DE19653226C2 - Montageeinheit aus einem Montageteil und einem insbesondere als Schraube ausgebildeten Fixierteil - Google Patents
Montageeinheit aus einem Montageteil und einem insbesondere als Schraube ausgebildeten FixierteilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Montageeinheit mit den im Oberbegriff des Anspru
ches 1 genannten Merkmalen. Solche Montageeinheiten sind beispielsweise Ge
häusedeckel, die mit mehreren Fixierteilen, meist Schrauben, an einem Werk
stück, etwa einem Zylinderkopf o. dgl. befestigt werden. Der Trend der Montage
technik geht dahin, mit einem möglichst hohen Vorfertigungsgrad zu arbeiten.
Während früher beispielsweise Schrauben erst bei der Endmontage eines Monta
geteils, z. B. eines Gehäusedeckels, eingesetzt wurden, wird heute verlangt, daß
dieses Montageteil bereits mit den notwendigen Befestigungsschrauben zu einer
Montageeinheit kombiniert zur Endmontage angeliefert wird. Diese kann dann mit
einem vergleichsweise geringeren Zeitaufwand gegebenenfalls auch automatisch
durch einen Roboter bewerkstelligt werden. Bei einer solchen Montageeinheit
muß sichergestellt sein, daß die Fixierteile bzw. die Schrauben sicher mit dem
Montageteil verbunden sind, so daß sie auf dem Transportwege nicht verlorenge
hen können. Des weiteren muß sichergestellt sein, daß die Fixierenden der Fi
xierteile, bei Schrauben also deren Gewinde, zwischen Vormontage und Endmon
tage unbeschädigt bleiben. Insbesondere betrifft dies den Transport und die Lage
rung der mit den Fixierteilen bestückten Montageteile. Die Fixierteile sind zu die
sem Zweck axial in dem Montageteil zwischen einer Montagestellung, in der die
Fixierteile mit ihrem Fixierende aus dem Montageteil herausragen und einer Vor
montagestellung, in der die Fixierenden der Fixierteile innerhalb des Montageteils
einliegen, beweglich. Um eine Fixierung der Fixierteile in ihrer Vormontagestellung
zu schaffen, weisen die Fixierteile, im folgenden wird der Einfachheit halber von
Schrauben gesprochen, an ihrem Schaft ein über dessen Schaftquerschnitt hin
ausstehendes Hintergriffteil auf. In den sich vom Hintergriffteil bis zum Kopf der
Schraube erstreckenden Hinterschneidungsbereich ragt ein Gegen-Hintergriffteil,
steht. Eine solche Montageeinheit ist aus WO 95/21335 und DE 41 31 779 A1
bekannt.
Ein wesentliches Problem solcher Montageeinheiten besteht dann, wenn die Ge
windebohrungen in einem Werkstück oder einem Maschinenteil, an dem eine
Montageeinheit zu befestigen ist, nicht exakt mit den Achsen der Durchgangslö
cher des Montageteils fluchten. Ein solcher Achsversatz zwischen den Durch
gangslöchern des Montageteils und dem entsprechenden Muttergewinde muß
- soweit vorhanden - sowohl beim Einschrauben der Schrauben in das Werkstück,
als auch im Endmontagezustand ausgeglichen werden. Dies ist aber nur in dem
Maße möglich, wie sich die Schraube im Eingreifen ihres Schraubengewindes in
das Muttergewinde im wesentlichen achsparallel zum besagten Muttergewinde
ausrichten kann. Eine Ausrichtung während des Einschraubvorganges ist prinzi
piell möglich, da das Schraubengewinde und das Muttergewinde in der Regel ein
Spiel aufweisen, das erst im Moment des festen Anziehens der Schrauben bzw.
im Endmontagezustand unwirksam wird. Im Endmontagezustand wird jedoch die
genannte Ausrichtmöglichkeit durch das von der Lochwandung der Durchgangslö
cher im Montageteil radial nach innen vorstehende, und mit dem Schaftumfang
zusammenwirkende Hintergriffteil begrenzt.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Montageeinheit
vorzuschlagen, bei der im Falle eines Achsversatzes die Ausrichtmöglichkeit eines
Fixierteiles im Endmontagezustand verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Montageeinheit mit den Merkmalen des Anspru
ches 1 gelöst. Danach ist im Hinterschneidungsbereich des Schaftes der Schrau
be eine Einschnürung vorhanden, die in Axialrichtung derart positioniert ist, daß
sie in der Montageendstellung der Schraube in Radialrichtung benachbart zum
Gegen-Hintergriffteil des Montageteils angeordnet ist. Während des Einschraub
vorganges ist aufgrund des Spiels zwischen Schrauben- und Muttergewinde noch
eine gewisse Kippstellung der Schraube möglich, so daß trotz eines Achsversat
zes zwischen der Lochachse des Durchgangsloches im Montageteil und der Mut
tergewindeachse des Muttergewindes die Schraube eingeschraubt werden kann.
Wenn jedoch die Schraube fest angezogen ist, ist sie gleichachsig zur Mittel
längsachse des Muttergewindes ausgerichtet. Dementsprechend macht sich dann
der Achsversatz voll bemerkbar. Dadurch jedoch, daß die Gegen-Hintergriffteile
des Durchgangsloches in die Einschnürung am Schraubenschaft eingreifen kön
nen, kann ein gegebenenfalls vorhandener Achsversatz in größerem Ausmaße
kompensiert werden als dies bisher möglich war.
Ein weiterer wesentlicher Zusatzeffekt der erfindungsgemäßen Maßnahme be
steht darin, daß das Durchgangsloch des Montageteils mit einem raumsparenden,
geringeren Durchmesser ausgestattet werden kann, ohne daß damit die Kompen
sationsmöglichkeit für einen Achsversatz beeinträchtigt wird. Dadurch kann z. B.
der Befestigungsflansch eines Gehäusedeckels, in dem die genannten Durch
gangslöcher angeordnet sind, schmaler ausgeführt werden.
Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist gewährleistet, daß das Gegen-
Hintergriffteil des Durchgangsloches vollständig von der Einschnürung aufgenom
men wird. Dadurch ist das Ausmaß der radialen achsparallelen Abweichung des
Schraubenschaftes von seiner Sollposition, in der er achsgleich zur Lochachse
ausgerichtet ist, vergrößert und dementsprechend die Kompensationsmöglichkeit
für einen Achsversatz verbessert.
Die erfindungsgemäße Kompensationsmöglichkeit eines Achsversatzes ist auch
auf Montageteile anwendbar, bei der die Lochwand des Durchgangsloches nicht
vom Montageteil selbst, sondern von einer den Schaft der Schraube bzw. eines
Fixierteiles umgebenden Hülse gebildet wird.
Für die erfindungsgemäße Wirkungsweise einer Montageeinheit ist es unerheb
lich, auf welche Art und Weise die Hintergriffteile sowohl am Schaft als auch an
der Lochwandung eines Montageteils bzw. einer Hülse hergestellt werden. Belie
big ist auch, in welcher zeitlichen Abfolge die Hintergriffteile hergestellt werden.
So ist es etwa denkbar, daß zunächst das Hintergriffteil am Schaft des Fixierteiles
hergestellt und das entsprechende Gegen-Hintergriffteil am Montageteil bzw. an
einer Hülse während des Einführens der Schraube in das Durchgangsloch der
Hülse bzw. des Montageteiles oder danach erfolgt.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbei
spielen näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer an einem Maschi
nenteil befestigten erfindungsgemäßen Montageeinheit bei extremem
Achsversatz und mit einer sich am Beginn eines Einschraubvorganges
befindlichen Schraube,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung analog Fig. 1, wobei die Schraube in der Mon
tageendstellung ist,
Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Querschnittsdarstellung einer weiteren Aus
führungsform einer erfindungsgemäßen Montageeinheit und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Montageeinheit in Querschnitts
darstellung.
Eine erfindungsgemäße Montageeinheit besteht bei den in Fig. 1, 2 und 4 darge
stellten Ausführungsbeispielen aus im wesentlichen drei Teilen, nämlich einem
allgemein als Montageteil bezeichneten Gehäusedeckel 1, einer Schraube 2 bzw.
in allgemeiner Bezeichnung einem Fixierteil und einem hülsenförmigen Halteteil,
vornehmlich einer Hülse 3. Die Schraube 2 weist einen zur ihrer Fixierbetätigung
dienenden Kopf 4 auf. An den Kopf 4 schließt sich der Schraubenschaft 5 an, an
dessen kopffernem Ende sich ein Schraubengewinde 6 befindet. Die Schraube 2
dient zur Fixierung des Gehäusedeckels 1 an einem Gehäuse, einem Maschinen
teil 7 o. dgl. Die Hülse 3 liegt in einer Durchgangsbohrung des Gehäusedeckels 1
ein und bildet ein Durchgangsloch 8, in das der Schraubenschaft 5 einführbar ist.
An dem sich an das Schraubengewinde 6 kopfwärts anschließenden Schaftbe
reich ist ein Ringvorsprung 10 angeformt, der sich von der Außenumfangsfläche
des Schaftes radial nach außen erstreckt. Der Außendurchmesser des Ringvor
sprunges 10 ist größer als der Durchmesser des zwischen dem Ringvorsprung
und dem Kopf 4 angeordnete Schaftbereich, der einen Hinterschneidungsbe
reich 12 bildet. Im Vormontagezustand gemäß Fig. 1 und im Endmontagezustand
gemäß Fig. 2 ragt in den Hinterschneidungsbereich 12 wenigstens ein Gegen-
Hintergriffteil ein, das von der Lochwand 9 radial nach innen absteht. Im vorlie
genden Ausführungsbeispiel ist das Hintergriffteil von mehreren Fixiervorsprün
gen 13 an dem dem Kopf 4 zugewandten Ende der Hülse 3 angeordnet. Die Län
ge des Hinterschneidungsbereiches 12 bzw. der Abstand zwischen dem Ringvor
sprung 10 und dem Kopf 4 bzw. dessen unterseitige Auflagefläche 14 definiert im
wesentlichen die maximale Verschiebelänge der Schraube 2. Der sich an die
Auflagefläche 14 des Kopfes unmittelbar anschließende Schaftbereich weist eine
Einschnürung 15, beispielsweise in Form einer eingewalzten Ringrille auf. Diese
Einschnürung ist im Endmontagezustand gemäß Fig. 2 den Fixiervorsprüngen 13
radial benachbart angeordnet.
Im folgenden wird die Montage einer erfindungsgemäßen Montageeinheit an ei
nem Maschinenteil 7 beschrieben, wobei zwischen der Lochachse 16 des Durch
gangsloches 8 und der Muttergewindeachse 17 ein Achsversatz 19 vorhanden ist.
Wenn ein solcher Versatz gegeben ist, muß die Schraube 2 zwangsläufig mit ei
ner gegenüber der Muttergewindeachse 17 geneigten Ausrichtung 20 in das Mut
tergewinde 18 eingedreht werden. Um dies zu erleichtern, ist am Schaftende 21
der Schraube 2 eine Suchspitze 22 mit einem gegenüber dem Gewindedurch
messer 23 reduziertem Wirkdurchmesser vorhanden. Die Suchspitze kann auch
als Konus, Kegel, Kegelstumpf o. dgl. ausgebildet sein. Die jeweilige Ausgestal
tung muß lediglich gewährleisten, daß auch bei größerem Achsversatz 19 zwi
schen der Lochachse 16 und der Muttergewindeachse 17 ein Auffinden, nämlich
ein Eingreifen des Schraubenendes mit seinem Schraubengewinde 6 in das Mut
tergewinde 18 ermöglicht. Solange keine Vorspannung auf die Schraube 2 ein
wirkt, besteht ein ausreichendes Gewindespiel zwischen Schraubengewinde 6
und Muttergewinde 18. Durch dieses Spiel ist eine ausreichende Schrägstellung
bzw. schräge Ausrichtung 20 der Schraube um z. B. einen Winkel 24 gewährlei
stet. Eine Vorspannungskraft baut sich erst nach dem Auftreffen des Schrauben
kopfes 4 bzw. seiner Auflagefläche 14, die von der Unterseite eines Auflageflan
sches 25 gebildet ist, auf den Gehäusedeckel 1 auf. Erst von diesem Moment an
entfällt die Kippmöglichkeit bzw. die Schrägstellungsmöglichkeit (Winkel 24) der
Schraube 2 gegenüber der Muttergewindeachse 17. In dem in Fig. 2 dargestellten
Stadium des Fixierzustandes richtet sich die Schraube 2 gleichachsig zur Mutter
gewindeachse 17 und damit achsparallel zur Lochachse 16 aus. Bei herkömmli
chen Schrauben ist diese Ausricht- bzw. Schwenkbewegung, die den Winkel 24
quasi aufhebt, durch das Auftreffen des Schaftumfangs auf einen Fixiervor
sprung 13 begrenzt. In vielen Fällen ist deshalb eine achsparallele Ausrichtung
der Schraube nur dann möglich, wenn der mit dem Schaftumfang zusammenwir
kende Fixiervorsprung deformiert wird. Dabei besteht die Gefahr, daß der Schrau
benschaft beschädigt wird. Erfindungsgemäß ist diese Gefahr erheblich dadurch
vermindert, daß die Einschnürung 15 eine größere Schwenk- bzw. Ausrichtbewe
gung der Schraube 2 zuläßt, als dies bei herkömmlichen Montageeinheiten der
Fall ist. Die Querschnittsform der Einschnürung 15 ist zweckmäßigerweise so, daß
sie einen Fixiervorsprung 13 vollständig in sich aufnehmen kann. Dies ist dann
von Vorteil, wenn sich die Hülse 3 zu ihrem kopffernen Ende konisch erweitert.
Der seitliche Versatz der Schraube 2 innerhalb des Durchgangsloches 8 wird
dann praktisch nur noch vom Außenumfang des Ringvorsprunges 10 begrenzt.
Um das Ausmaß dieser Begrenzung zu verringern, ist es denkbar, die Hülse 3
bzw. ganz allgemein ein Durchgangsloch 8 konisch auszugestalten, so daß es
zum Maschinenteil 7 hin erweitert. Es ist auch denkbar, auf einen Ringvor
sprung 10 völlig zu verzichten. In diesem Falle wirkt das Schraubengewinde 6
selbst als ein Hintergriffteil, das mit den Fixiervorsprüngen 13 im Sinne einer Ver
liersicherung zusammenwirkt.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Montageeinheit nur
aus zwei Teilen, nämlich der Schraube 2 und dem Gehäusedeckel 1. Das Durch
gangsloch 8 wird hier nicht von einer Hülse gebildet, sondern ist direkt in den Ge
häusedeckel bzw. in einem an ihm vorgesehenen Befestigungsflansch einge
bracht. Ansonsten wirkt die in Fig. 3 dargestellte Montageeinheit wie die oben be
schriebene.
Bei den bisher genannten Ausführungsbeispielen sind die Fixiervorsprünge 13 am
kopfseitigen Ende der Hülse 3 bzw. der Durchgangsbohrung 8 (Fig. 3) angeord
net. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt vor allen Dingen in einer großen
Verschiebelänge der Schraube 2. Oft ist aber eine große Verschiebelänge gar
nicht gefordert. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn es sich um Schrauben mit
einem relativ kurzen Schraubengewinde 6a handelt. Das mit dem Ringvor
sprung 10 am Schraubenschaft 5 bzw. mit dessen Schraubengewinde 6a zusam
menwirkende Hintergriffteil kann dann mit Abstand zum kopfseitigen Ende der
Hülse 3 bzw. des Durchgangsloches 8 angeordnet sein. Dementsprechend ist die
mit dem Hintergriffteil zusammenwirkende Einschnürung 15a ebenfalls mit Ab
stand zum Kopf 4 angeordnet. Jedenfalls ist die gegenseitige Positionierung so,
daß das Hintergriffteil im Durchgangsloch 8 im Endmontagezustand in Radialrich
tung benachbart zur Einschnürung 15a angeordnet ist. Das Hintergriffteil an der
Hülse 3 bzw. an der Lochwand 9 des Durchgangsloches 8 kann auch - wie in
Fig. 4 gezeigt - in Form eines radial nach innen vorspringenden Ringflansches 26
ausgebildet sein.
1
Gehäusedeckel
2
Schraube
3
Hülse
4
Kopf
5
Schraubenschaft
6
Schraubengewinde
7
Maschinenteil
8
Durchgangsloch
9
Lochwand
10
Ringvorsprung
12
Hinterschneidungsbereich
13
Fixiervorsprung
14
Auflagefläche
15
Einschnürung
16
Lochachse
17
Muttergewindeachse
18
Muttergewinde
19
Achsversatz
20
Ausrichtung
21
Schaftende
22
Suchspitze
23
Gewindedurchmesser
24
Winkel
25
Auflageflansch
26
Ringflansch
Claims (7)
1. Montageeinheit, umfassend
- 1. ein Montageteil (1) und
- 2. ein Fixierteil, z. B. eine Schraube (2),
- 1. mit einem seiner Fixierbetätigung dienenden Kopf (4) zur Fixierung des Montageteils an einem Werkstück, etwa einem Maschinenteil (7) od. dgl.,
- 2. mit einem sich an den Kopf (4) anschließenden, mit Radialspiel in einem Durchgangsloch (8) des Montageteils einliegenden Schaft und
- 3. mit einem am Schaft (5) angeordneten, über den Schaftquerschnitt hinausste henden Hintergriffteil, das mit einem von der Lochwand (9) des Durchgangs loches (8) radial nach innen vorstehenden und in einen zwischen dem Kopf (4) und dem Hintergriffteil des Fixierteils wirksamen Hinterschnei dungsbereich (12) hineinragenden Gegen-Hintergriffteil (Fixiervorsprung 13, Ringflansch 26) im Sinne einer Verliersicherung zusammenwirkt,
2. Montageeinheit nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine zur vollständigen Aufnahme des Gegen-Hintergriffteiles geeignete Quer
schnittsform der Einschnürung (15).
3. Montageeinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lochwand (9) von der Innenmantelfläche einer Hülse (3) gebildet ist,
die in einer Durchgangsloch (8) des Montageteils einliegt.
4. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hintergriffteil des Fixierteils ein aus dessen Schaftumfang radial nach
außen vorstehender Ringvorsprung (10) ist.
5. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hintergriffteil eines als Schraube (2) ausgebildeten Fixierteiles deren
Schraubengewinde (6) ist.
6. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gegen-Hintergriffteil von mehreren vorzugsweise gleichmäßig über
den Umfang der Lochwand (9) verteilte, nach Art von Noppen o. dgl. wirksame
Fixierungsvorsprünge (13) gebildet ist.
7. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gegen-Hintergriffteil ein von der Lochwand (9) radial nach innen ab
stehender Ringflansch (26) bzw. Ringvorsprung ist.
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DE19548773 | 1995-12-23 | ||
DE19653226A DE19653226C2 (de) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | Montageeinheit aus einem Montageteil und einem insbesondere als Schraube ausgebildeten Fixierteil |
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DE19653226A Expired - Lifetime DE19653226C2 (de) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | Montageeinheit aus einem Montageteil und einem insbesondere als Schraube ausgebildeten Fixierteil |
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