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Die Erfindung betrifft eine Schraubenanordnung zum fluiddichten Verbinden einer Wagenheberkonsole mit einem Fahrzeugschweller.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 20 2006 019 863 U1 beschrieben, eine Wagenheberaufnahme zur Befestigung an einer Karosserie eines Kraftwagens bekannt. Die Wagenheberaufnahme einen Grundkörper mit einem Aufnahmebereich für einen Wagenheber auf. Der Grundkörper umfasst einen in eine karosserieseitige Öffnung eingreifenden Befestigungsbereich, welcher unter Aufweitung mittels eines Spreizpins an der Karosserie festzulegen ist. Im Bereich einer der Kraftwagenkarosserie zugewandten Stützfläche des Grundkörpers ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen. Die Dichtungsanordnung ist von einer Dichtungsplatte gebildet, welche zwischen der Stützfläche des Grundkörpers und der Kraftwagenkarosserie anzuordnen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Schraubenanordnung zum fluiddichten Verbinden einer Wagenheberkonsole mit einem Fahrzeugschweller anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schraubenanordnung zum fluiddichten Verbinden einer Wagenheberkonsole mit einem Fahrzeugschweller mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Schraubenanordnung zum fluiddichten Verbinden einer Wagenheberkonsole mit einem Fahrzeugschweller weist erfindungsgemäß einen Dichtring, insbesondere aus einem Elastomer, beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), eine konisch ausgebildete Innengewindescheibe, insbesondere aus Metall, und eine Schraube auf. Die Schraube ist beispielsweise ebenfalls aus Metall ausgebildet.
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Der Dichtring ist zur Positionierung in einer Schwelleröffnung des Fahrzeugschwellers vorgesehen und insbesondere entsprechend ausgebildet. Die konisch ausgebildete Innengewindescheibe ist zum Anordnen an einer Rückseite des Dichtrings, die im in der Schwelleröffnung angeordneten Zustand des Dichtrings einem Schwellerinneren zugewandt ist, und zum Einführen in den Fahrzeugschweller durch die Schwelleröffnung hindurch vorgesehen und insbesondere entsprechend ausgebildet.
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Der Dichtring weist insbesondere eine Innenkonusform auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass eine Außenkonusform der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe und die Innenkonusform des Dichtrings bezüglich ihrer Ausrichtung zueinander korrespondierend ausgebildet sind, dass jedoch jeweilige Durchmesserwerte entlang der Außenkonusform der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe größer sind als entsprechende Durchmesserwerte entlang der Innenkonusform des Dichtrings. Die Innenkonusform des Dichtrings bildet somit einen Aufnahmetrichter für die Außenkonusform der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe, in den diese hineingleiten kann, wobei durch ein zunehmendes Hineinziehen der Außenkonusform der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe in die Innenkonusform des Dichtrings der Dichtring radial nach außen gedrückt wird.
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Die Schraube weist einen Schraubenkopf und einen Schraubenschaft auf und ist zum Hindurchführen des Schraubenschafts nacheinander durch eine Öffnung in der Wagenheberkonsole und durch den Dichtring und Einschrauben in die Innengewindescheibe vorgesehen. Ein Innengewinde der Innengewindescheibe und ein Außengewinde des Schraubenschafts sind somit zueinander korrespondierend ausgebildet.
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Die durch die erfindungsgemäße Lösung ermöglichte Abdichtung des Fahrzeugschwellers im Bereich der Wagenheberkonsole erfolgt durch ein Stauchen des, insbesondere nicht leitfähigen, Dichtrings, der insbesondere innen konisch ausgebildet ist, in Z-Richtung, d. h. in Fahrzeughochachsenrichtung, eines dreidimensionalen Fahrzeugkoordinatensystems, und damit durch Expansion des Dichtrings radial in der X-Y-Dimension des Fahrzeugkoordinatensystems, d. h. in der Fahrzeuglängsachsen- und Fahrzeugquerachsendimension, durch die konisch ausgebildete Innengewindescheibe, d. h. durch deren konische Außenfläche, insbesondere während eines zunehmenden Einschraubens der Schraube in die Innengewindescheibe und eines dadurch erfolgenden zunehmenden Hineinziehens der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe in den Dichtring. Dadurch wird vorteilhafterweise ein Formschluss zwischen einem Blechrand oben und unten an der Schwelleröffnung im Fahrzeugschweller und dem Dichtring ausgebildet.
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Durch eine Einstellung einer Shorehärte des Dichtrings können vorteilhafterweise eine Art Presspassung und der Formschluss des Dichtrings in der Schwelleröffnung eingestellt werden, wodurch sichergestellt wird, dass die Wagenheberkonsole verliersicher gehalten wird. Aufgrund einer Reibung des Dichtrings am Öffnungsrand der Schwelleröffnung und der Innengewindescheibe am Dichtring wird eine ausreichende Selbsthemmung erreicht, so dass keine zusätzliche Verdrehsicherung erforderlich ist, um die Schraube in die Innengewindescheibe einzuschrauben.
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Das fluiddichten Verbinden der Wagenheberkonsole mit dem Fahrzeugschweller und eine Schraubensicherung erfolgen insbesondere durch Anschrauben der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe auf Anschlag zur Wagenheberkonsole, insbesondere mit Vorspannung der Schraube durch ein definiertes Drehmoment. Eine zusätzliche Dichtung der Schraube, beispielsweise durch eine unter dem Schraubenkopf angebrachte Flachdichtung oder einen mikroverkapselten Dichtstoff, kann erfolgen.
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Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird der Nachteil bisheriger Befestigungslösungen für die Wagenheberkonsole beseitigt, dass deren Anpressdruck nicht ausreicht, um die Wagenheberkonsole fluiddicht mit dem Fahrzeugschweller zu verbinden. In den Fahrzeugschweller eindringende Feuchtigkeit führt bei diesen bisherigen Befestigungslösungen zu Korrosion an der Fahrzeugstruktur und zu einer Degeneration von in den Fahrzeugschweller eingebrachten Dämmstoffen, insbesondere Schäumen zur NVH-Reduzierung, d. h. zur Reduzierung von unerwünschten Geräuschen im Fahrzeug. Diese Schäume saugen die Feuchtigkeit zudem auf und halten sie dauerhaft im Fahrzeugschweller, wodurch die Korrosion besonders befördert wird.
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Da der Fahrzeugschweller bei der Montage der Wagenheberkonsole von innen nicht zugänglich ist, kann keine herkömmliche Kombination aus Schraube, Dichtring und Mutter verwendet werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es ermöglicht, trotz dieser Einschränkung die fluiddichte Verbindung der Wagenheberkonsole mit dem Fahrzeugschweller herzustellen. Dies wird insbesondere durch die Positionierung des Dichtrings in der Schwelleröffnung in Verbindung mit der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe erreicht. Wie oben bereits erwähnt, sorgt dabei die materialbedingte Oberflächenreibung des Dichtrings für die Verdrehsicherheit beim Anziehen der Schraube und für eine der Gewichtskraft der Wagenheberkonsole entgegenwirkende Haltekraft des Dichtrings und somit auch der anderen Komponenten der Schraubenanordnung sowie der Wagenheberkonsole am Fahrzeugschweller. Die von der Innengewindescheibe im angezogenen Zustand hervorgerufene Verformung des Dichtrings sorgt für die Dichtigkeit.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird somit die Dichtigkeit des Fahrzeugschwellers im Bereich der Wagenheberkonsole sichergestellt. Dadurch wird ohne weitere Maßnahmen ein Korrosionsschutz im Fahrzeugschweller sichergestellt. Das Innere des Fahrzeugschwellers ist durch die erfindungsgemäße Lösung ein Trockenraum, in welchen die Dämmstoffe, insbesondere Schäume zur NVH-Reduzierung, eingebracht werden können. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht zudem eine einfache Montage und Demontage der Wagenheberkonsole und der Schraubenanordnung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Fahrzeugschwellers und einer mittels einer Schraubenanordnung fluiddicht mit dem Fahrzeugschweller verbundenen Wagenheberkonsole.
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1 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform eines Fahrzeugschwellers 2 eines Fahrzeugs und einer mittels einer Schraubenanordnung 7 fluiddicht mit dem Fahrzeugschweller 2 verbundenen Wagenheberkonsole 4.
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Problematisch bei der Befestigung der Wagenheberkonsole 4 ist, dass ein ausreichender Anpressdruck im Bereich einer Dichtung erforderlich ist, um die Wagenheberkonsole 4 fluiddicht mit dem Fahrzeugschweller 2 zu verbinden. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist es nicht möglich, diesen ausreichenden Anpessdruck zu erzeugen. In den Fahrzeugschweller 2 eindringende Feuchtigkeit führt daher zu Korrosion an der Fahrzeugstruktur und zu einer Degeneration von in den Fahrzeugschweller 2 eingebrachten Dämmstoffen, insbesondere Schäumen zur NVH-Reduzierung. Diese Schäume saugen die Feuchtigkeit zudem auf und halten sie dauerhaft im Fahrzeugschweller 2, wodurch die Korrosion besonders befördert wird. Um diesen ausreichenden Anpressdruck zu erzeugen, ist es besonders problematisch, dass der Fahrzeugschweller 2 bei der Montage der Wagenheberkonsole 4 von innen nicht zugänglich ist, so dass keine herkömmliche Kombination aus Schraube-Mutter-Verbindung mit Dichtung verwendet werden kann.
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Durch die im Folgenden beschriebene Lösung wird es ermöglicht, trotz dieser Einschränkung aufgrund der Nichtzugänglichkeit des Inneren des Fahrzeugschwellers 2 für Montagewerkzeuge die fluiddichte Verbindung der Wagenheberkonsole 4 mit dem Fahrzeugschweller 2 herzustellen.
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Hierzu ist die Schraubenanordnung 7 vorgesehen, die einen Dichtring 6, eine konisch ausgebildete Innengewindescheibe 1 und eine Schraube 3 aufweist. Der Dichtring 6 ist insbesondere aus einem Elastomer ausgebildet, beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Die Innengewindescheibe 1 ist insbesondere aus Metall ausgebildet. Die Schraube 3 ist beispielsweise ebenfalls aus Metall ausgebildet.
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Der Dichtring 6 ist zur Positionierung in einer Schwelleröffnung 8 des Fahrzeugschwellers 2 vorgesehen und insbesondere entsprechend ausgebildet.
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Die konisch ausgebildete Innengewindescheibe 1 ist zum Anordnen an einer Rückseite des Dichtrings 6, die im in der Schwelleröffnung 8 angeordneten Zustand des Dichtrings 6 einem Schwellerinneren zugewandt ist, und zum Einführen in den Fahrzeugschweller 2 durch die Schwelleröffnung 8 hindurch vorgesehen und insbesondere entsprechend ausgebildet.
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Der Dichtring 6 weist insbesondere eine Innenkonusform 9 auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass eine Außenkonusform 10 der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe 1 und die Innenkonusform 9 des Dichtrings 6 bezüglich ihrer Ausrichtung zueinander korrespondierend ausgebildet sind, d. h. die Konusformen 9, 10 verengen sich jeweils von oben nach unten. Es ist insbesondere vorgesehen, dass ein größter Durchmesser der Innenkonusform 9 größer ist als ein kleinster Durchmesser der Außenkonusform 10, so dass die Innengewindescheibe 1 in die Innenkonusform 9 des Dichtring 6, die einen Aufnahmetrichter für die Innengewindescheibe 1 bildet, hineingleiten kann und, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird, durch ein Anziehen der Schraube 3 zunehmend hineingezogen wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass jeweilige Durchmesserwerte entlang der Außenkonusform 10 der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe 1 größer sind als entsprechende Durchmesserwerte entlang der Innenkonusform 9 des Dichtrings 6. Durch das Hineinziehen der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe 1 mit ihrer Außenkonusform 10 in die Innenkonusform 9 des Dichtrings 6 mittels der Schraube 3, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird, wird somit der Dichtring 6 radial nach außen gedrückt.
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Die Schraube 3 weist einen Schraubenkopf 11 und einen Schraubenschaft 12 auf und ist zum Hindurchführen des Schraubenschafts 12 nacheinander durch eine Öffnung 13 in der Wagenheberkonsole 4 und durch den Dichtring 6 und Einschrauben in die Innengewindescheibe 1 vorgesehen. Ein Innengewinde 5 der Innengewindescheibe 1 und ein Außengewinde 14 des Schraubenschafts 12 sind somit zueinander korrespondierend ausgebildet.
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Zum fluiddichten Verbinden der Wagenheberkonsole 4 mit dem Fahrzeugschweller 2 wird der Dichtring 6 im Bereich der Öffnung 13 in der Wagenheberkonsole 4 an einer Rückseite der Wagenheberkonsole 4, die am Fahrzeugschweller 2 anliegen soll, angeordnet. Die konisch ausgebildete Innengewindescheibe 1 wird an der Rückseite des Dichtrings 6 angeordnet, insbesondere mit ihrer Außenkonusform 10 in die Innenkonusform 9 des Dichtrings 6 eingeführt. Die Schraube 3 wird mit ihrem Schraubenschaft 12 nacheinander durch die Öffnung 13 in der Wagenheberkonsole 4 und durch den Dichtring 6 hindurchgeführt und in die Innengewindescheibe 1 zunächst etwas eingeschraubt. Der Schraubenkopf 11 befindet sich dabei im Bereich einer Vorderseite der Wagenheberkonsole 4, ist somit für ein Montagewerkzeug zugänglich und bleibt dies auch während und nach der Montage der Wagenheberkonsole 4 mittels der Schraubenanordnung 7 am Fahrzeugschweller 2.
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Die Schraubenanordnung 7 wird nun von außen in die Schwelleröffnung 8 soweit eingeführt, bis sich der Dichtring 6 in der Schwelleröffnung 8 befindet. Vorteilhafterweise entspricht ein Außendurchmesser des Dichtrings 6 in einem Ausgangszustand einem Innendurchmesser der Schwelleröffnung 8 oder ist geringfügig kleiner. Dadurch wird es ermöglicht, durch ein beginnendes Anziehen der Schraube 3 oder durch ein manuelles Ziehen an der Schraube 3 relativ zur Wagenheberkonsole 4 und somit ein Hineinziehen der Innengewindescheibe 1 mit ihrer Außenkonusform 10 in die Innenkonusform 9 des Dichtrings 6 den Dichtring 6 bereits etwas aufzuweiten, so dass er sich an einen Öffnungsrand der Schwelleröffnung 8 anlegt. Alternativ kann der Außendurchmesser des Dichtrings 6 im Ausgangszustand auch geringfügig größer sein als der Innendurchmesser der Schwelleröffnung 8, so dass der Dichtring 6 durch leichte elastische Verformung in die Schwelleröffnung 8 hineingepresst wird und dadurch dann am Öffnungsrand der Schwelleröffnung 8 anliegt.
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Nun wird die Schraube 3 zunehmend in die Innengewindescheibe 1 hineingeschraubt. Durch den auf die oben beschriebene Weise an den Öffnungsrand der Schwelleröffnung 8 angelegten und bereits leicht angepressten Dichtrings 6 wird eine Reibung zwischen dem Dichtring 6 und dem Öffnungsrand der Schwelleröffnung 8 erreicht. Des Weiteren wird durch das Anliegen und beispielsweise das bereits leichte Anpressen der Außenkonusform 10 der Innengewindescheibe 1 an die Innenkonusform 9 des Dichtrings 6 eine Reibung zwischen der Innengewindescheibe 1 und dem Dichtring 6 erreicht. Durch diese Reibung zwischen Dichtring 6 und Öffnungsrand der Schwelleröffnung 8 sowie zwischen Dichtring 6 und Innengewindescheibe 1 wird eine ausreichende Selbsthemmung, insbesondere des Dichtrings 6 in der Schwelleröffnung 8 und der Innengewindescheibe 1 im Dichtring 6, erreicht, so dass keine zusätzliche Verdrehsicherung erforderlich ist, um die Schraube 3 nun weiter in die Innengewindescheibe 1 einzuschrauben.
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Dabei liegt der Schraubenkopf 11 an der Vorderseite der Wagenheberkonsole 4 an und der Dichtring 6 liegt an der Rückseite der Wagenheberkonsole 4 an, so dass durch dieses zunehmende Einschrauben der Schraube 3 in die Innengewindescheibe 1 die Außenkonusform 10 der Innengewindescheibe 1 zunehmend in die Innenkonusform 9 des Dichtrings 6 hineingezogen wird. Dadurch wird der Dichtring 6 zunehmend radial aufgeweitet und somit zunehmend an den Öffnungsrand der Schwelleröffnung 8 angepresst.
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Die Schraube 3 wird insbesondere soweit in die Innengewindescheibe 1 eingeschraubt, bis diese an der Wagenheberkonsole 4 anschlägt. Insbesondere wird die Schraube 3 dann mittels eines vorgegebenen Drehmoments mit Vorspannung in die Innengewindescheibe 1 eingeschraubt. Auf diese Weise wird die Wagenheberkonsole 4 mit dem Fahrzeugschweller 2 fluiddicht verbunden und es wird eine Schraubensicherung der Schraube 3 erreicht. Eine zusätzliche Dichtung der Schraube 3, beispielsweise durch eine unter dem Schraubenkopf 11 angebrachte Flachdichtung oder einen mikroverkapselten Dichtstoff, kann erfolgen.
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Die durch die beschriebene Lösung ermöglichte Abdichtung des Fahrzeugschwellers 2 im Bereich der Wagenheberkonsole 4 erfolgt somit insbesondere durch ein Stauchen des, insbesondere nicht leitfähigen, Dichtrings 6, der insbesondere die Innenkonusform 9 aufweist, in Z-Richtung, d. h. in Fahrzeughochachsenrichtung, eines dreidimensionalen Fahrzeugkoordinatensystems und eine dadurch hervorgerufene Expansion des Dichtrings 6 radial in der X-Y-Dimension des Fahrzeugkoordinatensystems, d. h. in der Fahrzeuglängsachsen- und Fahrzeugquerachsendimension, durch die konisch ausgebildete Innengewindescheibe 1, d. h. durch deren konische Außenfläche ihrer Außenkonusform 10. Dadurch wird vorteilhafterweise ein Formschluss zwischen einem Blechrand oben und unten an der Schwelleröffnung 8 im Fahrzeugschweller 2 und dem Dichtring 6 ausgebildet.
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Durch eine Einstellung einer Shorehärte des Dichtrings 6 können vorteilhafterweise eine Presspassung und der Formschluss des Dichtrings 6 in der Schwelleröffnung 8 eingestellt werden, wodurch sichergestellt wird, dass die Wagenheberkonsole 4 verliersicher gehalten wird.
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Bei der beschriebenen Lösung wird somit die fluiddichte Verbindung der Wagenheberkonsole 4 mit dem Fahrzeugschweller 2 insbesondere durch die Positionierung des Dichtrings 6 in der Schwelleröffnung 8 in Verbindung mit der konisch ausgebildeten Innengewindescheibe 1 erreicht. Wie oben bereits erwähnt, sorgt dabei die materialbedingte Oberflächenreibung des Dichtrings 6 für die Verdrehsicherheit beim Anziehen der Schraube 3 und für eine der Gewichtskraft der Wagenheberkonsole 4 entgegenwirkende Haltekraft des Dichtrings 6 und somit auch der anderen Komponenten der Schraubenanordnung 7 sowie der Wagenheberkonsole 4 am Fahrzeugschweller 2. Die von der Innengewindescheibe 1 im angezogenen Zustand hervorgerufene Verformung des Dichtrings 6 sorgt für die Dichtigkeit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006019863 U1 [0002]
