DE4228625C1

DE4228625C1 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE4228625C1
Application number: DE19924228625
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bloedel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2012-08-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Im Karosseriebau sind Schraubverbindungen allgemein bekannt, bei denen ein Gewindebolzen in zwei koaxiale Bohrungen an zwei Bauteile eingeführt ist. Mit Hilfe einer Mutter, die häufig als Schweißmutter ausgebildet ist, werden die beiden Bauteile fest miteinander verschraubt. Aufgrund von Ferti gungstoleranzen bei aneinandergefügten Bauteilen und bei Bau teilen, die in ihrer Relativlage einstellbar sind, werden Schraubverbindungen erforderlich, die einerseits eine feste Verbindung herstellen, andererseits einen Relativabstand über brücken.

Hierzu ist es beispielsweise bekannt, aus zwei Teilen beste hende Distanzscheiben zu verwenden, die in ihrer Stärke ver änderbar sind. Durch Drehen der beiden Teile der Distanz scheibe gegeneinander, wird über Schrägflächen die Stärke der Distanzscheibe verändert, um den Relativabstand der zu verbin denden Bauteile zu überbrücken und damit eine feste Verbin dung zu ermöglichen.

Es besteht nun das Problem, daß sich oft die zu verbindenden Bauteile an der Verschraubungsstelle großflächig oder verwin kelt überlappen und eine einfache Einbringung der Distanz scheibe nicht möglich ist. Ein Werker benötigt dabei zur Mon tage beide Hände, da er gleichzeitig den Gewindebolzen einfüh ren und die Distanzscheibe positionieren muß. Einen zusätz lichen Arbeitsgang stellt die Verstellung einer zweiteiligen Distanzscheibe auf den Relativabstand der beiden Bauteile dar. Dies führt zu einer zeitaufwendigen und damit kostspie ligen Montage, die zudem mit modernen Montageautomaten nur schwierig durchzuführen ist.

In der Schrift DE 34 36 166 A1, Fig. 21, wird ein Gewindeteil als Dübel mit einem Innengewinde zum Einstecken in ein erstes Bauteil vorgeschlagen. Der Dübel hat einen vorstehenden Kopf mit einem Außengewinde, auf welches eine Gewindehülse in Form einer Überwurfhülse mit einem ersten Reibmoment aufschraubbar ist. Diese Gewindehülse besitzt einen Kunststoffkragen, der an der, dem Dübel abgewandten Seite in die Öffnung der Gewin dehülse ragt und den Durchmesser der Öffnung verkleinert. Das zweite Bauteil besitzt eine Bohrung, die koaxial zum Innenge winde des Dübels angebracht ist und die im Durchmesser dem eines Gewindebolzens entspricht. Der Gewindebolzen ist durch die Bohrung in die Gewindehülse eingeführt und mit einem zwei ten, größeren Reibmoment in dem Kunststoffkragen gehalten. Die dem zweiten Bauteil zugekehrte Stirnseite der Gewinde hülse ist am Randbereich der Bohrung abstützbar. Das Gewinde zwischen der Gewindehülse und dem Dübelkopf weist dabei eine andere Drehrichtung auf, als das Gegengewinde zwischen dem Gewindebolzen und dem Innengewinde des Dübels.

Beim Eindrehen des Gewindebolzens in die Gewindehülse wird diese bis zum Anschlag an das zweite Bauteil herausgedreht und überbrückt damit den Relativabstand der beiden Bauteile. Der Gewindebolzen wird dann weiter in das Gegengewinde im Dübel eingedreht und stellt eine feste Verbindung her.

Bei der o.g. Anordnung kann der Relativabstand aber nicht be liebig klein gewählt werden, da der Dübelkopf mit einer aus reichenden Anzahl von Gewindegängen ausgestattet werden muß, damit eine stabile Abstützung für die Gewindehülse ermöglicht wird und gleichzeitig eine ausreichende Abstandseinstellung erfolgen kann. Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß bei starken Krafteinwirkungen auf die Schraubverbindung Kräfte in der Gewindehülse nicht mehr aufgenommen werden, die Gewinde hülse aufgeweitet wird und die Abstützung des Relativabstands nicht mehr gegeben ist. Durch die Ausbildung des Gegengewin des als Dübel ist eine Mindestbauteilstärke des ersten Bau teils, wie z. B. ein Block oder ein Mauerwerk, erforderlich. Bei der Verbindung von zwei dünnwandigen Bauteilen, wie z. B. Blechteilen im Karosseriebau, ist diese Ausführung mit einem Dübel nicht verwendbar.

Weiter ist eine gattungsgemäße Schraubverbindung bekannt (DE 35 33 299 A1) für zwei in einem Abstand liegenden Bauteilen, bei der ein erstes Bauteil ein damit fest verbundenes Gewinde teil aufweist, in das eine Gewindehülse mit einem ersten Reib moment einschraubbar ist. Ein zweites Bauteil enthält eine Bohrung koaxial zum Gewinde des Gewindeteils, wobei ein Gewin debolzen durch diese Bohrung in die Gewindehülse mit einem zweiten Reibmoment einführbar ist, so daß die dem zweiten Bau teil zugekehrte Stirnseite der Gewindehülse am Randbereich der Bohrung abstützbar ist. Das zweite Reibmoment ist hier größer als das erste Reibmoment und das Gewinde zwischen Ge windehülse und Gewindeteil hat eine andere Drehrichtung als das Gegengewinde zwischen Gewindebolzen und erstem Bauteil. Das Gewindeteil hat ein Innengewinde und die Gewindehülse ein über die Längserstreckung durchgehendes Außengewinde, das in das Innengewinde des Gewindeteils einschraubbar ist.

Der Gewindebolzen ist hierbei in einer Steckverbindung mit Reibschluß in die Gewindehülse einführbar, wobei reibungser höhende Mittel vorgesehen sind. Die beiden Gewindeverbindun gen liegen hier in Axialrichtung hintereinander, so daß in dieser Richtung relativ viel Platz benötigt wird. Zudem er folgt die Kraftübertragung zwischen dem Gewindebolzen und dem Gewindeteil über eine relativ große Distanz, was je nach Gege benheiten ungünstig sein kann.

Zudem sind weitere, unterschiedliche, konstruktive Varianten des allgemeinen Prinzips, nach dem das Einstellen einer Di stanzhülse und das Verspannen der Verbindung durch Betätigung des Gewindebolzens erfolgt, bekannt (DE-GM 91 12 424).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Schraubver bindung so weiterzubilden, daß bei günstigem Kraftverlauf ge ringe, axiale Abmessungen möglich sind.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.

Nach Anspruch 1 wird ein Innengewinde in der Gewindehülse vor geschlagen. Dabei stellt das Innengewinde das Gegengewinde für den Gewindebolzen dar, das zur Aufnahme der Zugkräfte über den Gewindebolzen dient, gleichzeitig wird darüber das zweite, höhere Reibmoment auf die Gewindehülse übertragen. Im montierten Endzustand werden durch diese Anordnung die auf tretenden Kräfte vom Gewindebolzen in die Gewindehülse und von dort in das Gewindeteil am ersten Bauteil mit einem gün stigen Kraftverlauf direkt übertragen. Die beiden Gewinde lie gen radial zueinander und nicht axial hintereinander, so daß sich eine vorteilhafte, geringe Aufbauhöhe der Gesamtanord nung ergibt.

Nach Anspruch 2 wird vorgeschlagen, daß als an sich bekanntes Mittel zur Erhöhung des Reibwertes der Verbindung zwischen Gewindebolzen und Gewindehülse ein verformbarer Zwischenring eingebracht ist. Es sind auch noch andere, teilweise bekannte Maßnahmen zur Erhöhung des Reibwertes anwendbar: Ein ggf. ausgehärteter Kleber oder ein zähflüssiges Material können in der Gewindehülse oder auf dem Gewindebolzen angebracht sein, so daß der Gewindebolzen beim Einführen in die Gewindehülse gehalten ist und sich erst bei der Anlage der Gewindehülse an das zweite Bauteil losreißt und sich weiterdrehen läßt. Weiter können die unterschiedlichen Reibwerte in den beiden Gewinden, ggf. durch starke Toleranzen in den Gewindegängen oder große Unterschiede in den Gewindesteigungen oder durch Verpressungen oder Stauchungen erzeugt werden.

In Anspruch 3 wird vorgeschlagen, daß der Zwischenring als Kunststoffring auf den Gewindebolzen vor der Montage aufge schoben wird. Dies kann einfach in einer Vormontage ohne gro ßen Aufwand durchgeführt werden. Der Kunststoffring wird bei der Montage zwischen das Gewinde des Gewindebolzens und der Innenwand der Gewindehülse gepreßt und erzeugt dadurch den geforderten höheren, zweiten Reibwert.

In der Ausführung nach Anspruch 4 wird vorgeschlagen, daß der Zwischenring als Kunststoffring in eine Nut der Gewindehülse, insbesondere in der Ausführungsform mit einer glatten Bohrung in der Gewindehülse oder in eine Nut des Gewindebolzens vor der Montage eingesetzt ist. Das Gewinde des Gewindebolzens schneidet sich dabei bei einer Anbringung des Zwischenrings in der Gewindehülse in den Kunststoffring ein, womit der ge fordert hohe Reibwert erzeugt wird.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird ein bevorzugter Anwen dungsfall abgedeckt. Hierbei handelt es sich bei den beiden zu verbindenden Bauteilen um Karosseriebleche eines Kraftfahr zeugs. Das Gewindeteil, welches die Gewindehülse aufnimmt, ist dabei als eine, im Kraftfahrzeugbau übliche Schweißmutter ausgebildet. Dadurch läßt sich die erfindungsgemäße Schraub verbindung in einen modernen, automatisierten Produktionsab lauf einfach und kostengünstig integrieren.

Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Er findung näher erläutert.

Die einzige Figur stellt eine Schraubverbindung dar und be steht aus den zwei Blechteilen 1 und 2, einer Gewindehülse 17, einem Gewindeteil 18, einem Gewindebolzen 19, einem Bol zenkopf 20 und einer Beilagscheibe 6. In den zwei zu verbin denden Blechteilen 1 und 2 sind zwei unterschiedlich große, koaxiale Bohrungen eingebracht. Mit dem ersten Blechteil 1 ist das Gewindeteil 18 fest verbunden. In das Gewindeteil 18 ist die Gewindehülse 17 mit ihrem durchgehenden Außengewinde vollständig einschraubbar. Die Gewindehülse 17 besitzt ein zu sätzliches, durchgehendes Innengewinde 21 als Gegengewinde für den Gewindebolzen 19, wobei zur Erhöhung des Reibwerts ein nicht dargestellter Kunststoffring eingebracht werden kann oder andere reibungserhöhende Maßnahmen getroffen werden können. Vor der Verschraubung der beiden Blechteile 1 und 2 wird die Gewindehülse 17 vollständig in das Gewindeteil 18 eingeschraubt. Die beiden Blechteile 1 und 2 werden sodann mit ihrem Relativabstand 11 mit koaxialer Überdeckung der Bohrungen aneinandergebracht und gegen Relativbewegungen fixiert. Der Gewindebolzen 19 wird nun mit aufgelegter Beilag scheibe 6 durch die Bohrung im Blechteil 2 gesteckt und in die Gewindehülse 17 eingedreht. Durch das hohe Reibmoment des Innengewindes 21 der Gewindehülse 17 wird diese zuerst bis zum Anschlag an das zweite Blechteil 2 aus dem Gewindeteil 18 herausgedreht. Anschließend wird der Gewindebolzen 19 durch die Gewindehülse 17 gedreht und mit seinem Bolzenkopf 20 über die Beilagscheibe 6 am zweiten Blechteil 2 zur Anlage ge bracht und durch Festziehen fixiert.

Claims

1. Schraubverbindung zwischen zwei in einem Abstand liegenden Bauteilen,
mit einem ersten Bauteil (1) mit einem damit fest verbunde nen Gewindeteil (18),
mit einer Gewindehülse (17), das mit dem Gewindeteil (18) mit einem ersten Reibmoment verschraubbar ist,
mit einem zweiten Bauteil (2) mit einer Bohrung koaxial zum Gewinde (13) des Gewindeteils (18),
mit einem Gewindebolzen (19), wobei die Bohrung dem Durch messer des Gewindebolzens (19) entspricht und der Gewinde bolzen (19) in die Gewindehülse (17) mit einem zweiten Reibmoment einführbar ist, so daß die dem zweiten Bauteil (2) zugekehrte Stirnseite der Gewindehülse (17) am Randbe reich der Bohrung abstützbar ist,
wobei das zweite Reibmoment größer ist als das erste Reib moment und das Gewinde (13) zwischen Gewindehülse (17) und Gewindeteil (18) eine andere Drehrichtung als das Gegenge winde (21) zwischen Gewindebolzen (19) und ersten Bauteil (1) hat,
das Gewindeteil (18) ein Innengewinde (13) aufweist, und die Gewindehülse (17) ein über die Längserstreckung durch gehendes Außengewinde enthält, das in das Innengewinde (13) des Gewindeteils (18) einschraubbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gewindehülse (17) ein Innengewinde (21) als Gegen gewinde für den Gewindebolzen (19) aufweist.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Reibwerts der Verbindung zwischen Ge windebolzen (19) und Gewindehülse (17) ein verformbarer Zwischenring eingebracht ist.

3. Schraubverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring als Kunststoffring auf den Gewindebol zen (19) vor der Montage aufgeschoben ist.

4. Schraubverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring als Kunststoffring in eine Nut der Ge windehülse (17) oder des Schraubbolzens (19) vor der Monta ge eingesetzt ist.

5. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile (1 und 2) Karosseriebleche eines Kraftfahrzeugs sind und daß das Gewindeteil (18) eine Schweißmutter ist.