DE102007054513B4

DE102007054513B4 - Bolting of two components by means of a differential screw having a screw element

Info

Publication number: DE102007054513B4
Application number: DE102007054513.6A
Authority: DE
Inventors: Richard Clos
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: DE102007054513A1

Abstract

Verschraubung (1) von zwei Bauteilen mittels eines ein Differentialgewinde aufweisenden Schraubelements (4), wobei das eine, erste Bauteil (2) ein erstes Innengewinde (9) mit der Steigung P₁ aufweist, wobei das andere, zweite Bauteil (3) ein zum ersten Innengewinde (9) des ersten Bauteils (2) axial fluchtendes, zweites Innengewinde (14) mit der Steigung P₂ aufweist, wobei in das erste und zweite Innengewinde (9,14) des ersten und zweiten Bauteils (2,3) das Schraubelement (4) eingeschraubt ist, das als Schraubbolzen (5) mit einer Schraubhülse (6) ausgebildet ist und der Schraubbolzen (5) ein erstes Außengewinde (8) mit der Steigung P₁' aufweist und axial versetzt zum genannten ersten Außengewinde (8) die Schraubhülse (6) trägt, die ein Hülsenaußengewinde (13) mit der Steigung P₂' aufweist, das in das zweite Innengewinde (14) des zweiten Bauteils (3) geschraubt ist, wobei die Schraubhülse (6) ein Hülseninnengewinde (12) mit der Steigung P_i und der Schraubbolzen (5) ein Bolzenaußengewinde (11) mit der Steigung P_a aufweisen und Hülseninnengewinde (12) und Bolzenaußengewinde (11) miteinander verschraubt sind, und wobei die Steigungen P_i und P_a kleiner oder größer als die Steigungen P₁ und P₁' sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung P₂ des zweiten Innengewindes (14) gleich groß ist wie die Steigung P₁ des ersten Innengewindes (9).

Screw connection (1) of two components by means of a threaded element having a differential thread (4), wherein the one, first component (2) has a first internal thread (9) with the pitch P ₁ , wherein the other, second component (3) to a first internal thread (9) of the first component (2) axially aligned second internal thread (14) with the pitch P ₂ , wherein in the first and second internal thread (9,14) of the first and second component (2,3), the screw (4) is screwed, which is designed as a screw bolt (5) with a screw sleeve (6) and the screw bolt (5) has a first external thread (8) with the pitch P ₁ 'and axially offset from said first external thread (8) Screw sleeve (6) carries a sleeve outer thread (13) with the pitch P ₂ ', which is screwed into the second internal thread (14) of the second component (3), wherein the threaded sleeve (6) has a sleeve inner thread (12) with the Gradient P _i and the bolt (5) a Bo outer thread (11) with the pitch P _a and sleeve inner thread (12) and bolt outer thread (11) are screwed together, and wherein the slopes P _i and P _{a are} smaller or larger than the slopes P ₁ and P ₁ ', characterized that the pitch P _{2 of} the second internal thread (14) is the same size as the pitch P _{1 of} the first internal thread (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschraubung von zwei Bauteilen mittels eines ein Differenzialgewinde aufweisenden Schraubelements gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Schraubelement für eine solche Verschraubung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a screw connection of two components by means of a differential screw having a screw element according to the preamble of claim 1, and a screw for such a screw according to the preamble of claim. 9

Differenzialverschraubungen zur Verschraubung von zwei Bauteilen sind prinzipiell bekannt. Ihr Wirkprinzip besteht darin, dass ein Schraubbolzen zwei unterschiedliche Gewindesteigungen aufweist, sodass im Zuge des Verschraubens eine Verspannung zwischen diesen beiden Gewindeabschnitten des Bolzens auftritt und sich der Bolzen in diesen Gewindeabschnitten jeweils in den Gewindeflanken abstützt, so dass eine Abstützung über einen Schraubenkopf oder ähnliche Ausbildungen nicht erforderlich ist. Beispielsweise ist aus der DE 31 38 366 C2 ein Differenzialgewindebolzen zur Lagerung des angetriebenen Rades eines Kraftfahrzeuges bekannt. Hieran ist aber nachteilig, dass sich der Differenzialgewindebolzen sich nicht bei aufeinanderliegenden Bauteilen einführen lässt. Dies ist insbesondere dann besonders nachteilig, wenn zwei Bauteile mittels mehrerer Differenzialgewindebolzen verschraubt werden müssen. Die Verschraubungen müssen hierbei nämlich vollständig synchron erfolgen, um ein Verspannen der einzelnen Differenzialgewindebolzen untereinander und relativ zu den einzelnen Bauteilen zu vermeiden; dies ist in der Praxis nur sehr schwer möglich.Differential fittings for screwing two components are known in principle. Their operating principle is that a bolt has two different thread pitches, so that in the course of screwing a tension between these two threaded portions of the bolt occurs and the bolt is supported in each of these thread sections in the thread flanks, so that a support via a screw head or similar formations is not required. For example, is from the DE 31 38 366 C2 a Differenzialgewindebolzen for supporting the driven wheel of a motor vehicle known. However, this has the disadvantage that the differential threaded bolt can not be inserted in superimposed components. This is especially disadvantageous when two components have to be screwed by means of a plurality of differential threaded bolts. The screw connections must in this case be carried out completely synchronously in order to avoid distortion of the individual differential threaded bolts with each other and relative to the individual components; This is very difficult in practice.

Die DE 36 20 090 C2 offenbart bereits eine Verschraubung von zwei Bauteilen mittels eines ein Differenzialgewinde aufweisenden Schraubelements sowie ein Schraubelement der eingangs genannten Art. Um zu vermeiden, dass sich die Gewindehülse beim Eindrehen und Festziehen des Schraubbolzens mitdreht, ist dort das Außengewinde der Gewindehülse und das mit diesem zusammenwirkende Innengewinde des zweiten Bauteils andersgängig als das andere Außengewinde des Schraubbolzens. In der DE 36 20 090 C2 finden sich weder Angaben über eine Beziehung zwischen der Größe der Steigung des Innengewindes des zweiten Bauteils und der Größe der Steigung des ersten Innengewindes des ersten Bauteils noch über eine Beziehung der entsprechenden Größe der Steigung des Hülsenaußengewindes und der Größe der Steigung des ersten Außengewindes, da eine derartige Beziehung wegen der andersgängigen Gewinde dort nicht von Bedeutung ist. Bei der Verschraubung und dem Schraubelement der DE 36 20 090 C2 ist ebenfalls nachteilig, dass sich der Schraubbolzen nicht bei aufeinanderliegenden Bauteilen einführen lässt.The DE 36 20 090 C2 already discloses a screwing of two components by means of a differential screw having a screw element and a screw of the type mentioned. To avoid that the threaded sleeve rotates when screwing and tightening the bolt, there is the external thread of the threaded sleeve and cooperating with this internal thread of the second component differently than the other external thread of the bolt. In the DE 36 20 090 C2 There is no information on a relationship between the size of the pitch of the internal thread of the second component and the size of the pitch of the first internal thread of the first component nor a relationship of the corresponding size of the pitch of the sleeve outer thread and the size of the pitch of the first external thread, as a Such relationship is not important because of the different thread there. When screwing and the screw of the DE 36 20 090 C2 is also disadvantageous that the bolt can not be inserted in superimposed components.

Aus der DE 26 19 050 A1 ist eine Anordnung zur Differentialverschraubung von mindestens zwei Maschinenteilen bekannt, die es gestattet, die Verschraubung zumindest teilweise in einem Zustand herzustellen, in dem die beiden Maschinenteile aufeinander liegen. Das erste Maschinenteil weist dort ein Gewindeloch und-das zweite Maschinenteil eine mit dem Gewindeloch fluchtende Durchgangsbohrung sowie eine in Verlängerung der Durchgangsbohrung ausgebildete Ausnehmung auf, in der eine Mutter längsverschiebbar und gegen Verdrehen gesichert ist. Eine Differenzialschraube wird zuerst mit einem ersten Außengewinde durch die Mutter hindurch geschraubt und dann mit einem zweiten Außengewinde mit anderer Steigung in das Gewindeloch eingeschraubt, wobei sich die Mutter entlang der Ausnehmung bewegt, bis sie gegen eine Auflagefläche anschlägt.From the DE 26 19 050 A1 An arrangement for the differential fitting of at least two machine parts is known, which makes it possible to produce the screw at least partially in a state in which the two machine parts lie on each other. The first machine part has there a threaded hole and the second machine part a aligned with the threaded hole through hole and an extension of the through hole formed recess in which a nut is longitudinally displaceable and secured against rotation. A differential screw is first threaded through the nut with a first male thread and then threaded into the threaded hole with a second male thread of a different pitch, with the nut moving along the recess until it abuts against a bearing surface.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschraubung von zwei Bauteilen mittels eines ein Differenzialgewinde aufweisenden Schraubelements bereitzustellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und insbesondere bei bereits aufeinanderliegenden Bauteilen eingeschraubt werden kann.The object of the invention is to provide a screw connection of two components by means of a differential thread having a screw member which avoids the aforementioned disadvantages and in particular can be screwed in already superimposed components.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil der Ansprüche 1 und 9 gelöst.This object is achieved by the features in the characterizing part of claims 1 and 9.

Gegeben sind also zwei Bauteile, die miteinander zu verschrauben sind, beispielsweise ein zuunterst liegendes, erstes Bauteil. Dieses weist ein erstes Innengewinde mit der Steigung P₁ auf. Auf diesem liegt das andere, zweite Bauteil, das ein Innengewinde mit der Steigung P₂ aufweist, die gleich groß ist wie die Steigung P₁ des ersten Bauteils. Beide Innengewinde fluchten axial. Zur Durchführung der Verschraubung dient das Schraubelement, das sich aus dem Schraubbolzen und der auf diesem sitzenden Schraubhülse zusammensetzt. Der Schraubbolzen weist an seinem einen Ende das erste Außengewinde mit der Steigung P₁' auf, das dem ersten Innengewinde im ersten Bauteil mit der Steigung P₁ entspricht. Die Schraubhülse sitzt mittels eines in sie eingebrachten Hülseninnengewindes, das die Steigung P_i hat, auf dem Schraubbolzen, nämlich insbesondere an dem dem ersten Außengewinde gegenüberliegenden Ende des Schraubbolzens eingebrachten Bolzenaußengewinde verschraubt, das die Steigung P_a aufweist. Die Steigungen P_i und P_a des Hülseninnengewindes und des Bolzenaußengewindes sind hierbei kleiner oder größer als die Steigungen P₁ und P₁'. Durch diese unterschiedlichen Steigungen wird das Differenzialgewinde ausgebildet. Die Schraubhülse nämlich trägt ihrerseits ein Außengewinde mit der Steigung P₂', die gleich der Steigung P₁ und P₁' ist. Bei Annahme einer festen Verschraubung der Schraubhülse auf dem Schraubbolzen, also so, dass eine Relativverdrehung zwischen Schraubhülse und Schraubbolzen nicht möglich ist, ist es demzufolge möglich, das Schraubelement in beide Bauteile, die aufeinander liegen, einzuschrauben, ohne dass eine Verspannung zwischen dem ersten Innengewinde, dem zweiten Innengewinde und dem Schraubelement auftritt. Bei angenommener Durchsetzung beider Bauteile mit Innengewinden und gleichen Durchmessern dieser Innengewinde wäre es folglich möglich, das Schraubelement ohne Weiteres durch beide Bauelemente hindurchzuschrauben. Die Wirkung des Differenzialgewindes tritt dann auf, wenn eine Relativverdrehung der Schraubhülse zum Schraubbolzen stattfindet. Ist beispielsweise die Steigung des Hülseninnengewindes P_i und des zugehörigen Bolzenaußengewindes P_a kleiner als die Steigung P₁ beziehungsweise P₁' und P₂ beziehungsweise P₂', tritt im Fall einer Relativverdrehung der Schraubhülse zum Schraubbolzen während des Verschraubens über das Bolzenaußengewinde und das Hülseninnengewinde eine Verspannung auf, die sich zwischen der Schraubhülse und dem ersten Außengewinde am anderen Ende des Schraubbolzens auswirkt. Der Schraubbolzen wird nämlich über die Steigung P₁ schneller in das erste Bauteil eingeschraubt, als die kleinere Steigung P_i beziehungsweise P_a die Schraubhülse folgen lässt. Insbesondere bei Stillstand der Schraubhülse relativ zum Schraubbolzen wird ein rascher Verspannungsaufbau erreicht, der die Verschraubung der beiden Bauteile bewirkt.Given are therefore two components that are to be screwed together, for example, a lowermost, first component. This has a first internal thread with the slope P ₁ on. On this lies the other, second component, which is an internal thread with the slope P ₂ has the same size as the slope P ₁ of the first component. Both internal threads are aligned axially. To carry out the screw is the screw, which is composed of the bolt and sitting on this screw. The bolt has at its one end the first external thread with the slope P ₁ ' on, the first internal thread in the first component with the slope P ₁ equivalent. The screw is seated by means of an introduced inside sleeve thread, the slope P _i has, screwed on the bolt, namely in particular on the first external thread opposite end of the bolt introduced bolt outer thread that the slope P _a having. The slopes P _i and P _a the sleeve inner thread and the bolt outer thread are hereby smaller or larger than the slopes P ₁ and P ₁ ' , Through these different gradients, the differential thread is formed. The screw sleeve namely carries an external thread with the slope P ₂ ' that equal the slope P ₁ and P ₁ ' is. Assuming a firm screw the screw on the bolt, so that a relative rotation between the screw and bolt is not possible, it is therefore possible that Screw screw in both components that lie on top of each other, without a tension between the first internal thread, the second internal thread and the screw occurs. Assuming enforcement of both components with internal threads and the same diameters of these internal threads, it would therefore be possible to screw through the screw easily through both components. The effect of the differential thread occurs when a relative rotation of the screw to the bolt takes place. For example, is the slope of the sleeve internal thread P _i and the associated external bolt thread P _a less than the slope P ₁ respectively P ₁ ' and P ₂ respectively P ₂ ' , occurs in the case of a relative rotation of the screw to the bolt during screwing on the bolt outer thread and the sleeve inner thread on a tension that affects between the threaded sleeve and the first external thread at the other end of the bolt. The bolt is in fact on the slope P ₁ screwed faster in the first component than the smaller slope P _i respectively P _a Follow the screw sleeve. In particular, at standstill of the screw relative to the bolt, a rapid stress build-up is achieved, which causes the screwing of the two components.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser des ersten Außengewindes im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Hülsenaußengewindes. In diesem Fall können die Innengewinde von im Wesentlichen gleichen Durchmesser sein, sodass eine wahlfreie Anordnung der zu verschraubenden Bauteile möglich ist.In one embodiment of the invention, the diameter of the first external thread is substantially equal to the diameter of the sleeve external thread. In this case, the internal threads can be of substantially the same diameter, so that an optional arrangement of the components to be screwed is possible.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Durchmesser des ersten Außengewindes kleiner als der Durchmesser des Hülsenaußengewindes. In diesem Fall ist der Durchmesser des zweiten Innengewindes (im zweiten Bauteil), das mit der Schraubenhülse korrespondiert, größer, sodass die Anordnung der Bauteile nicht wahlfrei ist, sondern das erste Bauteil unter dem zweiten Bauteil angeordnet sein muss. Diese Anordnung erlaubt aber beispielsweise die im Wesentlichen durchmessergleiche Ausbildung des Schraubbolzens sowie ein besonders leichtes Einführen des Schraubelements in die axial fluchtenden Innengewinde der Bauteile, da das durchmesserkleinere erste Außengewinde durch das durchmessergrößere zweite Außengewinde problemlos durchgesteckt werden kann. In a further embodiment, the diameter of the first external thread is smaller than the diameter of the sleeve outer thread. In this case, the diameter of the second internal thread (in the second component), which corresponds to the screw sleeve, is larger, so that the arrangement of the components is not optional, but the first component must be arranged under the second component. However, this arrangement allows, for example, the substantially same diameter configuration of the bolt and a particularly easy insertion of the screw in the axially aligned internal thread of the components, since the smaller-diameter first external thread can be easily inserted through the larger diameter second external thread.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Verschraubung eine Versenkverschraubung. Unter Versenkverschraubung wird hierbei verstanden, dass nach Durchführung der Verschraubung das Schraubelement nicht mehr aus den Bauelementen herausragt, sondern vollständig in diese eingebracht ist, beispielsweise die Schraubhülse in dem zweiten Innengewinde verfängt, ohne dass das erste Außengewinde des Schraubbolzens aus dem ersten Bauteil herausragt. Hierdurch lassen sich bauraumsparende Verschraubungen sehr leicht ausführen. Insbesondere muss gerade bei bewegten Bauteilen, die verschraubt werden sollen, nicht auf Bewegungsfreiraum für überstehende Schraubköpfe Rücksicht genommen werden.In a further preferred embodiment, the screw is a countersunk fitting. Under counter screw is understood here that after performing the screw, the screw no longer protruding from the components, but is completely introduced into this, for example, the threaded sleeve in the second internal thread caught without the first external thread of the bolt protruding from the first component. As a result, space-saving screwed connections can be carried out very easily. Especially with moving components that are to be screwed, not on freedom of movement for protruding screw heads must be taken into account.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Schraubhülse und Schraubbolzen, insbesondere im Bereich des Bolzenaußengewinde und des Hülseninnengewindes, ein drehmomentabhängiges Sperrlösemittel vorgesehen. Hiermit ist gemeint, dass das Bolzenaußengewinde und das Hülseninnengewinde hinsichtlich einer Relativverdrehung der Schraubhülse zum Schraubbolzen über das Sperrlösemittel gesichert werden. Ein Verdrehen der Schraubhülse auf dem Schraubbolzen ist nur bei Öffnen des Sperrlösemittels möglich. Dieses Öffnen erfolgt drehmomentabhängig. Dies bedeutet, dass die Schraubhülse auf dem Schraubbolzen solange gesperrt und arretiert ist, bis im Zuge der Verschraubung ein bestimmtes Drehmoment aufgebracht wird, das beispielsweise als Positioniermoment angesehen werden kann. Bei Aufbringung des Positioniermoments öffnet sich das Sperrlösemittel, sodass die Relativverdrehung der Schraubhülse zum Schraubbolzen möglich wird und über das vorstehend beschriebene Differenzialgewinde die Verspannung zwischen dem ersten Außengewinde des Schraubbolzens und dem Hülsenaußengewinde, jeweils vom ersten Innengewinde des ersten Bauteils beziehungsweise vom zweiten Innengewinde des zweiten Bauteils abgestützt, beginnt.In a particularly preferred embodiment, a torque-dependent locking release means is provided between the screw sleeve and the screw bolt, in particular in the area of the bolt outer thread and the sleeve internal thread. By this is meant that the bolt outer thread and the sleeve inner thread are secured with respect to a relative rotation of the screw to the bolt on the locking solvent. A twisting of the screw on the bolt is only possible when opening the Sperrlösemittels. This opening is dependent on the torque. This means that the screw on the bolt is locked and locked until a certain torque is applied in the course of screwing, which can be considered, for example, as positioning. Upon application of the positioning, the locking release opens, so that the relative rotation of the screw to the bolt is possible and via the differential thread described above the tension between the first external thread of the bolt and the sleeve outer thread, respectively from the first internal thread of the first component and the second internal thread of the second component supported, begins.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sperrlösemittel eine Verklemmung oder eine Verklebung. Die Schraubhülse ist demzufolge auf dem Schraubbolzen im Bereich des Bolzenaußengewindes verklemmt oder verklebt. Eine Verklemmung lässt sich durch eine beispielsweise leicht ovale Ausbildung des Hülseninnengewindes bewirken oder durch andere, einer Verformung unterliegenden Ausbildungen. Eine Verklebung kann einfach mittels aus dem Stand der Technik bekannter Klebstoffe hergestellt werden.In a preferred embodiment, the barrier solvent is a jam or a bond. The screw is therefore clamped or glued to the bolt in the area of the bolt outer thread. A jamming can be effected by an example slightly oval training of the sleeve inner thread or by other, a deformation underlying training. Bonding may be readily accomplished by means of adhesives known in the art.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Sperrlösemittel während des Verschraubens durch Anschlagen der Schraubhülse an eine an einem Bauteil, insbesondere am zweiten Bauteil, vorgesehenen Raste oder Verjüngung gelöst. Zur Aufbringung des vorstehend beschriebenen Positioniermoments muss ein Drehmoment aufgebracht werden, das zwischen dem Schraubbolzen und der Schraubhülse wirkt, nämlich das Positioniermoment. Zur Aufbringung dieses Drehmoments ist in einfacher und vorteilhafter Weise eine Raste oder eine Verjüngung im Bereich des zweiten Bauteils vorgesehen, also dort, wo das Schraubelement mit der Schraubhülse eingebracht wird. Diese Raste kann beispielsweise darin bestehen, dass das zweite Innengewinde, das am zweiten Bauelement eingebracht ist, endet, und lediglich noch ein Durchmesser vorhanden ist, der zum Durchstecken des Schraubelements tauglich ist, insbesondere dann, wenn wie vorstehend beschrieben der Durchmesser des ersten Außengewindes kleiner als der Durchmesser des Hülsenaußengewindes ist. Dies kann insbesondere auch im Übergangsbereich zwischen den Bauteilen der Fall sein, beispielsweise durch ein durchgängig durchmesserkleineres erstes Innengewinde im ersten Bauteil, so dass eine Stufe auftritt. Ein Weiterdrehen des Schraubelements im zweiten Innengewinde ist ab Anschlagen an dieses Gewindeende, das als Raste oder Verjüngung anzusehen ist, nicht mehr möglich. Wird gleichwohl der Schraubbolzen weitergedreht, kommt es zur Aufbringung eines Drehmoments, das bei Erreichen des Positioniermoments das Sperrlösemittel zwischen Schraubbolzen und Schraubhülse öffnet, also beispielsweise die Verklebung abreißt oder die von der Verklemmung aufgebrachten Kräfte zwischen Schraubhülse und Schraubbolzen überwindet. Der Schraubbolzen wird dann bei feststehender Schraubhülse weitergedreht, wobei sich durch die größere Steigung P₁ des ersten Außengewindes des Schraubbolzens relativ zum Hülseninnengewinde mit der Steigung P_i und dem Bolzenaußengewinde mit der Steigung P_a die Verspannung des Schraubbolzens über die Schraubhülse zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil ergibt.In a further preferred embodiment, the locking solvent is released during screwing by striking the threaded sleeve to a provided on a component, in particular on the second component, detent or taper. To apply the positioning torque described above, a torque must be applied, which acts between the bolt and the screw, namely the positioning torque. To apply this torque is in a simple and advantageous manner a catch or provided a taper in the region of the second component, ie where the screw is introduced with the screw. This catch can be, for example, that the second internal thread, which is introduced on the second component, ends, and only a diameter is still present, which is suitable for the insertion of the screw, especially if, as described above, the diameter of the first external thread smaller than the diameter of the sleeve outer thread. This may in particular also be the case in the transition region between the components, for example by a first diameter thread having a smaller diameter throughout the first component, so that a step occurs. Further rotation of the screw in the second internal thread is no longer possible from hitting this threaded end, which is to be regarded as a catch or taper. However, if the bolt is further rotated, it comes to applying a torque that opens the locking solvent between bolts and screw when reaching the positioning, so for example, the bond breaks or overcomes the forces applied by the clamping forces between the screw and bolt. The bolt is then further rotated with a fixed screw, being characterized by the greater slope P ₁ the first external thread of the bolt relative to the sleeve inner thread with the slope P _i and the bolt external thread with the slope P _a the tension of the bolt on the screw between the first and the second component results.

In einer anderen Ausführungsform wird das Sperrlösemittel während des Verschraubens durch ein Anschlagen der Schraubhülse an eine im Kopfbereich des Schraubbolzens vorgesehene Raste oder Verdickung ausgelöst. Der Schraubbolzen ist hierbei derart ausgebildet, dass sich die Schraubhülse auf dem Bolzenaußengewinde nicht beliebig weit aus dem Schraubbolzen herausschrauben lässt. Vielmehr dient die im Kopfbereich des Schraubbolzens (also dem ersten Außengewinde gegenüberliegend) vorgesehene Raste oder Verdickung als Wegbegrenzung für den Schraubweg der Schraubhülse auf dem Schraubbolzen. Schlägt die Schraubhülse während der Verschraubung an dieser Wegbegrenzung an, ist ein weiteres Verdrehen nicht weiter möglich. Hierbei ist auch möglich, dass diese Wegbegrenzung durch das angreifende Schraubwerkzeug gebildet wird, also nicht dauerhaft an dem Schraubbolzen vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das angreifende Werkzeug über den Durchmesser des Schraubbolzens übersteht und zumindest bereichsweise die Schraubhülse beaufschlagt.In another embodiment, the locking solvent is triggered during screwing by abutting the screw to a provided in the head region of the bolt catch or thickening. The bolt is in this case designed such that the screw on the external bolt thread can not unscrew arbitrarily far from the bolt. Rather, in the head region of the bolt (ie the first external thread opposite) provided catch or thickening serves as a travel limit for the screw of the screw on the bolt. If the screw sleeve strikes against this travel limit during the screw connection, further rotation is no longer possible. It is also possible that this travel limit is formed by the attacking screwing, so it is not permanently provided on the bolt. This can for example be done by the attacking tool projects beyond the diameter of the bolt and at least partially applied to the threaded sleeve.

Das erfindungsgemäße Schraubelement weist bevorzugt ebenfalls das bereits beschriebene, zwischen Schraubhülse und Schraubbolzen wirkende, drehmomentabhängige Sperrlösemittel auf.The screw element according to the invention preferably also has the already described, acting between the threaded sleeve and bolt, torque-dependent locking release.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Schraubbolzen in seinem Kopfbereich eine Werkzeugaufnahme auf. Die Werkzeugaufnahme dient zum Angriff eines Schraubwerkzeugs, mittels dessen die Verschraubung durchgeführt wird. Die Werkzeugaufnahme ist bevorzugt eine formangepasste, insbesondere axiale Ausnehmung des Kopfbereichs. Hiermit ist gemeint, dass der Schraubbolzen in seinem Kopfbereich eine Ausnehmung aufweist, die axial fluchtet und der Form des zur Verschraubung vorgesehenen Werkzeuges angepasst ist. In Betracht kommen beispielsweise Torx-, Sechskant- oder andere geeignete, zur Aufbringung größerer Drehmomente geeignete Geometrien.In a further embodiment, the screw bolt has a tool holder in its head region. The tool holder serves to attack a screwing tool, by means of which the screwing is performed. The tool holder is preferably a shape-adapted, in particular axial recess of the head region. By this is meant that the bolt has in its head region a recess which is axially aligned and adapted to the shape of the tool provided for screwing. For example, torx, hexagon or other suitable geometries suitable for applying larger torques may be considered.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Werkzeugaufnahme eine formangepasste, insbesondere axiale Verlängerung des Schraubbolzens. Analog zur Ausbildung mittels einer Ausnehmung kann die Werkzeugaufnahme auch als Verlängerung des Schraubbolzens ausgebildet werden, also dergestalt, dass die dem Werkzeugangriff dienende Geometrie über den Kopfbereich des Schraubbolzens übersteht.In a further embodiment, the tool holder is a shape-adapted, in particular axial, extension of the screw bolt. Analogous to the formation by means of a recess, the tool holder can also be designed as an extension of the screw bolt, that is to say in such a way that the geometry serving for the tool engagement projects beyond the head region of the screw bolt.

In einer anderen Ausführungsform des Schraubelements ist die Werkzeugaufnahme so ausgebildet, dass bei Werkzeugangriff zur Durchführung der Verschraubung das Werkzeug zumindest bereichsweise eine Verdrehsperre für die Schraubhülse relativ zum Schraubbolzen bildet. Die Verdrehsperre wird folglich durch das Werkzeug dergestalt ausgebildet, dass die Verdrehsperre bei Entfernung des Werkzeuges wegfällt. Dies kann beispielsweise durch ein Überragen des Werkzeugs in Radialrichtung über die Werkzeugaufnahme beziehungsweise den Durchmesser des Schraubbolzens hinaus in den Bereich der Schraubhülse hinein geschehen.In another embodiment of the screw, the tool holder is formed so that at tool engagement for performing the screw the tool at least partially forms a rotation lock for the screw relative to the bolt. The rotation lock is thus formed by the tool in such a way that the rotation lock is removed when removing the tool. This can be done for example by an overhanging of the tool in the radial direction over the tool holder or the diameter of the bolt out into the region of the screw.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombination derselben sowie aus der Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels.Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and combination thereof and from the description of the following embodiment.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.The invention will be described below with reference to an embodiment, but without being limited thereto.

Es zeigt

die Figur eine Verschraubung von zwei Bauteilen mittels eines ein Differenzialgewinde aufweisenden Schraubelements.

It shows

the figure shows a screw connection of two components by means of a threaded element having a differential thread.

Die Figur zeigt eine Verschraubung 1 eines ersten Bauteils 2 mit einem zweiten Bauteil 3 mittels eines Schraubelements 4. Das Schraubelement 4 besteht aus einem Schraubbolzen 5 und einer Schraubhülse 6. Der Schraubbolzen 5 weist an seinem ersten Ende 7 ein erstes Außengewinde 8 auf, das mit einem ersten Innengewinde 9 im ersten Bauteil 2 korrespondiert. Das erste Innengewinde 9 weist hierbei die Steigung P₁ auf, die der Steigung des ersten Außengewindes P₁' entspricht. Axial versetzt hierzu, bevorzugt in einem dem ersten Ende 7 gegenüberliegenden Kopfbereich 10, weist der Schraubbolzen 5 ein Bolzenaußengewinde 11 auf, das einem Hülseninnengewinde 12 der auf den Schraubbolzen 5 in seinem Kopfbereich 10 aufgeschraubten Schraubhülse 6 entspricht. Die Schraubhülse 6 weist wiederum ein Hülsenaußengewinde 13 auf, das einem zweiten Innengewinde 14 an dem zweiten Bauteil 3 entspricht. Das zweite Innengewinde 14 weist hierbei die Steigung P₂ auf, der eine Steigung P₂' des Hülsenaußengewindes 13 entspricht. Das Hülseninnengewinde 12 weist die Steigung P_i auf, der die Steigung P_a des Bolzenaußengewindes 11 entspricht. Im Kopfbereich 10 des Schraubbolzens 5 ist weiter, abschließend und axial über den Schraubbolzen 5 hinaus erstreckt, eine Werkzeugaufnahme 15 zum Angriff eines Werkzeugs 16 ausgebildet, nämlich als formangepasste axiale Verlängerung 17. Zwischen dem ersten Außengewinde 8 und dem Bolzenaußengewinde 11 des Schraubbolzens 5 befindet sich ein gewindefreier Abschnitt 18. Das zweite Innengewinde 14 ist nicht durchgehend durch das zweite Bauteil 3 hindurch ausgeführt, sondern endet unter Ausbildung einer als Stufe 19 ausgebildeten Raste 20. Das zweite Innengewinde 14 beginnt oberseitig des zweiten Bauteils 3 und endet in einem dem ersten Bauteil 2 näherliegenden Bereich 21 des zweiten Bauteils 3.The figure shows a screw connection 1 a first component 2 with a second component 3 by means of a screw element 4 , The screw element 4 consists of a bolt 5 and a screw sleeve 6 , The bolt 5 indicates at its first end 7 a first external thread 8th on, with a first internal thread 9 in the first component 2 corresponds. The first internal thread 9 here indicates the slope P ₁ on, the slope of the first external thread P ₁ ' equivalent. Axially offset thereto, preferably in a first end 7 opposite head area 10 , points the bolt 5 a bolt external thread 11 on, the one sleeve inner thread 12 the on the bolt 5 in his head area 10 screwed on screw sleeve 6 equivalent. The screw sleeve 6 again has a sleeve outer thread 13 on, that a second internal thread 14 on the second component 3 equivalent. The second internal thread 14 here indicates the slope P ₂ on top of that, a slope P ₂ ' of the sleeve outer thread 13 equivalent. The sleeve inner thread 12 indicates the slope P _i on the slope P _a of the bolt outer thread 11 equivalent. In the head area 10 of the bolt 5 is wider, final and axial over the bolt 5 also extends, a tool holder 15 to attack a tool 16 formed, namely as a shape-adapted axial extension 17 , Between the first external thread 8th and the male external thread 11 of the bolt 5 there is a thread-free section 18 , The second internal thread 14 is not continuous through the second component 3 passed through but ends up training as a stage 19 trained detent 20 , The second internal thread 14 begins on the upper side of the second component 3 and ends in a first component 2 closer area 21 of the second component 3 ,

Zur Bewirkung der Verschraubung 1 wird das Schraubelement 4 mit im Kopfbereich aufgeschraubter Schraubhülse 6 in die axial fluchtenden ersten und zweiten Innengewinde 9, 14 eingebracht und mittels des Werkzeugs 16 drehend verschraubt. Die Steigungen P₁ und P₂ beziehungsweise P₁' und P₂' sind hierbei gleich groß, sodass das Schraubelement 4 bei Eingriff des ersten Außengewindes 8 in das erste Innengewinde 9 beziehungsweise des Hülsenaußengewindes 13 in das zweite Innengewinde 14 verspannungsfrei verschraubt werden kann. Bevorzugt ist die Schraubhülse 6 hierbei an einem Kopfendenunterbereich 22 angeordnet, nämlich aufgeschraubt, also an einem solchen Bereich des Kopfbereichs 10, der nicht der Werkzeugaufnahme 15 zunächst liegt, sondern von diesem abgewandt in Richtung erstes Ende 7 des Schraubbolzens 5.To effect the screw connection 1 becomes the screw element 4 with screwed on in the head screw sleeve 6 in the axially aligned first and second internal threads 9 . 14 introduced and by means of the tool 16 screwed in rotation. The slopes P ₁ and P ₂ respectively P ₁ ' and P ₂ ' are the same size, so that the screw 4 upon engagement of the first external thread 8th in the first internal thread 9 or the sleeve outer thread 13 in the second internal thread 14 can be screwed without tension. The screw sleeve is preferred 6 here at a Kopfendenunterbereich 22 arranged, namely screwed on, ie at such an area of the head area 10 that is not the tool holder 15 initially, but away from this towards the first end 7 of the bolt 5 ,

Zwischen dem Schraubbolzen 5 und der Schraubhülse 6 ist im Bereich von Hülseninnengewinde 12 und Bolzenaußengewinde 11 zumindest bei Beginn des Verschraubungsvorgangs ein drehmomentabhängiges Sperrlösemittel 23 ausgebildet, das beispielsweise als Verklebung 24 mittels eines gängigen Gewindeklebstoffs ausgeführt sein kann. Durch das Sperrlösemittel 23 wird eine Relativdrehung zwischen Schraubhülse 6 und Schraubbolzen 5 verhindert. Da die Gewindesteigungen P₁ und P₂ gleich sind, wird demzufolge das Schraubelement 4 bei nicht gelöstem Sperrlösemittel gleichmäßig in das erste Innengewinde 9 und das zweite Innengewinde 14 eingeschraubt. Das Sperrlösemittel 23 gestattet hierbei die Bestimmung der Einschraubtiefe des Schraubelements 4, bevor die Verspannung durch das Differenzialgewinde beginnt. Trifft die Schraubhülse 6 auf die Raste 20, wird ein Weiterdrehen der Schraubhülse 6 verhindert, da der nachfolgende Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des ersten Innengewindes 9 beziehungsweise der Außendurchmesser der Schraubhülse 6 ist. Die Schraubhülse 6 schlägt demzufolge an der Raste 20 an, wobei bei Weiterbetätigung des Werkzeugs 16 im Zuge des Verschraubvorgangs weiter Drehmoment auf dem Schraubbolzen 5 ausgeübt wird. Hiermit wird ein Moment aufgebracht, das zwischen dem Schraubbolzen 5 und der Schraubhülse 6 wirkt, nämlich im Bereich des Sperrlösemittels 23. Das Sperrlösemittel 23 weist hierbei ein Positioniermoment M_p auf, bei dessen Überschreiten das Sperrlösemittel 23 öffnet, also die Relativverdrehung des Schraubbolzens 5 zur nunmehr feststehenden Schraubhülse 6 möglich macht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steigung P₁ respektive P₁' des ersten Außen- und Innengewindes 8, 9 größer als die Steigung P_a des Bolzenaußengewindes 11 beziehungsweise die Steigung P_i des Hülseninnengewindes 12. Demzufolge wird der Bolzen schneller über das erste Außengewinde 8 in das erste Innengewinde 9 voran eingedreht, als er über das Bolzenaußengewinde 11 und das Hülseninnengewinde 12 nachgeführt wird. Demzufolge ergibt sich eine Längung des Schraubbolzens 5 relativ zur Schraubhülse 6 und zum ersten Bauteil 2, wodurch die die Verschraubung 1 bewirkende Verspannung eintritt.Between the bolt 5 and the screw sleeve 6 is in the range of sleeve internal thread 12 and male external thread 11 at least at the beginning of the screwing process, a torque-dependent locking release 23 designed, for example, as a bond 24 can be executed by means of a common thread adhesive. By the barrier solvent 23 becomes a relative rotation between screw 6 and bolts 5 prevented. Because the thread pitches P ₁ and P ₂ are the same, therefore, the screw is 4 if the release agent is not dissolved evenly into the first internal thread 9 and the second internal thread 14 screwed. The barrier solvent 23 in this case allows the determination of the screwing depth of the screw 4 before the tension starts through the differential thread. Meets the screw sleeve 6 on the catch 20 , is a further rotation of the screw 6 prevents, since the subsequent diameter smaller than the inner diameter of the first internal thread 9 or the outer diameter of the screw 6 is. The screw sleeve 6 consequently beats at the catch 20 while, with continued operation of the tool 16 in the course of bolting further torque on the bolt 5 is exercised. This applies a moment between the bolt 5 and the screw sleeve 6 acts, namely in the area of the barrier solvent 23 , The barrier solvent 23 here has a positioning moment M _p on, when exceeding the barrier solvent 23 opens, so the relative rotation of the bolt 5 for now fixed screw 6 makes possible. In the present embodiment, the slope P ₁ respectively P ₁ ' of the first external and internal thread 8th . 9 bigger than the slope P _a of the bolt outer thread 11 or the slope P _i of the sleeve inner thread 12 , As a result, the bolt becomes faster over the first external thread 8th in the first internal thread 9 screwed in ahead, as he over the bolt outer thread 11 and the sleeve inner thread 12 is tracked. As a result, there is an elongation of the bolt 5 relative to the threaded sleeve 6 and to the first component 2 , causing the the screw connection 1 causing tension occurs.

Zur Ausbildung der Raste 20 sind selbstverständlich auch weitere Ausführungsformen möglich, beispielsweise ein bloßes Enden des zweiten Innengewindes 14 mit einer leichten Durchmesserreduktion oder die Anbringung eines Schweißpunktes oder einer ähnlichen, eine Raste 20 bewirkenden mechanischen Sperre. Das Sperrlösemittel 23 kann außer durch eine Verklebung 24 beispielsweise auch durch eine gewisse Ovalität des Hülseninnengewindes 12 relativ zum Bolzenaußengewinde 11 bewirkt werden. Es muss lediglich ein derart freies Drehen der Schraubhülse 6 auf dem Schraubbolzen 5 vermieden werden, dass eine Positionsänderung der Schraubhülse 6 relativ zur axialer Streckung des Schraubbolzens 5 in einem unerwünschten Moment verhindert. Das Positioniermoment M_p dient nämlich gerade dazu, die Einschraubtiefe und Positionierung des Schraubelements 4 relativ zu den Bauteilen 2, 3 bestimmen zu können.To form the catch 20 Of course, other embodiments are possible, for example, a mere ends of the second internal thread 14 with a slight diameter reduction or the attachment of a spot weld or the like, a detent 20 causing mechanical lock. The barrier solvent 23 can except by a bond 24 for example, by a certain ovality of the sleeve inner thread 12 relative to the external bolt thread 11 be effected. It only needs such a free rotation of the screw 6 on the bolt 5 be avoided that a change in position of the screw 6 relative to the axial extension of the bolt 5 prevented in an undesirable moment. The positioning torque M _p namely, just serves the screwing depth and positioning of the screw 4 relative to the components 2 . 3 to be able to determine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verschraubungscrew
22: erstes Bauteilfirst component
3.Third: zweites Bauteilsecond component
44: Schraubelementscrew
55: Schraubbolzenbolts
66: Schraubhülsethreaded
77: erstes Endefirst end
88th: erstes Außengewindefirst external thread
99: erstes Innengewindefirst internal thread
1010: Kopfbereichhead area
1111: BolzenaußengewindePin external thread
1212: HülseninnengewindeSleeve female thread
1313: HülsenaußengewindeSleeve outer thread
1414: zweites Innengewindesecond internal thread
1515: Werkzeugaufnahmetool holder
1616: WerkzeugTool
1717: formangepasster axiale Verlängerungmating axial extension
1818: gewindefreier Abschnittthread-free section
1919: Stufestep
2020: Rastenotch
2121: BereichArea
2222: KopfendenunterbereichHead of subregion
2323: SperrlösemittelLock solvent
2424: Verklebungbonding

Sonderpositionen

P₁: Steigung
P₁': Steigung
P₂: Steigung
P₂': Steigung
P_i: Steigung
P_a: Steigung
M_p: Positioniermoment

Exceptional items

P ₁: pitch
P ₁ ': pitch
P ₂: pitch
P ₂ ': pitch
P _i: pitch
P _a: pitch
M _p: Positioniermoment

Claims

Screw connection (1) of two components by means of a threaded element having a differential thread (4), wherein the one, first component (2) has a first internal thread (9) with the pitch P ₁ , wherein the other, second component (3) to a first internal thread (9) of the first component (2) axially aligned second internal thread (14) with the pitch P ₂ , wherein in the first and second internal thread (9,14) of the first and second component (2,3), the screw (4) is screwed, which is designed as a screw bolt (5) with a screw sleeve (6) and the screw bolt (5) has a first external thread (8) with the pitch P ₁ 'and axially offset from said first external thread (8) Screw sleeve (6) carries a sleeve outer thread (13) with the pitch P ₂ ', which is screwed into the second internal thread (14) of the second component (3), wherein the threaded sleeve (6) has a sleeve inner thread (12) with the Gradient P _i and the bolt (5) a Bo outer thread (11) with the pitch P _a and sleeve inner thread (12) and bolt outer thread (11) are screwed together, and wherein the slopes P _i and P _{a are} smaller or larger than the slopes P ₁ and P ₁ ', characterized that the pitch P _{2 of} the second internal thread (14) is the same size as the pitch P _{1 of} the first internal thread (9).

Screw connection (1) to Claim 1 , characterized in that the diameter of the first external thread (8) is substantially equal to the diameter of the sleeve outer thread (13).

Screw connection (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the first external thread (8) is smaller than the diameter of the sleeve outer thread (13).

Screw connection (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw connection (1) is a countersunk fitting.

Screw connection (1) according to one of the preceding claims, characterized by a torque-dependent locking release means (23) provided between screw sleeve (6) and screw bolt (5), in particular in the area of the bolt outer thread (11) and the sleeve internal thread (12).

Screw connection (1) to Claim 5 , characterized in that the barrier release agent (23) is a jam or a bond (24).

Screw connection (1) to Claim 5 or 6 , characterized in that the locking release means (23) during screwing by striking the screw sleeve (6) to a on a component, in particular on the second component (3), provided detent (20) or taper is achieved.

Screw connection (1) according to one of Claims 5 to 7 , characterized in that the locking release means (23) during screwing by abutting the screw sleeve (6) to a in the Head portion (10) of the bolt (5) provided catch (20) or thickening is released.

Screw element (4) with a screw bolt (5) and a screw sleeve (6), which form a differential thread, for a screw connection (1) according to one of the preceding claims, wherein the screw bolt (5) has a first external thread (8) with the pitch P ₁ 'for screwing into a first internal thread (9) of a first component (2) and axially offset from said first external thread (8) carries the threaded sleeve (6) having a sleeve outer thread (13) with the pitch P ₂ ' for screwing in a second internal thread (14) of a second component (3) axially aligned with the first internal thread (9) of the first component (2), wherein the screw sleeve (6) has a sleeve internal thread (12) with the pitch P _i and the screw bolt (5) a pin outer thread (11) having the pitch P _a and sleeve inner thread (12) and bolt outer thread (11) are screwed together, and wherein the slopes P _i and P _{a are} smaller or larger than the pitch P ₁ ', characterized GE indicates that the pitch P ₂ 'of the sleeve outer thread (13) is equal to the pitch P ₁ ' of the first external thread (8).

Screw element (4) after Claim 9 characterized by a torque-dependent locking release (23) acting between the threaded sleeve (6) and the threaded bolt (5).

Screw element (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw bolt (5) in its head region (10) has a tool holder (15).

Screw element (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the tool holder (15) is a shape-adapted, in particular axial recess of the head region (10).

Screw element (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the tool holder (15) is a shape-adapted, in particular axial extension (17) of the screw bolt (5).

Screw element (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the tool holder (15) is formed so that at tool engagement for performing the screw (1) the tool (16) at least partially a rotation lock for the screw (6) relative to Bolt (5) forms.