DE7312940U - Schraubverbindung - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2 - 5/„η 107 3
Berlin und München Witoelsbacherplatz 2

73/6056

Schraubverbindung

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung, insbesondere für die Befestigung von Klangkörpern in elektromechanischen Schallerzeugern, mit einer das Schraubengewinde auf -.venigsten3 einem Teil seiner Länge umgebenden Zentrierhülse, deren äußere Quersciinittsabmpssungen, zumindest über einen Teil ihrer
axialen Länge der lichten Weite des der Schraubverbindung
dienenden Befestigungsdurchbruchs wenigstens eines der miteinander zu verbindenden Werkstücke angepaßt sind.

Schraubverbindungen mit derartigen Zentrierhülsen sind bekannt. Man bedient sich ihrer z.B. bei geschichteten Kontaktfedersätzen zum Zusammenhalten des Federpakets. Eine Zentrierhülse hat dort die Aufgabe, die Verbindungsschraube innerhalb gewisser Grenzen zentrisch in den Befestigungsdurchbrüchen der Federsatzteile zu führen und damit einen galvanischen Kontakt der Schraube mit den Federsatzteilen zu verhindern. Zu diesem Zv/eck bewirkt die Zentrierhülse mit ihrer Mantelfläche die
Zentrierung der Befestigungsdurchbrüche aller geschichteten Federsatzteile.

Die Zentrierhülse kann im einfachsten Fall als ein Rohr aus Isolierstoff ausgebildet sein, das mit ausreichendem Spiel
durch die Befestigungsdurchbrüche der Federsatzteile führbar ist und durch dessen Bohrung die Verbindungsschraube geführt werden kann. Mit der auf diese Weise konzentrisch geführten Verbindunpjsschraube kann das Federpaket in ausreichend zentriertem Zustand auf einei* Basisplatte befestigt und zusammengespannt werden.
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Erfindungsgemäß soll eine Schraubverbindung mit Zentrierhülse für die innerhalb eines beliebigen Drehwinkels fixierbare Befestigung eines Werkbtücks an einem anderen nutzbar gemacht werden. Insbesondere handelt es sich dabei um die Befestigung von Klangkörpern eines elektromechanischen Schallerzeugers auf einem entsprechenden Basisteil. Derartige Klangkörper, beispielsweise Glockenschalen, sind meist mit einem exzentrisch angeordneten Befesti^ungsdurchbruch versehen, und ermöglichen durch Verdrehen um ,lie Befestigungsaehse das Einstellen der Anschlagsintensität bzw. des Luftspalts zwischen Klöppel und Anschlagfläche. Bei einer Befestigung der Glockenschale ohne besondere Zentrierhülse übernimmt die Befestigungsschraube selbst die Aufgabe des Zentrierens. Die zentrierende Wirkung der Befestigungsschraube auf den Befestiguiigsdurchbruch tritt dabei wegen des montagebedingten, vergleichsweise großen Spiels zwischen Schraube und Durchbruch erst im Augenblick des PestZiehens der Schraube endgültig ein. Das hat zur Folge, daß eine bestimmte, bei gelockerter Schraube eingestellte Anschlagsintensität beim Pestziehen der Schraube, selbst wenn die Glockenschale drehsicher festgehalten wird, durch Veränderung der Zsntrizität von Durchbruch und Schraube wieder verlorengehen kann.

Durch Verwendung einer bekannten Zentrierhülse ließe sich zwar das Spiel zwischen Schraube und Durchbruch verringern,

aber ein gewisses, zum Zusammenfügen von Hülse und Durchbruch . benötigtes Spiel bliebe auch in diesem Fall bestehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubverbindung mit einer Zentrierhülse zu beschreiben, die schon bevor die Verbindungsschraube endgültig angezogen ist, das Spiel zwischen der Mantelfläche der Zentrierhülse und den Befestigungsdurchbrüchen ausschaltet und damit ein spielfreies Justieren und ein die Justage nicht mehr beeinflussendes Fixieren der Werkstücke ermöglicht.

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Der erfindungsgemäße Zweck wird dadurch erreicht, daß die genannte Zentrj -rhülse aus plastisch und/oder elastisch verformbarem Material besteht, und daß ihr Innendurchmesser et-r wa dem Plankendurchmesser des Schraubengewindes angepaßt ist. 5

Die Verformbarkeit dieser erfindungsgemäßen Zentrierhülse ermöglicht ihre weitgehende Anpassung an den Querschnitt der Befestigungsdurchbrüche. Das Verformen geschieht erfindungsgemäß durch das Eindrehen der Befestigungsschraube in die etwa dem Plankendurchmesser der Schraube entsprechende Bohrung der Zentrierhülse und versteht sich als ein Aufweiten der Zentrierhülse. Der dabei erzielbare Verformungsgrad ist selbstverständlich von den Werkstoffeigenschaften der Zentrierhülse abhängig. Deshalb ist das angegebene Verhältnis von Bohrungs- und Ge-Windedurchmesser nur als Faustwert zu betrachten. Grundsätzlich kommt es für das Aufweiten der Zentrierhülse darauf an, daß der Bohrungsdurchmesser kleiner ist als der zugeordnete Nenndurchmesser des Schraubengewindes.

Bei einer konstruktiven Anpassung der Maße von Hülse und Brfestigungsdurchbruch in der Weise, daß die Differenz von Hülsen-Außendurchmesser und der lichten Weite des Befestigungsdurchbruchs durch die unter Berücksichtigung der Werkstoffe?.genschaften mögliche Aufweitung der Hülse ausgeglichen werden kann, ist es durch das Eindrehen der Schraube in die Zentrierhülse möglich, das montagebedingte Spiel zwischen Hülse und Befestigungsdurchbruch zu beseitigen.

Ein Verdrehen eines so geführten Werkstücks, beispielweise der Glockenschale, auf der Zentrierhülse zum Zwecke der Einstellung ist in diesem Zustand noch ohne weiteres unter Einhaltung der Zentrizität der Befestigungsmittel möglich. Erst durch das Pestziehen der Befestigungsschraube wird schließlich die Winkelstellung des zentrierten Werkstückes fixiert, jedoch wiederum ohne die gegebene Zentrizität zu beeinflussen.

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Die erfindungsgemäß ausgebildete Zentrierhülse kann in Befestigungsdurchbrüchen oder Ausnehmungen aller miteinander zu verbindenden Werkstücke aufgenommen sein und dort radial zur Anlage kommen. Sie kann auch, nach einer Weiterbildung der Erfindung, zwischen ihren, den miteinander zu verbindenden Werkstücken zugeordneten ündbereichen eine sprunghafte Vergrößerung ihrer äußeren Qv.erschnittsabmessungen aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, miteinander zu verbindende Werkstücke auf Distanz zu halten. An den so geschaffenen Querschnittsübergängen sind damit Aniageflächen entstanden, über die die Werkstücke, in deren Befestigungsdurchbrüchen die Endbereiche der Zentrierhülse bereits radial zur Anlage kommen, nicht hinwegbewegt werden können.

Nach einer anderen Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Zentrierhülse einstückig mit einem der miteinander zu verbindenden Werkstücke ausgebildet sein. Es ist z.B. möglich, an einem Basisteil aus geformtem Isolierstoff einen hülsenartigen Ansatz vorzusehen, dessen Maßverhältnisse den vorgenannten entsprechen. Eine solche Anordnung hat für die Montage den Vorteil, daß das auf die Befestigungsschraube beim Einschrauben ausgeübte Drehmoment an der Zentrierhülse nicht besonders abgefangen zu werden braucht, da die Zentrierhülse von vornherein verdrehungssicher mit dem Basisteil verbunden ist.

Die an einem Werkstück, z.3, dem genannten Basis teil vorgesehene Zentrierhülse kann ihrerseits zwischen ihrem freien Endbereich und der Eben«- des sie bildenden Basisteils eine sprunghafte Vergrößerung ihrer äußeren Querschnittsr.bmessungen aufweisen, die wiederum als Anlagefläche für das zu befestigende Werkstück dienen kann.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Fläche

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BefeatigungBdurchbruch z.B. eine quadratische oder dreieckige Form hat, deren lichte Weite auf den Aufnahraebereich der Zentrierhülse abgestimmt ist, so ist die zentrierende Wirkung der vorzugsweise zylindrischen Hülse nach wie vor gegeben. Durch die elastische und/oder plastische Anpassung der verformbaren Hülse an die Form des Durchbruchs ergibt sich dabei jedoch bereits beim leichten Eindrehen der Schraube und dem dadurch hervorgerufenen Aufweiten der Zentrierhülse eine nicht unerwünschte zusätzliche formschlüssige Drehsicherung des befestigten Werkstückes, die sich besonders beim späteren Festziehen der Schraube vorteilhaft auswirkt.

Die axiale Länge des der lichten Weite des Befestigungsdurchbruchs angepaßten Teils der Zentrierhülse braucht nun nicht größer zu sein als die Ausdehnung des Befestigungsdurchbruchs in axialer Richtung, die im allgemeinen der Materialdicke des Werkstücks an dieser Stelle entspricht. Sie kann eher kleiner gehalten werden, damit der Schraubenkopf beim Festziehen mit Sicherheit auf dem zu befestigenden Werkstück zu liegen kommt.

Die axiale Länge des der lichten Weite des Befestigungrdurchbruchs angepaßten Teils der Zentrierhülse kann aber auch, mit gewissen Vorteilen, größer gemacht werden als die Ausdehnung des Durchbruchs in axialer Richtung. Insbesondere bei vom runden Querschnitt abweichenden Formen des Befestigungsdurchbruchs ergibt sich daraus eine noch wirksamere Drehsicherung für das befestigte Werkstück, da das über den Befestigungsdurchbruch hinausragende Material der Zentrierhülse durch den aufsitzenden Schraubenkopf beim Festziehen verformt und in die zwischen Durchbruch und Zentrierhüise freibleibenden Hohlräume gedrückt wird.

Um das zunächst mit der Schraube befestigte Werkstück auch bei herausgedrehter Befestigungsschraube nicht zu verlieren, ist es möglich, den Befestigungsdurchbruch so zu gestalten, daß seine

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axiale Querschnittefläche sich in ihrem dem freien Ende der Zentrierhülse zugeordneten Bereich symmetrisch erweitert. In diese Erweiterung hinein formt sich beim Anziehen der Befestigungsschraube das Material des über den Befestigungsdurchbruch hinausstehenden Teils der Zentrierhülse und bildet so eine Art Nietkopf, der auch nach dem Herausdrehen der Schraube bestehen bleibt und für eine formschlüssige Verbindung sorgt.

Die hier beschriebene Schraubverbindung ist unter Verwendung von normalen Gewindeschrauben herstellbar. Dazu ist es auch möglich, die die Schraube aufnehmende Bohrung der Zentrierhülse mit einem vorgeschnittenen Innengewinde zu versehen. Wenn sein Durchmesser unter dem Nenndurchmesser des Schraubengewindes liegt, kann die durch das Eindrehen der Schraube erzielbare Aufweitung der Zentrierhülse für den erwünschten Effekt durchaus genügen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von sogenannten Blechschrauben, die annähernd in eine Spitze auslaufen oder zumindest einen kegelstumpfförmigen Endbereich haben und ihren Nenndurchmesser erst nach allmählichem Durchmesseranstieg über einen Teil ihrer axialen Länge erreichen. Der kegelförmige Bereich am Schraubenende läßt ein allmähliches, von der Einschraubtiefe abhängiges Aufweiten der Zentrierhülse zu, das insbesondere erwünscht ist bei den letztgenannten, von der Kreisform abweichenden Befestigungsdurchbrüchen.

Sine solche Blechschraube kann zunächst so weit in die Zentrierhülse eingeschraubt werden, daQ durch die Aufweitung der Hülse gerade das Spiel zur lichten Weite des Befestigungsdurchbruchs ausgeglichen ist. Die Winkelstellung des Werkstücks ist in diesem Zustand spielfrei einstellbar. Beim weiteren Eindrehen der Blechschraube tritt allmählich die beschriebene formschlüssige Sicherung des Werkstückes gegen Verdrehung ein, bis schließlich der auf dem Werkstück aufsitzende Schraubenkopf seine Lage reibschlüssig fixiert_o

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Sollten die Werkstoffeigenschaften eine ausreichende Verformung der Zentrierhülse nicht zulassen, so ist es in einer, die Elastizität der Hülse erhöhenden Weise auch möglich, den einem Befestigungsdurchbruch zugeordneten Bereich einer Zentrierhülse ähnlich einer Spannzange mit gleichmäßig am Hülsenumfang verteilten, radialen, achsparallelen Schlitzen "u versehen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von in den Figuren dergestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Zentrierhülse verbundenes Bauteilepaar,

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zentrierhülse mit einem montagebereit dargestellten Bauteilepaar ähnlich dem in Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Schraubverbindung weist eine einstückig an einem Basis teil 1 mitgeformte, erfindungsgemäße Zentrierhülse 2 auf, deren freier Endbereich 3 der lichten Weite des .i^festigungsdurchbruchs 4- eines Werkstückes 5 angepaßt ist. Bei dem Werkstück handelt es sich in der Darstellung UXr₄ eine Glockenschale für elektromagnetische Schallerzeuger.

Bereits durch die erst wenige Gewindegänge in die Bohrung 8 der Zentrierhülse, deren Durchmesser etwa dem Flankendurchmesser des Schraubengewindes antspricht, eingedrehte Blechschraube 6 wird der im Befestigungsdurchbruch des Werkstückes aufgenommene Bereich der Zentrierhülse so aufgeweitet, daß die Mantelfläche der Zentrierhülse unter Ausscheidung des für die Montage benötigten Spiels an der Wand des Durchbruchs anliegt. Das Werkstück ist in diesem Zustand der Verbindung spielfrei auf der Zentrierhülse drehbar. Bei weiterem Eindrehen der zunächst kegelförmigen Schraube nimmt die Ver-

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formung der Hülse zu, bis der zylindrische Bereich der Schraube in die Bohrung eintritt.

Wenn nun die Länge des dem Befestiguiigsdurchbruch angepaßten Hülsenbereichs, wie in Pig. I dargestellt, kleiner oder allenfalls gleich der Ausdehnung des Durchbruchs in axialer Richtung, die der Werkstoffdicke entspricht, ausgeführt ist, kann die Befestigungsschraube im angezogenen Zustand mit ihrem die Haltekraft übertragenden Kopf bzw. mit einer untergelegten Scheibe 7 direkt auf das zu befestigende Werkstück einwirken und damit eine weitere Verdrehbarkeit verhindern.

Zwischen ihrem freien Endbereich und der Ebene 11 des sie bildenden Basisteils 1 weist die Zentrierhülse eine sprunghafte Vergrößerung 9 ihrer äußeren Querschnittsabmessungen auf, wodurch im Übergangsbereich eine Anlagefläche 10 für das zu befeatigende Werkstück entsteht. Dieser Bereich vergrößerten Querschnitts mit seiner Anlagefläche sorgt für eine bestimmte Iii.3tanz zwischen den Befestigungsebenen 10 und 11 der miteinander verbundenen Teile.

Das in Pig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Zentr^erhülse, bei der die Länge des dem Durchbruchsquerpchnitt angepaßten Hülsenbereichs 3 größer ist als die entsprechende Ausdehnung de3 Durchbruchs bzw. der Materialdicke des zu befestigenden Werkstückes an dieser Stelle. Der Befestigungsdurchbruch weise dabei in seinem dem freien Ende der Hülse zugeordneten Bereich eine symmetrische Erweiterung 12 nach Art einer kegeligen Senkung auf.

Der über den Befestigungsdurchbruch hinausragende Teil der Zentrierhülse wird beim Anziehen der Schraube derart verformt, daß er den erweiterten Bereich des Durchbruchs teils elastisch, teils plastisch ausfüllt, so daß auch beim Entfernen der Schraube noch eine formschlüssige Halterung des

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Werkstückes vorhanden ist, die zumindest das Herausfallen des Werkstücks verhindert kann.

Bei richtiger Dimensionierung der Hülsenlänge ist auch in diesem Falle die Gewähr gegeben, daß die Haltekraft der Schraube in angezogenem Zustand direkt auf das Werkstück wirkt,

10 Patentansprüche
2 Figuren

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'31294028.2.74

Claims (1)

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   1. Schraubverbindung, insbesondere für die Befestigung von Klangkörpern in elektromechanischen Schallerzeugern, mit einer das Schraubengewinde auf wenigstens einem Teil seiner Länge umgebenuen Zentrierhülse, deren äußere Querschnittsabmessungen zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge der lichten Weite des der Schraubverbindung dienenden Befestigungsdurchbruchs wenigstens eir~s der miteinander zu verbindenden Werkstücke angepaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zentrierhülse (2) aus plastisch und/ oder elastisch verformbarem Material besteht und daß ihr Innendurchmesser (8) etwa dem Plankendurchmesser des Schraubengewindes (6) angepaßt ist.

   2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Zentrierhülse zwischen ihren den miteinander zu verbindenden Y/erkstücken (1 und 5) zugeordneten Endbereichan (3) eine sprunghafte Vergrößerung (9) ihrer äußeren Querschnittsabmessungen aufweist.

   5. Schraubverbindung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß die Zentrierhülse einstückig mit einem der miteinander zu verbindenden Werkstücke (1) ausgebildet ist.

   4. Schraubverbindung nach Anspruch 3>dadurch gekenn zeichnet, daß die Zentrierhülse zwischen ihrem freien Endbereich (3) und der Ebene des sie bildenden Werkstücks (11) eine sprunghafte Vergrößerung (9) ihrer äußeren Querschnictsabmessungen aufweist.

   5. Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurjh gekennzeichnet, daß

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   die Fläche des Befestigungsdurchbruchs in achsparalleler Projektion wenigstens in einem der miteinander zu verbindenden Werkstücke eine von einer Kreisfläche abweichende Gestalt besitzt.

   6. Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des der lichten Weite d-iS Befestigungsdurchbruchs (4) angepaßten Teils (3) der Zentrierhülse (2) nicht größer ist als die Ausdehnung des Befestigungsdurchbruchs in axialer Richtung.

   7. Schraubverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - [5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des der lichten Weite des Befestigungsdurchbruchs (4) angepaßten Teils (3) der Zentrierhülse (2) größer ist als die Ausdehnung des Befestigungsdurchbruchs in axialer Richtung.

   8. Schraubverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Querschnittsfläche des Befestigungsdurchbruchs (4) sich in ihrem dein freien Ende der Zentrierhülse (3) zugeordneten Bereich (12) symmetrisch erweitert.

   9· Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsschraube (6) eine Blechschraube mit spitz zulaufendem, zumindest kegelstumpfförmigen. Endbereich vorgesehen ist.

   10. Schraubverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einem Befestigungsdurchbruch (4) zugeordnete Bereich einer Zentrierhülse (3) mit gleichmäßig am Hülsenumfang verteilten,radialen, achsparallelen Schlitzen versehen ist.

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