DE102012019517B4

DE102012019517B4 - Befestigungsanordnung

Info

Publication number: DE102012019517B4
Application number: DE102012019517.6A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Günter
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2032-10-06
Also published as: DE102012019517A1

Abstract

Befestigungsanordnung (2a, 2b) mit einer Befestigungseinheit (1a, 1b) und mit einem zu befestigenden Bauelement, welches eine versenkte Befestigungsaufnahme (42) umfasst, wobei die versenkte Befestigungsaufnahme (42) einen Boden (44) mit einer Befestigungsöffnung (46) aufweist, wobei die Befestigungsöffnung (46) eine vorgegebene Länge und eine vorgegebene Breite (B1) aufweist, und wobei die Befestigungseinheit (1a, 1b) die Befestigungsöffnung (46) durchgreift, wobei die Befestigungseinheit (1a, 1b) mindestens eine Scheibe (20a, 20b, 30), welche eine Öffnung (24, 34) mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (ID, ID) umfasst, und eine Schraube (10) umfasst, welche einen Schraubenschaft (12) mit einem Schraubengewinde (13) und einen Schraubenkopf (16) aufweist, wobei der Schraubenschaft (12) die Öffnung (24, 34) der mindestens einen Scheibe (20a, 20b, 30) durchgreift, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial bewegliche erste Scheibe (20a, 20b) zwischen dem Schraubenkopf (16) und einer axial und radial festgelegten zweiten Scheibe (30) verliersicher vormontiert ist, wobei die zweite Scheibe (30) eine axiale Position der ersten Scheibe (20a, 20b) festlegt, und wobei ein Außendurchmesser (D) der ersten Scheibe (20a, 20b) größer als ein Außendurchmesser (D) der zweiten Scheibe (30) ist, wobei die Abmessungen der erste Scheibe (20a, 20b), der zweite Scheibe (30), der Schraube (10) und der Befestigungsaufnahme (42) so abgestimmt sind, dass in einer Mittelstellung der Befestigungseinheit (1a, 1b) die zweite Scheibe (30) einen Rand (46.2) der Befestigungsöffnung (44) zumindest teilweise überdeckt und dass in einer Randstellung zumindest die erste Scheibe (20a, 20b) den Rand (46.2) der Befestigungsöffnung (44) zumindest teilweise überdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Befestigungseinheiten für ein Bauelement sind in zahlreichen Variationen bekannt und umfassen mindestens eine Scheibe, welche eine Öffnung mit einem vorgegeben Innendurchmesser umfasst, und einer Schraube, welche einen Schraubenschaft mit einem Schraubengewinde und einen Schraubenkopf aufweist. Die Scheibe ist hierbei beispielsweise als sogenannte Unterlegscheibe ausgeführt, wobei der Schraubenschaft durch die Öffnung der Scheibe geführt wird, bevor die Schraube in einem vorgegebenen Bereich eingeschraubt wird.
Übliche Befestigungsanordnungen umfassen ein zu befestigendes Bauelement, welches eine versenkte Schraubenaufnahme umfasst, wobei die versenkte Schraubenaufnahme beispielsweise in einem Boden ein Langloch aufweist, welches eine Hauptrichtung mit einer vorgegebenen Länge und eine Schmalseite mit einer vorgegebenen Breite aufweist. Des Weiteren weisen übliche Befestigungsanordnungen mindestens eine Befestigungseinheit auf, welche in dem Langloch angeordnet ist. Über die mindestens eine Befestigungseinheit wird das Bauelement mit einem weiteren Bauelement verbunden oder an einem weiteren Bauelement befestigt. Das Langloch bietet hierbei den Vorteil, dass Montagetoleranzen in die Hauptrichtung des Langlochs ausgeglichen werden können. Da durch die Versenkung der Schraubenaufnahme der Montagepatz für die Befestigungseinheit beschränkt ist, weist die Befestigungseinheit einen maximalen Durchmesser auf, welcher kleiner als die Breite der Schraubenaufnahme und größer als die Schmalseite des Langlochs ist.
Aus der US 5 746 558 A ist eine gattungsgemäße Befestigungsanordnung mit einer Befestigungseinheit und mit einem zu befestigenden Bauelement bekannt, welches eine versenkte Befestigungsaufnahme umfasst. Die versenkte Befestigungsaufnahme weist einen Boden mit einer Befestigungsöffnung auf, welche eine vorgegebene Länge und eine vorgegebene Breite aufweist. Die Befestigungseinheit durchgreift die Befestigungsöffnung und umfasst mindestens eine Scheibe, welche eine Öffnung mit einem vorgegeben Innendurchmesser umfasst, und eine Schraube, welche einen Schraubenschaft mit einem Schraubengewinde und einen Schraubenkopf aufweist, wobei der Schraubenschaft die Öffnung der mindestens einen Scheibe durchgreift.
Aus der US 4 571 133 A ist eine Befestigungseinheit für ein Bauelement mit mindestens einer Scheibe, welche eine Öffnung mit einem vorgegeben Innendurchmesser umfasst, und mit einer Schraube bekannt, welche einen Schraubenschaft mit einem Schraubengewinde und einen Schraubenkopf aufweist. Der Schraubenschaft durchgreift die Öffnung der mindestens einen Scheibe, wobei eine radial bewegliche erste Scheibe zwischen dem Schraubenkopf und einer axial und radial festgelegten zweiten Scheibe angeordnet ist, welche eine axiale Position der ersten Scheibe festlegt. Zudem ist ein Au-ßendurchmesser der ersten Scheibe größer als ein Außendurchmesser der zweiten Scheibe.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung zu schaffen, welche seitliche Montagetoleranzen ausgleicht, ohne dass zusätzliche Arbeitsschritte während der Montage durchgeführt werden müssen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Befestigungsanordnung zu schaffen, welche die seitliche Montagetoleranzen ausgleicht, ohne dass während der Montage zusätzliche Arbeitsschritte vorgenommen werden müssen, ist eine radial bewegliche erste Scheibe zwischen einem Schraubenkopf und einer axial und radial festgelegten zweiten Scheibe verliersicher vormontiert. Die zweite Scheibe legt eine axiale Position der ersten Scheibe fest. Zu diesem Zweck ist ein Außendurchmesser der ersten Scheibe größer als ein Außendurchmesser der zweiten Scheibe ausgeführt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen eine Befestigungseinheit für ein Bauelement mit mindestens einer Scheibe, welche eine Öffnung mit einem vorgegeben Innendurchmesser umfasst, und mit einer Schraube, welche einen Schraubenschaft mit einem Schraubengewinde und einen Schraubenkopf aufweist. Hierbei durchgreift der Schraubenschaft die Öffnung der mindestens einen Scheibe. Hierbei ist eine radial bewegliche erste Scheibe zwischen dem Schraubenkopf und einer axial und radial festgelegten zweiten Scheibe verliersicher vormontiert, wobei die zweite Scheibe eine axiale Position der ersten Scheibe festlegt, und wobei ein Außendurchmesser der ersten Scheibe größer als ein Außendurchmesser der zweiten Scheibe ist.
Eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung umfasst eine solche erfindungsgemäße Befestigungseinheit und ein zu befestigendes Bauelement, welches eine versenkte Befestigungsaufnahme umfasst. Die versenkte Befestigungsaufnahme weist einen Boden mit einer Befestigungsöffnung, welche eine vorgegebene Länge und eine vorgegebene Breite aufweist. Hierbei durchgreift die Befestigungseinheit die Befestigungsöffnung. Die Befestigungsöffnung ist vorzugweise als Langloch ausgeführt, welches eine Hauptrich-. tung mit einer vorgegebenen Länge und eine Schmalseite mit einer vorgegebenen Breite aufweist.
Erfindungsgemäß sind die Abmessungen der erste Scheibe, der zweite Scheibe, der Schraube und der Befestigungsaufnahme so aufeinander abgestimmt, dass in einer Mittelstellung der Befestigungseinheit die zweite Scheibe den Rand der Befestigungsöffnung zumindest an zwei Seiten teilweise überdeckt, und dass in einer Randstellung zumindest die erste Scheibe den Rand der Befestigungsöffnung an zwei Seiten zumindest teilweise überdeckt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Überdeckung des Randes der Befestigungsöffnung an zwei Seiten auch in Extrempositionen gewährleistet werden, so dass in vorteilhafter Weise eine unerwünschte Lösung der Befestigungsanordnung unterbunden werden kann.
In vorteilhafter Weise kann eine solche Befestigungseinheit in verschiedenen Befestigungsanordnungen mit unterschiedlichen Abmessungen der Befestigungsöffnung und verschiedenen Abmessungen der Befestigungsaufnahme verwendet werden, da durch die radiale Verschiebung der ersten Scheibe Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen werden können. Der Außendurchmesser der radial beweglichen ersten Scheibe ist größer als der Außendurchmesser der zweiten Scheibe gewählt. Dadurch kann die erste Scheibe nach einer Radialverschiebung die Befestigungsöffnung auch in Extrempositionen überdecken und ist durch die zweite Scheibe gleichzeitig axial fixiert, so dass der vorhandene Bauraum ideal genutzt werden kann, ohne dass die erste Scheibe verloren geht. In vorteilhafter Weise bilden die beiden Scheiben mit der Schraube die Befestigungseinheit, welche in einem Montageschritt durch die Befestigungsöffnung geführt und festgeschraubt wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann ein Innendurchmesser der ersten Scheibe größer als ein Schraubenschaftdurchmesser ausgeführt werden. Die erste Scheibe kann um einen vorgegebenen Betrag radial verschoben werden, da die erste Scheibe nicht fest am Schaft anliegt. In vorteilhafte Weise kann somit ein radialer Abstand zwischen einer Mittelachse des Schraubenschafts und einer Scheibenaußenkante der ersten Scheibe in einem vorgegebenen Bereich verändert werden, wobei dieser vorgegebene veränderbare Bereich der Differenz aus Innendurchmesser der ersten Scheibe und Schaftdurchmesser der Schraube entspricht. Des Weiteren kann der Innendurchmesser der ersten Scheibe kleiner als ein Außendurchmesser der zweiten Scheibe ausgeführt werden. Somit kann die zweite Scheibe in vorteilhafter Weise nicht in die Öffnung der ersten Scheibe rutschen. In vorteilhafter Weise wird der Außendurchmesser der zweiten Scheibe größer als die Hälfte der Summe aus dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser der ersten Scheibe gewählt, so dass die zweite Scheibe die Öffnung der ersten Scheibe in jeder Position überlappt, selbst wenn die erste Scheibe eine Randposition einnimmt, in welcher ein innerer Rand der ersten Scheibe am Schraubenschaft anliegt und der Außenrand der ersten Scheibe einen maximalen Abstand zur Mittelachse der Schraube aufweist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann die erste Scheibenkante als Kragen ausgeführt werden, welcher die zweite Scheibe umschließt und in axialer Richtung planar mit einer Oberfläche der zweiten Scheibe abschließt. Somit kann sich der Kragen der ersten Scheibe am Boden einer Schraubenaufnahme bzw. an einem Rand der Befestigungsöffnung abstützen. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Schrägstellung der Schraube verhindert werden. Um die Schrägstellung der Schraube sicher zu verhindern, kann der Kragen in vorteilhafter Weise eine Höhe aufweisen, welche einer Stärke der zweiten Scheibe entspricht. Die Schrägstellung kann insbesondere dann auftreten, wenn die zweite Scheibe den Rand der Befestigungsöffnung an einer Seite nicht überlappt. Bei der Montage der Befestigungseinheit wird zuerst die erste Scheibe bis zum Anliegen am Schraubenkopf auf den Schraubenschaft aufgeschoben.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann die zweite Scheibe ein Spannelement umfassen, welches die zweite Scheibe am Schraubenschaft festlegen kann. In vorteilhafter Weise kann die zweite Scheibe im Schraubengewinde festgesetzt werden. Hierbei kann das Spannelement in vorteilhafter Weise eine axiale Bewegung der zweiten Scheibe in Richtung des Schraubkopfs freigegeben, was ein einfaches Aufschieben der zweiten Scheibe auf den Schraubenschaft bis zum Anliegen an der ersten Scheibe ermöglicht, während das Spannelement eine axiale Bewegung der zweiten Scheibe in Richtung der Schraubenspitze erschweren bzw. sperren kann. Die Position der zweiten Scheibe und somit die Position der ersten Scheibe kann durch diese Sperrung festgelegt werden. Des Weiteren kann ein Spannelement in vorteilhafter Weise die zweite Scheibe am Schraubenschaft festlegen, ohne dass die zweite Scheibe den Schraubenschaft vollständig umschließt. Dies kann in vorteilhafter Weise eine Vielzahl an äußeren Formen ermöglichen, welche die zweite Scheibe annehmen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann der Schraubenschaft zwischen dem Schraubenkopf und dem aufgebrachten Schraubengewinde eine Verjüngung und/oder eine Stufe aufweisen. In vorteilhafter Weise kann durch die Verjüngung und somit durch eine Verringerung des Schraubenschaftradius im Bereich der ersten Scheibe eine zusätzliche Erweiterung des verschiebbaren Bereichs erzielt werden. Somit könnte beispielsweise auf eine Vergrößerung des Außendurchmessers oder auf eine Vergrößerung des Innendurchmessers der ersten Scheibe verzichtet werden, um eine identische Überdeckung des Randes der Befestigungsöffnung erzielen zu können.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann die Überdeckung zwischen der zweiten Scheibe und dem Rand der Befestigungsöffnung so gewählt werden, dass in einem ersten Lastfall eine Ausknüpfung der Befestigungseinheit aus der Befestigungsöffnung möglich ist, und in einem zweiten Lastfall keine Ausknüpfung der Befestigungseinheit aus der Befestigungsöffnung möglich ist. Hierbei wird unter einem ersten Lastfall eine große auf die Befestigungseinheit wirkende Kraft verstanden und unter einem zweiten Lastfall wird eine im Vergleich zum ersten Lastfall geringere auf die Befestigungseinheit wirkende Kraft verstanden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigen:

1 eine schematisches Querschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Befestigungseinheit in einer Mittelstellung,
2 eine schematisches Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung aus 1 mit den korrespondierenden Abmessungen,
3 eine schematische Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung aus 1 und 2 mit der Befestigungseinheit in einer Randposition,
4 eine schematische perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Befestigungseinheit aus 1 bis 3,
5 eine schematische Querschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Befestigungseinheit in einer Mittelstellung, und
6 einen schematische Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung aus 5 mit der Befestigungseinheit in einer Randposition.

Wie aus 1 bis 6 ersichtlich ist, weist eine Befestigungseinheit 1a, 1b für ein Bauelement 40 mindestens eine Scheibe 20a, 20b, 30, welche eine Öffnung 24, 34 mit einem vorgegeben Innendurchmesser ID₁ , ID₂ umfasst, und eine Schraube 10 auf, welche einen Schraubenschaft 12 mit einem Schraubengewinde 13 und einen Schraubenkopf 16 umfasst. Der Schraubenschaft 16 durchgreift die Öffnung 24, 34 der mindestens einen Scheibe 20a, 20b, 30. In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Schraubenkopf 16 einen Auflageteller 16.4 und eine Werkzeugaufnahme 16.2 auf. Eine Mittelachse 16.6 der Schraube 10a, 10b verläuft in Z-Richtung, wobei die dargestellte Schraube 10 achsensymmetrisch zur Mittelachse 16.6 ausgeführt ist.
Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, weist eine Befestigungsanordnung 2a, 2b eine Befestigungseinheit 1a, 1b und ein zu befestigendes Bauelement 40 auf, welches eine versenkte Befestigungsaufnahme 42 umfasst. Die versenkte Befestigungsaufnahme 42 weist einen Boden 44 mit einer Befestigungsöffnung auf, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel als Langloch 46 ausgeführt ist. Das Langloch 46 weist eine Hauptrichtung in X-Richtung mit einer vorgegebenen Länge und eine Schmalseite in Querrichtung (Y-Richtung) mit vorgegebener Breite B₁ auf. Die Befestigungseinheit 1a, 1b durchgreift das Langloch 46.
Erfindungsgemäß ist eine radial bewegliche erste Scheibe 20a, 20b zwischen dem Schraubenkopf 16 und einer axial und radial festgelegten zweiten Scheibe 30 verliersicher vormontiert. Die zweite Scheibe 30 legt eine axiale Position der ersten Scheibe 20a, 20b fest, wobei ein Außendurchmesser D₁ der ersten Scheibe 20a, 20b größer als ein Außendurchmesser D₂ der zweiten Scheibe 30 ist.
Unter einer Verschiebung in Querrichtung wird nachfolgend eine Bewegung in die Y-Richtung entlang der Schmalseite des Langlochs 46 verstanden. Unter einer Verschiebung in Längsrichtung wird nachfolgend eine senkrecht zur Querrichtung verlaufende Bewegung entlang der Hauptrichtung des Langlochs 46 verstanden. Unter einer Axialrichtung wird eine Bewegung in Z-Richtung entlang des Schraubenschafts 12 verstanden, welche senkrecht zur Querrichtung und zur Längsrichtung verläuft.
Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist die Breite B₂ der versenkten Befestigungsaufnahme 42 begrenzt, so dass die Schraube 10 bzw. die Befestigungseinheit 1a, 1b nur in einem bestimmten Bereich verschoben werden kann, bis die Außenkante 22a, 22b der ersten Scheibe 20a, 20b bzw. die Kante der zweiten Scheibe 30 an einer Wandung der Befestigungsaufnahme 42 anliegt.
Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, sind die Abmessungen der erste Scheibe 20a, 20b, der zweite Scheibe 30, der Schraube 10 und der versenkten Befestigungsaufnahme 42 aufeinander abgestimmt. Hierbei ist ein Innendurchmesser ID₁ der ersten Scheibe 20a, 20b größer als ein Schraubenschaftdurchmesser DS₂ und kleiner als ein Außendurchmesser D₂ der zweiten Scheibe 30. Dadurch, -dass der Innendurchmesser ID₁ der ersten Scheibe 20a, 20b größer als der Schraubenschaftdurchmesser DS₂ ist, kann die erste Scheibe 20a, 20b um einen vorgegebenen Betrag radial in Querrichtung Y und in Längsrichtung X verschoben werden. Somit kann ein radialer Abstand A₁ , A₂ zwischen der Mittelachse 16.6 der Schraube 10 und der Außenkante 22a, 22b der ersten Scheibe 20a, 20b in einem vorgegebenen Bereich verändert werden. Dieser vorgegebene veränderbare Bereich entspricht der Differenz aus dem Innendurchmesser ID₁ der ersten Scheibe 20a, 20b und dem Schaftdurchmesser DS₂ der Schraube 10.
Wie aus 1, 2 und 5 weiter ersichtlich ist, sind die Abmessungen der dargestellten Befestigungsanordnungen 2a, 2b, insbesondere der Außendurchmesser D₂ der zweiten Scheibe 30 und die Breite B₁ der Befestigungsöffnung 46, so aufeinander abgestimmt, dass in einer Mittelstellung der Befestigungseinheit 1a, 1b die zweite Scheibe 30 einen Rand 46.2 der Befestigungsöffnung 46 an zwei gegenüberliegenden Seiten zumindest teilweise überlappt.
Wie aus 3 und 6 weiter ersichtlich, sind Abmessungen der dargestellten Befestigungsanordnungen 2a, 2b, insbesondere der Außendurchmesser D₁ der ersten Scheibe 20a, 20b und die Breite B₁ der Befestigungsöffnung 46 sowie die Breite B2 der versenkten Befestigungsaufnahme 42, so aufeinander abgestimmt, dass in einer Randstellung der Befestigungseinheit 1a, 1b zumindest die erste Scheibe 20a, 20b den Rand 46.2 der Befestigungsöffnung 46 an zwei gegenüberliegenden Seiten zumindest teilweise überdeckt. Hierbei ist die die Überdeckung Ü₁ , Ü₂ der Befestigungsöffnung 46 durch die erste Scheibe 20a, 20b so gewählt, dass in einem ersten Lastfall eine Ausknüpfung der Befestigungseinheit 1a, 1b aus der Befestigungsöffnung 46 möglich ist und in einem zweiten Lastfall keine Ausknüpfung der Befestigungseinheit 1a, 1b aus der Befestigungsöffnung 46 möglich ist.
Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist der Innendurchmesser ID₁ der ersten Scheibe 20a, 20b kleiner als ein Außendurchmesser D₂ der zweiten Scheibe 30. Da die zweite Scheibe 30 die Öffnung 24 der ersten Scheibe 20a, 20b überdeckt, kann die zweite Scheibe 30 nicht in die Öffnung 24 der ersten Scheibe 20a, 20b rutschen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Außendurchmesser D₂ der zweiten Scheibe 30 größer als die Hälfte der Summe aus dem Innendurchmesser ID₁ und dem Außendurchmesser D₁ der ersten Scheibe 20a, 20b. Dadurch ist. in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die zweite Scheibe 30 die Öffnung 24 der ersten Scheibe 20a, 20b in jeder Position überlappt, selbst wenn die Befestigungseinheit 1a, 1b eine in 3 und 6 dargestellte Randposition einnimmt, in welcher eine innere Kante der ersten Scheibe 20a, 20b am Schraubenschaft 12 anliegt und die korrespondierende Außenkante 22a, 22b der ersten Scheibe 20a, 20b einen minimalen Abstand A_2,min , sowie die gegenüberliegende Außenkante 22a, 22b der ersten Scheibe 20a, 20b einen maximalen Abstand A_1.max zur Mittelachse 16.6 der Schraube 10 aufweist. Die radialen Abstände A₁ , A₂ sind voneinander abhängig. Ist der erste Abstand A₁ wie in 3 und 6 dargestellt maximal, dann ist der zweite Abstand A₂ minimal und umgekehrt. Die maximalen Abstände A_1.max bzw. A_2,max der jeweiligen Außenkante 22a, 22b zur Mittachse 16.6 berechnen sich nach Gleichung (1). $A_{max} = \frac{d_{1}}{2} + \frac{Ι D_{1} - S D_{2}}{2}$
Die minimale Abstände A_2,min bzw. A_1.min der jeweiligen Außenkante 22a, 22b zur Mittachse 16.6 berechnen sich nach Gleichung (2). $A_{min} = \frac{d_{1}}{2} - \frac{Ι D_{1} - S D_{2}}{2}$
In einer Mittelstellung der Befestigungseinheit 1a, 1b sind die Abstände A₁ und A₂ der jeweiligen Außenkante 22a, 22b zur Mittachse 16.6 gleich groß und entsprechen dem halben Außendurchmesser D₁ der ersten Scheibe 20a, 20b.
Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist weist der Schraubenschaft 16 zwischen dem Schraubenkopf 16 und einer Schraubenspitze 18 eine Verjüngung 13 und/oder eine Stufe auf. Die Verjüngung 13 und/oder die Stufe ist Bereich der ersten Scheibe 20a, 20b angeordnet, wobei die Verjüngung 13 und/oder die Stufe den ersten Schaftdurchmessers SD₁ auf einen zweiten geringeren Schaftdurchmesser SD₂ reduziert. Durch den verringerten Schaftdurchmesser SD₂ kann der radiale Abstand A₁ , A₂ zwischen der Mittelachse 16.6 der Schraube 10a, 10b und der Scheibenaußenkante 22a, 22b der ersten Scheibe 20a, 20b in einer Randposition vergrößert oder verringert werden.
Der Unterschied zwischen dem in 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel und dem in 5 und 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Befestigungseinheit 1b liegt darin, dass die Scheibenkante 22b der ersten Scheibe 20b im zweiten Ausführungsbeispiels der Befestigungseinheit 1b als Kragen ausgeführt ist, welcher die zweite Scheibe 30 umschließt und in axialer Richtung planar mit einer Oberfläche 36 der zweiten Scheibe 30 abschließt. Somit kann sich der Kragen der ersten Scheibe 20b am Boden 44 der Schraubenaufnahme 42 bzw. am Rand 46.2 der Befestigungsöffnung 46 abstützen. Somit kann eine Schrägstellung der Schraube 10 verhindert werden. Zu diesem Zweck weist der Kragen eine Höhe auf, welche zumindest einer Stärke der zweiten Scheibe 30 entspricht. Die Schrägstellung kann insbesondere dann auftreten, wenn die zweite Scheibe 30 an einer Seite die Befestigungsöffnung 46 nicht überlappt.
Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die zweite Scheibe 30 ein Spannelement 38, welches die zweite Scheibe 30 am Schraubenschaft 12 festlegt. Hierbei umschließt ein Grundkörper 32 der dargestellten zweiten Scheibe 30 den Schraubenschaft 12 nicht vollständig, so dass eine Aussparung verbleibt, über diese die zweite Scheibe 30 im Bereich der Verjüngung 13 radial auf den Schraubenschaft 12 aufgesteckt werden kann. Zu diesem Zweck umfasst das federelastische Spannelement 38 zwei Schenkel, welche beim radialen Aufstecken der zweiten Scheibe 30 auf den Schraubenschaft 12 von diesem aufgeweitet werden und hinter dem Schraubenschaft 12 verrasten, wenn die zweite Scheibe 30 so weit auf den Schraubenschaft 12 aufgesteckt wird, dass dieser am inneren Rand der zweiten Scheibe 30 anliegt. Dadurch wird eine axiale Bewegung der zweiten Scheibe 30. in Richtung des Schraubkopfs 16 durch das Spannelement 38 freigegeben und eine axiale Bewegung in Richtung der Schraubenspitze 18 gesperrt. Die erste Scheibe 20a und der Auflagenteller 16.4 des Schraubenkopfes 16 blockieren eine weitere Bewegung der zweiten Scheibe 30 in Richtung des Schraubenkopfs 16.
Bezugszeichenliste

1a, 1b: Befestigungseinheit
2a, 2b: Befestigungsanordnung
10: Schraube
12: Schraubenschaft (mit Durchmesser DS1, DS2)
13: Verjüngung des Schraubenschafts in Längsrichtung
14: Schraubengewinde
16: Schraubenkopf
16.2: Werkzeugaufnahme
16.4: Auflageteller
16.6: Mittelachse
18: Schraubenspitze
20a, 20b: erste Scheibe (beweglich, mit Durchmesser D1)
22a, 22b: Außenkante der ersten Scheibe
24: Öffnung (mit Innendurchmesser ID1)
30: zweite Scheibe (fest, Durchmesser D2)
32: Grundkörper
34: Öffnung (mit Innendurchmesser ID2)
36: Oberfläche
38: Spannelement
40: Bauelement
42: versenkte Befestigungsaufnahme
44: Boden
46: Befestigungsöffnung (Langloch)
46.2: Rand der Befestigungsöffnung
B₁: Breite der Befestigungsöffnung
B₂: Breite der Befestigungsaufnahme
DS₁: erster Schraubenschaftdurchmesser
DS₂: zweiter Schraubenschaftdurchmesser
D₁: Außendurchmesser der ersten Scheibe
D₂: Außendurchmesser der zweiten Scheibe
ID₁: Innendurchmesser der ersten Scheibe
ID₂: Innendurchmesser der zweiten Scheibe
A₁, A₂: Abstand zw. Mittelachse und Scheibenkante
A_1,max: maximaler Abstand zwischen Mittelachse und äußerer Scheibenkante
A_2,min: minimaler Abstand zwischen Mittelachse und äußerer Scheibenkante
Ü₁, Ü₂: Überlappung zur Befestigungsöffnung in Querrichtung
Z: Z-Achse
Y: Y-Achse
X: X-Achse

Claims

Befestigungsanordnung (2a, 2b) mit einer Befestigungseinheit (1a, 1b) und mit einem zu befestigenden Bauelement, welches eine versenkte Befestigungsaufnahme (42) umfasst, wobei die versenkte Befestigungsaufnahme (42) einen Boden (44) mit einer Befestigungsöffnung (46) aufweist, wobei die Befestigungsöffnung (46) eine vorgegebene Länge und eine vorgegebene Breite (B1) aufweist, und wobei die Befestigungseinheit (1a, 1b) die Befestigungsöffnung (46) durchgreift, wobei die Befestigungseinheit (1a, 1b) mindestens eine Scheibe (20a, 20b, 30), welche eine Öffnung (24, 34) mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (ID₁, ID₂) umfasst, und eine Schraube (10) umfasst, welche einen Schraubenschaft (12) mit einem Schraubengewinde (13) und einen Schraubenkopf (16) aufweist, wobei der Schraubenschaft (12) die Öffnung (24, 34) der mindestens einen Scheibe (20a, 20b, 30) durchgreift, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial bewegliche erste Scheibe (20a, 20b) zwischen dem Schraubenkopf (16) und einer axial und radial festgelegten zweiten Scheibe (30) verliersicher vormontiert ist, wobei die zweite Scheibe (30) eine axiale Position der ersten Scheibe (20a, 20b) festlegt, und wobei ein Außendurchmesser (D₁) der ersten Scheibe (20a, 20b) größer als ein Außendurchmesser (D₂) der zweiten Scheibe (30) ist, wobei die Abmessungen der erste Scheibe (20a, 20b), der zweite Scheibe (30), der Schraube (10) und der Befestigungsaufnahme (42) so abgestimmt sind, dass in einer Mittelstellung der Befestigungseinheit (1a, 1b) die zweite Scheibe (30) einen Rand (46.2) der Befestigungsöffnung (44) zumindest teilweise überdeckt und dass in einer Randstellung zumindest die erste Scheibe (20a, 20b) den Rand (46.2) der Befestigungsöffnung (44) zumindest teilweise überdeckt.
Befestigungsanordnung (2a, 2b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (ID₁) der ersten Scheibe (20a, 20b) größer als ein Schraubenschaftdurchmesser (DS₂) und kleiner als ein Außendurchmesser (D₂) der zweiten Scheibe (30) ist.
Befestigungsanordnung (2a, 2b) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer Abstand (A₁, A₂) zwischen einer Mittelachse (16.6) des Schraubenschafts (12) und einer Scheibenaußenkante (22a, 22b) der ersten Scheibe (20a, 20b) in einem vorgegebenen Bereich veränderbar ist.
Befestigungsanordnung (2a, 2b) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Scheibenkante (22b) als Kragen ausgeführt ist, welcher die zweite Scheibe (30) umschließt und in axialer Richtung planar mit einer Oberfläche (36) der zweiten Scheibe (30) abschließt.
Befestigungsanordnung (2a, 2b) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Scheibe (30), ein Spannelement (38) umfasst, welches die zweite Scheibe (30) am Schraubenschaft (12) festlegt.
Befestigungsanordnung (2a, 2b) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft (16) zwischen dem Schraubenkopf (16) und einer Schraubenspitze (18) eine Verjüngung (13) und/oder eine Stufe aufweist.
Befestigungsanordnung (2a, 2b) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdeckung (Ü1, Ü2) so gewählt ist, dass in einem ersten Lastfall eine Ausknüpfung möglich ist und in einem zweiten Lastfall keine Ausknüpfung möglich ist.