DE102020125085A1 - Subassembly for use in connecting two components and method of making a subassembly - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine vormontierte Baugruppe (1) umfassend zumindest ein eine Oberseite (2') und eine Unterseite (2") aufweisendes erstes Bauteil (2), mit wenigstens einer Fügeöffnung (8) und zumindest eine Ausgleichseinrichtung (7), die in Richtung einer Hauptachse (HA) axial einstellbar ist. Die Ausgleichseinrichtung (7) umfasst wenigstens ein Buchsenelement (5) und ein mit dem Buchsenelement (5) zusammenwirkendes Ausgleichselement (6) mit einer Spannschraubendurchführung (6.2), wobei das Ausgleichselement (6) zumindest teilweise in einem Aufnahmeraum des Buchsenelements (5) aufgenommen und in axialer Richtung gegenüber dem Buchsenelement (5) bewegbar ist. Das Buchsenelement (5) weist einen eine Anlagefläche (5.11) bildenden Anlageabschnitt (5.1) auf und liegt mit der Anlagefläche (5.11) gegen die Oberseite (2') des ersten Bauteils (2) an. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung weist das Buchsenelement (5) einen entlang der Hauptachse (HA) an den ersten Anlageabschnitt (5.1) anschließenden Füge- und Sicherungsabschnitt (5.2) auf, der zumindest in die Fügeöffnung (8) des ersten Bauteils (2) hineinreicht und wenigstens teilweise in der Fügeöffnung (8) aufgenommen ist. Das Buchsenelement (5) ist über den Füge- und Sicherungsabschnitt (5.2) verdrehgesichert und verliergesichert an dem ersten Bauteil (2) befestigt.Described is a preassembled assembly (1) comprising at least one first component (2) having an upper side (2') and an underside (2"), with at least one joining opening (8) and at least one compensating device (7), which in the direction of a main axis (HA) is axially adjustable. The compensating device (7) comprises at least one bushing element (5) and a compensating element (6) which interacts with the bushing element (5) and has a clamping screw bushing (6.2), the compensating element (6) being at least partially in a The socket element (5) has a contact section (5.1) forming a contact surface (5.11) and lies with the contact surface (5.11) against the upper side (5). 2') of the first component (2).According to a particular aspect of the invention, the bushing element (5) has an abutment along the main axis (HA) on the first contact section (5.1). closing joining and securing section (5.2), which extends at least into the joining opening (8) of the first component (2) and is at least partially accommodated in the joining opening (8). The socket element (5) is secured against rotation and secured against loss on the first component (2) via the joining and securing section (5.2).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine vormontierte Baugruppe, insbesondere für die Verwendung zum justierbaren Verbinden zweier Bauteile gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer vormontierten Baugruppe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 14. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren zum Verspannen zweier Bauteile unter Verwendung einer vormontierten Baugruppe gemäß Anspruch 18 sowie eine Anordnung umfassend zumindest eine vormontierte Baugruppe und ein mit der vormontierten Baugruppe verbundenes zweites Bauteil gemäß Anspruch 19.The invention relates to a preassembled assembly, in particular for use in the adjustable connection of two components according to the preamble of patent claim 1 and to a method for producing a preassembled assembly according to the preamble of patent claim 14. The invention also relates to a method for clamping two components under Use of a preassembled assembly according to Claim 18 and an arrangement comprising at least one preassembled assembly and a second component connected to the preassembled assembly according to Claim 19.
In vielen Bereichen des Maschinenbaus sowie der Geräteherstellung, speziell im Fahrzeugbau oder auch bei der Fertigung von Haushaltsgeräten ist es vielfach erforderlich, wenigstens zwei Bauteile in einem vorgegebenen Abstand zueinander miteinander zu verbinden bzw. zu verspannen. Beispielsweise können hierbei die wenigstens zwei Bauteile aus Flachmaterial, insbesondere aus Stahlblech hergestellte Bauteile, z.B. Karosserieteile sein.In many areas of mechanical engineering and device manufacture, especially in vehicle construction or in the manufacture of household appliances, it is often necessary to connect or brace at least two components to one another at a predetermined distance from one another. For example, the at least two components can be made of flat material, in particular components made of sheet steel, e.g. body parts.
Bekannt ist hierfür, die zu verbindenden Bauteile über entsprechende Spann- und Befestigungsvorrichtungen mit Toleranzausgleich miteinander zu verspannen. Derartige Befestigungsvorrichtungen mit Toleranzausgleich sind hinreichend bekannt. Beispielsweise beschreibt die
Weiterhin ist beispielsweise eine Befestigungsvorrichtung bekannt, die aus einer an der Außenseite eines ersten Bauteils anliegenden Spannmutter, aus einem an der Außenseite eines zweiten Bauteils anliegenden und in die Spannmutter eingreifenden Spannbolzen und aus einem axial einstellbaren Abstandshalter bestehen, der von einer sich an der Innenfläche des ersten Bauteils abstützenden Gewindehülse und von einer Trommelmutter gebildet ist, die mit einem Außengewinde in das Innengewinde der Gewindehülse eingreift und gegen die Innenfläche des zweiten Bauteils anliegt. Die Trommelmutter und die Gewindehülse weisen ein Linksgewinde auf. Die Trommelmutter ist über eine Mitnehmerhülse mit dem Spannbolzen zur Übertragung eines begrenzten Drehmomentes verbunden, sodass beim Drehen des Spannbolzens durch Mitdrehen der Trommelmutter zunächst der Abstand zwischen den Bauteilen eingestellt und dann bei Erreichen eines geforderten Abstandes eine weitere Abstandsvergrößerung zwischen diesen Bauteilen und ein Mitdrehen der Trommelmutter mit dem Spannbolzen verhindert sind und über den in die Spannmutter zunehmend eingreifenden Spannbolzen das Verspannen der Bauteile erfolgt. Nachteilig bei der bekannten Spann- und Befestigungsvorrichtung ist allerdings, dass durch hakenartige in das erste Bauteil eingreifende Abschnitte die Gewindehülse am ersten Bauteil fixiert werden muss und außerdem die Spannmutter als Einzelteil auf den die Öffnungen in den Bauteilen sowie im Abstandhalter durchgreifenden Spannbolzen aufgesetzt und beim Spannen mit einem geeigneten Werkzeug gegen Mitdrehen mit dem Spannbolzen gesichert werden muss.Furthermore, a fastening device is known, for example, which consists of a clamping nut lying on the outside of a first component, of a clamping bolt lying on the outside of a second component and engaging in the clamping nut, and of an axially adjustable spacer, which consists of a spacer located on the inner surface of the first component supporting threaded sleeve and is formed by a drum nut which engages with an external thread in the internal thread of the threaded sleeve and abuts against the inner surface of the second component. The drum nut and the threaded sleeve have a left-hand thread. The drum nut is connected to the clamping bolt via a driver sleeve to transmit a limited torque, so that when the clamping bolt is rotated by turning the drum nut, the distance between the components is first set and then, when a required distance is reached, the distance between these components is increased further and the drum nut is also rotated with the clamping bolt are prevented and the clamping of the components takes place via the clamping bolt increasingly engaging in the clamping nut. The disadvantage of the known clamping and fastening device, however, is that the threaded sleeve has to be fixed to the first component by hook-like sections engaging in the first component and, moreover, the clamping nut has to be placed as an individual part on the clamping bolt passing through the openings in the components and in the spacer and during clamping must be secured against turning with the clamping bolt using a suitable tool.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Baugruppe zur Verwendung beim Verbinden zweier Bauteile zur Verfügung zu stellen, welche unter Vermeidung der Nachteile bekannter Spann- und/oder Befestigungsvorrichtungen ein Befestigen und/oder Verspannen von Bauteilen ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Baugruppe entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ebenso wird ein Verfahren zum Herstellen einer vormontierten Baugruppe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 14 bereitgestellt. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Verspannen zweier Bauteile unter Verwendung einer vormontierten Baugruppe sowie eine Anordnung umfassend zumindest eine vormontierte Baugruppe und ein mit der vormontierten Baugruppe verbundenes zweites Bauteil.The object of the invention is to provide an assembly for use when connecting two components, which allows components to be fastened and/or braced while avoiding the disadvantages of known tensioning and/or fastening devices. To solve this problem, an assembly according to claim 1 is designed. A method for producing a preassembled assembly according to the preamble of patent claim 14 is also provided. The invention also relates to a method for clamping two components using a pre-assembled assembly and an arrangement comprising at least one pre-assembled assembly and a second component connected to the pre-assembled assembly.
Die vorliegende Erfindung stellt eine vormontierte Baugruppe bereit, die zumindest ein eine Oberseite und eine Unterseite aufweisendes erstes Bauteil mit wenigstens einer Fügeöffnung umfasst, sowie zumindest eine Ausgleichseinrichtung, die in Richtung einer Hauptachse axial einstellbar ist. Die Ausgleichseinrichtung umfasst wenigstens ein Buchsenelement und ein mit dem Buchsenelement zusammenwirkendes Ausgleichselement mit einer Spannschraubendurchführung. Das Ausgleichselement ist zumindest teilweise in einem Aufnahmeraum des Buchsenelements aufgenommen und ist in axialer Richtung gegenüber dem Buchsenelement bewegbar. Das Buchsenelement weist einen eine Anlagefläche bildenden Anlageabschnitt auf und liegt mit der Anlagefläche gegen die Oberseite des ersten Bauteils an. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung weist das Buchsenelement einen entlang der Hauptachse an den ersten Anlageabschnitt anschließenden Füge- und Sicherungsabschnitt auf, der zumindest in die Fügeöffnung des ersten Bauteils hineinreicht und wenigstens teilweise in der Fügeöffnung aufgenommen ist. Dabei ist das Buchsenelement über den Füge- und Sicherungsabschnitt verdrehgesichert und verliergesichert an dem ersten Bauteil befestigt.The present invention provides a preassembled assembly that includes at least one first component having an upper side and an underside with at least one joining opening, and at least one compensating device that is axially adjustable in the direction of a main axis. The compensating device comprises at least one bushing element and a compensating element which interacts with the bushing element and has a clamping screw bushing. The compensating element is accommodated at least partially in a receiving space of the bushing element and can be moved in the axial direction with respect to the bushing element. The socket element has a contact section forming a contact surface and rests with the contact surface against the upper side of the first component. According to a particular aspect of the invention, the bushing element has a joining and securing section, which adjoins the first contact section along the main axis and which at least fits into the joining opening of the first Component extends and is at least partially accommodated in the joint opening. In this case, the socket element is secured against rotation and secured against loss on the first component via the joining and securing section.
Die erfindungsgemäße vormontierte Baugruppe, welche vorliegend auch als vorgefertigte Baugruppe bezeichnet werden kann, steht insbesondere für eine Verwendung zum Verbinden zweier Bauteile zur Verfügung, die in einem vorgegebenen, einstellbaren Abstand zueinander verbunden werden sollen. Vorteilhaft wird mit der vorliegenden vormontierten Baugruppe das Verbinden der wenigstens zwei Bauteile deutlich erleichtert, da über die verlier- und verdrehgesicherte Befestigung des Buchsenelementes an dem ersten Bauteil auch die Ausgleichseinrichtung sicher an der Baugruppe gehalten ist. Hierdurch sind zusätzliche Mittel zum Fixieren des Buchsenelementes und/oder des in dem Buchsenelement aufgenommenen Ausgleichselements vorteilhaft nicht erforderlich. Beim Verspannen der Bauteile durch Eindrehen einer Spannschraube bzw. eines Spannbolzens ist eine Sicherung der Ausgleichseinrichtung nicht nötig. Dabei ist die verdrehgesicherte Befestigung vorteilhaft derart, dass sie auch extrem hohen Belastungen und Krafteinwirkungen standhält.The preassembled assembly according to the invention, which can also be referred to as a prefabricated assembly in the present case, is available in particular for use in connecting two components that are to be connected at a predetermined, adjustable distance from one another. Advantageously, the connection of the at least two components is made significantly easier with the present preassembled assembly, since the compensating device is also held securely on the assembly via the captive and twist-proof attachment of the bushing element to the first component. As a result, additional means for fixing the bushing element and/or the compensating element accommodated in the bushing element are advantageously not required. When clamping the components by screwing in a clamping screw or clamping bolt, it is not necessary to secure the compensating device. The anti-twist fastening is advantageous in such a way that it also withstands extremely high loads and the effects of force.
Die Ausgleicheinrichtung ist dergestalt, dass das Ausgleichselement zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum des Buchsenelementes derart aufgenommen ist, dass zum Justieren bzw. Einstellen des gewünschten Abstands zweier zu verbindender Bauteile oder zum Toleranzausgleich das Ausgleichselement axial beweglich, insbesondere in Richtung der Hauptachse verschieblich ist, dabei jedoch ausreichend fest bzw. sicher in dem Buschsenelement gehalten ist, dass es vor Herausfallen gesichert, insbesondere verliergesichert, in dem Buchsenelement aufgenommen ist, beispielsweise durch entsprechenden Klemmsitz.The compensating device is such that the compensating element is at least partially accommodated in the receiving space of the bushing element in such a way that the compensating element can be moved axially, in particular in the direction of the main axis, to adjust or set the desired distance between two components to be connected or to compensate for tolerances is held sufficiently firmly or securely in the bushing element that it is secured against falling out, in particular secured against loss, in the bushing element, for example by means of a corresponding press fit.
Besonders vorteilhaft ist das Buchsenelement über dessen Füge- und Sicherungsabschnitt direkt und unmittelbar mit dem ersten Bauteil verbunden. Das Buchsenelement ist somit direkt an dem ersten Bauteil befestigt, und zwar gesichert gegen ein Verdrehen sowie auch gegen ein Herausfallen bzw. Verlieren. Beispielsweise kann die verdreh- und verliergesicherte Verbindung durch bleibende Materialverformungen hergestellt sein. Abhängig von den jeweiligen zur Herstellung des Bauteils bzw. des Buchsenelementes verwendeten Materialien, insbesondere abhängig von deren Härte, kann das Material des Bauteils in einem die Fügeöffnung umgebenden Bereich und/oder das Material des Füge- und Sicherungsabschnitts des Buchsenelementes bleibend verformt sein. Auch kann die Verdrehsicherung dadurch ausgebildet bzw. dadurch unterstützt sein, dass die Fügeöffnung und/oder eine außenumfängliche Form des Füge- und Sicherungsabschnitts des Buchsenelementes beispielsweise eine von der kreisrunden Form abweichende Form aufweisen.The bushing element is particularly advantageously connected directly and directly to the first component via its joining and securing section. The socket element is thus fastened directly to the first component, specifically secured against twisting and also against falling out or getting lost. For example, the connection secured against twisting and loss can be produced by permanent material deformations. Depending on the materials used to manufacture the component or bushing element, in particular depending on their hardness, the material of the component can be permanently deformed in an area surrounding the joining opening and/or the material of the joining and securing section of the bushing element. The anti-twist device can also be designed or supported in that the joining opening and/or an outer peripheral shape of the joining and securing section of the bushing element have a shape that deviates from the circular shape, for example.
Bauteile im Sinne der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise aus einem Flachmaterial aus Metall oder Kunststoff, beispielsweise aus einem Stahlblech hergestellte Bauteile sein, wobei die Bauteile eine bestimmte, vorgegebene Bauteildicke, insbesondere Blechstärke aufweisen. Hierbei kann das Bauteil vorzugsweise auch als Press-, Stanz- und/oder Fügeteil ausgebildet sein, wobei die Fertigung der vorliegenden vorgefertigten Baugruppe im Sinne der Erfindung auch als Teilschritt des Produktionsprozesses des Bauteils angesehen werden kann, wodurch beispielsweise in der Serienproduktion die Anzahl der Fertigungsschritte reduziert werden kann. Im vorliegenden Verständnis kann das Bauteil jedoch alternativ auch ein von der flachen Form abweichendes Bauteil, beispielsweise ein Gussbauteil, mit großer Bauteildicke sein, welches auch als Baukörper bezeichnet werden kann.Components within the meaning of the present invention can preferably be components produced from a flat material made of metal or plastic, for example from sheet steel, the components having a specific, predetermined component thickness, in particular sheet thickness. In this case, the component can preferably also be designed as a pressed, stamped and/or joined part, with the production of the present prefabricated assembly within the meaning of the invention also being able to be regarded as a sub-step of the production process of the component, which, for example, in series production, reduces the number of production steps can be reduced. In the present understanding, however, the component can alternatively also be a component that deviates from the flat shape, for example a cast component with a large component thickness, which can also be referred to as a structural body.
Eine Fügeöffnung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch eine Vorlochung oder Vorbohrung im Bauteil gebildet, welche zum Beispiel als Durchgangsbohrung bzw. als durchgehende Lochung ausgebildet sein kann. Die Fügeöffnung kann aber vorliegend auch in Form einer Fügeausnehmung oder Vertiefung ausgebildet sein, die beispielsweise von der Oberseite her in das Bauteil eingebracht ist und das Bauteil beispielsweise nicht durchgehend öffnet. Auch ist es gemäß dem vorliegenden Verständnis möglich, dass die Fügeöffnung durch einen in das Bauteil eingeformten Durchzug gebildet ist, wobei ein solcher Durchzug bereits im Bauteil vorgeformt sein kann oder unmittelbar bei Herstellung der vormontierten Baugruppe in das Bauteil geformt wird. Beispielsweise kann ein derartiger Durchzug mittels Fließbohren oder Fließformen in das Bauteil eingebracht und dabei mit oder ohne Innengewinde geformt werden.According to the present invention, a joining opening is preferably formed by a pre-drilled hole or pre-drilled hole in the component, which can be designed, for example, as a through-drilled hole or as a continuous perforation. In the present case, however, the joining opening can also be in the form of a joining recess or indentation, which is introduced into the component from the top, for example, and does not open the component continuously, for example. According to the present understanding, it is also possible for the joining opening to be formed by a passage molded into the component, wherein such a passage can already be preformed in the component or is formed into the component directly during manufacture of the preassembled assembly. For example, such a passage can be introduced into the component by means of flow drilling or flow forming and can be formed with or without an internal thread.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Buchsenelement direkt mit dem ersten Bauteil verpresst. Besonders bevorzugt ist der Füge- und Sicherungsabschnitt des Buchsenelements über eine vorgegebene Einpresslänge in die Fügeöffnung des ersten Bauteils eingepresst, wobei insbesondere bevorzugt durch das Verpressen zumindest ein Bereich des Füge- und Sicherungsabschnitts und/oder ein die Fügeöffnung umschließender Randbereich des ersten Bauteils bleibend verformt ist. Beispielsweise kann die Einpresslänge von der Bauteildicke, insbesondere Blechstärke abhängig sein und insbesondere als relative Größe in Bezug auf die Bauteildicke angeben werden. So kann die Einpresslänge zum Beispiel zwischen etwa 20% und 100% der Bauteildicke entsprechen, bevorzugt etwa einem Drittel der Bauteildicke oder der halben Bauteildicke. Die Einpresslänge kann jedoch auch in etwa der Bauteildicke entsprechen. Die Bauteildicke bzw. Blechstärke kann somit größer oder gleich oder kleiner als die Einpresslänge sein.According to a preferred embodiment variant, the socket element is pressed directly with the first component. The joining and securing section of the bushing element is particularly preferably pressed into the joining opening of the first component over a predetermined press-in length, with at least one region of the joining and securing section and/or an edge region of the first component surrounding the joining opening being particularly preferably permanently deformed by the pressing . For example, the pressed-in length can depend on the component thickness, in particular sheet metal thickness, and can in particular be specified as a relative variable in relation to the component thickness. For example, the press-in length can be between about 20% and 100% correspond to the component thickness, preferably about one third of the component thickness or half the component thickness. However, the pressed-in length can also correspond approximately to the component thickness. The component thickness or sheet metal thickness can thus be greater than or equal to or smaller than the press-in length.
Der Füge- und Sicherungsabschnitt des Buchsenelementes greift auf jeden Fall über einen bestimmten Bereich in die Fügeöffnung ein und durchgreift beispielsweise die bevorzugt als durchgehende Vorlochung ausgebildete Fügeöffnung des ersten Bauteils, so dass der Füge- und Sicherungsabschnitt mit einem freien Ende im Wesentlichen bündig mit der Unterseite des ersten Bauteils abschließt oder in Richtung der Hauptachse über die Unterseite des ersten Bauteils hinausragt. In dieser letztgenannten Variante erstreckt sich das Buchsenelement somit vollständig durch das Bauteil hindurch, wobei es mit seinem oberseitigen, das Ausgleichselement aufnehmenden Buchsenabschnitt an der Oberseite des Bauteils hervorsteht und gleichzeitig mit seinem freien Ende des Füge- und Sicherungsabschnitts an der Unterseite des Bauteils hervorsteht. Das Buchsenelement ist dabei beidseitig des Bauteils angeordnet, insbesondere zugänglich für weitere Elemente, beispielsweise Verbindungselemente. In bevorzugten Varianten kann hierbei an dem an der Unterseite des Bauteils hervorstehenden freien Ende des Füge- und Sicherungsabschnitts zugleich ein Verbindungsabschnitt ausgebildet sein, über den beispielsweise ein Verbindungselement, insbesondere ein Mutterelement oder eine Spannmutter beispielsweise durch Passung, insbesondere Presspassung verbunden sein kann.In any case, the joining and securing section of the socket element engages over a certain area in the joining opening and, for example, reaches through the joining opening of the first component, which is preferably designed as a continuous pre-punched hole, so that the free end of the joining and securing section is essentially flush with the underside of the first component or protrudes beyond the underside of the first component in the direction of the main axis. In this latter variant, the bushing element thus extends completely through the component, with its top bushing section accommodating the compensating element protruding from the top of the component and at the same time protruding with its free end of the joining and securing section from the underside of the component. The socket element is arranged on both sides of the component, in particular accessible for further elements, for example connecting elements. In preferred variants, a connecting section can be formed on the free end of the joining and securing section protruding on the underside of the component, via which, for example, a connecting element, in particular a nut element or a clamping nut, can be connected, for example by a fit, in particular a press fit.
Bevorzugt ist das Buchsenelement durch eine Gewindehülse mit Innengewinde gebildet und das Ausgleichselement ist durch eine Trommelschraube oder Madenschraube mit einer Spannschraubendurchführung gebildet. Hierbei weist die Trommel- oder Madenschraube ein in das Innengewinde der Gewindehülse eingreifendes Außengewinde auf. Es versteht sich, dass über die korrespondierenden Gewinde, nämlich Innengewinde und Außengewinde, das Ausgleichselement sicher in dem Buchsenelement gehalten, insbesondere gesichert ist und somit in der vorliegenden vormontierten bzw. vorgefertigten Baugruppe vorteilhaft keine zusätzlichen Sicherungsmittel für beispielsweise eine Verliersicherung der Ausgleichseinrichtung nötig sind.The bushing element is preferably formed by a threaded sleeve with an internal thread and the compensating element is formed by a drum screw or grub screw with a clamping screw bushing. In this case, the barrel or grub screw has an external thread that engages in the internal thread of the threaded sleeve. It goes without saying that the compensating element is securely held, in particular secured, in the bushing element via the corresponding threads, namely internal threads and external threads, and thus advantageously no additional securing means are required in the present preassembled or prefabricated assembly group, for example to prevent the compensating device from being lost.
Auch versteht es sich, dass weiterhin vorteilhaft beispielsweise das Innengewinde der Gewindehülse und das Außengewinde der Trommelschraube als linksdrehendes Gewinde ausgebildet sind, wobei eine bei Anwendung der Baugruppe zur Verbindung eines zweiten Bauteils verwendete Spannmutter und Spannschraube über rechtsdrehende korrespondierende Gewinde zusammenwirken. Hierdurch kann das Außengewinde der Spannschraube problemlos mit dem Innengewinde der Spannmutter in Eingriff gebracht werden. Ein Mitdrehen der Trommelschraube beim Eindrehen der Spannschraube wird hierdurch effektiv verhindert.It is also understood that, for example, the internal thread of the threaded sleeve and the external thread of the drum screw are advantageously designed as counterclockwise threads, with a clamping nut and clamping screw used when using the assembly to connect a second component interacting via corresponding clockwise threads. As a result, the external thread of the clamping screw can be brought into engagement with the internal thread of the clamping nut without any problems. This effectively prevents the drum screw from turning when the tensioning screw is screwed in.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung können in der Spannschraubendurchführung Mitnehmermittel, beispielsweise in Form einer Mitnehmerhülse, eines Klebers oder ähnlicher geeigneter Mitnehmermittel zur Aufnahme einer Spannschraube aufgenommen sein, wobei das zum Durchdringen der Mitnehmermittel mittels der Spannschraube erforderliche Drehmoment größer ist als das zum Lösen der klemmenden Befestigung der Trommelschraube in der Gewindehülse erforderliche Lösdrehmoment. Weiterhin vorteilhaft sind die Mitnehmermittel derart ausgebildet, dass das zum Durchdringen der Mitnehmermittel mittels der Spannschraube erforderliche Drehmoment kleiner ist als das zwischen dem freien stirnseitigen Ende der Trommelschraube und dem zweiten Bauteil bei der Anlage entstehende Reibmoment.In one embodiment of the invention, driver means, for example in the form of a driver sleeve, an adhesive or similar suitable driver means for receiving a clamping screw, can be accommodated in the clamping screw bushing, with the torque required to penetrate the driver means using the clamping screw being greater than that required to loosen the jammed attachment the loosening torque required for the drum screw in the threaded sleeve. The driver means are also advantageously designed in such a way that the torque required to penetrate the driver means by means of the clamping screw is less than the frictional torque occurring between the free front end of the drum screw and the second component when it is in contact.
Bevorzugt weist das Ausgleichselement einen Anlageabschnitt mit einer Anlagefläche für die Anlage eines mit dem ersten Bauteil in einem vorgegebenen Abstand zu verbindenden zweiten Bauteils auf.The compensating element preferably has a contact section with a contact surface for the contact of a second component to be connected to the first component at a predetermined distance.
Zur zusätzlichen Unterstützung bzw. Verbesserung der Verdrehsicherung kann das Buchsenelement vorteilhaft an der Anlagefläche und/oder außenseitig an dem an den Anlageabschnitt anschließenden und in die Fügeöffnung hineinreichenden Fügeabschnitt mit Profilierungen oder Rändelungen ausgestattet sein.For additional support or improvement of the anti-twist protection, the bushing element can advantageously be equipped with profiles or knurling on the contact surface and/or on the outside on the joining section adjoining the contact section and reaching into the joining opening.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist bei der vormontierten Baugruppe vorgesehen, dass an dem Bauteil bzw. durch das Bauteil selbst, insbesondere durch dafür ausgebildete Abschnitte des Bauteils, ein Eingriffsabschnitt für den haltenden bzw. spannenden Eingriff einer Spannschraube oder eines Spannbolzens vorgesehen ist. Eine solche Spannschraube bzw. ein solcher Spannbolzen wird unter Verwendung der vormontierten Baugruppe beim Verspannen eines zweiten Bauteils mit dem ersten Bauteil verwendet.According to a preferred variant of the preassembled assembly, an engagement section for the holding or clamping engagement of a clamping screw or a clamping bolt is provided on the component or by the component itself, in particular by sections of the component designed for this purpose. Such a clamping screw or such a clamping bolt is used using the preassembled assembly when clamping a second component to the first component.
Insbesondere bei Bauteilen mit einer geeigneten ausreichenden Bauteildicke oder Bauteilstärke kann hierbei das Bauteil als Eingriffsabschnitt beispielsweise eine auf die Geometrie der Spannschraube bzw. des Spannbolzens abgestimmte Lochung aufweisen. Bei Verwendung einer gewindeformenden bzw. selbstschneidenden Spannschraube formt diese ein Gewinde in die Lochung und gelangt somit in Gewindeeingriff. Bei Bauteilen mit geringerer Bauteildicke bzw. geringerer Bauteilstärke, insbesondere bei Flachmaterialien wie z.B. Blechen kann vorzugsweise auch eine so genannte Fließbohrschraube bzw. „Flow-Drill-Schraube“ als Spannschraube verwendet werden, die beim Eindrehen in das Bauteil quasi selbsttätig einen Durchzug mit entsprechendem Innengewinde formt, so dass es auch hier zum Gewindeeingriff kommt. Die Verwendung von Fließbohrschrauben bzw. „Flow-Drill-Schrauben“ kann bevorzugt bei Bauteilen vorgesehen sein, die aus Materialien mit entsprechenden Eigenschaften, insbesondere mit entsprechender Materialhärte und/oder entsprechenden Verformungs- bzw. Fließeigenschaften hergestellt sind. Alternativ kann bei blechförmigen Bauteilen mit geringerer Bauteildicke ein entsprechender Durchzug bereits vorgeformt sein, und zwar mit oder ohne Innengewinde. Der Durchzug ist hierbei durch ein Fließbohrverfahren, welches auch als Flowdrill-Verfahren bekannt ist, hergestellt bzw. geformt. Die Ausbildung des Durchzugs kann hierbei bei Fertigung des Bauteils in einem vorgeschalteten Herstellungs- oder Bearbeitungsschritt erfolgen oder alternativ unmittelbar bei bzw. während der Herstellung der vorliegenden vormontierten Baugruppe.Particularly in the case of components with a suitable, sufficient component thickness or component strength, the component as an engagement section can have a perforation that is matched to the geometry of the clamping screw or the clamping bolt, for example. When using a thread-forming or self-tapping clamping screw, this forms a thread in the hole and thus engages the thread. For components with a lower component thickness or lower component strength, especially with flat materials such as sheet metal, a so-called flow drilling screw or "flow drill screw" can preferably be used as a clamping screw, which forms a passage with a corresponding internal thread almost automatically when screwed into the component, so that thread engagement also occurs here. The use of flow drilling screws or “flow drill screws” can preferably be provided for components that are made of materials with appropriate properties, in particular with appropriate material hardness and/or appropriate deformation or flow properties. Alternatively, in the case of sheet-metal components with a smaller component thickness, a corresponding passage can already be preformed, with or without an internal thread. In this case, the passage is produced or formed by a flow drilling method, which is also known as a flow drill method. The formation of the passage can take place during manufacture of the component in an upstream manufacturing or processing step, or alternatively directly during or during the manufacture of the present preassembled assembly.
Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die vormontierte Baugruppe insbesondere auch ein Mutterelement.According to a particularly preferred embodiment variant of the invention, the preassembled assembly also includes, in particular, a nut element.
Hierbei kann das Mutterelement durch einen im ersten Bauteil vorgesehenen Mutterabschnitt bereitgestellt sein. Insbesondere bei Ausführungsvarianten, in denen das Bauteil ein von der flachen Form abweichendes Bauteil mit großer Bauteildicke ist, besonders bevorzugt bei Gussbauteilen, kann der Mutterabschnitt durch das erste Bauteil selbst bereitgestellt werden. Bei dünneren Bauteilen ist der Mutterabschnitt beispielsweise durch einen Durchzug gebildet. Vorliegend ist somit ein wie oberhalb beschriebener Eingriffsabschnitt mit Innengewinde auch als Mutterabschnitt zu verstehen.In this case, the nut element can be provided by a nut section provided in the first component. The nut section can be provided by the first component itself, particularly in the case of design variants in which the component is a component that deviates from the flat shape and has a large component thickness, particularly preferably in the case of cast components. In the case of thinner components, the nut section is formed, for example, by a passage. In the present case, an engagement section with an internal thread as described above is also to be understood as a nut section.
Alternativ ist das Mutterelement als ein an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnetes und mit dem ersten Bauteil verbundenes Mutterelement vorgesehen. Hierbei ist insbesondere bevorzugt das an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnete Mutterelement verdrehgesichert und verliergesichert am ersten Bauteil gehalten, und insbesondere in axialer Richtung unverschiebbar fixiert. Das Mutterelement wird bei Fertigung der Baugruppe zunächst als separates Element bereitgestellt und von der Unterseite des Bauteils her zugeführt und in Anlage an das Bauteil gebracht, während, vorzugsweise gleichzeitig, von der Oberseite des Bauteils her die Ausgleichseinrichtung zugeführt und in Anlage an das Bauteil gebracht wird.Alternatively, the nut element is provided as a nut element which is arranged on the underside of the first component and is connected to the first component. In this case, the nut element arranged on the underside of the first component is particularly preferably held on the first component, secured against rotation and secured against loss, and in particular fixed immovably in the axial direction. When the assembly is manufactured, the nut element is initially provided as a separate element and fed from the underside of the component and brought into contact with the component, while, preferably at the same time, the compensating device is fed from the top of the component and brought into contact with the component .
Das an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnete Mutterelement liegt vorzugsweise mit einer durch einen Stützabschnitt des Mutterelementes gebildeten Stützfläche gegen die Unterseite des ersten Bauteils an.The nut element arranged on the underside of the first component preferably rests against the underside of the first component with a support surface formed by a support section of the nut element.
Das an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnete Mutterelement ist beispielsweise durch eine durch Verschweißen mit dem ersten Bauteil befestigte Schweißmutter gebildet. Durch das Verschweißen wird das Mutterelement stoffschlüssig mit dem Bauteil verbunden und ist dadurch verdreh-und verliergesichert sowie axial unverschieblich fixiert. Das Verschweißen kann hierbei durch Naht- oder Punktschweißen erfolgen oder durch Schweißen vorgegebener Streifen.The nut element arranged on the underside of the first component is formed, for example, by a weld nut fastened to the first component by welding. As a result of the welding, the nut element is materially connected to the component and is thus secured against twisting and loss as well as fixed in an axially non-displaceable manner. The welding can be done by seam or spot welding or by welding predetermined strips.
Alternativ kann das an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnete Mutterelement eine durch Einpressen in die Fügeöffnung des ersten Bauteils befestigte Einpressmutter sein. Insbesondere ein solches als Einpressmutter ausgebildetes Mutterelement weist anschließend an den Stützabschnitt einen in die Fügeöffnung des Bauteils hineinreichenden Fügeabschnitt auf, welcher insbesondere durch Verpressen bleibend verformbar ist. Auch der Fügeabschnitt des Mutterelements ist dabei über eine vorgegebene Einpresslänge in die Fügeöffnung des ersten Bauteils eingepresst. Beispielsweise können hierbei das Buchsenelement und das Mutterelement sich in Bezug auf das Bauteil gegenüberliegend jeweils mit einer jeweiligen Einpresslänge von etwa der halben Bauteildicke in die Fügeöffnung eingepresst sein.Alternatively, the nut element arranged on the underside of the first component can be a press-in nut fastened by being pressed into the joining opening of the first component. In particular, such a nut element designed as a press-in nut has, adjoining the support section, a joining section which extends into the joining opening of the component and which can be permanently deformed, in particular by pressing. The joining section of the nut element is also pressed into the joining opening of the first component over a predetermined press-in length. For example, the bushing element and the nut element can be pressed into the joining opening opposite one another in relation to the component, each with a respective press-in length of approximately half the component thickness.
Auch kann das an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnete Mutterelement eine durch Einstecken in die Fügeöffnung befestigte Clip-Mutter sein.The nut element arranged on the underside of the first component can also be a clip nut fastened by being inserted into the joining opening.
Ebenfalls möglich ist, dass das an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnete Mutterelement ein durch Presspassung, insbesondere durch Presspassung mit dem über die Unterseite des ersten Bauteils hinausragenden Füge- und Sicherungsabschnitt des Buchsenelementes befestigtes Mutterelement ist.It is also possible for the nut element arranged on the underside of the first component to be a nut element fastened by a press fit, in particular by a press fit with the joining and securing section of the socket element protruding beyond the underside of the first component.
Wiederum zur Unterstützung bzw. Verbesserung der Verdrehsicherung ist das Mutterelement bevorzugt an der Stützfläche und/oder außenseitig an dem Fügeabschnitt mit Profilierungen oder Rändelungen ausgestattet.Again, to support or improve the anti-rotation lock, the nut element is preferably provided with profiles or knurling on the support surface and/or on the outside of the joining section.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer vormontierten Baugruppe umfassend zumindest ein erstes Bauteil mit wenigstens einer Fügeöffnung und zumindest eine Ausgleichseinrichtung, die in Richtung einer Hauptachse axial einstellbar ist. Die Ausgleichseinrichtung umfasst dabei wenigstens ein Buchsenelement und ein mit dem Buchsenelement zusammenwirkendes Ausgleichselement, wobei das Ausgleichselement zumindest teilweise in einem Aufnahmeraum des Buchsenelements aufgenommen und in axialer Richtung gegenüber dem Buchsenelement bewegbar ist. Bei dem Verfahren wird zum Setzen der Ausgleichseinrichtung zunächst die Ausgleichseinrichtung an einer Oberseite des ersten Bauteils zugeführt. Ein besonderer Aspekt des Verfahrens liegt darin, dass die Ausgleichseinrichtung bei dem Setzvorgang derart positioniert wird, dass das Buchsenelement mit einer Anlagefläche eines Anlageabschnitts gegen die Oberseite des ersten Bauteils anliegt und mit einem entlang der Hauptachse an den Anlageabschnitt anschließenden Füge- und Sicherungsabschnitt in die Fügeöffnung hineingreift und schließlich durch den Setzvorgang verdrehgesichert und verliergesichert direkt an dem ersten Bauteil befestigt wird.The present invention also relates to a method for producing a preassembled assembly comprising at least one first component with at least one joining opening and at least one compensating device that can be adjusted axially in the direction of a main axis. The balancing device comprises at least one bushing element and a compensating element that interacts with the bushing element, the compensating element being accommodated at least partially in a receiving space of the bushing element and being movable relative to the bushing element in the axial direction. In the method, in order to set the compensating device, the compensating device is first fed in at an upper side of the first component. A particular aspect of the method is that the compensating device is positioned during the setting process in such a way that the bushing element rests with a contact surface of a contact section against the upper side of the first component and with a joining and securing section adjoining the contact section along the main axis in the joining opening engages in and is finally attached directly to the first component by the setting process, secured against twisting and captive.
Das bei dem vorliegenden Verfahren verwendete erste Bauteil weist vorzugsweise als Fügeöffnung eine Vorlochung auf, welche vor dem Setzvorgang der Ausgleichseinrichtung in das Bauteil eingebracht wird. Auch kann die Fügeöffnung im Zuge des Fertigungsprozesses zur Herstellung der vormontierten Baugruppe, beispielsweise auch in einem Arbeitsgang mit dem Setzvorgang, in das Bauteil eingebracht werden, zum Beispiel durch Fließbohren.The first component used in the present method preferably has a pre-punched hole as a joining opening, which is introduced into the component before the setting process of the compensating device. The joining opening can also be made in the component, for example by flow drilling, in the course of the manufacturing process for producing the preassembled assembly, for example also in one operation with the setting process.
Vorzugsweise wird bei dem Setzvorgang ein Verpressen durchgeführt, wobei das Buchsenelement insbesondere in die Fügeöffnung eingepresst wird. Hierzu wird mit einem geeigneten Presswerkzeug, beispielsweise mit einem einen geeigneten Press-Stempel und/oder eine geeignete Matrize aufweisenden Presswerkzeug, auf den Füge- und Sicherungsabschnitt des Buchsenelements und/oder auf einen Randbereich der Fügeöffnung eingewirkt, derart, dass eine durch Verpressen, insbesondere durch bleibende Materialverformung erzeugte verlier- und verdrehgesicherte Verbindung hergestellt wird.Pressing is preferably carried out during the setting process, with the bushing element being pressed in particular into the joining opening. For this purpose, a suitable pressing tool, for example a pressing tool with a suitable pressing stamp and/or a suitable die, is used to act on the joining and securing section of the bushing element and/or on an edge area of the joining opening in such a way that a pressing, in particular connection created by permanent material deformation and secured against loss and rotation.
Vorzugsweise wird bei dem Setzvorgang zugleich ein Mutterelement gesetzt, wobei der Setzvorgang als zweiseitiger Setzvorgang durchgeführt wird, bei dem das Mutterelement an einer gegenüberliegenden Unterseite des ersten Bauteils zugeführt und derart positioniert wird, dass das Mutterelement koaxial fluchtend zu der Ausgleichseinrichtung und der Fügeöffnung mit einer Stützfläche eines Stützabschnitts gegen die Unterseite des ersten Bauteils anliegt und verdrehgesichert und verliergesichert, insbesondere in axialer Richtung unverschiebbar fixiert, an dem ersten Bauteil befestigt wird. Insbesondere in dieser Ausführungsvariante ist eine beidseitige Zugänglichkeit für den zweiseitigen Setzvorgang gegeben.A nut element is preferably set at the same time during the setting process, with the setting process being carried out as a two-sided setting process in which the nut element is fed to an opposite underside of the first component and positioned in such a way that the nut element is coaxially aligned with the compensating device and the joining opening with a support surface a support section bears against the underside of the first component and is secured against rotation and captive, in particular fixed immovably in the axial direction, on the first component. Accessibility from both sides for the two-sided setting process is given in particular in this embodiment variant.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante wird das Mutterelement bei dem zweiseitigen Setzvorgang durch Verpressen in die Fügeöffnung eingepresst, wobei das Mutterelement insbesondere durch Verpressen eines an den Stützabschnitt anschließenden und in die Fügeöffnung hineingreifenden Fügeabschnitt eingepresst wird. In dieser bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt beispielsweise auch das Verpressen des Füge- und Sicherungsabschnittes des Buchsenelementes und das Verpressen des Fügeabschnittes des Mutterelementes in einem Arbeitsschritt, insbesondere gleichzeitig mittels eines geeigneten Presswerkzeugs, das mit verpressender Wirkung sowohl an dem Buchsen- als auch gleichzeitig an dem Mutterelement angreifen kann.According to a particularly preferred embodiment variant, the nut element is pressed into the joint opening during the two-sided setting process by pressing, the nut element being pressed in particular by pressing a joint section adjoining the support section and extending into the joint opening. In this preferred embodiment variant, for example, the pressing of the joining and securing section of the bushing element and the pressing of the joining section of the nut element also take place in one work step, in particular simultaneously using a suitable pressing tool that acts with a pressing effect on both the bushing element and the nut element at the same time can.
Alternativ kann bei dem vorliegenden Verfahren ein Mutterabschnitt in das Bauteil eingebracht werden, beispielsweise durch Formung eines Durchzugs mittels Fließbohren bzw. „Flowdrill“, wie es oberhalb in Zusammenhang mit der vormontierten Baugruppe bereits beschrieben wurde.Alternatively, in the present method, a nut section can be introduced into the component, for example by forming a passage by means of flow drilling or “flow drill”, as has already been described above in connection with the preassembled assembly.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verspannen zweier Bauteile unter Verwendung einer vormontierten Baugruppe wie oberhalb beschrieben. Hierbei werden über die vormontierte Baugruppe zumindest das erste Bauteil sowie die Ausgleichseinrichtung bereitgestellt. Ferner wird das zweite Bauteil bereitgestellt und mit seiner Unterseite in Anlage mit einer Anlagefläche eines Ausgleichselements der Ausgleichseinrichtung gebracht. Dabei wird eine Montage- oder Befestigungsbohrung des zweiten Bauteils fluchtend zu einer Spannschraubendurchführung ausgerichtet. Eine Spannschraube wird dann von einer Oberseite des zweiten Bauteils her durch die Montage- oder Befestigungsbohrung und die in Richtung einer Hauptachse anschließende Spannschraubendurchführung geführt und in ein Innengewinde eines an einer Unterseite des ersten Bauteils bereitgestellten und verlier- und verdrehgesichert befestigten Mutterelements eingeschraubt, wodurch das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil verspannt wird.The present invention also relates to a method for clamping two components using a preassembled assembly as described above. In this case, at least the first component and the compensating device are provided via the preassembled assembly. Furthermore, the second component is provided and its underside is brought into contact with a contact surface of a compensating element of the compensating device. In this case, a mounting or fastening bore of the second component is aligned with a clamping screw bushing. A clamping screw is then guided from an upper side of the second component through the assembly or fastening bore and the clamping screw bushing that follows in the direction of a main axis and is screwed into an internal thread of a nut element provided on an underside of the first component and secured against loss and rotation, whereby the second Component is braced with the first component.
Es versteht sich, dass auch hierbei das Mutterelement als Mutterabschnitt des Bauteils selbst bereitgestellt sein kann, vorzugsweise auch in Form eines in dem Bauteil geformten Durchzugs. Das Innengewinde des Mutterelementes bzw. des Mutterabschnittes kann als vorgefertigtes Innengewinde zur Verfügung stehen oder aber bei Eindrehen der Spannschraube geformt werden, beispielsweise bei Verwendung einer gewindeformenden bzw. selbstschneidenden Spannschraube.It goes without saying that here too the nut element can be provided as a nut section of the component itself, preferably also in the form of a passage formed in the component. The internal thread of the nut element or of the nut section can be available as a prefabricated internal thread or can be formed when the clamping screw is screwed in, for example when using a thread-forming or self-tapping clamping screw.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung umfassend zumindest eine vormontierte Baugruppe wie oberhalb beschrieben und ein mit der vormontierten Baugruppe verbundenes zweites Bauteil, wobei das erste und das zweite Bauteil in einem durch die Abstandseinrichtung der Baugruppe justierten vorgegebenen Abstand zueinander verspannt sind. Hierzu greift eine Spannschraube, die mit einem Schraubenkopf an einer außenliegenden Oberseite des zweiten Bauteils anliegt und durch eine Spannschraubendurchführung des Ausgleichselements hindurchgeführt ist, in eine an der Unterseite des ersten Bauteils angeordnete Spannmutter oder in ein bei der Baugruppe vorgesehenes Mutterelement ein.The invention further relates to an arrangement comprising at least one preassembled assembly as described above and with the preassembled th assembly connected second component, wherein the first and the second component are braced in a adjusted by the spacing device of the assembly predetermined distance from each other. For this purpose, a clamping screw, the screw head of which rests against an external upper side of the second component and is guided through a clamping screw bushing of the compensating element, engages in a clamping nut arranged on the underside of the first component or in a nut element provided in the assembly.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bzw. „ca.“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/-5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.For the purposes of the invention, the expression “substantially” or “approximately” or “approximately” means deviations from the exact value in each case by +/-10%, preferably by +/-5% and/or deviations in the form of for the Function minor changes.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, advantages and possible applications of the invention also result from the following description of exemplary embodiments and from the figures. All of the features described and/or illustrated are fundamentally the subject matter of the invention, either individually or in any combination, regardless of how they are summarized in the claims or how they relate back to them. The content of the claims is also made part of the description.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 in vereinfachter schematischer Schnittdarstellung eine vormontierte Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 in vereinfachter schematischer Schnittdarstellung eine vormontierte Baugruppe gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung; -
3 in vereinfachter schematischer Schnittdarstellung eine vormontierte Baugruppe gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung; -
4 in vereinfachter schematischer Schnittdarstellung eine vormontierte Baugruppe gemäß einer noch weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung; -
5 in stark vereinfachter Darstellung eine Ansicht einer Anordnung aus zwei miteinander verspannten Bauteilen, die unter Verwendung der Baugruppe hergestellt ist; -
6a -6c verschiedene Ausführungsformen von Buchsenelementen; -
7a, b in vereinfachter schematischer Schnittdarstellung eine vormontierte Baugruppe bei unterschiedlichen Einpresslängen und -
8 ,9 jeweils in vereinfachter schematischer Schnittdarstellung eine vormontierte Baugruppe gemäß noch weiterer alternativer Ausführungsformen der Erfindung.
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1 in a simplified schematic sectional view, a preassembled assembly according to an embodiment of the invention; -
2 in a simplified schematic sectional view, a preassembled assembly according to an alternative embodiment of the invention; -
3 in a simplified schematic sectional view, a preassembled assembly according to a further alternative embodiment of the invention; -
4 in a simplified schematic sectional view, a preassembled assembly according to yet another alternative embodiment of the invention; -
5 in a highly simplified representation, a view of an arrangement of two components clamped together, which is produced using the assembly; -
6a -6c various embodiments of bushing elements; -
7a, b in a simplified schematic sectional view, a pre-assembled assembly with different press-in lengths and -
8th ,9 each in a simplified schematic sectional view of a preassembled assembly according to yet further alternative embodiments of the invention.
In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 1 allgemein eine vormontierte bzw. vorgefertigte Baugruppe bezeichnet, die in den Beispielen der Figuren in verschiedenen Ausführungsvarianten dargestellt ist und die insbesondere vorgesehen ist für den Einsatz bzw. für die Verwendung beim Verbinden zweier Bauteile, welche in den Figuren allgemein mit 2 und 3 bezeichnet sind, wobei die Bauteile 2, 3 in einem vorgegebenen, einstellbaren bzw. justierbaren Abstand zueinander verbunden, insbesondere miteinander verspannt werden sollen. Die vorgefertigte Baugruppe 1 ist daher auch als Toleranzausgleichseinheit zu verstehen, über die die zu verbindenden Bauteile 2, 3 je nach Erfordernissen im Bereich zwischen einem minimalen Abstand d1 (siehe beispielsweise
In allen in den Figuren dargestellten Ausführungsvarianten umfasst die vormontierte Baugruppe 1 zumindest ein eine Oberseite 2' und eine Unterseite 2" aufweisendes erstes Bauteil 2, das mit wenigstens einer Fügeöffnung 8 ausgestattet ist. Das Bauteil kann beispielsweise ein aus einem metallischen Flachmaterial, beispielsweise aus Stahlblech hergestelltes Bauteil sein, z.B. Teil einer Fahrzeugkarosserie.In all the embodiment variants shown in the figures, the preassembled assembly 1 comprises at least one
Die vormontierte Baugruppe 1 umfasst ferner die oberhalb bereits erwähnte Ausgleichseinrichtung 7, die im Bereich der Fügeöffnung 8 des ersten Bauteils 2 an diesem angeordnet und mit diesem verbunden, insbesondere an dem Bauteil 2 befestigt ist. In Richtung der Hauptachse HA ist die Ausgleichseinrichtung 7 axial einstellbar, um insbesondere den Abstand zwischen dem ersten Bauteil 2 und dem unter Verwendung der Baugruppe 1 damit zu verspannenden zweiten Bauteil 3 einzustellen bzw. beim Verspannen auszugleichen, insbesondere durch axialen Toleranzausgleich.The pre-assembled assembly 1 also includes the
Die Ausgleichseinrichtung 7 weist hierzu wenigstens ein Buchsenelement 5 und ein mit dem Buchsenelement 5 zusammenwirkendes Ausgleichselement 6 mit einer zentralen Spannschraubendurchführung 6.2 auf, durch die eine beim Verspannen des zweiten Bauteils erforderliche Spannschraube 9 (siehe
Das Buchsenelement 5 weist einen eine Anlagefläche 5.11 bildenden Anlageabschnitt 5.1 auf und liegt mit der Anlagefläche 5.11 gegen die Oberseite 2' des ersten Bauteils 2 an. An den Anlageabschnitt 5.1 anschließend, und zwar entlang der Hauptachse HA in Richtung zur Unterseite 2" des ersten Bauteils 2 hin, weist das Buchsenelement 5 einen Füge- und Sicherungsabschnitt 5.2 auf, der zumindest in die Fügeöffnung 8 des ersten Bauteils 2 hineinreicht und wenigstens teilweise in der Fügeöffnung 8 aufgenommen ist. Das Buchsenelement 5 ist hierbei insbesondere über den Füge- und Sicherungsabschnitt 5.2 verdrehgesichert und verliergesichert an dem ersten Bauteil 2 befestigt, insbesondere direkt mit dem Bauteil 2 verbunden, beispielsweise durch Materialverformung, insbesondere durch bleibende Verformung des Füge- und Sicherungsabschnitts 5.2 und/oder eines die Fügeöffnung 8 umgebenden Randbereiches des Bauteils 2. Ob die Verformung(en) im Füge- und Sicherungsabschnitt 5.2 und/oder in dem die Fügeöffnung 8 umgebenden Randbereich des Bauteils 2 ausgebildet sind, hängt beispielsweise von den jeweiligen zur Herstellung des Buchsenelementes 5 und des Bauteils 2 verwendeten Materialien, insbesondere auch von der Verformbarkeit und/oder der Härte dieser Materialien ab.The
Das Buchsenelement 5 der in den
Zur weiteren Verbesserung bzw. Unterstützung der Verdrehsicherung kann das Buchsenelement 5 vorzugsweise zusätzlich im Bereich der Anlagefläche 5.1 und/oder im Bereich des Füge- und Sicherungsabschnitts 5.2 mit Rändelungen und/oder Profilierungen versehen sein, wie aus den
Das durch Verpressen mit dem Bauteil 2 verbundene Buchsenelement 5 kann vorliegend auch als Einpresselement oder Einpressbuchse verstanden werden. Das Einpressen des Buchsenelementes erfolgt über eine vorgegebene Einpresslänge, die unter anderem abhängig ist von der Bauteildicke, insbesondere von einer Blechstärke des Bauteils 2 und/oder von einer Länge des Füge- und Sicherungsabschnitts 5.2 in Richtung der Hauptachse HA. Je nach Anwendungsfall kann es von Vorteil sein, dass der Füge- und Sicherungsabschnitt 5.2 nicht nur in die Fügeöffnung 8 des Bauteils 2 hineinreicht, sondern diese vollständig durchgreift und mit einem freien Ende bündig an der Unterseite 2" des Bauteils abschließt oder über die Unterseite 2" hinausragt. Alternativ kann es je nach Anwendung Vorteile bringen, dass der Füge- und Sicherungsabschnitt 5.2 lediglich über einen Teil der Bauteildicke eingepresst ist. In den
In den Beispielen der
Zur Herstellung der Baugruppe 1 wird beispielsweise zunächst die Gewindehülse 5 im Bereich der Fügeöffnung 8 des Bauteils 2 positioniert, so dass die Öffnung der Gewindehülse 5 deckungsgleich oder im Wesentlichen deckungsgleich mit der vorzugsweise als Vorlochung ausgebildeten Fügeöffnung 8 angeordnet ist und der Füge- und Sicherungsabschnitt 5.2 in die Fügeöffnung 8 hineinreicht. Anschließend erfolgt ein Verpressen mit einem geeigneten, beispielsweise stempelartigen und in die Gewindehülse 5 eingeführten Werkzeug, wodurch die Gewindehülse 5 am Bauteil 2 unverlierbar und gegen Verdrehen gesichert fixiert ist. Im Anschluss daran wird beispielsweise die Trommelmutter 6 in die Gewindehülse 5 eingesetzt, vorzugsweise eingedreht, und zwar vollständig oder im Wesentlichen vollständig. Die Trommelmutter 6 ist dabei bereits in der Gewindehülse 9 gesichert und mit dieser vormontiert.To produce the assembly 1, for example, the threaded
In den Beispielen der
In dem Beispiel gemäß
Das Setzen und Einpressen des Mutterelements 4 kann bei Herstellung der Baugruppe 1 über einen zweiseitigen Setzvorgang gleichzeitig mit dem Setzen und Einpressen des Buchsenelements 5 erfolgen. Hierzu ist eine beidseitige Zugänglichkeit gegeben, so dass eine Zuführung der Elemente, nämlich des Mutterelements 4 und des Buchsenelements 5, beidseitig durchgeführt wird. Vorzugsweise erfolgt das Setzen und Verpressen des Mutterelements 4 und des Buchsenelements 5 in einem Arbeitsgang, insbesondere bevorzugt einem Arbeitsgang mit der Fertigung des Bauteils 2.The setting and pressing in of the
Gemäß dem Beispiel der
Das Beispiel der
Mit Bezug auf die
In Analogie zu dem gemäß
Bei blechartigen Bauteilen 2 mit geringerer Bauteildicke bzw. geringerer Bauteilstärke kann der Mutterabschnitt auch über einen in das Bauteil geformten Durchzug bereitgestellt werden. Möglich ist hierbei z.B. die Verwendung so genannter Fließbohrschrauben bzw. „Flow-Drill-Schrauben“ als Spannschraube 9, die beim Eindrehen in das Bauteil 2 quasi selbsttätig einen Durchzug mit entsprechendem Innengewinde formt, so dass es auch hier zum Gewindeeingriff kommt. Alternativ kann bei blechförmigen Bauteilen mit geringerer Bauteildicke ein entsprechender Durchzug bereits vorgeformt sein, und zwar mit oder ohne Innengewinde.In the case of sheet-
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei denen das Buchsenelement 5 als Gewindehülse und das Ausgleichselement 6 als Trommelmutter ausgebildet ist, wird zum gewünschten Verspannen des zweiten Bauteils 3 mit dem ersten Bauteil 2 das zweite Bauteil 3 aufgesetzt, so dass es mit seiner Unterseite 3" gegen die aus der Gewindehülse 5 vorstehende Stirnseite der Trommelmutter 6 an deren Anlagefläche 6.11 anliegt und der Spann- oder Gewindebolzen 9 mit Kopf 9.1 wird von der Oberseite 3' des Bauteils 3 her in eine Montage- oder Befestigungsbohrung des zweiten Bauteils 3 eingesteckt und in die Spannschraubendurchführung 6.2 eingeführt. Eine entsprechende Anordnung aus miteinander verspannten Bauteilen 2, 3, die unter Verwendung der vorliegenden vormontierten Baugruppe 1 hergestellt ist, ist in der
Das Mutterelement 4, die Gewindehülse 5, die Trommelmutter 6 und der Spannbolzen 9 sind bei montierter Anordnung achsgleich miteinander und mit der Hauptachse HA angeordnet. Bei dem durch die Spannschraubendurchführung 6.2 der Trommelmutter 6 hindurchreichenden Spannbolzen 8 ist eine beispielsweise aus Kunststoff gefertigte Mitnehmerhülse vorgesehen, die in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise beim Drehen der Spannschraube 9 um die Achse HA zunächst ein Mitdrehen der Trommelmutter 6 bewirkt, bevor über die Spannschraube 9 das Verspannen der Bauteile 2 und 3 erfolgt. Das Außengewinde der Spannschraube 9 sowie das Innengewinde des Mutterelements 4 einerseits und das Innengewinde 5.3 der Gewindehülse 5 und das mit diesem Innengewinde zusammenwirkende Außengewinde der Trommelmutter 6 andererseits sind gegenläufige Gewinde, d.h. das Außengewinde Spannschraube 9 sowie das Innengewinde der Spannmutter bzw. des Mutterelements 4 sind beispielsweise Rechtsgewinde, während das Innengewinde 5.3 der Gewindehülse 5 und das mit diesem Innengewinde zusammenwirkende Außengewinde der Trommelmutter 6 Linksgewinde sind.The
Zum Herstellen der Anordnung ausgehend von der vorgefertigten Baugruppe 1, und dem aufgesetzten zweiten Bauteil 3 wird dann die Spannschraube 9 von der dem Mutterelement 4 bzw. der Spannmutter 4 abgewandten Seite zumindest in die Trommelmutter 6 eingeführt und im Sinne eines Eindrehens in das Mutterelement 4 gedreht. Hierbei erfolgt zunächst über beispielsweise die Mitnehmerhülse ein Mitdrehen der Trommelmutter 6 in der Weise, dass diese aufgrund der Linksgewinde der Trommelmutter 6 und der Gewindehülse 5 zunehmend aus der Gewindehülse 5 herausbewegt wird und hierdurch auch der Abstand d1, d2 zwischen den Bauteilen 2 und 3 solange vergrößert wird, bis der geforderte endgültige Abstand erreicht ist und eine weitere Abstandsänderung zwischen den Bauteilen 2 und 3 nicht mehr möglich ist, beispielsweise auch durch nicht dargestellte, den endgültigen Abstand fixierende Elemente oder Bauteile. Das weitere Drehen der Spannschraube 9 bewirkt dann ein zunehmendes Eindrehen dieser in das Mutterelement 4 und schließlich ein festes Verspannen der Bauteile 2 und 3 dadurch, dass die sich gegen das Bauteil 2 abstützende Gewindehülse 5 und die sich gegen das Bauteil 3 abstützende Trommelmutter 6 einen starren Abstandhalter zwischen dem Bauteilen 2 und 3 bilden und beide Bauteile 2 und 3 an ihren einander abgewandten Seiten durch den Spannbolzen 9 bzw. dessen Kopfstück 9.1 und die Spannmutter 4 fest miteinander verspannt sind.To produce the arrangement based on the prefabricated assembly 1 and the
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above using exemplary embodiments. It goes without saying that numerous changes and modifications are possible without departing from the inventive idea on which the invention is based.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- vormontierte Baugruppepre-assembled assembly
- 22
- erstes Bauteilfirst component
- 2'2'
- Oberseitetop
- 2"2"
- Unterseitebottom
- 33
- zweites Bauteilsecond component
- 3'3'
- Oberseitetop
- 3"3"
- Unterseitebottom
- 44
- Mutterelement, SpannmutterNut element, clamping nut
- 4.14.1
- Stützabschnittsupport section
- 4.114.11
- Stützflächesupport surface
- 4.24.2
- Fügeabschnittjoining section
- 55
- Buchsenelementsocket element
- 5.15.1
- Anlageabschnittinvestment section
- 5.115.11
- Anlageflächecontact surface
- 5.25.2
- Füge- und SicherungsabschnittJoining and securing section
- 5.35.3
- Innengewindeinner thread
- 66
- Ausgleichselementcompensation element
- 6.16.1
- Anlageabschnittinvestment section
- 6.116.11
- Anlageflächecontact surface
- 6.26.2
- Spannschraubendurchführungclamping screw bushing
- 77
- Ausgleichseinrichtungcompensating device
- 88th
- Fügeöffnungjoint opening
- 99
- Spannschraube, Spannbolzenclamping screw, clamping bolt
- 9.19.1
- Schraubenkopf screw head
- d1d1
- erster Abstand, Minimalabstandfirst distance, minimum distance
- d2d2
- zweiter Abstand, Maximalabstandsecond distance, maximum distance
- HAHA
- Hauptachsemain axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2015/024556 A1 [0003]WO 2015/024556 A1 [0003]
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-
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Patent Citations (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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