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Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindungsvorrichtung zur Herstellung einer toleranzausgleichenden Schraubverbindung zwischen zwei Bauteilen. Derartige Schraubverbindungsvorrichtungen werden häufig im Kraftfahrzeugbau verwendet, wo häufig Bauteile aneinander befestigt werden müssen, und wobei zwangsläufig Toleranzen ausgeglichen werden müssen. Dies ist insbesondere im Karosseriebau notwendig, da dort besonderes Augenmerk darauf gelegt werden muss, dass die aneinander zu befestigenden Bauteile bei der Befestigung nicht deformiert werden.
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Eine beispielhafte entsprechende Vorrichtung ist in der
DE 10 2006 023 042 A1 offenbart, welche ein Befestigungsbauteil mit einem Klammerabschnitt zur Befestigung an einer Vorrichtung offenbart, bei dem an einem Trägerbauteil mindestens zwei voneinander beabstandete Klammerabschnitte ausgebildet sind und das Trägerbauteil eine Öffnung aufweist, in die ein Gewindeabschnitt einer Gewindeklammer einsetzbar ist, wobei ein Gewindeabschnitt zur Befestigung einer Schraube vorgesehen ist. Diese Vorrichtung ist an zwei Halterungsbauteilen festlegbar.
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Aus der
DE 10 2004 021 483 A1 ist darüber hinaus eine Schraubverbindung zum Verbinden zweier Bauteile bekannt mit einer ersten Gewindehülse, die mit dem ersten Bauteil verbunden ist und einer zweiten Gewindehülse, die über eine Gewindeverbindung mit der ersten Gewindehülse verbunden ist, wobei des Weiteren eine Befestigungsschraube vorgesehen ist, welche von außen durch das zweite Bauteil hindurch in die erste Gewindehülse geführt ist und ein in ein Innengewinde der ersten Gewindehülse greifendes Außengewinde aufweist, und wobei die Befestigungsschraube in Reibschluss mit der zweiten Gewindehülse steht, sodass die zweite Gewindehülse durch Drehen der Befestigungsschraube in Richtung des zweiten Bauteils bewegbar ist. Nachteilig hieran ist, dass diese Vorrichtung erst bei der Montage der beiden Bauteile aneinander zusammengesetzt werden kann, wodurch diese aufwendig und schwierig zu montieren ist.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass diese einfacher zu montieren ist.
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Die Erfindung wird gelöst durch eine Schraubverbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Schraubverbindungsvorrichtung, die zur Herstellung einer toleranzausgleichenden Schraubverbindung zweiter Bauteile dient, weist eine Toleranzausgleichsvorrichtung mit einem Befestigungselement und einem Toleranzausgleichselement auf, wobei das Toleranzausgleichselement relativ zu dem Befestigungselement verstellbar ist. Die vorgenannten Elemente der Schraubverbindungsvorrichtung sind an einem der beiden Bauteile anordenbar, wobei an dem anderen der beiden Bauteile eine Schraube angeordnet werden kann, die in das Befestigungselement einschraubbar ist und somit eine Schraubverbindung herstellt. Die Toleranzausgleichsvorrichtung nimmt dabei Toleranzen zwischen den beiden Bauteilen auf, in dem das Toleranzausgleichselement relativ zu dem Befestigungselement verstellt wird.
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Erfindungsgemäß ist eine Klammer vorgesehen, in der die Toleranzausgleichsvorrichtung gehalten ist. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Toleranzausgleichsvorrichtungen lässt sich die erfindungsgemäße Schraubverbindungsvorrichtung vormontieren und mittels der Klammer an einem der beiden aneinander festzulegenden Bauteile während der Montage mit einfachen Handgriffen oder Roboterbewegungen anordnen. Dies beschleunigt den Montageprozess.
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Gemäß einer ersten möglichen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Toleranzausgleichsvorrichtung ein Federelement aufweist, das zur Herstellung eines Eingriffs, insbesondere eines reib-, kraft- und/oder formschlüssigen Eingriffs, mit einer Befestigungsschraube vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Federelement dazu verwendet werden, den Toleranzausgleich zu aktivieren, sobald die Befestigungsschraube in die Schraubverbindungsvorrichtung eingeschraubt wird.
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Das Federelement kann insbesondere derart gestaltet sein, dass die Verbindung mit der Befestigungsschraube bei Überschreiten einer bestimmten Kraft, insbesondere einer axialen Kraft, gelöst wird. Auf diese Weise lässt sich eine Beschädigung der beiden aneinander zu befestigenden Bauteile verhindern.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Federelement in das Toleranzausgleichselement eingepresst ist. Auf diese Weise lässt sich die erfindungsgemäße Schraubverbindungsvorrichtung besonders kostengünstig herstellen.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Toleranzausgleichsvorrichtung an der Klammer verdrehgesichert gehalten ist. Durch eine verdrehsichere Halterung kann eine einfache Montage der beiden Bauteile aneinander erreicht werden, da dann das Drehmoment, das über die einzudrehende Befestigungsschraube in das System induziert wird, über die Verbindung zwischen Toleranzausgleichsvorrichtung und Klammer in das Bauteil ableitbar ist, an welchem die Schraubverbindungsvorrichtung angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Toleranzausgleichselement ein Gewinde aufweist. Des Weiteren weist das Befestigungselement gemäß dieser Weiterbildung einen ersten Gewindeabschnitt zur Herstellung einer Schraubverbindung mit einer Befestigungsschraube auf sowie einen zweiten Gewindeabschnitt zur Herstellung einer Schraubverbindung mit dem Toleranzausgleichselement. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Gewindeabschnitt des Befestigungselements eine gegenüber dem zweiten Gewindeabschnitt des Befestigungselements andere Händigkeit besitzt. Wenn also der Gewindeabschnitt zur Herstellung einer Schraubverbindung ein Rechtsgewinde ausbildet, ist der zweite Gewindeabschnitt zur Herstellung einer Schraubverbindung mit dem Toleranzausgleichselement als Linksgewinde ausgestaltet. Hierdurch lässt sich erreichen, dass beim Einschrauben der Befestigungsschraube in das Befestigungselement das Toleranzausgleichselement durch Zusammenwirken mit der Befestigungsschraube aktiviert und auf das gegenüberliegende Bauteil zugestellt wird.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gewinde des Toleranzausgleichselements ein Außengewinde ist, und der zweite Gewindeabschnitt des Befestigungselements ein Innengewinde ist. Auf diese Weise kann das Toleranzausgleichselement zumindest teilweise in dem Befestigungselement aufgenommen sein, wodurch sich die Toleranzausgleichsvorrichtung kompakt ausgestalten lässt.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schraubverbindung zwischen Toleranzausgleichselement und Befestigungselement nicht selbsthemmend ist. Dies verhindert ein mögliches Blockieren der Schraubverbindungsvorrichtung beim Einschrauben der Befestigungsschraube.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Toleranzausgleichselement stirnseitige Vorsprünge oder halbrunde Vorsprünge aufweist. Diese Vorsprünge liegen im befestigten Zustand der beiden aneinander zu befestigenden Bauteile an dem zweiten Bauteil an. Die Vorsprünge bzw. halbrunden Vorsprünge reduzieren die Kontaktfläche zwischen dem Toleranzausgleichselement und dem Bauteil und verbessern auf diese Weise das Korrosionsverhalten der beiden aneinander zu befestigenden Bauteile. Statt halbrunder Vorsprünge können äquivalent auch anders geformte Vorsprünge verwendet werden.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Klammer im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei ein erster Schenkel eine Aufnahme zur Befestigung der Toleranzausgleichsvorrichtung aufweist und ein zweiter Schenkel ein Durchgangsloch besitzt, welches eine lichte Weite hat, die ausreicht, dass das Toleranzausgleichselement hindurchführbar ist. Auf diese Weise kann die Schraubverbindungsvorrichtung komplett vormontiert werden und an dem ersten Bauteil befestigt werden. Zur Herstellung der Schraubverbindung zwischen den beiden Bauteilen kann die Toleranzausgleichsvorrichtung dann durch das Durchgangsloch hindurch auf das zweite Bauteil zugestellt werden.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Klammer Federklemmen vorgesehen sind, die zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere Rastverbindung, mit dem Befestigungselement ausgebildet sind. In weiterer möglicher Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Federklemmen zur Herstellung einer drehfesten Rastverbindung ausgebildet sind. Auf diese Weise lässt sich die Toleranzausgleichsvorrichtung rastend mit der Klammer verbinden, wodurch die Herstellung der Schraubverbindungsvorrichtung erleichtert ist.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung kann ein Trägerelement vorgesehen sein, welches an einem der Bauteile festlegbar ist, und auf welches die Klammer aufschiebbar ist. Die Festlegung des Trägerelements kann beispielsweise durch Schweißen, Schrauben, Crimpen oder Clinchen vorgenommen werden. Ein derartiges Trägerelement kann beispielsweise bügelförmig ausgebildet sein und einen Befestigungsbereich aufweisen, an welchem die Klammer befestigbar ist.
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In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Trägerelement eine Öffnung aufweist, durch die hindurch eine Befestigungsschraube hindurchführbar ist. Auf diese Weise kann die Schraubverbindungsvorrichtung kompakt ausgebildet werden, da die Schraubverbindungsvorrichtung auf der dem zu befestigenden Bauteil abweisenden Seite montierbar ist und das Trägerelement von der Schraube durchgriffen werden kann. Darüber hinaus lassen sich auf diese Weise während der Montage Drehmomente auf die Befestigung des Trägerelements an dem ersten Bauteil verhindern, da die Befestigung der beiden Bauteile miteinander in einer Linie mit der Befestigung des Trägerelements an dem ersten Bauteil angeordnet sein kann.
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Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Befestigungselement einen Bund aufweist, der größer ist als die lichte Weite der Öffnung des Trägerelements. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Abstützung des Befestigungselements gegenüber den Befestigungskräften an dem Trägerelement erreicht werden, sodass das Befestigungselement zusätzlich gegen das erste Bauteil abgestützt ist.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer mit einer Schraubverbindungsvorrichtung gemäß der zuvor beschriebenen Erfindung hergestellten Schraubverbindung.
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Ein derartiges Kraftfahrzeug lässt sich mit reduziertem Montageaufwand herstellen.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigen schematisch:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraubverbindungsvorrichtung;
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2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A durch die erfindungsgemäße Schraubverbindungsvorrichtung aus 1;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Klammer sowie einer daran montierten Toleranzausgleichsvorrichtung;
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4 eine perspektivische Ansicht einer Klammer;
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5 eine perspektivische Ansicht der Toleranzausgleichsvorrichtung;
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6a, b zwei unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Befestigungselements der Toleranzausgleichsvorrichtung;
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7 eine perspektivische Ansicht eines Toleranzausgleichselements der Toleranzausgleichsvorrichtung sowie
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8 ein Halteelement.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraubverbindungsvorrichtung 10. Wie in 2 dargestellt, ist die Schraubverbindungsvorrichtung 10 zur Herstellung einer Schraubverbindung zweier Karosseriebauteile 4, 6 einer Karosserie 2 eines Kraftfahrzeuges vorgesehen.
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Die Schraubverbindungsvorrichtung 10 ist an einem an dem ersten Karosseriebauteil 4 befestigten Halteelement 12 angeordnet. Die Schraubverbindungsvorrichtung 10 weist eine Klammer 20 sowie eine an der Klammer 20 befestige Toleranzausgleichsvorrichtung 30 auf. Die Klammer 20 ist auf das Halteelement 12 aufgeschoben.
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2 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A gemäß 1 durch die erfindungsgemäße Schraubverbindungsvorrichtung 10.
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Die Toleranzausgleichsvorrichtung 30 weist ein Befestigungselement 32 sowie ein Toleranzausgleichselement 34 auf. In das Toleranzausgleichselement 34 ist ein Federelement 36 eingepresst. Das Federelement 36 gerät beim Einschrauben einer Schraube in die Schraubverbindungsvorrichtung 10 in Eingriff mit der Schraube und wird dadurch auf das zu befestigende Bauteil 6 zugestellt.
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Das Befestigungselement 32 ist mittels der Klammer 20 mittels Federklemmen 28 verrastet, welche in Eingriff mit Rücksprüngen 33 des Befestigungselements 32 stehen. Auf diese Weise wird eine drehfeste Verbindung zwischen Klammer 20 und Befestigungselement 32 erzeugt.
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Das Befestigungselement 32 ist hülsenartig ausgebildet und weist einen ersten Gewindeabschnitt 38 auf, der zum Eingriff mit der Befestigungsschraube dient, welche durch ein Loch 7 in dem zweiten Karosseriebauteil 6 durchgeführt wird.
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Toleranzausgleichselement 34 und Befestigungselement 32 sind über Gewinde miteinander verbunden. Dazu weist das Befestigungselement 32 einen zweiten Gewindeabschnitt 40 auf, der mit einem Gewinde 42 des Toleranzausgleichselements 34 kämmt. Der erste Gewindeabschnitt 38 und der zweite Gewindeabschnitt 40 weisen eine unterschiedliche Händigkeit aus, sodass der erste Gewindeabschnitt 38 als Rechtsgewinde ausgebildet sein kann und der zweite Gewindeabschnitt 40 als Linksgewinde oder umgekehrt.
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Die Gewindeverbindung zwischen dem Befestigungselement 32 und dem Toleranzausgleichselement 34 ist nicht selbsthemmend.
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Beim Einschrauben einer Befestigungsschraube in die Schraubverbindungsvorrichtung 10 wird die Schraube durch das Loch 7 im Karosseriebauteil 6 hindurch in die Toleranzausgleichsvorrichtung 30 eingeführt, wobei das Federelement 36 in Eingriff mit der Schraube gerät. Die Schraube wird in den ersten Gewindeabschnitt 38 des Befestigungselements 32 eingeschraubt, wobei die Drehung der Befestigungsschraube sowie die andere Gewindeausrichtung der Gewindeverbindung zwischen Toleranzausgleichselement 34 und Befestigungselement 32 dazu führt, dass das Toleranzausgleichselement 34 auf das Karosseriebauteil 6 zugestellt wird, während die Befestigungsschraube in den zweiten Gewindeabschnitt 40 des Befestigungselements eingeschraubt wird. Das Federelement 36 ist derart ausgestaltet, dass der Eingriff bei Überschreiten einer bestimmten axialen Kraft auf das Federelement 36 gelöst wird, sodass sich ein Verspannen des Federelements gegen das zweite Karosseriebauteil 6 verhindern lässt.
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Das Halteelement 12 weist eine Öffnung 13 auf, welche eine lichte Weite besitzt, die groß genug ist, dass die Toleranzausgleichsvorrichtung 30 durch sie hindurchgeführt werden kann. Die Öffnung 13 ist jedoch kleiner als ein Bund 46 des Befestigungselements 32, sodass axiale Kräfte von dem Befestigungselement 32 auf das Halteelement 12 übertragbar sind.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Schraubverbindungsvorrichtung 10 ohne Halteelement.
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Die Klammer 20 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist einen ersten Schenkel 22 und einen zweiten Schenkel 24 auf, wobei die Toleranzausgleichsvorrichtung 30 an dem ersten Schenkel 22 drehfest festgelegt ist.
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An dem ersten Schenkel 22 sind zwei Federklemmen 28 angeordnet, die eine Rastverbindung mit Rücksprüngen 33 in dem Befestigungselement 32 eingehen.
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In dem zweiten Schenkel 24 ist ein Durchgangsloch 26 ausgebildet, welches eine lichte Weite hat, die größer ist als das Toleranzausgleichselement 34, sodass das Toleranzausgleichselement 34 durch das Durchgangsloch 26 hindurchführbar ist.
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Der Bund 46 des Befestigungselements 32 ist zwischen den Schenkeln 22, 24 angeordnet.
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4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Klammer 20 alleine.
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5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Toleranzausgleichsvorrichtung 30.
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Das Befestigungselement 32 stellt eine Umhausung des Toleranzausgleichselements 34 dar. In das Toleranzausgleichselement ist das Federelement 36 eingepresst. Das Federelement 36 weist mittig eine kreisförmige Öffnung auf, die von der Befestigungsschraube durchgriffen werden kann.
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Auf dem Toleranzausgleichselement 34 sind stirnseitig auf einem konzentrischen Kreis halbkreisförmige Vorsprünge 44 angeordnet, die im montierten Zustand der Bauteile 4, 6 an dem Bauteil 6 anliegen. Durch die Vorsprünge 44 wird eine geringe Kontaktfläche mit dem zweiten Bauteil 6 sichergestellt und damit das Korrosionsverhalten der Karosserie 2 verbessert.
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Die 6a, 6b zeigen perspektivische Ansichten des Befestigungselements 32.
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In der Ansicht 6a ist der zweite Gewindeabschnitt 40 zu erkennen, der mit dem Gewinde 42 des Toleranzausgleichselements 34 in Verbindung steht.
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In der Ansicht nach 6b ist der erste Gewindeabschnitt 38 zu erkennen, welcher eine Gewindeverbindung mit der Befestigungsschraube eingeht.
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7 zeigt das Toleranzausgleichselement 34 mit darin befestigtem Federelement 36. Dabei ist das Gewinde 42 zu sehen.
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8 zeigt zuletzt das Halteelement 12, an welchem die erfindungsgemäße Schraubverbindungsvorrichtung 10 festgelegt wird.
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Das Halteelement 12 ist bügelförmig ausgebildet und weist zwei Verbindungsabschnitte 48 auf, welche mit dem ersten Karosseriebauteil 4 verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen. Dazwischen ist in einer beabstandeten Ebene ein Steckbereich 50 zum Aufstecken der Klammer vorgesehen.
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Der Steckbereich 50 ist durch zwei Erhöhungen 52 abgegrenzt, welche eine Positionierung der Schraubverbindungsvorrichtung 10 an dem Halteelement 12 bewerkstelligen und einerseits eine leichtere Montage der Schraubverbindungsvorrichtung 10 an dem Halteelement 12 als auch eine leichtere Montage des ersten Karosseriebauteils 4 an dem zweiten Karosseriebauteil 6 ermöglichen, da durch eine gute Positionierung der Schraubverbindungsvorrichtung 10 relativ zum Halteelement 12 auch eine Blockade der Schraubverbindungsvorrichtung 10 verhindert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Karosserie
- 4
- Karosseriebauteil
- 6
- Karosseriebauteil
- 7
- Loch
- 10
- Schraubverbindungsvorrichtung
- 12
- Halteelement
- 13
- Öffnung
- 20
- Klammer
- 22
- erster Schenkel
- 24
- zweiter Schenkel
- 25
- Aufnahme
- 26
- Durchgangsloch
- 28
- Federklemmen
- 30
- Toleranzausgleichsvorrichtung
- 32
- Befestigungselement
- 33
- Rücksprünge
- 34
- Toleranzausgleichselement
- 36
- Federelement
- 38
- erster Gewindeabschnitt
- 40
- zweiter Gewindeabschnitt
- 42
- Gewinde
- 44
- Vorsprünge
- 46
- Bund
- 48
- Verbindungsabschnitte
- 50
- Steckbereich
- 52
- Erhöhungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006023042 A1 [0002]
- DE 102004021483 A1 [0003]
- DE 4224575 A1 [0004]
- DE 10151383 A1 [0004]
