DE20310784U1

DE20310784U1 - Bolzen und Bolzenfesthalteanordnung

Info

Publication number: DE20310784U1
Application number: DE20310784U
Authority: DE
Original assignee: Litens Automotive Inc
Current assignee: Litens Automotive Inc
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2013-07-15
Also published as: US20040086353A1

Description

Bolzen und Bolzenfesthalteanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bolzen und eine Bolzenfesthalteanordnung. Spezifischer bezieht sich die Erfindung auf einen Bolzen, der so ausgebildet ist, dass er sich in einer Subkomponente einer Anordnung selbsttätig festhält.

Zum Integrieren vieler Komponenten oder Subeinheiten in eine finale Einrichtung werden mit Gewinde versehene Befestigungsmittel allgemein verwendet. Es ist bekannt, diese Befestigungselemente an den Komponenten oder Subeinheiten vorzuinstallieren und festzulegen, ehe die Integration in die finale Anordnung erfolgt, und zwar um die Herstellungseffizienz zu steigern. Typischerweise wird allgemein ein speziell ausgebildeter Festhalter mit der Form einer Unterlegscheibe aus Kunststoff oder Karton verwendet, um ein mit einem Gewinde ausgebildetes Befestigungselement an der Komponente oder der Subeinheit festzulegen. Das vorinstallierte, von der Komponente oder der Untereinheit getragene Befestigungselement wird dann später verwendet, um die Komponente oder die Untereinheit an einer anderen Komponente oder Untereinheit anzubringen, woraus sich eventuell die finale Anordnung ergibt.

Es ist wünschenswert, ein mit einem Gewinde ausgebildetes Befestigungselement zum Vorinstallieren und Festlegen an einer Komponente oder einer Subeinheit anzugeben, wobei das Befestigungselement nachfolgend benutzt wird, um die Komponente oder die Subeinheit in der finalen Anordnung festzulegen. Erfindungsgemäß wird ein Bolzen vorgesehen, der sich in einer ersten Komponente in einer gefangenen Kondition festlegen lässt, bis eine zweite Komponente an der ersten Komponente angebracht wird. Der Bolzen umfasst einen Kopf und einen zylindrischen Körper, der sich von dem Kopf ausgehend zwischen ersten und zweiten Enden erstreckt. Der zylindrische Körper definiert einen Schaftabschnitt benachbart zu dem ersten Ende und einen Gewindeabschnitt benachbart zu dem zweiten Ende. Der Schaftabschnitt und der mit dem Gewinde ausgebildete Abschnitt definieren einen Schaftdurchmesser und einen äußeren Gewindedurchmesser derart, dass der äußere Gewindedurchmesser, größer ist als der Schaftdurchmesser, um zu verhindern, dass der Bolzen aus der ersten Komponente entfernt werden kann, nachdem er darin durch Einschrauben angebracht ist.

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Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Befestigungselements entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Befestigungselements, das an einer ersten Komponente vorinstalliert ist, von der ein Teil weggeschnitten ist, und zwar einer ersten Komponente einer Anordnung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht des in der ersten Komponente vorinstallierten Befestigungselementes, wobei die erste Komponente teilweise weggeschnitten gezeigt ist und zu einer Anordnung entsprechend einer alternativen Ausführungsform der Erfindung gehört; und

Fig. 4 eine Seitenansicht des Befestigungselements, das die erste Komponente an einer zweiten Komponente der Anordnung festhält, die teilweise weggeschnitten ist.

Ein Bolzen oder ein mit einem Gewinde ausgebildetes Befestigungselement 10 in Fig. 1 weist einen Körper 11 auf, der allgemein zylindrisch ist und sich zwischen einem ersten Ende 12 und einem zweiten Ende 14 erstreckt. Der Bolzen 10 besitzt einen Kopf 16, der ausgebildet ist zum Angriff mit einem Werkzeug zum drehbaren Antreiben des Bolzens 10, beispielsweise mittels eines Drehmomentschlüssels oder eines ähnlichen Werkzeuges, das während der Montage verwendet wird. Der Kopf 16 ist fest an dem ersten Ende 12 angebracht, oder dort ausgebildet.

Der Körper 11 des Bolzens 10 weist einen Schaftabschnitt 18 benachbart zum ersten Ende 12 und einem mit Gewinde versehenen Abschnitt 20 auf, der sich axial zwischen dem Schaftabschnitt 18 und dem zweiten Ende 14 des Körpers 11 erstreckt. Der Schaftabschnitt 18 erstreckt sich axial über eine Länge L1 und hat einen äußeren Schaftdurchmesser D1. Der mit dem Gewinde versehene Abschnitt 20 erstreckt sich axial über eine Länge L2. Der mit dem Gewinde versehene Abschnitt 20 hat einen Kerndurchmesser D2 und einen äußeren Gewindedurchmesser D3, der größer ist als

der Kerndurchmesser D2. Der Kerndurchmesser D2 ist geringfügig größer als der äußere Schaftdurchmesser D1 des Schaftabschnitts 18.

In Fig. 2 ist der Bolzen 10 in eine erste Bohrung 28 einer ersten Komponente 30 eingesetzt. Die Bohrung 28 erstreckt sich vollständig durch die erste Komponente. Die erste Komponente 30 und der Bolzen 10 definieren miteinander eine Bolzenfesthalteanordnung 31, sobald der Bolzen eingeschraubt worden ist. Die erste Komponente 30 besitzt erste und zweite Oberflächen 32 und 34. Obwohl dies nicht notwendig, sind bei der gezeigten Ausführungsform die ersten und zweiten Oberflächen 32, 34 zueinander parallel. Die erste Bohrung 28 besitzt einen ersten Bohrungsabschnitt 36, der sich von der ersten Oberfläche 32 durch einen Abschnitt der ersten Komponente 30 erstreckt. Der erste Bohrungsabschnitt 36 enthält ein Innengewinde zum Eingriff für den Gewindeabschnitt 20 des Bolzens 10. Deshalb hat der erste Bohrungsabschnitt 36 einen inneren Kerndurchmesser D4, der geringfügig größer ist als der äußere Gewindedurchmesser D3 des Gewindeabschnitts 20.

Die erste Bohrung 28 umfasst auch eine erste Gegenbohrung 38, die sich von der zweiten Oberfläche 34 bis zum ersten Bohrungsabschnitt 36 in die erste Komponente erstreckt. Der erste Bohrungsabschnitt 36 und die erste Gegenbohrung 38 sind koaxial. Die erste Gegenbohrung 38 hat einen Innendurchmesser D5, der größer ist als der innere Kerndurchmesser D4 des ersten Bohrungsabschnittes 36, und der auch größer ist als der äußere Gewindedurchmesser D3 des Bolzens 10. Als Folge der Durchmesserunterschiede zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 36 und der ersten Gegenbohrung 38 wird in der ersten Komponente 30 eine Schulter 40 ausgebildet.

Bei einer Montage wird der Bolzen 10 zunächst in den ersten Bohrungsabschnitt 36 ausgehend von der ersten Oberfläche 32 eingesetzt und mit einem Drehmomentschlüssel oder einem ähnlichen Werkzeug gedreht, um einen Gewindeeingriff zwischen dem Gewindeabschnitt 20 des Bolzens 10 und dem ersten Bohrungsabschnitt 36, wie in Fig. 3, zu erzeugen. Durch weiteres Einschrauben des Bolzens 10 in den ersten Bohrungsabschnitt 36, wird der Bolzen 10 nach unten axial gezogen oder versetzt zu der zweiten Oberfläche 34. Der Gewindeabschnitt 20 wird bis über den ersten Bohrungsabschnitt 36 hinaus eingeschraubt, bis schließlich der Schaftabschnitt 18 im ersten Bohrungsabschnitt radial gehalten ist, wobei er allgemein lose darin sitzt, und zwar in einer gefange-

nen Kondition, die dem Bolzen 10 relative Bewegungsfreiheit gegenüber der ersten Komponente 30 gibt, ohne dass sich der Bolzen 10 aus der ersten Bohrung 28 herausnehmen ließe. Sobald sich der Kopf 16 von der ersten Oberfläche 32 wegbewegt, schlägt der Gewindeabschnitt 20 des Bolzens 10 an der Schulter 40 an, die ein weiteres Herausziehen des Bolzens 10 aus der ersten Bohrung 28 verhindert. Die axiale Bewegung oder Schwimmbewegung des losen Bolzens 10 ist begrenzt durch den Eingriff zwischen dem Kopf 16 und der ersten Oberfläche 14 und zwischen dem Gewindeabschnitt 20 und der Schulter 40.

Alternativ kann der Bolzen 10 in der ersten Komponente 30 so installiert werden, dass der Gewindeabschnitt 20 des Bolzens 10 in Schraubeingriff mit dem ersten Bohrungsabschnitt 36 bleibt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Der Bolzen 10 wird dann in einer fixierten Position gehalten, und zwar aufgrund des Gewindeeingriffes zwischen dem Gewindeabschnitt 20 und dem ersten Bohrungsabschnitt 36, um die Bolzenfesthalteanordnung 31 auszubilden, sobald der Bolzen 10 eingeschraubt worden ist.

In Fig. 4 ist eine zweite Komponente 50 vorgesehen, die sich zwischen einer oberen Oberfläche 54 und einer unteren Oberfläche 56 erstreckt. Durch die zweite Komponente 50 erstreckt sich eine zweite Bohrung 57. Die zweite Bohrung 57 definiert einen zweiten Bohrungsabschnitt 58, der in der unteren Oberfläche 56 geformt ist und sich durch einen Teil der zweiten Komponente 50 axial erstreckt. Der zweite Bohrungsabschnitt 58 ist mit einem Innengewinde versehen zum Schraubeingriff für den Gewindeabschnitt 20 des Bolzens 10. In der zweiten Komponente ist eine zweite Gegenbohrung 60 ausgebildet, die sich von der oberen Oberfläche 54 zu dem zweiten Bohrungsabschnitt 58 erstreckt. Die zweite Gegenbohrung 60 hat einen Innendurchmesser D6, der größer ist als der äußere Gewindedurchmesser D3. Dadurch lässt sich der Gewindeabschnitt 20 ohne Eingriff durch die zweite Gegenbohrung 60 schieben. Die zweite Gegenbohrung 60 ist mit dem zweiten Gegenbohrungsabschnitt 58 koaxial ausgerichtet.

Beim Zusammenbau der ersten Komponente 30 und der zweiten Komponente 50 wird der Bolzen 10 in die erste Bohrung 28 eingesetzt und in den ersten Bohrungsabschnitt 36 eingeschraubt, um die erwähnte Bolzenrückhalteanordnung 31 zu schaffen. Sobald die zweite Komponente 50 an der Bolzenfesthalteanordnung 31 anzubringen ist, werden die ersten und zweiten Bohrungen 28 und 57 allgemein axial aufeinander ausgerichtet.

Die zweite Oberfläche 34 und die obere Oberfläche 54 werden aufeinandergelegt. Das zweite Ende 14 des Bolzens 10 wird dann in die zweite Bohrung 58 eingesetzt. Der Bolzen 10 wird mit einem Drehmomentschlüssel oder einem ähnlichen Werkzeug weiter gedreht, um einen Gewindeeingriff zwischen dem Gewindeabschnitt 20 des Bolzens und dem zweiten Bohrungsabschnitt 58 herzustellen. Der Bolzen 10 wird solange eingeschraubt, bis der Kopf 16 gegen die erste Oberfläche 32 der ersten Komponente 30 kommt. Bei Anlage des Kopfes 16 an der ersten Oberfläche 32 und durch den Eingriff zwischen dem Gewindeabschnitt 20 und dem zweiten Bohrungsabschnitt 58 bewirkt eine weitere Anziehdrehung des Bolzens 10 eine Zugspannung im Bolzen 10 und eine Kompressionsspannung in den ersten und zweiten Komponenten 30, 50, die allgemein als Klemmkraft oder Klemmlast bezeichnet wird.

Die ersten und zweiten Gegenbohrungen 38,60 erstrecken sich koaxial über eine kombinierte Länge L3. Vorzugsweise ist die kombinierte Länge L3 der ersten und zweiten Gegenbohrungen 38, 60 größer als die Länge L2 des Gewindeabschnitts 20, um sicherzustellen, dass der Gewindeabschnitt 20 nicht gleichzeitig mit den ersten und zweiten Bohrungsabschnitten 36 und 58 in Gewindeeingriff ist.

Die Erfindung ist nur in illustrierender Weise beschrieben. Es ist anzumerken, dass die verwendete Terminologie nur die Absicht hat, beschreibend zu sein, hingegen nicht zu beschränken. Viele Modifikationen und Variationen sind für die Erfindung im Lichte der obigen Lehre möglich. Es liegt auf der Hand, dass innerhalb des Schutzbereiches der nachfolgenden Ansprüche, die Erfindung auch anders als oben spezifisch beschrieben, praktiziert werden kann.

Claims

1. Bolzen (10) zum Festlegen in einer ersten Komponente (30), bis eine zweite Komponente (50) an der ersten Komponente (30) festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10) einen Kopf (16) und einen sich von dem Kopf ausgehend zwischen ersten und zweiten Enden (12, 14) erstreckenden zylindrischen Körper (11) aufweist, der einen Schaftabschnitt (18) benachbart zu dem ersten Ende (12) und einen Gewindeabschnitt (20) benachbart zu dem zweiten Ende (14) definiert, wobei der Schaftabschnitt (18) und der Gewindeabschnitt (20) einen Schaftdurchmesser (D1) und einen äußeren Gewindedurchmesser (D3) definieren, von denen der äußere Gewindedurchmesser (D3) größer ist als der Schaftdurchmesser (D1), um zu verhindern, dass sich der Bolzen (10) aus der ersten Komponente (30) herausnehmen lässt, nachdem er darin eingeschraubt ist.

2. Bolzenfesthalteanordnung (31), gekennzeichnet durch
eine erste eine Bohrung (28) definierende Komponente (30), wobei die Bohrung (28) einen Gewindebohrungsabschnitt (36) hat, der einen Bohrungsdurchmesser (D4) definiert, und auch eine Gegenbohrung (38) hat, die einen Gegenbohrungsdurchmesser (D5) größer als den Bohrungsdurchmesser (D4) definiert, wobei der Gewindebohrungsabschnitt (36) und die Gegenbohrung (38) dazwischen eine Schulter (40) definieren; und
einen Bolzen, der einen Schaftabschnitt (18) und einen Gewindeabschnitt (20) definiert, die sich bei eingeschraubten Bolzen (10) durch die erste Komponente (30) hindurch erstrecken, wobei der Gewindeabschnitt (20) entweder in Gewindeeingriff haltbar ist mit dem Gewindeabschnitt (36) oder gegen die Schulter (40) anlegbar ist, um zu verhindern, dass sich der Bolzen (10) jeweils aus der Bohrung (28) herausziehen lässt, nachdem der Gewindeabschnitt (20) durch Verschrauben bis in oder durch den Gewindebohrungsabschnitt (36) eingetrieben ist.