DE20204994U1

DE20204994U1 - Toleranzausgleichsanordnung mit Ausgleichsbolzen

Info

Publication number: DE20204994U1
Application number: DE20204994U
Authority: DE
Original assignee: Boellhoff GmbH
Current assignee: Boellhoff GmbH
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2012-03-29

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Toleranzausgleichsanordnung zum Ausgleich fertigungs- und/oder montagebedingter Toleranzen im Abstand zwischen einem ersten und einem zweiten Bauteil.

Es sind bereits zahlreiche Toleranzausgleichsanordnungen bekannt, bei denen der Toleranzausgleich ohne Einfluss des Monteurs, also selbsttätig, erfolgt, um die Prozesszeit der Montage nicht zu verlängern. Verwiesen sei nur beispielhaft auf die DE 199 49 654 und die DE 42 24 575. Bei diesen Toleranzausgleichsanordnungen ist üblicherweise ein Ausgleichselement in Form einer Gewindebuchse vorgesehen, die durch Reibschluss von einer Verbindungsschraube mitgeschleppt wird, wenn die Schraube in die Gewindehülse eingesteckt und gedreht wird. Hierbei wird die Gewindebuchse axial so verstellt, dass sie den Abstand zwischen den beiden Bauteilen überbrückt und somit einen Toleranzausgleich erzielt. Diese Toleranzausgleichsanordnungen bestehen üblicherweise aus einer relativ großen Anzahl von Einzelteilen.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Toleranzausgleichsanordnung zum selbsttätigen Ausgleich fertigungs- und/oder montagebedingter Toleranzen im Abstand zwischen zwei Bauteilen geschaffen werden, die konstruktiv und montagetechnisch möglichst einfach ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Toleranzausgleichsanordnung besteht lediglich aus zwei Muttern und einem Ausgleichsbolzen, wobei allenfalls zusätzlich eine Beilagscheibe vorgesehen wird. Im Gegensatz zu den vorbekannten Ausgleichsanordnungen besteht das Ausgleichselement nicht aus einer Gewindebuchse, sondern aus einem Bolzen mit zwei Gewindeabschnitten gegensinniger Gangrichtungen. Die Haltemutter und die Feststellmutter können von herkömmlicher Bauart sein. Die erfindungsgemäß ausgebildete Ausgleichsanordnung besteht daher aus einer minimalen Anzahl von Einzelteilen, ist konstruktiv besonders einfach und lässt sich rasch und jjroblemlos^ montieren. _mt _# ..... . .

28.03.02-wi

Um einen sicheren Sitz des Ausgleichsbolzens in der an dem einen Bauteil festgelegten Haltemutter zu gewährleisten, ist der Ausgleichsbolzen nach der Montage durch einen Kleber mit der Haltemutter fest verbunden. Zweckmäßigerweise wird der erste Gewindeabschnitt des Ausgleichsbolzens vor der Montage mit dem !Geber, beispielsweise einem mikroverkapselten Kleber, vorbeschichtet, der während der Montage noch keine Klebekraft entwickelt, sondern erst nach der Montage aiushärtet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Toleranzausgleichsanordnung, Fig. 2 die Toleranzausgleichsanordnung im fertig montierten Zustand, und Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Toleranzausgleichsanordnung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Toleranzausgleichsanordnung dient zum Verbinden eines ersten Bauteils 2 und eines zweiten Bauteils 4 bei gleichzeitigem Toleranzausgleich im Abstand A zwischen den beiden vormontierten Bauteilen 2 und 4. Der Abstand A zwischen den Bauteilen 2 und 4 unterliegt Schwankungen aufgrund fertigungsbedingter Bauteiltoleranzen und/oder montagebedingter Toleranzen in der Vor- bzw. Endmontage, welche durch die zu beschreibende Toleranzausgleichsanordnung ausgeglichen werden sollen.

Die Toleranzausgleichsanordnung besteht aus einer Haltemutter 6, einer Feststellmutter 8 und einem Ausgleichsbolzen 10, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Beilagscheibe 12 vorgesehen ist.

Die Haltemutter 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Blindnietrnutter mit einem Staubereich 14, der bei einem Setzvorgang eine Wulst bildet und dadurch die Haltemutter 6 mit dem ersten Bauteil 2 fest verbindet. Da ein derartiger Setzvorgang bekannt ist, wird er nicht weiter beschrieben. Die Haltemutter 6 ist mit einem Innengewinde 16 versehen, das im Ausführungsbeispiel als linksgängiges Gewinde ausgebildet ist.

Es sei daraufhingewiesen, dass statt einer Blindnietmutter jede andere Mutter verwendet werden kann, die mit dem Bauteil 2 fest verbunden ist. So kann die Haltemutter beispielsweise als Schweißmutter, Einstanzmutter, Käfigmutter oder auch als mit dem Bauteil 2 einstückige Mutter ausgebildet sein.

Die Feststellmutter 8 hat ein Innengewinde 26, dessen Gangrichtung entgegengesetzt zu dem Innengewinde 16 der Haltemutter 6, im Ausfuhrungsbeispiel also rechtsgängig ausgebildet ist. Im übrigen ist die Feststellmutter als Klemmmutter ausgebildet, so dass sie mit dem Ausgleichsbolzen 10 eine Reibschlussverbindung eingehen kann, wie noch genauer erläutert wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Klemmmutter einen nichtmetallischen Klemmeinsatz 28 (entsprechend DIN 985). Stattdessen kann die Klemmmutter auch eine einteilige, selbstsichernde Ganzmetallmutter mit einem elliptisch verformten Sicherungsbund sein. Weitere einsetzbare Klemmmuttern sind z.B. Muttern gemäß DIN 982, DIN 6924 und DIN 6925. Grundsätzlich kommt jede Art von Mutter in Frage, die mit dem Ausgleichsbolzen 10 eine Klemmverbindung eingehen kann, die sich oberhalb eines bestimmten Drehmomentes löst.

Der Ausgleichsbolzen 10 besteht aus einem ersten Gewindeabschnitt 18 und einem zweiten Gewindeabschnitt 20, die mit gegenläufigen Gewinden versehen sind. Im Ausführungsbeispiel hat der Gewindeabschnitt 18 ein linksgängiges Gewinde passend zum Innengewinde 16 der Haltemutter 6, während der Gewindeabschnitt 20 ein rechtsgängiges Gewinde passend zum Innengewinde 26 der Feststellmutter 8 hat. Zwischen den beiden Gewindeabschnitten ist ein Anlageflansch 22 vorgesehen, der als dünne Scheibe mit gegenüberliegenden ebenen Anlageflächen ausgebildet ist. Der Umfang des Anlageflansches 22 ist als Mehrkant (Sechskant) * ausgebildet, so dass der Ausgleichsbolzen 10 durch ein entsprechendes Werkzeug gedreht werden kann.

Wie in der Zeichnung schematisch angedeutet, ist der Gewindeabschnitt 18 des Ausgleichsbolzens 1Ö mit einem Kleber 24 vorbeschichtet. Vorzugsweise ist der Kleber 24 ein mikroverkapselter Kleber, der beim Einschrauben des Ausgleichsbolzens 10 in die Haltemutter 6 flüssig wird und dann erst nach längerer Zeit (ca. Stunden je nach Temperatur) aushärtet, um eine spielfreie feste Verbindung zwi-

noch genauer

sehen der Haltemutter 6 und dem Gewindebolzen 10 herzustellen, wie r

erläutert wird. Es sind jedoch auch andere herkömmliche Kleber einsetzbar, sofern sie eine ausreichend lange Aushärtezeit haben, innerhalb der die Toleranzausgleichsanordnung montiert werden kann.

Es wird nun die Montage der Toleranzausgleichsanordnung beschrieben:

Zunächst wird die Haltemutter 6 mit dem Bauteil 2 fest verbunden, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Hierauf wird der Gewindebolzen 10 mit seinem linksgängigen Gewindeabschnitt 18 in das linksgängige Innengewinde 16 der Haltemutter eingeschraubt, was durch ein am Anlageflansch 22 angreifendes Werkzeug (nicht gezeigt) erfolgt. Wie bereits erwähnt, ist der Gewindeabschnitt 18 mit dem mikroverkapselten Kleber 24 vorbeschichtet, wodurch auch der Gewindeabschnitt 18 entsprechend farbig gekennzeichnet wird. Beim Eindrehen des Gewindeabschnitts 18 in das Innengewinde 16 wird der in den Mikrokapseln des Klebers 24 eingeschlossene Flüssigklebstoff durch Druck- und/oder Scherbeanspruchung freigesetzt, so dass wegen des flüssigen Zustandes des Klebers 24 die Gewindeverbindung zwisehen dem Ausgleichsbolzen 10 und der Haltemutter 6 leichtgängig bleibt. Der Ausgleichsbolzen 10 wird in die Haltemutter 6 eingedreht, bis sich der Anlageflansch 22 an das Bauteil 2 anlegt, ohne jedoch den Ausgleichsbolzen 10 mit dem Bauteil 2 zu verklemmen.

Hierauf wird das Bauteil 4 im Abstand A (Fig. 2) zu dem Bauteil 2 vormontiert, wobei das Bauteil 4 mit einem Loch 30 und der entsprechend dimensionierten Beilagscheibe 12 über den Gewindeabschnitt 20 des Ausgleichsbolzens 10 geschoben wird. Wie bereits erwähnt, stellt sich hierbei ein Abstand A ein, der aufgrund fertigungsbedingter Bauteiltoleranzen in der Vor- bzw. Endmontage gewissen Schwankungen unterliegt.

Zwecks Toleranzausgleich wird nun das rechtsgängige Gewinde 26 der Feststellmutter 8 mit dem rechtsgängigen Gewindeabschnitt 20 des Ausgleichsbolzens 10 verschraubt, bis das Klemmteil 28 durch ansteigendes Drehmoment eine reibschlüssige Verbindung mit dem Gewindeabschnitt 20 eingeht. Beim Weiterdrehen der Feststellmutter 8 dreht sie nun den Ausgleichsbolzen 10 mit. Bei dieser Rechtsdrehung wird der Ausgleichsbolzen 10 aufgrund der gegensinnigen Gewindeverbindung zwischen dem Gewindeabschnitt 18 und dem Innengewinde 16 aus der Haltemutter 6 herausgeschrai

sgeschraubt, bis sich der Anlageflansch 22 an das Bauteil 4 an-

• ••&bgr; ·· · *»*«

legt. Der Toleranzausgleich ist nun erreicht. Durch weiteres Anziehen der Feststellmutter 8 wird der Ausgleichsbolzen 10 mit dem Bauteil 4 verklemmt. Nach Aushärten des mikroverkapselten Klebers 24 ist dann der Ausgleichsbolzen 10 in der Haltemutter 6 gewissermaßen festzementiert und somit völlig spielfrei, und er kann dann auch entsprechende Kräfte übertragen. Ein weiterer Vorteil der Kleberverbindung zwischen der Haltemutter 6 und dem Ausgleichsbolzen 10 besteht darin, dass sie für eine zusätzliche Abdichtwirkung sorgt.

Zum Lösen der Verbindung der beiden Bauteile 2 und 4 wird lediglich die Feststellmutter 8 gelöst, während die Klebeverbindung zwischen dem Ausgleichsbolzen 10 und der Haltemutter 6 bestehen bleibt. Die Feststellmutter 8 kann dann wieder mit dem Ausgleichsbolzen 10 verschraubt werden.

Soll auch der Ausgleichsbolzen 10 gelöst werden, so wird die Klebeverbindung durch eine Temperaturerhöhung (auf beispielsweise 15O⁰C) zerstört und aufgebrochen. Das Innengewinde 16 der Haltemutter 6 wird dann gereinigt, indem der Elleber beispielsweise mit einem Linksgewindebohrer entfernt wird. Die Haltemutter 6 kann dann mit einem neuen Ausgleichsbolzen 10 verschraubt werden.

Die in Fig. 3 dargestellte abgewandelte Ausführungsform der Toleranzausgleichsanordnung entspricht weitgehend der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform, so dass auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden kann. Unterschiedlich ist in erster Linie, dass die Feststellmutter 8' nicht als Klemmmutter, sondern als gewöhnliche klemmfreie Mutter ausgebildet ist. Sie geht daher mit dem Ausgleichsbolzen 10' keine Klemmverbindung ein. Bei dieser Ausfuhrungsform muss somit der Ausgleichsbolzen 10' manuell verstellt werden. Zu diesem Zweck ist der Gewindeabschnitt 20 des Ausgleichsbolzens 10' mit einem Antriebsabschnitt 32 in Form einer Schlüsselvertiefung versehen, an dem ein entsprechendes Werkzeug 34, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Imbusschlüssel, angreifen kann.

Bei der Montage der Toleranzausgleichsanordnung der Fig. 3 wird zunächst wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorgegangen. Nach der Vormontage des Bauteils 4 wird jedoch der Ausgleichsbolzen 10' mit Hilfe des Werkstückes 34 aus der Haltemutter 6 herausgeschraubt, bis sich der Anlageflansch 22 an die Unterseite des Bauteils 4 anlegt. Hierauf wird die Feststellmutter 8' mit dem

auteils 4 anlegt. Hierauf wird die Feststellmutter 8' mit ·■ ·· ··. : .··, .··. : &Ggr; : .:

Ausgleichsbolzen 10' verschraubt, wodurch der Ausgleichsbolzen 10' am Bauteil 4 festgelegt wird.

Diese manuell verstellbare Toleranzausgleichsanordnung wird immer dann eingesetzt, wenn das Bauteil 4 extrem empfindlich ist, weil es beispielsweise aus einem sehr schwachen Werkstoff besteht oder eine sehr geringe Wandstärke hat. In ' einem derartigen Fall muss der Ausgleichsbolzen 10' mit sehr viel Gefühl bzw. nach Augenmaß manuell eingestellt werden, um das Bauteil 4 nicht zu beschädigen. Die Toleranzausgleichsanordnung der Fig. 3 kann auch dann eingesetzt werden, wenn sich das Bauteil 4 nicht mit vorgegebenem Abstand vormontieren lässt. &iacgr;&ogr; In diesem Fall wird der Abstand A zunächst mit Hilfe des Ausgleichsbolzens 10' eingestellt. Hierauf wird dann das Bauteil 4 auf den Anlageflansch 22 des Ausgleichsbolzens 10' gesetzt, worauf dann die Ausgleichsanordnung mit Hilfe der Feststellmutter 8' gesichert wird.

28.03.02-wi

Claims

1. Toleranzausgleichsanordnung zum Ausgleich fertigungs- und/oder montagebedingter Toleranzen im Abstand zwischen einem ersten Bauteil (2) und einem zweiten Bauteil (4), mit
einer Haltemutter (6) mit einem Innengewinde (16) einer ersten Gangrichtung, die mit dem ersten Bauteil (2) fest verbunden ist,
einer Feststellmutter (8) mit einem Innengewinde einer entgegengesetzten zweiten Gangrichtung, und
einem Ausgleichsbolzen (10) mit einem ersten Gewindeabschnitt (18) der ersten Gangrichtung passend zum Innengewinde (16) der Haltemutter (6), einem zweiten Gewindeabschnitt (20) der zweiten Gangrichtung passend zum Innengewinde (26) der Feststellmutter (8) und einem Anlageflansch (22) zwischen den beiden Gewindeabschnitten (18, 20),
welcher Ausgleichsbolzen (10) mit seinem ersten Gewindeabschnitt (18) in die am ersten Bauteil (2) festgelegte Haltemutter (6) einschraubbar und zwecks Toleranzausgleich aus der Haltemutter (6) in eine Ausgleichsstellung herausschranbbar ist, in der der Anlageflansch (22) an dem zweiten Bauteil (4) anliegt.

2. Toleranzausgleichsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gewindeabschnitt (18) des Ausgleichsbolzens (10) nach der Montage der Toleranzausgleichsanordnung durch einen aushärtbaren Kleber (24) mit der Haltemutter (6) fest verbunden ist.

3. Toleranzausgleichsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gewindeabschnitt (18) des Ausgleichsbolzens (10) vor der Montage der Toleranzausgleichsanordnung mit dem Kleber (24) vorbeschichtet ist.

4. Toleranzausgleichsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (24) eine Aushärtezeit hat, die ausreicht, um die Montage der Toleranzausgleichsanordnung bei flüssigem Zustand des Klebers durchzuführen.

5. Toleranzausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (24) ein mikroverkapselter Kleber ist.

6. Toleranzausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemutter (6) als Blindnietmutter ausgebildet ist.

7. Toleranzausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemutter als Schweißmutter, Einstanzmutter, Käfigmutter oder als mit dem ersten Bauteil (2) einstückige Mutter ausgebildet ist.

8. Toleranzausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellmutter (8) eine Klemmmutter ist, die beim Verschrauben mit dem Ausgleichsbolzen (10) eine Klemmverbindung mit diesem eingeht, so dass der Ausgleichsbolzen (10) beim Drehen der Klemmmutter durch die Klemmverbindung selbsttätig aus der Haltemutter (6) heraus in Anlage an das zweite Bauteil (4) geschraubt wird.

9. Toleranzausgleichsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmverbindung zwischen dem zweiten Gewindeabschnitt (20) des Ausgleichsbolzens (10) und der Feststellmutter (8) eine Reibschlussverbindung ist.

10. Toleranzausgleichsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellmutter (8) als selbstsichernde Mutter oder als Mutter mit einem Klemmeinsatz ausgebildet ist.

11. Toleranzausgleichsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellmutter (8') eine klemmfreie Mutter ist und dass der Ausgleichsbolzen (10') manuell aus der Haltemutter (6) heraus in die Ausgleichsstellung schraubbar ist.

12. Toleranzausgleichsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbolzen (10') am freien Ende des zweiten Gewindeabschnitts (20) einen Antriebsabschnitt (34) hat, an dem ein Werkzeug (34) zum Drehen des Ausgleichsbolzens (10') angreifen kann.

13. Toleranzausgleichsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageflansch (22) einen als Mehrkant ausgebildeten Umfang hat, an dem ein Werkzeug zum Drehen des Ausgleichsbolzens (10) angreifen kann.