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Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für ein Kraftfahrzeugbauteil gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
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Aus der
US 2012/0288345 A1 ist eine T-Mutter mit einem zylindrischen Schaft mit einem Innengewinde, mit einem Flansch sowie mit einem Dichtungselement bekannt. In die T-Mutter ist eine Schraube einschraubbar, wobei ein Außengewinde der Schraube mit einem Innengewinde der T-Mutter in Eingriff gebracht wird. Mittels des Dichtungselements wird ein der Schraube abgewandtes Ende der T-Mutter abgedichtet. Die Mutter umfasst ein sich entlang eines ersten Längenbereichs erstreckendes, mit dem Gewindebolzen in Eingriff bringbares Innengewinde. Überdies kann die Mutter einen weiteren Längenbereich umfassen, welcher sich in Axialrichtung der Schraubverbindung mit einem Endbereich zumindest bis auf Höhe eines Endes des Gewindebolzens erstreckt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schraubverbindung für ein Kraftfahrzeugbauteil zu schaffen, welche ein besonders geringes Gefährdungspotential für umliegende Bauteile bei Kontakt mit der Schraubverbindung bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schraubverbindung für ein Kraftfahrzeugbauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für ein Kraftfahrzeugbauteil. Hierbei umfasst die Schraubverbindung einen Gewindebolzen und eine Mutter, welche ein sich entlang eines ersten Längenbereichs erstreckendes, mit dem Gewindebolzen in Eingriff bringbares Innengewinde umfasst und welche einen weiteren Längenbereich umfasst, welcher sich in Axialrichtung der Schraubverbindung mit einem Endbereich zumindest bis auf Höhe eines Endes des Gewindebolzens erstreckt. Insbesondere kann der Gewindebolzen an dem Kraftfahrzeugbauteil fixiert sein, wobei der Gewindebolzen von dem Kraftfahrzeugbauteil absteht. Über den Gewindebolzen kann die Mutter geschraubt sein, indem das Innengewinde der Mutter mit einem Außengewinde des Gewindebolzens in Eingriff gebracht wird.
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Um ein besonders geringes Gefährdungspotential für umliegende Bauteile umsetzen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der weitere Längenbereich ohne Innengewinde ausgebildet ist und/oder in diesem ein Schlitz vorgesehen ist, welcher sich in Axialrichtung der Schraubverbindung erstreckt. Hierbei umschließt die Mutter den Gewindebolzen umfangsseitig entlang der Axialrichtung bis zu dem Ende des Gewindebolzens insbesondere mittels des weiteren Längenbereichs. Bei dem Ende des Gewindebolzens handelt es sich insbesondere um ein erstes Ende des Gewindebolzens, welches einem den Kraftfahrzeugbauteilen zugewandten zweiten Ende des Gewindebolzens gegenüberliegt. Mittels des zweiten Endes des Gewindebolzens sind die wenigstens zwei Kraftfahrzeugbauteile aneinander gehalten. Mittels der Mutter können somit scharfe Kanten des ersten Endes des Gewindebolzens zumindest umfangsseitig und somit seitlich nach außen überdeckt werden, wodurch in Kontakt mit der Schraubverbindung geratende Kraftfahrzeugkomponenten durch die Mutter besonders vorteilhaft vor Beschädigungen geschützt sind. Insbesondere bei einer Anordnung der Schraubverbindung im Bereich eines Fensterairbags kann bei einem Entfalten des Fensterairbags dieser vor Beschädigungen bei Kontakt mit der Schraubverbindung geschützt werden, indem die Mutter zum einen scharfe Kanten des ersten Gewindebolzens seitlich überdeckt und zum anderen die Mutter eine besonders breite Kontaktfläche mit dem Fensterairbag ermöglicht, wodurch ein Aufstechen des Airbags durch die Schraubverbindung beziehungsweise durch Teile der Schraubverbindung unterbunden werden kann. Bei der Schraubverbindung bietet somit die Mutter einen besonders vorteilhaften Schutz weiterer Kraftfahrzeugbauteile vor einer Beschädigung bei einem Kontakt der weiteren Kraftfahrzeugbauteile mit der Schraubverbindung. Der Schlitz bietet die Möglichkeit von außen besonders gut zu erkennen, wie weit der Bolzen über einen wirksamen Bereich des Innengewindes der Mutter übersteht. Insbesondere kann über den Schlitz in den zweiten Längenbereich der Mutter eingesehen werden um festzustellen, ob ein vorgegebener Überstand des Gewindebolzens über den wirksamen Bereich des Innengewindes der Mutter erreicht ist. Die Mutter bietet darüber hinaus die Möglichkeit, hervorstehende Bolzen, Gewindebolzen von Schrauben o.ä. in einem Kraftfahrzeug schützend abzudecken.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. 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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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht eines Dachrahmens eines Kraftfahrzeugs mit einem Fensterairbag und mit einer Schraubverbindung, mittels welcher wenigstens zwei Kraftfahrzeugbauteile aneinander zu befestigen sind; und
- 2 einen schematischen Halbschnitt einer Mutter der Schraubverbindung, welche einen angeformten Wulst aufweist, welcher sich mit einem Endbereich zumindest bis auf Höhe eines Endes eines Gewindebolzens der Schraubverbindung erstreckt.
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In den Fig. sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Ausschnitt eines Dachrahmens eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Im Bereich des Dachrahmens sind vorliegend zwei Kraftfahrzeugbauteile 10 mittels einer Schraubverbindung 12 miteinander verbunden. Die Schraubverbindung 12 umfasst einen Gewindebolzen 14 und eine Mutter 16. Diese Mutter 16 ist in 2 in einer teilgeschnittenen Ansicht dargestellt. Im Bereich des Dachrahmens ist des Weiteren ein Fensterairbag 18 angeordnet, dessen Volumenvergrößerung während dessen Entfaltung mit drei Linien 20 schematisch dargestellt ist. Hierbei kann erkannt werden, dass der Fensterairbag 18 bei einer Aufweitung des Fensterairbags 18 über dessen Entfaltung in Kontakt mit der Schraubverbindung 12 kommt.
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Um zu verhindern, dass mittels der Schraubverbindung 12 der Fensterairbag 18 bei dessen Entfaltung aufgestochen wird, sodass der Fensterairbag 18 möglicherweise platzt, ist vorgesehen, dass die Mutter 16 den Gewindebolzen 14 an seinem dem Fensterairbag 18 zugewandten ersten Ende 22 über dessen Umfang seitlich umschließt. Der Gewindebolzen 14 weist ein dem ersten Ende 22 gegenüberliegendes zweites Ende 26 auf, mittels welchem die Kraftfahrzeugbauteile 10 miteinander verbunden sind.
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Mittels der Mutter 16 ist somit ein Außengewinde des Gewindebolzens 14 im Bereich des ersten Endes 22 zumindest seitlich überdeckt, wodurch ein besonders geringes Gefährdungspotential für den Fensterairbag 18 durch die Schraubverbindung 12 besteht. Vorliegend steht die Mutter 16 in Axialrichtung 24 der Schraubverbindung 12 über das erste Ende 22 des Gewindebolzens 14 über. Die Mutter 16 ermöglicht somit eine besonders große Kontaktfläche zwischen der Schraubverbindung 12 und dem Fensterairbag 18 bei dessen Entfaltung sowie ein Verstecken des Außengewindes des Gewindebolzens 14, wodurch von der Schraubverbindung 12 ein besonders geringes Gefährdungspotential für den Fensterairbag 18 ausgeht.
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In 2 kann der Aufbau der Mutter 16 besonders gut erkannt werden. Die Mutter 16 weist einen ersten Längenbereich 28 und einen zweiten Längenbereich 30 auf. In dem ersten Längenbereich 28 weist die Mutter 16 ein mit dem Außengewinde des Gewindebolzens 14 in Eingriff bringbares Innengewinde 32 auf. In dem zweiten Längenbereich 30 ist die Mutter 16 entlang der Axialrichtung 24 frei von dem Innengewinde 32. Der erste Längenbereich 28 und der zweite Längenbereich 30 schließen unmittelbar aneinander an, wobei die jeweiligen Längenbereiche 28, 30 sich jeweils bis zu einem Ende der Mutter 16 entlang der Axialrichtung 24 erstrecken. Vorliegend weist die Mutter 16 in dem ersten Längenbereich 28 einen außenseitigen Werkzeugangriff 34 auf, welcher mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar ist, um die Schraubverbindung 12 herzustellen oder zu lösen. Der Werkzeugangriff 34 erstreckt sich umfangsseitig der Mutter 16 und ist vorliegend als Außensechskant ausgebildet.
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Um bei der Schraubverbindung 12 erkennen zu können, wie weit das Außengewinde des Gewindebolzens 14 in die Mutter 16 eingeschraubt ist, weist die Mutter 16 zumindest im zweiten Längenbereich 30, vorliegend zusätzlich bereichsweise in dem ersten Längenbereich 28, wenigstens einen Schlitz 36 auf. Die Mutter 16 kann einen oder mehrere Schlitze 36 aufweisen, insbesondere genau drei Schlitze 36, welche gleichmäßig über einen Umfang der Mutter 16 verteilt sind. Durch den jeweiligen Schlitz 36 hindurch ist einsehbar, wie tief der Gewindebolzen 14 in die Mutter 16, insbesondere in den zweiten Längenbereich 30, eintaucht. Vorliegend erstreckt sich der Schlitz 36 von einem Ende der Mutter 16 über den gesamten zweiten Längenbereich 30 und bereichsweise in den ersten Längenbereich 28 hinein. Über den Schlitz 36 ist somit besonders gut erkennbar, wie weit das Außengewinde des Gewindebolzens 14 über einen wirksamen Bereich des Innengewindes 32 der Mutter 16 hinaus in den zweiten Längenbereich 30 hinein übersteht. Bei dem wirksamen Bereich des Innengewindes 32 handelt es sich um diejenigen Windungen des Innengewindes 32, welche eine Hauptlast der Verbindung tragen. Insbesondere handelt es sich lediglich bei den ersten 10, insbesondere lediglich den ersten 7, insbesondere lediglich den ersten 5 Windungen um den wirksamen Bereich. Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Ende 22 des Gewindebolzens 14 bei einer vollständig eingeschraubten Position des Gewindebolzens 14 in die Mutter 16 entlang der Axialrichtung 24 der Schraubverbindung 12 wenigstens zwei Gewindegänge Überstand zu dem wirksamen Bereich des Innengewindes 32 der Mutter 16 aufweist.
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Der beschriebenen Schraubverbindung 12 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Dachrahmen eines Rohbaus von Kraftfahrzeugen Gewindebolzen 14 für Montageteile gesetzt werden, welche sich in unmittelbarer Nähe von sicherheitsrelevanten Bauteilen wie dem Fensterairbag 18 befinden. Aufgrund einer hochautomatisierten Montage, wie einer automatisierten Verschraubung in Fahrzeughochrichtung und einer DIN-Vorschrift, gibt es die Vorgabe, einen rohbauseitigen Met-Thread-Bolzen zu verwenden, welcher wenigstens zwei Gewindegänge Überstand zur montierten Mutter 16 aufweist. Bei einem Überstand des Gewindebolzens 14 über die Mutter 16 können scharfkantige Spitzen auftreten, welche umgebende sicherheitsrelevante Bauteile wie den Fensterairbag 18 bei dessen Entfaltung beschädigen können.
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Die in 2 gezeigte Mutter 16 erfüllt DIN 78 und ist mit einem MA-Thread-Bolzen, vorliegend dem Gewindebolzen 14, und einer automatisierten Verschraubung kompatibel. Der zweite Längenbereich 30 weist von einem angeformten, an seinem dem Innengewinde 32 abgewandten Ende offenen Wulst auf, welcher den Gewindebolzen 14 über die Axialrichtung 24 umfangsseitig komplett umschließt. Eine jeweilige Länge des durch den Wulst bereitgestellten zweiten Längenbereichs 30 kann auf Gewindebolzen 14 mit unterschiedlicher Länge abgestimmt sein. Der Wulst bildet in Kombination mit dem Gewindebolzen 14 eine geschmeidige Oberfläche. Eine optische Wahrnehmung des geforderten Gewindeüberstands über den wirksamen Bereich des Innengewindes 32 nach DIN 78 kann durch den wenigstens einen Schlitz 36 in dem Wulst sichergestellt werden. Bei dem Gewindebolzen 14 kann es sich insbesondere um einen Schaft einer Schraube handeln.
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Die Schraubverbindung 12 ermöglicht eine hochautomatisierte Montage und hierdurch besonders kurze Taktzeiten beim Verbinden der Kraftfahrzeugbauteile 10 sowie einen Schutz von sicherheitsrelevanten Bauteilen wie dem Fensterairbag 18 beim Auslösen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2012/0288345 A1 [0002]
