DE3742585C1

DE3742585C1 - Schraubenverbindung

Info

Publication number: DE3742585C1
Application number: DE3742585A
Authority: DE
Inventors: Rolf Lechler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1989-03-30
Also published as: JPH02503344A; WO1989005928A1; EP0439456A1; US5104271A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gegen selbsttätiges Verdrehen eines Gewindebolzens gesicherte Schraubenver bindung zwischen einem Bauteil und einem Gummimetall-Lager element, das zwei im wesentlichen parallele, durch einen Gummiblock miteinander verbundene Scheiben aufweist, wo bei von einer Scheibe zentrisch ein Gewindebolzen ausgeht, der sich durch ein im Tragkörper angebrachtes Loch er streckt und auf den eine Mutter aufgeschraubt ist, die sich beim Anziehen an eine erste Fläche des Bauteils an legt und die Scheibe an eine von der ersten Fläche abge wandte zweite Fläche des Bau teils zieht, während die zweite Scheibe mit einem zweiten Bauteil verbunden ist.

Derartige Schraubverbindungen sind häufig bei elastischen Lagerungen von Kraftfahrzeug-Zubehör zu finden, beispiels weise zur Befestigung der Lüfterzarge des Kühlluft ventilators oder des Wasserkühlers an einem Karosserie teil. Bei derartigen, auch unter der Bezeichnung "Silent-bloc" bekannten Gummimetall-Lagerelementen besteht das Problem, daß sich beim Festziehen der Mutter der Gewindebolzen im Rahmen der Torsionselastizität des Gummiblocks mitdreht, so daß es schwierig ist, die Mutter tatsächlich fest anzuziehen. Die übliche Abhilfe durch eine Zahnscheibe oder einen Federring auf dem Gewinde bolzen zwischen der Scheibe und der zweiten Fläche des Bauteils ist oftmals nicht praktikabel, beispielsweise dann nicht, wenn das Bauteil aus einem relativ weichen Material, wie Kunststoff oder Leichtmetall besteht, so daß sich die Sicherungsscheibe in dieses Material ein graben und beispielsweise bei Leichtmetall die Gefahr einer Korrossion erhöhen kann. Außerdem besteht bei Fließbandmontage die Gefahr, daß beispielsweise beim Anschrauben einer Lüfterzarge durch eine Vielzahl von Muttern einzelne Sicherungsscheiben vergessen werden, die dann auch nachträglich nicht mehr eingesetzt werden, da sie das Lösen der bereits angezogenen Muttern erfordern würde, was aus Gründen der Taktzeiten oftmals nicht mög lich ist. Die Folge ist, daß einzelne Muttern nicht fest gezogen werden können, so daß insgesamt eine unzuläng liche Schraubverbindung zwischen der Zarge und der Karosserie besteht. Im Reparaturfall besteht die Gefahr, daß einzelne derartige Sicherungsscheiben verlorengehen.

Aus der GB-PS 7 60 297 ist eine Schraubenverbindung bekannt, bei der die Mutter von einer quadratischen, gewölbten Platte mit Innengewinde gebildet wird. Beim Festziehen des Schraubenbolzens graben sich die Ecken der Mutter in das zu befestigende Bauteil ein, wodurch ein Mit drehen der Mutter verhindert wird. Insoweit bestehen hier die gleichen Nachteile wie bei Verwendung von Zahn scheiben oder anderen formschlüssig wirkenden Verdreh sicherungen. Die gleiche nachteilige Wirkung ist bei der Schraubenverbindung gemäß US-PS 14 20 725 gegeben, bei welcher der Schraubenkopf und/oder die Mutter quadratisch und die Anlagefläche dachförmig ausgebildet ist, so daß zwei scharfe parallele Kanten gebildet werden, die sich beim Festziehen der Schraubverbindung in das zu be festigende Bauteil eingraben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraub verbindung zwischen einem Gummimetall-Lagerelement und einem Bauteil zu schaffen, bei der ohne zusätzliche Elemente, wie Zahnscheiben, Federringe und dergleichen und ohne die Gefahr einer Verletzung der mit der Scheibe zusammenwirkenden Fläche des Bauteils ein Verdrehen des Gewindebolzens beim Anziehen der Mutter wirksam ver hindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenfläche der Scheibe an der zweiten Fläche des Bauteils entlang eines Kreises anliegt, dessen Durch messer größer ist als der Mitteldurchmesser der Fläche, mit welcher die Mutter an der ersten Fläche des Bau teils anliegt.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß das Reibmoment zwischen der Scheibe und dem Bau teil größer ist als das Reibmoment zwischen der Mutter und dem Gewindebolzen, so daß beim Festziehen der Mutter der mit der Scheibe fest verbundene Gewinde bolzen stehenbleibt, sich also nicht mitdreht. Da durch kann die Mutter so fest angezogen werden, wie dies erforderlich ist.

Die Anlage der Außenfläche der Scheibe an der zweiten Fläche des Bauteils entlang eines Kreises kann entweder dadurch erfolgen, daß die Außenfläche der Scheibe nach innen gewölbt ist, so daß sie nur mit ihrer Umfangskante an der zweiten Fläche des Bauteils anliegt, oder es kann bei Verwendung einer planen Scheibe die zweite Fläche des Bauteils eine zu dem Loch konzen trische, konkave oder konische Vertiefung aufweisen, an welcher die Außenfläche der Scheibe anliegt.

Es ist zweckmäßig, die betreffende Scheibe des Gummi metall-Lagerelements so auszubilden, daß sie im wesent lichen mit ihrer ganzen Außenfläche an der zweiten Fläche des Bauteils anliegt, wenn die Mutter ganz fest gezogen ist. Diese Verformung der Scheibe, die durch entsprechende Dimensionierung oder durch entsprechende Materialwahl erreicht werden kann, führt gleichzeitig zu einer Verdrehsicherung der Mutter, da die verformte Scheibe wie eine Art Federring wirkt.

Bei einem Gummimetall-Lagerelement, bei dem von beiden Scheiben Gewindebolzen ausgehen, die sich durch Löcher in einem Halteteil bzw. in einem zu befestigenden Teil erstrecken und auf welche Muttern aufgeschraubt sind, können die Außenflächen beider Scheiben bzw. die damit zusammenwirkenden Flächen beider Bauteile in der vor stehend beschriebenen Weise ausgebildet sein, wenn es erforderlich ist, eine Drehung beider Gewindebolzen beim Festziehen der Muttern zu vermeiden.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen den unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt eines Gummimetall-Lagerelements, das zwischen zwei Bauteilen angeordnet und mit diesen durch Schrauben verbunden ist, wobei eine Scheibe des Lagerelements nach innen ge wölbt ist,

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1, wobei beide Scheiben des Lagerelements nach innen gewölbt sind, und

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 1, wobei die mit einer Scheibe zusammenwirkende Fläche eines Bauteils konkav oder konisch ausgebildet ist.

In Fig. 1 ist im Schnitt ein Gummimetall-Lagerelement 1 dargestellt, das aus zwei Scheiben 2 und 3 und einem da zwischenliegenden und an die Scheiben anvulkanisierten Gummiblock 4 besteht. Von den Scheiben 2 und 3 erstrecken sich mit diesen fest verbundene Gewindebolzen 5 und 6, die jeweils ein Loch 7 bzw. 8 in einem Bauteil 9 bzw. 10 durchdringen und auf deren Enden Muttern 11 bzw. 12 auf geschraubt sind. Um beim Festziehen der Mutter 12 ein Mitdrehen des Gewindebolzens 6 zu vermeiden, ist die Scheibe 3, an welcher der Gewindebolzen 6 befestigt ist, nach innen gewölbt, so daß sie mit ihrer Außenfläche 13 nur entlang ihrer Umfangskante 14 an der Innenfläche 15 des Bauteils 10 anliegt. Der Durchmesser D der Umfangs kante 14 ist erheblich größer als der Mitteldurchmesser d der Fläche, mit der die Mutter 12 auf der anderen Seiten fläche 16 des Bauteils 10 anliegt, und damit auch erheb lich größer als der Flankendurchmesser des Gewindes des Bolzens 6 und der Mutter 12. Dadurch ist das Reibmoment zwischen der Scheibe 3 und dem Bauteil 15 erheblich größer als das Reibmoment zwischen der Mutter 12 und dem Gewindebolzen 6, so daß die Scheibe 3 und mit ihr der Gewindebolzen 6 beim Festziehen der Mutter 12 festge halten wird. Die Konizität der Außenfläche 13 der Scheibe 3 ist in der Zeichnung erheblich übertrieben dargestellt und beträgt nur etwa 1-2°.

Wenn die Mutter 12 festgezogen ist, verformt sich die Scheibe 3 zu einer ebenen Platte, die im wesentlichen mit ihrer ganzen Außenfläche 13 an der Innenfläche 15 des Bauteils 10 anliegt. Durch diese Verformung wirkt die Scheibe 3 als eine Art Federscheibe, welche die Mutter 13 gegen ein Lösen sichert.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen von Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß hier auch die Scheibe 2′ nach innen gewölbt ist, so daß für die Schraubverbindung zwischen dem Gummimetall- Element 1 und dem Bauteil 9 die gleichen Vorteile er zielt werden wie hinsichtlich der Schraubverbindung mit dem Bauteil 10.

In Fig. 3 ist eine Ausführung dargestellt, bei der nicht die Scheibe 3′, sondern das Bauteil 10′ so ausge bildet ist, daß eine Anlage der Scheibe 3′ an der Innen fläche 15′ zunächst, d.h. bis zum vollen Festziehen der Mutter 12, nur entlang der Umfangskante 14 der Scheibe 3′ stattfindet. Die Scheibe 3′ ist dabei plan, während die Innenfläche 15′ des Bauteils 10′ eine zu dem Loch 8 konzentrische, konkave oder konische Vertiefung 19 aufweist. Die Wirkungsweise dieser Ausführung ist die gleiche wie diejenige der Fig. 1. Sie hat jedoch den Vorteil, daß handelsübliche Gummimetall-Lagerelemente verwendet werden können. Die Herstellung der konischen oder konkaven Vertiefung in der Innenfläche 15′ er fordert keinen zusätzlichen Aufwand.

Claims

1. Gegen selbttätiges Verdrehen eines Gewindebolzens ge sicherte Schraubenverbindung eines Bauteils mit einem Gummimetall-Lagerelement (1), das zwei im wesent lichen parallele, durch einen Gummiblock (4) mitein ander verbundene Scheiben (2, 3) aufweist, wobei von mindestens einer Scheibe (3) zentrisch ein Gewinde bolzen (6) ausgeht, der sich durch ein im Bauteil (10) angebrachtes Loch (8) erstreckt und auf den eine Mutter (12) aufgeschraubt ist, die sich beim Fest ziehen an eine erste Fläche (16) des Bauteils (10) anlegt und die Scheibe (3) an eine von der ersten Fläche (16) abgewandte zweite Fläche (15) des Bauteils (10) zieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (13) der Scheibe (3) an der zweiten Fläche (15) des Bauteils (10) entlang eines Kreises (14) anliegt, dessen Durchmesser (D) größer ist als der Mitteldurchmesser (d) der Fläche, mit der die Mutter (12) an der ersten Fläche (16) des Bauteils (10) anliegt.

2. Schraubenverbindung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Außenfläche (13) der Scheibe (3) nach innen gewölbt ist, derart, daß sie nur mit ihrer Umfangskante (14) an der zweiten Fläche (15) des Bauteils (10) anliegt, solange die Mutter (12) nicht ganz festgezogen ist. (Fig. 1)

3. Schraubenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Scheibe (3′) plan ist und daß die zweite Fläche (15′) des Bauteils (10′) eine zu dem Loch (8) konzentrische, konkave oder konische Ver tiefung (19) aufweist, an welcher die Außenfläche (13′) der Scheibe (3′) entlang eines Kreises an liegt. (Fig. 3)

4. Schraubenverbindung nach Anspruch 1 für ein Gummi metall-Lagerelement, bei dem von beiden Scheiben (2′, 3) Gewindebolzen (5, 6) ausgehen, die sich durch Löcher (7, 8) in Bauteilen (9, 10) erstrecken und auf die Muttern (11, 12) aufgeschraubt sind, die sich beim Festziehen an eine erste Fläche (16 bzw. 17) des be treffenden Bauteils (9 bzw. 10) anlegen und die Scheibe an eine von der ersten Fläche abgewandte Fläche (15 bzw. 18) des Bauteils zieht, dadurch ge kennzeichnet, daß die Außenflächen beider Scheiben (2′, 3) an den zweiten Flächen (15, 18) der Bauteile (9, 10) entlang eines Kreises anliegen, dessen Durch messer größer ist als der Mitteldurchmesser der Fläche, mit der die Muttern (11, 12) auf der ersten Fläche (16 bzw. 17) der Bauteile (8, 9) anliegen. (Fig. 2)