DE19753781C2 - Vorrichtung zum Verspannen und Zentrieren zweier Bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspannen und Zentrieren zweier Bauteile mit einem in axialer Richtung federnd gestaltete Bereiche aufweisenden Federring und mit Zentrierelementen zum Ausrichten der Bauteile in radialer Richtung. Weiterhin betrifft die Erfindung zwei vorteilhafte Verwendungen der Vorrichtung.

Solche Vorrichtungen haben beispielsweise als Federring eine Tellerfeder oder einen Wellring und sind aus der Praxis bekannt. Der Federring dient in der Regel dazu, eine konstante Vorspannkraft zwischen den Bauteilen herzustellen. Die Zentrierelemente werden meist an einem der Bauteile befestigt und stützen sich am jeweils anderen Bauteil ab. Solche Zen­ trierelemente sind jedoch aufwendig zu fertigen.

Es ist weiterhin bekannt, Sicherungsringe zum axialen oder radialen Aus­ richten zweier Bauteile einzusetzen (US 3,397,727; DE-GM-19 22 273). Ein aus mehreren Lagen bestehender Federring ist aus DE 34 19 263 C2 bekannt. Jede Lage weist dabei Wellungen auf, wobei übereinanderliegende Lagen sich nur an den Wellentälern berühren. Der Nachteil bei diesem Federring besteht darin, dass sich bei einem Kräfteangriff sowohl in axialer als auch in radialer Richtung die Lager zueinander verschieben, so dass die Federwirkung stark vermindert wird.

Schließlich ist ein Sicherungsring mit einer von der exakten Kreisform abweichenden Form bekannt (DE 38 04 560 A1). Dieser Sicherungsring besitzt sowohl in radialer als auch in axialer Richtung bogenförmige Berei­ che, die durch ebene und geradlinige Bereiche getrennt sind. Dadurch kann der Sicherungsring nur im geringen Maße federnd wirken.

Man hat bereits daran gedacht, einen Elastomerring zum Vorspannen und Zentrieren der Bauteile einzusetzen. Jedoch hat ein solcher Elastomerring nur einen sehr kleinen Federweg, so dass die Vorspannkraft sehr stark von den Toleranzen der Bauteile abhängt. Weiterhin verliert der Elastomerring seine Federwirkung beispielsweise in radialer Richtung, wenn man ihn in axialer Richtung zusammendrückt. Daher ordnet man meist zusätzlich zu dem Elastomerring einen Wellring an, der die erforderliche axiale Vorspan­ nung zwischen den beiden Bauteilen unabhängig von den radialen Vor­ spannkräften erzeugt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie besonders kostengünstig herstellbar und einfach zu montieren ist. Weiterhin sollen zwei vorteilhafte Verwendun­ gen der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschaffen werden.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zentrierelemente als Wellenberge und Wellentäler und damit als radial nach innen und/oder aussen federnde Bereiche des Federrings gestaltet sind, wobei die radial und die axial federnden Bereiche nahezu unabhängig voneinander bewegbar sind.

Durch diese Gestaltung lässt sich der Federring radial zusammendrücken, ohne dass er seine Federwirkung in axialer Richtung verliert. Deshalb benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Federring ein einzelnes Teil, welches die Bauteile gegeneinander vorspannt und gleichzeitig zen­ triert. Hierdurch gestaltet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders kostengünstig und lässt sich einfach montieren. Der Federring kann entspre­ chend der Form der Bauteile beispielsweise rund, oval oder dgl. gestaltet sein. Weiterhin lässt sich der Federring an einer Stelle durchtrennen, um ihn von der Seite her über eines der Bauteile zu schieben.

In der Regel wird der Federring in eine Ausnehmung eines der Bauteile eingelegt. Das zweite Bauteil ragt dabei mit einer Querschnittsverringerung in die Ausnehmung hinein. Die radial federnden Bereiche des Federrings könnten sich beispielsweise über die gesamte Höhe des Federrings erstrec­ ken. Da jedoch Querschnittsverringerungen und Ausnehmungen häufig an ihren Enden fertigungsbedingte Radien aufweisen, würden sich die radial federnden Bereiche an den Radien abstützen und im ungünstigsten Fall den Federring verkanten. Ein Verkanten des Federrings lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die in radialer Richtung federnd gestalteten Bereiche ungefähr auf halber Höhe des Federrings angeordnet sind. Hierbei stützen sich die radial federnden Bereiche in einem von den Radien der Bauteile entfernten Stellen ab. Weiterhin werden durch diese Gestaltung die axial federnden Bereiche ebenfalls auf Abstand von den am Ende der Querschnittsverringerung und der Ausnehmung angeordneten Radien gehalten.

Der Federring könnte beispielsweise als Wellring mit radial abstehenden Federzungen gestaltet sein. Die erforderlichen Vorspannkräfte der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in radialer und axialer Richtung lassen sich einfach durch eine entsprechende Wahl des Querschnitts des Federrings einstellen. Hierfür kann der Federring beispielsweise einen runden oder mehreckigen Querschnitt aufweisen.

Zur weiteren Verringerung der Kosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung trägt es bei, wenn der Federring aus Kunststoff gefertigt ist. Hierdurch kann man den Federring beispielsweise im Spritzgussverfahren herstellen, was insbesondere bei einer hohen Stückzahl besonders kostengünstig ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich beson­ ders große Vorspannkräfte erzeugen, wenn der Federring aus Federstahl gefertigt ist.

Eine Korrosion des Federstahls des Federrings lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung einfach vermeiden, wenn der Federstahl eine Um­ mantelung aus Kunststoff aufweist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich die Bauteile einfach gegen ein Verdrehen sichern, wenn der Federring zum Eindringen in Ausnehmungen der Bauteile vorgesehene Erhebungen aufweist. Weiterhin lässt sich die Position der Bauteile zueinander durch eine asymmetrische Anordnung der Erhebungen festlegen. Die Erhebungen dienen damit zudem als Montagehilfe.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung einer vorteilhaften Verwendung der Vorrichtung, wird erfin­ dungsgemäß gelöst durch eine Verwendung der Vorrichtung zur Verspannung einer Kraftstoffpumpe eines Kraftfahrzeu­ ges in einer Fördereinheit.

Die Fördereinheit besteht in der Regel aus einem topfför­ migen Gehäuseunterteil und einem mit dem oberen Rand ver­ rasteten Gehäusedeckel. Die Kraftstoffpumpe muss dank der Erfindung nicht mehr mit einem Elastomerring und zusätz­ lich einem Wellring zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Gehäusedeckel der Fördereinheit verspannt werden. Hier­ durch können die Fördereinheit und die Kraftstoffpume be­ sonders große Toleranzen aufweisen, ohne dass eine uner­ wünschte Vorspannkraft zwischen diesen Bauteilen zu er­ warten ist. Weiterhin lässt sich die Kraftstoffpumpe durch die an dem Federring angeordneten Erhebungen ein­ fach gegen Verdrehen sichern. Die Montage der Kraftstoff­ pumpe gestaltet sich besonders einfach und damit auch sehr kostengünstig. Bei dieser Verwendung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung entkoppelt der Federring zudem den Körperschall der Kraftstoffpumpe. Schwingungen der Kraft­ stoffpumpe werden daher nicht auf die Fördereinheit über­ tragen.

Eine weitere vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung ergibt sich bei einer Halterung von Sen­ soren oder Stellgliedern an feststehenden Bauteilen eines Kraftfahrzeuges.

Solche Sensoren oder Stellglieder müssen dank der Erfin­ dung nicht mehr festgeschraubt oder von einer Klemmfaust gehalten werden. Der mit Erhebungen versehene Federring vermag die Sensoren oder Stellglieder selbständig zu hal­ tern und Vibrationen von dem Sensor oder dem Stellglied fernzuhalten.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Förder­ einheit mit einer von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgespannten Kraftstoffpumpe,

Fig. 2 die Fördereinheit mit einem Federring in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 die Fördereinheit aus Fig. 2 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie III-III,

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Fördereinheit 1 mit einem topfförmigen Gehäuseunterteil 2 und einem in dem Gehäuseunterteil 2 verrasteten Gehäusedeckel 3. In der Fördereinheit 1 ist eine Kraftstoffpumpe 4 angeordnet. Die Kraftstoffpumpe 4 hat in ihrem oberen und unteren En­ de jeweils eine Querschnittsverringerung 5, 6, die je­ weils in Ausnehmungen 7, 8 der Fördereinheit 1 hineinra­ gen. In der unteren Ausnehmung 7 ist ein Elastomerring 9 angeordnet, der zum Entkoppeln des Körperschalls der Kraftstoffpumpe 4 dient. In der oberen Ausnehmung 8 ist ein in axialer Richtung wellenförmiger Federring 10 ange­ ordnet, der die Kraftstoffpumpe 4 nach unten hin vor­ spannt. Der Federring 10 hat durch seine Wellenform in axialer Richtung federnde Bereiche 11a, 11b. In einem seiner an der Kraftstoffpumpe 4 anliegenden Bereiche ist eine noppenförmige Erhebung 12 angeordnet. Die Erhebung 12 dringt in eine Ausnehmung 13 der Kraftstoffpumpe 4 ein und sichert diese gegen ein Verdrehen. Der Federring 10 entkoppelt ebenfalls den Körperschall der Kraftstoffpumpe 4. Selbstverständlich kann anstelle des Elastomerrings 9 auch ein zweiter, nicht dargestellter Federring einge­ setzt werden.

Die Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II-II aus Fig. 1, dass der Federring 10 auch in radialer Richtung wellenförmig gestaltet ist. Hierdurch weist der Federring 10 auch in radialer Richtung federnde Bereiche 14a, 14b auf und zentriert die Kraftstoffpumpe 4 in der Ausnehmung 8 des Gehäusedeckels 3 der Förderein­ heit 1. Weiterhin hat der Federring 10 in seinen radialen inneren und äußeren Bereichen angeordnete Erhebungen 15, 16, die asymmetrisch über seinen Umfang verteilt sind. Diese Erhebungen 15, 16 dringen in Ausnehmungen 17, 18 der Kraftstoffpumpe 4 und der Fördereinheit 1 ein. Damit lässt sich die Kraftstoffpumpe 4 nur in einer einzigen Position in der Fördereinheit 1 montieren.

Die Fig. 3 zeigt die Fördereinheit 1 aus Fig. 2 in ei­ ner Schnittdarstellung entlang der Linie III-III. Hier­ bei ist zu erkennen, dass die radial federnden Bereiche 14a, 14b, die an dem Gehäusedeckel 3 der Fördereinheit 1 anliegen, auf etwa der halben Höhe des Federrings 10 an­ geordnet sind. Hierdurch wird vermieden, dass sich der Federring 10 an einem am Ende der Ausnehmung des Gehäuse­ deckels vorhandenen fertigungsbedingten Radius 19 verkan­ tet.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Verspannen und Zentrieren zweier Bauteile mit einem in axialer Richtung federnd gestaltete Bereiche aufweisenden Federring und mit Zentrierelementen zum Ausrichten der Bauteile in radialer Richtung, wobei die Zentrierelemente als radial nach innen und/oder außen federn­ de Bereiche des Federrings gestaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen und axialen federnden Bereiche (11, 14) in axialer und radialer Richtung als Wellenberge und Wellentäler gestaltet sind und daß die radial und die axial federnden Bereiche (11, 14) nahezu unabhängig voneinander bewegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung federnd gestalteten Bereiche (14) ungefähr auf halber Höhe des Federrings (10) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe­ derring (10) aus Kunststoff gefertigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe­ derring (10) aus Federstahl gefertigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feder­ stahl (10) eine Ummantelung aus Kunststoff aufweist.

6. Vorrichtung nach zumindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Federring (10) zum Eindringen in Ausneh­ mungen (13, 17, 18) der Bauteile (Gehäuseunterteil 2, Gehäuseoberteil 3, Kraftstoffpumpe 4) vorgesehene Erhebungen (12, 15, 16) aufweist.

7. Verwendung der Vorrichtung nach zumindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Verspannen einer Kraftstoffpumpe eines Kraftfahrzeugs in einer För­ dereinheit.

8. Verwendung der Vorrichtung nach zumindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Halterung von Sensoren oder Stellgliedern an feststehenden Bauteilen eines Kraftfahrzeugs.