DE102009029105A1

DE102009029105A1 - Abstandshülse

Info

Publication number: DE102009029105A1
Application number: DE102009029105A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr. Schneider; Udo Schmidt
Original assignee: Richard Bergner Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Richard Bergner Holding & Co Kg De GmbH
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: DE102009029105B4; DE202009018611U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abstandshülse (4) mit einer diese in Axialrichtung durchsetzenden Durchgangsöffnung (14) zur Aufnahme des Schaftes (15) eines einen Kopf (18) aufweisenden Befestigers (5) mit einer ersten, zur mittel- oder unmittelbaren Beaufschlagung durch den Kopf (18) des Befestigers (5) dienenden und einer zweiten zur Abstützung an einer Grundkonstruktion dienenden Stirnfläche (16, 17) sowie einem von ihrer Außenumfangsfläche radial abstehenden, einen Axialabstand zu den beiden Stirnflächen (16, 17) aufweisenden Stützflansch (34), wobei die Abstandshülse (4) aus einer ersten und einer zweiten Teilhülse (6, 7) besteht, die mit ihren einander zugewandten Enden, ihren Fixierenden, aneinander fixiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandshülse, welche zusammen mit einem einen Kopf und einen Schaft aufweisenden Befestiger, insbesondere einer Schraube, verwendet wird, um ein erstes und ein zweites Montageteil an einer Grundkonstruktion, beispielsweise eine Zylinderkopfhaube und eine Kraftstoffleitung an einem Zylinderkopf so zu montieren, dass das erste Montageteil an einer Montagefläche der Grundkonstruktion und das zweite Montageteil mit Abstand zum ersten Montageteil bzw. zur Grundkonstruktion an der Abstandshülse fixiert ist. Für diesen Zweck bisher verwendete Abstandshülsen sind einstückig ausgebildet und weisen einen radial erweiterten Längsabschnitt auf, der mit einer Radialschulter in einen Längsabschnitt mit kleinerem Außendurchmesser übergeht. Letzterer ragt im Montagezustand in eine Bohrung des ersten Montageteils hinein und stützt sich an der Grundkonstruktion ab. Die Radialschulter bildet eine den Rand der genannten Bohrung überlappende und beaufschlagende Stützfläche, wobei das erste Montageteil gegen eine Montagefläche der Grundkonstruktion gedrückt wird.
Der radial erweiterte Längsabschnitt der bekannten Abstandshülse ist durch eine entsprechend dicke Hülsenwand gebildet, so dass die Abstandshülse aufgrund der erforderlichen Materialmenge relativ schwer ist, was vor allem bei ihrem Einsatz bei Leichtbaukonstruktionen nachteilig ist. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Abstandshülse besteht darin, dass bei wechselnden Abständen des zweiten Montageteils zur Grundkonstruktion oder unterschiedlich dicken ersten Montageteilen jeweils komplette Abstandshülsen mit entsprechendem Material- und Herstellungsaufwand produziert werden müssen. Gleiches gilt für den Fall, dass die Art der Fixierung des zweiten Montageteils an der Abstandshülse variiert, so dass diesbezügliche strukturelle Anpassungen erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abstandshülse der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die hinsichtlich der genannten Nachteile verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Abstandshülse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zweiteilige Ausgestaltung in Form einer ersten und zweiten Teilhülse gestattet es, eine der beiden Teilhülsen in unveränderter Form vorzuhalten und je nach den Erfordernissen des Einzelfalls die jeweils andere Teilhülse entsprechend anzupassen, beispielsweise um den Abstand zwischen dem zweiten Montageteil und der Grundkonstruktion oder den Abstand zwischen dem Stützflansch und der Grundkonstruktion zu variieren oder die Teilhülse, an der das zweite Montageteil fixiert werden soll, hinsichtlich der Art der Fixierung anzupassen. Vorzugsweise ist der Stützflansch an eine der beiden Teilhülsen als Endflansch, also so angeformt, dass seine das erste Montageteil beaufschlagende Stützfläche die Stirnfläche der Teilhülse bildet.
Vorteilhafte Weiterbildungen einer Abstandshülse sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine an einer Grundkonstruktion fixierte Montageeinheit, die ein erstes und ein zweites Montageteil, eine aus einer ersten und zweiten Teilhülse gebildete Abstandshülse sowie einen Befestiger umfasst,
1a den Hülsenbereich gemäß Ausschnitt A in 1, jedoch in einer abgewandelten Form,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Abstandshülse in perspektivischer Darstellung,
3 einen Schnitt durch die Abstandshülse von 2 entsprechend Linie III-III,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Abstandshülse mit Dämpfungselement in perspektivischer Darstellung,
5 die Abstandshülse von 4 in Seitenansicht (ohne Dämpfungselement), und mit Haltelaschen in Ausgangsstellung,
6 die zweite Teilhülse der Abstandshülse von 4 in Längsschnittdarstellung,
7 die erste Teilhülse der Abstandshülse von 5 in Längsschnittdarstellung,
8 eine Draufsicht auf die Teilhülse von 7 in Richtung des Pfeiles VIII,
9 den Ausschnitt IX von 5,
10 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Abstandshülse in perspektivischer Darstellung,
11 die zweite Teilhülse der Abstandshülse von 10 in Längsschnittdarstellung,
12 die erste Teilhülse der Abstandshülse von 10 in Längsschnittdarstellung,
13 eine einstückige Abstandshülse in perspektivischer Darstellung (Stand der Technik),
14 einen Längsschnitt durch die Hülse von 13 entsprechend Linie XIV-XIV.
In 1 ist eine an einer Grundkonstruktion 11 fixierte Montageeinheit 1 gezeigt, welche ein erstes Montageteil 2, ein zweites Montageteil 3, eine Abstandshülse 4 und einen als Schraube ausgebildeten Befestiger 5 umfasst. Die Abstandshülse 4 ist aus einer ersten Teilhülse 6 und einer zweiten Teilhülse 7 gebildet. Die Teilhülsen 6, 7 sind mit ihren einander zugewandten Enden, ihren Fixierenden 8 aneinander fixiert, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Die beiden Teilhülsen 6, 7 sind kreiszylindrisch ausgebildet, wobei sie, genauer ihre flanschfreien Hülsenabschnitte, den gleichen Außendurchmesser 9 und Innendurchmesser 10 aufweisen. Die die Teilhülsen 6, 7 in Richtung ihrer Mittellängsachse 12 durchsetzenden Innenräume bilden eine Durchgangsöffnung 14 der Abstandshülse 4, in welche der Schaft 15 des Befestigers 5 einführbar ist bzw. diese im Montagezustand vorzugsweise mit Radialspiel durchsetzt. Die beiden Teilhülsen 6, 7 müssen aber nicht zwangsläufig die gleichen Außen- und Innendurchmesser 9, 10 aufweisen. Denkbar ist auch die Verwendung von Teilhülsen mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Wandstärken.
Die Abstandshülse 4 wird an ihren Enden von einer ersten und einer zweiten Stirnfläche 16, 17 begrenzt. Die erste Stirnfläche 16 liegt im Montagezustand (1) an einer Montagefläche 27 der Grundkonstruktion 11 an. Die zweite Stirnfläche 17 wird von dem Kopf 18 des Befestigers mittelbar beaufschlagt, wobei zwischen dem Kopf 18 bzw. einem an diesen angeformten oder als separates Teil ausgebildeten Flansch 19 das zweite Montagteil 3 festgeklemmt wird. Das zweite Montageteil 3 weist eine Bohrung 20 mit einem dem Innendurchmesser 10 der Teilhülsen 6, 7 entsprechenden Durchmesser 22 auf. Der Durchmesser 23 des Flansches 19 ist größer als der Durchmesser 22 der Bohrung 20, so dass der die Bohrung 20 umgebende Randbereich 24 des zweiten Montageteils 3 im Montagezustand vom Flansch 19 beaufschlagt und gegen die zweite Stirnseite 17 der Abstandshülse 4 gedrückt wird. Im Montagezustand ragt der Befestiger 5 mit einem Fixierabschnitt 25 in eine Gegenbohrung der Grundkonstruktion hinein. Im Falle einer Schraube ist der Befestiger 5 mit einem Außengewinde 31 in eine Gewindebohrung 26 der Grundkonstruktion 11 eingeschraubt. Der Befestiger 5 drückt die Abstandshülse 4 mit ihrer ersten Stirnseite 16 gegen die Montagefläche 27 der Grundkonstruktion 11.
Die erste und zweite Stirnfläche 16, 17 der Abstandshülse 4 wird im einfachsten Fall von der Stirnseite der Hülsenwand 51 gebildet. Um die Flächenpressung zu verringern, sind jedoch die Enden der Abstandshülse 4 in Form eines sich von der Hülsenumfangsfläche radial weg erstreckenden Endflansches 28, 29 ausgebildet. Die Hülsenenden können gleich ausgestaltet sein, also Endflansche 28, 29 mit gleichem Durchmesser tragen. Im Falle des in 1 dargestellten Beispiels weist der Flansch 29 der zweiten Teilhülse 7 einen größeren Durchmesser auf als der Flansch 28 der ersten Teilhülse 6, welcher sich an der Montagefläche 27 der Grundkonstruktion 11 abstützt. Das erste Montageteil 2, beispielsweise eine an einem Zylinderkopf als Grundkonstruktion 11 zu fixierende Zylinderkopfhaube, ist von einer Bohrung 30 durchsetzt, in welche die erste Teilhülse 6 hinein ragt. Der Durchmesser 32 der Bohrung 30 ist größer als der Durchmesser 33 des Endflansches 28.
Um das erste Montagteil 2 gegen die Montagefläche 27 der Grundkonstruktion 11 zu drücken, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines (nicht gezeigten) Dichtelements ist an der Abstandshülse 4 jeweils mit Abstand zu den Hülsenenden ein Stützflansch 34 angeformt. Der Durchmesser 35 des Stützflansches 34 ist größer als der Durchmesser der Bohrung 30, so dass er bzw. seine im Montagezustand dem Kopf 18 abgewandte Stützfläche 37 den Randbereich der Bohrung 30 radial überlappt. Der Abstand 36 zwischen der ersten Stirnfläche 16 der ersten Teilhülse 6 und der der Stützfläche 37 ist so bemessen, dass bei gegebener Dicke des Montageteils 2, gegebenenfalls unter Einbeziehung eines Dichtelements, dieses gegen die Montagefläche 27 der Grundkonstruktion 11 gepresst wird. Die zweite Teilhülse 7 weist an ihrem der ersten Teilhülse 6 zugewandten Fixierende 8 einen Fixierflansch 41 auf, mit dem sie mit der ersten Teilhülse 6, beispielsweise durch eine Verschweißung an der Stelle 59 verbunden ist.
In der rechten Hälfte von 1 ist ein erstes Montageteil 2' gezeigt, dessen Dicke 38 geringer als der Abstand 36 zwischen der Montagefläche 27 und der Stützfläche 37 ist. In dem dadurch zwischen dem Stützflansch 34 und dem ersten Montageteil 2' entstandenen Zwischenraum ist ein etwa als Kreisring ausgestaltetes Dämpfungselement 39 angeordnet. Eine derartige Ausgestaltung ist dann zweckmäßig, wenn eine schwingungsgedämpfte Fixierung des ersten Montageteils 2' gewünscht ist.
Aufgrund der zweiteiligen Ausgestaltung der Abstandshülse 4 kann beispielsweise bei gleichbleibender zweiter Teilhülse 7 die erste Teilhülse 6 hinsichtlich ihrer Länge und damit des Abstandes 36 zwischen dem Flansch 34 und der Montagefläche 27 variiert werden. Da die zweite Teilhülse 7 unverändert bleibt, verändert sich der Abstand 42, 42' des zweiten Montageteils 3 bzw. eines von diesem gehaltenen Bauteils 40, etwa einer Kraftstoffleitung im Falle eines Zylinderkopfes, zur Oberseite 43, 43' des ersten Montageteils 2, 2' nicht. Ebenso ist es denkbar, dass die zweite Teilhülse 7 verändert wird, dass beispielsweise eine solche verwendet wird, die eine größere Länge aufweist oder bei der ein zweites Montageteil 3 auf eine andere Weise, als in 1 gezeigt, an ihr fixiert ist und sie deshalb diesbezügliche strukturelle Veränderungen aufweist.
Bei der in 1 sowie auch den übrigen Zeichnungen dargestellten Abstandshülse 4 ist der Stützflansch 34 jeweils an der ersten Teilhülse 6 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die der Grundkonstruktion 11 zugewandte Stützfläche 37 des Stützflansches 34 vollständig zur Abstützung am Montageteil 2 bzw. einem Dämpfungselement 39 zur Verfügung steht und nicht durch Fixierelemente wie z. B. eine Schweißnaht, wie etwa in 1a gezeigt, eingeschränkt ist. Der Stützflansch 34a ist hier an der zweiten Teilhülse 7 vorhanden, wobei die erste Teilhülse 6 einen Fixierflansch 41a aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser 32 der Bohrung 30, so dass er in der Bohrung 30 Platz findet. Der Fixierflansch 41a und der Stützflansch 34a sind z. B. mit Hilfe einer Schweißnaht 45 miteinander verbunden.
In 2 bis 12 sind verschiedene Arten der gegenseitigen Fixierung der Teilhülsen 6, 7 gezeigt. In 2 und 3 ist an den Stützflansch 34 der ersten Teilhülse 6 ein Hintergriffselement angeformt, welches ein Gegenelement der zweiten Teilhülse 7 hintergreift. Das Hintergriffselement ist in Form mehrerer randständiger in Umfangsrichtung verteilter Haltelaschen 46 ausgebildet, die im Ausgangszustand (vor der gegenseitigen Fixierung der Teilhülsen) radial nach außen gerichtet sind. Das Gegenelement ist ein an dem der ersten Teilhülse 6 zugewandten Fixierende 8 der zweiten Teilhülse 7 vorhandener Fixierflansch 48, den die Haltelaschen 46 auf seiner der zweiten Stirnfläche 17 der Abstandshülse 4 zugewandten Seite 50 unter Ausbildung eines radial und axial wirksamen Formschluss hintergreifen. Der Durchmesser 49 des Fixierflansches 48 entspricht etwa dem Durchmesser 35 des Stützflansches 34. Die Haltelaschen 46 sind so am Stützflansch 34 angeordnet, dass sie nicht über die von der Stützfläche aufgespannte (gedachte) Ebene 52 hinausragen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Stützflansch 34 mit der gesamten Stützfläche 37 flächig auf der Oberseite 43 des ersten Montageteils 2 aufliegt. In dem in 2 und 3 dargestellten Beispiel ist gezeigt, dass die von dem Kopf 18 mittelbar beaufschlagte Stirnfläche 17 der Abstandshülse 4 nicht zwangsläufig von einem Flansch, sondern allein von der Stirnfläche der Hülsenwand 51 gebildet sein kann.
Bei dem in 4 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen aus der im Montagezustand dem Kopf 18 bzw. der zweiten Teilhülse 7 zugewandten Seite 53 des Stützflansches 34 als Hintergiffselement mehrere in Umfangsrichtung verteilte Haltelaschen 46a vor, welche einen als Endflansch ausgebildeten Fixierflansch 48a der zweiten Teilhülse 7 auf dessen dem Kopf 18 zugewandten Seite radial und axial wirksam hintergreifen. Der Durchmesser 53 des Fixierflansches 48a ist wesentlich kleiner als der Durchmesser 35 des Stützflansches 34. In dem in 7 gezeigten Ausgangszustand erstrecken sich die Haltelaschen 46a in Richtung der Mittellängsachse 12 der Teilhülse 6. Der lichte Innendurchmesser 54 der Haltelaschen 46a im Ausgangszustand ist geringfügig kleiner als der Durchmesser 53 des Fixierflansches 48a. Nach einer nach innen gerichteten Umformung der Haltelaschen 46a liegen diese, wie in 9 gezeigt, an dem Fixierflansch 48a an und hintergreifen diesen auf die oben geschilderte Art und Weise, wodurch die beiden Teilhülsen 6, 7 aneinander fixiert sind. Die Haltelaschen 46a sind aus dem Stützflansch 34a freigeschnitten und aus der Flanschebene heraus gebogen, wodurch in dem Stützflansch Durchbrechungen 55 gebildet sind. Bei der in 4 gezeigten Abstandshülse 4 ist an der ersten Teilhülse 6 ein Dämpfungselement 39 entsprechend der linken Hälfte in 1 angeordnet.
Bei dem in 10 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Abstandshülse 4 ist die zweite Teilhülse 7 mit einem Fixierflansch 48b auf die im Montagezustand dem Kopf 18 zugewandte Seite 50 des Fixierflansches 34 der ersten Teilhülse 6 aufgesetzt und dort angeschweißt, wobei die Schweißnaht etwa an der in 10 kenntlich gemachten Stelle 60 verläuft. Denkbar ist natürlich auch, dass Fixierflansch 48b und Stützflansch 34 den gleichen Durchmesser aufweisen, also eine Ausgestaltung etwa nach 1 vorliegt, wobei eine Verbindung der Teilhülsen mit Hilfe einer Schweißnaht, etwa an der mit dem Bezugszeichen 59 bezeichneten Stelle, oder durch eine Punktschweißung erfolgen kann.
13 und 14 zeigen eine bekannte einstückige Abstandshülse 104. Diese weist einen ersten Längsabschnitt 56 und einen zweiten Längsabschnitt 57 auf, wobei der zweite Längsabschnitt 57 gegenüber dem ersten Längsabschnitt 56 durch eine entsprechende Wanddicke radial verbreitert ist. Der erste Längsabschnitt 56 entspricht der ersten Teilhülse 6, der zweite Längsabschnitt 57 der zweiten Teilhülse 7 einer erfindungsgemäßen Abstandshülse. Die zwischen den beiden Längsabschnitten 56, 57 verlaufende Radialschulter 58 entspricht der Stützfläche 37 einer erfindungsgemäßen Abstandshülse 4. Die im Montagezustand an der Montagefläche 27 einer Grundkonstruktion anliegende erste Stirnseite 116 wird durch einen Endflansch 128 gebildet. Die zweite Stirnfläche 117 der Abstandshülse 104 entspricht der im Montagezustand dem Kopf 18 zugewandten Oberseite des Endflansches 29 einer erfindungsgemäßen Abstandshülse 4. Die Abstandshülse 104 ist in Richtung ihrer Mittellängsachse 112 von einer Durchgangsöffnung 114 durchsetzt. Im Montagezustand liegt die Radialschulter 58 auf der Oberseite 43 eines ersten Montageteils 2 (nicht gezeigt) auf.

Claims

Abstandshülse (4) mit einer diese in Axialrichtung durchsetzenden Durchgangsöffnung (14) zur Aufnahme des Schaftes (15) eines einen Kopf (18) aufweisenden Befestigers (5), mit einer ersten zur mittel- oder unmittelbaren Beaufschlagung durch den Kopf (18) des Befestigers (5) dienenden und einer zweiten zur Abstützung an einer Grundkonstruktion (11) dienenden Stirnfläche (16, 17), sowie einem von ihrer Außenumfangsfläche radial abstehenden, einen Axialabstand zu den beiden Stirnflächen (16, 17) aufweisenden Stützflansch (34), wobei die Abstandshülse (4) aus einer ersten und einer zweiten Teilhülse (6, 7) besteht, die mit ihren einander zugewandten Enden aneinander fixiert sind.
Abstandshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhülsen (6, 7) miteinander verschweißt sind.
Abstandshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhülsen (6, 7) durch einen axial und radial wirksamen Formschluss miteinander verbunden sind.
Abstandshülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der jeweils anderen Teilhülse (7) zugewandten Seite (50) des Stützflansches (34) der Teilhülse (6) ein Hintergriffselement vorhanden ist, welches ein an der anderen Teilhülse (7) angeordnetes Gegenelement hintergreift.
Abstandshülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hintergriffselement von mehreren in Umfangsrichtung verteilten Haltelaschen (46) gebildet ist.
Abstandshülse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement ein an der anderen Teilhülse (7) angeordneter Fixierflansch (48) ist.
Abstandshülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch (34) an der Teilhülse (6) angeordnet ist, die sich im Montagezustand an der Grundkonstruktion (11) abstützt.