DE102009056144A1

DE102009056144A1 - Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen

Info

Publication number: DE102009056144A1
Application number: DE102009056144A
Authority: DE
Inventors: Joerg Schwarzbich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-06
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-11-28
Also published as: DE202008016230U1; DE102009056144B4

Abstract

Vorrichtung mit einer Verbindungsschraube (14) und einem von der Verbindungsschraube durchsetzten Abstandshalter (18), die dazu dient, ein erstes Bauteil (10), das ein Einschraubloch (19) für die Verbindungsschraube aufweist, in Abstand mit einem zweiten Bauteil (12) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass in den Abstandshalter (18) ein Zackenring (38) eingesetzt ist und das Einschraubloch (19) von einem in dem Zackenring (38) verrastbaren Kragen (40) des ersten Bauteils umgeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Verbindungsschraube und einem von der Verbindungsschraube durchsetzten Abstandshalter, die dazu dient, ein erstes Bauteil, das ein Einschraubloch für die Verbindungsschraube aufweist, in Abstand mit einem zweiten Bauteil zu verbinden.
Aus DE 103 54 062 A1 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der der Abstandshalter durch zwei ineinandergeschraubte Hülsen gebildet wird, von denen die innere Hülse in Reibverbindung mit dem Gewindeschaft der Verbindungsschraube steht, so daß, wenn die Verbindungsschraube eingeschraubt wird, die beiden Hülsen gegeneinander verdreht werden und sich damit das axiale Abstandsmaß vergrößert, bis der Abstandshalter den Abstand zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen vollständig überbrückt. Die äußere Hülse des Abstandshalters und eine an dem ersten Bauteil zu befestigende Mutter sind bei dieser Vorrichtung in je einen Schenkel eines Halters Kunststoff gefaßt. Diese Schenkel sind an einem Ende durch ein Filmscharnier miteinander verbunden und am anderen Ende miteinander verrastbar, so daß sie das erste Bauteil in einer Position umschließen können, in der die Mutter etwa fluchtend zu einer in dem ersten Bauteil gebildeten Öffnung für die Verbindungsschraube gehalten wird.
Diese Vorrichtung ist jedoch nur in solchen Fällen einsetzbar, in denen die beiden Schenkel des Halters in ihrer verrasteten Position das erste Bauteil vollständig umschließen können. Bei größeren Abmessungen des ersten Bauteils erfordert dies, daß in dem ersten Bauteil ein Durchbruch gebildet wird, der es erlaubt, die freien Enden der beiden Schenkel miteinander zu verrasten. Ein solcher Durchbruch führt jedoch zu einer mechanischen Schwächung des Bauteils. Falls es sich bei diesem Bauteil z. B. um ein tragendes Teil, etwa einen Querträger in einer Kraftfahrzeugkarosserie handelt, ist eine solche Schwächung aus Gründen der Unfallsicherheit oft nicht akzeptabel.
Mit der bekannten Vorrichtung kann zwar die Mutter unverlierbar an dem ersten Bauteil gehalten werden, doch weist die Mutter noch ein gewisses Spiel auf. Falls es erforderlich ist, die Mutter in einer genau definierten Position an dem ersten Bauteil festzulegen, kann dies bisher nur dadurch geschehen, daß der Kunststoffhalter in einem Schweißprozeß mit dem ersten Bauteil verschweißt wird. Dieser Schweißprozeß ist jedoch relativ aufwendig und läßt sich nur schlecht in die Arbeitsabläufe in einem Betrieb integrieren, der auf die Montage von Metallbauteilen eingerichtet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich einfacher an einem der beiden Bauteile fixieren läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Abstandshalter ein Zackenring eingesetzt ist und das Einschraubloch von einem in dem Zackenring verrastbaren Kragen des ersten Bauteils umgeben ist.
Zackenringe aus Metall sind als solche bekannt und lassen sich so in zylindrische Körper einsetzen, daß sie mit ihrem äußeren Umfangsrand in einer Ringnut oder an Vorsprüngen in bzw. an der Innenwand des zylindrischen Körpers fixiert sind, während sie am inneren Rand mehrere Zacken bilden, die in das Innere des Bauteils vorspringen. Wenn nun ein weiterer zylindrischer Körper, in der vorliegenden Erfindung ist dies der Kragen des ersten Bauteils, in den Zackenring eingeführt wird, so werden die Zacken ausgelenkt, und sie krallen sich in die Umfangswand des Kragens ein, so daß eine selbsthemmende Verrastung erreicht wird und der Kragen sich nicht oder nur mit sehr großem Kraftaufwand wieder zurückziehen läßt.
Die Erfindung erlaubt es somit, das erste Bauteil und den Abstandshalter unmittelbar miteinander zu verrasten, ohne daß dazu noch ein besonderer Halter aus Kunststoff benötigt wird und ohne daß ein zusätzlicher Durchbruch in dem ersten Bauteil erforderlich ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer Ausführungsform werden der Kragen und das Einschraubloch durch eine Mutter gebildet, die an dem ersten Bauteil zu befestigen ist. Die Mutter und der Abstandshalter können als vorgefertigte Einheit an dem ersten Bauteil angebracht und damit für einen späteren Montageschritt vorbereitet werden, in dem mit Hilfe der Verbindungsschraube das zweite Bauteil an dem ersten befestigt wird.
Wenn es erforderlich ist, die Mutter in einer definierten Position an dem ersten Bauteil zu fixieren, so ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Mutter in der gewünschten Sollposition auf irgendeine geeignete Weise an dem ersten Bauteil zu befestigen, bevor die Mutter mit dem Zackenring des Abstandshalters verrastet wird. Beispielsweise kann die Mutter als Schweißmutter oder als Stanzmutter ausgebildet sein.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen axialen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
3 einen Schnitt durch eine Stanzmutter in einer Verbindungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
4 einen Schnitt durch eines der zu verbindenden Bauteile mit Teilen einer Verbindungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung dient dazu, ein erstes Bauteil 10 in Abstand mit einem zweiten Bauteil 12 zu verbinden, und umfaßt eine Verbindungsschraube 14, eine an dem ersten Bauteil 10 gehaltene Mutter 16 und einen Abstandshalter 18, der auf der der Mutter 16 entgegengesetzten Seite des ersten Bauteils 10 angeordnet ist und den Abstand zwischen den Bauteilen 10 und 12 in der montierten Position bestimmt. Die Verbindungsschraube 14 wird mit ihrem Gewindeschaft durch eine Bohrung des zweiten Bauteils 12 und das hohle Innere des Abstandshalters 18 hindurchgesteckt und in ein durch die Mutter 16 gebildetes Einschraubloch 19 eingeschraubt, so daß die beiden Bauteile 10 und 12 von entgegengesetzten Seiten her fest gegen den Abstandshalter 18 gespannt werden.
Der Abstandshalter 18 weist eine mit einem Innengewinde versehene äußere Hülse 20 und eine innere Hülse 22 auf, die mit einem Außengewinde in die innere Hülse 20 eingeschraubt ist. Die äußere Hülse 20 stützt sich mit ihrem in der Zeichnung unteren Ende an dem ersten Bauteil 10 ab, und die äußere Hülse 22 trägt am oberen Ende einen Stützring 24, mit dem sie sich an dem zweiten Bauteil 12 abstützt. Weiterhin ist im Inneren der inneren Hülse 22 drehfest ein Federring 26 gehalten, der für Reibschluß zwischen der Verbindungsschraube 14 und der inneren Hülse 22 sorgt, wenn die Verbindungsschraube in den Abstandshalter eingesteckt wird. Schraubt man anschließend die Verbindungsschraube 14 in die Mutter 16 ein, so wird die innere Hülse 22 reibschlüssig in Drehrichtung mitgenommen. Bei den Gewinden der inneren und äußeren Hülsen 20, 22 handelt es sich hier um Linksgewinde, so daß sich beim Einschrauben der Verbindungsschraube 14 die innere Hülse 22 unter Vergrößerung des Abstandsmaßes aus der äußeren Hülse 20 herausschraubt. Wenn schließlich die Stützplatte 24 an dem zweiten Bauteil 12 anliegt, das seinerseits durch den Kopf der Verbindungsschraube 14 gehalten wird, so kann sich das Abstandsmaß nicht weiter vergrößern, und die Verbindungsschraube 14 rutscht beim weiteren Einschrauben in die Mutter in dem Federring 26 durch.
Die äußere Hülse 20 des Abstandshalters und die Mutter 16 sind im gezeigten Beispiel in je einen Schenkel 28, 30 eines Halters 32 aus Kunststoff gefaßt. Die beiden Schenkel 28, 30 sind an einem Ende durch ein Filmscharnier 34 miteinander verbunden und umgreifen das erste Bauteil 10.
Die äußere Hülse 20 des Abstandshalters weist an dem Ende, das dem ersten Bauteil 10 und der Mutter 16 zugewandt ist, in seiner inneren Umfangsfläche eine Ringnut 36 auf, in der der äußere Umfangsrand eines Zackenringes 38 aus Metall gehalten ist.
Die Mutter 16 bildet einen Kragen 40, der eine Öffnung des ersten Bauteils 10 sowie auch den Zackenring 38 durchgreift, wobei sich die nach innen weisenden Zacken des Zackenringes 38 in die Umfangswand des Kragens 40 einkrallen. Im gezeigten Beispiel ist an der Umfangsfläche des Kragens 40 zudem ein kleiner Absatz gebildet, an dem sich die Schneiden oder Spitzen der Zacken des Zackenrings formschlüssig abstützen können.
Die Zacken des Zackenrings erhöhen zugleich den Reibschluß zwischen der Hülse 20 und dem Kragen 40 und können somit eine Verdrehsicherung bilden, die beim Einschrauben der Verbindungsschraube 14 ein Mitdrehen der Hülse 20 verhindert. Zur Steigerung dieses Effekts können die Zacken beispielsweise dreieckig oder sägezahnförmig gestaltet sein, so daß sie sich in den Kragen 40 einkrallen.
Die Mutter 16 und der Abstandshalter 18 bilden, da sie in dem Halter 32 gefaßt sind, eine vormontierte Einheit, die sich in einem an dem ersten Bauteil 10 anbringen läßt, indem die beiden Schenkel 28, 30 des Halters 32 so um das erste Bauteil 10 herumgelegt werden, daß der Kragen 40 durch die Öffnung dieses ersten Bauteils greift. Anschließend wird die Mutter gegen den Abstandshalter 18 gedrückt, so daß der Kragen 40 in den Zackenring 38 eintritt und an diesem verrastet wird, wodurch die Mutter 16 und der Abstandshalter 18 in der in 1 gezeigten Position zusammengehalten und an dem ersten Bauteil 10 fixiert werden. Der Kragen 40 kann dabei in der Öffnung des Bauteils 10 noch ein gewisses Spiel aufweisen, so daß erforderlichenfalls eine Nachjustierung der genauen Position der Mutter 16 und des Abstandshalters möglich ist. Das in dieser Weise mit der Mutter und dem Abstandshalter bestückte Bauteil 10 kann dann ggf. zu einem anderen Montageort transportiert werden, wo dann mit Hilfe der Verbindungsschraube 14 die abstandsgerechte Verbindung zu dem zweiten Bauteil 12 hergestellt wird.
2 zeigt das erste Bauteil 10 und die daran vormontierten Teile der Verbindungsvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. In diesem Beispiel ist der Halter 32 nach 1 durch eine Fassung 42 ersetzt, die nur die äußere Hülse 20 des Abstandshalters 18 umgibt. Anstelle der Mutter 16 in 1 ist hier eine Mutter 16' vorgesehen, die als Schweißmutter ausgebildet ist. Sie weist folglich zusätzlich zu dem Kragen 40 einen Schweißbund 44 auf, mit dem sie an dem ersten Bauteil 10 festgeschweißt werden kann.
Beispielsweise ist es möglich, das erste Bauteil 10 in eine geeignete Justiervorrichtung einzuspannen, in der die Mutter 16', deren Kragen 40 mit Spiel durch die Öffnung des Bauteils 10 greift, in die korrekte Position relativ zu dem Bauteil 10 gebracht und dann in dieser Position mit dem Bauteil 10 verschweißt wird. Im nächsten Schritt kann dann der Abstandshalter 18 mit Hilfe des Zackenringes 39 aufgeclipst werden, und dann kann das Bauteil 10 zu dem Montageort transportiert werden, an dem es mit dem zweiten Bauteil 12 verbunden wird.
3 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle der Mutter 16 oder 16 eine Mutter 16'' vorgesehen ist, die als Stanzmutter ausgebildet ist. Diese Stanzmutter kann nach geeigneter Justierung in Bezug auf das Bauteil 10 durch einen Stanzprozeß fest mit dem Bauteil 10 vercrimpt werden.
4 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Einschraubloch 19 und der Kragen 40 unmittelbar durch eine Ausstanzung bzw. einen Einzug des Bauteils 10 gebildet werden. Das Einschraubloch 19 ist in diesem Fall für eine selbstschneidende Verbindungsschraube vorgesehen und weist deshalb kein Gewinde auf.
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

DE 10354062 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung mit einer Verbindungsschraube (14) und einem von der Verbindungsschraube durchsetzten Abstandshalter (18), die dazu dient, ein erstes Bauteil (10), das ein Einschraubloch (19) für die Verbindungsschraube aufweist, in Abstand mit einem zweiten Bauteil (12) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abstandshalter (18) ein Zackenring (38) eingesetzt ist und das Einschraubloch (19) von einem in dem Zackenring (38) verrastbaren Kragen (40) des ersten Bauteils umgeben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Einschraubloch (19) und der Kragen (40) durch eine mit dem ersten Bauteil (10) verbandbare Mutter (16; 16'; 16'') gebildet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Abstandshalter (18) in einen Schenkel (28) eines Halters (32) gefaßt ist und die Mutter (16) in einen weiteren Schenkel (30) dieses Halters gefaßt ist und die beiden Schenkel an einem Ende durch ein Scharnier (34) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Mutter (16') eine Schweißmutter ist, die auf der mit dem Kragen (40) versehenen Seite einen Schweißbund (44) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Mutter (16'') eine Stanzmutter ist, die mit dem ersten Bauteil (10) in einer Position vercrimpbar ist, in der der Kragen (40) eine Öffnung des ersten Bauteils (10) durchgreift.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Abstandshalter (18) zwei miteinander verschraubte Hülsen (20, 22) aufweist und in seiner Länge verstellbar ist.