DE3825177A1 - Schraubverbindung zur verbindung von zwei in einem abstand zueinanderliegenden bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung zur Verbindung von zwei in einem Abstand zueinanderliegenden Bauteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zwei Bauteile werden üblicherweise mit Hilfe einer Schraubver­ bindung so verbunden, daß durch fluchtende Bohrungen in den Bauteilen ein Schraubenbolzen mit gesteckt wird, auf den von der anderen Seite her eine Schraubenmutter gedreht wird, bis beide Bauteile aneinander anliegen und mit Hilfe des Schrau­ benbolzens und der Schraubenmutter zusammengespannt sind.

In einer anderen Ausführung enthält ein Bauteil eine durch­ gehende Bohrung und das andere Bauteil eine fluchtende Gewin­ debohrung, in die ein Schraubenbolzen eingeschraubt wird, bis beide Bauteile fest aneinanderliegen. Wenn bei solchen Verbin­ dungen zwei Bauteile in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten werden sollen, werden Abstandsstücke verwendet, die zwischen die beiden Bauteile mit der Schraubverbindung einge­ spannt werden. Damit sind aber beide Bauteile über die Ab­ standsstücke wieder gegeneinander verspannt.

Bei Anwendungsfällen, wo zwei Bauteile auf Abstand gehalten, aber dabei nicht gegeneinander verspannt werden sollen und wo gegebenenfalls der Abstand variabel ist oder einstellbar sein soll, kann folgende Anordnung getroffen werden: In beiden Bau­ teilen sind Gewindebohrungen angebracht oder die Gewinde wer­ den durch gewindefurchende oder gewindeschneidende Schrauben eingebracht. Durch die durchgehende Gewindebohrung des ersten Bauteils wird ein Schraubenbolzen durchgedreht, solange, bis er im gewünschten Abstand in Richtung auf das zweite Bauteil vorsteht. Nun wird der Gewindebolzen auf die Gewindebohrung des zweiten Bauteils aufgesetzt und in diese soweit einge­ dreht, bis er mit seinem Schraubenkopf am ersten Bauteil an­ liegt und dort an der Anlagefläche festgezogen werden kann. Damit wird eine feste Verbindung zwischen zwei Bauteilen ge­ schaffen, bei der der Abstand der Bauteile durch einen freien Teil des Schraubenbolzens überbrückt wird.

Nachteilig an dieser Schraubverbindung kann je nach Anwen­ dungsfall sein, daß schon beim Einschrauben des Schraubenbol­ zens in das erste Bauteil durch die Schraubvorrichtung, bei­ spielsweise einen Schraubenzieher, ein Druck in Richtung auf das zweite Bauteil ausgeübt wird, so daß dadurch ein vorgege­ bener Abstand unerwünscht verändert werden kann. Dieses Pro­ blem tritt insbesondere dann auf, wenn das erste Bauteil aus flexiblem Material besteht.

Ein konkreter, problematischer Anwendungsfall ist beispiels­ weise die Befestigung einer relativ langen Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs an der Karosserie. Die Mittelkonsole wird in ihrem vorderen und hinteren Bereich fest mit der Ka­ rosserie durch die eingangs genannten üblichen Schraubverbin­ dungen angeschraubt. Es ist jedoch zweckmäßig, an einer drit­ ten Befestigungsstelle im mittleren Bereich des langen Mittel­ konsolenbauteils eine Befestigungsstelle vorzusehen. Die Lage der Konsole ist jedoch durch die beiden endseitigen Befesti­ gungen bereits bestimmt; die dritte Befestigungsstelle im mittleren Bereich der Konsole führt zu einer Überbestimmung der Konsolenbefestigung, bei der sich diese unansehnlich ver­ zieht, wenn dort mit einer Schraubverbindung die Konsole als flexibles Bauteil niedergedrückt und mit einer Anlageverbin­ dung an der Karosserie befestigt wird. Der sich durch die end­ seitigen Befestigungen einstellende Abstand zwischen Karosse­ rie und Konsole ist somit auch bei einer dortigen Befestigung zu belassen. Dieser Abstand ist zudem aufgrund gegebener Tole­ ranzen von Fahrzeug zu Fahrzeug etwas unterschiedlich.

Die an sich bekannte, weiter oben geschilderte Möglichkeit, mit Hilfe von zwei Gewinden und einem durchgehenden Schrauben­ bolzen den Abstand zu halten, ist hier ebenfalls problema­ tisch, da beim Ansetzen des Schraubenbolzens an der Konsole und beim Eindrehen in Richtung auf die Karosserie die Konsole je nach aufgewandter Anpreßkraft beim Anschrauben unerwünscht niedergedrückt und verspannt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Schraubverbindung zur Verbindung von zwei in einem Abstand zueinanderliegenden Bauteilen zu schaffen, mit der dieser Abstand ohne Druck auf eines der Bauteile bei der Herstellung der Verbindung einge­ halten werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemä8en Schraubverbin­ dung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst.

Gemä8 Anspruch 1 enthält das erste Bauteil eine erste, durch­ gehende Bohrung. Das zweite Bauteil enthält ebenfalls eine koaxial zur ersten Bohrung verlaufende zweite Bohrung. Weiter ist ein Schraubenbolzen vorgesehen, der vom ersten Bauteil her in beide Bohrungen eingreift, wobei in den Bohrungen Ge­ winde durch selbstfurchende oder gewindeschneidende Schraub­ bolzen, z.B. bei weichen Metallen oder Kunststoffen, beim Ein­ drehen eingebracht worden waren und der Schraubbolzen mit einem Schraubenkopf an einer Anlagefläche am ersten Bauteil anliegt.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die erste Gewindebohrung größer als die zweite Bohrung auszuführen, wobei beide einge­ brachten Gewinde gleiche Steigungen aufweisen.

Entsprechend ist der Schraubenbolzen ebenfalls mit zwei Gewin­ den unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt, wobei sich an einen vorderen Gewindebereich mit kleinerem Durchmesser ein hinterer Gewindebereich zum Kopf des Schraubenbolzens hin mit größerem Durchmesser anschließt.

Die Längen der unterschiedlichen Gewindebereiche sind so be­ stimmt, daß der vordere Gewindebereich länger ist als die Summe aus der axialen Länge der ersten Gewindebohrung im er­ sten Bauteil plus dem Abstand der beiden Bauteile, der einge­ halten werden soll oder maximal auftreten kann. Bei dieser Dimensionierung wird erreicht, daß der vordere Gewindebereich des Schraubbolzens durch die erste Bohrung im ersten Bauteil durchgesteckt und ohne das erste Bauteil zu berühren oder nie­ derzudrücken am zweiten Bauteil angesetzt und teilweise einge­ dreht werden kann. Die erforderliche Druckkraft einer aufge­ setzten Schraubvorrichtung, beispielsweise eines Schraubenzie­ hers, wird hierbei in jedem Fall am zweiten Bauteil abge­ stützt. Der Schraubenbolzen wird nunmehr so weit eingedreht, bis der zweite, hintere Gewindebereich an der ersten Bohrung des ersten Bauteils anliegt und dort faßt. Nunmehr wird vom Schraubenbolzen auch das erste Bauteil gehalten, ohne daß des­ sen Lage in Richtung auf das zweite Bauteil verändert wird. Wegen der gleichen Gewindesteigungen im ersten und zweiten Ge­ windebereich ist dies über den gesamten Einschraubweg sicher­ gestellt.

Zweckmäßig sind nach Anspruch 2 die erste und zweite Bohrung, insbesondere bei härteren Materialien, bereits als Gewindeboh­ rungen für die Schraubbolzengewinde ausgebildet.

Die Länge des hinteren Gewindebereichs am Schraubenbolzen ist so auszuführen, daß sie kleiner ist als die Summe aus der axialen Länge der ersten Bohrung im ersten Bauteil plus dem Abstand der beiden Bauteile. Damit wird sichergestellt, daß der Schraubenbolzen mit seinem hinteren Gewindebereich ganz in das erste Bauteil eingedreht werden kann, solange, bis der Schraubenkopf an einer Anlagefläche des ersten Bauteils an­ liegt und dort angezogen werden kann. Wenn, wie in Anspruch 3 beansprucht, die Länge des hinteren, größeren Gewindebereichs kleiner als die axiale Länge der Bohrung im ersten Bauteil ge­ macht wird, ist in jedem Fall unabhängig von der Größe des Ab­ standes der beiden Bauteile gewährleistet, daß sich der Schraubenbolzen ganz in das erste Bauteil eindrehen läßt, ohne am zweiten Bauteil anzustehen.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird erreicht, daß der hin­ tere Gewindebereich in seine zugeordnete Gewindebohrung ge­ führt wird und das Gewinde gut faßt ebenso wie mit den Merk­ malen des Anspruchs 5 der vordere Gewindebereich.

Gemäß Anspruch 6 kann es beim Ausgleich zusätzlicher Toleran­ zen in Querrichtung zur Schraubbolzenrichtung vorteilhaft sein, die zweite Bohrung bzw. die zweite Gewindebohrung am zweiten Bauteil verschiebbar zu gestalten. Dies kann bei­ spielsweise mit einer an sich bekannten Spreizmutter durchge­ führt werden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung mit wei­ teren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine Schraubverbin­ dung zur Verbindung von zwei in einem Abstand zueinanderlie­ genden Bauteilen.

In Fig. 1 ist eine Schraubverbindung 1 dargestellt, die ein erstes Bauteil 2 mit einem zweiten Bauteil 3 verbindet, wobei beide Bauteile 2, 3 in einem Abstand 4 voneinander gehalten sind.

Beispielsweise ist das dargestellte Bauteil 2 ein Ausschnitt aus dem mittleren Bereich einer Mittelkonsole eines Kraftfahr­ zeugs. Das Bauteil 3 ist ein Ausschnitt aus dem entsprechen­ den, darunterliegenden Karosseriebereich.

Das zweite Bauteil 3 besteht aus einem durchgehenden Blech 5 mit einer von unten her angeschweißten Mutter 6.

Im ersten Bauteil 2 ist eine erste Gewindebohrung 7 ange­ bracht und in der Mutter 6 am zweiten Bauteil 3 eine zweite Gewindebohrung 8, die merklich kleiner ist. Die Steigungen beider Gewinde sind gleich groß.

Ein Schraubenbolzen 9 mit einem Schraubenkopf 10 ist mit einem vorderen Gewindebereich 11 in die zweite Gewindebohrung 8 und mit einem hinteren Gewindebereich 12 in die erste Gewin­ debohrung 7 eingedreht. Zum Versenken des Schraubenkopfs 10 ist im ersten Bauteil 2 eine Ausnehmung 13 vorgesehen.

Der hintere Gewindebereich 12 ist etwas kürzer als die Länge der ersten Gewindebohrung 7 und geht mit konischen Einlauf­ schrägen 14 in den vorderen Gewindebereich 11 über. Die Länge des vorderen Gewindebereichs 11 ist länger als die Summe der Länge der ersten Gewindebohrung 7 plus dem Abstand 4.

Die dargestellte Schraubverbindung 1 hat folgende Funktion: Die beiden Bauteile 2 und 3, beispielsweise als Mittelkonsole und Karosserieblech, liegen bereits vor Anbringung der Schraubverbindung 1 im Abstand 4, der nicht geändert werden soll. Zur Herstellung der Schraubverbindung wird der Schrau­ benbolzen 9 mit seinem vorderen Ende an der zweiten Gewinde­ bohrung 8 angesetzt. Wegen der gewählten Länge und kleineren Dicke wird dieser Bereich durch die erste Gewindebohrung 7 durchgesteckt, ohne diese zu berühren und ohne damit das erste Bauteil 2 in Richtung auf das zweite Bauteil 3 nieder­ zudrücken. Der vordere Gewindebereich 11 kann nun teilweise in die zweite Gewindebohrung eingeschraubt werden. Nach einer gewissen Einschraubstrecke kommt der hintere Gewindebereich 12 an der ersten Gewindebohrung 7 zur Anlage und wird in die­ se eingedreht, ohne daß sich der Abstand 4 verändert. Um bei einer nicht genau axialen Ausrichtung der Gewindebohrungen 7 und 8 das Fassen des hinteren Gewindebereichs 12 zu erleich­ tern, ist die konische Einlaufschräge 14 vorgesehen. Der Schraubenbolzen 9 wird nun soweit eingedreht, bis er mit seinem Schraubenkopf 10 an einer Anlagefläche 15 des ersten Bauteils 2 zur Anlage kommt und dort festgezogen wird.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit der Erfindung eine Schraubverbindung zur Verfügung gestellt wird, mit der zwei in einem Abstand zueinanderliegende Bauteile verbunden werden können, ohne daß die Bauteile gegeneinander verspannt werden.

Claims (6)

1. Schraubverbindung (1) zur Verbindung von zwei in einem Ab­ stand (4) zueinanderliegenden Bauteilen (2, 3),
mit einer ersten Bohrung (7) im ersten Bauteil (2),
mit einer koaxial zur ersten Bohrung (7) verlaufenden zwei­ ten Bohrung (8) im zweiten Bauteil (3),
mit einem Schraubenbolzen (9) der vom ersten Bauteil (2) her in beide Bohrungen (7, 8) eingreift und der mit einem Schraubenkopf (10) an einer Anlagefläche (15) am ersten Bauteil (2) anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Bohrung (7) größer als die zweite Bohrung (8) ist und das entsprechende erste und zweite Gewinde gleiche Steigungen aufweisen,
daß der Schraubenbolzen (9) bzw. dessen Gewinde in einem vorderen Gewindebereich (11) dem Durchmesser der zweiten Bohrung (8) entspricht,
daß der Schraubenbolzen (9) bzw. dessen Gewinde in einem hinteren Gewindebereich (12) zum Schraubenkopf (10) hin dem Durchmesser der ersten Bohrung (7) entspricht,
daß die Länge des vorderen Gewindebereichs (11) mit dem kleineren Gewinde größer ist als die Summe aus der axialen Länge der ersten Bohrung (7) plus dem Abstand (4) der bei­ den Bauteile (2, 3) bzw. dem Abstand (4) zwischen der er­ sten und zweiten Bohrung (7, 8), und
daß die Länge des hinteren Gewindebereichs (12) mit dem größeren Gewinde kleiner ist als die Summe aus der axialen Länge der ersten Bohrung (7) plus dem Abstand (4) der bei­ den Bauteile (2, 3) bzw. dem Abstand (4) zwischen der er­ sten und zweiten Bohrung (7, 8).

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bohrung (7) und/oder die zweite Bohrung (8) als Gewindebohrungen für die Schraubbolzengewinde (11, 12) ausgeführt sind.

3. Schraubverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge des hinteren Gewindebereichs (12) kleiner ist als die axiale Länge der ersten größeren Boh­ rung (7).

4. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der vordere und hintere Gewinde­ bereich (11, 12) durch konische Einlaufschrägen (14) ineinander übergehen.

5. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß am ersten Bauteil koaxial zur er­ sten Bohrung eine Buchse mit kleinerem Innendurchmesser in Richtung auf das zweite Bauteil angebracht ist, wobei die Buchse zur Führung für den vorderen Gewindebereich (11) dient.

6. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Bohrung (8) in einem am zweiten Bauteil verschiebbar gehaltenen Teil, z.B. einer Spreizmutter, angebracht ist.