DE102009013296A1

DE102009013296A1 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE102009013296A1
Application number: DE200910013296
Authority: DE
Inventors: Thorsten Liebel; Johann Singer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-03-14
Filing date: 2009-03-14
Publication date: 2010-09-16

Abstract

Schraubverbindung, umfassend eine Gewindeschraube und ein damit verschraubbares oder verschraubtes, ein Innengewinde aufweisendes Bauteil, wobei das Innengewinde (8) ein Gewindeloch (9) mit unrunder Grundform aufweist und die Gewindegänge des Innengewindes (8) durch Einschrauben der Gewindeschraube (7) hergestellt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung, umfassend eine Gewindeschraube und ein damit verschraubbares oder verschraubtes, ein Innengewinde aufweisendes Bauteil.
Hintergrund der Erfindung
Bei industriellen Anwendungen, beispielsweise in der Automobilindustrie, wird eine Vielzahl unterschiedlicher Schraubverbindungen eingesetzt, um Anbauteile zum Beispiel an einem Motorgehäuse oder einer Karosserie zu befestigen. Die Befestigung erfolgt häufig mittels einer Gewindeschraube, die in ein spanend hergestelltes Innengewinde eingeschraubt wird. Der Fertigungsaufwand zur Herstellung des Innengewindes ist allerdings beträchtlich. Alternativ ist es auch bekannt, eine Gewindeschraube in ein durch Rollieren hergestelltes Innengewinde einzuschrauben.
Um den hohen Fertigungsaufwand bei der Herstellung des Innengewindes zu verringern, wurden Gewindeformschrauben entwickelt, die auch als Furchschrauben bezeichnet werden, bei deren Verwendung auf das vorherige Gewindeschneiden verzichtet werden kann. Gewindefurchende Schrauben, die in der DIN 7500 genormt sind, können ohne Vorschneiden eines Gewindes in plastisch verformbare Werkstoffe eingeschraubt werden. Gewindefurchende Schrauben weisen einen trilobularen Querschnitt auf, der beim Einschrauben das Furchen des Gewindes erleichtert. Um das Ansetzen zu erleichtern, kann das Ende der Gewindeformschraube konisch ausgebildet sein. Entsprechende Gewindeformschrauben sind beispielsweise aus der EP 0 987 452 A1 oder der DE 10 2007 003 487 A1 bekannt.
Obwohl sich derartige Schraubverbindungen bewährt haben, werden die hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Furchschraube, des Schraubenlochs und die Montagevorrichtung als nachteilig angesehen. Problematisch ist ebenfalls, dass sich durch den konisch ausgebildeten Anschnitt am Ende der Gewindeformschraube deren Länge erhöht, sodass ein größerer Einbauraum benötigt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindung anzugeben, die eine einfachere Montage ermöglicht und einen geringeren Einbauraum benötigt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schraubverbindung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Innengewinde ein Gewindeloch mit unrunder Grundform aufweist und die Gewindegänge des Innengewindes durch Einschrauben der Gewindeschraube hergestellt sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das bekannte Prinzip einer Schraube mit unrund ausgebildetem Gewindeprofil, die in ein herkömmliches Gewindeloch eingeschraubt wird, umgekehrt werden kann, um eine ebenso tragfähige und zuverlässige Schraubverbindung zu erhalten. Die erfindungsgemäße Schraubverbindung hat einen verringerten Bauraumbedarf, da der Anschnitt entfällt.
Bei der erfindungsgemäßen Schraubverbindung wird es besonders bevorzugt, dass das Gewindeloch des Innengewindes im Wesentlichen eine trilobulare Grundform aufweist. Der Querschnitt des Innengewindes gleicht dabei einem gleichseitigen Dreieck mit abgerundeten Ecken und nach außen gekrümmten Seiten. Diese trilobulare Grundform erleichtert das Furchen des Innengewindes durch das Einschrauben einer Gewindeschraube. Nach dem Einschrauben der Gewindeschraube wird die von der erfindungsgemäßen Schraubverbindung übertragene Vorspannkraft über Formschluss und durch den Furchvorgang erzeugten Kraftschluss, der elastische und plastische Fugenpressung erzeugt, übertragen.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schraubverbindung kann das Gewindeloch des Innengewindes eine im Wesentlichen fünfeckige oder siebeneckige Grundform mit abgerundeten Ecken aufweisen. Ein derart ausgebildetes Gewindeloch erleichtert den Furchvorgang beim Einschrauben der Gewindeschraube, um die Gewindegänge zu erzeugen.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass das Innengewinde der erfindungsgemäßen Schraubverbindung als Durchgangsgewinde oder Sacklochgewinde ausgebildet sein kann. In beiden Fällen können die Gewindegänge durch das Eindrehen der Gewindeschraube hergestellt werden.
Eine besonders kostengünstige Fertigung ist bei erfindungsgemäßen Schraubverbindungen möglich, bei denen das Bauteil, in dem das Innengewinde ausgebildet ist, ein Gussteil ist. In das Gussteil kann das Gewindeloch eingegossen sein, sodass die Herstellung des Innengewindes allein durch das Einschrauben der Gewindeschraube erfolgt, ohne dass weitere Fertigungsschritte erforderlich sind.
Eine besonders einfache und kostengünstige Schraubverbindung wird erhalten, wenn die Gewindeschraube als Zylinderschraube ausgebildet ist. Dementsprechend können herkömmliche, kostengünstige Gewindeschrauben in das Gewindeloch des Innengewindes des Bauteils eingeschraubt werden, sodass auf aufwändige Spezialschrauben, insbesondere aus Gewindeformschrauben, verzichtet werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Schraubverbindung kann das Bauteil, in dem das Innengewinde ausgebildet ist, aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung, bestehen. In derartige vergleichsweise weiche Legierungen kann das Innengewinde durch Verformen des Gewindelochs während des Furchvorgangs eingebracht werden.
Daneben betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend wenigstens ein antreibendes Rad, wenigstens ein angetriebenes Rad, ein die Räder verbindendes Umschlingungsmittel und wenigstens eine eine Vorspannung in dem Zugmitteltrieb erzeugende Spannrolle.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannrolle mittels einer Schraubverbindung der beschriebenen Art befestigt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung;
2 einen Ausschnitt eines ein Gewindeloch aufweisenden Bauteils entlang der Linie II-II geschnitten; und
3 eine perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Bauteils.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in 1 gezeigte Spannvorrichtung 1 für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine umfasst eine Spannrolle 2, die über ein Wälzlager 3 an einem Ende eines Hebelarms 4 drehbar gelagert ist. Der Hebelarm 4 wird von einem Federelement 5 mit einem Torsionsmoment beaufschlagt, sodass über die Spannrolle 2, an der ein in 1 nicht dargestellter Spannriemen des Zugmitteltriebs anliegt, eine Vorspannung in dem Zugmitteltrieb erzeugt wird. Die Befestigung der Spannrolle 2 an dem Hebelarm 4 erfolgt über eine Schraubverbindung 6, die eine Gewindeschraube 7 und ein in dem Hebelarm 4 ausgebildetes Innengewinde 8 umfasst.
Der Hebelarm 4 ist als Gussteil ausgebildet und besteht aus einer Aluminiumlegierung. 2 zeigt einen Ausschnitt des Hebelarms 4 in einer geschnittenen Ansicht entlang der Linie II-II im Bereich des Gewindelochs 9, 3 zeigt den Hebelarm 4 in einer perspektivischen Ansicht. Das eingegossene Gewindeloch 9 besitzt eine trilobulare Form, die einem gleichseitigen Dreieck ähnelt, dessen Schenkel konvex gewölbt und dessen Ecken abgerundet sind. in das Gewindeloch 9 wird ohne weitere zwischengeschaltete Fertigungsschritte bei der Montage der Spannvorrichtung 1 die Gewindeschraube 7 eingeschraubt. Die Gewindeschraube 7 besitzt ein zylindrisches Gewinde und formt beim Einschrauben in das Gewindeloch 9 die Gewindegänge des Innengwindes 8, indem der unrunde Querschnitt des Gewindelochs 9 plastisch verformt wird.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Gewindegänge des Innengewindes 8 unterbrochen, was durch die trilobulare Form des Gewindelochs 9 bewirkt wird. Form und Größe des Gewindelochs und Schaftdurchmesser der Gewindeschraube werden so aufeinander abgestimmt, dass sich beim Einschrauben ein Innengewinde mit ausreichender Tragfähigkeit ergibt.
Nach dem vollständigen Verschrauben der Gewindeschraube 7 mit dem Innengewinde 8 sind der Hebelarm 4 und die Gewindeschraube 7 kraft- und formschlüssig miteinander verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gewindeloch 9 als Sackloch ausgebildet, bei anderen Ausführungen kann das Gewindeloch auch als Durchgangsloch ausgebildet sein.

1: Spannvorrichtung
2: Spannrolle
3: Wälzlager
4: Hebelarm
5: Federelement
6: Schraubverbindung
7: Gewindeschraube
8: Innengewinde
9: Gewindeloch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0987452 A1 [0003]
- DE 102007003487 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 7500 [0003]

Claims

Schraubverbindung, umfassend eine Gewindeschraube und ein damit verschraubbares oder verschraubtes, ein Innengewinde aufweisendes Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (8) ein Gewindeloch (9) mit unrunder Grundform aufweist und die Gewindegänge des Innengewindes (8) durch Einschrauben der Gewindeschraube (7) hergestellt sind.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeloch (9) des Innengewindes (8) im Wesentlichen eine trilobulare Grundform aufweist.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeloch (9) des Innengewindes (8) eine im Wesentlichen fünfeckige oder siebeneckige Grundform mit abgerundeten Ecken aufweist.
Schraubverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (8) als Durchgangsgewinde oder Sacklochgewinde ausgebildet ist.
Schraubverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil, in dem das Innengewinde (8) ausgebildet ist, ein Gussteil ist.
Schraubverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil, in dem das Innengewinde (8) ausgebildet ist, aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung, besteht.
Schraubverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeschraube (7) als Zylinderschraube ausgebildet ist.
Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend wenigstens ein antreibendes Rad, wenigstens ein angetriebenes Rad, ein die Räder verbindendes Umschlingungsmittel und wenigstens eine eine Vorspannung in dem Zugmitteltrieb erzeugende Spannrolle, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrolle (2) mittels einer Schraubverbindung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 befestigt ist.