bauteilespalt (3) befindlichen hohlzy­ lindrischen Teil (610) der Gewindehülse (61) ein Feder- oder Gummiring (12) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der hohlzylindrische Teil (610) der Ge­ windehülse (61) ein in Längsrichtung verlaufendes erstes Formschlusselement (612) aufweist, das mit einem komplementären Formschlusselement (21) in einer die Gewindehülse (61) aufnehmenden Bohrung (20) des zweiten Bauteils (2) als Verdrehsicherung zusammen­ wirkt.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Teil (610) der Gewindehülse (61) in Längsrichtung verlaufende Rippen aufweist, deren Außenrand beim Durchziehen der Gewindehülse (61) durch die Öffnung (20) des zweiten Bauteils (2) deformiert werden.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Teil (610) der Gewindehülse (61) beschich­ tet ist und dass die Beschichtung beim Hindurchziehen der Gewindehülse (61) durch die Öffnung (20) vom zweiten Bauteil (2) abgeschabt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement aus einem im Bauteilespalt (3) angeordneten und mit dem zweiten Bauteil (2) fest verbundenen Federblech (72) besteht, an dem die Gewin­ dehülse (62) unmittelbar befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblech (72) mehrere von einem mit der Gewindehülse (62) verbundenen Mittelteil (720) abgehen­ de und den spezifischen Einbauanforderungen angepasste Federarme (721 bis 724) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im zweiten Bauteil (2) vorgesehene Öffnung (22) zur Aufnahme des Schaftes (40) der Verbindungs­ schraube (4) kleiner als der Außendurchmesser der Gewindehülse (62) ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement aus einem zwischen einem Kra­ gen (631, 641) der Gewindehülse (63, 64) und der Außen­ fläche des zweiten Bauteils (2) sowie um den zylindri­ schen Teil (630, 640) der Gewindehülse (63, 64) ange­ ordneten Gummipuffer (73, 74) besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummipuffer (73) in einem von der Außenfläche des zweiten Bauteils (2) zum Bauteilespalt (3) gerich­ teten eingeprägten Topf (23) im zweiten Bauteil (2) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (63) einen dem Querschnitt des eingeprägten Topfes (23) angepassten Kragen (631) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch einen die Gewindehülse (63) und den Gummipuffer (73) sichernden Sicherungsbügel (8), der in neben dem eingeprägten Topf (23) angeordnete Ausnehmungen (24, 25) im zweiten Bauteil (2) eingreift.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenseite der Gewindehülse (64) eine den Gummipuffer (74) zumindest teilweise umgreifende Abdeckkappe (9) aufgesetzt und mit dem zweiten Bau­ teil (2) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Abdeckkappe (9) und der Kragen (641) der Gewindehülse (64) eine im Wesentli­ chen übereinstimmende, die Gewindehülse (64) gegen Verdrehen beim Einschrauben der Verbindungsschrau­ be (4) sichernde Kontur aufweisen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Verbindungsteil aus einer die Gewindehülse (65, 66) aufnehmenden, mit dem zweiten Bauteil (2) formschlüssig verbundenen Aufnahmehül­ se (75, 76) besteht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Innengewinde (651) versehene Gewin­ dehülse (65) als Konus ausgebildet und in einer koni­ schen Bohrung (750) der Aufnahmehülse (75) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aufnahmehülse (75) mit einem verbreiter­ ten Rand (752) an der Innenfläche und mit federnden Stegen (754) an der Außenfläche des zweiten Bauteils (2) abstützt.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Verbindung mit dem zweiten Bauteil (2) entge­ gengesetzten Ende der Aufnahmehülse (75) eine die Anordnung der Gewindehülse (65) in der Aufnahmehülse sichernde Auskragung (753) vorgesehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (66) und die Aufnahmehülse (76) als Zwei-Komponenten-Kunststoffeinsatz ausgebildet sind und aus zwei sich chemisch nicht miteinander verbindenden Materialien bestehen, und dass in die Gewindehülse (66) ein Gewindeelement zur Aufnahme der Verbindungsschraube (4) gespritzt ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der Gewindehülse (66) und die Bohrung der Aufnahmehülse (76) zylinderförmig ausgebil­ det sind.

24. Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (751, 761) der Aufnahmehülse (75, 76) polygonal ausgebildet und in eine polygonal gleicharti­ ge Öffnung (27, 28) des zweiten Bauteils (2) einge­ setzt ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Außenfläche der Gewindehülse (67) sägezahnförmige Raststufen (671) aufweist, die in sägezahnförmige Raststufen (771) eines schalenförmigen Verbindungsteils (77) eingreifen, das formschlüssig in eine Ausnehmung (291, 292) des zweiten Bauteils (2) eingesetzt ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das schalenförmige Verbindungsteil (77) aus zwei miteinander verschweißten Lagerschalen (772, 773) vorzugsweise aus Kunststoff besteht und dass die Außenfläche des schalenförmigen Verbindungsteils (77) polygonal ausgebildet und in die polygonal gleicharti­ ge Öffnung (291, 292) des zweiten Bauteils (2) einge­ setzt ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (291, 292) im zweiten Bauteil (2) zur Aufnahme des schalenförmigen Verbindungsteils (77) aus einem Einsetzbereich (291) zum Einsetzen des schalenförmigen Verbindungsteils (77) und einem an den Einsetzbereich (291) anschließenden Befestigungsbe­ reich (292) besteht, derart, dass das schalenförmige Verbindungsteil (77) vom Einsetzbereich (291) in den Befestigungsbereich (292) verschiebbar ist.