DE102011079617A1

DE102011079617A1 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE102011079617A1
Application number: DE102011079617A
Authority: DE
Inventors: Roland Rehtanz; Bernd Schraff
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung, umfassend eine eine Wanddurchgangsbohrung (24) eines Bauteils durchsetzende, in eine Maschinenstruktur (18) einschraubbare Maschinenschraube (30), eine den Schraubenschaft umgebende Distanzhülse und ein die Distanzhülse umgebendes Dämpferelement. Gemäß der Erfindung ist die Distanzhülse aus zwei gleichen, jeweils von entgegengesetzten Seiten in die Wanddurchgangsbohrung (24) einführbaren, mit ihren axial inneren Enden aneinander stoßenden Hülsenabschnitten (20, 22) gebildet, an deren axial äußerem Ende jeweils ein Radialflansch (26, 28) angeordnet ist, und dass jeder Hülsenabschnitt (20, 22) jeweils von einem Dämpferelement (32, 34) mit einem sich an den Radialflansch (26, 28) anlegenden Ringfortsatz (36, 38) umhüllt ist. Diese Anordnung ist baulich sowie montagetechnisch sehr einfach und ermöglicht die Aufnahme von Schwingungen in radialer und axialer Richtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schraubverbindungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art dienen vielfach zur schwingungsisolierten Montage eines Bauteils an einer Maschinenstruktur. Als typisches Beispiel sei hier der Anbau eines Hydromoduls an einem stufenlosen Getriebe für Agrarfahrzeuge genannt. Das eigentliche, den Schraubenschaft umhüllende Dämpferelement dämpft Schwingungen quer zur Schraubenachse, während der zugeordnete, an einer Beilagscheibe anliegende Ringfortsatz axiale Schwingungen in einer Richtung dämpft, so dass diese axialen Schwingungen nur unvollkommen isoliert werden. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass die Montage derartiger Schraubverbindungen schwierig ist, da zusätzlich zu der Maschinenschraube und den jeweils als Einzelteile vorliegenden Distanzhülsen und Dämpferelementen noch eine lose Beilagscheibe oder dergleichen benötigt wird.
Aus der DE 198 59 897 C1 ist eine Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Lagerung einer Drucklufterzeugungsanlage an einem Befestigungsträger eines Schienenfahrzeuges bekannt, bei der ein Verbindungselement über eine Schraubverbindung mit einem am Wagenkastenboden angeordneten Befestigungsträger verbunden wird. Diese Schraubverbindung umfasst eine Maschinenschraube und eine den Schraubenschaft umgebende Distanzhülse, an deren einem Ende sich eine Mutter über eine Beilagscheibe abstützt und deren anderes Ende sich über einen Anlageflansch an dem Verbindungselement anlegt. Die Distanzhülse ist von einem Federelement umgeben, welches Dämpfungsaufgaben hat. Die Funktion dieser Schraubverbindung ist im Wesentlichen, axiale Schwingungen aufzunehmen, da sich das Federelement nicht radial in einer Durchgangsbohrung abstützt. Ein im unteren Teil des Federelementes angeordneter zusätzlicher Zwischenring kann diese Aufgabe nicht übernehmen. Die bekannte Schraubverbindung ist wegen der Vielzahl von verwendeten Einzelbauteilen verhältnismäßig aufwendig und schwierig zu montieren.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich ihres Aufbaus sowie ihrer Montage einfach ist, und die außerdem gegenüber bekannten Schraubverbindungen besser geeignet ist, axiale Kräfte aufzunehmen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Schraubverbindung im Wesentlichen durch eine Zusammenfassung und Vereinheitlichung von Einzelteilen hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Montage vereinfacht werden kann.
Demnach geht die Erfindung aus von einer Schraubverbindung, umfassend eine eine Wanddurchgangsbohrung eines Bauteils durchsetzende, in eine Maschinenstruktur einschraubbare Maschinenschraube, eine den Schraubenschaft umgebende Distanzhülse, an deren einem Ende sich der Schraubenkopf über eine Beilagscheibe oder dergleichen abstützt, und deren anderes Ende sich an die Maschinenstruktur anlegt, und ein die Distanzhülse umgebendes Dämpferelement mit einem zwischen die Beilagscheibe oder dergleichen und die Wand eingreifenden Ringfortsatz.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass die Distanzhülse aus zwei gleichen, jeweils von entgegengesetzten Seiten in die Wanddurchgangsbohrung einführbaren, mit ihren axial inneren Enden aneinander stoßenden Hülsenabschnitten gebildet ist, an deren axial äußerem Ende jeweils ein Radialflansch angeordnet ist, und dass jeder Hülsenabschnitt jeweils von einem Dämpferelement mit einem sich an den Radialflansch anlegenden Ringfortsatz umhüllt ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schraubverbindung ist die Anzahl der verwendeten Teile von vier auf drei reduziert, wobei zwei Teile, nämlich die Hülsenabschnitte jeweils Gleichteile sind. Damit ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung der Konstruktion sowie der Montage der Schraubverbindung. Ein weiterer Vorteil ist, dass die die Funktion von Beilagenscheiben übernehmenden Radialflansche sowohl auf Seiten des zu montierenden Bauteils als auch auf Seiten der das Bauteil aufnehmenden Maschinenstruktur vorgesehen sind, so dass insoweit eine bessere Aufnahme von Axialkräften gegeben ist.
Der Radialflansch kann beispielsweise ein mit dem Hülsenabschnitt in geeigneter Weise verbundenes Teil sein. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass in konstruktiv besonders einfacher Weise der Hülsenabschnitt mit dem zugeordneten Radialflansch jeweils einstückig ausgebildet ist.
In gleicher Weise ist für den Aufbau der Dämpferelemente vorgesehen, dass das den Hülsenabschnitt umhüllende Dämpferelement und dessen sich an den Radialflansch anlegender Ringfortsatz jeweils einstückig ausgebildet sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Übergang von dem dem Hülsenabschnitt zugeordneten Dämpferelement zu dem an den Radialflansch sich anlegenden Ringfortsatz des integrierten Dämpferelementes eine Hohlkehle ausgebildet ist, die gegebenenfalls bei der Montage verdrängtes Material des Dämpferelementes aufnehmen kann.
Vorzugsweise sind gemäß der Erfindung die Dämpferelemente und deren Ringfortsätze mit den zugeordneten Distanzhülsen bzw. Radialflanschen jeweils fest verbunden, so dass sie für die Handhabung bei der Montage jeweils nur ein Bauteil darstellen.
Die Hülsenabschnitte sind vorzugsweise aus Stahl gebildet, während der elastische Werkstoff der Dämpferelemente vorzugsweise aus Gummi ist.
Die Erfindung lässt sich anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
1 ein Beispiel für eine typische herkömmliche Ausgestaltung einer Schraubverbindung im Längsschnitt,
2 eine erfindungsgemäße Schraubverbindung im Längsschnitt, und
3 ein Detail der Schraubverbindung gemäß 2.
1 zeigt den Ausschnitt einer Wand 2 eines nicht näher dargestellten Bauteils, welches mittels einer herkömmlichen Schraubverbindung beispielsweise an einer nicht dargestellten Maschinenstruktur befestigt werden soll.
Die Schraubverbindung umfasst eine eine Wanddurchgangsbohrung 6 durchsetzende Maschinenschraube 8, eine den Schraubenschaft 10 umgebende Distanzhülse 12 sowie ein die Distanzhülse 12 umgebendes Dämpferelement 14, das außen an der Innenwand der Wanddurchgangsbohrung anliegt. Das Dämpferelement 14 hat vorzugsweise die Aufgabe, radiale, d.h. quer zur Achse der Maschinenschraube 8 gerichtete Schwingungen zu isolieren. Ein an dem Dämpferelement 14 ausgebildeter Ringfortsatz 13 greift zwischen die Distanzhülse 12 und eine Beilagscheibe 15 ein und nimmt Axialschwingungen in einer Richtung auf.
Zur Montage der Schraubverbindung müssen das Dämpferelement 14, die Distanzhülse 12, die zwischen dem Kopf der Maschinenschraube 8 und der Distanzhülse 12 angeordnete Beilagscheibe 15 sowie die Maschinenschraube 8 einzeln montiert werden, was die Montage aufwendig macht.
2 zeigt eine Anordnung, durch die in einer ähnlichen Weise die Wand 16 eines Bauteils an einer Maschinenstruktur 18 mittels einer Schraubverbindung befestigt wird.
Die Distanzhülse besteht gemäß der Erfindung aus zwei gleichen Hülsenabschnitten 20 und 22, die jeweils von entgegengesetzten Seiten in die Durchgangsbohrung 24 der Wand 16 eingeführt sind und mit ihren axial inneren Enden aneinander stoßen. An den axial äußeren Enden der Hülsenabschnitte 20, 22 ist jeweils einstückig mit diesen ein Radialflansch 26 bzw. 28 ausgebildet, welche die Funktion einer Beilagscheibe oder dergleichen übernehmen. Der Radialflansch 26 des Hülsenabschnittes 20 liegt an der Maschinenstruktur 18 an, während der Radialflansch 28 des Hülsenabschnittes 22 den Kopf der Maschinenschraube 30 abstützt. Auf diese Weise werden die axialen Schraubenkräfte vollständig von den Hülsenabschnitten 20, 22 aufgenommen.
Die Hülsenabschnitte 20, 22 sind jeweils von einem Dämpferelement 32 bzw. 34 aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi umhüllt, die einen an dem jeweils zugeordneten Radialflansch 26 bzw. 28 sich anlegenden Ringfortsatz 36 bzw. 38 aufweisen. Die die Hülsenabschnitte 20, 22 umhüllenden Dämpferelemente 32 bzw. 34 übernehmen eine Schwingungsisolierung quer zur Achse der Maschinenschraube 30, während die Ringfortsätze 36 bzw. 38 eine Schwingungsisolierung in beiden axialen Richtungen bewirken.
3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Hülsenabschnitt 20 gemäß der 2 mit dem damit einstückigen Radialflansch 26, dem Dämpferelement 32 und dem damit einstückigen Ringfortsatz 36. Das Dämpferelement 32 und der Ringfortsatz 36 sind vorzugsweise mit dem zugeordneten Hülsenabschnitt bzw. dem zugeordneten Radialflansch fest verbunden, so dass sie für die Montage ein einziges Bauelement darstellen.
Am Übergang von dem den Hülsenabschnitt 20, 22 umhüllenden Dämpferelement 32, 34 zu dem zugeordneten Ringfortsatz 36, 38 ist jeweils eine Hohlkehle 40 ausgebildet, die bei der Montage verdrängtes Material aufnehmen kann.
Bezugszeichenliste

2: Wand
6: Wanddurchgangsbohrung
8: Maschinenschraube
10: Schraubenschaft
12: Distanzhülse
13: Ringfortsatz
14: Dämpferelement
15: Beilagscheibe
16: Wand
18: Maschinenstruktur
20: Hülsenabschnitt
22: Hülsenabschnitt
24: Durchgangsbohrung
26: Radialflansch
28: Radialflansch
30: Maschinenschraube
32: Dämpferelement
34: Dämpferelement
36: Ringfortsatz
38: Ringfortsatz
40: Hohlkehle

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 19859897 C1 [0003]

Claims

Schraubverbindung, umfassend eine eine Wanddurchgangsbohrung (24) eines Bauteils durchsetzende, in eine Maschinenstruktur (18) einschraubbare Maschinenschraube (30), eine den Schraubenschaft umgebende Distanzhülse, an deren einem Ende sich der Schraubenkopf über eine Beilagscheibe oder dergleichen abstützt, und deren anderes Ende sich an die Maschinenstruktur (18) anlegt, und ein die Distanzhülse umgebendes Dämpferelement mit einem zwischen die Beilagscheibe oder dergleichen und die Wand (16) eingreifenden Ringfortsatz, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse aus zwei gleichen, jeweils von entgegengesetzten Seiten in die Wanddurchgangsbohrung (24) einführbaren, mit ihren axial inneren Enden aneinander stoßenden Hülsenabschnitten (20, 22) gebildet ist, an deren axial äußerem Ende jeweils ein Radialflansch (26, 28) angeordnet ist, und dass jeder Hülsenabschnitt (20, 22) jeweils von einem Dämpferelement (32, 34) mit einem sich an den Radialflansch (26, 28) anlegenden Ringfortsatz (36, 38) umhüllt ist.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (20, 22) mit dem zugeordneten Radialflansch (26, 28) jeweils einstückig ausgebildet ist.
Schraubverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den Hülsenabschnitt (20, 22) umhüllende Dämpferelement (32, 34) und dessen sich an den Radialflansch (26, 28) anlegende Ringfortsatz (36, 38) jeweils einstückig ausgebildet sind.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergang von dem dem Hülsenabschnitt (20, 22) zugeordneten Dämpferelement (32, 34) zu dem an den Radialflansch (26, 28) sich anlegenden Ringfortsatz (36, 38) eine Hohlkehle (40) ausgebildet ist.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenabschnitte (20, 22) aus Stahl gebildet sind.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Werkstoff der Dämpferelemente (32, 34) und der zugeordneten Ringfortsätze (36, 38) aus Gummi ist.