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Die
Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem insbesondere schalen-
oder plattenförmigen ersten
Bauteil, vorzugsweise einem sogenannten Zylinderkopfdeckel (häufig auch
als Ventilhaube bezeichnet), welches zur Befestigung an einem zweiten Bauteil,
insbesondere also einem Zylinderkopf, vorgesehen ist. Ein solches
erstes Bauteil weist eine im montierten Zustand dem zweiten Bauteil
zugekehrte Stirn- oder Abstützfläche und
einen oder mehrere sich senkrecht zu letzterer sowie durch das erste Bauteil
hindurch erstreckende Schraubenkanäle für den Durchtritt jeweils einer
Befestigungsschraube auf, die einen mindestens über einen Teil seiner Länge mit
einem Außengewinde
versehenen Schraubenschaft besitzt.
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Im
montierten Zustand befindet sich häufig eine Dichtung zwischen
der Stirnfläche
des ersten Bauteils und einer gleichfalls eine Dichtfläche bildenden
Stirnfläche
des zweiten Bauteils, wobei diese Dichtung bei angezogenen Befestigungsschrauben zwischen
den beiden Dichtflächen
eingespannt ist.
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand eines Zylinderkopfdeckels erläutert werden,
obwohl sie sich auch für
andere Bauteile eignet, so z. B. für Ölwannen eines Verbrennungsmotors
oder einen Sensor mit einer auf den Zylinderkopfdeckel aufzusetzenden,
mit letzterem durch eine Befestigungsschraube zu verbindenden Trägerplatte
sowie einem an dieser vorgesehenen Sensorschaft, der durch eine Öffnung im
Zylinderkopfdeckel durch diesen hindurchragt.
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Bei
bekannten Zylinderkopfdeckeln ist es üblich, an der Peripherie des
Zylinderkopfdeckels in diesen Aufnahmekanäle für in letztere eingepresste
metallische Hülsen
einzuformen, in welche sich Befestigungsschrauben einführen lassen,
die dann bei der Montage des Zylinderkopfdeckels in Gewindebohrungen
des Zylinderkopfs eingedreht werden. Sieht man von im Folgenden
noch beschriebenen Haltemitteln für die Befestigungsschrauben
ab, haben diese Hülsen
einen Innendurchmesser, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser
des Gewindes der Befestigungsschrauben. Um beim Motoren- bzw. Fahrzeughersteller
die Montage des Zylinderkopfdeckels möglichst einfach zu gestalten,
liefert der Hersteller des Zylinderkopfdeckels diesen mit am Zylinderkopfdeckel
bereits vormontierten Befestigungsschrauben, und damit diese in
den die Befestigungsschrauben aufnehmenden Hülsen unverlierbar gehalten
werden, weisen die Hülsen
an ihrem Innenumfang Noppen oder ähnliche Halteelemente auf,
welche einen lichten Innendurchmesser einer Hülse definieren, der etwas größer als
der Außendurchmesser
eines glatten Schraubenschaftabschnitts, jedoch kleiner als der
Außendurchmesser
eines Schraubenkopfs und eines Außengewindes eines Schraubenschaftabschnitts
der betreffenden Befestigungsschraube ist, wobei der glatte Schraubenschaftabschnitt
zwischen dem Schraubenkopf und dem Schraubengewinde liegt. Erwähnt sei
noch, dass im Anlieferzustand eines solchen Zylinderkopfdeckels die
an diesem vormontierten Befestigungsschrauben die Abstützfläche des
Zylinderkopfdeckels mit ihrem Gewindeabschnitt nicht oder nur ganz
geringfügig überragen.
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Das
vorstehend geschilderte bekannte Befestigungssystem hat zwar vor
allem bei Kunststoff-Zylinderkopfdeckeln den Vorteil, dass aufgrund des
verhältnismäßig langen
Schraubenschaftabschnitts zwischen dem Schraubenkopf und dem in die
Gewindebohrung des Zylinderkopfs eingreifenden Bereich des Befestigungsschraubengewindes sich
beim Anziehen der Befestigungsschraube ein sogenannter Kraftkegel
ergibt, aufgrund dessen die Schraubenkraft über eine verhältnismäßig große Fläche zwischen
dem Zylinderkopfdeckel und dem Zylinderkopf verteilt wird, das bekannte
Befestigungssystem ist jedoch verhältnismäßig kostspielig: Die Hülsen müssen hergestellt
und in die Aufnahmekanäle
des Zylinderkopfdeckels eingepresst oder in anderer Weise an letzterem
befestigt werden, und außerdem
müssen
in die dem Eindrehen der Befestigungsschrauben dienenden Bohrungen
des Zylinderkopfs in einem separaten Bearbeitungsvorgang des Zylinderkopfs
Gewinde geschnitten werden.
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Aus
der
DE 35 10 300 A1 ergibt
sich eine Baugruppe mit einem Kraftfahrzeug-Stoßfänger aus Kunststoff
als erstem Bauteil, an dem eine Befestigungsschraube vormontiert
ist, die einen einem Schraubenkopf benachbarten ersten Schraubenschaftabschnitt
mit einem selbstschneidenden Gewinde und einen hieran angrenzenden
zweiten Schraubenschaftabschnitt kleineren Außendurchmessers mit einem normalen
Gewinde zum Einschrauben in ein vorgefertigtes Innengewinde eines zweiten
Bauteils aufweist, an dem der Stoßfänger befestigt werden soll.
Der Stoßfänger wird
zunächst
mit einer glatten Bohrung zum Eindrehen des ersten Schraubenschaftabschnitts
der Befestigungsschraube hergestellt, wobei durch letztere ein Gewinde
in die Bohrungswand geschnitten wird; die dadurch am Stoßfänger vormontierte
Befestigungsschraube ragt dann mit ihrem gesamten zweiten Schraubenschaftabschnitt
aus dem Stoßfänger heraus.
Es ist allerdings unerfindlich, wie die in der
DE 35 10 300 A1 zeichnerisch
dargestellte und an dem Stoßfänger gemäß dem zweiten
Absatz der Seite 7 dieses Dokuments vormontierte Befestigungsschraube
in das vorgefertigte Innengewinde des zweiten Bauteils eingedreht
werden soll, ohne dass dabei das durch die Befestigungsschraube
in den Stoßfänger geschnittene
Innengewinde zerstört
wird oder der Schraubenkopf der Befestigungsschraube vom Stoßfänger abhebt – das selbstschneidende
Gewinde des ersten Schraubenschaftabschnitts soll ein linksgängiges, das übliche Maschinengewinde
des zweiten Schraubenschaftabschnitts ein rechtsgängiges Gewinde sein.
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Ausgehend
von einer Baugruppe, wie sie die
DE 35 10 300 A1 offenbart, lag der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für ein schalen- oder plattenförmiges erstes
Bauteil einer solchen Baugruppe geeignetes System für die Verbindung des
ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil dieser Baugruppe zu schaffen,
welches es nicht nur erlaubt, die Befestigungsschraube am ersten
Bauteil zumindest nahezu verliersicher vorzumontieren, sondern sich
kostengünstiger
als dasjenige der sich aus der
DE 35 10 300 A1 ergebenden Baugruppe verwirklichen
lässt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Baugruppe gemäß Anspruch
1 gelöst,
und bevorzugte Ausführungsformen
dieser Baugruppe ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Baugruppe müssen natürlich mindestens
diejenigen Bereiche der beiden Bauteile, in die mittels der Befestigungsschraube
das erste und das zweite Innengewinde geschnitten werden sollen,
aus Werkstoffen bestehen, die keine zu großen Kräfte und Drehmomente erfordern,
um beim erstmaligen Eindrehen der Befestigungsschraube das erste
bzw. das zweite Innengewinde in das erste bzw. zweite Bauteil zu
schneiden. Entsprechendes gilt für
die lichten Innendurchmesser des Schraubenkanals des ersten Bauteils
und des Schraubenlochs des zweiten Bauteils vor der Erzeugung der
selbstschneidenden Gewinde – diese
lichten Innendurchmesser müssen
aber natürlich
etwas kleiner sein als der Außendurchmesser
des selbstschneidenden Gewindes der Befestigungsschraube.
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Die
Erfindung empfiehlt sich insbesondere für eine von einem Zylinderkopfdeckel
und einem Zylinderkopf gebildete Baugruppe: Da es sich bei Zylinderkopfdeckeln
um verhältnismäßig dünnwandige Bauteile
handelt, welche meist aus einem Kunststoff hergestellt werden, und
da Zylinderköpfe
seit längerem
fast ausschließlich
aus Leichtmetall-Legierungen hergestellt werden, lassen sich durch
die mit dem selbstschneidenden Gewinde versehene Befestigungsschraube
problemlos Gewinde in beiden Bauteilen schneiden, das heißt im Gegensatz
zu der sich aus der
DE
35 10 300 A1 ergebenden Baugruppe kann auf eine vorausgehende
Herstellung eines Innengewindes im zweiten Bauteil bzw. dem Zylinderkopf
verzichtet werden, da für
die Anwendung der Erfindung nur eine glatte Bohrung im zweiten Bauteil bzw.
Zylinderkopf erforderlich ist.
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Gegenüber den
durch die vorliegende Erfindung erzielbaren Kosteneinsparungen ist
der durch die Erfindung bedingte Mehraufwand vernachlässigbar,
der darin begründet
ist, dass in der Station, in der bei der Motormontage der Zylinderkopfdeckel
montiert wird, ein Schraubendreher oder Mehrspindelkopfschrauber
(für ein
gleichzeitiges Eindrehen aller Befestigungsschrauben) erforderlich
ist, der die Befestigungsschrauben nicht nur dreht und festzieht, sondern
diese mindestens anfänglich
auch in die Schraubenkanäle
des Zylinderkopfdeckels und die Aufnahmebohrungen des Zylinderkopfs
drückt.
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Anders
als bei den bisher verwendeten Befestigungsschrauben mit metrischem
Gewinde besteht bei einem erfindungsgemäßen Befestigungssystem, bei
denen das Außengewinde
der Befestigungsschrauben als selbstschneidendes Gewinde ausgebildet
ist, nicht das Risiko, dass sich die Befestigungsschrauben im Motorbetrieb
lockern, da solche Befestigungsschrauben durch die von ihnen geschnittenen
Gewinde sicher gehalten werden – in
diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass vor allem bei Zylinderkopfdeckeln
aus Kunststoff durch die im Motorbetrieb auftretenden Temperaturänderungen sich
die Zylinderkopfdeckel dehnen und wieder schrumpfen mit der Folge,
dass sich die Kräfte
zwischen den Schraubenköpfen
der Befestigungsschrauben und dem Zylinderkopfdeckel zeitlich ändern und
im kalten Zustand des Motors verhältnismäßig klein sein können.
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Der
Abschnitt des Schraubenkanals, in dessen Wand beim erstmaligen Eindrehen
einer Befestigungsschraube ein Innengewinde geschnitten wird, weist
zwar bei bevorzugten Ausführungsformen
einen kreisrunden Querschnitt auf, sein Querschnitt könnte aber
auch von der Kreisform abweichen und z. B. die Form eines Mehrecks
haben, alternativ könnte
dieser Kanalabschnitt aber auch einen generell kreisförmigen Querschnitt
mit einem oder mehreren von der Kanalwand radial nach innen abstehenden
Vorsprüngen
aufweisen, in die dann beim erstmaligen Eindrehen einer Befestigungsschraube
Teile eines Innengewindes eingeschnitten werden, so dass der in
Rede stehende Kanalabschnitt mit einem unterbrochenen Innengewinde
versehen ist.
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Wenn,
wie dies bei bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Befestigungssystems
der Fall ist, durch die Befestigungsschrauben Innengewinde in die
Aufnahmebohrungen des Zylinderkopfs geschnitten werden, muss der
Schraubenschaft einer Befestigungsschraube so dimensioniert werden,
dass er aufgrund des Drehmoments nicht bricht, welches erforderlich
ist, um in den Zylinderkopf ein Gewinde zu schneiden.
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Um
bei einem ersten Bauteil einer erfindungsgemäßen Baugruppe vormontierte
Befestigungsschrauben verliersicher am ersten Bauteil zu halten,
ist es ausreichend, wenn, wie bei bevorzugten Ausführungsformen,
jeder der Schraubenkanäle
des ersten Bauteils nur über
einen verhältnismäßig kleinen
Teil seiner Länge
einen lichten Innendurchmesser aufweist, welcher etwas kleiner als
der maximale Außendurchmesser
des selbstschneidenden Schraubengewindes ist; in diesem Fall weist
jeder der Schraubenkanäle
außerhalb
des genannten Kanalabschnitts einen Innendurchmesser auf, welcher größer als
der lichte Innendurchmesser des genannten Kanalabschnitts ist. Vor
allem bei im Spritzguss- oder Druckguss-Verfahren hergestellten
Bauteilen ist es problemlos möglich,
jeden der Schraubenkanäle mit
einem vorspringenden Ringbund zu versehen, welcher den genannten
Kanalabschnitt bildet, in dessen Wandung beim erstmaligen Eindrehen
einer Befestigungsschraube ein Innengewinde geschnitten wird.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Baugruppe,
bei denen zum Zweck der Zeiteinsparung bei der Montage des ersten
Bauteils eine oder mehrere Befestigungsschrauben in dem ersten Bauteil
vormontiert und so weit als möglich
in dessen Schraubenkanäle
eingedreht sind, überragen
die Befestigungsschrauben die Stirnfläche des ersten Bauteils zumindest
nicht wesentlich, sondern enden ungefähr in der Ebene dieser Stirnfläche und überragen
diese höchstens
mit einem im Durchmesser reduzierten Endbereich, der bei der Montage des
ersten Bauteils in glatte Aufnahmebohrungen des zweiten Bauteils
ohne Drehen der Befestigungsschrauben eingeschoben werden kann,
ehe durch Drehen der Befestigungsschrauben Gewinde in das zweite
Bauteil eingeschnitten werden.
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Es
empfiehlt sich, Befestigungsschrauben zu verwenden, welche oberhalb
ihres Außengewindes einen
glatten Schraubenschaftabschnitt aufweisen, dessen Durchmesser kleiner
ist als der lichte Durchmesser des mit dem ersten Innen gewinde versehenen
Kanalabschnitts des ersten Bauteils (unter ”oberhalb” ist dabei zu verstehen, dass
der glatte Schraubenschaftabschnitt auf derjenigen Seite des Befestigungsschraubengewindes
liegt, welche von dem in das zweite Bauteil einzudrehenden Befestigungsschraubenende
abgewandt ist). Zum einen sind Befestigungsschrauben mit kurzen
Gewindeabschnitten kostengünstiger
als solche, bei denen sich das Schraubengewinde über die ganze Schraubenschaftlänge erstreckt,
und zum anderen lässt
sich dadurch noch ein weiterer Vorteil bevorzugter und gemäß Anspruch
8 ausgebildeter Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Baugruppe
erzielen: Bei einer solchen Ausführungsform
hat das Befestigungsschraubengewinde das in den genannten Kanalabschnitt
des ersten Bauteils geschnittene Gewinde verlassen, wenn bei der
Montage des ersten Bauteils am zweiten Bauteil die Befestigungsschraube
festgezogen wurde. Da infolgedessen bei am zweiten Bauteil montiertem
ersten Bauteil die Gewinde der Befestigungsschrauben nur noch in
die Gewinde des zweiten Bauteils eingreifen, können fertigungsbedingte Toleranzen
zwischen den Befestigungsstellen, an denen die beiden Bauteile miteinander
verbunden sind, ausgeglichen werden, und beim Eindrehen der Befestigungsschrauben
in das zweite Bauteil lassen sich diese problemlos so festziehen,
dass das erste Bauteil seine Endlage erreicht.
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Die
vorstehend erwähnte,
am oberen Ende des glatten Schraubenschaftabschnitts vorgesehene Schulter
kann von einem Kopf der Befestigungsschraube gebildet werden, beispielsweise
aber auch von einer auf die Befestigungsschraube aufgeschobenen
Unterlegscheibe.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der beigefügten zeichnerischen
Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung einer besonders
vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Baugruppe,
bestehend aus einem ersten Bauteil, Befestigungsschrauben und einem
zweiten Bauteil, an dem das erste Bauteil befestigt ist; in den
Zeichnungen zeigen:
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1 einen
Schnitt durch ein bekanntes Befestigungssystem, nämlich einen
Schnitt durch einen Teil eines Zylinderkopfs und einen Teil eines
Zylinderkopfdeckels in einer Ebene, in welcher die Achse einer zu
diesem Befestigungssystem gehörenden
Befestigungsschraube liegt, wobei alle Teile entsprechend dem bekannten
Stand der Technik ausgebildet sind;
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2 eine
Ansicht eines Teils des Zylinderkopfdeckels gemäß 1, und zwar
gemäß 1 von
unten gesehen;
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3 einen
Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäß gestalteten Zylinderkopfdeckels
entsprechend dem in 1 gezeigten Schnitt, wobei eine
erfindungsgemäß gestaltete
Befestigungsschraube in einer Position dargestellt wurde, ehe sie ein
Gewinde in den Zylinderkopfdeckel geschnitten hat;
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4 eine
der 3 entsprechende Darstellung, jedoch nachdem die
Befestigungsschraube an dem Zylinderkopfdeckel vormontiert wurde,
und
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5 einen
den 3 und 4 entsprechenden Schnitt, in
dem jedoch auch ein Teil eines Zylinderkopfs dargestellt ist und
welcher die Befestigungsschraube in derjenigen Position zeigt, welche sie
einnimmt, nachdem sie ein Gewinde in den Zylinderkopf geschnitten
hat und festgezogen wurde.
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In
den 1 und 2, die nur dem Verständnis der
nachfolgend beschriebenen Erfindung dienen sollen, wurde die einfachste
Version eines bekannten Befestigungssystems für einen Zylinderkopfdeckel
dargestellt.
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Der
nur zu einem kleinen Teil dargestellte Zylinderkopfdeckel 10 ist
an seiner Peripherie mit einem umlaufenden Flansch 12 versehen,
welcher nach außen
ragende und im Abstand voneinander angeordnete Vorsprünge 14 aufweist,
welche von Schraubenkanälen 16 durchquert
werden. An seiner Unterseite hat der Zylinderkopfdeckel 10 eine
Fläche 18, welche
vorstehend als Stirn- oder Abstützfläche bezeichnet
wurde, jedoch keine Abstützfläche bilden muss,
wie sich aus dem Folgenden noch ergeben wird:
In die Fläche 18 mündet eine
um den Zylinderkopfdeckel 10 herum verlaufende und in sich
geschlossene Nut 20, in die eine ring- oder rahmenförmige Dichtung 22 eingesetzt
ist, welche insbesondere aus einem elastomeren Material besteht
und im ungepressten, in 1 dargestellten Zustand über die Fläche 18 nach
unten vorsteht.
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In
den als glatten kreiszylindrischen Kanal gestalteten Schraubenkanal 16 ist
eine als Ganzes mit 24 bezeichnete Befestigungsschraube
eingesetzt, welche einen Schraubenkopf 26 und einen als Ganzes
mit 28 bezeichneten Schraubenschaft besitzt, der sich aus
einem glatten Schraubenschaftabschnitt 28a mit überall kreisrundem
Querschnitt und einem Gewindeabschnitt 28b mit einem metrischen Außengewinde
zusammensetzt.
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Ein
Zylinderkopf 30 hat für
jeden Schraubenkanal 16 eine Gewindebohrung 32 und
eine der Fläche 18 des
Zylinderkopfdeckels 10 gegenüberliegende und parallel zu
dieser verlaufende Fläche 34, welche
eine Abstützfläche bilden
kann aber nicht muss.
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Da
die 1 die Teile der vom Zylinderkopfdeckel 10,
dem Zylinderkopf 30, den Befestigungsschrauben 24 und
der Dichtung 22 gebildete Baugruppe in einem Zustand zeigt,
in dem die Befestigungsschrauben zwar in die Gewindebohrungen 32 des
Zylinderkopfs 30 eingeschraubt, jedoch noch nicht angezogen
wurden, zeigt die 1, dass die Befestigungsschraube 24 noch
weiter in die Gewindebohrung 32 eingeschraubt werden kann;
die Dichtung 22 wird dann zwischen dem Zylinderkopfdeckel 10 und
dem Zylinderkopf 30 gepresst, wobei sie sich auf der Fläche 34 des
Zylinderkopfs abstützt;
der Zylinderkopf könnte
aber auch mit einer der Nut 20 des Zylinderkopfdeckels
entsprechenden Nut versehen sein, in welche die Dichtung 22 eingreift.
Wenn die Nut 20 oder eine der beiden Nuten einen Ausweichraum
für elastomeres
Material der Dichtung 22 bildet (was in 1 nicht
dargestellt ist), können
die Befestigungsschrauben 24 soweit angezogen werden, bis die
Fläche 18 des
Zylinderkopfdeckels 10 gegen die Fläche 34 des Zylinderkopfs 30 anliegt. Über die
Fläche 18 und/oder
die Fläche 34 könnte aber
auch ein sogenannter Verformungsbegrenzer vorspringen, welcher den
Weg des Zylinderkopfdeckels 10 gemäß 1 nach unten
so begrenzt, dass die Dichtung 22 beim Anziehen der Befestigungsschrauben 34 nicht durch
Quetschen zerstört
wird.
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Bei
der in den 1 und 2 dargestellten bekannten
Konstruktion lassen sich die Befestigungsschrauben 24 am
Zylinderkopfdeckel 10 nicht so vormontierten, dass sie
verliersicher am Zylinderkopfdeckel gehalten werden.
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In
den 3 bis 5 wurden, soweit möglich, dieselben
Bezugszeichen verwendet wie in den 1 und 2,
jedoch unter Erhöhung
um die Zahl 100, weshalb es auch ausreichend ist, die in
den 3 bis 5 dargestellten Teile einer
erfindungsgemäßen Baugruppe
nur insoweit zu beschreiben, als diese von den Teilen der in 1 gezeigten
bekannten Baugruppe abweichen.
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Der
erfindungsgemäß gestaltete
Zylinderkopfdeckel 110 hat in jedem seiner Vorsprünge 114 einen
Schraubenkanal 116, welcher bis auf einen nach innen vorspringenden
Ringbund 116a kreiszylindrisch gestaltet ist und einen
Innendurchmesser aufweist, welcher etwas größer ist als der maximale Außendurchmesser
eines Gewindeabschnitts 128b einer Befestigungsschraube 124.
Diese hat zwischen dem Gewindeabschnitt 128b und einem
Schraubenkopf 126 einen glatten, kreiszylindrischen Schraubenschaftabschnitt 128a,
dessen Außendurchmesser
kleiner als der Innendurchmesser des Schraubenkanals 116,
aber gleich oder nur ganz geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser
eines vom Ringbund 116a gebildeten Kanalabschnitts 116a'. Erfindungsgemäß ist der
Gewindeabschnitt 128b mit einem Außengewinde 128b' versehen, welches
als an sich bekanntes selbstschneidendes Gewinde gestaltet sein
soll und dessen Außendurchmesser
zwar kleiner als der Innendurchmesser des Schraubenkanals 116,
jedoch etwas größer ist
als der Innendurchmesser des Kanalabschnitts 116a', ehe die Befestigungsschraube 124 in
den Ringbund 116a eingedreht wird, so wie dies in 3 dargestellt
wurde.
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Zum
Vormontieren der Befestigungsschrauben 124 am Zylinderkopfdeckel 110 wird
nun jede der Befestigungsschrauben in einen Ringbund 116a eingedreht,
wobei durch das selbstschneidende Außengewinde 128b' der Befestigungsschraube 124 in
die Wand des vom Ringbund 116a gebildeten Kanalabschnitts 116a' ein Innengewinde
geschnitten wird, welches in 4 mit 116a'' bezeichnet wurde.
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Im
Zuge der Vormontage der Befestigungsschrauben 124 werden
diese so weit in den Zylinderkopfdeckel 110 eingedreht,
bis die unteren Enden der Befestigungsschrauben mit der unteren
Fläche 118 des
Zylinderkopfdeckels 110 ungefähr bündig sind oder geringfügig über diese
Fläche
nach unten vorstehen. Erfindungsgemäß ist die axiale Länge des selbstschneidenden
Außengewindes 128b' der Befestigungsschrauben 124 so
bemessen, dass das Außengewinde 128b' des Gewindeabschnitts 128b dann
immer noch in das Innengewinde 116a'' des Ringbundes 116a eingreift,
wenn auch nicht notwendigerweise über die ganze Länge des
Innengewindes 116a''.
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Erfindungsgemäß weist
der Zylinderkopf 130 für
jeden Schraubenkanal 116 des Zylinderkopfdeckels 110 eine
zunächst
glatte Bohrung 132 auf, welche mit einem Bohrungsabschnitt 132a größeren Durchmessers
in eine Fläche 134 des
Zylinderkopfs 130 mündet,
wobei der Innendurchmesser des Bohrungsabschnitts 132a erfindungsgemäß etwas
größer ist
als der Außendurchmesser
des Außengewindes 128b' einer Befestigungsschraube 124.
Außerdem
sei an dieser Stelle bemerkt, dass bei der Vormontage der Befestigungsschrauben 124 diese
nur so weit in den Zylinderkopfdeckel 110 eingedreht werden
dürfen,
dass der axiale Überstand
der Befestigungsschrauben über
die Fläche 118 des
Zylinderkopfdeckels höchstens
gleich groß ist
wie die axiale Länge
des Bohrungsabschnitts 132a des Zylinderkopfs 130.
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Bei
der Montage des Zylinderkopfdeckels 110 am Zylinderkopf 130 werden
nun die Befestigungsschrauben 124 in die Bohrungen 132 des
Zylinderkopfs 130 eingedreht, wobei die selbstschneidenden
Gewinde der Gewindeabschnitte 128b der Befestigungsschrauben 124 in
die zunächst
glatten und kreiszylindrischen Wände
der Bohrungen 132 ein Innengewinde einschneiden, welches
in 5 mit 132' bezeichnet
wurde.
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Bei
der in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Baugruppe
ist jede der Befestigungsschrauben 124 erfindungsgemäß so gestaltet,
dass bei einer vormontierten Befestigungsschraube 124 (in 4 dargestellte Position)
der Abstand der Unterseite des Schraubenkopfs 126 von einer
vom Zylinderkopfdeckel 110 für den Schraubenkopf gebildeten
Auflagefläche 150 zumindest
geringfügig
größer ist
als der Abstand des oberen Endes des Gewindeabschnitts 128b und
damit des Außengewindes 128b' vom unteren
Ende des Kanalabschnitts 116a' – in 4 wurden
diese beiden Abstände
mit h1 und h2 bezeichnet
(es soll also gelten h1 ≥ h2).
Außerdem
ist eine Befestigungsschraube 124 erfindungsgemäß so bemessen,
dass, wenn die Befestigungsschraube angezogen ist, ihr in die Bohrung 132 des
Zylinderkopfs 130 eingreifender Teil etwas kürzer ist
als diese Bohrung.
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In
den 3 bis 5 wurde eine der in 1 dargestellten
Dichtung 22 entsprechende Dichtung weggelassen, welche
in eine Nut 120 des Zylinderkopfdeckeis 110 eingesetzt
sein kann. Es sei aber darauf hingewiesen, dass bei einer erfindungsgemäßen Baugruppe
zwischen den beiden aneinander befestigten Bauteilen auch eine Flachdichtung eingespannt
sein könnte
oder zwischen den beiden Bauteilen mittels einer ringförmigen Dichtung
abgedichtet wird, welche zwischen einem Außenumfang eines Bereichs des
einen Bauteils und der Wand einer diesen Bereich aufnehmenden Öffnung des
anderen Bauteils angeordnet ist.
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Befestigungsschrauben
mit einem selbstschneidenden Gewinde (auch als gewindefurchende Schrauben
bezeichnet) haben im Allgemeinen einen Gewindeabschnitt des Schraubenschafts,
in welchem der Kern des Gewindeabschnitts einen von der Kreisform
abweichenden Querschnitt aufweist, über welchen die Flanken des
Gewindes vorstehen, wobei die radial äußeren Kuppen des Gewindes einen kreisförmigen Querschnitt
definieren (in Längsrichtung
des Schraubenschafts gesehen).
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Ferner
haben solche Befestigungsschrauben mit selbstschneidendem Gewinde
häufig
einen vorderen Endbereich des Gewindeabschnitts, in welchem der
Außendurchmesser
des selbstschneidenden Gewindes etwas kleiner ist als in dahinterliegenden
Bereichen des Gewindeabschnitts. Alternativ oder zusätzlich kann
am vorderen Ende der Befestigungsschraube ein gewindeloser Schaftabschnitt vorgesehen
sein, der einen deutlich kleineren Durchmesser als das vordere Gewindeende
besitzt, damit sich die Befestigungsschraube problemlos in ein am zweiten
Bauteil vorgesehenes Loch einführen
lässt.
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Bei
Befestigungsschrauben mit selbstschneidendem Gewinde, mit denen
ein Gewinde in eine Bohrung eines metallischen Werkstücks geschnitten
werden soll, entspricht das Gewindeprofil im Allgemeinen ungefähr demjenigen
eines metrischen Gewindes, sieht man von der Spitze, das heißt dem vorderen
Ende, des Gewindeabschnitts der Schraube ab. Dies hat den Vorteil,
dass bei einer Demontage eines Bauteils, das heißt nach der Entfernung einer
Befestigungsschraube mit einem selbstschneidenden Gewinde, bei erneuter
Montage des Bauteils Befestigungsschrauben mit einem normalen metrischen
Gewinde verwendet werden können.
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Wird
in die Wand einer Bohrung eines Werkstücks mit einer Befestigungsschraube,
welche ein selbstschneidendes Gewinde aufweist, ein Gewinde, nämlich ein
Muttergewinde, geschnitten, entstehen bei der Umformung des Werkstücksmaterials
anlässlich
des Schneidens des Muttergewindes keine störenden Späne; vielmehr wird bei einem
metallischen Werkstück
das Metall beim Formen des Muttergewindes kaltverfestigt, und es
werden Eigenspannungen erzeugt, so dass sich ein verhältnismäßig hoch
belastbares Muttergewinde ergibt.
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Beim
Eindrehen einer Befestigungsschraube mit einem selbstschneidenden
Gewinde in eine Werkstückbohrung
greift das Schraubengewinde spielfrei in das dabei geformte Muttergewinde
ein, so dass die Befestigungsschraube weitgehenst gegen ein Lockern
gesichert ist.
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Befestigungsschrauben
für das
Schneiden von Muttergewinden in metallischen Werkstücken und
Werkstücken
aus Kunststoffen sind auf dem Markt ohne Weiteres erhältlich,
z. B. von der Firma Richard Bergner Verbindungstechnik GmbH & Co. KG, D-91126
Schwabach.