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Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der Automobiltechnik gibt es eine Vielzahl von Anwendungsfällen, in welchen ein erstes Bauteil aus Kunststoff mit einem zweiten Bauteil aus insbesondere Metall verbunden verwenden muss. Hierzu kommen nach der Praxis sogenannte Buchsenverbindungssysteme zum Einsatz, bei welchen zur Verbindung des ersten Bauteils aus Kunststoff mit dem zweiten Bauteil in eine Ausnehmung des ersten Bauteils aus Kunststoff eine metallische Buchse eingesetzt ist, wobei sich zum Verschrauben des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils ein Schraubenbolzen einer Verbindungsschraube durch die in der ersten Ausnehmung des ersten Bauteils aus Kunststoff positionierte, metallische Buchse erstreckt und mit einem ein Außengewinde aufweisenden Abschnitt in eine ein Innengewinde tragende Ausnehmung des zweiten Bauteils hineinragt. Dabei kommt der Schraubenkopf der Verbindungsschraube an einem Ende der metallischen Buchse zur Anlage.
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Bei solchen aus der Praxis bekannten Buchsenverschraubungssystemen ist die metallische Buchse in die Ausnehmung des ersten Bauteils aus Kunststoff entweder mit sogenanntem Buchsenunterstand oder mit sogenanntem Buchsenüberstand eingebracht. Dann, wenn die metallische Buchse in die Ausnehmung des ersten Bauteils aus Kunststoff mit sogenanntem Buchsenunterstand eingebracht ist, steht dann, wenn die beiden Bauteile noch nicht verbunden sind, eine dem Schraubenkopf der Verbindungsschraube zugewandte Oberfläche des ersten Bauteils aus Kunststoff vollständig gegenüber der metallischen Buchse vor, sodass dann beim Verschrauben der beiden Bauteile der gegenüber der metallischen Buchse allseitig vorstehende Kunststoff des ersten Bauteils über die Befestigungsschraube komprimiert werden muss, damit der Schraubenkopf an der metallischen Buchse zur Anlage kommen kann. Da jedoch in diesem Fall der zu komprimierende Kunststoff des ersten Bauteils nicht wegfließen kann, besteht die Gefahr, dass der Schraubenkopf der Verbindungsschraube nicht ordnungsgemäß an der metallischen Buchse zur Anlage kommt, wobei dann keine ausreichende Vorspannkraft für die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen bereitgestellt werden kann.
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Dann, wenn die metallische Buchse im sogenannten Buchsenüberstand in die Ausnehmung des ersten Bauteils aus Kunststoff eingebracht ist, steht die Buchse allseitig gegenüber der dem Schraubenkopf der Verbindungsschraube zugewandten Oberfläche des ersten Bauteils aus Kunststoff vor, sodass eine adäquate Vorspannkraft der Schraubenverbindung sichergestellt werden kann. Es besteht jedoch das Problem, dass in diesem Fall eine Bewegungsfreiheit des ersten Bauteils im Rahmen des Buchsenüberstands relativ zur Befestigungsschraube besteht. Dadurch kann sich dann ein unerwünschtes Bauteilklappern an den verbundenen Bauteilen im Betrieb einstellen.
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Ferner verfügen beide aus der Praxis bekannte Buchsenverbindungssysteme, bei welchem die metallische Buchse entweder mit Buchsenunterstand oder Buchsenüberstand in die Ausnehmung des ersten Bauteils aus Kunststoff eingebracht ist, über den Nachteil, dass für die metallischen Buchsen nur enge Toleranzen zulässig sind, weshalb dieselben hochgenau und damit aufwendig gefertigt werden müssen. Dies verursacht dann für beide aus der Praxis bekannten Buchsenverbindungssysteme hohe Kosten.
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Da die aus der Praxis bekannten Buchsenverbindungssysteme sowohl teuer sind als auch keine zufriedenstellende Befestigung der miteinander zu verbindenden Bauteile ermöglichen, besteht Bedarf an einem neuartigen Verbindungssystem, welches die obigen Nachteile vermeidet.
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Hiervon ausgehend liegt der hier vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verbindungssystem zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind an einer dem Schraubenkopf der Verbindungsschraube zugewandten Oberfläche des ersten Bauteils aus Kunststoff benachbart zu der die metallische Buchse aufnehmenden Ausnehmung Verpressstege aus Kunststoff ausgebildet, nämlich derart, dass einerseits dann, wenn das erste Bauteil und das zweite Bauteil noch nicht verbunden sind, die in der Ausnehmung des ersten Bauteils positionierte metallische Buchse mit dem Ende, an welchem bei der Verbindung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils der Schraubenkopf der Verbindungsschraube zur Anlage kommt, zwar gegenüber der Oberfläche des ersten Bauteils jedoch nicht gegenüber den Verpressstegen vorsteht, und dass anderseits beim Verbinden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils der vom Schraubenkopf der Verbindungsschraube verpresste Kunststoff der Verpressstege wegfließen kann, ohne dass derselbe zwischen die metallische Buchse und den Schraubenkopf gelangt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem zum Verbinden eines ersten Bauteils aus Kunststoff und eines zweiten Bauteils kann einerseits eine definierte Vorspannkraft für die Schraubenverbindung bereitgestellt werden, andererseits besteht keine Gefahr von Bauteilklappern der miteinander verbundenen Bauteile. Ferner kann mit metallischen Buchsen gearbeitet werden, die eine höhere Fertigungstoleranz aufweisen. Dadurch ergeben sich Kostenvorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Buchsenverbindungssystemen.
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Vorzugsweise enden die Verpressstege mit Abstand von der in der Ausnehmung des ersten Bauteils positionierten metallischen Buchse.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Verpressstege an einem Ende, welches an die in der Ausnehmung des ersten Bauteils positionierten, metallischen Buchse angrenzt, jeweils eine Fase auf, mit der dieselben dann, wenn das erste Bauteil und das zweite Bauteil noch nicht verbunden sind, abschnittsweise nicht gegenüber der in der Ausnehmung des ersten Bauteils positionierten metallischen Buchse vorstehen.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1: eine perspektivische Ansicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem zum Verschrauben eines ersten Bauteils aus Kunststoff mit einem zweiten Bauteil nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2: eine perspektivische Ansicht von oben auf das erste Bauteil aus Kunststoff des Verbindungssystems der 1;
- 3: eine perspektivische Ansicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem zum Verschrauben eines ersten Bauteils aus Kunststoff mit einem zweiten Bauteil nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 4: eine perspektivische Ansicht von oben auf das erste Bauteil aus Kunststoff des Verbindungssystems der 3.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum Verbinden, nämlich Verschrauben, eines ersten Bauteils aus Kunststoff mit einem zweiten Bauteil aus insbesondere Metall, wobei 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel und 3 und 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems zeigen.
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So zeigt 1 einen perspektivischen Querschnitt durch ein erstes Bauteil 10 aus Kunststoff und ein zweites Bauteil 11 aus insbesondere Metall, die mithilfe eines bzw. unter Ausbildung eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems miteinander verbunden sind. In eine Ausnehmung 12 des ersten Bauteils aus Kunststoff ist eine metallische Buchse 13 eingesetzt, wobei sich zum Verschrauben der beiden Bauteile 10, 11 ein Schraubenbolzen 14 einer Verbindungsschraube 15 durch die in der Ausnehmung 12 des ersten Bauteils 10 positionierte, metallische Buchse 13 erstreckt und mit einem ein Außengewinde 22 aufweisenden Abschnitt 23 in eine ein Innengewinde 24 tragende Ausnehmung 16 des zweiten Bauteils 11 hineinragt. Zum Verschrauben der beiden Bauteile 10, 11 kommt dabei ein Schraubenkopf 17 der Verbindungsschraube 15 an einem Ende der metallischen Buchse 13 zur Anlage.
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Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung sind an einer dem Schraubenkopf 17 der Verbindungsschraube 15 zugewandten Oberfläche 18 des ersten Bauteils 10 aus Kunststoff benachbart zur der die metallische Buchse 13 aufnehmenden Ausnehmung 12 Verpressstege 19 ausgebildet. Die Verpressstege 19 sind dabei derart ausgebildet, dass dann, wenn das erste Bauteil 10 aus Kunststoff und das zweite Bauteil 11 aus insbesondere Metall noch nicht miteinander verbunden sind, die in der Ausnehmung 12 des ersten Bauteils 10 positionierte, metallische Buchse 13 mit dem Ende, an welchem bei der Verbindung der beiden Bauteile 10, 11 der Schraubenkopf 17 der Verbindungsschraube 15 zur Anlage kommt, zwar gegenüber der Oberfläche 18 des Bauteils 10 in Form eines Buchsenüberstands vorsteht, jedoch nicht gegenüber den Verpressstegen 19 vorsteht, sodass gegenüber den Verpressstegen 19 für die metallische Buchse 13 ein sogenannter Buchsenunterstand definiert ist. Beim Verbinden der beiden Bauteile 10, 11 kann demnach der über den Schraubenkopf 17 der Verbindungsschraube 15 verpresste Kunststoff der Verpressstege 19 definiert wegfließen, und zwar derart, dass derselbe nicht zwischen die metallische Buchse 13 und den Schraubenkopf 17 der Verbindungsschraube 15 gelangt.
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Auf diese Art und Weise kann unter Verwendung von metallischen Buchsen 13, die relativ große Längentoleranzen, z.B. von bis zu 1 mm, aufweisen können, eine gute und sichere Verbindung zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen 10 und 11 unter Bereitstellung einer definierten Vorspannkraft der Schraubenverbindung und unter Vermeidung von Bauteilklappern der miteinander verbundenen Bauteile 10 und 11 realisiert werden.
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Wie am besten 2 entnommen werden kann, erstrecken sich die Verpressstege 19 in Radialrichtung der Ausnehmung 12 und damit der in der Ausnehmung 12 positionierten, metallischen Buchse 13, wobei im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 die Verpressstege 19 mit einem Abstand von der in der Ausnehmung 12 positionierten, metallischen Buchse enden, sodass zwischen den Verpressstegen 19 und der Buchse 13 jeweils ein Freiraum 20 besteht.
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Beim Verpressen der Verpressstege 19 durch Anziehen der Befestigungsschraube 15 kann demnach der Kunststoff der Verpressstege 19 sowohl in Radialrichtung auf die Buchse 13 sowie in Umfangsrichtung definiert wegfließen, sodass keine Gefahr besteht, dass wegfließender Kunststoff zwischen die metallische Buchse 13 und den Schraubenkopf 17 der Verbindungsschraube 15 gelangt.
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3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verbindungssystems, welches hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus dem Verbindungssystem der 1 und 2 entspricht, weshalb zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Nachfolgend wird für das Ausführungsbeispiel der 3 und 4 nur auf solche Details eingegangen, durch die sich das Ausführungsbeispiel der 3 und 4 vom Ausführungsbeispiel der 1 und 2 unterscheidet.
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Im Ausführungsbeispiel der 3 und 4 wird das definierte Wegfließen des Kunststoffs von verpressten Verpressstegen 19 in radialer Richtung in Richtung auf die Buchse 13, ohne dass derselbe zwischen die metallische Buchse 13 und den Schraubenkopf 17 der Verbindungsschraube 15 gelangt, dadurch gewährleistet, dass die Verpressstege 19 an einem Ende, welches an die in der Ausnehmung 12 des ersten Bauteils 10 positionierte Buchse 13 angrenzt, jeweils eine Fase 21 aufweisen.
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Mit der Fase 21 stehen die Verpressstege 19 dann, wenn die beiden Bauteile 10 und 11 noch nicht verbunden sind, abschnittsweise nicht gegenüber der Buchse 13 vor. Mit diesen Abschnitten sind dieselben also ebenso wie die Oberfläche 18 des ersten Bauteils 10 gegenüber der Buchse 13 unter Bereitstellung eines sogenannten Buchsenüberstands zurückversetzt. In anderen Abschnitten stehen jedoch die Verpressstege 19 wiederum gegenüber der Buchse 13 unter Ausbildung eines Buchsenunterstands vor.
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Das erfindungsgemäße Verbindungssystem ist toleranzunempfindlich, sodass preiswerte Buchsen mit relativ großen Toleranzen eingesetzt werden können. Unabhängig von einer Montagetemperatur und einem zum Anziehen der Verbindungsschraube 15 verwendeten Anzugsmoment kann eine ausreichende Vorspannkraft der Schraubenverbindung realisiert werden. Es besteht keine Gefahr eines Bauteilklapperns von mithilfe des erfindungsgemäßen Verbindungssystems verbundenen Bauteilen.
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Das erfindungsgemäße Verbindungssystem eignet sich insbesondere zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug, um zum Beispiel ein medienführendes Bauteil oder Gehäuse aus Kunststoff, wie eine Öl- oder Kühlmittelleitung oder eine Ölhobeleinrichtung, an einem metallischen Kraftfahrzeugteil zu befestigen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Bauteil
- 11
- zweite Bauteil
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Buchse
- 14
- Schraubenbolzen
- 15
- Verbindungsschraube
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Schraubenkopf
- 18
- Oberfläche
- 19
- Verpresssteg
- 20
- Freiraum
- 21
- Fase
- 22
- Außengewinde
- 23
- Abschnitt
- 24
- Innengewinde
