DE3613692A1 - Schraubverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung, bei der die Schraube zwei Teile durchsetzt, um diese zueinander zu fixieren, mit beidseits eines der Teile angeordneten inne­ ren Gliedern, die auf ihrer jeweiligen, mit dem einen Teil in Anlage gelangenden Fläche eben ausgebildet sind, während die der ebenen Fläche abgewandten Flächen der Teile ge­ krümmt ausgebildet sind und mit entgegengesetzt gekrümmten Flächen angrenzender, äußerer Glieder zusammenwirken, wo­ bei die Schraube die Glieder durchsetzt und der Bohrungs­ durchmesser der inneren Glieder sowie des zwischen den inneren Gliedern angeordneten Teils größer ist als der Außendurchmesser der Schraube.

Eine derartige Schraubverbindung ist aus der US-PS 32 20 289 bekannt. Bei ihr ist aufgrund der Ausbildung der inneren und äußeren Glieder eine verspannungsfreie Verbindung der beiden Teile auch dann gewährleistet, wenn die beiden Teile nicht parallel zusammenpassen. Die Schraubverbindung weist auf jeder Seite eines der Teile ein inneres und ein äußeres Glied auf, wobei die gekrümmte Fläche des jeweiligen inneren Gliedes konvex und die ge­ krümmte Fläche des jeweiligen äußeren Gliedes konkav aus­ gebildet ist. Der Bohrungsdurchmesser des betreffenden, von den Gliedern umgebenen Teiles sowie derjenige der ein­ zelnen Teile ist größer ausgebildet als der Außendurch­ messer der Schraube, worunter verstanden werden soll, daß der Innendurchmesser jeweils um ein solches Maß größer ist als der Außendurchmesser der Schraube, daß die Schraube innerhalb des betreffenden Innendurchmessers verschwenkt werden kann, um die mangelnde Parallelität zwischen den beiden zu befestigenden Teilen zu kompensieren. Nachteilig ist bei der bekannten Schraubverbindung, daß alle vier Glieder einen größeren Innendurchmesser aufweisen und somit beim Verspannen der beiden Teile mit zunehmender Nichtparallelität der Teile eine Erhöhung des Achsversatzes der Glieder zu verzeichnen ist, wodurch sich die Größe der Berührungsflächen zwischen den jeweiligen Gliedern reduziert. Abgesehen davon ist es bei der bekannten Schraubverbindung als nachteilig anzusehen, daß der Schraubenbolzen in dem betreffenden äußeren Glied nicht exakt geführt ist, da auch der Innendurchmesser dieses äußeren Gliedes größer ist als der Schraubendurchmesser. Durch die fehlende Führung der Glieder bezüglich der Schraube gestaltet sich die Montage der Schraubverbindung kompliziert. Andererseits erfolgt zwischen den beiden zu verspannenden Teilen ein ungünstiger Kraftschluß, beispiels­ weise im Bereich des Kopfes der Schraube, der mit seiner dem äußeren Glied zugewandten Anlagefläche nicht an einer definierten Kreisringfläche des äußeren Gliedes anliegt, sondern vielmehr an einer Ringfläche unterschiedlicher Stärke, wodurch der Schraubenkopf unnötigerweise auf Bie­ gung beansprucht wird.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, die geschilderten Nachteile der bekannten Schraubverbindung zu vermeiden.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß eines der inneren Glieder eine konkave und das andere der inneren Glieder eine konvex gekrümmte Fläche aufweist, die mit entsprechen­ den konvex bzw. konkav gekrümmten Flächen der äußeren Glie­ der zusammenwirken, wobei die Berührungsflächen zwischen den jeweiligen inneren und äußeren Gliedern parallel zuein­ ander verlaufen und sich die Durchgangsbohrung von der konkaven Fläche des einen inneren Glieds zur konvexen Fläche des anderen inneren Glieds konisch erweitert.

Die erfindungsgemäße Schraubverbindung ermöglicht ein sicheres Verspannen nicht parallel zusammenpassender Teile, wobei gleichzeitig Längs- und Quertoleranzen zwischen den beiden Teilen ausgeglichen werden können. Durch die Ausbildung der inneren Glieder mit entgegengesetzt ge­ krümmten Flächen beschreiben diese Glieder beim Ver­ spannen der beiden Teile, unabhängig von der Stellung der beiden Teile zueinander, eine Schwenkbewegung um einen gemeinsamen Schwenkpunkt, wobei die jeweilige Be­ rührungsfläche zwischen dem inneren und dem äußeren Glied etwa gleich bleibt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Flächen der inneren und äußeren Glieder kann ein Innendurchmesser der äußeren Glieder gewählt werden, der so groß ist wie der Außendurchmesser der Schraube, d. h. die Schraube kann gerade durch die äuße­ ren Glieder hindurchgesteckt werden. Letzteres ermöglicht eine optimierte Führung der Schraube bei gleichzeitiger Bewegbarkeit der beiden Teile im nichtverspannten Zustand zueinander.

Die erfindungsgemäße Schraubverbindung gestaltet sich kon­ struktiv wesentlich einfacher, wenn das mit dem konvex ausgebildeten inneren Glied zusammenwirkende äußere Glied mit einem der Teile eine Einheit bildet. Im Gegen­ satz zum genannten Stand der Technik kann somit auf das vierte Glied verzichtet werden, die Schraubverbindung be­ steht damit nur noch aus zwei inneren sowie einem äußeren Glied.

Vorteilhaft ist der Bohrungsdurchmesser des zwischen den inneren Gliedern angeordneten Teils größer als der Boh­ rungsdurchmesser dieser Glieder im Bereich des Teils. Durch die Vergrößerung des Durchmessers des Teiles ergibt sich eine vergrößerte Längs- und Querverschieblichkeit dieses Teiles bezüglich des anderen Teils.

Die Winkelbeweglichkeit der Teile zueinander kann durch die Gestaltung der Berührungsflächen beeinflußt werden. Soll nur eine Winkelbeweglichkeit um eine Achse möglich sein, so bietet sich an, die gekrümmten Flächen der inneren Glieder tonnensegmentförmig auszubilden, im Fall der Beweglichkeit um mehrere Achsen weisen die gekrümmten Flächen der inneren Glieder die Form von Kugelsegmenten auf.

Neben den Längs- und Quertoleranzen lassen sich auch Tie­ fentoleranzen ausgleichen, wenn das zwischen den inneren Gliedern angeordnete Teil als Winkelteil ausgebildet ist, wobei ein Schenkel des Teils von der Schraubverbindung durch­ setzt ist und in Längsrichtung des anderen Schenkels ver­ laufend ein Langloch vorgesehen ist, das eine Schraube durchsetzt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die Figur zeigt in einem Ausschnitt die Lagerung des Motors eines Kraftfahr­ zeugs im Vorderrahmen der Karosserie des Fahrzeugs. Am Motor 1 ist seitlich mittels einer Schraube 2 ein Halter 3 befestigt. Der Halter weist an seiner Unterseite einen etwa horizontal verlaufenden Flansch 4 auf, der mittels der er­ findungsgemäßen Schraubverbindung 5 mit einem im Vorder­ rahmen 6 der Karosserie angeordneten Dämpfungsblock 7 ver­ bunden ist. Der Dämpfungsblock 7 besitzt eine obere, kon­ kave, kugelsegmentförmige Aufnahmefläche 8 mit einer mittig in dieser angeordneten Gewindebohrung 9. Der Flansch 4 besitzt eine ebene, obere Fläche 10 sowie eine ebene untere Fläche 11, in Anlage mit der oberen Fläche 10 gelangt ein an der Unterseite gleichfalls eben ausgebildetes oberes inneres Glied, in Anlage mit der unteren Fläche gelangt ein oben eben ausgebildetes unteres inneres Glied 13. Die untere Fläche 14 des unteren Gliedes 13 ist konvex und kugelsegmentförmig ausgebildet, die Kugelradien von Fläche 14 und Aufnahmefläche 8 entsprechen einander. Die obere Fläche 15 des oberen Gliedes 12 ist konkav und kugelseg­ mentförmig ausgebildet, die Flächen 14 und 15 verlaufen parallel zueinander, d. h. die Kugelradien 16 und 17 der Flächen 15 und 14 besitzen den gleichen Kugelmittelpunkt 18. In Berührungsverbindung mit dem oberen inneren Glied 12 befindet sich ein oberes äußeres Glied 19, dessen untere Fläche 20 konvex und kugelsegmentförmig ausgebildet ist, wobei auch hier die Kugelradien von Fläche 20 und Fläche 15 übereinstimmen. Die obere Fläche 21 des Gliedes 19 ist eben ausgebildet. Das Glied 19 ist mit einer Boh­ rung 22 versehen, die von einer Schraube 23 durchsetzt wird, wobei der Bohrungsdurchmesser 22 um soviel größer ist als der Schraubendurchmesser 23, so daß dieser gerade durch das Glied 19 hindurchgesteckt werden kann. Der Schraubenkopf 24 gelangt dabei mit seiner Unterseite in Anlage mit der oberen Fläche 21. Die Glieder 12 und 13 sind gleichfalls mit Bohrungen 25 und 26 versehen, die Bohrung 25 erweitert sich von der Fläche 15 zur Fläche 10 konisch, die Bohrung 26 von der Fläche 11 zur Fläche 14 konisch. Im Bereich der Fläche 15 ist der Bohrungsdurch­ messer bereits wesentlich größer als der Durchmesser der Schraube, beispielsweise doppelt so groß. Die Bohrungen 25 und 26 erweitern sich stetig von der Fläche 15 zur Fläche 14. Der zwischen den Gliedern 12 und 13 aufgenom­ mene Flansch 4 weist eine Bohrung 27 auf, die größer ist als die Bohrung 26 im Bereich der Fläche 14.

Die Ausbildung der Schraubverbindung 5 ermöglicht eine spannungsfreie Verschraubung des Halters 3 mit dem Dämp­ fungsblock 7 trotz großer Positionstoleranzen. So können Längs- und Quertoleranzen durch die Ausbildung der Bohrung 27 im Flansch 4 ausgeglichen werden, Winkeltoleranzen werden durch die Verschwenkbarkeit des Halters 3 bezüglich des Dämpfungsblockes 7 eliminiert. Die konische Ausbildung der Bohrungen 25 und 26 ermöglicht eine Verschwenkbarkeit des Halters 3 aus der Kugelsenkrechten um einen Winkel von etwa 5°. Für den Fall, daß die gekrümmten Flächen 8, 14 sowie 15, 20 nicht kugelsegmentförmig, sondern tonnen­ segmentförmig ausgebildet sind, ist eine Schwenkbarkeit des Halters 3 ausschließlich um die Senkrecht zur Zeichenebene verlaufende, durch den Punkt 18 gehende Achse möglich. Um bei der winkligen Ausbildung des Hal­ ters 3 auch eine Tiefentoleranz ausgleichen zu können, besitzt der Halter 3 im Bereich der Schraube 2 ein senk­ recht zum Flansch 4 verlaufendes Langloch 28.

Claims (6)

1. Schraubverbindung, bei der die Schraube zwei Teile durch­ setzt, um diese zueinander zu fixieren, mit beidseits eines der Teile angeordneten inneren Gliedern, die auf ihrer jeweiligen, mit dem einen Teil in Anlage gelangen­ den Flächen eben ausgebildet sind, während die der ebenen Fläche abgewandten Flächen der Teile gekrümmt ausgebildet sind, und mit entgegengesetzt gekrümmten Flächen angren­ zender, äußerer Glieder zusammenwirken, wobei die Schraube die Glieder durchsetzt und der Bohrungsdurchmesser der inneren Glieder sowie des zwischen den inneren Gliedern angeordneten Teils größer ist als der Außendurchmesser der Schraube, dadurch gekennzeichnet, daß eines der inneren Glieder (12) eine konkave (15) und das andere der inneren Glieder (13) eine konvex gekrümmte Fläche (14) aufweist, die mit ent­ sprechend konvex (20) bzw. konkav gekrümmten Flächen (8) der äußeren Glieder (7, 19) zusammenwirken, wobei die Berührungsflächen zwischen den jeweiligen inneren und äußeren Gliedern (7, 13; 12, 19) parallel zueinander ver­ laufen und sich die Durchgangsbohrung (25, 26) von der konkaven Fläche (19) des einen inneren Gliedes (12) zur konvexen Fläche (14) des anderen inneren Gliedes (13) konisch erweitert.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem konvex ausgebil­ deten inneren Glied (13) zusammenwirkende äußere Glied (7) mit einem der Teile (7) eine Einheit bildet.

3. Schraubverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsdurchmesser (27) des zwischen den inneren Gliedern (12, 13) angeordneten Teils (4) größer ist als der Bohrungsdurchmesser (25, 26) dieser Glieder (12, 13) im Bereich des Teils (4).

4. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Flächen (8, 14, 15, 20) der inneren Glieder (12, 13) kugelsegmentförmig ausgebildet sind.

5. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Flächen der inneren Glieder tonnensegmentförmig ausgebildet sind.

6. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den inneren Gliedern (12, 13) angeordnete Teil (3) als Winkelteil ausgebildet ist, wobei ein Schenkel (4) des Teils (3) von der Schraubverbindung (5) durchsetzt ist und in Längsrichtung des anderen Schenkels verlaufend ein Lang­ loch (28) vorgesehen ist, das eine Schraube (2) durchsetzt.