DE19916989A1

DE19916989A1 - Definiert spannbares elastisches Spannelement

Info

Publication number: DE19916989A1
Application number: DE1999116989
Authority: DE
Inventors: Rolf Fadini; August Kaestner
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Christian Bauer GmbH and Co KG
Current assignee: Christian Bauer GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-10-19
Also published as: WO2000063567A1

Abstract

Ein insbesondere mit einer Kopfschraube definiert spannbares elastisches Spannelement soll konstruktiv einfach und funktionell sicher wirkend ausgebildet sein. DOLLAR A Zu diesem Zweck ist ein solches Spannelement als eine Tellerfeder mit in Richtung der konkaven Oberflächenseite der Tellerfeder abstehenden, in Umfangsrichtung der Tellerfeder voneinander beabstandeten Axialstegen ausgebildet. DOLLAR A Alternativ ist die Kopfschraube unterhalb ihres Kopfes mit einem Ringbund versehen, der einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Gewindeschaftes aufweist. Die Höhe des Ringbundes bestimmt die maximale Spannkraft der Tellerfeder.

Description

Die Erfindung betrifft ein insbesondere mit einer Kopf schraube definiert spannbares elastisches Spannelement.

Bei einem solchen Spannelement beschäftigt sich die Erfin dung mit dem Problem, auf einem Grundkörper ein Bauteil mit tels einer durch eine Öffnung in dem Bauteil in eine Gewin debohrung des Grundkörpers eingreifenden Kopfschraube unter definierter Federvorspannkraft gegen den Grundkörper zu ver spannen. Besitzt das derart befestigte Bauteil in seiner die Kopfschraube aufnehmenden Öffnung dieser gegenüber Spiel, so ist durch Überwindung der das Bauteil an den Grundkörper drückenden Vorspannkraft eine Relativbewegung des Bauteiles gegenüber dem Grundkörper möglich.

Lösungen dieses Problems zeigen gattungsgemäße Spannungsele mente mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit sämtlichen Merkmalen des Anspruchs 3 auf.

Bei der Lösung nach Anspruch 1 beruht die Erfindung auf dem allgemeinen Gedanken, am Innenumfang der Tellerfeder Axial stege anzubringen, die in die Öffnung eines Bauteiles, durch die eine das Bauteil fixierende Kopfschraube eingreift, hin einragen können. Diese Stege sind höhenmäßig derart auszule gen, daß sie in ungespanntem Zustand der Tellerfeder, in der diese an dem Öffnungsrand des zu befestigenden Bauteiles an liegt, axialen Abstand gegenüber dem Grundkörper besitzen. Dieser axiale Abstand ist das Maß, um das die Tellerfeder beim Anziehen der Kopfschraube zum Befestigen des Bauteiles auf dem Grundkörper definiert vorgespannt werden kann. Die definierte Vorspannkraft ist erreicht, wenn die Axialstege der Tellerfeder auf dem Grundkörper anschlagen.

Um die Tellerfeder unverlierbar auf eine noch nicht montier te Kopfschraube aufbringen zu können, sind zwischen den Axialstegen zusätzliche, nach radial innen abstehende Radi alstege vorgesehen, über die die Tellerfeder auf die Kopf schraube aufziehbar ist. Kopfschrauben, auf die erfindungs gemäße Tellerfedern aufgezogen werden, besitzen an dem Schraubkopf einen Gewindeauslauf, der über eine gewisse axiale Höhe eine Beweglichkeit der Tellerfeder innerhalb dieses Gewindeauslaufes gewährleistet.

Die Lösung nach Anspruch 3 beruht auf dem Gedanken, die Maß nahmen zur Spannkraftbegrenzung der Tellerfeder nicht an der Tellerfeder selbst, sondern an der diese spannenden Kopf schraube vorzusehen. Zu diesem Zweck ist die Kopfschraube mit einem Ringbund unterhalb des Schraubkopfes versehen, der beim Schließen der Schraubverbindung den vorbestimmten Ein federweg der Tellerfeder festlegt.

Um die Tellerfeder unverlierbar an der Kopfschraube vormon tieren zu können, ist in dem Ringbund eine umlaufende Rille vorgesehen, in die die Radialstege der Tellerfeder einform bar sind.

Ein zweckmäßiges Verfahren zum Einformen der Radialstege der Tellerfeder in die umlaufende Rille ist Gegenstand des An spruchs 4.

Nachstehend näher erläuterte Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kopfschraube mit vormontierter Tellerfeder in unmontiertem Zu stand,

Fig. 2 die Kopfschraube nach Fig. 1 in einem Radialschnitt durch die Tellerfeder,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III durch die Kopf schraube in Fig. 2,

Fig. 4 die Kopfschraube nach Fig. 2 in montiertem Zustand in einem Schnitt durch die Tellerfeder und die durch die Kopfschraube miteinander verbundenen Bauteile,

Fig. 5 eine Kopfschraube in einer alternativen Ausführung in einer Darstellung nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Tellerfeder der Kopfschraube nach Fig. 5 in einem mit der Kopfschraube verbunde nen Zustand bei einer lediglich angedeuteten Kopf schraube,

Fig. 7 einen Schnitt durch die Tellerfeder nach Fig. 6 in einem noch nicht mit der Kopfschraube verbundenen Zustand.

Eine Kopfschraube 1 - wie sie in den Fig. 1 bis 3 in unver bautem Zustand dargestellt ist - trägt eine an dieser unver lierbar aufgezogene Tellerfeder 2. Die Tellerfeder 2 besitzt radial innen axial abgebogene Axialstege 3 sowie ebenfalls radial innen innerhalb der von der Tellerfeder aufgespannten sphärischen Fläche abragende Radialstege 4.

Die Radialstege 4 ragen in einen rillenförmigen Auslauf 5 des Schaftgewindes der Kopfschraube 1. Der Innendurchmesser, auf den die radial inneren Enden der Radialstege 4 liegen, liegt zwischen dem Außendurchmesser des Schaftgewindes sowie dem Kerndurchmesser dieses Gewindes. Hierdurch kann die Tel lerfeder 2 derart auf die Kopfschraube 1 aufgezogen werden, daß die Radialstege 4 durch ihr Eingreifen in den rillenför migen Auslauf 5 ein Abfallen von der Kopfschraube 1 verhin dern. In der Praxis reicht ein derartig geringes Eingreifen der Radialstege 4 in den rillenförmigen Auslauf 5, wodurch die Tellerfeder 2 nicht auf das Schaftgewinde aufgedreht, sondern über dieses einfach bis zum Anschlag an den Kopf der Kopfschraube 1 aufgeschoben werden kann.

Bei der Darstellung in Fig. 4 ist eine Kopfschraube 1 in ei nen Grundkörper 6 eingeschraubt. Dabei durchgreift die Kopf schraube 1 ein Langloch 7 eines auf den Grundkörper 6 mit der Kopfschraube 1 fixierten Bauteiles 8.

Zwischen dem Bauteil 8 und dem Kopf der Kopfschraube 1 liegt die Tellerfeder 2. Gegenüber dem ungespannten Zustand be sitzt die Tellerfeder 2 im Radialschnitt eine geringere Krümmung. Das Maß des Krümmungsunterschiedes wird durch die Länge der Axialstege 3 bestimmt, da die Kopfschraube 1 nur soweit in den Grundkörper 6 eingeschraubt werden kann, bis die freien Enden der Axialstege 3 an dem Grundkörper 6 an stoßen.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 wird die Funktion der Axial stege 3 der Tellerfeder 2 von einem Ringbund 9 übernommen, der zwischen dem Gewindeschaft 10 und dem Kopf einer Kopf schraube 1' vorgesehen ist. In dem direkten Übergangsbereich zwischen dem Ringbund 9 und dem Kopf einer Kopfschraube 1' ist eine umlaufende Rille 11 vorgesehen. In diese Rille 11 greifen Radialstege 12 einer Tellerfeder 13 radial ein.

Um die Tellerfeder 13 über den Ringbund 9 der Kopfschraube 1' schieben zu können, sind die Radialstege 12 bei der noch unmontierten Tellerfeder 13, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, in Axialrichtung aufgerichtet. Aus diesem aufgerichte ten Zustand werden die Radialstege 12 erst nach der Montage auf die Kopfschraube 1' in einen flacheren Zustand umgebo gen, wodurch eine axiale Fixierung der Tellerfeder 13 über die Radialstege 12 in der umlaufenden Rille 11 gewährleistet ist.

Die Maximalspannkraft der Kopfschraube 1' in montiertem Zu stand ist erreicht, sobald der Ringbund 9 auf dem Grundkör per 6 aufliegt.

Claims

1. Definiert, insbesondere mit einer Kopfschraube, spann bares, elastisches Spannelement, dadurch gekennzeichnet, daß dieses als eine Tellerfeder (2) mit axial in Richtung der konkaven Oberflächenseite der Tellerfeder (2) axial ab stehenden, in Umfangsrichtung der Tellerfeder (2) voneinan der beabstandeten Axialstegen (3) ausgebildet ist.

2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß umfangsmäßig zwischen den Axialstegen (3) nach radial innen abstehende Radialstege (4) zum Aufziehen auf das Ge winde einer Kopfschraube (1) vorgesehen sind.

3. Kopfschraube (1') mit

- einem als Gewindeschaft (10) ausgebildeten ersten Be reich,
- einem zwischen dem Gewindeschaft (10) und dem Kopf der Kopfschraube (1') liegenden gewindefreien, einen gegen über dem Gewindeaußendurchmesser des ersten Bereiches durchmessergrößeren als Ringbund (9) ausgebildeten zweiten Bereich,
- einer in dem Übergangsbereich des zweiten Bereiches (9) zu dem Kopf der Kopfschraube (1') umlaufenden Rille (11) und
- einer an dem Kopf der Kopfschraube (1') anliegenden Tellerfeder (13) mit in die umlaufende Rille (11) radi al eingreifenden Radialstegen (12).

4. Verfahren zur Herstellung einer Kopfschraube (1') mit einer an dieser gehaltenen Tellerfeder (13) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (13) mit aus deren konvexer Oberfläche axial aufgerichteten Radialstegen (12) auf die Kopfschraube (1') bis zu deren Kopf aufgezogen wird und daß die axial aufgerichteten Radialstege (12) sodann zum Einführen in eine am Kopf der Kopfschraube (1') vorgesehene, umlaufende Rille (11) in einen in die konvexe Oberfläche der Tellerfeder (13) eintauchenden Zustand dauerhaft umgeformt werden.