DE4110664C1 - Bolt coupler for components - has cylindrical fitting as connector between first component and tolerance bush - Google Patents
Bolt coupler for components - has cylindrical fitting as connector between first component and tolerance bushInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.The invention relates to a screw connection according to the features the preamble of the main claim.
Aus der DE 33 22 861 A1 ist es bekannt, Paßbuchsen zur Lagefixierung der Bauteile zueinander und zur Ableitung auftretender Querkräfte zentrisch um die Schrauben anzuordnen, wobei die Trennfläche zwischen den Bauteilen von der Paßbuchse beidseitig duchragt ist.From DE 33 22 861 A1 it is known to fit bushings for fixing the position of the components to each other and to the derivation occurring Arrange transverse forces centrally around the screws, the Separation surface between the components of the adapter bushing on both sides is surpassed.
Nachteilig an diesen bekannten Paßbuchsen ist es, daß wegen der aus konstruktiven Gegebenheiten oftmals relativ geringen Tiefe der Einschraublöcher die Paßbuchse nicht ausreichend tief in das Bauteil hineinragen kann, so daß es beim Auftreten von Querkräften zu einer sehr hohen, kritischen Flächenpressung zwischen der Paßbuchse und dem Bauteil kommen kann. Insbesondere bei Werkstücken aus Leichtmetall kann es dadurch zu Rißbildungen bzw. zum Ausbrechen der Wandungen sowie zum Verschieben der Bauteile zueinander kommen.A disadvantage of these known fitting sockets is that which is often relatively small due to the design Depth of the screw holes the adapter bushing is not sufficient can protrude deeply into the component so that when it occurs from lateral forces to a very high, critical surface pressure can come between the fitting bush and the component. In particular this can cause cracks to form on workpieces made of light metal or to break out the walls and to move of the components come together.
Im weiteren ist aus der DE 34 11 285 A1 eine Schraubverbindung mit einem in ein Bauteil eingeschraubten und mittels einer Paßbuchse in ein zweites Bauteil hineinragenden Gewindeeinsatz bekannt.Furthermore, DE 34 11 285 A1 describes a screw connection with one screwed into a component and by means of a Fitting bush protruding into a second component known.
An dieser Schraubverbindung kann der Gewindeeinsatz nur mit der Verbindungsschraube gemeinsam montiert werden, so daß z. B. ein Auswechseln einer Verbindungsschraube im montierten Zustand der Bauteile nicht möglich ist.On this screw connection, the thread insert can only be used with the Connection screw to be assembled together, so that, for. B. a Replacing a connecting screw when the Components is not possible.
Weiterhin werden in den, aus den genannten Schriften bekannten Schraubverbindungen die zwischen den Bauteilen auftretenden Querkräfte ausschließlich von dem die Bauteile in ihrer Lage zueinander fixierenden Paßbuchsen übertragen, was bei hohen Querkräften zu Deformationen bzw. zu einem Abscheren dieser Teile und damit zum Verschieben der Bauteile zueinander führen kann.Furthermore, are known in the, from the cited documents Screw connections that occur between the components Lateral forces only from which the components are in their position to each other fix fitting bushings, which at high Shear forces to deform or shear them Parts and thus to move the components to each other can.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine hochbelastete Schraubverbindung so zu gestalten, daß neben einer exakten Positionierbarkeit der zu verschraubenden Bauteile während des Montageprozesses eine sichere Aufnahme und Ableitung der zwischen den Bauteilen wirkenden Querkräfte erreicht wird.The object of the invention is a highly stressed To design screw connections so that in addition to exact positioning the components to be screwed during the Assembly process a safe inclusion and derivation of the between the transverse forces acting on the components is reached.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruchs gelöst.According to the invention, the object is characterized by the features of the Part of the main claim solved.
Durch die erfindungsgemäße Schraubverbindung wird neben einer den Montageprozeß erleichternden Lagefixierung der zu montierenden Bauteile zueinander eine zur Übertragung von Querkräften zwischen den Bauteilen besonders geeignete Verbindung geschaffen.Through the screw connection according to the invention, in addition to a the assembly process facilitating position fixation of the to be assembled Components to one another for the transmission of lateral forces Particularly suitable connection created between the components.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.Further advantageous embodiments are in the subclaims shown.
Nachfolgend werden anhand von Zeichnungen zwei erfindungsgemäße Schraubverbindungen mit einer Paßbuchse näher erläutert.Below are two inventive drawings Screw connections with a fitting bush explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine montierte Schraubverbindung, Fig. 1 shows a longitudinal section through an assembled screw,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in der Schraubverbindung verwendeten Paßbuchse, Fig. 2 is a longitudinal section through the screw used in the adapter sleeve,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite montierte Schraubverbindung, Fig. 3 shows a longitudinal section through a second screw-mounted,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die in der zweiten Schraubverbindung verwendeten Paßbuchse. Fig. 4 shows a longitudinal section through the fitting bushing used in the second screw connection.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele beschreiben erfindungsgemäße Schraubverbindungen zwischen einem Motorblock 1 aus Leichtmetall und einem ebenfalls aus Leichtmetall bestehenden Zylinderkopf 2 einer Brennkraftmaschine.The exemplary embodiments shown describe screw connections according to the invention between an engine block 1 made of light metal and a cylinder head 2, likewise made of light metal, of an internal combustion engine.
Die Schraubverbindungen werden mittels Schrauben 3 hergestellt, welche aus einem Schraubenschaft 4 und aus einem Schraubengewinde 5 bestehen, wobei die Schraube 3 durch eine Schraubenbohrung 6 des Zylinderkopfes 2 geführt und direkt oder indirekt in den Motorblock 1 eingeschraubt ist.The screw connections are made by means of screws 3 , which consist of a screw shaft 4 and a screw thread 5 , the screw 3 being guided through a screw hole 6 of the cylinder head 2 and being screwed directly or indirectly into the engine block 1 .
Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt die Schraubverbindung eine Paßbuchse 7, die aus einem Abschnitt mit einem Paßzylinder 8 und einem Abschnitt mit einem Außengewinde 9 besteht. Das Außengewinde 9 ist vom Paßzylindner 8 durch eine Freistichnut 10 getrennt. Am einschraubseitigen Ende ist die Paßbuchse 7 verschlossen und weist eine kegelförmige Spitze 11 auf. Des weiteren besitzt die Paßbuchse 7 ein sich über die Länge der beiden Abschnitte von Paßzylinder 8 und Außengewinde 9 erstreckendes Innengewinde 12. Zur Verstärkung der Schraubverbindung ist die Paßbuchse 7 in eine Gewindebohrung 13 im Motorblock 1 eingesetzt. Die Länge des Außengewindes 9 der Paßbuchse 7 und die Tiefe der Gewindebohrung 13 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei vollständig in die Gewindebohrung 13 eingedrehtem Außengewinde 9 die Spitze 11 gegen den die Gewindebohrung 13 abschließenden Bohrkegel 14 gedrückt ist und die Freistichnut 10 in der Trennebene zwischen Zylinderkopf 2 und Motorblock 1 bzw. in Höhe einer in dieser Trennebene befindlichen Zylinderkopfdichtung 16 liegt. In der Spitze 11 befindet sich eine Entlüftungsbohrung 17, durch die beim Eindrehen der Paßbuchse 7 in die Gewindebohrung 13 die darin eingeschlossene Luft entweichen kann.Referring to FIGS. 1 and 2, the screw connection comprises an adapter sleeve 7, which consists of a section with a fitting cylinder 8 and a portion with a male thread 9. The external thread 9 is separated from the fitting cylinder 8 by an undercut groove 10 . At the screw-in end, the fitting bushing 7 is closed and has a conical tip 11 . Furthermore, the fitting sleeve 7 has an internal thread 12 which extends over the length of the two sections of the fitting cylinder 8 and the external thread 9 . To reinforce the screw connection, the fitting bushing 7 is inserted into a threaded bore 13 in the engine block 1 . The length of the external thread 9 of the fitting bush 7 and the depth of the threaded bore 13 are coordinated with one another such that when the external thread 9 is completely screwed into the threaded bore 13, the tip 11 is pressed against the drilling cone 14 closing the threaded bore 13 and the undercut groove 10 in the parting plane between Cylinder head 2 and engine block 1 or at the level of a cylinder head gasket 16 located in this parting plane. In the tip 11 there is a vent hole 17 through which the air enclosed therein can escape when the fitting bush 7 is screwed into the threaded hole 13 .
Die Schraubenbohrung 6 im Zylinderkopf 2 ist gestuft mit einer von der Trennebene ausgehenden erweiteten Paßbohrung 18 ausgeführt, deren Länge geringfügig größer ist als die Länge des Paßzylinders 8.The screw bore 6 in the cylinder head 2 is stepped with an expanded fitting bore 18 extending from the parting plane, the length of which is slightly greater than the length of the fitting cylinder 8 .
Nach dem Aufsetzen des Zylinderkopfes 2 auf den Motorblock 1 greift der Paßzylinder 8 in die Paßbohrung 18 ein und zentriert beide Teile zueinander. Mittels der Schraube 3 wird anschließend der Zylinderkopf 2 gegen den Motorblock 1 verspannt. Hierbei auftretende Querkräfte zwischen Zylinderkopf 2 und Motorblock 1 werden vom Paßzylinder 7 aus zum einen Teil direkt in den Abschnitt der Paßbuchse 7 mit Außengewinde 9 sowie zum anderen Teil über die Schraube 3 in den Abschnitt der Paßbuchse 7 mit Außengewinde 9 und von dieser in den Motorblock 1 eingeleitet.After placing the cylinder head 2 on the engine block 1 , the fitting cylinder 8 engages in the fitting bore 18 and centers both parts to one another. The cylinder head 2 is then clamped against the engine block 1 by means of the screw 3 . The transverse forces that occur between the cylinder head 2 and the engine block 1 are partly from the fitting cylinder 7 directly into the section of the fitting bushing 7 with external thread 9 and partly via the screw 3 into the section of the fitting bushing 7 with external thread 9 and from this into the engine block 1 initiated.
Die Dimensionierung der Paßbuchse 7, insbesondere solcher Teilbereiche wie Durchmesser, Länge und Passung des Paßzylinders 8, der Querschnitt der Paßbuchse 7 in Höhe der Freistichnut 10 und der Durchmesser und die Länge des Außengewindes 9 erfolgt auf der Grundlage der baulichen Gegebenheiten und unter Einbeziehung der zu erwartenden Querkräfte und der durch die Schraube 3 hervorgerufenen Zugkräfte, wobei sich mindestens im Bereich des Außengewindes 9 die Zug- und Querkräfte überlagern.The dimensioning of the fitting sleeve 7 , in particular such areas as the diameter, length and fit of the fitting cylinder 8 , the cross section of the fitting sleeve 7 at the height of the undercut groove 10 and the diameter and length of the external thread 9 is based on the structural conditions and with the inclusion of expected transverse forces and the tensile forces caused by the screw 3 , the tensile and transverse forces being superimposed at least in the area of the external thread 9 .
Gemäß den Fig. 3 und 4 besteht die Außenkontur der Paßbuchse 19 aus einem sich über die Gesamtlänge der Paßbuchse 19 erstreckenden Paßzylinder 20. Dieser Paßzylinder 20 wird im montierten Zustand zum einen Teil im Motorblock 1 von einer die Gewindebohrung 21 zur Trennfläche 22 erweiternden Passung 23 und zum verbleibenden Teil im Zylinderkopf 2 von einer die Schraubenbohrung 6 zur Trennfläche 22 abstufenden Paßbohrung 24 aufgenommen. Die Innenbohrung 25 der Paßbuchse 19 besteht in ihrem zylinderkopfseitigen Teil aus einer Innenpassung 26 und in ihrem motorblockseitigen Teil aus einer Erweiterung 27 des Durchmessers der Innenbohrung 25. Im motorblockseitigen Teil der Paßbuchse 19 sind weiterhin in Längsrichtung verlaufende schlitzartige Ausnehmungen 28 angeordnet.Referring to FIGS. 3 and 4, the outer contour of the adapter sleeve 19 from an over the total length of the adapter sleeve 19 extending fitting cylinder 20th In the assembled state, this fitting cylinder 20 is received in part in the engine block 1 by a fitting 23 that widens the threaded bore 21 to the separating surface 22 and in the remaining part in the cylinder head 2 by a fitting bore 24 that gradates the screw bore 6 to the separating surface 22 . The inner bore 25 of the fitting bushing 19 consists of an inner fit 26 in its part on the cylinder head side and an extension 27 of the diameter of the inner bore 25 in its part on the engine block side. In the engine block side part of the fitting bushing 19 slot-like recesses 28 are also arranged in the longitudinal direction.
Gemäß der Fig. 3 ist am Schraubenschaft 4 ein Paßbund 29 vorgesehen, der mit der Innenpassung 26 der Paßbuchse 19 zusammenwirkt.According to FIG. 3, a locating bunch 29 is provided at the screw shaft 4, which cooperates with the internal fit of the adapter sleeve 26 nineteenth
Durch das Zusammenwirken des Paßzylinders 20 mit der Passung 23 und der Paßbohrung 24 wird der Zylinderkopf 2 zum Motorblock 1 beim Zusammenfügen zentriert.Due to the interaction of the fitting cylinder 20 with the fit 23 and the fitting bore 24 , the cylinder head 2 is centered on the engine block 1 during assembly.
Die beim Verspannen des Zylinderkopfes 2 zum Motorblock 1 mittels der Schraube 3 auftretenden Querkräfte werden vom Zylinderkopf 2 über die Innenpassung 26 der Paßbuchse 19 und den Paßbund 29 auf die Schraube 3 übertragen und von dieser weiter über das Schraubengewinde 5 in den Motorblock 1 eingeleitet. Dabei auftretende geringfügige Lageveränderungen zwischen Zylinderkopf 2 und Motorblock 1 werden durch Deformation des durch die Erweiterung 27 der Innenbohrung 25 sowie durch die Ausnehmungen 28 geschwächten Abschnitten der Paßbuchse 19 im Motorblock 1 ausgeglichen.The transverse forces occurring during the clamping of the cylinder head 2 to the engine block 1 by means of the screw 3 are the standard bush 19 and the locating bunch transmitted from the cylinder head 2 through the internal fit 26 29 on the screw 3 and further fed from there via the screw thread 5 in the engine block. 1 Minor changes in position that occur between cylinder head 2 and engine block 1 are compensated for by deformation of the portions of the fitting bushing 19 in the engine block 1 that are weakened by the expansion 27 of the inner bore 25 and by the recesses 28 .
Analog zur Paßbuchse 7 gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Dimensionierung der Paßbuchse 19 von den zu erwartenden Kräften und den baulichen Gegebenheiten abhängig, wobei sich im Bereich des Schraubengewindes 5 die Zug- und Querkräfte ebenfalls überlagern.Analogous to the fitting bushing 7 according to FIGS . 1 and 2, the dimensioning of the fitting bushing 19 depends on the forces to be expected and the structural conditions, the tensile and transverse forces also being superimposed in the area of the screw thread 5 .
Claims (7)
Priority Applications (1)
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DE19914110664 DE4110664C1 (en) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | Bolt coupler for components - has cylindrical fitting as connector between first component and tolerance bush |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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