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Die Erfindung betrifft eine Bauteilverbindung, insbesondere für die Verbindung eines Fahrschemels mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs.
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Die Bauteilverbindung zwischen einem ersten Bauteil als Fahrschemel und einem zweiten Bauteil als Karosserie eines Kraftfahrzeugs wird typischerweise mittels Schrauben durchgeführt, wobei in dem ersten Bauteil als Fahrschemel eine Bohrung vorgesehen ist und in dem zweiten Bauteil als Karosserie eine Gewindebohrung vorgesehen ist, so dass eine Schraube durch die Bohrung gesteckt und in die Gewindebohrung eingeschraubt werden kann, um die beiden Bauteile miteinander fest zu verbinden. Dabei tritt allerdings auf, dass auftretende Fahrwerkskräfte und auch auftretende Lasten bei einem Aufprall oder Unfall vom Fahrschemel über die Schraube in die Karosserie eingeleitet werden. Bei einer lateralen Überbelastung wird eine hohe Scherwirkung auf die Schraube ausgeübt, welche auch dazu führen kann, dass die Schraube beschädigt oder zerstört wird, was unerwünscht ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bauteilverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil zu schaffen, bei welchem gegenüber dem Stand der Technik eine Verbesserung erreicht ist und die Scherwirkung auf die Schraube reduziert ist.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Bauteilverbindung mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, welche mittels einer Schraube miteinander verbindbar sind, wobei das erste Bauteil eine Hülse mit einer Bohrung aufweist, welche in einer ersten Aussparung des ersten Bauteils eingesetzt ist und das zweite Bauteil eine zweite Aussparung aufweist, welche abgestuft ausgebildet ist, wobei die abgestufte zweite Aussparung eine Gewindebohrung als einen ersten Aussparungsbereich aufweist und einen gegenüber der Gewindebohrung vorgelagerten und gegenüber der Gewindebohrung erweiterten Aussparungsbereich als seitlich offene Aufnahme aufweist, wobei ein Aufsatzelement vorgesehen ist, wobei das Aufsatzelement einen ersten Aufsatzbereich aufweist, welcher auf die Hülse aufgesetzt ist und das Aufsatzelement einen zweiten Aufsatzbereich aufweist, welcher in die seitlich offene erste Aufnahme eingesetzt ist, wobei das Aufsatzelement eine Durchgangsbohrung zur Durchführung der Schraube aufweist. Dadurch kann das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil verbunden sein, wobei auch bei größeren Lateralkräften die Schraube geschützt ist, weil das Aufsatzelement sich sowohl an der Hülse als auch an dem zweiten Bauteil radial abstützen kann und zugleich das Aufsatzelement auch axial zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil abgestützt ist. Das Aufsatzelement dient als radialer Anschlag als auch als axialer Anschlag.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Bauteil ein Fahrschemel ist und das zweite Bauteil eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs ist oder dass das erste Bauteil eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs ist und das zweite Bauteil ein Fahrschemel ist. Dadurch kann ein Kraftfahrzeug geschaffen werden, welches beispielsweise zumindest einen Fahrschemel mit einer Karosserie mittels einer Vielzahl solcher Bauteilverbindungen verbindet.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn der zweite Aufsatzbereich des Aufsatzelements zumindest ein vorspringendes, insbesondere umlaufendes, Rippenelement aufweist, wie insbesondere einen ringförmigen Vorsprung aufweist, das gegenüber einer Anlagefläche vorsteht. Dadurch kann das vorspringende Rippenelement sich radial an dem zweiten Bauteil als Radialanschlag abstützen, wenn eine laterale Belastung vorliegt und es kann sich das Rippenelement optional auch gleichzeitig als Axialanschlag an dem zweiten Bauteil anlegen.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die Anlagefläche ein Dichtelement trägt, insbesondere ein ringförmiges Dichtelement, welches um den zweiten Aufsatzbereich umlaufend angeordnet ist. Das Dichtelement dient der Abdichtung des Gewindes in der Gewindebohrung des zweiten Bauteils vor eindringendem Schmutz oder Wasser.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn der erste Aufsatzbereich des Aufsatzelements zumindest ein vorspringendes Rippenelement aufweist, welches die Hülse radial übergreift, insbesondere zwei beabstandete Rippenelemente aufweist, welche die Hülse radial übergreifen. Dadurch kann das Aufsatzelement formschlüssig mit der Hülse verbunden sein, um bei lateraler Belastung gehalten zu sein.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das erste Bauteil die Hülse in einer zweiten Aufnahme derart hält, dass an einem ersten Endbereich der Hülse die Hülse von einer, insbesondere ringförmigen, Freisparung und einer die Freisparung definierenden, insbesondere umlaufenden, Wandung umgeben ist, in welche der erste Aufsatzbereich des Aufsatzelements eingreift. Dadurch wird das Umgreifen der Hülse durch das Aufsatzelement sicher möglich und gleichzeitig kann der Spielraum für die radiale Lagerung und das radiale Anschlagelement über die Freisparung definiert werden.
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Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der erste Aufsatzbereich des Aufsatzelements durch einen Luftspalt von der Wandung des ersten Bauteils getrennt ist, so dass die Wandung des ersten Bauteils einen Anschlag für die radiale Verlagerbarkeit des Aufsatzelements bildet. Der Spalt der Freisparung definiert die zugelassene Beweglichkeit, bevor der radiale Anschlag wirkt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Anlagefläche des Aufsatzelements an dem zweiten Bauteil axial anliegt und der zweite Aufsatzbereich des Aufsatzelements durch einen Luftspalt von einer umlaufenden Wandung des zweiten Bauteils der seitlich offenen Aufnahme des zweiten Bauteils getrennt angeordnet ist, so dass die umlaufende Wandung des zweiten Bauteils einen Anschlag für die radiale Verlagerbarkeit des Aufsatzelements bildet. Dadurch wird ein axialer und ein radialer Anschlag gegenüber dem zweiten Bauteil definiert.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Aufsatzelement einen Vorsprung aufweist, welcher in eine dritte Aufnahme der Hülse eingreift zur Verdreh- und/oder Verliersicherung des Aufsatzelements. So kann die Anordnung des Aufsatzelements lagerichtig und verliersicher erreicht werden.
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Auch ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das erste Bauteil die Hülse in der zweiten Aufnahme derart hält, dass an einem zweiten Endbereich der Hülse die Hülse von einer, insbesondere ringförmigen, Freisparung und einer die Freisparung definierenden, insbesondere umlaufenden, weiteren Wandung umgeben ist, in welche ein Abdeckelement zumindest teilweise eingreift. Dadurch kann an der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite der Hülse ein Abdeckelement geeignet angeordnet und gesichert werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrschemels, welcher mittels Bauteilverbindungen mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs zu verbinden ist,
- 2 eine Schnittdarstellung einer Bauteilverbindung zwischen dem Fahrschemel als einem ersten Bauteil und der Karosserie als einem zweiten Bauteil,
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Aufsatzelements zum Aufsetzen auf einen Kopf des Fahrschemels als erstes Bauteil, und
- 4 eine perspektivische Ansicht des Aufsatzelements auf dem Kopf des Fahrschemels als erstes Bauteil.
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Die 1 zeigt einen Fahrschemel 1 als erstes Bauteil 5 und eine Karosserie 2 eines Kraftfahrzeugs als zweites Bauteil 6, welche mittels Bauteilverbindungen 3 miteinander zu verbinden sind, um eine dauerhaft stabile und sichere Verbindung zu erreichen. Dabei werden im gezeigten Ausführungsbeispiel vier solcher Bauteilverbindungen 3 vorgesehen, wobei diese nur teilweise angedeutet sind, weil die Karosserie 2 nur teilweise dargestellt ist.
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Dabei wird die Bauteilverbindung 3 zwischen einem jeweiligen Lagerauge 4 des Fahrschemels 1 und der Karosserie 2 vorgesehen.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Bauteil 5 ein Fahrschemel 1 und das zweite Bauteil 6 eine Karosserie 2 eines Kraftfahrzeugs oder das erste Bauteil 5 ist eine Karosserie 2 eines Kraftfahrzeugs und das zweite Bauteil 6 ist ein Fahrschemel 1. Dabei ist die Erfindung bezüglich der Bauteilverbindung nicht beschränkt auf das gewählte Ausführungsbeispiel und kann auch mit anderen ersten und zweiten Bauteilen realisiert werden.
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Die 2 zeigt eine solche Bauteilverbindung 3 im Schnitt und die 3 und 4 zeigen Details der Bauteilverbindung 3 zum besseren Verständnis.
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Aus 2 ist eine Bauteilverbindung 3 mit einem ersten Bauteil 5 und einem zweiten Bauteil 6 zu erkennen. Dabei sind das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2, beispielhaft als Fahrschemel 1 und als Karosserie 2 ausgebildet und dargestellt.
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Das erste Bauteil 5 und das zweite Bauteil 6 sind mittels einer Schraube 7 miteinander verbindbar, welche in 2 stilisiert angedeutet ist.
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Zur Aufnahme der Schraube 7 weist das erste Bauteil 5 eine Hülse 8 mit einer Bohrung 9 auf, so dass die Schraube 7 in die Bohrung 9 der Hülse 8 einsetzbar ist.
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Das zweite Bauteil 6 weist eine zweite Aussparung 11 auf, welche abgestuft ausgebildet ist. Dazu weist die abgestufte zweite Aussparung 11 eine Gewindebohrung 12 als einen ersten Aussparungsbereich 13 und einen gegenüber der Gewindebohrung 12 vorgelagerten und gegenüber der Gewindebohrung 12 erweiterten Aussparungsbereich 14 als seitlich offene erste Aufnahme 15 auf.
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Wird die Schraube 7 in die Bohrung 9 der Hülse 8 eingesetzt, so durchquert die Schraube 7 die erste Aufnahme 15 und kann mit ihrem Gewinde in die Gewindebohrung 12 eingeschraubt werden.
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Weiterhin ist ein Aufsatzelement 16 vorgesehen, welches zwischen der Hülse 8 des ersten Bauteils 5 und dem zweiten Bauteil 6 angeordnet ist.
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Das Aufsatzelement 16 weist einen Radialanschlag 17 auf, welcher auf die Hülse 8 aufgesetzt ist. Der Radialanschlag 17 des Aufsatzelements 16 weist zumindest ein vorspringendes Rippenelement 23 auf, welches die Hülse 8 radial übergreift. Bevorzugt sind zwei beabstandet zueinander angeordnete Rippenelemente 23 vorgesehen, wie dies die 2 und 3 zeigen. Wird das Aufsatzelement 16 auf die Hülse 8 aufgesetzt, so übergreifen die Rippenelemente 23 die Hülse 8 an einem ihrem in der Zeichnung oberen Endbereich.
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Auch weist das Aufsatzelement 16 einen zweiten Aufsatzbereich 18 auf, welcher in die Aufnahme 15 des zweiten Bauteils 6 eingesetzt ist. Der zweite Aufsatzbereich 18 des Aufsatzelements 16 weist zumindest ein vorspringendes, insbesondere umlaufendes, Rippenelement 20 auf, wie insbesondere einen ringförmigen oder zylindrischen Vorsprung. Insbesondere in 4 ist erkennbar, dass das vorspringende Rippenelement 20 ein ringförmiger Vorsprung ist, welcher von der Durchgangsbohrung 19 durchquert wird. Dabei steht das vorspringende Rippenelement 20 oder der Vorsprung gegenüber einer Anlagefläche 21 vor. Das Rippenelement 20 dient dem Anlegen an einer Gegenfläche des zweiten Bauteils 6. Lediglich unter Berücksichtigung aller Toleranzen liegt die Anlagefläche 21 ebenfalls am Bauteil 6 an. Zur Abdichtung der Gewindebohrung des zweiten Bauteils 6 kann die Anlagefläche 21 ein Dichtelement 22 tragen, insbesondere ein ringförmiges Dichtelement 22, welches um den zweiten Aufsatzbereich 18 und insbesondere um das vorspringende Rippenelement 20 umlaufend angeordnet ist. Damit kann sich die Anlagefläche 21 unter Anlage des Dichtelements 22 an der Gegenfläche des zweiten Bauteils 6 abdichtend anlegen.
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Das Dichtelement 22 ist beispielsweise ein 0-Ring, insbesondere aus einem elastomeren Material. Das Dichtelement 22 kann beispielsweise in einer umlaufenden Nut der Anlagefläche 21 angeordnet sein.
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Auch weist das Aufsatzelement 16 eine Durchgangsbohrung 19 zur Durchführung der Schraube 7 auf.
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Aus 2 ist auch zu erkennen, dass das erste Bauteil 5 die Hülse 8 in einer zweiten Aufnahme als erste Aussparung 10 derart hält, dass an einem Endbereich der Hülse 8 die Hülse 8 von einer, insbesondere ringförmigen, Freisparung 25 und einer die Freisparung 25 definierenden, insbesondere umlaufenden, Wandung 26 umgeben ist, in welche der erste Aufsatzbereich 17 des Aufsatzelements 16 eingreift. Dabei ist der erste Aufsatzbereich 17 des Aufsatzelements 16 durch einen Luftspalt 27 von der Wandung 26 des ersten Bauteils 5 getrennt, so dass die Wandung 26 des ersten Bauteils 5 einen Anschlag für die radiale Verlagerbarkeit des Aufsatzelements 16 bildet. Die zweite Aussparung 11 an der Aufnahme 15 begrenzen die Verlagerbarkeit des ersten Bauteils 5 und des zweiten Bauteils 6, was gerade im Fall eines heckseitigen Crashs vorteilhaft ist.
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Auch ist in 2 zu erkennen, dass die Anlagefläche des Rippenelements 2016 an dem zweiten Bauteil 6 axial anliegt und der zweite Aufsatzbereich 18 des Aufsatzelements 16 durch einen Luftspalt 28 von einer umlaufenden Wandung 29 des zweiten Bauteils 6 der seitlich offenen ersten Aufnahme 15 des zweiten Bauteils 6 getrennt angeordnet ist, so dass die umlaufende Wandung 29 des zweiten Bauteils 6 einen Anschlag für die radiale Verlagerbarkeit des Aufsatzelements 16 in der ersten Aufnahme 15 bildet und mit der zweiten Aussparung die Verlagerbarkeit des ersten Bauteils 5 und des zweiten Bauteils 6, begrenzt.
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Das Aufsatzelement 16 weist weiterhin einen Vorsprung 30 auf, welcher in eine dritte Aufnahme 31 der Hülse 8 eingreift zur Verdreh- und/oder Verliersicherung des Aufsatzelements 16.
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Auch ist zu erkennen, dass das erste Bauteil 5 die Hülse 8 in der zweiten Aufnahme 10 derart hält, dass an einem zweiten Endbereich 32 der Hülse 8 die Hülse 8 von einer, insbesondere ringförmigen, Freisparung 33 und einer die Freisparung 33 definierenden, insbesondere umlaufenden, weiteren Wandung 34 umgeben ist, in welche ein Abdeckelement 35 zumindest teilweise eingreift. Dieses Abdeckelement 35 kann auch der Verbindung von Teilen des Fahrschemels 1 dienen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrschemel
- 2
- Karosserie
- 3
- Bauteilverbindung
- 4
- Lagerauge
- 5
- erstes Bauteil
- 6
- zweites Bauteil
- 7
- Schraube
- 8
- Hülse
- 9
- Bohrung
- 10
- erste Aussparung, insbesondere als zweite Aufnahme
- 11
- zweite Aussparung
- 12
- Gewindebohrung
- 13
- erster Aussparungsbereich
- 14
- erweiterter Aussparungsbereich
- 15
- erste Aufnahme
- 16
- Aufsatzelement
- 17
- Radialanschlag
- 18
- zweiter Aufsatzbereich
- 19
- Durchgangsbohrung
- 20
- Rippenelement
- 21
- Anlagefläche
- 22
- Dichtelement
- 23
- Rippenelement
- 24
-
- 25
- Freisparung
- 26
- Wandung
- 27
- Luftspalt
- 28
- Luftspalt
- 29
- Wandung
- 30
- Vorsprung
- 31
- dritte Aufnahme
- 32
-
- 33
- Freisparung
- 34
- Wandung
- 35
- Abdeckelement
