DE19645886C2 - Schraubverbindung mit Befestigungsschraube - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schraubverbindung mit einer Befestigungsschraube nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. von einem Verfahren zum Befestigen eines Körpers nach der Gattung des Anspruchs 8.

Bei Schraubverbindungen gibt es zum Abdichten zwischen dem Schraubenkopf der Befestigungsschraube und der Schraubenöffnung, durch die der Schraubenschaft der Befestigungsschraube geführt ist, eine Vielzahl bekannter unterschiedlicher Dichtungsmöglichkeiten. Es ist beispielsweise bekannt, zwecks Abdichtung zwischen der Haltefläche des Schraubenkopfs und der Auflagefläche des zu verschraubenden Körpers eine Dichtscheibe einzulegen. Damit die Dichtscheibe ordnungsgemäß abdichten kann, muß die Befestigungsschraube mit einem Mindest-Drehmoment angezogen werden. Hält die Befestigungsschraube der Schraubverbindung einen Hohlkörper gegen einen Grundkörper, dann kann die Befestigungsschraube nicht mit einem beliebig hohen Drehmoment angezogen werden, weil dies zu einer unzulässigen Verformung des Hohlkörpers führen würde. Dies hat zur Folge, daß die Befestigungsschraube nur relativ schwach angezogen werden darf und somit das für die Dichtwirkung erforderliche Mindest-Drehmoment kaum erreicht wird. Dazu kommt, daß durch das Anziehen der Befestigungsschraube bereits bei relativ niedrigem Drehmoment eine gewisse Verformung des Hohlkörpers nicht vollständig ausgeschlossen werden kann, was zu einer Verschlechterung der Abdichtung zwischen dem Hohlkörper und dem Schraubenkopf der Befestigungsschraube bei der Dichtscheibe führen kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schraubverbindung ist, daß nach dem Festziehen der Befestigungsschraube durch Setzen im Bereich der Dichtscheibe zwischen dem Schraubenkopf und der Auflagefläche am Hohlkörper sich die Vorspannung im Schraubenschaft der Befestigungsschraube etwas abbaut und dadurch die Befestigungsschraube nicht mehr ordnungsgemäß festgezogen ist und somit die Gefahr des Lockerns oder des Lösens der Befestigungsschraube besteht. Als Nachteil kommt hinzu, daß die Auflagefläche für die Dichtscheibe am Hohlkörper ziemlich glatt und eben sein muß, was den Aufwand zur Herstellung des Körpers erhöht.

Die EP 0 476 158 A1 zeigt eine Schraubverbindung, bei der während des Zusammenbaus der Schraubverbindung ein Dichtring in eine Dichtungsnut hineingepreßt wird. Weil zum Hineinpressen des Dichtrings in die Dichtungsnut eine gewisse Kraft erforderlich ist, kann dies bei Verwendung der Schraubverbindung bei einem Hohlkörper zu einer Verformung des Hohlkörpers führen, und es muß dafür gesorgt werden, daß die Oberfläche des Hohlkörpers im Bereich des Schraubenkopfs glatt und eben ist. Deshalb ist die Verwendungsmöglichkeit dieser Schraubverbindung eingeschränkt.

Die DE 30 33 859 A1 weist auf einen auf das Muttergewinde aufgetragenen Dichtstoff hin. Der Dichtstoff dient der Abdichtung zwischen dem Muttergewinde und dem Schraubengewinde.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den gattungsgemäßen Stand der Technik zu verbessern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schraubverbindung mit der Befestigungsschraube mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 haben demgegenüber den Vorteil, daß bereits bei einem Festziehen der Befestigungsschraube mit relativ niedrigem Drehmoment eine hervorragende Dichtwirkung zwischen dem Schraubenkopf und der Schraubenöffnung am Körper, durch die der Schraubenschaft der Befestigungsschraube ragt, erzielbar ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß auch bei relativ rauher und unebener Auflagefläche für den Schraubenkopf der Befestigungsschraube eine gute Dichtwirkung erzielbar ist. Von großem Vorteil ist auch, daß der Körper bzw. der Hohlkörper auch bei Schwingbeanspruchung dauerhaft mit dem Grundkörper verbunden ist und die Dichtwirkung dauerhaft erhalten bleibt. Darüberhinaus ist von Vorteil, daß die Befestigungsschraube mit einem solchen Drehmoment festgezogen werden kann, daß eine metallische Berührung zwischen dem Schraubenkopf und der Auflagefläche des Körpers stattfindet und das Lösemoment und das Losdrehmoment der Befestigungsschraube unbeeinflußt von der Dichtung ist. Dadurch bleibt die Vorspannung im Schraubenschaft vorteilhafterweise unabhängig von der Dichtung zwischen dem Schraubenkopf und dem Körper. Ein weiterer Vorteil ist, daß auch bei relativ großer Unrundheit der Schraubenöffnung eine gute Dichtheit erzielt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Schraubverbindung mit der Befestigungsschraube bzw. des Verfahrens nach Anspruch 8 möglich.

Zeichnung

Bevorzugt ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine Schraubverbindung mit einer Befestigungsschraube zum Halten eines in Form eines Motorgehäuses ausgebildeten Körpers an einem Pumpengehäuse als Grundkörper und die Fig. 2 bis 4 unterschiedliche Einzelheiten der Schraubverbindung bzw. der Befestigungsschraube.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Schraubverbindung mit der Befestigungsschraube ist zum Halten unterschiedlicher Körper, insbesondere Hohlkörper, an unterschiedlichen Grundkörpern geeignet, wobei zwecks Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung ein Ausführungsbeispiel bevorzugt ausgewählt wurde, bei dem der Körper ein einen Elektromotor umgreifendes Motorgehäuse und der Grundkörper ein eine Pumpe enthaltendes Pumpengehäuse sind, wobei die Pumpe von dem Elektromotor angetrieben wird. Besonders geeignet ist die Befestigungsschraube bzw. die Schraubverbindung mit der Befestigungsschraube, wenn die Pumpe und der Elektromotor ein Pumpenaggregat einer hydraulischen, schlupfgeregelten Bremsanlage bilden und vorzugsweise zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern in den Hauptbremszylinder der Bremsanlage dienen.

Die Fig. 1 zeigt ein bevorzugt ausgewähltes, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Schraubverbindung 2 zwischen einem Motorgehäuse 4 und einem Pumpengehäuse 6. Das Motorgehäuse 4 ist ein Hohlkörper, und das Pumpengehäuse 6 dient als Grundkörper. Die Schraubverbindung 2 umfaßt eine Befestigungsschraube 10. Die Befestigungsschraube 10 hält das Motorgehäuse 4 gegen das Pumpengehäuse 6. Das Motorgehäuse 4 ist ein Befestigungskörper oder allgemein betrachtet ein Körper, und das Pumpengehäuse 6 kann als Grundkörper bezeichnet werden. Die Befestigungsschraube 10 hält die mindestens zwei Körper, d. h. den Körper bzw. den Befestigungskörper oder Hohlkörper und den Grundkörper, zusammen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Pumpengehäuse 6 im wesentlichen aus einem ersten Pumpengehäuseteil 11 und einem zweiten Pumpengehäuseteil 12. Das Motorgehäuse 4 ist an das Pumpengehäuseteil 12 des Pumpengehäuses 6 angeflanscht. Die Pumpe in dem Pumpengehäuse 6 ist beispielsweise eine Zahnradpumpe. Die Pumpe hat beispielsweise Zahnräder, die durch den Elektromotor in dem Motorgehäuse 4 zur Rotation gebracht werden. Die Zahnräder fördern beispielsweise Bremsflüssigkeit des Bremssystems von einem an dem Pumpengehäuse 6 vorgesehenen Sauganschluß zu einem Druckanschluß. Zum Einbauen der Zahnräder in das Pumpengehäuse 6 ist das Pumpengehäuse 6 in die beiden Pumpengehäuseteile 11 und 12 geteilt. Nach dem Einbauen der Zahnräder in das Pumpengehäuse 6 werden die beiden Pumpengehäuseteile 11 und 12 zusammengefügt. Damit sich die beiden Pumpengehäuseteile 11 und 12 nicht ungewollt gegenseitig verschieben können, ist eine Führung 14 vorgesehen.

Bei dem bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel bilden die Pumpe in dem Pumpengehäuse 6 und der Elektromotor in dem Motorgehäuse 4 ein Pumpenaggregat einer hydraulischen, schlupfgeregelten Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, wobei das Pumpenaggregat beispielsweise zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern in den Hauptbremszylinder der Bremsanlage dient. Die Zahnräder der Pumpe befinden sich im wesentlichen in dem Pumpengehäuseteil 11, und das zweite Pumpengehäuseteil 12 dient im wesentlichen zur Abdeckung des Einbauraums für die Zahnräder. Im zweiten Pumpengehäuseteil 12 befindet sich beispielsweise auch noch ein Lager und eine in diesem Lager gelagerte welle zum Übertragen des Drehmoments von dem Elektromotor in dem Motorgehäuse 4 zu den Zahnrädern der Pumpe in dem Pumpengehäuse 6. Die Zahnräder, die Welle und das erwähnte Lager sind in der Zeichnung der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Es sei noch erwähnt, daß die Pumpe in dem Pumpengehäuse 6 beispielsweise auch eine Kolbenpumpe, vorzugsweise eine Radialkolbenpumpe, sein kann, die von dem in dem Motorgehäuse 4 vorgesehenen Elektromotor angetrieben wird.

Der Elektromotor befindet sich innerhalb des als Hohlkörper ausgebildeten Motorgehäuses 4. Das Motorgehäuse 4 ist zylinderförmig und hat eine dem Pumpengehäuse 6 abgewandte Stirnseite 16 und eine dem Pumpengehäuse 6 zugewandte Stirnseite 18. Das Motorgehäuse 4 hat eine topfartige Form und ist in Richtung des Pumpengehäuses 6 offen. Das Motorgehäuse 4 besteht vorzugsweise aus tiefgezogenem Stahlblech mit einer relativ dünnen Wandung 5. Eine der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte Dichtung dient zum Abdichten zwischen der Stirnseite 18 des Motorgehäuses 4 und dem Pumpengehäuse 6, damit kein Schmutz aus der Umgebung in das Innere des Motorgehäuses 4 gelangen kann.

Durch das im wesentlichen zylinderförmige Motorgehäuse 4 führt eine Schraubenöffnung 20. Die Schraubenöffnung 20 durchbricht die Wandung 5 des Motorgehäuses 4 auf der Stirnseite 16. Außen auf der Stirnseite 16 des Motorgehäuses 4 ist eine Auflagefläche 22 vorgesehen. Die Auflagefläche 22 verläuft ringförmig um die Schraubenöffnung 20. Parallel zu der Schraubenöffnung 20 durchbricht eine zweite Schraubenöffnung 20' die Wandung 5 des Motorgehäuses 4. Das zweite Pumpengehäuseteil 12 ist ebenfalls annähernd zylinderförmig und hat eine dem Motorgehäuse 4 zugewandte Stirnseite und eine dem ersten Pumpengehäuseteil 11 zugewandte Stirnseite. Eine Durchgangsöffnung 24 führt durch das Pumpengehäuseteil 12 von der einen Stirnseite zu der anderen Stirnseite. Parallel dazu ist in dem zweiten Pumpengehäuseteil 12 eine zweite Durchgangsöffnung 24' vorgesehen, die ebenfalls die beiden Stirnseiten des Pumpengehäuseteils 12 verbindet. Auch das erste Pumpengehäuseteil 11 hat, grob betrachtet, eine im wesentlichen zylinderförmige Gestalt mit einer dem zweiten Pumpengehäuseteil 12 zugewandten Stirnseite 26. Ausgehend von der Stirnseite 26 führt ein Sackloch in das Pumpengehäuseteil 11. In dieses Sackloch ist ein Muttergewinde 28 geschnitten. Parallel zu dem Muttergewinde 28 ist, ausgehend von der Stirnseite 26, ein zweites Sackloch mit einem zweiten Muttergewinde 28' vorgesehen. Sind die beiden Pumpengehäuseteile 11, 12 und das Motorgehäuse 4 mit dem Elektromotor ordnungsgemäß zusammengefügt, dann befinden sich die Schraubenöffnung 20, die Durchgangsöffnung 24 und das Muttergewinde 28 in einer Reihe; dann sind auch die Schraubenöffnung 20', die Durchgangsöffnung 24' und das Muttergewinde 28' in einer Reihe. In der Schraubenöffnung 20' ist eine weitere Befestigungsschraube 10' vorgesehen. Die weitere Befestigungsschraube 10' ist gleich wie die erste Befestigungsschraube 10 gestaltet und gleich eingebaut.

Die Befestigungsschraube 10 hat einen als Schraubenschaft 10b bezeichneten Bereich und einen Bereich, der nachfolgend als Schraubenkopf 10c bezeichnet wird. Der Schraubenschaft 10b trägt ein Schraubengewinde 10a. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schraubengewinde 10a nur an dem dem Schraubenkopf 10c abgewandten Ende des Schraubenschafts 10b vorgesehen. Die Befestigungsschraube 10 kann jedoch auch so ausgeführt sein, daß das Schraubengewinde 10a über den gesamten Schraubenschaft 10b bis in den Bereich des Schraubenkopfs 10c reicht.

Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist in den Fig. 2 und 3 von der Schraubenverbindung 2 der Bereich mit dem Schraubenkopf 10c, der Auflagefläche 22 und der Schraubenöffnung 20 mit geändertem Maßstab nochmals wiedergegeben.

In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegenteiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand eines der Figuren Erwähnte und Dargestellte auch bei den anderen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.

Die Fig. 2 zeigt die Schraubenverbindung 2 vor dem Festziehen der Befestigungsschraube 10.

Die Fig. 3 zeigt die Schraubenverbindung 2 nach dem ordnungsgemäßen Festdrehen der Befestigungsschraube 10.

Im Bereich des Übergangs vom Schraubenschaft 10b zum Schraubenkopf 10c gibt es einen gegenüber dem Schraubenschaft 10b im wesentlichen um 90° geneigten Absatz, so daß am Schraubenkopf 10c eine der Auflagefläche 22 zugewandte Haltefläche 10d entsteht. Der Schraubenkopf 10c ist im wesentlichen zylinderförmig. Ausgehend von einer dem Schraubenschaft 10b abgewandten Stirnseite 10e des Schraubenkopfs 10c führt eine Vertiefung in den Schraubenkopf 10c. Die Vertiefung ist nicht rund. Die Vertiefung hat beispielsweise einen sechseckigen Querschnitt und bildet deshalb eine Drehmitnahme 10f, an der beispielsweise ein Drehmomentschlüssel zum Drehen und Festschrauben der Befestigungsschraube 10 angreifen kann.

Der Schraubenschaft 10b mit dem Schraubengewinde 10a ragt durch die Schraubenöffnung 20 und durch die Durchgangsöffnung 24, und das Schraubengewinde 10a ist in das Muttergewinde 28 des Pumpengehäuses 6 eingeschraubt. Die Länge der Befestigungsschraube 10 ist so dimensioniert, daß im eingeschraubten und festgezogenen Zustand die Haltefläche 10d der Befestigungsschraube 10 gegen die Auflagefläche 22 des Motorgehäuses 4 drückt und das Motorgehäuse 4 mit dem in dem Motorgehäuse 4 vorgesehenen Elektromotor gegen das Pumpengehäuse 6 spannt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist so gestaltet, daß die Befestigungsschraube 10 dabei auch das Pumpengehäuseteil 12 zwischen das Motorgehäuse 4 und das erste Pumpengehäuseteil 11 spannt und fixiert. Die Befestigungsschraube 10 hält den Elektromotor im Motorgehäuse 4, das erste Pumpengehäuseteil 11 und das zweite Pumpengehäuseteil 12 zusammen. Die zweite Befestigungsschraube 10' ist in gleicher Weise wie die erste Befestigungsschraube 10 dimensioniert und eingebaut.

Im Bereich zwischen dem Schraubenschaft 10b und der Haltefläche 10d am Schraubenkopf 10c gibt es eine Schräge 10s. Die Schräge 10s befindet sich dort, wo der Schraubenschaft 10b in den Schraubenkopf 10c übergeht. Die Schräge 10s ist gegenüber dem Schraubenschaft 10b um einen Winkel α (alpha) geneigt. Der Winkel α (alpha) beträgt beispielsweise ungefähr 30° oder 60° oder einen Wert zwischen 30° und 60°. Versuche haben gezeigt, daß das gewünschte Ergebnis am besten ist, wenn, wie in der Fig. 2 dargestellt, der Winkel α (alpha) ungefähr 45° beträgt.

Auf der Schräge 10s ist eine Beschichtung 30 angebracht. Wie die Fig. 2 zeigt, bedeckt die Beschichtung 30 vollflächig die gesamte Schräge 10s und ragt über die Schräge 10s hinaus bis in den Bereich der Haltefläche 10d und etwas bis in den Bereich des Schraubenschafts 10b.

Die Befestigungsschraube 10 besteht üblicherweise aus einem hochwertigen Stahl, weshalb es sich bei dem Grundmaterial der Befestigungsschraube 10 um einen relativ harten, zähen Werkstoff handelt. Bei der Beschichtung 30 handelt es sich um Gummi oder um einen Kunststoff, insbesondere um Nylon, weshalb das Material der Beschichtung 30 relativ leicht verformbar ist. Das Material der Beschichtung 30 ist wesentlich weicher als das Grundmaterial der Befestigungsschraube 10. Das Material der Beschichtung 30 ist auch wesentlich weicher als der Werkstoff des Motorgehäuses 6. Der Werkstoff des zu haltenden Körpers, d. h. des Motorgehäuses 6, ist beispielsweise ein Leichtmetall.

Die Schraubenöffnung 20 geht durch die Wandung 5 des Motorgehäuses 4. Damit kein störendes Medium zwischen dem Schraubenkopf 10c und der Auflagefläche 22 bzw. zwischen dem Schraubenschaft 10b und der Schraubenöffnung 20 aus der Umgebung in das Innere des Motorgehäuses 4 bzw. aus dem Inneren des Motorgehäuses 4 nach außen gelangen kann, ist eine Dichtung 40 vorgesehen. Bei dem sogenannten störenden Medium handelt es sich beispielsweise um Schmutzpartikel, insbesondere aber um eine Flüssigkeit wie z. B. Wasser, aber auch um ein Gas, wie z. B. Luftfeuchtigkeit. Die Dichtung 40 wird gebildet durch das Zusammenspiel einer am Motorgehäuse 4 vorgesehenen Gehäusedichtstelle 42 und einer an der Befestigungsschraube 10 vorgesehenen Schraubendichtstelle 44.

Bei dem bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel gibt es am Übergang zwischen der Schraubenöffnung 20 und der Auflagefläche 22 eine umlaufende Kante (Fig. 2). Anstatt der Kante kann auch eine umlaufende leichte Abschrägung oder eine umlaufende leichte Abrundung oder eine umlaufende schmale Fase an dem Übergang vorgesehen sein. Der Übergang zwischen der Schraubenöffnung 20 und der Auflagefläche 22 bildet die Gehäusedichtstelle 42. Am besten ist es, wenn die Gehäusedichtstelle 42, wie in der Fig. 2 dargestellt, eine relativ scharfe Kante ist.

Während des Einschraubens der Befestigungsschraube 10 in das Muttergewinde 28 (Fig. 1) kommt zunächst die auf der Schräge 10s angebrachte Beschichtung 30 in Berührung mit der vorzugsweise in Form einer umlaufenden Kante am Motorgehäuse 4 vorgesehenen Gehäusedichtstelle 42. Bei weiterem Eindrehen der Befestigungsschraube 10 in das Muttergewinde 28 drückt die Gehäusedichtstelle 42 in die Beschichtung 30 und drückt die Beschichtung 30 zur Seite, bis die Gehäusedichtstelle 42 auf der Schräge 10s zur Anlage kommt (Fig. 3). Durch das Eindrücken der Gehäusedichtstelle 42 entsteht an der Befestigungsschraube 10 die Schraubendichtstelle 44 der Dichtung 40. Wie die Fig. 3 zeigt, besteht im Bereich der Schräge 10s ein direkter Kontakt zwischen dem Werkstoff des Motorgehäuses 4 und dem Grundmaterial der Befestigungsschraube 10. Weil bei dem bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel die Befestigungsschraube 10 und das Motorgehäuse 4 aus Metall bestehen, besteht an der Dichtung 40 zwischen der Befestigungsschraube 10 und dem Motorgehäuse 4 ein Metall-zu-Metall-Kontakt. Die Beschichtung 30 ist so weich, daß dort, wo sich die Gehäusedichtstelle 42 und die Schraubendichtstelle 44 berühren, die Beschichtung 30 stellenweise vollständig zur Seite gedrückt wird.

Die Schräge 10s der Befestigungsschraube 10 ist auf den Durchmesser der Schraubenöffnung 20 so abgestimmt, daß beim Festdrehen der Befestigungsschraube 10 die am Übergang zwischen der Auflagefläche 22 und der Schraubenöffnung 20 umlaufende Kante (Fig. 2) plastisch verformt wird, so daß die vor dem Festdrehen der Befestigungsschraube 10 relativ scharfe Kante etwas breit gedrückt wird (Fig. 3). Weil der Werkstoff des Motorgehäuses 4 härter als die Beschichtung 30 ist, drückt die Gehäusedichtstelle 42 in die Beschichtung 30, und weil der Werkstoff des Motorgehäuses 4 etwas weicher als das Grundmaterial der Befestigungsschraube 10 ist, wird die Gehäusedichtstelle 42 beim Festdrehen der Befestigungsschraube 10 etwas breit gedrückt. Bei der Herstellung der Schraubenöffnung 20 ist kein besonderer Aufwand erforderlich, weil auch bei relativ großer Unrundheit der Schraubenöffnung 20 und bei relativ großer Unebenheit der Auflagefläche 22 die volle Wirkung der Dichtung 40 gewährleistet ist. Durch das Breitdrücken der Gehäusedichtstelle 42 paßt sich die Gehäusedichtstelle 42 optimal der Befestigungsschraube 10 an. Dadurch erhält man auch bei relativ großer Unrundheit der Schraubenöffnung 20 und bei relativ großer Unebenheit der Auflagefläche 22 über den gesamten Umfang der Schräge 10s einen Metall-zu-Metall- Kontakt zwischen der Befestigungsschraube 10 und dem Motorgehäuse 6. Wenn die Schraubenöffnung 20 stärker unrund und/oder die Auflagefläche 22 stärker uneben sind, dann entsteht zwar eventuell nicht immer über den gesamten Umfang der Metall-zu-Metall-Kontakt zwischen der Gehäusedichtstelle 42 und der Schraubendichtstelle 44, aber in den Bereichen des Umfangs, wo dieser Kontakt nicht hergestellt wird, entsteht trotzdem keine Undichtheit, weil dieser eventuelle Spalt durch die Beschichtung 30 vollständig ausgefüllt ist.

Durch die plastische Verformung der Gehäusedichtstelle 42 können auch relativ große Fehler des Durchmessers und der Rundheit der Schraubenöffnung 20 sowie Fehler bei der Ebenheit der Auflagefläche 22 leicht ausgeglichen werden.

Wegen dem Metall-zu-Metall-Kontakt im Bereich der Dichtung 40 kann die Beschichtung 30 die das Motorgehäuse 4 gegen das Pumpengehäuse 6 spannende Wirkung der Befestigungsschraube 10 nicht negativ beeinflussen. Die Vorspannung im Schraubenschaft 10b der festgezogenen Befestigungsschraube 10 bleibt trotz der weichen Beschichtung 30 dauerhaft erhalten. Bei der vorgeschlagenen Schraubenverbindung 2 besteht eine hervorragende Abdichtung zwischen dem Schraubenkopf 10c und dem Motorgehäuse 4, und trotzdem ist keine Dichtung erforderlich, die durch ihr eventuelles Setzen oder durch eine sonstige Beschädigung zu einem Verlust an Vorspannung in dem Schraubenschaft 10b der festgezogenen Befestigungsschraube 10 führen könnte.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel reicht die Beschichtung 30 auch mehr oder weniger weit in den Bereich der am Schraubenkopf 10c vorgesehenen Haltefläche 10d. Beim Festdrehen der Befestigungsschraube 10 drückt sich zunächst die am Motorgehäuse 4 in Form einer umlaufenden Kante vorgesehene Gehäusedichtstelle 42 in die Beschichtung 30. Mit zunehmendem Festdrehen der Befestigungsschraube 10 kommt die auf der Haltefläche 10d vorgesehene Beschichtung 30 an der Auflagefläche 22 des Motorgehäuses 4 zur Anlage. Bei weiterem Festdrehen der Befestigungsschraube 10 wird die Beschichtung 30 mehr oder weniger aus dem Bereich zwischen der Haltefläche 10d und der Auflagefläche 22 herausgequetscht, bis die Befestigungsschraube 10 mit dem vorgesehenen bzw. vorbestimmten Anzugsdrehmoment angezogen ist.

Die Befestigungsschraube 10 kann auch so abgewandelt werden, daß die Beschichtung 30 nur im Bereich der Schräge 10s aufgebracht wird. Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Beschichtung 30 auf der gesamten Schräge 10s anzubringen, sondern es genügt auch, die Beschichtung 30 nur in dem Bereich der Schräge 10s anzubringen, wo der Kontakt zwischen der Gehäusedichtstelle 42 und der Schraubendichtstelle 44 stattfindet.

Die Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Abwandlung der Befestigungsschraube 10.

Weil es für die Dauerschwingfestigkeit der Befestigungsschraube 10 günstig ist, wenn der Übergang von dem Schraubenschaft 10b in den Schraubenkopf 10c nicht abrupt erfolgt, ist die in der Fig. 4 gezeigte Befestigungsschraube 10 so abgewandelt, daß der Übergang von der Schräge 10s in den Schraubenschaft 10b nicht abrupt mit einer Kante erfolgt, sondern bei dieser Ausführung ist der Übergang von der Schräge 10s in den Schraubenschaft 10b mit einem relativ großen Radius gerundet. Dies ergibt Vorteile, insbesondere wenn die Befestigungsschraube als sogenannte Dehnschraube schwingungsmäßig hoch belastet ist.

Auch dann, wenn der Übergang von dem Schraubenschaft 10b in die Schräge 10s durch eine Rundung erfolgt, ist die Befestigungsschraube 10 so ausgeführt, daß im Bereich der Schraubendichtstelle 44, d. h. dort, wo die Schräge 10s mit der am Motorgehäuse 4 vorgesehenen Gehäusedichtstelle 42 in Kontakt kommt, die Schräge 10s so geneigt ist, daß der Winkel α (alpha) zwischen ungefähr 30° und 60°, vorzugsweise 45° beträgt.

Um eine dauerfeste Verbindung zwischen dem Motorgehäuse 4 und dem Pumpengehäuse 6 sowie eine gute Dichtwirkung zwischen der Befestigungsschraube 10 und dem Motorgehäuse 4 zu erhalten, wird für das Einschrauben der Befestigungsschraube 10 folgende Vorgehensweise vorgeschlagen: Nach dem Zusammenfügen der zu verschraubenden Körper, d. h. nach dem Anfügen des Motorgehäuses 4 an das Pumpengehäuse 6 wird der Schraubenschaft 10b der Befestigungsschraube 10 durch die Schraubenöffnung 20 gesteckt und das Schraubengewinde 10a wird in das Muttergewinde 28 gedreht. Sobald die Befestigungsschraube 10 so weit in das Muttergewinde 28 eingedreht ist, daß die Schräge 10s der Befestigungsschraube 10 an der Gehäusedichtstelle 42 des Motorgehäuses 4 zur Anlage kommt, steigt bei weiterem Eindrehen der Befestigungsschraube 10 in das Muttergewinde 28 die Vorspannkraft, bezogen auf den Weg den die Befestigungsschraube 10 in das Pumpengehäuse 6 eingeschraubt wird, zunächst nur relativ schwach an. Die Vorspannkraft ist die Kraft, mit der die Befestigungsschraube 10 das Motorgehäuse 4 gegen das Pumpengehäuse 6 hält. Die Vorspannkraft wirkt als mechanische Vorspannung auch in dem Schraubenschaft 10b. Bezogen auf den Weg, den die Befestigungsschraube 10 eingeschraubt wird, steigt die Vorspannkraft deshalb zunächst nur schwach an, weil die Beschichtung 30 leicht verformbar ist und weil beim Eindrehen der Befestigungsschraube 10 in das Pumpengehäuse 6 sich die Gehäusedichtstelle 42, die vorzugsweise als eine scharfe Kante am Motorgehäuse 4 hergestellt wurde, plastisch verformt. Bei weiterem Eindrehen der Befestigungsschraube 10 in das Muttergewinde 28 erreicht man schließlich den Zustand, bei dem der vorne erwähnte Metall-zu-Metall-Kontakt zwischen der Befestigungsschraube 10 und dem Motorgehäuse 4 hergestellt ist und bei dem die Gehäusedichtstelle 42 am Motorgehäuse 4 eine Breite erreicht hat, bei der sich die Gehäusedichtstelle 42 kaum mehr weiter plastisch verformt.

Es wird vorgeschlagen, die Befestigungsschraube 10 nach dem ersten Eindrehen anschließend wieder so weit aus dem Muttergewinde 28 herauszudrehen, bis die Vorspannkraft im Schraubenkraft 10b mindestens teilweise vorzugsweise jedoch vollständig abgebaut ist. Dazu muß die Befestigungsschraube 10 nur wenige Umdrehungen herausgedreht werden, weil die plastischen Verformungen der Beschichtung 30 und des Motorgehäuses 4, die während des ersten Eindrehens entstanden sind, erhalten bleiben. Anschließend wird die Befestigungsschraube 10 erneut festgedreht. Dazu muß die Befestigungsschraube 10 nur wenige Umdrehungen in das Muttergewinde 28 eingedreht werden, weil keine erneute plastische Umformung bzw. so gut wie keine erneute plastische Umformung stattfindet.

Die Anzahl der erforderlichen Umdrehungen der Befestigungsschraube 10 ist beim Losdrehen und beim erneuten Festdrehen der Befestigungsschraube 10 wesentlich kleiner als beim ersten Eindrehen.

Beim erneuten Einschrauben wird die Befestigungsschraube 10 festgezogen, bis die Vorspannkraft in dem Schraubenschaft 10b den vorgesehenen Wert erreicht hat. Der vorgesehene Wert der Vorspannkraft berechnet sich im wesentlichen aus dem Durchmesser des Schraubenschafts 10b und der zulässigen mechanischen Vorspannung in dem Schraubenschaft 10b. Die zulässige mechanische Vorspannung hängt von dem für den Schraubenschaft 10b verwendeten Grundmaterial ab, und der Durchmesser des Schraubenschafts 10b wiederum ist auf das Motorgehäuse 4 so abgestimmt, daß bei ordnungsgemäßem Festziehen der Befestigungsschraube 10 sich das Motorgehäuse 4 nicht unzulässig verbiegt.

Die Vorspannkräfte im Schraubenschaft 10b beim ersten und beim zweiten Festziehen der Befestigungsschraube 10 können auf einfache Weise folgendermaßen erreicht werden: Zunächst zieht man die Befestigungsschraube 10 mit einem ersten Drehmoment fest. Dann löst man die Befestigungsschraube 10 wieder, bis das Drehmoment etwas abgefallen ist, vorzugsweise bis das Drehmoment auf Null abgefallen ist. Anschließend wird die Befestigungsschraube 10 dann wieder bis zu einem Anzugsdrehmoment festgezogen, wobei das Anzugsdrehmoment so festgelegt wird, daß die Vorspannkraft in dem Schraubenschaft 10b den vorgesehenen Wert erreicht.

Durch das zweimalige Festziehen der Befestigungsschraube 10 mit dazwischenliegendem Lösen wird erreicht, daß irgendwelche Setzerscheinungen und plastischen Verformungen keinen negativen Einfluß auf die Dauerhaltbarkeit der durch die Befestigungsschraube 10 geschaffenen Verbindung ausüben können. Insbesondere wird dadurch erreicht, daß auch bei längerer Benutzungsdauer, insbesondere auch bei Schwingbeanspruchung der Verbindung, die Vorspannkraft in dem Schraubenschaft 10b nicht absinkt bzw. nicht so weit absinkt, daß ein Lockern bzw. Lösen der Befestigungsschraube 10 zu befürchten wäre.

Um einen möglichst guten Effekt durch das zweimalige Festziehen der Befestigungsschraube 10 zu erreichen, wird vorgeschlagen, das erste Drehmoment, bis zu dem die Befestigungsschraube 10 bei ihrem ersten Eindrehen angezogen wird, gleich groß wie das vorgesehene bzw. vorbestimmte bzw. vorgegebene Anzugsdrehmoment zu wählen, mit dem die Befestigungsschraube 10 schließlich angezogen wird.

Weil beim ersten Eindrehen der Befestigungsschraube 10 im Bereich der Dichtung 40 erhebliche plastische Umformungen stattfinden, ist nicht unbedingt gewährleistet, daß das Drehmoment, mit dem die Befestigungsschraube 10 eingedreht wird, beim ersten Eindrehen unmittelbar in Vorspannkraft umgesetzt wird. Durch das mehrfache Anziehen der Befestigungsschraube 10, mit dem mindestens teilweisen Losdrehen zwischendurch, wird diese eventuelle Unsicherheit vollständig beseitigt und man erhält eine sichere, dauerschwingfeste und dauerhaft dichte Schraubverbindung.

Claims (9)

1. Schraubverbindung (2) mit einem Körper (4), einem Grundkörper (6) und einer Befestigungsschraube (10) mit einem Schraubenschaft, einem Schraubenkopf und einem Schraubengewinde an dem Schraubenschaft, wobei der Schraubenschaft durch eine an dem Körper vorgesehene Schraubenöffnung (20) ragt, das Schraubengewinde in den Grundkörper geschraubt ist und sich die Befestigungsschraube an dem Körper abstützt und den Körper gegen den Grundkörper hält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schraubenschaft (10b) und dem Schraubenkopf (10c) eine mindestens teilweise mit einer aus einem wesentlich weicheren Material als ein Grundmaterial der Befestigungsschraube bestehenden verformbaren Beschichtung (30) versehene Schräge (10s) vorgesehen ist, wobei die Beschichtung (30) und die Schräge (10s) an dem Körper (4) anliegen.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge (10s) gegenüber dem Schraubenschaft (10b) ungefähr 30° bis 60° geneigt ist.

3. Schraubverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge (10s) gegenüber dem Schraubenschaft (10b) ungefähr 45° geneigt ist.

4. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schraubenkopf (10c) eine dem Körper (4) zugewandte, gegenüber dem Schraubenschaft (10b) im wesentlichen um 90° geneigte Haltefläche (10d) vorgesehen ist.

5. Schraubverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefläche (10d) an einer an dem Körper (4) vorgesehenen Auflagefläche (22) anliegt.

6. Schraubverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefläche (10d) mindestens teilweise mit der Beschichtung (30) versehen ist.

7. Schraubverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (30) an einer an dem Körper (4) vorgesehenen Auflagefläche (22) anliegt.

8. Verfahren zum Befestigen eines Körpers (4) an einem Grundkörper (6) mit einer Befestigungsschraube (10) mit einem Schraubenschaft, einem Schraubenkopf und einem Schraubengewinde an dem Schraubenschaft, wobei der Schraubenschaft durch eine an dem Körper (4) vorgesehene Schraubenöffnung (20) gesteckt und das Schraubengewinde in den Grundkörper (6) geschraubt werden, bis die Befestigungsschraube (10) den Körper (4) gegen den Grundkörper (6) hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschraube (10) zunächst mit einem ersten Drehmoment derart festgezogen wird, daß eine zwischen dem Schraubenschaft (10b) und dem Schraubenkopf (10c) vorgesehene, mindestens teilweise mit einer aus einem wesentlich weicheren Material als ein Grundmaterial der Befestigungsschraube bestehenden verformbaren Beschichichtung (30) versehene Schräge (10s) an dem Körper (4) anliegt, dann die Befestigungsschraube (10) wieder mindestens teilweise losgedreht und danach die Befestigungsschraube (10) mit einem vorgesehenen Anzugsdrehmoment festgezogen wird, so daß die Beschichtung (30) und die Schräge (10s) an dem Körper (4) anliegen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Drehmoment im wesentlichen gleich groß ist wie das Anzugsdrehmoment.