DE102006062395B3

DE102006062395B3 - Montagesystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Grundteil unter Berücksichtigung von Lagetoleranzen

Info

Publication number: DE102006062395B3
Application number: DE200610062395
Authority: DE
Inventors: Jan Maier; Matthias Knöll
Original assignee: Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-12-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Montagesystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Grundteil unter Berücksichtigung von Lagetoleranzen zwischen Bauteil und Grundteil, mit wenigstens zwei hintereinander, mit Spielpassungen in eine am Bauteil vorgesehene Aussparung einsetzbaren Haltebuchsen, mit einer in axialer Richtung in die Haltebuchsen einsetzbaren und in ein am Grundteil vorgesehenen Gewindeabschnitt einschraubbaren Spannschraube, wobei zwischen der Spannschraube und der Innenwandung der Buchsen ein die in radialer Richtung vorhandenen Lagetoleranzen ausgleichendes Spiel vorgesehen ist, und mit einem zwischen den Haltebuchsen angeordneten elastisch verformbaren Spannmittel, wobei beim Einschrauben der Spannschraube in den Gewindeabschnitt zum einen das Spannmittel die Spielpassung überbrückt und zur axialen Festsetzung des Bauteils unter Ausgleich der axialen Lagetoleranz nach radial außen gegen die Wandung der Aussparung beaufschlagt wird und zum anderen die Haltebuchsen zur radialen Festsetzung des Bauteils unter Ausgleich der radialen Lagetoleranz gegen das Grundteil beaufschlagt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Montagesystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Grundteil unter Berücksichtigung von insbesondere im 1/10 bis 1/1 Millimeterbereich liegenden Lagetoleranzen zwischen dem Bauteil und dem Grundteil.
Bei der Befestigung von Bauteilen an einem Grundteil tritt immer wieder der Fall auf, dass aufgrund groß gewählter Toleranzen und aufgrund von Toleranzketten die Lagetoleranz der miteinander zu befestigten Bauteile vergleichsweise groß ist und insbesondere im Millimeterbereich liegen kann.
Aus der FR 2 735 818 A1 ist ein Montagesystem zur Befestigung eines Bauteils an einem Grundteil bekannt geworden. Das System sieht eine Haltebuchse zwischen Bauteil und Grundteil vor sowie eine in axialer Richtung in die Haltebuchse einsetzbare und in ein am Grundteil vorgesehenen Gewindeabschnitt einschraubbare Spannschraube. Zwischen der Spannschraube und der Innenwandung der Buchse ist dabei ein die in radialer Richtung vorhandenen Lagertoleranzen ausgleichendes Spiel vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Montagesystem bereitzustellen, mit dem Bauteile unter Berücksichtigung ihrer Lagetoleranzen auf einfache Art und Weise und dennoch funktionssicher aneinander befestigt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Montagesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein solches Montagesystem sieht wenigstens zwei hintereinander, mit Spielpassungen in eine am Bauteil vorgesehene Aussparung einsetzbare Haltebuchsen vor. Aufgrund der Spielpassungen können die Haltebuchsen in axialer Richtung relativ zum Bauteil in der Aussparung verschoben werden. Das Montagesystem sieht ferner eine in axialer Richtung in die Haltebuchsen einsetzbare und in ein am Grundteil vorgesehenen Gewindeabschnitt einschraubbare Spannschraube vor, wobei zwischen der Spannschraube und der Innenwandung der Haltebuchsen ein die in radialer Richtung vorhandenen Lagetoleranzen ausgleichendes Spiel vorgesehen ist. Aufgrund eines derartigen Spiels kann die Spannschraube folglich achsparallel zur Mittellängsachse der Buchsen angeordnet werden, wodurch entsprechende Lagetoleranzen ausgeglichen werden können. Das Montagesystem sieht ferner ein zwischen den Haltebuchsen angeordnetes, elastisch verformbares Spannmittel derart vor, dass beim Einschrauben der Spannschraube in den Gewindeabschnitt zum einen das Spannmittel die Spielpassung überbrückt und zur axialen Festsetzung des Bauteils unter Ausgleich der axialen Lagetoleranzen nach radial außen gegen die Wandung der Aussparung beaufschlagt wird und zum anderen die Haltebuchsen zur radialen Festsetzung des Bauteils unter Ausgleich der radialen Lagetoleranzen gegen das Grundteil beaufschlagt wird. Insofern können Lagetoleranzen in axialer Richtung als auch in radialer Richtung ausgeglichen werden. Dennoch kann ein Festsetzen des Bauteils am Grundteil mittels den Haltebuchsen, dem Spannmittel und der Spannschraube erfolgen.
Die zu verwendenden Haltebuchsen können dabei vorteilhafterweise identisch ausgebildet sein. Je nach Anforderungen an das Bauteil und/oder das Grundteil können allerdings auch verschiedenartig ausgebildete Haltebuchsen Verwendung finden.
Zur insbesondere verliersicheren Anlage des Spannmittels an der Haltebuchse kann die Haltebuchse einen nach radial innen zurückversetzten Bund vorsehen. Der Bund ist dabei vorteilhafterweise umlaufend geschlossen ausgebildet.
Um ein ungewolltes Abziehen oder Abrutschen des Spannmittels vom Bund zu unterbinden, ist denkbar, dass der Bund nach radial außen weisende Randabschnitte, insbesondere einen nach radial außen weisenden Kragen, vorsieht.
Ferner ist vorteilhaft, wenn der Bund wenigstens abschnittsweise derart konisch ausgebildet ist, dass das Spannmittel beim Einschrauben der Haltebuchse nach radial außen gedrängt wird. Hierdurch wird ein zuverlässiges nach radial außen Drängen des Spannmittels in der Endmontageposition erzielt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Haltebuchse eine zum Bund komplementäre Ausnehmung zur Aufnahme des Bundes der benachbarten Haltebuchse aufweist. Die Ausnehmung ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, dass die Haltebuchsen beim axialen Verspannen sich selbst zentrieren. Dazu können die Ausnehmungen und/oder die Bünde entsprechende Zentrierschrägen vorsehen.
Vorteilhaft kann zudem sein, wenn der der Ausnehmung radial gegenüberliegende Bereich der Außenwandung der Haltebuchse derart konisch ausgebildet ist, dass das Spannmittel beim Einschrauben der Haltebuchse nach radial außen gedrängt wird. Auch hierdurch wird ein zuverlässiges nach radial außen Beaufschlagen des Spannmittels erzielt.
Das Spannmittel kann vorteilhafterweise als O-Ring, der insbesondere einen kreisrunden Querschnitt vorsehen kann, ausgebildet sein. Anders ausgebildete Spannmittel, wie beispielweise sternförmige Spannkeile oder schlauchartige Teile, sind erfindungsgemäß durchaus denkbar.
Gemäß der Erfindung ist auch denkbar, dass das Spannmittel einstückig mit einer Haltebuchse ausgebildet ist. Die das Spannmittel aufweisende Haltebuchse kann dabei insbesondere als Blechteil oder auch als Kunststoffteil ausgebildet sein.
Das Spannmittel, beziehungsweise der Spannmittelabschnitt einer derartigen Haltebuchse, kann dann Einführschrägen zur Aufnahme der freien Seite der Haltebuchse, an welcher es nicht fest angeordnet ist, vorsehen. Über diese Einführschrägen kann beim axialen Verspannen der Haltebuchsen ein Beaufschlagen des Spannmittels, beziehungsweise der Spannmittelabschnitte, nach radial außen gewährleistet werden. In der Endmontageposition umgreifen dann die Spannmittel die die Spannmittel nicht aufweisende Haltebuchse.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Spannschraube und der dem Kopf der Spannschraube zugewandten Haltebuchse eine Unterlegscheibe vorgesehen ist, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der zugehörigen Haltebuchse. Hierdurch kann eine zuverlässige Kraftübertragung vom Spannkopf über die Unterlegscheibe in die Haltebuchsen erreicht werden. Die Unterlegscheibe kann auch einstückig mit dem Schraubenkopf ausgebildet sein.
Zudem sind die Haltebuchsen und die zwischen den Haltebuchsen vorhandenen Spannmittel verliersicher aneinander angeordnet, beispielsweise mittels sich hintergreifenden Rastabschnitten.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.
Es zeigen:
1 die Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Montagesystems;
2 eine Vormontageposition eines zweiten erfindungsgemäßen Montagesystems;
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2;
4 die Endmontageposition des Systems gemäß 2; und
5 die Endmontageposition eines dritten erfindungsgemäßen Montagesystems.
In der 1 ist ein Bauteil 10 dargestellt, das mit einem Montagesystem 12 an einem Grundteil 14 in der in der 1 dargestellten relativen Lage befestigt werden soll. Das Montagesystem 12 umfasst drei hintereinander, in einer Aussparung 16 des Bauteils 10 entlang der Mittellängsachse 18 angeordnete Haltebuchsen 20, 22 und 24. Der Außendurchmesser der Haltebuchsen 20, 22 und 24 ist so gewählt, dass die Haltebuchsen mit einer Spielpassung p in die Aussparung 16 in axialer Richtung eingeführt werden können. Das System 12 umfasst ferner eine Spannschraube 26, die sich durch die Haltebuchsen 20, 22 und 24 erstreckt und in einen am Grundteil 14 vorgesehenen Gewindeabschnitt 28 entlang der Mittellängsachse 30 einschraubbar ist.
Der Innendurchmesser d der Haltebuchsen 20, 22 und 24 ist deutlich größer als der Durchmesser der Spannschraube 26, so dass in radialer Richtung vorhandene Lagetoleranzen zwischen dem Bauteil 10 und dem Grundteil 14 durch das Spiel der Innenwandungen 32 der Haltebuchsen 20, 22 und 24 und der Spannschraube 26 ausgeglichen werden können. Wie aus der
1 hervorgeht, ist die Mittellängsachse 30 der Spannschraube 26 von der Mittellängsachse 18 der Aussparung 16 zum Ausgleich der radialen Lagetoleranzen beabstandet.
Die identisch ausgebildeten Haltebuchsen 20, 22 und 24 sehen jeweils einen nach radial innen zurückversetzten Ringbund 34 vor, an dem jeweils ein Spannmittel in Form eines O-Ringes 36 angeordnet ist. Wird ausgehend von der in der 1 dargestellten Vormontageposition die Spannschraube 26 in den Gewindeabschnitt 28 eingeschraubt, so werden die Haltebuchsen in axialer Richtung miteinander verspannt. Die Unterseite des Schraubenkopfs 38 wirkt dabei gegen eine Unterlegscheibe 40, die ihrerseits gegen die Haltebuchse 24 wirkt. Beim axialen Verspannen der Haltebuchsen 20, 22 und 24 werden die zwischen den Haltebuchsen, sich in der Aussparung 16 befindlichen O-Ringe 36 nach radial außen, die Spielpassung überbrückend, gegen die Wandung der Aussparung 16 beaufschlagt. Hierdurch wird das Bauteil 10 in axialer Richtung festgesetzt. Zudem werden die Haltebuchsen in axialer Richtung gegen das Bauteil 14 beaufschlagt, wodurch das Bauteil 10 auch in radialer Richtung am Grundteil 14 festgesetzt wird. Das Bauteil 10 wird insgesamt in seiner relativen Lage zum Grundteil 14 fixiert.
Um bei der Handhabung der Haltebuchsen 20, 22 und 24 ein Abrutschen der O-Ringe 36 in axialer Richtung zu verhindern, sehen die Bünde 34 nach radial außen weisende Randabschnitte 42 vor. Auf der dem jeweiligen Bund 34 abgewandten Seite sehen die Haltebuchsen zudem Ausnehmungen 44 vor, die derart ausgebildet sind, dass beim axialen Verspannen der Haltebuchsen 20, 22, 24 der jeweils ihnen gegenüberliegenden Bund 34 in die jeweilige Ausnehmung 44 eintauchen kann. Die den Ausnehmungen 44 radial gegenüberliegenden Bereiche sehen eine konisch ausgebildete Fase 46 derart vor, dass der mit der jeweiligen Fase 46 zusammenwirkende O-Ring 36 in der Endmontageposition von der Fase 46 nach radial außen gegen die Wandung der Aufnahme 16 gedrängt wird.
Bei der Ausführungsform gemäß den 2 bis 4, bei der der 1 entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet sind, finden lediglich zwei Haltebuchsen 60 und 62 Verwendung, wobei diese Haltebuchsen, im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 1, unterschiedlich ausgebildet sind. Die Haltebuchse 62 ist vergleichsweise lang und schlank ausgebildet und weist einen dem O-Ring 36 zugewandten, verstärkten Bereich 64 auf. Der Außendurchmesser der Haltebuchse 60 entspricht dabei dem Außendurchmesser des verstärkten Bereichs 64. Aufgrund der Verstärkung ist eine genügend große Anlagefläche für den O-Ring 34 an den Haltebuchsen 60, 62 vorhanden.
Anders als bei der Ausführungsform gemäß 1 sieht das Bauteil 10 auch keine kreiszylindrische Aussparung 16 vor. Vielmehr weist die Aussparung, wie aus 3 deutlich wird, im unteren Bereich eine Aufweitung 66 vor.
Im endmontierten Zustand, wie er in der 4 dargestellt ist, wird der O-Ring nach radial außen gegen die Wandung der Aussparung 16 beaufschlagt, wobei ein Grundteil 10 in 4 nicht dargestellt ist.
Zum besseren Einführen des O-Rings 36 in die Aussparung 16 ist vorgesehen, dass die untere Öffnung der Aussparung 16 eine Anfasung 68 vorsieht.
Bei dem in der 5 gezeigten Montagesystem, bei dem der 1 entsprechende Bauteile und entsprechende Bezugszeiche versehen sind, ist das Spannmittel 80 einstückig an der Haltebuchse 78 angeordnet. Die Haltebuchse 78 samt Spannmittel ist dabei vorzugsweise als entsprechend gebogenes Blechteil ausgebildet.
Das Spannmittel 80 wird von mehreren um die Mittellängsachs der Haltebuchse 78 im Wesentlichen nach axial oben verlaufenden Spannzungen gebildet. Diese Spannzungen weisen jeweils Einführschrägen 82 auf, entlang welchen die freie Stirnseite 84 der oberen Haltebuchse 24 beim axialen Verschrauben der beiden Haltebuchse 24, 78 entlanggleiten.
In der in der 5 gezeigten Endmontageposition werden die Spannzungen 80 von der Stirnseite 84, beziehungsweise von einem umlaufenden Bund 86, nach radial außen zur Fixierung des Bauteils 10 beaufschlagt.

Claims

Montagesystem (12) zur Befestigung eines Bauteils (10) an einem Grundteil (14) unter Berücksichtigung von Lagetoleranzen zwischen Bauteil (10) und Grundteil (14), mit wenigstens zwei hintereinander, mit Spielpassungen (p) in eine am Bauteil vorgesehene Aussparung (16) einsetzbaren Haltebuchsen (20, 22, 24; 60, 62; 78), mit einer in axialer Richtung in die Haltebuchsen (20, 22, 24; 60, 62; 78) einsetzbaren und in ein am Grundteil (14) vorgesehenen Gewindeabschnitt (28) einschraubbaren Spannschraube (26), wobei zwischen der Spannschraube (26) und der Innenwandung (32) der Haltebuchsen (20, 22, 24; 60, 62; 78) ein die in radialer Richtung vorhandenen Lagetoleranzen ausgleichendes Spiel vorgesehen ist, und mit einem zwischen den Haltebuchsen (20, 22, 24; 60, 62; 78) vorgesehenen verformbaren Spannmittel (36, 80), wobei beim Einschrauben der Spannschraube (26) in den Gewindeabschnitt (28) zum einen das Spannmittel (36, 80) die Spielpassung (p) überbrückt und zur axialen Festsetzung des Bauteils (10) unter Ausgleich der axialen Lagetoleranz nach radial außen gegen die Wandung der Aussparung (16) beaufschlagt wird und zum anderen die Haltebuchsen (20, 22, 24; 60, 62; 78) zur radialen Festsetzung des Bauteils (10) unter Ausgleich der radialen Lagetoleranz gegen das Grundteil (14) beaufschlagt werden.
System (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Haltebuchse (20, 22, 24; 60, 62) einen nach radial innen zurückversetzten Bund (34) zur Anlage des Spannmittels (36) aufweist.
System (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (34) nach radial außen weisende Randabschnitte (42) zur verliersicheren Anordnung des Spannmittels (36) an der Haltebuchse (20, 22, 24; 60, 62) vorsieht.
System (12) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (34) wenigstens abschnittsweise derart konisch ausgebildet ist, dass das Spannmittel (36) beim Einschrauben der Spannschraube (26) nach radial außen gedrängt wird.
System (12) nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Haltebuchse (20, 22, 24; 60, 62) eine zum Bund komplementäre Ausnehmung (44) zur Aufnahme des Bunds (34) der benachbarten Haltebuchse aufweist.
System (12) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der der Ausnehmung (44) radial gegenüberliegende Bereich (46) der Außenwandung der Haltebuchse (20, 22, 24; 60, 62) derart konisch ausgebildet ist, dass das Spannmittel (36) beim Einschrauben der Spannschraube (26) nach radial außen gedrängt wird.
System (12) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (36) als elastischer O-Ring, als Spannkeilteil oder als schlauchartiger Spannabschnitt ausgebildet ist.
System (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (80) einstückig mit einer Haltebuchse (78) ausgebildet ist.
System (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (80) Einfuhrschrägen (82) zur Aufnahme der freien Seite (84) der Haltebuchse (24), an welcher es nicht angeordnet ist, vorsieht und dass es in der Endmontageposition diese Haltebuchse (24) wenigstens abschnittsweise umgreift.
System (12) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spannschraube (26) und der dem Kopf (38) der Spannschraube (26) zugewandten Haltebuchse eine Unterlegscheibe (40) vorgesehen ist, deren Außendurchmesser größer ist als Innendurchmesser (d) der zugehörigen Buchse.
System (12) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebuchsen (20, 22, 24; 60, 62) und das zwischen den Haltebuchsen (20, 22, 24; 60, 62) vorhandene Spannmittel (36) verliersicher aneinander angeordnet sind.