DE102011107236A1

DE102011107236A1 - Schraubelement

Info

Publication number: DE102011107236A1
Application number: DE201110107236
Authority: DE
Inventors: Markus Gützlaff
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Sf Handels- und Besitzgesellschaft Mbh De
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2012-05-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schraubelement (30) mit einem Grundkörper (32), welcher eine mit einem Innengewinde (36) versehene Einschrauböffnung (34) aufweist und dessen Außenumfang (38) wenigstens bereichsweise mit einem Werkzeugangriff (40) versehen ist, über den das Schraubelement (30) mittels eines Werkzeugs mit einem korrespondierenden, weiteren Schraubelement (12) verschraubbar ist, wobei ein in radialer Richtung von dem Werkzeugangriff (40) beabstandetes und in den Grundkörper (32) integriertes Unterlegelement (42) vorgesehen, über welches das Schraubelement (30) an einem korrespondierenden Bauteil (14) abzustützen ist und welches in radialer Richtung von dem Werkzeugangriff (40) nach außen überdeckt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubelement, insbesondere eine Mutter, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Beispielsweise aus dem Serienbau von Kraftwagen ist die Verwendung von Muttern zum Verbinden wenigstens zweier Bauteile miteinander bekannt. Eine solche Mutter umfasst einen Grundkörper, welcher eine mit einem Innengewinde versehene Einschrauböffnung aufweist. In die Einschrauböffnung kann ein korrespondierendes weiteres Schraubelement, beispielsweise eine Schraube, eingeschraubt werden. Der Grundkörper weist einen Außenumfang auf, welcher wenigstens bereichsweise mit einem Werkzeugangriff versehen ist. Über den Werkzeugangriff kann das Schraubelement mittels eines Werkzeugs mit dem korrespondierenden, weiteren Schraubelement, insbesondere der Schraube, verschraubt und dadurch verspannt werden.
Des Weiteren ist die Verwendung von Unterlegscheiben bei derartigen Verschraubungen bekannt. Eine solche Unterlegscheibe wird zwischen der Mutter und dem zu verschraubenden Bauteil angeordnet. Dabei besteht das Problem, dass die Unterlegscheibe mit ihrer vollen axialen Erstreckung, d. h. mit ihrer Dicke, aufträgt, was zu einem unerwünscht hohen Bauraumbedarf der Verschraubung führt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schraubelement der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Schraubelement einen reduzierten Bauraumbedarf der Verschraubung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Schraubelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein solches Schraubelement, insbesondere eine Mutter, umfasst einen Grundkörper, der eine mit einem Innengewinde versehene Einschrauböffnung aufweist und dessen Außenumfang wenigstens bereichsweise mit einem Werkzeugangriff versehen ist. Über den Werkzeugangriff kann das Schraubelement mittels eines Werkzeugs mit einem korrespondierenden, weiteren Schraubelement verschraubt werden. Dazu kann das Werkzeug mit dem Werkzeugangriff in Wirkverbindung gebracht werden.
Erfindungsgemäß ist ein in radialer Richtung von dem Werkzeugangriff beabstandetes und in den Grundkörper integriertes Unterlegelement vorgesehen, über welches das Schraubelement an einem korrespondierenden Bauteil, das beispielsweise mittels des Schraubelements zu verschrauben ist, abzustützen ist. Das Unterlegelement ist ferner in radialer Richtung von dem Werkzeugangriff nach außen überdeckt. Das Unterlegelement kann als von dem Grundkörper separates Element ausgebildet sein, welches beispielsweise in axialer Richtung des Schraubelements zwischen dem Grundkörper und dem Bauteil angeordnet wird. Ebenso ist es möglich, dass der Grundkörper und das Unterlegelement einstückig miteinander ausgebildet sind. Dies hält die Teileanzahl gering.
Die Integration des Unterlegelements in das Schraubelement hält den Bauraumbedarf einer mittels des Schraubelements auszubildenden Verschraubung sehr gering, da das erfindungsgemäße Schraubelement selbst einen nur geringen Bauraumbedarf insbesondere in axialer Richtung aufweist. Dies ist der Fall, da sich der Werkzeugangriff in axialer Richtung des Schraubelements zumindest in einem Teilbereich nicht an das Unterlegelement anschließt, sondern zumindest in dem Teilbereich auf gleicher Höhe wie das Unterlegelement angeordnet ist und dieses nach außen hin überdeckt. Das Unterlegelement, welches beispielsweise scheibenförmig ausgebildet ist, trägt somit zumindest nicht mit seiner vollen axialen Erstreckung, d. h. mit seiner Dicke, auf.
Die Integration des Unterlegelements in dem Grundkörper ermöglicht zudem die Darstellung einer Mindesthöhe bzw. Mindestdicke des Schraubelements, insbesondere der Mutter, von zumindest im Wesentlichen 5 mm. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden, was zur Lösung und/oder zur Vermeidung von Package-Problemen insbesondere in einem platzkritischen Bereich eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, führt.
Mittels des erfindungsgemäßen Schraubelements ist es insbesondere möglich, ein Lenkerelement, beispielsweise einen Querlenker, eines Fahrwerks des Kraftwagens an einem korrespondierenden Befestigungselement zu befestigen. Bei dem Lenkerelement kann es sich um einen oberen Querlenker handeln. Durch die Geometrie des erfindungsgemäßen Schraubelements infolge der Integration des Unterlegelements in den Grundkörper kann so zusätzlicher Bauraum im Bereich einer Radaufnahme, insbesondere eines Radhauses, geschaffen werden. So kann ein hinsichtlich seines Durchmessers besonders großes Rad bzw. ein hinsichtlich seines Durchmessers besonders großer Reifen des Rads verwendet und über das Lenkerelement an einem Aufbau des Kraftwagens gehalten werden. Dies kommt den Fahreigenschaften des Kraftwagens zugute.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schraubelements ist, dass die Integration des Unterlegelements in den Grundkörper nicht zulasten der Festigkeit des Schraubelements realisiert ist. Mit anderen Worten weist das erfindungsgemäße Schraubelement eine besonders hohe Festigkeit auf bei gleichzeitiger Realisierung eines besonders geringen Dicke. So ermöglicht das erfindungsgemäße Schraubelement eine feste Verbindung zwischen dem korrespondierenden Bauteil und wenigstens einem weiteren Bauteil. Das Schraubelement ermöglicht des Weiteren den Einsatz einer Modulstrategie hinsichtlich eines Dichtungssystems, was die Kosten gering hält.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der Figur ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Verbindungsanordnung eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, bei welcher die Bauteile mittels einer Mutter miteinander verbunden sind, welche einen Grundkörper aufweist, in den eine Unterlegscheibe integriert ist.
Die Figur zeigt eine Verbindungsanordnung 10 eines ersten Bauteils 12 mit einem zweiten Bauteil 14 eines beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens. Bei dem ersten Bauteil 12 handelt es sich beispielsweise um ein Lenkerelement, insbesondere einen oberen Querlenker, eines Fahrwerks des Personenkraftwagens, über den ein Rad des Personenkraftwagens an einer Karosserie desselbigen um eine Schwenkachse relativ zur Karosserie verschwenkbar zu lagern ist.
Zum Verbinden der Bauteile 12, 14 weist das zweite Bauteil 14 eine Durchgangsöffnung 16 auf. Die Durchgangsöffnung 16 weist bezogen auf ihre axiale Richtung einen ersten Längenbereich 18 sowie einen zweiten Längenbereich 20 auf. Die Längenbereiche 18, 20 schließen einen von 180° unterschiedlichen Winkel miteinander ein, so dass die Durchgangsöffnung 16 im Bereich des ersten Längenbereichs 18 in Form eines stumpfen Kegels ausgebildet ist. Im Bereich des zweiten Längenbereichs 20 ist die Durchgangsöffnung 16 zumindest im Wesentlichen in Form eines geraden Kreiszylinders ausgebildet.
Im Bereich des ersten Längenbereichs 18 ist in der Durchgangsöffnung 16 eine Buchse 21 angeordnet. Die Buchse 21 weist eine Außenkontur auf, welche zur Innenkontur des stumpfen Kegels zumindest im Wesentlichen korrespondiert. So ist die Buchse 21 definiert in der Durchgangsöffnung 16 angeordnet. Die Buchse 21 weist ihrerseits eine Durchgangsöffnung 22 auf, in welche das erste Bauteil 12 eingesteckt ist. So durchdringt das erste Bauteil 12 die Durchgangsöffnung 22 sowie die erste Durchgangsöffnung 16. Das erste Bauteil 12 weist einen Gewindezapfen 24 auf, welcher zumindest bereichsweise mit einem Außengewinde 26 versehen ist. Der Gewindezapfen 24 ist zudem mit einem Werkzeugangriff 28 versehen. Bei dem Werkzeugangriff 28 handelt es sich um einen Innenvielzahn, beispielsweise um einen Innensechskant, mittels welchem das erste Bauteil 12 zu drehen oder festzuhalten ist, um das erste Bauteil 12 mittels dessen Gewindezapfen 24 mit einer Mutter 30 der Verbindungsanordnung 10 zu verschrauben.
Mit anderen Worten dient die Mutter 30 zur Verbindung des ersten Bauteils 12 mit dem zweiten Bauteil 14. Dazu weist die Mutter 30 einen Grundkörper 32 auf. Der Grundkörper 32 ist mit einer Einschrauböffnung 34 versehen, welche vorliegend als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Die Einschrauböffnung 34 ist dabei mit einem zu dem Außengewinde 26 korrespondierenden Innengewinde 36 versehen, so dass das erste Bauteil 12 über dessen Gewindezapfen 24 mit der Mutter 30 verschraubt werden kann. Über die als Durchgangsöffnung ausgebildete Einschrauböffnung 34 kann zum Verschrauben das erste Bauteil 12 relativ zu der Mutter 30 festgehalten werden. Um eine besonders feste Verschraubung darzustellen, weist der Grundkörper 32 einen Außenumfangsbereich 38 auf, welcher mit einem weiteren Werkzeugangriff 40 versehen ist. Bei dem weiteren Werkzeugangriff 40 handelt es sich um einen Außenvielzahn, beispielsweise einen Außensechskant oder dergleichen. Der weitere Werkzeugangriff 40 stellt beispielsweise einen Schlüsselangriff dar, so dass die Mutter 30 mittels eines Schraubenschlüssels, eines Drehmomentschlüssels, eines Steckschlüssels oder dergleichen verschraubt werden kann. Der Schraubenschlüssel oder dergleichen weist dazu einen Werkzeugteil mit einer Aufnahme auf, die eine zum weiteren Werkzeugangriff 40 korrespondierende Aufnahmekontur aufweist. So kann der Schraubenschlüssel oder dergleichen drehfest in Wirkverbindung mit der Mutter 30 verbracht werden.
In den Grundkörper 32 der Mutter 30 ist eine Unterlegscheibe 42 integriert. Die Unterlegscheibe 42 ist in radialer Richtung der Mutter 30 von dem Werkzeugangriff 40 unter Ausbildung eines Abstands 44 beabstandet und wird in radialer Richtung von dem Werkzeugangriff 40 nach außen hin überdeckt. Mit anderen Worten überragt der Schlüsselangriff die Unterlegscheibe 42 nach außen hin. Über die Unterlegscheibe 42 wird die Mutter 30 an dem zweiten Bauteil 14 abgestützt, so dass das erste Bauteil 12 mittels der Mutter 30 mit dem zweiten Bauteil 14 verschraubt und so verspannt werden kann. Die Unterlegscheibe 42 kann dabei einstückig mit dem Grundkörper 32 ausgebildet sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Unterlegscheibe 42 separat von dem Grundkörper 32 ausgebildet und mit diesem verbunden, beispielsweise verklemmt, auf diesen aufgesteckt und/oder auf andersartige Weise verbunden ist. Die notwendigen, tragenden Gewindegänge des Innengewindes 36 sind in die Einschrauböffnung 34, welche auch als Bohrung bezeichnet wird, eingesenkt.
Die Mutter 30 ermöglicht die Darstellung eines besonders geringen Bauraumbedarfs der Verbindungsanordnung 10, da die in den Grundkörper 32 und somit in die Mutter 30 integrierte Unterlegscheibe 42 nicht mit ihrer vollen Dicke aufträgt, sondern vielmehr bauraumneutral, d. h. ohne zusätzlichen Bauraum, verwendet werden kann. Dies ist insbesondere deswegen der Fall, da sich der weitere Werkzeugangriff 40 in axialer Richtung der Mutter 30 nicht an die Unterlegscheibe 42 anschließt, sondern vielmehr zumindest bereichsweise auf der gleichen Höhe wie der weitere Werkzeugangriff 40 angeordnet ist und der Werkzeugangriff 40 die Unterlegscheibe 42 in radialer Richtung überragt.
Die Mutter 30 weist ferner einen Zapfen 46 auf, welcher die Unterlegscheibe 42 durchdringt und in axialer Richtung überragt. Dabei ragt der Zapfen 46 in die Durchgangsöffnung 16 des zweiten Bauteils 14 hinein. Auf einer dem ersten Bauteil 12 zugewandten Stirnseite ist der Zapfen 46 mit einer Einführfase 48 versehen, so dass die Mutter 30 besonders einfach und ohne Verklemmen und Verkanten in die Durchgangsöffnung 16 von einer der Buchse 21 abgewandten Seite hereingeführt werden kann.

Claims

Schraubelement (30) mit einem Grundkörper (32), welcher eine mit einem Innengewinde (36) versehene Einschrauböffnung (34) aufweist und dessen Außenumfang (38) wenigstens bereichsweise mit einem Werkzeugangriff (40) versehen ist, über den das Schraubelement (30) mittels eines Werkzeugs mit einem korrespondierenden, weiteren Schraubelement (12) verschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein in radialer Richtung von dem Werkzeugangriff (40) beabstandetes und in den Grundkörper (32) integriertes Unterlegelement (42) vorgesehen, über welches das Schraubelement (30) an einem korrespondierenden Bauteil (14) abzustützen ist und welches in radialer Richtung von dem Werkzeugangriff (40) nach außen überdeckt ist.
Schraubelement (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugnagriff (40) als Außenvielzahn ausgebildet ist.
Schraubelement (30) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32) einen das Unterlegelement (42) durchdringenden und in axialer Richtung überragenden Wandungsbereich (46) aufweist, in welchen sich die mit dem Innengewinde (36) versehene Einschrauböffnung (34) erstreckt.
Schraubelement (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschrauböffnung (34) als Durchgangsöffnung ausgebildet ist.
Schraubelement (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (36) in die Einschrauböffnung (34) eingesenkt ist.