EP3008350A1 - Schraubverbindung von mindestens zwei aneinander anliegenden bauteilen - Google Patents

Schraubverbindung von mindestens zwei aneinander anliegenden bauteilen

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Publication number
EP3008350A1
EP3008350A1 EP14728449.1A EP14728449A EP3008350A1 EP 3008350 A1 EP3008350 A1 EP 3008350A1 EP 14728449 A EP14728449 A EP 14728449A EP 3008350 A1 EP3008350 A1 EP 3008350A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
screw connection
recess
screw
bolt
Prior art date
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Ceased
Application number
EP14728449.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arne AHLSTRÖM
Kai Fischer
Marc Tillmanns
Guido ENNINGHORST
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Marine Systems GmbH filed Critical ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Publication of EP3008350A1 publication Critical patent/EP3008350A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/02—Bolts or sleeves for positioning of machine parts, e.g. notched taper pins, fitting pins, sleeves, eccentric positioning rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/10—Armoured hulls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/13—Hulls built to withstand hydrostatic pressure when fully submerged, e.g. submarine hulls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B33/00—Features common to bolt and nut
    • F16B33/002—Means for preventing rotation of screw-threaded elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F16B5/0241—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread with the possibility for the connection to absorb deformation, e.g. thermal or vibrational
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/06—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips
    • F16B5/0607—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other
    • F16B5/0621—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship
    • F16B5/0642—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship the plates being arranged one on top of the other and in full close contact with each other

Definitions

  • the invention relates to a screw with the features specified in the preamble of claim 1.
  • Screw connections are a well-known measure to releasably connect two or more components together.
  • the starting point of the invention are those screw connections in which the components to be joined abut each other, wherein a through-bolt is guided by recesses on the components to be connected and the components between a head of the through-bolt and a screwed onto the through-bolt nut are fixed.
  • the object of the invention is to provide a screw of the type mentioned above, which is quickly and easily produced even under unfavorable conditions of installation.
  • the inventively proposed screw of at least two adjacent components has a guided through recesses in the components through-bolt.
  • the recesses formed on the components to be interconnected are preferably through holes which are aligned with one another in the connection direction of the components or slots aligned with one another starting from the outer edge of the components.
  • the push-through screw is preferably a rigid screw.
  • the nut member has an inwardly extended portion adjacent to the second member, which surrounds the screw with play. Ie. no thread extending over the entire length of the inner lumen is formed on the inner lumen of the parent component. Instead, only a portion of the inner lumen of the parent member is threaded.
  • This section of the mother component is axially spaced from the second component when the second component is seated on the second component, wherein the extended portion of the inner lumen is arranged between the second component and the threaded portion, in which the through-bolt is spaced from the inner wall of the parent component.
  • the nut member allows the use of through-bolts with greater clamping length to compensate for bias losses, wherein the desired clamping length determines the axial dimension of the adjacent to the second component extended portion of the nut member.
  • the parent component of the screw according to the invention combines the functions of the previously required expansion sleeve and nut in one part, whereby the production of the screw compared to the previously known screw this kind of unification in particular unfortunate assembly conditions to a considerable extent becomes facht, since only two loose parts, namely the through-bolt and the parent component for the preparation of the screw must be handled.
  • an end of the nut component facing the second component engages in a recess formed on the second component for passing through the through-bolt.
  • the recess formed on the second component has, at least in the region in which the end of the nut component engages, expediently prove a cross section corresponding to the outer cross section of the nut component in its end section.
  • the engagement of the nut component in the recess formed on the second component further simplifies the production of the screw connection, since the nut component is effortlessly placed in the correct position on the second component before the through-bolt is introduced into the recesses formed on the components to be connected can be, is prevented by the engagement in the recess of the second component, a displacement of the nut member transversely to the direction of connection of the components.
  • the second component facing the end of the nut member may completely pass through the recess formed on the second component or engage only in a portion of the recess.
  • the recess may be formed in a stepped manner, wherein its cross-section in an outer region, in which engages the end of the nut member has a corresponding with the end of the nut member cross-section and subsequently has a smaller cross-section.
  • the insertion depth of the mother component into the recess of the second component is limited by the shoulder thus formed.
  • the depth of engagement of the female component in the recess of the second component can advantageously be limited by the fact that Mother component for this purpose stop means are provided.
  • These stop means are expediently arranged or formed on the parent component in such a way that they abut on the edge of the recess of the second component in the case of the parent component engaging in the recess of the second component.
  • the end of the parent component facing the second component is formed by a shoulder having a non-rotationally symmetrical cross section, the cross section of the recess formed on the second component corresponding to the cross section of the shoulder.
  • the recess formed on the second component but only in the region in which engages the end of the parent member, must have a non-rotationally symmetrical cross-section and in the remaining area only the implementation of the through-bolt must allow.
  • the recess formed on the second component has over its entire length a cross-section corresponding to the shoulder of the nut component.
  • the fixation of the mother component can be particularly advantageous if the first component or the remaining components to be connected to the second component do not yet rest on the second component and the outside of the second component remote from these components is still readily accessible for the arrangement of the parent component.
  • the cross-sectional shape of the recess and the cross-sectional shape of the heel formed on the parent component are basically arbitrary, as long as they deviate from a circular shape.
  • the shoulder of the parent component preferably has a rectangular outer contour and, corresponding to this, the recess formed on the second component has a rectangular inner contour.
  • stop means preferably provided for limiting the penetration depth of the nut component into the recess of the second component is likewise basically arbitrary.
  • any protrusion aligned on the outside of the nut component can be used transversely to the connecting direction of the components to be connected.
  • This projection may be an integral part of the parent component or may be formed by a separate part attached to the parent component.
  • the parent component has a radially outwardly projecting annular shoulder adjoining the end of the shoulder facing away from the second component, which extends at least partially in the radial direction over the cross-sectional profile of the shoulder.
  • a bearing bush for the push-through screw is arranged in the recess formed on the first component for passing through the through-bolt, said bushing being connected to a through-hole screwed off from the second component. turned outer edge of the recess rests positively.
  • the recess formed on the first component has a cross section which is greater than the cross section of the shank of the through-bolt and corresponds to the outer cross section of the bearing sleeve for the push-through, while at one end of the bearing sleeve preferably a radially projecting annular shoulder is formed, which the outer edge of the Auslang is the first component to the plant.
  • the bearing bush is arranged completely in the recess formed on the first component.
  • a radial extension may be formed, which advantageously accommodates the ring shoulder formed on the bearing bush such that one end face of the the bearing sleeve formed annular shoulder with the outside of the first component is aligned.
  • the bearing bush expediently has an extension for receiving the screw head at its front end in the insertion direction of the push-through screw.
  • the parent component at its end facing the second component has a shoulder with non-rotationally symmetrical cross section which engages against rotation of the nut member in a correspondingly formed recess of the second component
  • the head of the through-bolt and preferably also on the bearing bush formed extension rotationally symmetrical may have a cylinder head and the expansion formed on the bearing bush. tion for receiving the screw head for this purpose be correspondingly cylindrical.
  • the screw according to the invention is particularly suitable for the connection of components that are exposed to changing operating forces or temperature changes. Such operating conditions occur, for example, during the deployment of military submarines.
  • the invention therefore also relates to a submarine in which at least two components are connected to a screw connection as described above.
  • Submarines usually have a pressure body and the pressure body at least partially outside surrounding outer skin.
  • the outer skin is usually formed by covering parts of a fiber composite material, which are fastened to straps which are arranged on the outside of the pressure hull.
  • FIG. 1 shows very greatly simplified and at different scales: a screw of two adjacent 'components in a plan view, 2 shows the screw connection according to FIG. 1 in a section along the section line II - II in FIG. 1, FIG.
  • Fig. 3 shows the screw connection according to Fig. 1 in a perspective exploded view
  • FIGS. 1-3 shows a parent component of the screw connection according to FIGS. 1-3 in a perspective view.
  • the screwed connection shown in the drawing serves to connect a component 2 to a component 4.
  • the component 2 is an outer skin part of a submarine, which is otherwise not shown, which is fastened to a carrier in the form of the component 4 arranged on the outside of the pressure hull of the submarine ,
  • only a rectangular section in the region of the screw connection is shown in simplified form of the outer skin part or component 2 and the carrier or component 4.
  • the two components 2 and 4 lie flat against each other.
  • the component 2 has a recess 6 in the form of a through hole, which extends in the connecting direction of the components 2 and 4 through the component 2 therethrough.
  • the recess 6 is essentially cylindrical, but it has a conical enlargement 8 adjoining the outside of the component 2 facing away from the component 4.
  • a recess 10 is formed on the component 4 and extends through the component 4 in the direction of connection of the components 2 and 4.
  • the Ausappel ung 10 has a square cross-section and is arranged so that the central axes A of the recesses 6 and 10 match.
  • a bearing bush 12 is inserted for a through-bolt 14.
  • the bearing bush 12 has a cylindrical base body, at the end facing away from the component 4 is an end facing away from the component 4 outside of the component 2 conically widening annular shoulder 16 is formed. With the annular shoulder 16, the bearing bush 12 is flat against the conical extension 8 of the recess 6 of the component 2.
  • the bearing bush 12 is completely countersunk in the recess 6, so that the end face of the annular shoulder 16 is aligned with the outside of the component 2 facing away from the component 4.
  • the through-bolt 14 is passed over the bearing bushing 12 through the recess 6 of the first component 2 and through the recess 10 of the component 4, wherein an end portion of the through-bolt 14 facing away from a head 18 of the through-bolt 14 on the outside facing away from the component 2 of the component 4 protrudes on the component 4.
  • the head 18 of the through-bolt 14 is completely sunk in a not apparent from the drawing extension of the inner lumen of the bearing bush 12.
  • the parent component 20 has a cylindrical base body 22.
  • a shoulder 24 is formed with a square outer cross-section.
  • the outer cross-sectional contour of the shoulder 24 corresponds to the cross-sectional contour of the recess 10 of the component 4 and is accordingly square.
  • the diameter of the annular shoulder 26 is measured such that the annular shoulder extends beyond the cross-sectional profile of the shoulder 24. With these areas of the annular shoulder 26 projecting beyond the shoulder 24, the latter rests against the outside of the component 4 facing away from the component 2 at the edge of the recess 10 and thus forms a stop means which limits the penetration depth of the nut component 20 into the recess 10.
  • a thread 30 for screw connection with the through-bolt 14 is formed on the inner lumen of the nut member 20, a thread 30 for screw connection with the through-bolt 14 is formed.
  • this thread 30 does not extend over the entire length of the inner lumen 28 of the parent component 20 but is formed only in an end portion 32 of the inner lumen 28 facing away from the shoulder 24, wherein at this end portion 32 extending to the front side of the paragraph 24 section 34th connects, in which the cross section of the inner lumen 28 is widened, so that the through-bolt 14 here has a radial clearance to the inner lumen 28 radially bounding wall.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung von mindestens zwei aneinander anliegenden Bauteilen (2,4). Hierbei ist eine Durchsteckschraube (14) durch Ausnehmungen in den zwei Bauteilen geführt (2,4), wobei der Kopf (18) der Durchsteckschraube an einem ersten Bauteil (2) direkt oder indirekt anliegt. Ein mit der Durchsteckschraube verschraubbares Mutterbauteil (20), welches zur Anlage an einer von dem ersten Bauteil abgewandten Seite eines zweiten Bauteils (4) vorgesehen ist, weist einen an das zweite Bauteil angrenzenden innenseitig erweiterten Abschnitt (34) auf, der die Schraube mit Spiel umgibt.

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Schraubverbindungen sind eine allgemein bekannte Maßnahme, zwei oder mehr Bauteile lösbar miteinander zu verbinden. Den Ausgangspunkt der Erfindung bilden solche Schraubverbindungen, bei denen die miteinander zu verbindenden Bauteile aneinander anliegen, wobei eine Durchsteckschraube durch Ausnehmungen an den zu verbindenden Bauteilen geführt ist und die Bauteile zwischen einem Kopf der Durchsteckschraube und einer auf die Durchsteckschraube aufgeschraubten Mutter festgelegt sind.
Vor allem Betriebsbedingungen, bei denen wechselnde Betriebskräfte oder Temperaturveränderungen auftreten, können zu Vorspan nverlus- ten und damit zum Lösen der Schraubverbindung führen. In diesen Fällen ist es neben der Verwendung von Dehnschrauben üblich, längere Starrschrauben in Verbindung mit einer Dehnhülse zu verwenden, wobei die Dehnhülse zwischen den mit der Schraube zu verbindenden Bauteilen und der auf der Schraube aufgeschraubten Mutter angeord- net ist. Ziel dieser Maßnahme, die sich in besonderem Maße bei der Verbindung von in Verbindungsrichtung vergleichsweise dünnen Bauteilen als sinnvoll erweist, ist es, in der Schraubverbindung auftretende Vorspannungsverluste durch eine größere Klemmlänge der Schraube und die damit einhergehende Möglichkeit einer größeren elastischen Dehnung der Schraube auszugleichen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Insbesondere dann, wenn das Schraubenende, auf das die Dehnhülse aufgesetzt und anschließend die Mutter aufgeschraubt werden muss, schlecht zugänglich ist, erweist sich das Herstellen der Schraubverbin- dung im Allgemeinen als schwierig, da die Dehnhülse, nachdem sie auf das Schraubenende aufgesetzt worden ist, so lange von einer Person in dieser Position gehalten werden muss, bis auch die Mutter auf der Schraube sitzt. Unter Umständen kann es so erforderlich sein, dass zwei Personen zum Herstellen der Schraubverbindung benötigt werden.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Schraubverbindung der oben genannten Art bereitzustellen, die auch unter ungünstigen Montagebedingungen schnell und einfach herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Schraubverbindung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Schraubverbindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale vorteilhaft in der angegebenen Kombination aber auch, soweit technisch sinnvoll, für sich oder in anderer Kombination zur Ausgestaltung der Erfindung beitragen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schraubverbindung von mindestens zwei aneinander anliegenden Bauteilen weist eine durch Ausnehmungen in den Bauteilen geführte Durchsteckschraube auf. Bei den an den miteinander zu verbindenden Bauteilen ausgebildeten Ausnehmungen handelt es sich bevorzugt um Durchgangslöcher, die in Ver- bindungsrichtung der Bauteile miteinander fluchten oder um von dem Außenrand der Bauteile ausgehende, miteinander fluchtende Schlitze. Die Durchsteckschraube ist vorzugsweise eine Starrschraube. In üblicher Weise liegt der Kopf der durch die Ausnehmungen der Bauteile geführten Durchsteckschraube direkt oder über ein Zwischenteil wie eine Scheibe oder Hülse indirekt an einem ersten Bauteil an. Mit einem Mutterbauteil, das zur Anlage an einer von dem ersten Bauteil abgewand- ten Seite eines zweiten Bauteils vorgesehen ist, ist die Durchsteckschraube verschraubt. Unter dem zweiten Bauteil ist bei Verbindung von mehr als zwei Bauteilen miteinander typischerweise das von dem ersten Bauteil entfernteste Bauteil des zu schaffenden Bauteilverbundes zu verstehen.
Gemäß der Erfindung weist das Mutterbauteil einen an das zweite Bauteil angrenzenden innenseitig erweiterten Abschnitt auf, der die Schraube mit Spiel umgibt. D. h. an dem Innenlumen des Mutterbauteils ist kein sich über die gesamte Länge des Innenlumens erstreckendes Gewinde ausgebildet. Stattdessen ist nur ein Teilabschnitt des Innenlumens des Mutterbauteils mit einem Gewinde versehen. Dieser Abschnitt des Mutterbauteils ist bei an dem zweiten Bauteil anliegendem Mutterbauteil axial von dem zweiten Bauteil beabstandet, wobei zwischen dem zweiten Bauteil und dem Gewindeabschnitt der erweiterte Ab- schnitt des Innenlumens angeordnet ist, in dem die Durchsteckschraube von der Innenwandung des Mutterbauteils beabstandet ist.
Aufgrund dieser Ausgestaltung ermöglicht das Mutterbauteil die Verwendung von Durchsteckschrauben mit größerer Klemmlänge zum Ausgleich von Vorspannungsverlusten, wobei die gewünschte Klemmlänge die axiale Abmessung des an das zweite Bauteil angrenzenden erweiterten Abschnitts des Mutterbauteils bestimmt. In vorteilhafter Weise vereint das Mutterbauteil der erfindungsgemäßen Schraubverbindung so die Funktionen der bislang benötigten Dehnhülse und Mutter in einem Teil, wodurch die Herstellung der Schraubverbindung gegenüber den bislang bekannten Schraubverbindungen dieser Art insbesondere bei ungünstigen Montagebedingungen in erheblichem Maße verein- facht wird, da nur noch zwei lose Teile, nämlich die Durchsteckschraube und das Mutterbauteil zur Herstellung der Schraubverbindung gehandhabt werden müssen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der .Erfindung greift ein dem zweiten Bauteil zugewandtes Ende des Mutterbauteils in eine an dem zweiten Bauteil zur Durchführung der Durchsteckschraube ausgebildete Ausnehmung ein. Hierbei weist die an dem zweiten Bauteil busgebildete Ausnehmung zumindest in dem Bereich, in den das Ende des Mut- terbauteils eingreift, zweck mäßig erweise einen mit dem Außenquerschnitt des Mutterbauteils in dessen Endabschnitt korrespondierenden Querschnitt auf. Durch den Eingriff des Mutterbauteils in die an dem zweiten Bauteil ausgebildete Ausnehmung wird das Herstellen der Schraubverbindung weiter vereinfacht, da das Mutterbauteil, bevor die Durchsteckschraube in die an den zu verbindenden Bauteilen ausgebildeten Ausnehmungen eingeführt wird, an dem zweiten Bauteil mühelos an der richtigen Stelle platziert werden kann, wobei durch das Eingreifen in die Ausnehmung des zweiten Bauteils eine Verschiebung des Mutterbauteils quer zur Verbindungsrichtung der Bauteile verhindert wird.
Das dem zweiten Bauteil zugewandte Ende des Mutterbauteils kann die an dem zweiten Bauteil ausgebildete Ausnehmung vollständig durchgreifen oder nur in einen Teilbereich der Ausnehmung eingreifen. Im letztgenannten Fall kann die Ausnehmung absatzförmig ausgebildet sein, wobei ihr Querschnitt in einem Außenbereich, in den das Ende des Mutterbauteils eingreift, einen mit dem Ende des Mutterbauteils korrespondierenden Querschnitt und daran anschließend einen kleineren Querschnitt aufweist. Durch den so gebildeten Absatz wird die Einbring- tiefe des Mutterbauteils in die Ausnehmung des zweiten Bauteils begrenzt. Beispielsweise dann, wenn die an dem zweiten Bauteil ausgebildete Ausnehmung, wie es bevorzugt vorgesehen ist, herstellungstechnisch einfacher durchgehend einen mit dem Außenquerschnitt des Mutterbauteils korrespondierenden Querschnitt aufweist, kann die Eingriffstiefe des Mutterbauteils in die Ausnehmung des zweiten Bauteils vorteilhaft dadurch begrenzt werden, dass an dem Mutterbauteil hierzu Anschlagmittel vorgesehen sind. Diese Anschlagmittel sind zweckmäßigerweise derart an dem Mutterbauteil angeordnet oder ausgebildet, dass sie bei dem in die Ausnehmung des zweiten Bauteils eingreifenden Mutterbauteil an dem Rand der Ausnehmung des zweiten Bauteils zur Anlage kommen.
Besonders vorteilhaft erweist es sich weiter, wenn das dem zweiten Bauteil zugewandte Ende des Mutterbauteils von einem Absatz mit nicht rotationssymmetrischem Querschnitt gebildet wird, wobei der Querschnitt der an dem zweiten Bauteil ausgebildeten Ausnehmung mit dem Querschnitt des Absatzes korrespondiert. Hierbei ist anzumerken, dass die an dem zweiten Bauteil ausgebildete Ausnehmung aber nur in dem Bereich, in den das Ende des Mutterbauteils eingreift, einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen muss und in dem übrigen Bereich lediglich die Durchführung der Durchsteckschraube ermöglichen muss. Vorzugsweise weist die an dem zweiten Bauteil ausgebildete Ausnehmung aber über ihre gesamte Länge einen mit dem Absatz des Mutterbauteils korrespondierenden Querschnitt auf. Auf- grund der nichtrotationssymmetrischen Querschnittsausgestaltung der Ausnehmung des zweiten Bauteils und des darin eingreifenden Endes des Mutterbauteils wird eine Verdrehung des Mutterbauteils relativ zu dem zweiten Bauteil verhindert, was es bei einer geeigneten Fixierung des Mutterbauteils in der Ausnehmung, z. B. mittels einer Verklebung, ermöglicht, die Schraubverbindung ohne Zuhilfenahme eines Haltewerkzeugs zum Halten des Mutterbauteils herzustellen. Hierbei kann die Fixierung des Mutterbauteils besonders vorteilhaft dann erfolgen, wenn das erste Bauteil bzw. die übrigen mit dem zweiten Bauteil zu verbindenden Bauteile noch nicht auf dem zweiten Bauteil aufliegen und die von diesen Bauteilen abgewandte Außenseite des zweiten Bauteils, zur Anordnung des Mutterbauteils noch gut zugänglich ist.
Bei nichtrotationssymmetrischer Ausgestaltung des Querschnitts der Ausnehmung des zweiten Bauteils und des darin eingreifenden Endes des Mutterbauteils sind die Querschnittsform der Ausnehmung und die Querschnittsform des an dem Mutterbauteil endseitig ausgebildeten Absatzes grundsätzlich beliebig, so lange sie von einer Kreisform abweichen. Herstellungstechnisch vergleichsweise günstig weist der Absatz des Mutterbauteils bevorzugt eine rechteckige Außenkontur lund korrespondierend hierzu die an dem zweiten Bauteil ausgebildete Ausnehmung eine rechteckige Innenkontur auf.
Die Art der zur Begrenzung der Eindringtiefe des Mutterbauteils in die Ausnehmung des zweiten Bauteils vorzugsweise vorgesehenen Anschlagmittel ist ebenfalls grundsätzlich beliebig. So kann als Anschlagmittel jeder an der Außenseite des Mutterbauteils quer zur Verbindungs- richtung der zu verbindenden Bauteile ausgerichteter Vorsprung dienen. Dieser Vorsprung kann integraler Bestandteil des Mutterbauteils sein oder von einem an dem Mutterbauteil angebrachten separaten Teil gebildet werden. Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass das Mutterbauteil als Anschlagmittel eine an das von dem zweiten Bauteil ab- gewandte Ende des Absatzes angrenzende radial auskragende Ringschulter aufweist, welche sich zumindest teilweise in radialer Richtung über das Querschnittsprofil des Absatzes erstreckt.
Weiter bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Schraubverbindung in der an dem ersten Bauteil zur Durchführung der Durchsteckschraube ausgebildeten Ausnehmung eine Lagerbuchse für die Durchsteckschraube angeordnet, die an einem von dem zweiten Bauteil abge- wandten Außenrand der Ausnehmung formschlüssig anliegt. Dementsprechend weist die an dem ersten Bauteil ausgebildete Ausnehmung einen Querschnitt auf, der größer als der Querschnitt des Schaftes der Durchsteckschraube ist und mit dem Außenquerschnitt der Lagerhülse für die Durchsteckschraube korrespondiert, während an einem Ende der Lagerhülse vorzugsweise eine radial auskragende Ringschulter ausgebildet ist, welche an dem Außenrand der Ausnehm ung des ersten Bauteils zur Anlage kommt. Zweckmäßigerweise ist die Lagerbuchse vollständig in der an dem ersten Bauteil ausgebildeten Ausnehmung angeordnet. Zu diesem Zweck kann an der Ausnehmung an dem Ende, über das die Durchsteckschraube in die Ausnehmung bzw. in die dort angeordnete Lagerbuchse eingeführt wird, eine radiale Erweiterung ausgebildet sein, welche die an der Lagerbuchse ausgebildete Ringschulter vorteilhafterweise derart aufnimmt, dass eine Stirnseite der an der Lagerhülse ausgebildeten Ringschulter mit der Außenseite des ersten Bauteils fluchtet.
In diesem Zusammenhang ist weiter vorteilhaft vorgesehen, dass der Kopf der Durchsteckschraube in der Lagerbuchse versenkt ist, sodass sich auch nicht die Durchsteckschraube über die Außenseite des ersten Bauteils erhebt. Hierzu weist die Lagerbuchse zweckmäßigerweise an ihrem in Einführrichtung der Durchsteckschraube vorderen Ende eine Erweiterung zur Aufnahme des Schraubenkopfes auf. Zumindest bei einer Ausgestaltung, bei der das Mutterbauteil an ihrem dem zweiten Bauteil zugewandten Ende einen Absatz mit nichtrotationssymmetri- schem Querschnitt aufweist, der zur Verdrehsicherung des Mutterbauteils in eine korrespondierend ausgebildete Ausnehmung des zweiten Bauteils eingreift, ist der Kopf der Durchsteckschraube und vorzugsweise auch die an der Lagerbuchse ausgebildete Erweiterung rotationssymmetrisch ausgebildet. So kann die Durchsteckschraube z.B. einen Zylinderkopf aufweisen und die an der Lagerbuchse ausgebildete Erweite- rung zur Aufnahme des Schraubenkopfes hierzu korrespondierend zylindrisch ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Schraubverbindung eignet sich in besonderem Maße zur Verbindung von Bauteilen, die wechselnden Betriebskräften oder Temperaturänderungen ausgesetzt sind. Solche Betriebsbedingungen treten beispielsweise während des Einsatzes militärischer Unterseeboote auf. Insofern ist es von Vorteil, gewisse Bauteile in Unterseebooten mit der erfindungsgemäßen Schraubverbindung lösbar zu ver- binden. Die Erfindung betrifft daher auch ein Unterseeboot, bei dem mindestens zwei Bauteile mit einer Schraubverbindung, wie oben beschrieben, verbunden sind.
Unterseeboote weisen üblicherweise einen Druckkörper und eine den Druckkörper zumindest teilweise außenseitig umgebende Außenhaut auf. Die Außenhaut wird üblicherweise von Verkleidungsteilen aus einem Faserverbundmaterial gebildet, die an Trägern, die an der Außenseite des Druckkörpers angeordnet sind, befestigt sind. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, die die Außenhaut bildenden Verkleidungsteile an den an der Außenseite des Druckkörpers angeordneten Trägem mit der erfindungsgemäßen Schraubverbindung zu befestigen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung darge- stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt schematisch sehr stark vereinfacht und in unterschiedlichen Maßstäben: eine Schraubverbindung von zwei aneinander anliegend' Bauteilen in einer Draufsicht, Fig. 2 die Schraubverbindung nach Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 ,
Fig. 3 die Schraubverbindung nach Fig. 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung und
Fig. 4 ein Mutterbauteil der Schraubverbindung nach den Figuren 1 - 3 in perspektivischer Darstellung. Die in der Zeichnung dargestellte Schraubverbindung dient zum Verbinden eines Bauteils 2 mit einem Bauteil 4. Bei dem Bauteil 2 handelt es sich um ein Außenhautteil eines ansonsten nicht dargestellten Unterseeboots, das an einem außenseitig des Druckkörpers des Unterseeboots angeordneten Träger in Form des Bauteils 4 befestigt ist. In der Zeichnung sind vereinfacht von dem Außenhautteil bzw. Bauteil 2 und dem Träger bzw. Bauteil 4 lediglich jeweils ein rechteckiger Abschnitt im Bereich der Schraubverbindung dargestellt. Zur Verbindung des Bauteils 2 mit dem Bauteil 4 liegen die beiden Bauteile 2 und 4 flach aneinander an.
Das Bauteil 2 weist eine Ausnehmung 6 in Form eines Durchgangsloches auf, die sich in Verbindungsrichtung der Bauteile 2 und 4 durch das Bauteil 2 hindurch erstreckt. Die Ausnehmung 6 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei sie aber an die von dem Bauteil 4 abge- wandte Außenseite des Bauteils 2 angrenzend eine konische Erweiterung 8 aufweist.
An dem Bauteil 4 ist eine Ausnehmung 10 ausgebildet, die sich in Verbindungsrichtung der Bauteile 2 und 4 durch das Bauteil 4 hindurch er- streckt. Die Ausnehm ung 10 weist einen quadratischen Querschnitt auf und ist so angeordnet, dass die Mittelachsen A der Ausnehmungen 6 und 10 übereinstimmen. In die Ausnehmung 6 des ersten Bauteils 2 ist eine Lagerbuchse 12 für eine Durchsteckschraube 14 eingesetzt. Korrespondierend zur Ausgestaltung der Erweiterung 6 weist die Lagerbuchse 12 einen zylindrischen Grundkörper auf, an dessen von dem Bauteil 4 abgewandten Ende eine sich in Richtung zu der von dem Bauteil 4 abgewandten Außenseite des Bauteils 2 hin konisch erweiternde Ringschulter 16 ausgebildet ist. Mit der Ringschulter 16 liegt die Lagerbuchse 12 an der konischen Erweiterung 8 der Ausnehmung 6 des Bauteils 2 flächig an. Die Lager- buchse 12 ist vollständig in der Ausnehmung 6 versenkt, sodass die Stirnseite der Ringschulter 16 mit der von dem Bauteil 4 abgewandten Außenseite des Bauteils 2 fluchtet.
Die Durchsteckschraube 14 ist über die Lagerbuchse 12 durch die Aus- nehmung 6 des ersten Bauteils 2 und durch die Ausnehmung 10 des Bauteils 4 hindurchgeführt, wobei ein von einem Kopf 18 der Durchsteckschraube 14 abgewandter Endabschnitt der Durchsteckschraube 14 an der von dem Bauteil 2 abgewandten Außenseite des Bauteils 4 an dem Bauteil 4 herausragt. Der Kopf 18 der Durchsteckschraube 14 ist vollständig in einer aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Erweiterung des Innenlumens der Lagerbuchse 12 versenkt.
An dem aus dem Bauteil 4 herausragenden Endabschnitt der Durchsteckschraube 14 ist diese mit einem Mutterbauteil 20 verschraubt. Das Mutterbauteil 20 weist einen zylindrischen Grundkörper 22 auf. An einem Ende des Mutterbauteils 20 ist ein Absatz 24 mit einem quadratischen Außenquerschnitt ausgebildet. Die Außenquerschnittskontur des Absatzes 24 korrespondiert mit der Querschnittskontur der Ausnehm ung 10 des Bauteils 4 und ist dementsprechend quadratisch. Mit dem Ab- satz 24 greift das Mutterbauteil 20 in die Ausnehmung 10 ein. Zur Begrenzung der Bndringtiefe des Mutterbauteils 20 in die Ausnehmung 10 ist an dem Mutterbauteil 20 direkt an den Absatz 24 anschließend eine Ringschulter 26 ausgebildet, die bezogen auf den Grundkörper 22 des Mutterbauteils 20 radial auskragt. Der Durchmesser der Ringschulter 26 ist derart gemessen, dass sich die Ringschulter über das Querschnittsprofil des Absatzes 24 erstreckt. Mit diesen Ober den Absatz 24 hinausragenden Bereichen der Ringschulter 26 liegt diese an der von dem Bauteil 2 abgewandten Außenseite des Bauteils 4 an dem Rand der Ausnehmung 10 an und bildet so ein Anschlagmittel, das die Eindringtiefe des Mutterbauteils 20 in die Ausnehmung 10 begrenzt. An dem Innenlumen des Mutterbauteils 20 ist ein Gewinde 30 zur Ver- schraubung mit der Durchsteckschraube 14 ausgebildet. Dieses Gewinde 30 erstreckt sich aber nicht über die gesamte Länge des Innenlumens 28 des Mutterbauteils 20 sondern ist nur in einem von dem Absatz 24 abgewandten Endabschnitt 32 des Innenlumens 28 ausgebildet, wobei sich an diesem Endabschnitt 32 ein bis zur Stirnseite des Absatzes 24 erstreckender Abschnitt 34 anschließt, in dem der Querschnitt des Innenlumens 28 erweitert ist, sodass die Durchsteckschraube 14 hier ein radiales Spiel zu der das Innenlumen 28 radial begrenzenden Wandung aufweist.
Bezugszelc henllste
Bauteil
Bauteil
Ausnehmung
Erweiterung
Ausnehmung
Lagerbuchse
Durchsteckschraube
Ringschulter
Kopf
Mutterbauteil
Grund körper
Absatz
Ringschulter
Innenlumen
Gewinde
Endabschnitt
Abschnitt
Mittelachse

Claims
Ansprüche
Schraubverbindung von mindestens zwei aneinander anliegenden Bauteilen (2, 4) mit einer durch Ausnehmungen (6, 10) in den Bauteilen (2,
4) geführten Durchsteckschraube ( 14), deren Kopf ( 18) an einem ersten Bauteil (2) direkt oder indirekt anliegt und mit einem mit der Durchsteckschraube (14) verschraubbaren Mutterbauteil (20), welches zur Anlage an einer von dem ersten Bauteil (2) abgewandten Seite eines zweiten Bauteils (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterbauteil (20) einen an das zweite Bauteil (4) angrenzenden innenseitig erweiterten Abschnitt (34) aufweist, welcher die Durchsteckschraube ( 14) mit Spiel umgibt.
Schraubverbindung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein dem zweiten Bauteil (4) zugewandtes Ende des Mutterbauteils (20) in eine an dem zweiten Bauteil (4) zur Durchführung der Durchsteckschraube ( 14) ausgebildete Ausnehmung ( 10) eingreift.
Schraubverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mutterbauteil (20) Anschlagmittel vorgesehen sind, die den Eingriff des Mutterbauteils (20) in die an dem zweiten Bauteil (4) ausgebildete Ausnehmung ( 10) begrenzen.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Bauteil (4) zugewandte Ende des Mutterbauteils (20) von einem Absatz (24) mit nichtrota- tionssymmetrischem Querschnitt gebildet wird, wobei der Querschnitt der an dem zweiten Bauteil (4) ausgebildeten Ausnehmung ( 10) mit dem Querschnitt des Absatzes (24) korrespondiert.
5. Schraubverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (24) des Mutterbauteils (20) eine rechteckige Außenkontur aufweist.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterbauteil (20) eine an das von dem zweiten Bauteil (4) abweisende Ende des Absatzes (24) angrenzende radial auskragende Ringschulter (26) aufweist, welche sich zumindest teilweise in radialer Richtung über das Querschnittprofil des Absatzes (24) erstreckt.
7. Schraubverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer an dem ersten Bauteil (2) zur Durchführung der Durchsteckschraube ( 14) ausgebildeten Ausnehmung (6) eine Lagerbuchse ( 12) für die Durchsteckschraube ( 14) angeordnet ist, welche an einem von dem zweiten Bauteil (4) abgewandten Außenrand der Ausnehmung (6) formschlüssig anliegt.
8. Schraubverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf ( 18) der Durchsteckschraube ( 14) in der Lagerbuchse ( 12) versenkt ist.
Unterseeboot, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in dem Unterseeboot mindestens zwei Bauteile (2, 4) mit einer Schraubverbindung mit den in den Ansprüchen 1 bis 5 angegebenen Merkmalen verbunden sind.
10. Unterseeboot nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterseeboot einen Druckkörper und eine den Druckkörper zumindest teilweise außenseitig umgebende Außenhaut aufweist. wobei zumindest ein Teil der Außenhaut an einem an der Außenseite des Druckkörpers angeordneten Träger mittels einer Schraubverbindung mit den in den Ansprüchen 1 bis 5 angegebenen Merkmalen befestigt ist.
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