DE3600384A1

DE3600384A1 - Zylinderschraube zur loesbaren befestigung eines ersten bauteils an einem zweiten bauteil

Info

Publication number: DE3600384A1
Application number: DE19863600384
Authority: DE
Inventors: Manfred 3180 Wolfsburg Kerst
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1985-01-16
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1986-07-17

Description

Zylinderschraube zur lösbaren Befestigung eines ersten
Bauteils an einem zweiten Bauteil Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylinderschraube der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Zylinderschrauben sind zur Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil weit verbreitet; sie werden dabei i. a. mit einem Gewindeteil ihres Schraubenschafts in eines der beiden Bauteile - oder Teile davon - eingeschraubt, während sich ihr Schraubenkopf - direkt oder indirekt - am anderen der beiden Bauteile anlegt.
Sie finden insbesondere dann Verwendung, wenn die durch sie geschaffene Verbindung später ohne Zerstörung wieder gelöst werden können soll, was z. B. im Kraftfahrzeugbau im Hinblick auf notwendige Wartungs-und/oder Reparaturarbeiten häufig unumgänglich ist.
Insbesondere bei Personenkraftwagen steht wegen der zunehmenden Kompaktheit der Fahrzeuge während der Montage oft nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung, um die Zylinderschrauben von Schraubverbindungen in die zugehörigen Bohrlöcher und Schraubgewinde einzuführen, zumal im Zuge der fortschreitenden Automatisierung der Fertigung, insbesondere auch der Endmontage, häufig vormontierte Baugruppen, wie z. B. Hilfsrahmen oder Fahrschemel mit daran angelenkten Radführungsgliedern oder Aggregateträger mit darauf befestigtem Motor/Getriebeblock, angeschraubt werden müssen, bei denen die Schraubstellen vielfach durch vorgelagerte Bauteile, wie z. B. durch Spurstangen der Lenkung, Querlenker der Radaufhängung oder Antriebswellen des Motor/Getriebeblocks, zumindest teilsweise verdeckt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderschraube der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß ihre Montierbarkeit insbesondere bei einem Einsatz unter eingeschränkten örtlichen Platzverhältnissen verbessert wird; zusätzlich soll die Möglichkeit geschaffen werden, die Zylinderschraube bei maschineller Verschraubung - z. B. im Rahmen einer automatisierten Fertigung - für die Montage in einfacher Weise so zu positionieren, daß der benötigte axiale Vorschubweg des Schraubgerätes minimiert wird, damit einerseits möglichst wenig Montageraum erforderlich ist und andererseits möglichst wenig Zeit für das Anziehen der Zylinderschraube benötigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird also auf dem Schraubenschaft der Zylinderschraube unverlierbar eine vorzugsweise aus Kunststoff gefertigte zylindrische Montagehülse gelagert, deren axiale Länge geringer als die Länge des von der Zylinderschraube durchdrungenen Durchgangslochs des zu befestigenden ersten Bauteils ist und deren Außendurchmesser derart bemessen ist, daß sie beim Hindurchführen des Schraubenschafts durch das Durchgangsloch in dieses mit Preßpassung eindrückbar ist. In einfacher Weise können somit die zur Befestigung des ersten Bauteils am zweiten Bauteil notwendigen Zylinderschrauben bereits vor der eigentlichen Befestigung des ersten Bauteils am zweiten Bauteil - z. B.
im Rahmen einer Vormontage des ersten Bauteils - verliersicher in die Durchgangslöcher des ersten Bauteils eingesteckt werden, so daß sie nicht erst dann, wenn das erste Bauteil zur Verschraubung an das zweite Bauteil angelegt wird, bei eingeschränkten örtlichen Platzverhältnissen mühsam in die Durchgangslöcher eingeführt werden müssen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der dem Schraubenkopf benachbarte Schaftteil in an sich bekannter Weise gewindelos ist und einen kleineren oder gleich großen Durchmesser besitzt wie der Gewindeteil im Gewindegrund und daß die Summe der axialen Längen der Montagehülse und des Gewindeteils annähernd so groß, vorzugsweise aber etwas geringer ist als die axiale Länge des Durchgangslochs im ersten Bauteil. Durch diese Bemessung ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die während einer Vormontage verliersicher ins erste Bauteil eingesteckte Zylinderschraube innerhalb dessen Durchgangslochs stets derart positioniert ist, daß das den Gewindeteil tragende freie Ende der Zylinderschraube einerseits nicht aus dem Durchgangsloch herausragt - was beim Zusammenführen des ersten und zweiten Bauteils hinderlich sein könnte -, andererseits jedoch bereits eine Lage einnimmt, aus der heraus der Gewindeteil der Zylinderschraube in Schraubeingriff mit der zugehörigen Gewindebohrung oder -mutter des zweiten Bauteils gelangt, ohne daß die Zylinderschraube zuvor noch einen erwähnenswerten axialen Leerweg zurücklegen muß. Das hat zur Folge, daß - bei einer maschinellen Verschraubung -das die Zylinderschraube einddrehende Schraubgerät für die Schraubarbeit nur einen vergleichsweise kurzen axialen Hub vollführen muß, weil unproduktive Leerwege entfallen, was sich sowohl für die benötigte Einschraubzeit (Taktzeit o. ä.) als auch im Hinblick auf den für die Verschraubung freizuhaltenden Montageraum positiv auswirkt.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
In der einzigen rigur der Zeichnung ist lediglich ein konstruktives Detail einer Gesamtkonstruktion dargestellt, nämlich die lösbare Befestigung eines ersten Bauteils 2 an einem zweiten Bauteil 3 mit Hilfe einer Zylinderschraube 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein bauliches Detail eines Kraftfahrzeugs, nämlich um die Befestigung eines nur angedeuteten Hilfsrahmens 2, an dem u. a. nicht weiter dargestellte Radführungsglieder angelenkt sind, an einem tragfähigen Längs- oder Querträger 3 des Aufbaus des Kraftfahrzeugs.
Sowohl der Hilfsrahmen 2 als auch der Träger 3 sind als - z. B. geschweißte - Hohlkörper bildende Blechkonstruktionen ausgeführt. Im zweiten flititei dem Träger 3, ist unter Zwischenlage eines Verstärkungsbleches u. ä. eine Gewindemutter 31 eingcschweißt.
In einer augenförmigen Ausnehmung des Hilfsrahmens 2 ist ein Gummimetallager 22 befestigt, dessen Innenhülse ein Durchgangsloch 21 zur Durchführung der Zylinderschraube 1 bildet.
Die Zylinderschraube 1 besteht in üblicher Weise aus einem Schraubenkopf 11 und einem Schraubenschaft 12, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen dem Schraubenkopf benachbarten gewindelosen Schaftteil 14 und im Bereich des freien Schaftendes einen Gewindeteil 13 enthält, wobei der Durchmesser des gewindelosen Schaftteils 14 kleiner oder allenfalls gleich groß ist wie der Durchmesser des Gewindegrundes des Gewindeteils 13. Im allgemeinen wird es sich beim Gewindeteil 13 um ein aufgerolltes Gewinde handeln.
Auf dem Schraubenschaft 12, hier auf dem gewindelosen Schaftteil 14, ist mit zumindest geringem radialen Spiel unverlierbar eine zylindrische Montagehülse 4 gelagert, die vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist und deren Außendurchmesser derart bemessen ist, daß sie mit Preßpassung in das Durchgangsloch 21 eindrückbar ist. Von Vorteil ist es dabei, wenn die äußere Umfangsfläche der Montagehülse mit einer Rändelung o. ä. versehen ist.
Das vom Schraubenkopf 11 abgewandte freie Ende der Montagehülse 4 ist als mehrfach längsgeschlitzte Kegelstumpfhülse 41 ausgebildet, so daß entlang des Hülsenumfanges mit Vorspannung einwärts, d. h.
zum Schraubenschaft hin geneigte Federzungen vorliegen, deren freien Enden am Schraubenschaft anliegen.
Der Schraubenschaft 12 kann somit zwar mit seinem Gewindeteil 13 durch die Montagehülse 4 hindurchgesteckt werden, aus dieser aber nicht wieder herausgezogen werden, ohne zuvor diese Federzungen radial aufzuspreizen.
Die spezielle Ausbildung der Zylinderschraube 1 ermöglicht es, diese vor dem eigentlichen Zusammenfügen des Hilfsrahmens 2 und des Trägers 3 - beispielsweise bereits während der Fertigung oder während der Vormontage des Hilfsrahmens - zusammen mit der auf dem Schraubenschaft befindlichen Montagehülse 4 in das Durchgangsloch 21 des Hilfsrahmens 2 einzuführen und dabei die Montagehülse 4 mit Preßpassung einzudrücken.
Die Zylinderschraube 1 selbst wird dadurch verliersicher im Durchgangsloch 21 des Hilfsrahmens 2 gehalten. Wenn Hilfsrahmen 2 und Träger 3 zwecks Verschraubung zusammengeführt werden, muß die Zylinderschraube 1 somit nicht erst in das Durchgangsloch 21 eingeführt werden, sondern kann sofort angezogen werden; in vielen Fällen würde sich das Einführen der Zylinderschraube sehr mühselig gestalten, nämlich dann, wenn im Bereich unterhalb des Durchgangs loches 21 am Hilfsrahmen 2 angelenkte bzw. befestigte Bauteile, wie z. B. Querlenker o. ä. verlaufen. So ist es fertigungstechnisch zwar unproblematisch, ein Schraubwerkzeug z. B. durch eine eigens dafür vorgesehene Ausnehmung o. ä. eines Querlenkers hindurchzuführen, um die Zylinderschraube anzuziehen, es wäre jedoch vergleichsweise kompliziert und zeitaufwendig, wenn auch die Zylinderschraube erst durch eine solche Ausnehmung hindurchgefädelt werden müßte.
In der Zeichnung ist der Zeitpunkt dargestellt, in dem der Hilfsrahmen 2 zusammen mit der verliersicher in seinem Durchlaßloch 21 eingesteckten Zylinderschraube 1 gerade verschraubungsgerecht an den Träger 3 angelegt ist, so daß nur noch die Zylinderschraube 1 mit ihrem Gewindeteil 13 in die Gewindemutter 31 des Trägers 3 eingeschraubt werden muß, beispielsweise mittels eines nicht weiter dargestellten maschinellen Schraubgeräts.
Im Ausführungsbeispiel sind die Montagehülse 4 und der Gewindeteil 13 in ihrer axialen Länge so bemessen, daß deren Summe annähernd gerade der axialen Länge des Durchgangslochs 21 im Hilfsrahmen 2 entsprechen. Durch diese Bemessung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die während der Vormontage verliersicher ins Durchgangs loch 21 eingesteckte Zylinderschraube 1 so positioniert ist, daß ihr freies Schaftende zumindest annähernd gerade in Höhe des Lochausganges liegt, also einerseits nicht für die Zusammenführung störend aus dem Durchgangsloch 21 herausragt, andererseits aber auch nicht tief innerhalb des Durchgangsloches liegt, was vor dem eigentlichen Schraubvorgang einen entsprechend qroßen axialen Leerweg des Schraubgerätes erfordern würde. Vorausgesetzt ist hierbei einerseits, daß die Montagehülse 4 zur Gänze auf dem gewindelosen Schaftteil 14 gelagert ist und andererseits während der verliersicheren Befestigung der Zylinderschraube im Durchgangsloch 21 vollständig in das Durchgangsloch eingeschoben wird, was ohne besondere Vorkehrungen dadurch sichergestellt wird, daß die Zylinderschraube bei ihrer verliersicheren Fixierung jeweils bis zum Anschlag des Schraubenkopfes 11 ins Durchgangs loch 21 eingeführt wird. Da die Montagehülse 4 auf dem - im Durchmesser geringeren -gewindelosen Schaftteil 14 gelagert ist, kann die Zylinderschraube 1 anschließend wieder so weit aus dem Durchgangsloch herausgleiten, bis der - im Durchmesser größere - Gewindeteil 13 des Schraubenschafts an der einwärts geneigten Kegelstumpfhülse 41 zur Anlage kommt und damit die in der Zeichnung dargestellte Position innerhalb des Durchgangslochs einnimmt.
Eine verliersichere Fixierung der Zylinderschraube im Hilfsrahmen ist abweichend von der dargestellten Ausführung natürlich auch dann möglich, wenn die Gewindehülse 4 axial kürzer oder auch länger - dann allerdings kürzer als die axiale Länge des Durchgangsloches 21 -bemessen ist. Beide Ausführungen wären jedoch nicht optimal, weil im ersten Fall das freie Ende des Schraubenschaftes vergleichsweise tief im Durchgangsloch zu liegen käme, was einen entsprechenden Leerweg des Schraubwerkzeuges erfordern würde, und weil im zweiten Falle entweder das freie Ende des Schraubenschaftes aus dem Durchgangsloch herausragen würde oder aber beim Einschieben der Zylinderschraube gezielt dafür Sorge getragen werden müßte, daß die Montagehülse 4 zunächst nur so weit in das Durchgangsloch eingedrückt wird, daß das Schraubenschaftende gerade nicht aus dem Durchgangsloch herausragt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Zylinderschraube zur lösbaren Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil, mit einem sich am ersten Bauteil anlegenden Schraubenkopf und einem mit einem Gewindeteil in das zweite Bauteil einschraubbaren Schraubenschaft, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) auf dem Schraubenschaft (12) ist - mit zumindest geringem radialen Spiel - unverlierbar eine zylindrische Montagehülse (4), vorzugsweise aus Kunststoff, gelagert.

b) Die axiale Länge der Montagehülse (4) ist geringer als die Länge des von der Zylinderschraube (1) durchdrungenen Durchgangslochs (21) im ersten Bauteil (2).

c) Der Außendurchmesser der Montagehülse (4) ist derart bemessen, daß sie beim Hindurchführen des Schraubenschafts (12) durch das Durchgangsloch (21) in dieses mit Preßpassung eindrückbar ist.
2. Zylinderschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsfläche der Montagehülse (4) mit einer Rändelung o. ä. versehen ist.
3. Zylinderschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Schraubenkopf (11) abgewandte freie Ende der Montagehülse (4) zumindest entlang einem Teil seines Umfangs mit Vorspannung derart radial einwärts geneigt ist, daß der Schraubenschaft (12) mit seinem Gewindeteil (13) zwar durch die Montagehülse (4) hindurchsteckbar, ohne besondere Manipulation aus dieser aber nicht wieder herausziehbar ist.
4. Zylinderschraube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Schraubenkopf (11) abgewandte freie Ende der Montagehülse (4) als mehrfach längsgeschlitzte Kegelstumpfhülse (41) ausgebildet ist.
5. Zylinderschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schraubenkopf (11) benachbarte Schaftteil (14) in an sich bekannter Weise gewindelos ist und einen kleineren oder gleich großen Durchmesser wie der Gewindeteil (13) im Gewindegrund besitzt, und daß die axialen Längen des Gewindeteils (13) und der auf dem gewindelosen Schaftteil (14) gelagerten Montagehülse (4) in ihrer Summe annähernd der axialen Länge des Durchgangslochs (21) im ersten Bauteil (2) entsprechen, vorzugsweise aber etwas geringer sind.