DE19824068A1

DE19824068A1 - Elektrisch isolierende Schraubverbindung

Info

Publication number: DE19824068A1
Application number: DE1998124068
Authority: DE
Inventors: Guenther Hilbich; Bernd Bauer
Original assignee: Webasto Karosseriesysteme GmbH
Current assignee: Webasto Karosseriesysteme GmbH
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende Schraubverbindung zum Verbinden eines ersten Werkstücks (1) aus elektrisch leitendem Material mit einer Bohrung (2) und eines zweiten Werkstücks (3) aus elektrisch leitendem Material mit einer Gewindebohrung (4), mit einer Schraube (5), die einen Kopf (6) und einen Schaft mit einem die Bohrung (2) im ersten Werkstück (1) durchsetzenden gewindelosen oberen Schaftteil (7) und einem in die Gewindebohrung (4) des zweiten Werkstücks (3) eingeschraubten unteren Schaftteil (8) aufweist, und mit einem scheibenförmigen Isolationsmittel (10) zwischen den aufeinander zu weisenden Flächen der beiden Werkstücke (1, 3). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Schraube (5) aus Metall besteht und im Bereich der Bohrung (2) des ersten Werkstücks (1) eine elektrisch isolierende Beschichtung (11) aufweist. Dadurch wird erreicht, daß das Anzugsdrehmoment einer Metallschraube genutzt werden kann, ohne den Nachteil in Kauf nehmen zu müssen, Isolationshülsen für dieses Verbindungsorgan bereitzustellen. Die Schraubverbindung wird vorzugsweise zur Befestigung eines elektrischen Antriebes am Rahmen eines öffnungsfähigen Fahrzeugteils, wie eines Fahrzeugdachs, verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende Schraubverbindung zum Verbinden eines ersten Werkstücks aus elektrisch leitendem Material mit einer Bohrung und eines zweiten Werkstücks aus elektrisch leitendem Material mit einer Gewindebohrung, mit einer Schraube, die einen Kopf und einen Schaft mit einem die Bohrung im ersten Werkstück durchsetzenden gewindelosen oberen Schaftteil und einem in die Gewindebohrung des zweiten Werkstücks eingeschraubten unteren Schaftteil aufweist, und mit einem scheibenförmigen Isolationsmittel zwischen den aufeinander zu weisenden Flächen der beiden Werkstücke.

Um die elektrisch isolierende Eigenschaft einer derartigen Schraubverbindung zu gewährleisten, ist es einerseits bekannt, eine Schraube aus Kunststoffmaterial zu verwenden, und andererseits eine Metallschraube, die gegenüber der Bohrung des ersten Werkstücks, welches sie durchsetzt, mit Hilfe zweier Kunststoffbuchsen isoliert ist, die von entgegengesetzten Enden der Werkstückbohrung in diese Bohrung eingesetzt werden. Die Verwendung einer Kunststoffschraube hat jedoch den Nachteil eines geringen Anzugmoments und eines unzureichenden Setzverhaltens. Die Isolierung der Metallschraube mit Hilfe von zwei Buchsen gegenüber dem ersten Werkstück hat hingegen den Nachteil eines schlechten Setzverhaltens insbesondere bei Verwendung thermoplastischer Buchsen. Außerdem dürfen die Buchsen nicht vorstehen und herausfallen, weshalb entsprechende Passungen und damit insgesamt zahlreiche Einzelteile notwendig sind, was hinsichtlich der Herstellungskosten ebenso wie hinsichtlich der Montagekosten ungünstig ist.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch isolierende Schraubverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gute elektrische Isolation bei hohem Anzugdrehmoment und günstigen Herstellungskosten gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach beschreitet die Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik mit entweder einer Kunststoffschraube oder einer von Kunststoffhülsen umschlossenen Metallschraube den Weg, eine Schraube aus Metall zu verwenden, die zumindest im Bereich der Bohrung des ersten Werkstücks eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist, welche bevorzugt aus einem organischen nichtleitenden Material besteht. Die erfindungsgemäße Beschichtung verhindert einen leitenden Kontakt der Schraube zu dem einen, dem ersten metallischen Werkstück. Eine elektrische Verbindung erfolgt allenfalls zwischen der metallischen Schraube und dem zweiten metallischen Werkstück.

Eine Beschichtung der metallischen Schraube mit einem isolierenden Material hat gegenüber dem Stand der Technik mit einer Metallschraube und Kunststoffisolationshülsen den Vorteil, daß das isolierende Mittel dauerhaft mit der Schraube verbunden ist, so daß die Herstellung der Schraube einfach und kostengünstig ist. In ähnlicher Weise ist die Montage dieser Schraubverbindung durch Integration des isolierenden Materials an der Schraube vorteilhaft, weil dieses isolierende Material unverlierbar ist und keine spezielle getrennte Montage erfordert.

Grundsätzlich kann die Schraube nicht nur am die Bohrung des ersten Werkstücks durchsetzenden Schaft sondern auch auf der Unterseite des Schraubenkopfs mit der erfindungsgemäßen isolierenden Beschichtung versehen sein, so daß grundsätzlich kein weiteres Isolationsmittel zwischen Schraubenkopf und Werkstück erforderlich ist. Dies erfordert jedoch ein entsprechend preßfestes Beschichtungsmaterial, weshalb alternativ vorgesehen ist, in dem Bereich zwischen dem Schraubenkopf und dem Werkstück ein scheibenförmiges Isolationsmittel ebenso anzuordnen wie zwischen den beiden Werkstücken. Dieses scheibenförmige Isolationsmittel könnte als unverlierbare Beilagsscheibe aus Metall (Normteil) ausgeführt sein. Die Schraube und die Scheibe können dann beispielsweise als Einheit beschichtet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrisch isolierenden Schraubverbindung im Schnitt.

Die in der Figur gezeigte elektrisch isolierende Schraubverbindung dient zum Verbinden eines ersten Werkstücks 1 aus einem elektrisch leitenden Material mit einer Bohrung 2 und eines zweiten Werkstücks 3 aus einem elektrisch leitenden Material mit einer Gewindebohrung 4. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Werkstück 1 um einen Elektroantrieb eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachs, der mit einem Befestigungsrahmen des Daches verbunden werden soll, welcher das zweite Werkstück 3 bildet. Die Werkstücke 1, 3 bestehen z. B. aus Metall.

Als Bindeglied zwischen dem ersten Werkstück 1 und dem zweiten Werkstück 3 dient eine als Normteil aus Metall bestehende Schraube 5, die aus einem Kopf 6 und einem Schaft besteht, der aus einem gewindelosen oberen Schaftteil 7 und einem unteren Schaftteil 8 besteht, das mit einem Außengewinde versehen ist. Die Schraube 5 durchsetzt mit dem gewindelosen oberen Schaftteil 7 die Bohrung 2 des ersten Werkstücks 1 und ist mit ihrem, mit einem Außengewinde versehenen unteren Schaftteil 8 in die Gewindebohrung 4 des zweiten Werkstücks 3 eingeschraubt. Zwischen der Unterseite des Kopfs 6 der Schraube 5 und der Oberseite des ersten Werkstücks 1 ist eine erste isolierende Unterlegscheibe 9 angeordnet. Eine zweite isolierende Unterlegscheibe 10 ist zwischen den aufeinanderzuweisenden Flächen des ersten Werkstücks 1 und des zweiten Werkstücks 3, den Schaft der Schraube 5 zwischen dem gewindefreien oberen Schaftteil 7 und dem mit Gewinde versehenen unteren Schaftteil 8 umschließend, angeordnet.

Erfindungsgemäß besteht der einzige galvanische Kontakt zwischen den beiden Werkstücken 1, 3 und der Schraube 5 zwischen dem mit Gewinde versehenen unteren Schaftteil 8 und dem zweiten Werkstück 3. Demgegenüber ist die metallische Schraube 5 gegenüber dem ersten Werkstück 1 vollständig elektrisch isoliert. Zu diesem Zweck ist der gewindefreie obere Schaftteil 7 mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung 11 versehen, die bevorzugt aus einem organischen Material besteht, das zumindest ausreichend preßbeständig ist, um dauerhaft seine elektrisch isolierende Wirkung bereitzustellen. Wenn als elektrisch isolierende Beschichtung 11 eine derartige Beschichtung zum Einsatz gelangt, die ausreichend hart ist, um der Spannkraft zwischen der Unterseite des Kopfs 6 der Schraube 5 und der gegenüberliegenden Fläche des ersten Werkstücks 1 zu widerstehen, kann sich die Beschichtung 11 auch auf die Unterseite des Kopfes 6 erstrecken. Damit kann grundsätzlich die isolierende erste Unterlegscheibe 9 entfallen.

Bevorzugt ist die zweite isolierende Unterlegscheibe 10 mit einer Bohrung derart versehen, daß sie die Schraube 5 unverlierbar am ersten Werkstück haltert. Dies hat den Vorteil, daß das erste Werkstück 1 mit in seine Bohrung 2 eingesetzter Schraube 5 bei zusätzlich angebrachter Unterlegscheibe 10 zum Montageort bzw. dort in dieser Position überführt werden kann, ohne daß die Schraube 5 aus der Bohrung 2 herausfällt, selbst dann, wenn die Schraube 5 mit ihrem Kopf 6 nach unten weist.

Die vorstehend erläuterte erfindungsgemäße elektrisch isolierende Schraubverbindung hat den Vorteil, daß bei vollständiger elektrischer Isolierung des ersten Werkstücks 1 vom zweiten Werkstück 2 das Anzugmoment einer normalen Metallschraube genutzt werden kann. Zugleich ist zur galvanischen Entkopplung der beiden Werkstücke 1, 2 lediglich ein einziges zusätzliches Bauteil, die zweite Unterlegscheibe erforderlich, die ausschließlich auf Druck belastet wird und aufgrund einer einfachen Form problemlos aus einem isolierenden Material mit gutem Setzverhalten gefertigt werden kann.

Die isolierende Schraubverbindung ist insbesondere für die Befestigung eines elektrischen Antriebs am Rahmen eines bewegbaren Fahrzeugteils, insbesondere eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches, vorgesehen und geeignet.

Bezugszeichenliste

1

erstes Werkstück

2

Bohrung

3

zweites Werkstück

4

Gewindebohrung

5

Schraube

6

Kopf

7

oberer Schaftteil

8

unterer Schaftteil

9

erste Unterlegscheibe

10

zweite Unterlegscheibe

11

Beschichtung

Claims

1. Elektrisch isolierende Schraubverbindung zum Verbinden eines ersten Werkstücks aus elektrisch leitendem Material mit einer Bohrung (2) und eines zweiten Werkstücks (3) aus elektrisch leitendem Material mit einer Gewindebohrung (4), mit einer Schraube (5), die einen Kopf (6) und einen Schaft mit einem die Bohrung (2) im ersten Werkstück (1) durchsetzenden gewindelosen oberen Schaftteil (7) und einem in die Gewindebohrung (4) des zweiten Werkstücks (3) eingeschraubten unteren Schaftteil (8) aufweist, und mit einem scheibenförmigen Isolationsmittel (10) zwischen den aufeinander zu weisenden Flächen der beiden Werkstücke (1, 3), dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (5) aus Metall besteht und zumindestens im Bereich der Bohrung (2) des ersten Werkstücks (1) eine elektrisch isolierende Beschichtung (11) aufweist.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elektrisch isolierende Beschichtung (11) auch auf die Unterseite des Kopfes (6) der Schraube (5) erstreckt.

3. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kopf (6) der Schraube (5) und der gegenüberliegenden Stirnfläche des ersten Werkstücks (1) am Eintritt zu dessen Bohrung (2) ein scheibenförmiges Isolationsmittel (9) angeordnet ist.

4. Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Beschichtung (11) der Schraube (5) aus einem organischen Material besteht.

5. Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Isolationsmittel (10) zwischen den beiden Werkstücken (1, 3) als Herausfallsicherung für die Schraube (5) gebildet ist.

6. Verwendung einer Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Befestigung eines elektrischen Antriebes am Rahmen eines öffnungsfähigen Fahrzeugteils, wie beispielsweise eines Fahrzeugdaches.