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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von einem ersten Bauteil mit einem zweiten Bauteil sowie eine Verbindungsanordnung.
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Häufig müssen bei der Zusammensetzung von unterschiedlichen Baugruppen jeweilige Bauteile, beispielsweise unter Vermittlung einer zwischen den Bauteilen angeordneten Distanzhülse, miteinander verbunden werden. Dabei kann es vorkommen, dass eine unterschiedliche Klemmung der miteinander zu verbindenden Bauteile erforderlich ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine selektive Klemmung und Fixierung von mehreren axial zueinander versetzt angeordneten Bauteilen, die miteinander zu verbinden sind, zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von einem ersten Bauteil mit einem zweiten Bauteil sowie durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden von einem ersten Bauteil mit einem zweiten Bauteil umfasst einen Gewindebolzen, auf welchem eine erste Mutter und eine zweite Mutter aufschraubbar sind, zwischen denen ein in axialer Richtung der Vorrichtung am Gewindebolzen fixiertes Anschlagelement angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine separate Fixierung der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile, insbesondere wenn beim Verbinden der beiden Bauteile mittels der Vorrichtung zwischen den beiden Bauteilen noch eine Distanzhülse angeordnet wird. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit eine selektive Klemmung mehrerer axial zueinander versetzter Teilflächen der jeweiligen Bauteile erreicht werden. Zudem kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen ein weiteres Verbindungselement eingespart werden, wodurch kein weiterer Bauraum beim Verbinden der beiden Bauteile notwendig ist. Zudem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders gut dazu geeignet, eine schnelle Verbindung zwischen den beiden Bauteilen herzustellen, wodurch eine Reduzierung der Taktzeit bei der Verbindung der beiden Bauteile erzielbar ist. Darüber hinaus kann bei einer mittels der Vorrichtung hergestellten Verbindungsanordnung, welche die beiden miteinander verbundenen Bauteile umfasst, eine erhebliche Kosten- und Gewichtseinsparung erzielt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung ein Distanzelement, insbesondere mit einem ringförmigen Absatz, aufweist, welches zwischen der zweiten Mutter und dem Anschlagelement anordnenbar ist. Bei der Verwendung der Vorrichtung zum Verbinden der beiden Bauteile liegt somit die zweite Mutter nicht unmittelbar an einer Oberfläche des zweiten Bauteils auf. Vielmehr ist das Distanzelement derart angeordnet, dass dieses in Anlage mit dem zweiten Bauteil gebracht werden kann, während die zweite Mutter zum Fixieren des zweiten Bauteils angezogen werden kann. Eventuelle Beschädigungen an der Bauteiloberfläche können dadurch vermieden werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Gewindebolzen zwei Gewindeabschnitte mit unterschiedlich großen Durchmessern aufweist, wobei das Anschlagelement auf einem der Gewindeabschnitte angeordnet ist und an einem Absatz des anderen Gewindeabschnitts anliegt. Dadurch kann eine besonders einfache und automatische Fixierung des Anschlagelements in axialer Richtung der Vorrichtung erzielt werden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass der Gewindebolzen ein durchgängiges Gewinde, also einen einzigen Gewindeabschnitt mit durchgehend demselben Durchmesser, aufweist, wobei das Anschlagelement am Gewinde befestigt, insbesondere angeschweißt, sein kann. Diese Lösung vereinfacht die Herstellung des Gewindebolzens als solchen, da keine zwei unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Gewindeabschnitte am Gewindebolzen hergestellt werden müssen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass an einem von der ersten Mutter abgewandten Ende des Gewindebolzens ein Mitnahmeprofil, insbesondere ein Innensechskant, ausgebildet ist. Dadurch kann der Gewindebolzen auf besonders einfache Weise mittels eines an das Mitnahmeprofil angepassten Werkzeugs beim Verbinden der beiden Bauteile angezogen werden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass beispielsweise ein außenumfangsseitiges Mitnahmeprofil, wie zum Beispiel ein Außensechskant, am von der ersten Mutter abgewandten Ende des Gewindebolzens ausgebildet ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die beiden Muttern ein außenseitiges Mitnahmeprofil, insbesondere einen Außensechskant, aufweisen. Dadurch können die beiden Muttern ebenfalls auf besonders einfache Weise mit einem entsprechend dazu ausgebildeten Werkzeug zum Verbinden und Verklemmen der beiden Bauteile angezogen werden.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung umfasst ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mittels welcher die beiden Bauteile unter Vermittlung einer zwischen den beiden Bauteilen angeordneten Distanzhülse miteinander verbunden sind, wobei der Gewindebolzen durch jeweilige Durchgangsöffnungen der beiden Bauteile hindurchgeführt und die erste Mutter außenseitig am ersten Bauteil angeordnet und die zweite Mutter zumindest mittelbar außenseitig an dem zweiten Bauteil angeordnet sowie das Anschlagelement an einer dem zweiten Bauteil zugewandten Seite der Distanzhülse angeordnet ist. Das Anschlagelement weist somit einen kleineren Außenumfang als die Durchgangsöffnung des zweiten Bauteils auf, sodass das Anschlagelement überhaupt an der Distanzhülse angeordnet werden kann.
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Vorzugsweise sind die beiden Bauteile mittels der das Distanzelement aufweisenden vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung miteinander verbunden, wobei das Distanzelement einen größeren Außenumfang als die Durchgangsöffnung des zweiten Bauteils aufweist und außenseitig an dem zweiten Bauteil angeordnet ist. Dadurch geraten die zweite Mutter und das Anschlagelement nicht in Kontakt, da zwischen diesen beiden das Distanzelement angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Distanzelement dabei derart ausgebildet bzw. geformt, dass dieses ebenfalls nicht in Kontakt mit dem Anschlagelement gerät.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden von einem ersten Bauteil mit einem zweiten Bauteil mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Gewindebolzen durch jeweilige Durchgangsöffnungen der beiden Bauteile hindurchgeführt und zuerst so weit angezogen, bis das erste Bauteil unter Vermittlung einer zwischen den Bauteilen angeordneten Distanzhülse zwischen der ersten Mutter und dem Anschlagelement fixiert ist, und anschließend wird die zweite Mutter so weit angezogen, bis das zweite Bauteil unter Vermittlung der Distanzhülse zwischen dem ersten Bauteil und der zweiten Mutter fixiert ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, wobei die Vorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung, welche einen Gewindebolzen aufweist, auf welchem eine erste Mutter und eine zweite Mutter aufgeschraubt sind, wobei zwischen den beiden Muttern ein in axialer Richtung der Vorrichtung am Gewindebolzen fixiertes Anschlagelement angeordnet ist; und
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2 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht einer Verbindungsanordnung mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, wobei die beiden Bauteile mittels der in 1 gezeigten Vorrichtung miteinander verbunden sind.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Verbinden von einem ersten Bauteil 12 mit einem zweiten Bauteil 14 (wie in 2 dargestellt) umfasst einen Gewindebolzen 16, auf welchem eine erste Mutter 18 und eine zweite Mutter 20 aufgeschraubt sind, zwischen denen ein in axialer Richtung der Vorrichtung 10 am Gewindebolzen 16 fixiertes Anschlagelement 22 angeordnet ist. Die Vorrichtung 10 umfasst des Weiteren ein Distanzelement 24 mit einem ringförmigen Absatz 26, welches zwischen der zweiten Mutter 20 und dem Anschlagelement 22 angeordnet ist.
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Der Gewindebolzen 16 kann zwei Gewindeabschnitte 28, 30 mit unterschiedlich großen Durchmessern aufweisen, wobei das Anschlagelement 22 in einem derartigen Fall auf dem Gewindeabschnitt 30 mit dem verringerten Durchmesser angeordnet ist und an einem hier nicht dargestellten Absatz des ersten Gewindeabschnitts 28 anliegt. Dadurch ist eine automatische axiale Fixierung des Anschlagelements 22 möglich. Alternativ kann der Gewindebolzen 16, wie in 1 angedeutet, ein durchgängiges Gewinde, also einen einzigen Gewindeabschnitt, aufweisen, wobei das Anschlagelement 22 in einem derartigen Fall am Gewindebolzen 16 befestigt, beispielsweise angeschweißt, ist.
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An einem von der ersten Mutter 16 abgewandten, nicht näher bezeichneten Ende des Gewindebolzens 16 ist ein Mitnahmeprofil 32 in Form einen Innensechskants ausgebildet. Statt eines Innensechskants kann das Mitnahmeprofil 32 beispielsweise auch als Torx oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass ein hier nicht dargestelltes außenumfangsseitiges Mitnahmeprofil, wie zum Beispiel ein Außensechskant, an dem einen Ende des Gewindebolzens 16 ausgebildet ist.
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Die beiden Muttern 18, 20 weisen ein außenseitiges nicht näher bezeichnetes Mitnahmeprofil in Form eines Außensechskants auf. Im Wesentlichen beliebige andere außenseitige Mitnahmeprofile sind dabei ebenfalls möglich.
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In 2 ist eine Verbindungsanordnung 34 in einer teilweise geschnittenen schematischen Seitenansicht gezeigt. Die Verbindungsanordnung 34 umfasst die beiden Bauteile 12, 14 und die Vorrichtung 10. Die beiden Bauteile 12, 14 sind mittels der Vorrichtung 10 unter Vermittlung einer zwischen den beiden Bauteilen 12, 14 angeordneten Distanzhülse 36 miteinander verbunden.
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Der Gewindebolzen 16 ist dabei durch jeweilige, hier nicht näher bezeichnete Durchgangsöffnungen der beiden Bauteile 12, 14 hindurchgeführt. Die erste Mutter 18 ist an einer Außenseite 38 des ersten Bauteils 12 angeordnet. Die zweite Mutter 20 ist an dem Distanzelement 24 angeordnet, welches wiederum an einer Außenseite 40 des zweiten Bauteils 14 angeordnet ist. Das Anschlagelement 22 ist an einer dem zweiten Bauteil 14 zugewandten Seite 42 der Distanzhülse 36 angeordnet.
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Das Anschlagelement 22 weist somit also einen kleineren Außenumfang als die Durchgangsöffnung des zweiten Bauteils 14 auf, sodass das Anschlagelement 22 überhaupt an der Distanzhülse 36 angeordnet werden kann. Wie zu erkennen, liegt die Distanzhülse 36 an jeweiligen Innenseiten 44, 46 der beiden Bauteile 12, 14 an. Das Distanzelement 24 liegt mit seinem ringförmigen Absatz 26 an der Außenseite 40 des zweiten Bauteils 14 an.
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Mit dem Bezugszeichen 48 ist ein erster Kraftfluss 48 innerhalb der Verbindungsanordnung 34 und mit dem Bezugszeichen 50 ist ein zweiter Kraftfluss innerhalb der Verbindungsanordnung 34 gekennzeichnet.
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Gemäß dem ersten Kraftfluss 48 ist also das erste Bauteil 12 unter Vermittlung der Distanzhülse 36 zwischen der ersten Mutter 18 und dem Anschlagelement 22 eingeklemmt bzw. verspannt. Gemäß dem zweiten Kraftfluss 50 ist wiederum das zweite Bauteil 14 unter Vermittlung der Distanzhülse 36 zwischen dem ersten Bauteil 12 und dem Distanzelement 24 verspannt. Mittels der Vorrichtung 34 kann also eine selektive Klemmung zwischen unterschiedlichen Trennflächen, vorliegend zwischen der Innenseite 46 und der Außenseite 40, realisiert werden.
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Um die beiden Bauteile 12, 14 mittels der Vorrichtung 10 miteinander zu verbinden, wird zunächst der Gewindebolzen 16, an welchem die Mutter 18 noch nicht angeordnet ist, durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen der beiden Bauteile 12, 14 hindurchgeführt. Anschließend wird die Mutter 18 auf dem Gewindebolzen 16 aufgeschraubt. Danach wird mittels eines entsprechenden Werkzeugs, welches in das Mitnahmeprofil 32 eingreift, der Gewindebolzen 16 so weit angezogen, bis das erste Bauteil 12 unter Vermittlung der zwischen den Bauteilen 12, 14 angeordneten Distanzhülse 36 zwischen der Mutter 18 und dem Anschlagelement 22 mit einer entsprechend gewünschten Klemmung fixiert ist. Anschließend wird die Mutter 20 so weit angezogen, bis das zweite Bauteil 14 wiederum unter Vermittlung der Distanzhülse 36 zwischen dem ersten Bauteil 12 und der zweiten Mutter 20 fixiert ist.
