DE4412431C1

DE4412431C1 - Vorrichtung zum abstandsgerechten Verbinden von Bauteilen

Info

Publication number: DE4412431C1
Application number: DE19944412431
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Koch; Leonhard Dipl Ing Rose; Berndt Dipl Ing Schulz
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1994-04-12
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2014-04-13

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum abstandsge rechten Verbinden von mit Montageöffnungen versehenen Bauteilen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.

Eine derartige Bauart zählt durch die EP 0 176 663 A1 zum Stand der Technik. Hieraus ist bereits eine Vorrichtung zum Verbinden von mit Abstand zueinander liegenden Bau teilen mittels einer Verbindungsschraube und eines in dem Raum zwischen den zu verbindenden Bauteilen angeordneten Distanzstücks bekannt. Das Distanzstück ist mit wendel gangförmigen Steigungsflächen ausgestattet. Diesen sind passende wendelförmige Gegensteigungsflächen so zugeord net, daß sich die Steigungsflächen aufeinander abstützen. Bei der Drehung der Stützflächen zueinander wird das Di stanzstück in axialer Richtung ausgerückt. Die Drehbewe gung wird über die Verbindungsschraube eingeleitet, wobei das Distanzstück in seine Abstützstellung mitgeschleppt wird.

Die vorstehend beschriebene Bauart hat sich bewährt und wird in der Praxis häufig dann angewandt, wenn zwei Bau teile um ein axiales Maß relativ zueinander bewegt werden sollen. Sie ist jedoch manchmal umständlich zu handhaben. So benötigt sie z. B. eine Reihe von Einzelbauteilen, um den gewünschten Erfolg zu gewährleisten. Die Einzelteile und damit auch die Gesamtlösung erfordern einen hohen Fertigungsaufwand. Darüberhinaus müssen sie überwiegend aus Stahl gefertigt werden.

Weiterhin ist aus der DE 36 20 005 C1 eine Vorrichtung zum Einstellen eines ersten Bauteils relativ zu einem zweiten Bauteil mittels einer längenveränderlichen Di stanzbuchse bekannt. Die Distanzbuchse besteht aus einer topfförmigen Nietmutter, welche eine Stellschraube auf nimmt. Die Stellschraube enthält einen zentralen Durch gang, der als Werkzeugansatz, insbesondere als Sechskant, ausgebildet ist. Durch Verdrehen der Stellschraube wird die Länge der Distanzbuchse und damit der Abstand zwi schen den Bauteilen verändert. Die Befestigung und Fest legung der beiden Bauteile erfolgt anschließend durch Einsetzen und Anziehen einer Befestigungsschraube.

Nachteilig wirkt sich hier aus, daß zunächst die korrekte Länge der Distanzbuchse mit Hilfe eines gesonderten Werk zeugs eingestellt werden muß, bevor das zweite Bauteil montiert und festgelegt werden kann. Eine selbsttätige Anpassung der Distanzbuchsenlänge zwischen den Bauteilen ist nicht möglich. Stellt sich heraus, daß die Einstel lung der Distanzbuchse nicht korrekt gewählt war, ist eine Demontage des zu verbindenden Bauteils und eine Neu einstellung der Distanzbuchse notwendig.

Der Erfindung liegt ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Vorrichtung die Aufgabe zugrunde, diese hinsichtlich Aufbau und Ausführung weiter zu vereinfachen und ökonomischer zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen nach der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführ ten Merkmale.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 11.

Danach wird das Distanzstück von einem Haltekörper und einem Stützkörper gebildet. Der Haltekörper ist mit einem Innengewinde versehen und weist an einem Ende Befesti gungsfüße auf. Derart ausgestaltet dient er als Mutter clip für den Stützkörper. Dieser wird von einer Klemm hülse gebildet, welche mit einem linksgängigen Außenge winde versehen und im Haltekörper axial verlagerbar ange ordnet ist.

Der Stützkörper weist eine Durchgangsbohrung auf. Von der Oberfläche der Durchgangsbohrung stehen umfangsseitig verteilt nach innen gerichtete Mitnehmernasen vor. Diese bilden in einer bevorzugten Ausführungsform durchgehende Leisten in der Längsachse der Durchgangsbohrung. Die Mit nehmernasen können aber auch unterbrochen oder als ein zelne Spitzen ausgebildet sein.

Durch Drehung des Stützkörpers ist dieser gegenüber dem Haltekörper in axialer Richtung verlagerbar. Die Drehbe wegung wird über die Verbindungsschraube eingeleitet, die bei der Montage durch die Durchgangsbohrung des Stützkör pers gesteckt wird, wobei die Gewindegänge der Verbin dungsschraube mit den Mitnehmernasen des Stützkörpers in klemmenden Kontakt gelangen. Beim Drehen der Verbindungs schraube in dem Widerlager erfolgt somit eine kraft schlüssige Mitnahme der Mitnehmernasen, wodurch eine Dre hung des Stützkörpers bewirkt wird. Der an seinem Außen umfang mit einem Linksgewinde versehene Stützkörper be wegt sich folglich gegen die Eindrehrichtung der Verbin dungsschraube.

Das Distanzstück wird beim Einsatz vorzugsweise vormon tiert bereitgestellt, d. h. der Stützkörper befindet sich in einer eingedrehten Stellung im Haltekörper. Das so vormontierte Distanzstück wird mit seinen Befestigungs füßen in vorbereitete Montageöffnungen eines der zu ver bindenden Bauteile eingeführt. Die Montageöffnungen sind vorzugsweise als gestanzte Langlöcher ausgeführt. Auf diese Weise kann durch Verschieben des Distanzstücks in den Langlöchern ein Toleranzausgleich senkrecht zur Ebene der beiden zu verbindenden Bauteile gewährleistet werden.

In vorteilhafter Weise werden sowohl der Haltekörper als auch der Stützkörper in Kunststoff ausgeführt. Dies er möglicht eine kostengünstige Spritzgußfertigung. Auf diese Weise wird auch eine vorteilhafte Gewichtsreduzie rung erreicht. Denkbar ist grundsätzlich ferner der Ein satz anderer Werkstoff metallischer oder nichtmetalli scher Art. Auch Mischlösungen sind denkbar, so daß bei spielsweise beim Stützkörper im Bereich der Nasen ein verformbarer Werkstoff zum Einsatz kommt, der übrige Bau teil aber aus einem Werkstoff höherer Festigkeit gestal tet wird.

Die Befestigungsfüße können als Spreizkonen ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung als Klemmschuhe ist möglich. Beide Ausführungsformen kommen vorzugsweise bei der Ver bindung von relativ dünnen plattenartigen Bauteilen, wie Blechen zum Einsatz.

Nachdem das Distanzstück an einem Bauteil positioniert ist, wird die Verbindungsschraube durch eine entspre chende Montageöffnung des anderen Bauteils sowie durch das Distanzstück gedrückt und in die Mutter gedreht, wel che sich auf der dem Distanzstück abgewandten Seite des ersten Bauteils befindet. Dabei vollzieht sich die be reits oben beschriebene axiale Ausrückbewegung des Stütz körpers aus dem Haltekörper. Die Mutter ist bevorzugt an den Bauteil geschweißt.

Nach einem den jeweiligen Einbauverhältnissen entspre chenden Drehweg kommt der Stützkörper mit seiner Kopf seite am zweiten Bauteil zur Anlage. Die Verbindungs schraube kann aufgrund der geringeren Reibung zwischen den Mitnehmernasen und der Verbindungsschraube weiter ge dreht werden, so daß eine Verspannung der zu verbindenden Bauteile erfolgt. Der Distanzausgleich ist damit geschaf fen.

Der Stützkörper ist vorzugsweise mit einem Trapezgewinde versehen. Aufgrund der Selbsthemmung des Trapezgewindes hält der Stützkörper der Vorspannkraft der Verbindungs schraube stand, so daß auch bei weiterer Drehung der Ver bindungsschraube keine Drehung des Stützkörpers in umge kehrter Richtung erfolgt. Die einmal eingenommene Aus rückposition bleibt damit erhalten.

Über einen an dem Stützkörper angeformten Kragen kann auf einfache Weise eine Grundeinstellung des Distanzstücks realisiert werden.

Bei schwierigen Einbauverhältnissen kann die insbesondere als Käfigmutter gestaltete Mutter auch durch eine Profil stanzmutter ersetzt werden. Hierbei erfolgt ein Toleranz aus gleich senkrecht zur Längsachse der Verbindungs schraube dadurch, daß die Montageöffnung im zweiten Bau teil als Langloch ausgebildet ist. Bei dieser Ausfüh rungsform kommt bevorzugt eine Verbindungsschraube mit angeformter Scheibe zum Einsatz.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Distanz stück mit zwei Ausführungsformen der Befesti gungsfüße eines Haltekörpers;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Distanzstück der Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt III der Fig. 2;

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung die Anordnung der Einzelbauteile vor dem Zusammenbau und

Fig. 5 ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen Verbindungsvorgang.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein verstellbares Distanzstück zur kraftschlüssigen und lösbaren Verbindung zweier Bau teile, beispielsweise zweier paralleler Bleche 2, 3 (siehe hierzu auch Fig. 4 und 5), veranschaulicht. Das Distanzstück 1 besteht aus einem Haltekörper 4 und einem Stützkörper 5 in Form einer Klemmhülse. Der Haltekörper 4 weist eine Innenbohrung 6 mit einem links gängigen Innen gewinde 7 auf. Das Innengewinde 7 ist als Trapezgewinde ausgeführt. Die Längsachse einer später einzufügenden Verbindungsschraube ist mit L bezeichnet.

An einem Ende - zum Blech 2 hin - ist der Haltekörper 4 mit Befestigungsfüßen 8 versehen. In der Fig. 1 sind zwei Ausführungsformen von Befestigungsfüßen 8 darge stellt. Auf der in der Bildebene linken Seite ist der Be festigungsfuß 8 als Spreizkonus 8a ausgeführt. Um ein Nachgeben des Spreizkonus 8a bei der Montage des Hal tekörpers 4 zu gewährleisten, ist dieser mittig mit einem kreuzschlitzartigen Einschnitt 9 versehen. Eine weitere Alternative eines Befestigungsfußes 8 ist auf der in der Bildebene rechten Seite der Fig. 1 dargestellt. Diese sieht einen Klemmschuh 8b vor. Zur Gewährleistung der Nachgiebigkeit des Klemmschuhs 8b bei der Montage des Haltekörpers 4 ist dieser mit einer Hinterschneidung 10 versehen.

Zur Verbindung des Haltekörpers 4 mit dem Blech 2 weist dieses entsprechende Montageöffnungen 11, 12 auf. Die Be festigungsfüße 8 sind konstruktiv so ausgeführt, daß eine sichere Verbindung mit dem Blech 2 gewährleistet und ein selbsttätiges Lösen von dem Blech 2 unmöglich ist. Hierzu weisen die Befestigungsfüße 8a, 8b entsprechende hakenar tige Widerlager 13, 14 auf, welche die Klemmverbindung sicherstellen.

Der mit dem Innengewinde 7 versehene Haltekörper 4 stellt in dieser Form einen Mutterclip für den Stützkörper 5 dar. Der Stützkörper 5 ist als Klemmhülse mit einem linksgängigen Trapezaußengewinde 15 ausgeführt. Innensei tig weist der Stützkörper 5 eine Durchgangsbohrung 16 auf (siehe hierzu auch Fig. 2). Auf dem Umfang verteilt be sitzt der Stützkörper 5 vier Mitnehmernasen 17, welche von der Oberfläche O der Durchgangsbohrung 16 radial nach innen vorstehen. Durch die Durchgangsbohrung 16 kann eine Verbindungsschraube 18 (siehe hierzu Fig. 4 und 5) ge drückt werden. Der Durchmesser D der Durchgangsbohrung 16, die Höhe H der Mitnehmernasen 17 (siehe Fig. 3) und der Durchmesser d der Verbindungsschraube 18 sind so auf einander abgestimmt, daß mindestens die Spitzen 19 der Mitnehmernasen 17 mit dem Gewinde 26 der Verbindungs schraube 18 in einen mitnahmefähigen Kontakt gelangen.

Die Fig. 3 zeigt eine Mitnehmernase 17 in vergrößerter Darstellung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe H der Mitnehmernase 17 2,5 mm. Die Mit nehmernase 17 stellt im horizontalen Querschnitt ein spitzwinkliges Dreieck dar, dessen Schenkel 25 einen Win kel von 30° bilden. Die Mitnehmernasen 17 erstrecken sich über die gesamte Länge der Durchgangsbohrung 16.

Wie weiterhin aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, ist auf die vom Distanzstück 1 abgekehrte Seite des Blechs 2 eine Käfigmutter 20 als Widerlager für die Verbindungs schraube 18 geschweißt.

Ein Montageablauf bei der Verbindung zweier Bleche 2 und 3 ist in den Fig. 4 und 5 in explosionsartiger Dar stellungsweise veranschaulicht. Das Blech 2 ist mit Langlöchern 21, 22 für die Aufnahme der Befestigungsfüße 8 des Haltekörpers 4 versehen. Zwischen den Langlöchern 21 und 22 ist eine ebenfalls als Langloch ausgebildete Montageöffnung 23 angeordnet, durch die die Verbindungs schraube 18 zur Käfigmutter 20 geführt wird. Desweiteren weist das Blech 3 eine Montageöffnung 24 in Langlochform auf.

Das aus dem Haltekörper 4 und dem Stützkörper 5 aufge baute vormontierte Distanzstück 1 wird mit seinen Befe stigungsfüßen 8 in die gestanzten Langlöcher 21, 22 des Blechs 2 eingefügt. Durch Verschieben des Distanzstücks 1 in den Langlöchern 21, 22 ist ein Toleranzausgleich senk recht zur Ebene der beiden zu verschraubenden Bleche 2, 3 möglich. Anschließend wird das Blech 3 positioniert, wo bei die Verbindungsschraube 18 durch die Montageöffnung 24 geführt und durch die Durchgangsbohrung 16 des Stütz körpers 5 gedrückt wird. Der Montagevorgang ist bis hier hin in der Fig. 4 mit den Pfeilen PF1 bis PF3 in der ar beitsablaufmäßigen Reihenfolge dargestellt.

Der weitere Montageablauf ist in der Fig. 5 verdeut licht. Beim Eindrehen der Verbindungsschraube 18 (Pfeilrichtung PF4) in die Käfigmutter 20 wird der mit dem trapezförmigen Linksgewinde 15 versehene Stützkörper 5 durch die kraftschlüssige Mitnahme der Mitnehmernasen 17 in Pfeilrichtung PF5 bewegt. Diese Drehbewegung wird mittels des Trapezaußengewindes 15 in eine axiale Bewe gung des Stützkörpers 5 entsprechend der Pfeilrichtung PF6 umgesetzt.

Nach einem den Einbauverhältnissen entsprechenden Dreh winkel kommt der Stützkörper 5 am Blech 3 zur Anlage. Die Verbindungsschraube 18 kann nunmehr aufgrund der geringe ren Reibung zwischen den Mitnehmernasen 17 und dem Ge winde der Verbindungsschraube 18 weiter gedreht werden, bis die gesamte Vorrichtung verspannt ist. Damit ist der Distanzausgleich geschaffen. Durch die selbsthemmenden Eigenschaften der Trapezgewinde 7 bzw. 15 ist gewährlei stet, daß sich der Stützkörper 5 auch beim Verspannvor gang oder danach nicht mehr lockert.

Bezugszeichenliste

1 Distanzstück
2 Blech
3 Blech
4 Haltekörper
5 Stützkörper
6 Innenbohrung
7 Innengewinde v. 6
8 Befestigungsfuß
8a Spreizkonus
8b Klemmschuh
9 Einschnitt
10 Ausnehmung
11 Montageöffnung
12 Montageöffnung
13 Widerlager v. 8a
14 Widerlager v. 8b
15 Trapezaußengewinde
16 Durchgangsbohrung v. 5
17 Mitnehmernase
18 Verbindungsschraube
19 Spitzen v. 17
20 Käfigmutter
21 Langloch
22 Langloch
23 Montageöffnung
24 Montageöffnung
25 Schenkel v. 17
26 Gewinde v. 18
D Durchmesser v. 16
d Durchmesser v. 18
H Höhe v. 17
L Längsachse v. 18
O Oberfläche v. 16
PF1 Pfeil
PF2 Pfeil
PF3 Pfeil
PF4 Pfeil
PF5 Pfeil
PF6 Pfeil

Claims

1. Vorrichtung zum abstandsgerechten Verbinden von mit Montageöffnungen (11, 12, 21, 22, 23, 24) versehenen Bauteilen (2, 3) mittels eines Distanzstücks (1) und einer Verbindungsschraube (18) mit dieser zugeordne tem Widerlager (20), wobei das Distanzstück (1) von einem sich an einem Bauteil (2) festlegbaren Hal tekörper (4) und einem diesem gegenüber in Längsachse der Verbindungsschraube (L) relativ verlagerbaren Stützkörper (5) gebildet ist, wobei der Haltekörper (4) als Mutterclip an einem Ende mit Befestigungs füßen (8) versehen ist und ein Innengewinde (7) auf weist, an dem der Stützkörper (5) mit einem entspre chenden Außengewinde (15) verlagerbar ist, wobei der Stützkörper (5) mit einer Durchgangsbohrung (16) ver sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (7) des Haltekörpers (4) als linksgängiges Gewinde ausgebildet ist und daß von der inneren Oberfläche (O) der Durchgangsbohrung (16) des Stützkörpers (5) das Gewinde (26) der Verbin dungsschraube (18) kontaktierende elastisch verform bare Mitnehmernasen (17) abstehen.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (5) aus Kunststoff besteht.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (4) und der Stützkörper (5) aus Kunst stoff bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (7) des Haltekörpers (4) und das Außen gewinde (15) des Stützkörpers (5) als Trapezgewinde ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Innenbohrung (16), die Höhe (H) der Mitnehmernasen (17) und der Außendurchmesser (d) des Gewindes (26) der Verbindungsschraube (18) so aufeinander abgestimmt sind, daß mindestens die Spit zen (19) der Mitnehmernasen (17) mit dem Gewinde (26) zum mitnahmefähigen Eingriff kommen.

6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (4) mit mindestens zwei Befestigungsfüßen (8) ausgestattet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfüße (8) als Spreizkonen (8a) ausgeführt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfüße (8) als Klemmschuhe (8b) ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageöffnungen (11, 12, 21, 22, 23, 24) als Lang löcher ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (20) eine Schraubenmutter, insbesondere eine Käfigmutter, ist.

11. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (20) als Profilstanzmutter ausgebildet ist.