DE19653226C2

DE19653226C2 - Montageeinheit aus einem Montageteil und einem insbesondere als Schraube ausgebildeten Fixierteil

Info

Publication number: DE19653226C2
Application number: DE19653226A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Schneider
Original assignee: Richard Bergner GmbH and Co
Current assignee: Richard Bergner GmbH and Co
Priority date: 1995-12-23
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2016-12-21
Also published as: DE19653226A1; US5782595A

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageeinheit mit den im Oberbegriff des Anspru ches 1 genannten Merkmalen. Solche Montageeinheiten sind beispielsweise Ge häusedeckel, die mit mehreren Fixierteilen, meist Schrauben, an einem Werk stück, etwa einem Zylinderkopf o. dgl. befestigt werden. Der Trend der Montage technik geht dahin, mit einem möglichst hohen Vorfertigungsgrad zu arbeiten. Während früher beispielsweise Schrauben erst bei der Endmontage eines Monta geteils, z. B. eines Gehäusedeckels, eingesetzt wurden, wird heute verlangt, daß dieses Montageteil bereits mit den notwendigen Befestigungsschrauben zu einer Montageeinheit kombiniert zur Endmontage angeliefert wird. Diese kann dann mit einem vergleichsweise geringeren Zeitaufwand gegebenenfalls auch automatisch durch einen Roboter bewerkstelligt werden. Bei einer solchen Montageeinheit muß sichergestellt sein, daß die Fixierteile bzw. die Schrauben sicher mit dem Montageteil verbunden sind, so daß sie auf dem Transportwege nicht verlorenge hen können. Des weiteren muß sichergestellt sein, daß die Fixierenden der Fi xierteile, bei Schrauben also deren Gewinde, zwischen Vormontage und Endmon tage unbeschädigt bleiben. Insbesondere betrifft dies den Transport und die Lage rung der mit den Fixierteilen bestückten Montageteile. Die Fixierteile sind zu die sem Zweck axial in dem Montageteil zwischen einer Montagestellung, in der die Fixierteile mit ihrem Fixierende aus dem Montageteil herausragen und einer Vor montagestellung, in der die Fixierenden der Fixierteile innerhalb des Montageteils einliegen, beweglich. Um eine Fixierung der Fixierteile in ihrer Vormontagestellung zu schaffen, weisen die Fixierteile, im folgenden wird der Einfachheit halber von Schrauben gesprochen, an ihrem Schaft ein über dessen Schaftquerschnitt hin ausstehendes Hintergriffteil auf. In den sich vom Hintergriffteil bis zum Kopf der Schraube erstreckenden Hinterschneidungsbereich ragt ein Gegen-Hintergriffteil, steht. Eine solche Montageeinheit ist aus WO 95/21335 und DE 41 31 779 A1 bekannt.

Ein wesentliches Problem solcher Montageeinheiten besteht dann, wenn die Ge windebohrungen in einem Werkstück oder einem Maschinenteil, an dem eine Montageeinheit zu befestigen ist, nicht exakt mit den Achsen der Durchgangslö cher des Montageteils fluchten. Ein solcher Achsversatz zwischen den Durch gangslöchern des Montageteils und dem entsprechenden Muttergewinde muß - soweit vorhanden - sowohl beim Einschrauben der Schrauben in das Werkstück, als auch im Endmontagezustand ausgeglichen werden. Dies ist aber nur in dem Maße möglich, wie sich die Schraube im Eingreifen ihres Schraubengewindes in das Muttergewinde im wesentlichen achsparallel zum besagten Muttergewinde ausrichten kann. Eine Ausrichtung während des Einschraubvorganges ist prinzi piell möglich, da das Schraubengewinde und das Muttergewinde in der Regel ein Spiel aufweisen, das erst im Moment des festen Anziehens der Schrauben bzw. im Endmontagezustand unwirksam wird. Im Endmontagezustand wird jedoch die genannte Ausrichtmöglichkeit durch das von der Lochwandung der Durchgangslö cher im Montageteil radial nach innen vorstehende, und mit dem Schaftumfang zusammenwirkende Hintergriffteil begrenzt.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Montageeinheit vorzuschlagen, bei der im Falle eines Achsversatzes die Ausrichtmöglichkeit eines Fixierteiles im Endmontagezustand verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Montageeinheit mit den Merkmalen des Anspru ches 1 gelöst. Danach ist im Hinterschneidungsbereich des Schaftes der Schrau be eine Einschnürung vorhanden, die in Axialrichtung derart positioniert ist, daß sie in der Montageendstellung der Schraube in Radialrichtung benachbart zum Gegen-Hintergriffteil des Montageteils angeordnet ist. Während des Einschraub vorganges ist aufgrund des Spiels zwischen Schrauben- und Muttergewinde noch eine gewisse Kippstellung der Schraube möglich, so daß trotz eines Achsversat zes zwischen der Lochachse des Durchgangsloches im Montageteil und der Mut tergewindeachse des Muttergewindes die Schraube eingeschraubt werden kann. Wenn jedoch die Schraube fest angezogen ist, ist sie gleichachsig zur Mittel längsachse des Muttergewindes ausgerichtet. Dementsprechend macht sich dann der Achsversatz voll bemerkbar. Dadurch jedoch, daß die Gegen-Hintergriffteile des Durchgangsloches in die Einschnürung am Schraubenschaft eingreifen kön nen, kann ein gegebenenfalls vorhandener Achsversatz in größerem Ausmaße kompensiert werden als dies bisher möglich war.

Ein weiterer wesentlicher Zusatzeffekt der erfindungsgemäßen Maßnahme be steht darin, daß das Durchgangsloch des Montageteils mit einem raumsparenden, geringeren Durchmesser ausgestattet werden kann, ohne daß damit die Kompen sationsmöglichkeit für einen Achsversatz beeinträchtigt wird. Dadurch kann z. B. der Befestigungsflansch eines Gehäusedeckels, in dem die genannten Durch gangslöcher angeordnet sind, schmaler ausgeführt werden.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist gewährleistet, daß das Gegen- Hintergriffteil des Durchgangsloches vollständig von der Einschnürung aufgenom men wird. Dadurch ist das Ausmaß der radialen achsparallelen Abweichung des Schraubenschaftes von seiner Sollposition, in der er achsgleich zur Lochachse ausgerichtet ist, vergrößert und dementsprechend die Kompensationsmöglichkeit für einen Achsversatz verbessert.

Die erfindungsgemäße Kompensationsmöglichkeit eines Achsversatzes ist auch auf Montageteile anwendbar, bei der die Lochwand des Durchgangsloches nicht vom Montageteil selbst, sondern von einer den Schaft der Schraube bzw. eines Fixierteiles umgebenden Hülse gebildet wird.

Für die erfindungsgemäße Wirkungsweise einer Montageeinheit ist es unerheb lich, auf welche Art und Weise die Hintergriffteile sowohl am Schaft als auch an der Lochwandung eines Montageteils bzw. einer Hülse hergestellt werden. Belie big ist auch, in welcher zeitlichen Abfolge die Hintergriffteile hergestellt werden. So ist es etwa denkbar, daß zunächst das Hintergriffteil am Schaft des Fixierteiles hergestellt und das entsprechende Gegen-Hintergriffteil am Montageteil bzw. an einer Hülse während des Einführens der Schraube in das Durchgangsloch der Hülse bzw. des Montageteiles oder danach erfolgt.

Die Erfindung wird nun anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbei spielen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer an einem Maschi nenteil befestigten erfindungsgemäßen Montageeinheit bei extremem Achsversatz und mit einer sich am Beginn eines Einschraubvorganges befindlichen Schraube,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung analog Fig. 1, wobei die Schraube in der Mon tageendstellung ist,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Querschnittsdarstellung einer weiteren Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Montageeinheit und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Montageeinheit in Querschnitts darstellung.

Eine erfindungsgemäße Montageeinheit besteht bei den in Fig. 1, 2 und 4 darge stellten Ausführungsbeispielen aus im wesentlichen drei Teilen, nämlich einem allgemein als Montageteil bezeichneten Gehäusedeckel 1, einer Schraube 2 bzw. in allgemeiner Bezeichnung einem Fixierteil und einem hülsenförmigen Halteteil, vornehmlich einer Hülse 3. Die Schraube 2 weist einen zur ihrer Fixierbetätigung dienenden Kopf 4 auf. An den Kopf 4 schließt sich der Schraubenschaft 5 an, an dessen kopffernem Ende sich ein Schraubengewinde 6 befindet. Die Schraube 2 dient zur Fixierung des Gehäusedeckels 1 an einem Gehäuse, einem Maschinen teil 7 o. dgl. Die Hülse 3 liegt in einer Durchgangsbohrung des Gehäusedeckels 1 ein und bildet ein Durchgangsloch 8, in das der Schraubenschaft 5 einführbar ist.

An dem sich an das Schraubengewinde 6 kopfwärts anschließenden Schaftbe reich ist ein Ringvorsprung 10 angeformt, der sich von der Außenumfangsfläche des Schaftes radial nach außen erstreckt. Der Außendurchmesser des Ringvor sprunges 10 ist größer als der Durchmesser des zwischen dem Ringvorsprung und dem Kopf 4 angeordnete Schaftbereich, der einen Hinterschneidungsbe reich 12 bildet. Im Vormontagezustand gemäß Fig. 1 und im Endmontagezustand gemäß Fig. 2 ragt in den Hinterschneidungsbereich 12 wenigstens ein Gegen- Hintergriffteil ein, das von der Lochwand 9 radial nach innen absteht. Im vorlie genden Ausführungsbeispiel ist das Hintergriffteil von mehreren Fixiervorsprün gen 13 an dem dem Kopf 4 zugewandten Ende der Hülse 3 angeordnet. Die Län ge des Hinterschneidungsbereiches 12 bzw. der Abstand zwischen dem Ringvor sprung 10 und dem Kopf 4 bzw. dessen unterseitige Auflagefläche 14 definiert im wesentlichen die maximale Verschiebelänge der Schraube 2. Der sich an die Auflagefläche 14 des Kopfes unmittelbar anschließende Schaftbereich weist eine Einschnürung 15, beispielsweise in Form einer eingewalzten Ringrille auf. Diese Einschnürung ist im Endmontagezustand gemäß Fig. 2 den Fixiervorsprüngen 13 radial benachbart angeordnet.

Im folgenden wird die Montage einer erfindungsgemäßen Montageeinheit an ei nem Maschinenteil 7 beschrieben, wobei zwischen der Lochachse 16 des Durch gangsloches 8 und der Muttergewindeachse 17 ein Achsversatz 19 vorhanden ist. Wenn ein solcher Versatz gegeben ist, muß die Schraube 2 zwangsläufig mit ei ner gegenüber der Muttergewindeachse 17 geneigten Ausrichtung 20 in das Mut tergewinde 18 eingedreht werden. Um dies zu erleichtern, ist am Schaftende 21 der Schraube 2 eine Suchspitze 22 mit einem gegenüber dem Gewindedurch messer 23 reduziertem Wirkdurchmesser vorhanden. Die Suchspitze kann auch als Konus, Kegel, Kegelstumpf o. dgl. ausgebildet sein. Die jeweilige Ausgestal tung muß lediglich gewährleisten, daß auch bei größerem Achsversatz 19 zwi schen der Lochachse 16 und der Muttergewindeachse 17 ein Auffinden, nämlich ein Eingreifen des Schraubenendes mit seinem Schraubengewinde 6 in das Mut tergewinde 18 ermöglicht. Solange keine Vorspannung auf die Schraube 2 ein wirkt, besteht ein ausreichendes Gewindespiel zwischen Schraubengewinde 6 und Muttergewinde 18. Durch dieses Spiel ist eine ausreichende Schrägstellung bzw. schräge Ausrichtung 20 der Schraube um z. B. einen Winkel 24 gewährlei stet. Eine Vorspannungskraft baut sich erst nach dem Auftreffen des Schrauben kopfes 4 bzw. seiner Auflagefläche 14, die von der Unterseite eines Auflageflan sches 25 gebildet ist, auf den Gehäusedeckel 1 auf. Erst von diesem Moment an entfällt die Kippmöglichkeit bzw. die Schrägstellungsmöglichkeit (Winkel 24) der Schraube 2 gegenüber der Muttergewindeachse 17. In dem in Fig. 2 dargestellten Stadium des Fixierzustandes richtet sich die Schraube 2 gleichachsig zur Mutter gewindeachse 17 und damit achsparallel zur Lochachse 16 aus. Bei herkömmli chen Schrauben ist diese Ausricht- bzw. Schwenkbewegung, die den Winkel 24 quasi aufhebt, durch das Auftreffen des Schaftumfangs auf einen Fixiervor sprung 13 begrenzt. In vielen Fällen ist deshalb eine achsparallele Ausrichtung der Schraube nur dann möglich, wenn der mit dem Schaftumfang zusammenwir kende Fixiervorsprung deformiert wird. Dabei besteht die Gefahr, daß der Schrau benschaft beschädigt wird. Erfindungsgemäß ist diese Gefahr erheblich dadurch vermindert, daß die Einschnürung 15 eine größere Schwenk- bzw. Ausrichtbewe gung der Schraube 2 zuläßt, als dies bei herkömmlichen Montageeinheiten der Fall ist. Die Querschnittsform der Einschnürung 15 ist zweckmäßigerweise so, daß sie einen Fixiervorsprung 13 vollständig in sich aufnehmen kann. Dies ist dann von Vorteil, wenn sich die Hülse 3 zu ihrem kopffernen Ende konisch erweitert. Der seitliche Versatz der Schraube 2 innerhalb des Durchgangsloches 8 wird dann praktisch nur noch vom Außenumfang des Ringvorsprunges 10 begrenzt. Um das Ausmaß dieser Begrenzung zu verringern, ist es denkbar, die Hülse 3 bzw. ganz allgemein ein Durchgangsloch 8 konisch auszugestalten, so daß es zum Maschinenteil 7 hin erweitert. Es ist auch denkbar, auf einen Ringvor sprung 10 völlig zu verzichten. In diesem Falle wirkt das Schraubengewinde 6 selbst als ein Hintergriffteil, das mit den Fixiervorsprüngen 13 im Sinne einer Ver liersicherung zusammenwirkt.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Montageeinheit nur aus zwei Teilen, nämlich der Schraube 2 und dem Gehäusedeckel 1. Das Durch gangsloch 8 wird hier nicht von einer Hülse gebildet, sondern ist direkt in den Ge häusedeckel bzw. in einem an ihm vorgesehenen Befestigungsflansch einge bracht. Ansonsten wirkt die in Fig. 3 dargestellte Montageeinheit wie die oben be schriebene.

Bei den bisher genannten Ausführungsbeispielen sind die Fixiervorsprünge 13 am kopfseitigen Ende der Hülse 3 bzw. der Durchgangsbohrung 8 (Fig. 3) angeord net. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt vor allen Dingen in einer großen Verschiebelänge der Schraube 2. Oft ist aber eine große Verschiebelänge gar nicht gefordert. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn es sich um Schrauben mit einem relativ kurzen Schraubengewinde 6a handelt. Das mit dem Ringvor sprung 10 am Schraubenschaft 5 bzw. mit dessen Schraubengewinde 6a zusam menwirkende Hintergriffteil kann dann mit Abstand zum kopfseitigen Ende der Hülse 3 bzw. des Durchgangsloches 8 angeordnet sein. Dementsprechend ist die mit dem Hintergriffteil zusammenwirkende Einschnürung 15a ebenfalls mit Ab stand zum Kopf 4 angeordnet. Jedenfalls ist die gegenseitige Positionierung so, daß das Hintergriffteil im Durchgangsloch 8 im Endmontagezustand in Radialrich tung benachbart zur Einschnürung 15a angeordnet ist. Das Hintergriffteil an der Hülse 3 bzw. an der Lochwand 9 des Durchgangsloches 8 kann auch - wie in Fig. 4 gezeigt - in Form eines radial nach innen vorspringenden Ringflansches 26 ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

1

Gehäusedeckel

2

Schraube

3

Hülse

4

Kopf

5

Schraubenschaft

6

Schraubengewinde

7

Maschinenteil

8

Durchgangsloch

9

Lochwand

10

Ringvorsprung

12

Hinterschneidungsbereich

13

Fixiervorsprung

14

Auflagefläche

15

Einschnürung

16

Lochachse

17

Muttergewindeachse

18

Muttergewinde

19

Achsversatz

20

Ausrichtung

21

Schaftende

22

Suchspitze

23

Gewindedurchmesser

24

Winkel

25

Auflageflansch

26

Ringflansch

Claims

1. Montageeinheit, umfassend

1. ein Montageteil (1) und
2. ein Fixierteil, z. B. eine Schraube (2),
- 1. mit einem seiner Fixierbetätigung dienenden Kopf (4) zur Fixierung des Montageteils an einem Werkstück, etwa einem Maschinenteil (7) od. dgl.,
- 2. mit einem sich an den Kopf (4) anschließenden, mit Radialspiel in einem Durchgangsloch (8) des Montageteils einliegenden Schaft und
- 3. mit einem am Schaft (5) angeordneten, über den Schaftquerschnitt hinausste henden Hintergriffteil, das mit einem von der Lochwand (9) des Durchgangs loches (8) radial nach innen vorstehenden und in einen zwischen dem Kopf (4) und dem Hintergriffteil des Fixierteils wirksamen Hinterschnei dungsbereich (12) hineinragenden Gegen-Hintergriffteil (Fixiervorsprung 13, Ringflansch 26) im Sinne einer Verliersicherung zusammenwirkt,

gekennzeichnet durch eine Einschnürung (15) des Hinterschneidungsbereiches (12), die derart positio niert ist, daß in der Montageendstellung des Fixierteiles, in der der kopfnahe Schaftbereich vollständig im Durchgangsloch (8) einliegt, die Ein schnürung (15) in Radialrichtung benachbart zum Gegen-Hintergriffteil des Montageteils angeordnet ist.

2. Montageeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zur vollständigen Aufnahme des Gegen-Hintergriffteiles geeignete Quer schnittsform der Einschnürung (15).

3. Montageeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochwand (9) von der Innenmantelfläche einer Hülse (3) gebildet ist, die in einer Durchgangsloch (8) des Montageteils einliegt.

4. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hintergriffteil des Fixierteils ein aus dessen Schaftumfang radial nach außen vorstehender Ringvorsprung (10) ist.

5. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Hintergriffteil eines als Schraube (2) ausgebildeten Fixierteiles deren Schraubengewinde (6) ist.

6. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegen-Hintergriffteil von mehreren vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Lochwand (9) verteilte, nach Art von Noppen o. dgl. wirksame Fixierungsvorsprünge (13) gebildet ist.

7. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegen-Hintergriffteil ein von der Lochwand (9) radial nach innen ab stehender Ringflansch (26) bzw. Ringvorsprung ist.