DE202006000660U1

DE202006000660U1 - Verbindungsanordnung mit Toleranzausgleich

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Publication number: DE202006000660U1
Application number: DE200620000660
Authority: DE
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2016-01-18

Abstract

Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Innenkörpers (4) und eines Außenkörpers (2) mit selbsttätigem Ausgleich von Toleranzen in gegenüberliegenden Abständen (a, b) zwischen dem Innenkörper (4) und dem Außenkörper (2), welche Verbindungsanordnung aufweist:
eine erste Verstellbuchse (22) mit einem Außengewinde (42),
eine zweite Verstellbuchse (24) mit einem Außengewinde (52),
eine durch den Innenkörper (4) verlaufende Durchgangsbohrung (28) mit einem ersten Verstellgewinde (44), das mit dem Außengewinde (42) der ersten Verstellbuchse (22) eine Gewindepaarung (46) einer ersten Gangsrichtung bildet, und mit einem zweiten Verstellgewinde (54), das mit dem Außengewinde (52) der zweiten Verstellbuchse (24) eine Gewindepaarung (56) einer entgegengesetzten zweiten Gangrichtung bildet, und
eine Schraube (30), die durch die beiden Verstellbuchsen (22, 24) hindurchsteckbar ist und einen Kopf (64) zum Abstützen auf einer Seite des Außenkörpers (2) und ein Feststellgewinde (66) zum Verschrauben mit einem Aufnahmegewinde (68) auf der gegenüberliegenden Seite des Außenkörpers (2) aufweist,
wobei die beiden...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum Verbinden zweier Bauteile mit selbsttätigem Ausgleich von Abstandstoleranzen zwischen den beiden Bauteilen.
Es sind zahlreiche Verbindungsanordnungen mit Ausgleich fertigungsbedingter Bauteiltoleranzen und/oder montagebedingter Toleranzen in der Vor- bzw. Endmontage von Baugruppen bekannt. Es sind insbesondere Verbindungsanordnungen bekannt, bei denen der Toleranzausgleich ohne Einfluss des Monteurs, also selbsttätig erfolgt, um die Prozesszeit der Montage zu verkürzen. Verwiesen sei beispielsweise auf DE 100 04 697 A1 , EP 0 176 663 A1 , EP 0 848 168 A1 , EP 0 848 168 A1 , DE 199 49 654 A1 und EP 0 533 513 A1 .
DE 101 51 383 A1 offenbart eine Verbindungsanordnung mit selbsttätigem Toleranzausgleich in Abstand zwischen zwei Bauteilen, welche aus einer Schraube, einer Mutter und einer Verstellbuchse besteht. Die Verstellbuchse hat eine linksgängiges Außengewinde, das mit einem linksgängigen Innengewinde der Mutter verschraubbar ist, und einen Mitschleppabschnitt, der über eine oberhalb eines vorgegebenen Drehmomentes lösbare Reibschlussverbindung mit der Schraube zusammenwirkt, um beim Drehen der Schraube von dieser zum Toleranzausgleich entgegen der Einsteckrichtung verstellt zu werden. Der Mitschleppabschnitt besteht aus einem elastisch ausweitbaren Federabschnitt in Form federnder Finger, die durch axiale Schlitze in der Verstellbuchse gebildet sind.
Es sind ferner zahlreiche andere konstruktive Ausführungsformen von Mitschleppabschnitten bekannt, siehe beispielsweise die oben genannten Druckschriften.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Innenkörpers und eines Außenkörpers mit selbsttätigem Ausgleich von Toleranzen in gegenüberliegenden Abständen zwischen dem Innenkörper und Außenkörper zu schaffen, welche hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaus und ihrer Funktionsweise möglichst einfach ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 definierte Verbindungsanordnung gelöst.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Verbindungsanordnung mit selbsttätigem Toleranzausgleich besteht aus zwei Verstellbuchsen, einer Schraube und einer durch den Innenkörper verlaufenden Durchgangsbohrung, die entweder in einer am Innenkörper festgelegten Hülse oder unmittelbar am Innenkörper ausgebildet ist. Die Durchgangsbohrung des Innenkörpers bildet mit den beiden Verstellbuchsen eine Gewindepaarung einer ersten Gangrichtung und eine Gewindepaarung einer entgegengesetzten zweiten Gangrichtung. Die beiden Verstellbuchsen haben je einen Mitschleppabschnitt, die jeweils über eine oberhalb eines vorgegebenen Drehmomentes lösbare Reibschlussverbindung mit der Schraube zusammenwirken, um beim Durchstecken und Drehen der Schraube von dieser in entgegengesetzten axialen Richtungen verstellt zu werden. Auf diese Weise erfolgt ein selbsttätiger Ausgleich von Toleranzen im Abstand zwischen Innen- und Außenkörper auf einer Seite und im Abstand zwischen Innen- und Außenkörper auf der gegenüberliegenden Seite.
Obwohl somit die erfindungsgemäß ausgebildete Verbindungsanordnung einen Toleranzausgleich von zwei Abständen ermöglicht, besteht sie lediglich aus zwei Verstellbuchsen, einer gemeinsamen Schraube sowie einer gemeinsamen Durchgangsbohrung im Innenkörper. Die Verbindungsanordnung zeichnet sich daher durch einen geringen konstruktiven und herstellungstechnischen Aufwand aus. Außerdem erfordert sie nur eine geringe Montagezeit, da der Toleranzausgleich beider Abstände durch einen einzigen Betätigungsvorgang erreicht wird.
Vorzugsweise sind der Innen- und Außenkörper als Rohr ausgebildet. Der Außenkörper kann jedoch aus zwei getrennten Teilen bestehen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Innenkörpers mit Abstand zu diesem angeordnet sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Schnittdarstellung einer Verbindungsanordnung zwischen einem inneren und einem äußeren Rohr ohne Schraube und vor dem Toleranzausgleich;
2 eine der 1 entsprechende Schnittdarstellung mit einer strichpunktiert dargestellten Schraube und nach dem Toleranzausgleich;
3 eine der 2 entsprechende Schnittdarstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels.
Die 1 und 2 zeigen einen Außenkörper 2 in Form eines äußeren Rohres und einen Innenkörper 4 in Form eines inneren Rohres, die innerhalb einander angeordnet sind und durch einen Montageprozess vorpositioniert wurden. Der Außenkörper 2 hat gegenüberliegende Wände 6, 8, und der Innenkörper 4 hat gegenüberliegende Wände 10, 12. Wie dargestellt, haben die Wände 6, 10 einen Abstand a voneinander, und die Wände 8, 12 haben einen gegenüberliegenden Abstand b voneinander. Die Abstände a und b haben herstellungs- und/oder montagebedingte Toleranzen, welche durch die nun zu beschreibende Verbindungsanordnung zwischen Innen- und Außenkörper 2, 4 ausgeglichen werden.
Die Verbindungsanordnung besteht im Ausführungsbeispiel der 1, 2 aus zwei Verstellbuchsen 22, 24, einer Hülse 26 mit einer Durchgangsbohrung 28, einer Schraube 30 und einer Mutter 32, von denen die Schraube 30 und die Mutter 32 lediglich in 2 strichpunktiert angedeutet sind. In 2 sind ferner zwei Beilagscheiben 34 und 36 vorgesehen.
Die Verstellbuchse 22 besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Buchsenkörper 38 und einem am einen Ende vorgesehenen Flansch 40. Der Buchsenkörper 38 ist mit einem Außengewinde 42 versehen, das mit einem ersten Verstellgewinde 42 in der Durchgangsbohrung 28 der Hülse 26 eine Gewindepaarung 46 einer ersten Gangrichtung, z. B. eine linksgängige Gewindepaarung, bildet. Die Verstellbuchse 24 besteht ebenfalls aus einem im Wesentlichen zylindrischen Buchsenkörper 48 und einem Flansch 50. Der Buchsenkörper 48 ist mit einem Außengewinde 52 versehen, das mit einem zweiten Verstellgewinde 54 in der Durchgangsbohrung 28 der Hülse 26 eine Gewindepaarung 56 der entgegengesetzten Gangrichtung, also eine rechtsgängige Gewindepaarung, bildet.
Die Verstellgewinde 44, 54 und damit die Gewindepaarungen 46, 56 sind auf einer gemeinsamen zentralen Achse A der Verbindungsanordnung angeordnet und axial gegeneinander versetzt, wie in den 1 und 2 zu sehen ist. Aufgrund der Gewindepaarungen 46, 56 entgegengesetzter Gangrichtungen bewegen sich die Verstellbuchsen 22, 24 in axial entgegengesetzten Richtungen, wenn sie in einer gemeinsamen Richtung gedreht werden, wie noch genauer erläutert wird.
Jede der beiden Verstellbuchsen 22, 24 ist mit einem Mitschleppabschnitt 58 bzw. 60 versehen. Die Mitschleppabschnitte 58, 60 bestehen im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem radial aufweitbaren Federabschnitt in Form federnder Finger, die durch Schlitze in den Buchsenkörpern 38, 48 gebildet sind. Die Mitschleppabschnitte können jedoch in beliebig anderer Weise ausgebildet sein, sofern sie nur mit der Schraube 30 eine reibschlüssige Verbindung eingehen, die oberhalb eines vorgegebenen Drehmomentes lösbar ist. Da derartige Mitschleppverbindungen im Stand der Technik in großer Vielfalt bekannt sind, wird hierauf nicht weiter eingegangen.
Die Hülse 26 besteht aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Hülsenkörper, der sich über die gesamte axiale Höhe (in den 1, 2) des Innenkörpers 4, also von der Wand 10 bis zur Wand 12 des Innenkörpers 4 erstreckt. Die Hülse 26 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in Löcher 18, 20 der Wände 10, 12 des Innenkörpers 4 eingesetzt. Die Hülse 26 kann hierbei durch Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss, z.B. eine Schweiß- oder eine Klebeverbindung, festgelegt sein.
Die Schraube 30 besteht aus einem Schaft 62, einem Kopf 64 an einem Ende und einem Feststellgewinde 66 am entgegengesetzten Ende. Die Schraube 30 hat eine axiale Länge, die größer ist als die axiale Höhe (in den 1, 2) des Außenkörpers 2, so dass die Schraube 30 durch Löcher 14, 16 in den Wänden 6, 8 des Außenkörpers sowie durch beide Verstellbuchsen 22, 24 hindurchsteckbar ist. Die Schraube 30 ist daher mit ihrem Kopf 64 an der Wand 6 des Außenkörpers 2 abstützbar und kann mit seinem Feststellgewinde 66 in ein Aufnahmegewinde 68 der Mutter 32 eingeschraubt werden, wie noch genauer erläutert wird.
Es wird nun die Funktionsweise der Verbindungsanordnung beschrieben:
Nachdem die Hülse 26 in Innenkörper 4 festgelegt ist, werden die beiden Verstellbuchsen 22, 24 von entgegengesetzten Seiten her in die Durchgangsbohrung 28 der gemeinsamen Hülse 26 eingeschraubt, bis die Flansche 40, 50 der Verstellbuchsen an den entgegengesetzten Stirnenden der Hülse 26 anliegen. Die aus dem Innenkörper 4, den Verstellbuchsen 22, 24 und der Hülse 26 bestehende Baueinheit wird dann innerhalb des Außenkörpers 2 so positioniert, dass sich die in 1 dargstellte Lage ergibt, in der der Innen- und Außenkörper 2 bzw. 4 auf der einen Seite den Abstand a und auf der anderen Seite den Abstand b voneinander haben. Wie bereits erwähnt, sind die Abstände mit Toleranzen behaftet, die durch die Verbindungsanordnung selbsttätig ausgeglichen werden sollen.
Wenn der Innen- und Außenkörper 2, 4 auf diese Weise vormontiert sind, wird die Schraube 30 von oben her durch das Loch 14 in die Verstellbuchse 22 eingesteckt, bis der Mitschleppabschnitt 58 der Verstellbuchse 22 mit dem Feststellgewinde 66 der Schraube 30 eine Reibschlussverbindung eingeht. Beim Drehen der Schraube 30 wird die Verstellbuchse 22 mitgedreht, wodurch sie aufgrund der (linksgängigen) Gewindepaarung 46 in axialer Richtung aus der Hülse 26 herausbewegt wird, bis sie sich an die Wand 6 des Außenkörpers 2 anlegt. Damit ist der Toleranzausgleich hinsichtlich des Abstands a erreicht.
Die Schraube 30 kann nun unter Überwindung der Reibschlussverbindung zwischen Schraube und Verstellbuchse 22 mit der Verstellbuchse 24 in Eingriff gebracht werden. Beim Weiterdrehen der Schraube 30 wird die Verstellbuchse 24 über ihren Mitschleppabschnitt 60 mitgedreht, wodurch sie aufgrund der (rechtsgängigen) Gewindepaarung 56 in entgegengesetzter axialer Richtung aus der Hülse 26 herausbewegt wird, bis sie sich an die Wand 8 des Außenkörpers 2 anlegt. Damit ist der Toleranzausgleich des Abstands b erreicht.
Die Schraube 30 kann nun unter Überwindung der Reibschlussverbindung zwischen Schraube und Verstellbuchse 24 in die Mutter 32 eingeschraubt werden. Das Feststellgewinde 66 der Schraube 30 bildet mit dem Aufnahmegewinde 68 der Mutter 32 eine Gewindepaarung der zweiten Gangrichtung, also im dargestellten Ausführungsbeispiel eine rechtsgängige Gewindepaarung, um durch Festziehen der Schraube 30 den Außenkörper 2 und den Innenkörper 4 über die Verstellbuchsen 22, 24 und die Hülse 26 miteinander zu verspannen.
Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mutter 32 eine herkömmliche Feststellmutter, die schwimmend, d.h. radial beweglich, angeordnet ist. Hierdurch wird auch ein gewisser Toleranzausgleich in radialer Richtung ermöglicht.
Statt einer beweglich gelagerten Mutter kann jedoch auch eine am Außenkörper 2 festgelegte Mutter, beispielsweise eine Blindnietmutter, verwendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Aufnahmegewinde unmittelbar in einem einstückigen Ansatz des Außenkörpers 2 vorzusehen. Es muss lediglich ein Aufnahmegewinde beliebiger Art zur Verfügung gestellt werden, das relativ zum Außenkörper 2 festliegend ist.
Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Durchgangsbohrung 28 in der getrennten Hülse 26 gebildet, die am Innen körper 4 festgelegt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 dagegen ist die Durchgangsbohrung 28' mit den Verstellgewinden 44' und 54' unmittelbar im Material des Innenkörpers 4' ausgebildet, der aus Vollmaterial besteht. Wie in 3 zu sehen ist, besteht in diesem Fall der Außenkörper aus zwei getrennten Teilen 6' und 8', die zu dem Innenkörper 4' gegenüberliegende Abstände a' und b' haben.
Im übrigen sind jedoch der konstruktive Aufbau und insbesondere die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels identisch mit denen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels, so dass diesbezüglich auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden kann.
Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, dass die gegensinnigen Gewindepaarungen 46 und 56 zwischen den Verstellbuchsen und der gemeinsamen Durchgangsbohrung mittels Drahtgewindeeinsätzen (nicht gezeigt) „gepanzert" werden können.

Claims

Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Innenkörpers (4) und eines Außenkörpers (2) mit selbsttätigem Ausgleich von Toleranzen in gegenüberliegenden Abständen (a, b) zwischen dem Innenkörper (4) und dem Außenkörper (2), welche Verbindungsanordnung aufweist: eine erste Verstellbuchse (22) mit einem Außengewinde (42), eine zweite Verstellbuchse (24) mit einem Außengewinde (52), eine durch den Innenkörper (4) verlaufende Durchgangsbohrung (28) mit einem ersten Verstellgewinde (44), das mit dem Außengewinde (42) der ersten Verstellbuchse (22) eine Gewindepaarung (46) einer ersten Gangsrichtung bildet, und mit einem zweiten Verstellgewinde (54), das mit dem Außengewinde (52) der zweiten Verstellbuchse (24) eine Gewindepaarung (56) einer entgegengesetzten zweiten Gangrichtung bildet, und eine Schraube (30), die durch die beiden Verstellbuchsen (22, 24) hindurchsteckbar ist und einen Kopf (64) zum Abstützen auf einer Seite des Außenkörpers (2) und ein Feststellgewinde (66) zum Verschrauben mit einem Aufnahmegewinde (68) auf der gegenüberliegenden Seite des Außenkörpers (2) aufweist, wobei die beiden Verstellbuchsen (22, 24) je einen Mitschleppabschnitt (58, 60) haben, die jeweils über eine oberhalb eines vorgegebenen Drehmomentes lösbare Reibschlussverbindung mit der Schraube (30) zusammenwirken, um beim Drehen der Schraube (30) in einer Drehrichtung von dieser zum Toleranzausgleich in entgegengesetzten axialen Richtungen verstellt zu werden.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Verstellgewinde (44, 54) der Durchgangsbohrung (28) fluchtend und axial gegeneinander versetzt zueinander sind.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Verstellgewinde (44, 54) der Durchgangsbohrung (28) in einer gemeinsamen Hülse (26) gebildet sind, die am Innenkörper (4) festgelegt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (26) am Innenkörper (4) durch Stoffschluss und/oder Formschluss und/oder Kraftschluss festgelegt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20) am Innenkörper (4) durch eine Klebeverbindung festgelegt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Verstellgewinde (44', 54') der Durchgangsbohrung (28') unmittelbar am Innenkörper (4') ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Verstellgewinde der Durchgangsbohrung jeweils über einen Drahtgewindeeinsatz mit den Außengewinden der Verstellbuchsen zusammenwirken.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegewinde unmittelbar in dem Außenkörper ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegewinde (68) in einer vom Außenkörper (2) getrennten Mutter (32) gebildet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (32) zwecks radialem Toleranzausgleich radial beweglich angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen- und Außenkörper (2, 4) jeweils als Rohr ausgebildet sind.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (2') aus zwei getrennten Teilen (6', 8') besteht.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellbuchsen (22, 24) aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellbuchsen (22, 24) aus Kunststoff bestehen.