DE102010009070A1

DE102010009070A1 - Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier Bauteile, insbesondere zur Verbindung eines Filtergehäuses mit einem Deckel sowie Vorrichtung mit der Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE102010009070A1
Application number: DE102010009070A
Authority: DE
Inventors: Michael 67149 Kaufmann; Klaus-Dieter 67149 Ruhland
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: DE102010009070B4; DE202010017535U1

Abstract

Eine Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier Bauteile weist eine Schraube auf, die in einer Gewindebuchse eindrehbar ist, wobei im Übertragungsweg zwischen der Gewindebuchse und einem radial auskragenden Klemmabsatz an der Schraube ein Dämpfungselement angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier Bauteile, insbesondere zur Verbindung eines Filtergehäuses mit einem Deckel, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Bekannt sind Luftfilter, beispielsweise aus der DE 196 38 790 A1 , welche ein in ein Filtergehäuse einzusetzendes Filterelement aufweisen, wobei das Filtergehäuse, das üblicherweise aus Kunststoff gefertigt ist, von einem Deckel zu verschließen ist. Zur Verbindung des Deckels mit dem Filtergehäuse können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden; so ist beispielsweise bei der DE 196 38 790 A1 eine Rastverbindung zwischen Gehäuse und Deckel vorgesehen. Möglich sind aber auch andere Verbindungsarten, beispielsweise Schraubverbindungen.
Bei der Verbindung des Deckels mit dem Gehäuse ist zum einen auf eine leichte Lösbarkeit zu achten, die bevorzugt manuell und ohne Hilfsmittel durchgeführt werden kann. Zum andern müssen die im Betrieb auftretenden Kräfte auch über längere Zeiträume ohne Beeinträchtigung der Verbindung aufgenommen werden können. Insbesondere die Vibrationen, denen der Luftfilter in Fahrzeugen ausgesetzt ist, dürfen nicht zu einem versehentlichen, unbeabsichtigten Lösen des Deckels vom Filtergehäuse führen. Um dies zu verhindern, sind bei bekannten Schraubverbindungen beispielsweise Sicherungsscheiben vorgesehen, welche jedoch ein verhältnismäßig hohes Anzugsmoment erfordern, das von der Bedienperson aufgebracht werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu schaffen, die auch erhöhten Vibrationsbelastungen stand hält, wobei die Verbindung ein verhältnismäßig niedriges Anzugsmoment aufweisen soll.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Mit der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung können zwei Bauteile miteinander verbunden werden, insbesondere zwei Gehäuseteile, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Filtergehäuse mit einem Deckel, wobei sich die Verbindungsanordnung für einen Einsatz in vibrationsbelasteten Bauteilen eignet und vorzugsweise für die Verbindung von Kunststoff-Bauteilen eingesetzt wird, wenngleich auch eine Verbindung von Bauteilen aus sonstigen Materialien, beispielsweise Metall in Betracht kommt. Trotz des Einsatzes in vibrationsbelasteten Bauteilen lässt sich die Verbindung ohne Einschränkung der Verbindungsqualität mit einem verhältnismäßig niedrigen Anzugsmoment herstellen, so dass auch das Lösen der Verbindung mit einem entsprechend reduzierten Moment möglich ist. Dies erlaubt eine manuelle Betätigung der Verbindung sowohl für das Herstellen als auch das Lösen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung liegt in der einfachen konstruktiven Ausführung. Als wesentlicher Bestandteil der Verbindungsanordnung genügt eine im Prinzip konventionell aufgebaute Schraube, die in eine Gewindebuchse, eine Mutter oder in ein sonstiges Bauteil mit Gewinde einschraubbar ist, wobei das Dämpfungselement zu einer wirksamen Schwingungsdämpfung im Übertragungsweg zwischen der Gewindebuchse bzw. dem sonstigen Gewindebauteil und einem radial auskragenden Klemmabsatz an der Schraube führt. Die Schwingungsdämpfung wirkt demnach in Übertragungsrichtung der Schraube, was zur Folge hat, dass die Kraftübertragung über die Schraube von den Schwingungen bzw. Vibrationen in den Bauteilen entlastet ist. Daher führen diese Schwingungen und Vibrationen auch nur in einem signifikant reduzierten Maße zu einem die Schraubverbindung lösenden Effekt, so dass es möglich ist, das Anzugsmoment ohne Beeinträchtigung der Verbindungsqualität zu reduzieren. Eben dies ermöglicht aber die problemlose manuelle Betätigung für das Anziehen und Lösen der Schraubverbindung.
Die Schraube ist vorzugsweise so gestaltet, dass ein manuelles Ergreifen möglich ist. Beispielsweise ist die Schraube als Flügelschraube ausgeführt. Daneben kommen grundsätzlich aber auch Ausführungen in Betracht, in denen die Schraube mithilfe eines Werkzeuges zu betätigen ist, beispielsweise Schrauben mit einem Schlitz im Schraubenkopf, wobei auch in diesem Fall die Vorteile eines reduzierten Anzugsmoments zum Tragen kommen.
Das Dämpfungselement wird im Hinblick auf seine dämpfenden Eigenschaften bzw. Parameter so ausgewählt, dass die in den Bauteilen auftretenden, systemspezifischen Schwingungen bzw. Vibrationen in bestmöglicher Weise in der Schraubverbindung gedämpft bzw. reduziert werden. Gemäß einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement ein Elastomerteil bzw. -block ist, der beispielsweise besonders weichelastisch ausgeführt ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement auf der dem ersten Bauteil abgewandten Seite des zweiten Bauteils angeordnet ist. In dieser Ausführung ragt die Schraube durch eine Ausnehmung im ersten Bauteil hindurch und greift in das Gewinde der Gewindebuchse bzw. des Gewindebauteils ein, das sich im zweiten Bauteil befindet bzw. fest mit diesem verbunden ist. Das Dämpfungselement biegt demnach zwischen dem Klemmabsatz an der Schraube und der Oberseite des zweiten Bauteils auf der dem ersten Bauteil gegenüberliegenden Seite. Dies hat den Vorteil, dass das erste und das zweite Bauteil unmittelbar miteinander verbunden werden können, wodurch eine kompakte Bauform erreicht wird.
Gemäß einer weiteren, alternativen Ausführung kann es aber auch zweckmäßig sein, das Dämpfungselement zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil anzuordnen. Diese Ausführung kann im Falle von mehreren Dämpfungselementen mit der Anordnung eines Dämpfungselementes auf der Oberseite des zweiten Bauteils auf der dem ersten Bauteil gegenüberliegenden Seite kombiniert werden oder als Alternative hierzu ausgeführt sein.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist in eine Ausnehmung in eines der Bauteile, durch die die Schraube hindurchgeführt ist, eine Verliersicherungsbuchse eingesetzt, was insbesondere in der Ausführung des Bauteils als Kunststoffbauteil den Vorteil einer verbesserten Festigkeit und Stabilität hat. Das Dämpfungselement ist bevorzugt an der Verliersicherungsbuchse abgestützt und befindet sich insbesondere im Übertragungsweg zwischen dem Klemmabsatz an der Schraube und der Verliersicherungsbuchse, so dass der Klemmabsatz an der Schraube das Dämpfungselement gegen die Verliersicherungsbuchse drückt.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass der Klemmabsatz von dem Kopf der Schraube gebildet ist. Diese ist beispielsweise als Flügelschraube ausgeführt, der Klemmabsatz ist von der unteren Fläche des Kopfes, die in einer Ebene quer zur Schraubenlängsachse liegt, gebildet.
Gegebenenfalls ist eine zusätzliche Auflagescheibe vorgesehen, welche ebenfalls das Dämpfungselement begrenzen kann. Die Auflagescheibe befindet sich vorzugsweise unmittelbar an dem Klemmabsatz an der Schraube, wobei in Kombination mit der Verliersicherungsbuchse das Dämpfungselement zweckmäßigerweise von der Verliersicherungsbuchse einerseits und der Auflageschraube andererseits eingeklemmt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit zwei Bauteilen zeigt, welche über eine Verbindungsanordnung miteinander verbunden sind.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Bei der in der Figur dargestellten Vorrichtung 1 handelt es sich beispielsweise um einen Luftfilter in einem Kraftfahrzeug, bestehend aus einem Gehäuse mit einem ersten, unteren Gehäuseteil 2 und einem oberen Gehäuseteil 3, das einen Deckel bildet. In Betracht kommen auch Kraftstofffilter oder Ölfilter bzw. Ölabscheider, insbesondere in Fahrzeugen. Die Vorrichtung 1 wird bei Verwendung in Kraftfahrzeugen vorzugsweise im motornahen Bereich eingesetzt, welcher erhöhten Vibrationen ausgesetzt ist.
Die Gehäuseteile 2 und 3 bestehen beispielsweise aus Kunststoff. In Betracht kommt aber auch eine Ausführung aus sonstigen Materialien, insbesondere aus Metall.
Die Kunststoffteile 2 und 3 sind mithilfe einer Verbindungsanordnung 4 miteinander verbunden, die eine Schraube 5 umfasst, welche im Ausführungsbeispiel als Flügelschraube ausgeführt ist, so dass der Kopf 6 der Schraube in bequemer Weise manuell zum Eindrehen und Ausdrehen der Schraube ergriffen werden kann. Die Verbindung über die Verbindungsanordnung 4 ist als wiederholt lösbare Verbindung ausgeführt.
Der Gewindeabschnitt der Schraube 5 greift in ein Gewinde ein, welches in einem als Gewindebuchse ausgeführten Bauteil 7 eingebracht ist, wobei die Gewindebuchse verliersicher im unteren, ersten Gehäuseteil 1 gehalten ist. Die Gewindebuchse 7 ist beispielsweise im Wege des Warmeinsetzens mit dem Gehäuseteil 2 verbunden.
Die Schraube 5 durchragt eine Ausnehmung, welche in das obere, zweite Gehäuseteil 3 eingebracht ist, wobei in die Ausnehmung im oberen Gehäuseteil 3 eine Verliersicherungsbuchse 9 eingesetzt ist, durch die die Schraube 5 hindurchragt. Um Vibrationen in der Verbindungsanordnung 4 wirkungsvoll zu dämpfen, ist ein Dämpfungselement 8 vorgesehen, welches im Übertragungsweg zwischen dem Kopf 6 der Schraube 5 und dem als Gewindebuchse 7 ausgeführten Gewindebauteil angeordnet ist. Die Unterseite des Kopfes 6 der Flügelschraube 5 bildet hierbei einen Klemmabsatz 11, über den die Klemm- bzw. Haltekraft übertragen wird. Das Dämpfungselement 8 befindet sich auf der dem ersten Bauteil 2 abgewandten Seite des zweiten Bauteils 3 und stützt sich an einem radial nach außen überstehenden Kragen der Verliersicherungsbuchse 9 ab. Die axial gegenüberliegende Stirnseite des Dämpfungselementes 8 ist von einer Auflagescheibe 10 begrenzt, die unmittelbar an dem Klemmabsatz 11 an der Schraube 5 anliegt. Das Dämpfungselement 8 ist axial somit von der Verliersicherungsbuchse 9 einerseits und der Auflagescheibe 10 andererseits eingefasst bzw. begrenzt. Mit dem Einschrauben der Schraube 5 wird über den Klemmabsatz 11 und die Auflagescheibe 10 eine axiale Kraft auf das Dämpfungselement 8 auf das obere Gehäuseteil 3 ausgeübt. Aufgrund der wirkungsvollen Schwingungsdämpfung, die über das Dämpfungselement 8 erreicht wird, genügt ein verhältnismäßig niedriges Anzugsmoment von beispielsweise maximal 4 Nm, um eine dauerhaft sichere Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 2 und 3 trotz der Vibrationsbelastung zu erreichen. Dieses verhältnismäßig niedrige Anzugsmoment kann problemlos manuell aufgebracht werden; auch das Lösen der Schraube ist manuell durchführbar.
Gegebenenfalls ist auch die Schraube 5 aus Kunststoffmaterial gefertigt.
Das Dämpfungselement 8 ist beispielsweise als Elastomerteil, insbesondere als Elastomerblock ausgeführt und besteht aus einem weichelastischen Material.
Der Klemmabsatz 11, welcher am Kopf 6 der Schraube 5 gebildet ist, kragt radial aus, so dass eine ausreichend große Abstützfläche für die Auflagescheibe 10 bzw. das Dämpfungselement 8 gebildet ist.
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 19638790 A1 [0002]

Claims

Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier Bauteile, insbesondere zur Verbindung eines Filtergehäuses mit einem Deckel, mit einer Schraube (5), die in eine Gewindebuchse (7) eindrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Übertragungsweg zwischen der Gewindebuchse (7) und einem radial auskragenden Klemmabsatz (11) an der Schraube (5) ein Dämpfungselement (8) angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (8) ein Elastomerteil ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (8) axial zwischen einer Verliersicherungsbuchse (9) und dem Klemmabsatz (11) an der Schraube (5) liegt.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (8) auf der dem ersten Bauteil (2) abgewandten Seite des zweiten Bauteils (3) angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherungsbuchse (9) auf der dem ersten Bauteil (2) abgewandten Seite des zweiten Bauteils (3) aufliegt und der Klemmabsatz (11) an der Schraube (5) das Dämpfungselement (8) gegen die Verliersicherungsbuchse (9) drückt.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmabsatz (11) von dem Kopf (6) der Schraube (5) gebildet ist.
Vorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit einem ersten Bauteil (2) und einem zweiten Bauteil (3) und einer Verbindungsanordnung (4) zur Verbindung der beiden Bauteile (2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Ausführung als Luftfilter.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (2, 3) aus Kunststoff gefertigt sind.