-
Die Erfindung betrifft einen Gewindeadapter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugaufbau mit einem solchen Gewindeadapter.
-
Nutzfahrzeuge nach dem Stand der Technik können häufig mit Anbaugeräten wie Pflügen, Schneepflügen, Lade-, Grab-, Abbruch-, Bohr-, Ramm- und Hebewerkzeugen oder unterschiedlichsten landwirtschaftlichen Vorrichtungen ausgerüstet werden. Sofern nicht bereits werksseitig vormontiert, werden derartige Anbaugeräte typischerweise lösbar mit tragenden Teilen des Fahrzeugaufbaus verbunden. Um einen sicheren Sitz des jeweiligen Anbaugeräts zu gewährleisten, verfügen bekannte Nutzfahrzeuge über geeignete Verbindungselemente, die etwa im Bereich des Rahmenkopfes vorgesehen sind.
-
Aus Gründen der baulichen Vereinfachung wurden zu diesem Zweck Verbindungselemente vorgeschlagen, die wahlweise zur Anbringung einer Abschleppöse oder zur Befestigung eines der beschriebenen Anbaugeräte genutzt werden können. Problematisch sind dabei die in beiden Anwendungsfällen sehr unterschiedlichen mechanischen Belastungen, auf die das Verbindungselement jeweils ausgelegt werden muss. So sind beispielsweise zur Montage einer Abschleppöse Schraubverbindungen mit metrischen ISO-Gewinden der Kurzbezeichnung M 45 angemessen. Nutzt man ein derartiges Gewinde zur Befestigung eines Anbaugeräts, erfordert eine kraftschlüssige Sicherung der Schraubverbindung eine nur unter elastischer Verformung zu bewirkende Federvorspannung. Unter Verzicht auf diese Sicherungsmaßnahme droht ein ungewolltes Lösen oder Lockern der Schraubverbindung durch äußere Einflüsse wie Vibrationen im Fahrbetrieb sowie Korrosion und „Setzen” der Verbindung im Fahrbetrieb und Stillstand des Nutzfahrzeugs. Um jedoch den Schaft einer Schraube des genannten Typs elastisch zu dehnen, müssen angesichts deren beträchtlichen Nenndurchmessers axiale Kräfte aufgebracht werden, die ein Anziehdrehmoment von über 7000 Nm erfordern. Dieser Schraubfall bedingt den aufwändigen Einsatz von Spezialwerkzeug, welches nicht notwendigerweise von der üblichen Ausstattung entsprechender Fachwerkstätten umfasst ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Bauteils sowie eines entsprechenden Fahrzeugaufbaus, welche eine stabile Schraubverbindung zwischen einem Anbaugerät und einem Nutzfahrzeug mit einem verringerten Anziehdrehmoment erlauben.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gewindeadapter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Fahrzeugaufbau mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
-
Grundgedanke der Erfindung ist demnach, einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Gewindeadapter mit einem Innen- und Außendurchmesser zu formen, der eine kraftschlüssige Verbindung mit einer im Fahrzeugaufbau vorgesehenen Gewindebohrung einerseits und einer zur Befestigung des Anbaugeräts vorgesehenen Schraube andererseits ermöglicht. Diese Geometrie gestattet es dem Fahrzeugführer oder Fahrzeugmechaniker in einem schrittweisen Prozess, zunächst den Gewindeadapter in die Gewindebohrung einzuschrauben. Bereits auf diese Weise wird eine, obgleich eher geringe, Federvorspannung des Gewindeadapters erzielt. Ist damit ein sicherer Sitz des Gewindeadapters innerhalb der Gewindebohrung erreicht, so kann der Monteur die Schraube in gewohnter Weise in den Gewindeadapter einschrauben, wobei sich die zusätzliche Vorspannkraft des Schraubenschafts innerhalb des Gewindeadapters in vorteilhafter Weise mit der bereits vom Innengewinde der Gewindebohrung auf den Gewindeadapter ausgeübten Kraft zu einer insgesamt deutlich erhöhten Federvorspannung der Gesamtanordnung ergänzt. In jedem Schritt dieses Vorgangs muss der Monteur dabei lediglich ein moderates Anziehdrehmoment aufwenden, das mit branchenüblichem Drehwerkzeug ohne besondere technische Vorkehrungen erzeugt werden kann.
-
Der sichere Halt der Schraubverbindung kann durch eine Steigung des auf der Innenfläche des Gewindeadapters verlaufenden Innengewindes begünstigt werden, die jene des auf der Außenfläche des Gewindeadapters verlaufenden Außengewindes übersteigt. Dieses Verhältnis der Gewindesteigungen an Innen- und Außenfläche des Gewindeadapters stellt sicher, dass die vom Außengewinde entfaltete Selbsthemmung gegen ein Verrutschen oder Verschieben des Gewindeadapters innerhalb der Gewindebohrung größer ist als die vom Innengewinde entfaltete Selbsthemmung gegen ein Verrutschen oder Verschieben der Schraube innerhalb des Gewindeadapters. Durch das erfindungsgemäße Zusammenwirken der relativen Steigungswinkel beider Gewinde, die Wahl geeigneter Schaftlängen sowie die im Wege elastischer Verformung erzielte Vorspannung von Schraube und Gewindeadapter übersteigt die Haftreibung an der Außenfläche des Gewindeadapters in seinem mit Schraube und Gewindebohrung verbundenen Zustand jene an der Innenfläche. Bei Ausübung einer ansteigenden Zugkraft in Axialrichtung der im Gewindeadapter verschraubten Schraube im dynamischen Belastungsfall führt dieses Verhältnis der Haftreibungen an Innen- und Außenfläche des Gewindeadapters dazu, dass sich ein Bauteilversagen zunächst im Lösen der Schraube aus dem Gewindeadapter äußert, bevor sich dieser seinerseits aus der Gewindebohrung zu lösen vermag.
-
Das Innengewinde kann dabei etwa in Form eines metrischen ISO-Gewindes der Kurzbezeichnung M 24 realisiert sein. Auf diese Weise ergibt sich eine größtmögliche Interoperabilität des erfindungsgemäßen Gewindeadapters mit handelsüblichen Anbaugeräten, welche überwiegend mit Anschlüssen des genannten Typs ausgestattet sind. Ein besonders günstiges Verhältnis von Nenndurchmesser, Kerndurchmesser, Flankendurchmesser, Gewindeprofil, Flankenwinkel und Steigung von Innen- und Außengewinde des Gewindeadapters lässt sich erreichen, indem Letzteres als metrisches ISO-Gewinde des Typs M 45 ausgeführt ist. Derartige Gewinde sind in Rahmenkopf oder andere tragende Schmiedeteile eines Fahrzeugaufbaus werksseitig mit geringem Aufwand einzubringen und können wahlweise zur Montage gebräuchlicher Abschleppösen genutzt werden. Ferner sind M-45-Gewinde an zahlreichen im internationalen Verkehr befindlichen Nutzfahrzeugen zu diesem Zweck bereits vorgesehen, was die Nach- oder Rückrüstung mit einem entsprechenden Adapter erleichtert. Das Innengewinde und das Außengewinde sind nicht auf das genannte metrische ISO-Gewinde sowie auf die beiden genannten Gewindegrößen M 24 und M 45 beschränkt.
-
Zur Erleichterung des Einbaus empfiehlt sich indes, den Gewindeadapter an einer Stirnseite mit einem Formelement zum formschlüssigen Kontakt mit Werkzeugen für das Drehen der Schraube zu versehen. Zu denken ist etwa an eine Angriffskontur in Gestalt eines Innen-Vierkants, Innen-Sechskants, Kopf-Schlitzes, Kopf-Kreuzschlitzes, Innen-Sechsrunds oder Innen-Vielzahns. An diese Mitnahmeprofile angepasste Werkzeuge zum Schrauben, Festziehen und Lösen unter Anwendung eines wählbaren Drehmoments werden in einschlägigen Fachwerkstätten typischerweise zur Benutzung vorgehalten. Der Einsatz einer der genannten Angriffskonturen erweist sich im vorliegenden Anwendungsfall als besonders vorteilhaft, da der in die Gewindebohrung eingeführte Gewindeadapter je nach dessen Ausführung konstruktionsbedingt schwer zugänglich sein kann. Die beschriebenen Mitnahmeprofile lassen es in diesem Szenario genügen, wenn die Angriffskontur aus axialer Richtung („von oben”) durch die Gewindebohrung erreicht werden kann, solange ein Schlüssel oder anderes Drehwerkzeug verwendet wird, dessen Durchmesser den Außendurchmesser des Gewindeadapters und somit auch den Durchmesser der Gewindebohrung nicht übersteigt. Durch den Verzicht auf eine überstehende Angriffskontur lässt sich der entsprechend konfigurierte Gewindeadapter zudem in platzsparender Weise vollständig in der Gewindebohrung versenken. Entsprechende Schlüsselsätze sind ferner preiswert und kompakt in den Abmessungen, sodass Montage- und Wartungspersonal einen solchen Satz auch am Körper tragen kann, um den Ein- oder Ausbau eines erfindungsgemäßen Gewindeadapters vorzunehmen. Zudem können sie leicht – etwa unter Zuhilfenahme eines Rohres – verlängert werden, um höhere Anzieh- bzw. Lösedrehmomente zu erzeugen. Bei Benutzung eines Innenvier- oder -sechskants kann der Gewindeadapter mit entsprechendem Schlüssel, dessen Spitze kugelig angeschliffen ist, dabei auch dann angezogen und gelöst werden, wenn Schlüssel und Adapter nicht fluchten.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
-
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
-
1 unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Gewindeadapters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
-
2 unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Gewindeadapters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
-
3 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Gewindeadapters in seinem mit einem Fahrzeugaufbau und Anbauteil verbundenen Zustand und
-
4 die bereichsweise Ansicht des Fahrzeugaufbaus eines Lastkraftwagens mit einem erfindungsgemäßen Gewindeadapter.
-
1 illustriert einen erfindungsgemäßen, im Wesentlichen aus einem Hohlzylinder bestehenden Gewindeadapter 10 mit einem Außendurchmesser D, der näherungsweise dem Doppelten seines Innendurchmesser d entspricht. Innendurchmesser d und Außendurchmesser D sind dabei derart gewählt, dass ein auf der Innenfläche 11 des Hohlzylinders verlaufendes Innengewinde und ein auf der Außenfläche 12 des Hohlzylinders verlaufendes Außengewinde (beide Gewinde zeichnerisch nicht dargestellt) mit einer Schraube des Typs M 24 einerseits und einer Gewindebohrung des Typs M 45 andererseits kraftschlüssig verbunden werden können. Insbesondere weist das Innengewinde eine Gewindesteigung auf, die jene des Außengewindes übersteigt. In alternativen Ausführungsformen mögen von diesen Normen abweichende Gewinde zum Einsatz kommen, solange diese eine profilierte Einkerbung umfassen, die fortlaufend wendelartig um die Innenfläche 11 und die Außenfläche 12 in einer Schraubenlinie verlaufen.
-
Zum formschlüssigen Ansetzen bekannter Drehwerkzeuge weist der Gewindeadapter 10 der 1 ferner eine Angriffskontur 13 in Form eines in die Stirnfläche des Hohlzylinders versenkten Innen-Sechskants auf, deren Mitnahmeprofil Fachkreisen im deutschen Sprachraum auch unter der Markenbezeichnung „Inbus” geläufig ist. Andere, nicht dargestellte Ausführungsformen mögen sich indes abweichender Schraubenkopf-Anschlussformen bedienen, wie sie dem Fachmann vertraut sind.
-
2 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gewindeadapters 20, der entsprechend jenem der 1 einen Hohlzylinder des Innendurchmessers d und des Außendurchmessers D mit einer Innenfläche 21 und einer Außenfläche 22 umfasst.
-
Der Gewindeadapter 20 der 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß 1 jedoch insofern, als er anstelle eines in die Stirnfläche des Hohlzylinders versenkten Innen-Sechskants als Angriffskontur 23 einen in analoger Weise angeordneten Kopf-Schlitz aufweist, welcher im Rahmen der funktionsgemäßen Montage Verwendung findet.
-
3 illustriert die Anwendung eines erfindungsgemäßen Gewindeadapters 30 zur Anbringung eines Anbaugeräts 33 an einem (in der Abbildung nur ausschnittsweise dargestellten) Nutzfahrzeug. Dabei ist der Hohlzylinder des Gewindeadapters 30 im Wesentlichen vollständig in einer Gewindebohrung 32 des Nutzfahrzeugs versenkt. Eine Schraube 31, welche eine entsprechende Bohrung des Anbaugeräts 33 durchläuft und dessen Abrutschen mittels ihres überkragenden Schraubenkopfs sichert, ist ihrerseits im Endbereich ihres Schraubenschafts mit dem Hohlzylinder verschraubt, sodass der Gewindeadapter 30 eine Schraubverbindung des Anbaugeräts 33 mit dem Nutzfahrzeug herstellt.
-
4 zeigt in einer bereichsweisen Ansicht den Fahrzeugaufbau 41 eines Lastkraftwagens im Bereich seines Rahmenkopfes. Ein fest mit dem Rahmenkopf verbundenes Schmiedeteil weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Gewindebohrung auf, welche mit einem erfindungsgemäßen Gewindeadapter 40 zur Anbringung eines Anbaugeräts ausgerüstet ist.
