DE102004002968B3 - Muttergewinde - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Muttergewinde mit Gewindegängen (13) mit bereichsweise verdichtetem und unverdichtetem Gewindematerial in einem Kraftfahrzeug-Bauteil. Um das Muttergewinde für dynamische und statische Belastung auszulegen, weist eine erste Gewindelänge (9) verdichtetes Gewindematerial und eine zweite Gewindelänge (10) unverdichtetes Gewindematerial auf.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Muttergewinde nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Bei Schraubenverbindungen übertragen sich in jedem Gewindegang Lasten entsprechend den lokalen Steifigkeiten. Dabei liegt die höchste Belastung im Schraubengewinde im letzten Gewindegrund, der gerade nicht mehr im Muttergewinde ist, da sich dort alle Kräfte aus allen Gewindeflanken zur Gesamtschraubenkraft aufsummieren und die dortige, den Gewindegrund bildende Kerbe lokal einen Ausgangspunkt einer Rissbildung darstellt. Bei einem Muttergewinde in einem Bauteil wird die Schraubenkraft in das Bauteil mit dem Muttergewinde übertragen und muss lokal mit den Gewindekerben ertragen werden.
• Aus der DE 196 49 190 A1 ist ein Innengewinde bekannt, dessen Gewindegrund verfestigt ist. Dabei wird das Gewinde profil- und maßgenau spanabhebend geschnitten, wobei der Gewindegrund mit einem derartigen Durchmesseraufmaßversehen wird, dass dieser anschließend mit einem Furchwerkzeug auf einen vorbestimmten Enddurchmesser verdichtet werden kann. Das Muttergewinde ist besonders für dynamisch hoch belastete Befestigungsschrauben geeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Muttergewinde in einem Kraftfahrzeug-Bauteil anzugeben, das für dynamische und statische Belastungen ausgelegt und besonders als Befestigungsgewinde geeignet ist.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
• Bei einem erfindungsgemäßen Muttergewinde weist eine erste Gewindelänge verdichtetes Gewindematerial und eine zweite Gewindelänge unverdichtetes Gewindematerial auf, wobei die zweite Gewindelänge (10) im Wesentlichen im Bereich statischer Belastung angeordnet und als tragende Gewindelänge ausgebildet ist. Dadurch kann einerseits der Vorteil der konventionellen, beispielsweise spanabhebenden Gewindeherstellung hinsichtlich der Kosten als auch der Vorteil der Gewindeherstellung mittels plastischer Verformung hinsichtlich der Belastbarkeit kombiniert werden. Im verdichteten Gewindematerial ist durch plastische Verformung die Festigkeit gesteigert und die Kerbtoleranz verbessert. Die erste Gewindelänge ist in risskritischen Zonen mit hoher Belastung angeordnet, während die zweite Gewindelänge in einem Bereich geringer mechanischer Belastung angeordnet ist. So kann die im Wesentlichen tragende Gewindelänge aus kostengünstig zu fertigendem unverdichtetem Material gebildet sein. Vorteile beider Herstellverfahren sind funktionsgerecht umgesetzt.
• Ist die erste Gewindelänge wesentlich kürzer als die zweite Gewindelänge, kann der Kostenvorteil der konventionellen spanabhebenden bzw. schneidenden Gewindeherstellung ausgenutzt werden, während die aufwändig und teuer durch plastische Verformung hergestellte Gewindelänge auf einen minimal notwendigen Bereich beschränkt sein kann. So kann es ausreichend sein, nur wenige Gewindegänge durch plastische Verformung zu bilden. Vorzugsweise ist das verdichtete Gewindematerial durch Furchen erzeugt. Ein wesentlicher Kostenaspekt dieses Verfahrens betrifft die hohen Werkzeugkosten, da insbesondere die Standzeit der Werkzeuge gering ist. Durch die Kombination von verdichteten und unverdichteten Gewindelängen in dem erfindungs gemäßen Muttergewinde wird der Einsatz des Furchwerkzeugs nur für kurze Gewindelängen notwendig, so dass dessen Abnutzung verringert und die Standzeit verbessert werden kann.
• Ist bei einer einseitig geschlossenen Ausgestaltung die erste Gewindelänge im Bereich des geschlossenen Endes angeordnet, kann die plastische Verformung auf die wenigen dynamisch am höchsten belasteten Gewindegänge beschränkt werden, während das restliche Gewinde konventionell durch spanabhebende Bearbeitung bzw. Schneiden kostengünstig hergestellt werden kann.
• Bevorzugt ist die Verwendung des Muttergewindes als Befestigungsgewinde in einem Kurbelgehäuse und/oder in einem Lagerdeckel und/oder zum Befestigen eines Lagerdeckels auf einem Lagersattel eines Pleuels mit geteiltem Lager.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.
• Dabei zeigen:
• 1 einen Schnitt durch ein geteiltes Pleuel mit erfindungsgemäßem Muttergewinde, und
• 2 eine Detailansicht eines Sacklochgewindes.
• Der in der 1 dargestellte Schnitt zeigt ein erfindungsgemäßes Muttergewinde bei einem bevorzugten geteilten Pleuel 1 mit einem Pleuelauge 2, das von einem Lagerdeckel 3 und einem Lagersattel 4 umgeben ist. Der Lagerdeckel 3 ist mit dem Lagersattel 4 durch zwei Schraubverbindungen mit einer ersten Bohrung 5 und einer zweiten Bohrung 6 verbunden, in denen Schrauben 7a, 7b eingeschraubt sind: Die zweite Bohrung 6 bildet ein Sackloch mit einem Ende 14, welches im Material des Pleuels 1 einseitig geschlossen ist, während die erste Bohrung 5 ein offenes Ende aufweist. Im Bereich des von den Schraubenköpfen der Schrauben 7a, 7b entfernten Endes der Bohrungen 5, 6 sind Gewindeflanken und Gewindegrund durch vorzugsweise durch Furchen verdichtetes Gewindematerial gebildet, während die im Wesentlichen tragende Gewindelänge konventionell und kostengünstig durch unverdichtetes Gewindematerial gebildet ist.
• 2 zeigt ein Detail der zweiten Bohrung 6 der 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Bohrung 6 mit Gewindegängen 13 ist als Sackloch mit einem geschlossenen Ende 14 ausgeführt.
• Eine erste Gewindelänge 9 am geschlossenen Ende 14 weist verdichtetes Gewindematerial auf, bei dem Gewindeflanken 11 und Gewindegrund 12 mittels eines Furchwerkzeugs durch plastische Verformung des Gewindematerials gebildet sind. Eine zweite, größere Gewindelänge 10 weist unverdichtetes Gewindematerial auf, bei dem Gewindeflanken 11 und Gewindegrund 12 durch konventionelles Schneiden bzw. spanabhebendes Bearbeiten geformt sind. Der Übersichtlichkeit wegen sind nur jeweils eine
• Gewindeflanke 11 bzw. Gewindegrund 12 mit Bezugszeichen beziffert. Die erste Gewindelänge 9 beschränkt sich auf wenige Gewindegänge, die dynamisch besonders hoch belastet sind und ist wesentlich kürzer ist als die zweite Gewindelänge 10.
• Die zweite Gewindelänge 10 ist in einem Bereich geringer mechanischer Belastung angeordnet und übernimmt im Wesentlichen statische Belastungen der Schraubverbindung.

Claims (7)

1. Muttergewinde in einem Kraftfahrzeug-Bauteil, wobei das Muttergewinde als Sackloch einseitig geschlossen ist, und wobei das Muttergewinde eine erste Gewindelänge (9) mit Gewindegängen (13) mit verdichtetem Gewindematerial und eine zweite Gewindelänge (10) mit Gewindegängen (13) mit unverdichtetem Gewindematerial aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewindelänge (9) im Bereich des geschlossenen Endes (14) des Sacklochs angeordnet ist.
2. Muttergewinde in einem Kraftfahrzeug-Bauteil, wobei das Muttergewinde als Durchgangsloch ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Muttergewinde eine erste Gewindelänge (9) mit Gewindegängen (13) mit verdichtetem Gewindematerial und eine zweite Gewindelänge (10) mit Gewindegängen (13) mit unverdichtetem Gewindematerial aufweist.
3. Muttergewinde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewindelänge (9) wesentlich kürzer ist als die zweite Gewindelänge (10).
4. Muttergewinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verdichtete Gewindematerial als gefurchtes Gewindematerial ausgebildet ist.
5. Verwendung eines Muttergewindes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Befestigungsgewinde in einem Kurbelgehäuse.
6. Verwendung eines Muttergewindes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Befestigungsgewinde in einem Lagerdeckel.
7. Verwendung eines Muttergewindes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Befestigungsgewinde zum Befestigen eines Lagerdeckels (4) auf einem Lagersattel (3) eines Pleuels (1) mit geteiltem Lager.