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Die
Erfindung betrifft eine Klemmverbindung zur Verbindung eines ersten
Bauteils mit einem zweiten Bauteil, wobei in dem ersten Bauteil
eine Öffnung zur
Aufnahme des zweiten Bauteils angeordnet ist, und wobei das erste
Bauteil von einem Klemmelement durchgriffen wird.
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Eine
bekannte Klemmverbindung ist zum Beispiel zur kraftschlüssigen Verbindung
von Stahlteilen in Aluminiumteilen bekannt, wobei darauf zu achten
ist, dass die Klemmverbindung, insbesondere das Aluminiumbauteil
nur mit einer solchen Kraft, also einer solchen Oberflächenpressung
beaufschlagt wird, dass die maximale Flächenpressung des verwendeten
Werkstoffes nicht überschritten wird.
Zusätzlich
muß beachtet
werden, dass, da die Klemmverbindung aus Bauteilen unterschiedlicher Werkstoffe
besteht, diese einer galvanischen Korrosion unterliegen kann.
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Das
erste Bauteil kann dabei zum Beispiel als Schwenklager aus dem Werkstoff
Aluminium ausgeführt
sein, in das die Öffnung
zur Aufnahme des zweiten Bauteils eingebracht ist, wobei das zweite Bauteil
beispielhaft als Kugelzapfen ausgeführt sein kann. In einer möglichen
Ausführung
weist der Kugelzapfen an seinem Zapfen einen konusförmigen Verlauf
auf. Zwischen beiden Bauteile ist eine Stahlhülse vorgesehen, welche einen
derartigen Oberflächenbereich
aufweist, dass die Oberflächenspannung
des ersten Bauteils, also des Aluminiumbauteils auf ein akzeptables
Niveau reduziert ist. Zudem kann die Hülse zumindest an ihrer zum
Aluminiumbauteil weisenden Kontaktfläche eine entsprechende Beschichtung
aufweisen, so dass die Gefahr galvanischer Korrosion verringert
ist.
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Ausgehend
von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zu Grunde, eine Klemmverbindung der eingangs genannten Art mit einfachen
Mitteln so zu verbessern, dass auch ein Kugelzapfen mit im wesentlichen
zylinderförmiger Ausgestaltung
an seinem Einsteckbereich, also an seinem Zapfen mit dem ersten
Bauteil hinreichend verbindbar ist, wobei ein Montageaufwand vereinfacht
ist, so dass hier erhebliche Zeitersparnisse zu erwarten sind.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe mit einer Klemmverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst,
wobei ein an beiden Bauteilen anliegender und zwischen beiden Bauteilen
angeordneter Einsatz vorgesehen ist, der eine Materialausnehmung,
einen Klemmschlitz und eine Verdickung aufweist, welche in eine
korrespondierende Nut in dem ersten Bauteil eingreift.
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Vorteilhaft
ist vorgesehen, dass die Materialausnehmung in dem Einsatz senkrecht
zum Klemmschlitz angeordnet ist bzw. senkrecht zu diesem verläuft, wobei
der Einsatz günstiger
Weise als Klemmhülse
ausgeführt
ist.
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In
zweckmäßiger Ausgestaltung
der Klemmverbindung ist vorgesehen, dass die Verdickung des Einsatzes
als Positionierungsnase ausgeführt
ist, welche in besonders bevorzugter Ausgestaltung diametral gegenüberliegend
zur Materialausnehmung angeordnet ist. Natürlich kann die Verdickung auch an
anderen Orten an dem Außenumfang
des Einsatzes angeordnet sein Beispielsweise ist das erste Bauteil
als Schwenklager und das zweite Bauteil als Zapfen ausgeführt, wobei
der Zapfen in bevorzugter Ausführung
als Kugelzapfen ausgeführt
ist. Der Kugelzapfen weist einen im Querschnitt gesehen zylindrischen
Zapfen auf, der aber auch eine stufige Ausgestaltung aufweisen kann.
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Wesentlich
ist, dass durch das Zusammenwirken der Verdickung bzw. der Positionierungsnase mit
der dazu korrespondierend ausgeführten
bzw. angeordneten Nut in dem ersten Bauteil eine Ausrichtung der
Materialausnehmung zum Klemmelement bzw. zur Klemmschraube aber
auch des Klemmschlitzes des Einsatzes zum Klemmschlitz des ersten
Bauteils erzielt ist. Damit entfallen mit der Erfindung zeitaufwendige
Justierarbeiten um z. B. die Materialausnehmung genauestens zur
Klemmschraube auszurichten. Bei der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen,
dass die Verdickung bzw. die Positionierungsnase und die dazu korrespondierende
Nut in dem ersten Bauteil so angeordnet sind, dass die Materialausnehmung
bei dem Einführen
des Einsatzes sofort und ohne Umstände zur Klemmschraube ausgerichtet
ist.
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Das
Anordnen in einer zusätzlichen
Verdickung bedeutet zwar zusätzliche
Materialkosten, die sich aber durch den Vorteil der entfallenden,
umständlichen
Ausrichtung mehr als aufheben. Zudem kann die Verdickung direkt
bei der Herstellung des Einsatzes mit dem gleichen Werkzeug hergestellt werden
wie die Materialausnehmung, da die Verdickung in sehr bevorzugter
Ausgestaltung direkt gegenüberliegend
zu der Materialausnehmung angeordnet ist. Die Nut kann dabei als
Axialnut ausgeführt sein,
welche einseitig, bevorzugt zu einer Einsteckseite hin geöffnet sein
kann, so dass der Einsatz von einer Seite in das erste Bauteil einschiebbar
ist. Insofern ist vorteilhaft, wenn die Öffnung bzw. Bohrung im Bereich der
Nut stufenartig mit einer Anschlagfläche für die Verdickung bzw. Positionierungsnase
ausgeführt
ist.
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In
weiter bevorzugter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, bevorzugt
gegenüberliegend
zur an dem Außenumfang
angeordneten Verdickung des Einsatzes, innen liegend eine Federnut
und/oder einen Freischnitt anzuordnen.
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Der
Einsatz ist in bevorzugter Ausgestaltung so ausgeführt, dass
dieser im verspannten Zustand der Klemmverbindung mit seiner Außenfläche an dem
ersten Bauteil bzw. dem Schwenklager und mit seinem Innenumfang
an dem Zapfen anliegt.
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Mit
der Erfindung wird zu den bereits genannten Vorteilen eine erhöhte Anlagefläche zu dem ersten
Bauteil zur Verfügung
gestellt. Weiter ist vorteilhaft im Sinne der Erfindung, wenn der
Einsatz zumindest an seiner zum ersten Bauteil orientierten Kontaktfläche, also
an seiner Außenfläche eine Schutzschicht
aufweist, um beispielsweise galvanische Korrosion zu verhindern,
wenn beide Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
So kann das erste Bauteil beispielhaft aus Aluminium bestehen, während das
zweite Bauteil als Stahlbauteil bzw. der Einsatz als Stahlbauteil
ausgeführt
ist. Natürlich
bedeutet das Herstellen der zur Verdickung korrespondierenden Nut
in dem ersten Bauteil ebenfalls einen geringen Kostenzuschlag, welcher
aber genauso durch das Entfallen der erforderlichen und umständlichen
Ausrichtung des Einsatzes mehr als aufgehoben wird. Dies auch deshalb,
da die Nut für den
Einsatz gleichzeitig mit der Öffnung
für die Klemmschraube
hergestellt werden kann.
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Der
Einsatz kann in bevorzugter Ausführung aus
einem zum zweiten Bauteil bzw. zum Kugelzapfen artgleichen Werkstoff
gebildet sein. Natürlich kann
der Einsatz auch aus einem anderen Werkstoff, wie zum Beispiel aus
einem Edelstahl gebildet sein. Um hier dem möglicher Weise korrosiv wirkenden schwarz-weiß Kontakt
(Stahl/Edelstahl) vorzubeugen kann ebenso eine Schutzschicht vorgesehen
sein.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und
der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Klemmverbindung
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2 die
Klemmverbindung aus 1 in einer weiteren Ausgestaltung,
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3 die
Klemmverbindung aus 1 in einer weiteren Ansicht,
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4 die
Klemmverbindung aus 1 in einer weiteren Ansicht,
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5 einen
Einsatz als Einzelheit in einer Aufsicht,
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6 einen
Einsatz als Einzelheit in einer weiteren Ausgestaltung, und
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7 eine
Einsatz als Einzelheit in einer weiteren Ausgestaltung.
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In
den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben
Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal
beschreiben werden. Die Ansichten werden wie folgt definiert: 1 bzw. 2 ist
die Ansicht ”B” aus 4, 3 ist
ein Schnitt durch den Zapfen in 4 (waagerechte
gestrichelte Linie, 4 ist Ansicht ”A” aus 3.
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Die
Klemmvorrichtung 1 nach 1 zur Verbindung
eines ersten Bauteils 2 mit einem zweiten Bauteil 3,
weist in dem ersten Bauteil 2 eine Öffnung 4 zur Aufnahme
des zweiten Bauteils 3 und für einen an beiden Bauteilen 2, 3 anliegenden
Einsatz 6 auf. Das erste Bauteil 2 wird von einem
Klemmelement 7 durchgriffen, wobei der Einsatz 6 im
Bereich des Klemmelements 7 eine Materialausnehmung 8 aufweist.
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Das
erste Bauteil 2 ist beispielhaft als Schwenklager eines
Kraftfahrzeuges ausgeführt. Das
zweite Bauteil 3 ist als Kugelzapfen ausgeführt, der
an seinem Kopfende 9 einen Kugelkopf aufweist, der in einen
im Querschnitt gesehen zylinderförmigen
Zapfen übergeht.
Ein Zapfenhals 12 bildet den Übergang zu einem unteren zylindrischen
Zapfenschaft 11, der unterbrochen von einer Nut 13 in
einen oberen Zapfenschaft 5 übergeht. Wie der 1 weiter
zu entnehmen ist, kann an dem Zapfenschaft 11 ein Flansch 15 bzw.
Anschlag 15 vorgesehen sein, welcher eine Einstecktiefe
des zweiten Bauteils 3 in dem ersten Bauteil 2 begrenzt.
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Das
Klemmelement 7 ist als Klemmschraube 7 ausgeführt. Diese
durchgreift das erste Bauteil 2 so, dass bei einem Zusammenziehen
das erste Bauteil 2 mit dem zweiten Bauteil 3 verklemmt
wird. Um eine Klemmkraft zu bewirken ist das erste Bauteil 2 mit
einem Klemmschlitz 20 versehen (4). Das Bauteil 6 bzw.
der Einsatz 6 ist aus dem gleichen Grund mit einem Klemmschlitz 22 versehen,
der senkrecht zur Materialsaunehmung 8 und parallel zum
Klemmschlitz 20 verläuft.
Der Klemmschlitz 22 ist in den 5 bis 7 besonders
deutlich zu erkennen, wobei die Materialausnehmung 8 in 1 und 2 deutlich
sichtbar ist.
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In 1 ist
erkennbar, dass die Klemmschraube mit einem Teil ihres Durchmessers
in den Bereich des zylinderförmigen
Zapfens eingreift, weswegen hier vorteilhaft die Nut 13 angeordnet
ist. Weiter ist es aus 4 erkennbar, dass im Bereich
der Klemmschraube zudem die Materialausnehmung 8 des Einsatzes 6 angeordnet
ist. Mittels des Klemmschlitzes 22 wird der Einsatz 6 bei
dem Zusammenziehen des Klemmelementes 7 bzw. der Klemmschraube 7 mit
seinen gegenüberliegenden
Schlitzenden in der resultierenden Kraftrichtung zusammengedrückt, so
dass der Einsatz 6 seinen Durchmesser verringert, und das
erste Bauteil 2 mit dem zweiten Bauteil 3 verklemmt.
Natürlich
wird auch das erste Bauteil 2 aufgrund des Klemmschlitzes 20 entsprechend
betätigt.
Insofern liegt es durchaus im Sinne der Erfindung, auch andere Klemmelemente 7 als die
beispielhaft gezeigte Klemmschraube zu verwenden, welche geeignet
sind an die Belastungen eines Schwenklagers eines Kraftfahrzeuges
erforderliche Klemmkräfte
zu bewirken.
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Eine
solche Ausgestaltung nach der beispielhaften Darstellung aus 1 ist
durchaus vorteilhaft, um eine hinreichende Verbindung des ersten
Bauteils 2 (Schwenklager) zum zweiten Bauteil 3 (Kugelzapfen) über eine
Klemmverbindung herstellen zu können,
so dass diese den besonderen Ansprüchen bezüglich der Belastungen, welche
im Betrieb eines Kraftfahrzeuges auftreten, widerstehen kann. Vorteilhaft
ist der Einsatz 6 mit seiner Materialausnehmung 8 so
ausgerichtet, dass diese genauestens zur Lage der Klemmschraube 7 ausgerichtet
ist, da die Klemmschraube 7 mit einem Teil ihres Durchmessers sowohl
den Einsatz 6 durchgreift als auch etwas in den zylinderförmigen Zapfen
eingreift, weswegen hier die Nut 13 angeordnet ist bzw.
vorgesehen ist. Hier greift die Erfindung ein. Eine derartige genaue Ausrichtung
würde nämlich einen
erheblichen Zeitaufwand zur Montage bedeuten, wobei sich der Einsatz
bei der Montage der einzelnen Bauteile aus seiner Position auch
Verdrehen kann, was eine Neumontage bzw. Neujustierung des Einsatzes
erforderlich machen würde.
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Dieser
erhebliche Ausrichtungsaufwand wird mit einer Verdickung 14 des
Einsatzes 6, welche in eine korrespondierende Nut 16 in
dem ersten Bauteil 2 eingreift, vermieden, wie beispielhaft
die 1 und 4 zeigen.
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Die
Verdickung 14 ist im Zusammenwirken mit der Nut 16 in
dem ersten Bauteil 2 als Positionierungselement bzw. Positionierungsnase
zu betrachten, um eine Ausrichtung der Materialausnehmung 8 zum
Klemmelement 7 bzw. zur Klemmschraube und des Klemmschlitzes 22 des
Einsatzes 6 zum Klemmschlitz 20 des Bauteils 2 zu
bewirken.
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In 1 ist
beispielhaft eine stufige Ausgestaltung der Öffnung 4 zur Aufnahme
der Verdickung 14 vorgesehen. Das bedeutet, dass die Nut 16 nicht durchgehend
in das erste Bauteil 2 eingebracht ist, sondern gegenüberliegend
zur Einsteckseite 17 mit einer Anschlagfläche 18 endet.
Somit kann eine Einstecktiefe des Einsatzes 6 in das Schwenklager
begrenzt werden. Die Verdickung 14 ist in der Zeichnungsebene
der 1 oberhalb des zweiten Bauteils 3 entsprechend
der Dimension der Anschlagfläche 18 lediglich
aus Gründen
der besseren Erkennbarkeit unterschiedlich zum Einsatz 6 gekennzeichnet,
wobei die Verdickung 14 natürlich als Bestandteil des Einsatzes 6 ausgeführt ist,
und kein separates Bauteil ist. Die Verdickung 14 weist
also bevorzugt eine zur Nut 16 korrespondierende Ausführung auf.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nut 16 durchgehend
ausgeführt.
Um einen Anschlag für
den Einsatz 6 zu bilden, kann ein außen liegender Endanschlag vorgesehen
sein. Die Komponenten Verdickung 14, Nut 16, Anschlagfläche 18 und/oder
außen
liegender Endanschlag sind günstiger
Weise so aufeinander abstimmbar, dass das der Einsatz 6 und/oder
die Verdickung 14 bündig mit
der Einsteckseite 17 und mit der dazu gegenüberliegenden
Seite abschließt.
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Bei
den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen
besteht das erste Bauteil 2 aus einem weicheren Werkstoff,
beispielsweise Aluminium, wobei das zweite Bauteil 3 als
Kugelzapfen mit dem kugelförmigen
Kopfende 9 und dem in Querschnitt gesehen zylinderförmigen Zapfen
aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist.
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Der
Einsatz 6 ist als Hülse
bevorzugt ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff gebildet und weist
zumindest an seiner zum weicheren Werkstoff, beispielsweise zum
Aluminiumbauteil 2 orientierten Kontaktfläche (Außenfläche) eine
derartige Beschichtung auf, dass die Gefahr galvanischer Korrosion
zwischen den unterschiedlichen Werkstoffarten (Aluminium/Stahl)
vermieden ist.
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Bei
der in 3 gewählten
Ansicht ist die Nut 13 des zylinderförmigen Zapfens von der Klemmschraube 7 bzw.
von dem Klemmelement 7 verdeckt. Auch die Verdickung 14,
mit der damit zusammenwirkenden Nut in dem ersten Bauteil 2 bzw.
in dem Aluminiumbauteil 2 ist in 3 nicht
erkennbar.
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Anstelle
der Ausgestaltung, dass der Einsatz 6 die Verdickung 14 aufweist
und dass das erste Bauteil 2 die dazu korrespondierende
Nut 16 aufweist, kann natürlich auch vorgesehen sein,
dass in dem Einsatz eine Nut angeordnet ist, welche mit einer entsprechenden
Verdickung, welche an dem ersten Bauteil 2 angeordnet sein
könnte,
zusammen wirkt, so dass auch damit eine Positionierungsvorrichtung geschaffen
ist, welche ein zeitaufwendiges und umständliches Ausrichten des Einsatzes
mit seinem Schlitz zur Klemmschraube vermeidet.
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Ebenso
kann für
die Positionierung der Bauteile eine Paßfeder zum Einsatz kommen,
die dann jeweils in Nuten der Bauteile 2 und 6 eingreift.
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5 zeigt
den Einsatz 6 aus 1 als Einzelheit
in einer Aufsicht. Die Verdickung 14 ist bevorzugt direkt
gegenüberliegend
zum Klemmschlitz 22
(und auch direkt gegenüberliegend
zur nicht erkennbaren Materialausnehmung) angeordnet. Bei dem in 6 gezeigten
Ausführungsbeispiel
weist der Einsatz 6 im Bereich der Verdickung 14,
also gegenüberliegend
zu dieser eine innen liegende Federnut 19 auf, durch welche
die Klemmverbindung weiter verbessert werden kann. In 7 ist
ein Ausführungsbeispiel
gezeigt, bei welcher die Klemmverbindung weiter verbessert ist,
indem zusätzlich
zur Federnut 19 noch ein Freischnitt 21 vorgesehen
ist. Natürlich kann
auch nur ein Freischnitt 21 vorgesehen sein.