DE10319978A1 - Arrangement of plastic part and metallic insert with captive screw - Google Patents
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Abstract
Bei dieser Anordnung ist der metallische Einsatz (8) in ein Befestigungsloch (3) des Kunststoffteils (1) einsetzbar, um beim Verschrauben des Kunststoffteils (1) mit einem anderen Bauteil (2) auf das Kunststoffteil (1) übertragene Befestigungskräfte zu begrenzen. Das Durchgangsloch des metallischen Einsatzes (8) hat einen ovalen Querschnitt, dessen größte diametrale Abmessung in Längsrichtung (L) des Kunststoffteils liegt, um Toleranzen in Längsrichtung auszugleichen. Das Durchgangsloch (9) des metallischen Einsatzes (8) ist mit zwei gegenüberliegenden Vorsprüngen (10) in Form von Rampen versehen, die die Befstigungsschraube (4) bei der Montage im Kunststoffteil (1) unverlierbar halten.With this arrangement, the metallic insert (8) can be inserted into a fastening hole (3) of the plastic part (1) in order to limit fastening forces transmitted to the plastic part (1) when the plastic part (1) is screwed to another component (2). The through hole of the metallic insert (8) has an oval cross-section, the largest diametrical dimension of which is in the longitudinal direction (L) of the plastic part in order to compensate for tolerances in the longitudinal direction. The through hole (9) of the metallic insert (8) is provided with two opposite projections (10) in the form of ramps, which hold the fastening screw (4) captive during assembly in the plastic part (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Kunststoffteil und einem metallischem Einsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kunststoffteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The The present invention relates to an arrangement made of a plastic part and a metallic insert according to the preamble of the claim 1 and a plastic part according to the preamble of claim 7.
Die Befestigung eines Kunststoffteils an einem anderen Bauteil wie z.B. die Befestigung eines Saugrohres am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mittels Befestigungsschrauben ist insofern problematisch, als die von den Befestigungsschrauben auf das Kunststoffteil übertragenen Befestigungskräfte (Verspannkräfte) zu Verformungen und Fließen des Kunststoffes führen können. Es werden daher häufig metallische Einsätze (Torque Limiter) in die Befestigungslöcher eingesetzt, um die auf das Kunststoffteil übertragenen Befestigungskräfte zu begrenzen.The Attaching a plastic part to another component such as the attachment of an intake manifold to the cylinder head of an internal combustion engine using fastening screws is problematic in that the transferred from the fastening screws to the plastic part Fastening forces (tensioning forces) too Deformation and flow of the plastic can. It is therefore often metallic Calls (Torque Limiter) inserted in the mounting holes to the on transferred the plastic part fastening forces to limit.
Im Fall der Schraubverbindung zwischen dem Saugrohr und dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine sind im allgemeinen in Längsrichtung des Saugrohrflansches mehrere Befestigungslöcher mit darin eingesetzten metallischen Einsätzen für eine entsprechende Anzahl von Befestigungsschrauben vorgesehen. Die Befestigungslöcher können aufgrund der beim Spritzgießen des Kunststoffteils unvermeidlichen Toleranzen unterschiedliche Abstände voneinander haben, wobei sich die Toleranzen bis zu beispielsweise 1,5 mm addieren können. Um bei unveränderten Abmessungen der Befestigungslöcher das Kunststoffteil dennoch mit dem anderen Teil verschrauben zu können, müsste der Schraubenschaft der Befestigungsschrauben entsprechend dünn gemacht werden, was jedoch aus Festigkeitsgründen ausscheidet. Andererseits könnte man daran denken, die Befestigungslöcher des Kunststoffteils sowie die darin angeordneten metallischen Einsätze im Durchmesser so groß zu machen, dass sie einen Ausgleich der Toleranzen ermöglichen. In diesem Fall säßen die Befestigungsschrauben in den metallischen Einsätzen jedoch so locker, dass sie nicht unverlierbar darin gehalten wären.in the Case of the screw connection between the intake manifold and the cylinder head an internal combustion engine are generally in the longitudinal direction of the Intake manifold flange several mounting holes with inserted therein metallic inserts for one appropriate number of fastening screws provided. The mounting holes can be due the injection molding of the plastic part inevitable tolerances different Distances from each other have, with the tolerances adding up to, for example, 1.5 mm can. Order at unchanged Dimensions of the mounting holes that To be able to screw the plastic part to the other part anyway, the Screw shaft of the fastening screws made thin be, which, however, is ruled out for reasons of strength. on the other hand could remember the mounting holes of the plastic part as well to make the metallic inserts arranged in it so large in diameter, that they allow tolerances to be balanced. In this case they would sit Fixing screws in the metallic inserts, however, so loose that they would not be held captive in it.
Häufig ist es jedoch aus Handlingsgründen erwünscht, das Kunststoffteil, die metallischen Einsätze und die Befestigungsschrauben vorzumontieren und dann die Befestigungsschrauben in den metallischen Einsätzen unverlierbar zu halten. Dies ist jedoch aus den geschilderten Gründen mit herkömmlichen metallischen Einsätzen nicht möglich.Is common however, it is desirable for handling reasons that Plastic part, the metallic inserts and the fastening screws pre-assemble and then the mounting screws in the metallic inserts keep captive. However, this is due to the reasons described usual metallic inserts not possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aus einem Kunststoffteil und einer Befestigungsschraube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kunststoffteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 so weiterzubilden, dass die Befestigungsschraube für die Zwecke einer Vormontage im metallischen Einsatz bzw. Kunststoffteil unverlierbar gehalten wird und dennoch problemlos in das andere Bauteil eingeschraubt werden kann, ohne dass hierzu eine Querschnittsverringerung der Befestigungsschraube erforderlich ist.The The present invention has for its object an arrangement from a plastic part and a fastening screw according to the preamble of claim 1 and a plastic part according to the preamble of the claim 7 so that the fastening screw for the purposes pre-assembly in metallic insert or plastic part cannot be lost is held and still screwed easily into the other component can be done without reducing the cross section of the Fastening screw is required.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen 1 und 7 definierte Erfindung gelöst.According to the invention Object by the invention defined in claims 1 and 7 solved.
Nach der Lösung der Erfindung hat das Durchgangsloch des metallischen Einsatzes einen unrunden Querschnitt, dessen größte diametrale Abmessung in Längsrichtung des Kunststoffteils liegt und dessen kleinste diametrale Abmessung für eine enge Führung der Befestigungsschraube im Durchgangsloch ausgelegt ist. Ferner ist an der Wand des Durchgangsloches des metallischen Einsatzes mindestens ein Vorsprung vorgesehen, der quer zur Längsrichtung und somit quer zur größten diametralen Abmessung des Durchgangsloches in das Innere des Durchgangsloches vorsteht, um die Befestigungsschraube im Durchgangsloch unverlierbar zu halten.To the solution The invention has the through hole of the metallic insert a non-circular cross-section, the largest diametrical dimension in longitudinal direction of the plastic part and its smallest diametrical dimension for a close guide the fastening screw in the through hole is designed. Further is on the wall of the through hole of the metallic insert at least one projection is provided, which is transverse to the longitudinal direction and thus across the largest diametrical Dimension of the through hole in the interior of the through hole protrudes to the fastening screw in the through hole captive to keep.
Durch diese geometrische Gestaltung des metallischen Einsatzes lassen sich Toleranzen in der Richtung, in der die größten Toleranzen auftreten, ausgleichen, ohne dass dies eine Verringerung des Schaftquerschnittes der Befestigungsschraube erfordert. Es kann daher eine herkömmliche Befestigungsschraube mit üblichen Abmessungen verwendet werden. Da die Befestigungsschraube ferner quer zu der Richtung, in der die größten Toleranzen auftreten, eng geführt wird und in dieser Richtung mindestens ein Vorsprung vorgesehen ist, wird die Befestigungsschraube im Durchgangsloch des metallischen Einsatzes unverlierbar gehalten. Das Kunststoffteil, der metallische Einsatz und die Befestigungsschraube können daher vormontiert und als vormontierte Einheit mit dem anderen Bauteil verbunden werden.By leave this geometric design of the metallic insert tolerances balance in the direction in which the greatest tolerances occur, without reducing the cross-section of the fastening screw requires. It can therefore be a conventional mounting screw with usual Dimensions are used. Since the fastening screw also crosswise to the direction in which the greatest tolerances occur closely managed is provided and in this direction at least one projection is, the fastening screw in the through hole of the metallic Mission held captive. The plastic part, the metallic one Insert and the fastening screw can therefore be pre-assembled and be connected to the other component as a pre-assembled unit.
Zweckmäßigerweise sind an der Wand des Durchgangsloches des metallischen Einsatzes zwei diametral gegenüberliegende Vorsprünge in Form von Rampen vorgesehen, die mit dem Gewinde der Befestigungsschraube in Eingriff gelangen, wenn die Befestigungsschraube durch den metallischen Einsatz hindurchbewegt wird. Die Befestigungsschraube wird somit für die Vormontage durch Drehen in den metallischen Einsatz eingebracht.Conveniently, are on the wall of the through hole of the metallic insert two diametrically opposite projections provided in the form of ramps with the thread of the fastening screw engage when the mounting screw through the metallic Insert is moved through. The mounting screw is thus for the Pre-assembly inserted into the metal insert by turning.
Der Querschnitt des Durchgangsloches des metallischen Einsatzes hat vorzugsweise eine ovale oder andere längliche Form, z.B. eine annähernd rechteckige Form. Der metallische Einsatz mit seinen Vorsprüngen kann beispielsweise durch Sintern oder Fließpressen oder auch durch Rollen und Nachschlagen hergestellt werden.The cross section of the through hole of the metallic insert preferably has an oval or other elongated shape, for example an approximately rectangular shape. The metallic insert with its protrusions can be, for example, by sintering or extrusion, or also by rolling and releasing gene be produced.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorsprung oder die Vorsprünge des metallischen Einsatzes an einem axialen Ende des Durchgangsloches angeordnet sind, um die Befestigungsschraube vor dem Verschrauben des Kunststoffteils mit dem anderen Bauteil in das Innere des Durchgangsloches zurückziehen zu können. Hierdurch wird es mög lich, die vormontierte Einheit aus Kunststoffteil, metallischem Einsatz und Befestigungsschrauben problemlos auf das andere Bauteil aufzusetzen, um es mit diesem zu verschrauben.In Another embodiment of the invention provides that the projection or the ledges the metallic insert at an axial end of the through hole are arranged to the fastening screw before screwing the Plastic part with the other component in the interior of the through hole withdraw to be able to. This makes it possible the pre-assembled unit made of plastic, metallic insert and attach mounting screws to the other component without any problems, to screw it to this
Um bei diesem Montageschritt zu verhindern, dass die Befestigungsschraube zusammen mit dem metallischen Einsatz aus dem Befestigungsloch des Kunststoffteils herausgedrückt wird, falls die Befestigungsschraube mit ihrem Gewindeabschnitt noch aus dem metallischen Einsatz vorsteht, wird der metallische Einsatz vorzugsweise an seinem Umfang mit einem Absatz versehen, der mit einer entsprechenden Gegenschulter in dem Befestigungsloch des Kunststoffteils zusammenwirkt, um den metallischen Einsatz im Kunststoffteil axial zu sichern. Hierdurch wird gleichzeitig sichergestellt, dass der metallische Einsatz in seiner korrekten Ausrichtung in das Befestigungsloch des Kunststoffteils eingesetzt wird.Around in this assembly step to prevent the mounting screw together with the metallic insert from the mounting hole of the Plastic part pushed out if the fastening screw with its threaded section is still protrudes from the metallic insert, becomes the metallic insert preferably provided on its circumference with a paragraph that with a corresponding counter shoulder in the mounting hole of the plastic part interacts to axially the metallic insert in the plastic part to secure. This also ensures that the metallic insert in its correct alignment in the mounting hole of the plastic part is used.
Die erfindungsgemäße Lösung ist auch bei einem Kunststoffteil anwendbar, das ohne Verwendung metallischer Einsätze mit dem anderen Bauteil verschraubt wird. In diesem Fall ist die erfindungsgemäß vorgesehene Geometrie des Durchgangsloches des metallischen Einsatzes unmittelbar an dem Befestigungsloch des Kunststoffteils vorgesehen. Das bedeutet, dass das Befestigungsloch des Kunststoffteils einen unrunden Querschnitt hat, dessen größte diametrale Abmessung in der Längsrichtung des Kunststoffteils liegt und dessen kleinste diametrale Abmessung für eine enge Führung der Befestigungsschraube ausgelegt ist, und dass an der Wand des Durchgangsloches des Kunststoffteils mindestens ein Vorsprung vorgesehen ist, der quer zur Längsrichtung in das Innere des Befestigungsloches vorsteht, um die Befestigungsschraube im Kunststoffteil unverlierbar zu halten.The solution according to the invention also applicable to a plastic part that does not use metallic Calls is screwed to the other component. In this case it is provided according to the invention Geometry of the through hole of the metallic insert immediately provided on the mounting hole of the plastic part. That means, that the mounting hole of the plastic part has a non-circular cross-section has its largest diametric Dimension in the longitudinal direction of the plastic part and its smallest diametrical dimension for one close leadership the fastening screw is designed, and that on the wall of the through hole the plastic part is provided at least one projection transverse to the longitudinal direction protrudes inside the mounting hole around the mounting screw keep captive in the plastic part.
Da in diesem Fall die Befestigungsschraube nur mit einer geringeren Vorspannkraft festgezogen werden kann und außerdem der Kunststoff des Kunststoffteils sich mit der Zeit setzt, kann sich die Befestigungsschraube allmählich lockern. Zweck mäßigerweise ist daher vorgesehen, dass das Gewinde der Befestigungsschraube im anderen Bauteil durch eine Klebeverbindung gesichert wird, wie dies im Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist.There in this case the fastening screw only with a smaller one Preload can be tightened and also the plastic of the plastic part settles over time, the fastening screw can loosen gradually. Expediently it is therefore provided that the thread of the fastening screw is secured in the other component by an adhesive connection, such as this is basically the case in the prior art is known.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:Based the drawing is an embodiment the invention closer explained. It shows:
Wie
in den
Wie
dargestellt, hat das Kunststoffteil
In
das Befestigungsloch
Wie
bereits erwähnt,
sind in Längsrichtung
L des Kunststoffteils
Um
einen Ausgleich derartiger Toleranzen zu ermöglichen, hat das Durchgangsloch
Zweckmäßigerweise
hat der metallische Einsatz
Das
Durchgangsloch
Die
ovale bzw. längliche
Form des metallischen Einsatzes
Die
beiden Vorsprünge
Am
selben axialen Ende ist der metallische Einsatz
Es
wird nun die Montage des Kunststoffteils
Um
das Kunststoffteil
Hierauf
werden die Befestigungsschrauben
Da
die Vorsprünge
Wenn
das Kunststoffteil
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