DE3228051A1

DE3228051A1 - Einrichtung zum befestigen zweier bauteile aneinander

Info

Publication number: DE3228051A1
Application number: DE19823228051
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 8182 Bad Wiessee Grauvogel; Hans-Jochem Dipl.-Ing. 8044 Unterschleißheim Hadrys; Eduard Dipl.-Ing. 8052 Moosburg Jägermeyr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1982-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1984-02-09
Also published as: DE3228051C2

Description

Einrichtung zum Befestigen zweier Bauteile aneinander
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Befestigen zweier Bauteile aneinander nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Werden Baugruppen zusammengesetzt, kann es vorkommen, daß zwei Bauteile aneinander befestigt werden müssen, die eine im wesentlichen unverrückbare Lage zueinander einnehmen.
Bedingt durch Fertigungstoleranzen schwankt jedoch die Lage innerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs. Beim Befestigen können die Bauteile, sofern sie es zulassen, verspannt werden. In anderen Fällen lassen sich die unterschiedlichen Lagen durch Distanzscheiben oder ähnlichem ausgleichen. Diese Art hat aber den Nachteil, daß jeweils Scheiben mit den richtigen Abmessungen zur Pland sein müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, Bauteile, die innerhalb eines Toleranzbereichs eine im wesentlichen unverrückbare Lage zueinander einnehmen, in einfacher Weise und ohne Verspannungen aneinander zu befestigen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Befestigungselement kann Teil einer Schraubverbindung sein, es kann aber auch bespielsweise aus einem Niet bestehen. Die Bohrungen in den Bauteilen können als Durchgangsbohrungen ausgeführt sein, durch die das Befestigungselement gesteckt ist. Es ist aber auch möglich, die Bohrung eines Bauteils als Sackbohrung vorzusehen. Ebenso kann sich die Ausgleichshülse durch beide Bauteile erstrecken und sich an Endabsehnitten, beispielsweise Schraubenkopf und Mutter, des Befestigungselements abstützen. Es ist auch möglich, daß die Ausgleichshülse nur in der Bohrung eines Bauteils angeordnet ist. Sie kann sich dann durch das ganze Bauteil erstrecken und sich mit ihren Stirnseiten am zweiten Bauteil und an einem Endabschnitt des Befestigungselements abstützen. Weist das zweite Bauteil im Befestigungsbereich eine gabelartige Form auf und liegt das erste Bauteil in der Gabel, so läßt sich die Ausgleichshülse zwischen den Gabelarmen anordnen. Es ist aber auch möglich, daß die Ausgleichshülse mit einer ihrer Stirnseiten an einer Schulter innerhalb der Bohrung eines Bauteils anstößt. Die Schulter kann durch einen abgesetzten Abschnitt des Befestigungselements oder der Bohrung gebildet sein.
Bei all den genannten Fällen ist die Ausgleichshülse immer so anzuordnen, daß beim Befestigen der Bauteile das Befestigungselement auf sie einen axialen Druck ausüben kann mit der Folge einer Reduzierung ihrer Länge. Sie weitet sich dadurch radial auf bis Abschnitte ihrer äußeren Manteilfläche kraft- bzw. reibschlüssig an den Wandungen der zugeordneten Bohrungen anliegen. Ein axiales Verschieben der Bauteile relativ zueinander ist dann nicht mehr möglich. Der Anpreßdruck der Ausgleichshülse an die Bohrungen wandung läßt sich über das Befestigungselement steuern, im Falle einer Schraubverbindung über das Anzugsmoment.
Mit der Ausgleichhülse lassen sich Toleranzen in Achsrichtung des Befestigungselerncnts ausgleichen. Die Länge der Ausg eichshülse ist dabei so zu wahlen, daA je nach Anordnung sie wenigstens um das Maß des Toleranzbereichs aus der oder den Bohrungen ragt. Ihr Innendurchmesser wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß sie sich mit wenig Spiel über das Befestigungselement schieben läßt. Dadurch kann, wenn sie entsprechend ausgelegt ist, sie sich über einen Mittenabschnitt während des Zusammendrückens am Befestigungselement abstützen.
Mit der Ausgleichshülse lassen sich aber auch Toleranzen in radialer Richtung des Befestigungselements ausgleichen.
In diesem Fall muß der Innendurchmesser der Ausgleichshülse um das Maß des auszugleichenden Toleranzbereichs größer sein als der Durchmesser des Schafts einer Schraube, die beispielsweise einen Teil des Befestigungselements bildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wandung der Ausgleichshülse in Achsrichtung eine Wellenform auf. Die Wellenberge sind dabei als definierte Knickstellen ausgelegt, die beim Zusammendrücken der Ausgleichshülse die Abschnitte bilden, die mit den entsprechenden Bohrungswandungen in Reibschluß treten. Die Knickstellen liegen in einer vorteilhaften Ausführung zwischen den Stirnseiten und einem Mittenabschnitt der Ausgleichshülse. Dabei sind die Stirnseiten und der Mittenabschnitt im Querschnitt verstärkt. Dadurch wird sichergestellt, daß sich beim Zusammendrücken die Ausgleichshülse nur an diesen Knickstellen radial aufweitet.
Neben einer Ausgleichshülse, deren Wandung eine Wellenform aufweist, ist auch eine in sich gewellte Ausgleichshülse denkbar.
Vorteilhaft ist es, wenn die Ausgleichshülse elastisch ausgelegt ist. Als Material eignet sich Stahl, der einen ausreichenden Elastizitätsbereich aufweist. Bei der Dimensionierung der Ausgleichshülse ist dann darauf zu achten, daß sie nur innerhalb dieses Elastizitätsbereichs zusammengedrückt und aufgeweitet wird. Dadurch läßt sie sich wiederverwenden.
Wird die erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise im Kraftfahrzeugbau verwendet, vereinfacht sich die Montage erheblich. einmal brauchen nur Ausgleichshülsen einer Abmessung bereitstehen, weiter wird eine Selbstjustierung der Bauteile in gewissen Grenzen erreicht und schließlich können die Fertigungstoleranzen großzügiger bemessen sein.
Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung näher dargestellt.
In der einzigen Fig. der Zeichnung läßt sich ein Befestigungsauge 1 eines nicht weiter dargestellten Achsträgers erkennen, das zwischen zwei Laschen 2a, b angeordnet und an diesen über eine Schraubverbindung 3 und einer Ausgleichshülse 4 befestigt ist. Die Laschen 2a, 3 sind fest mit einem ebenfalls nicht näher dargestellen Fahrzeugaufbau verbunden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung soll der Achsträger das erste Bauteil und der Fahrzeugaufbau mit seinen Laschen 2a, b das zweite Bauteil darstellen, auch wenn es hier im eigentlichen Sinne um die Befestigung zweier Baugruppen geht.
Der Achsträger ist neben dem Befestigungsauge an weiteren Punkten am Fahrzeugaufbau festgelegt (nicht gezeichnet).
Da diese Punkte, bedingt durch Fertigungstoleranzen, in einem vorgegebenen Bereich variieren, kann auch das Befestigungsauge in Achsrichtung des Befestigungselements innerhalb der Laschen 2a, b siede beliebige Lage einnehmen.
Dem wird dadurch Rechnung getragen, daß der Abstand der beiden Laschen 2a, b größer ist als die Breite des Befestigungsauges, und zwar mindestens um das Maß des Toleranzbereichs, der in der Zeichnung mit 5 bezeichnet ist.
Das Befestigungsauge 1 und die Laschen 2a, b weisen fluchtende Durchgangsbohrungen 6 und 7a, b auf, durch die sich eine die Schraubverbindung 3 bildende Schraube mit Mutter erstreckt. Zwischen der Durchgangsbohrung 5 und dem Schraubenschaft befindet sich die Ausgleichshülse Lt, die um den Toleranzbereich 5 länger ist als die Durchgangsbohrung 6. Außerdem liegt die Ausgleichshülse 4 mit ihren Stirnseiten an den Innenseiten der Laschen 2a, b.
Die Wandung der Ausgleichshülse Lt weist in Achsrichtung etwa eine Wellenform auf. Die Wellenberge 8 stellen definierte Knickstellen dar und liegen in jeder Lage des Befestigungsauges 1 innerhalb der Durchgangsbohrung 6. Die Stirnseiten und der Mittenabschnitt der Ausgleichshülse 4 sind im Querschnitt verstärkt.
Beim Befestigen, durch Andrehen der Schraube, wird die Ausgleichshülseaxial zusammengedrückt. Sie weitet sich dadurch an ihren Wellenbergen 8 radial auf und stellt so den Reibschlß mit der Wandung der Durchgangsbohrung 6 her.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der axiale Verformungsweg der Ausgleichsbuchse etwa 0,5 mm.
Die Laschen 2a, b werden dadurch zwar etwas zusammengezogen, aber aufgrund des kleinen Verformungsweges ist dies bedeutungslos.
Leerseite

Claims

Patentanspruche: 1. Einrichtung zum Befestigen zweier Bauteile aneinander mit einem Befestigungselement, das in Bohrungen der Bauteile angeordnet ist, wobei die Bauteile zueinander eine Lage einnehmen, die sich innerhalb eines Toleranzbereichs einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungselement (3) und der Bohrung (6) wenigstens eines Bauteiles (1) eine Ausgleichshülse (4) vorgesehen.ist, die durch einen vom Befestigungselement (3) hervorgerufenen Axialdruck radial aufgeweitet ist und über Abschnitte (8) ihrer äußeren Mantelfläche die beiden Bauteile (1; 2a, b) kraftschlüssig miteinander verbindet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichshülse (4) innerhalb der Bohrung (6) des einen Bauteils (1) angeordnet ist und sich mit wenigstens einer ihrer Stirnseiten am anderen Bauteil (2a, b) abstützt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die beiden Bauteile eine Lage zueinander einnehmen, die sich innerhalb eines in Achsrichtung des Befestigungselements liegenden Toleranzbereichs einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichshülse (4) wenigstens um das Maß des Toleranzbereichs (5) aus der Bohrung (6) ragt.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Ausgleichshülse (4) in Achsrichtung wellenförmig ausgeführt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenberge (8) als Knickstellen ausgelegt und zwischen den Stirnseiten und einem Mittenabschnitt der Ausgleichshülse (4) angeordnet sind und daß die Stirnseiten und der Mittenabschnitt verstärkte Querschnitte aufweisen.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichent, daß die Ausgleichshülse (24) eleastisch ausgelegt ist.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, zum Befestigen eines Achsträgers an einem Fahrzeugaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Bohrung (6) versehenes Befestigungsauge (1) des Achsträgers zwischen zwei am Fahrzeugaufbau vorgesehenen Laschen (2a; b) angeordnet ist, daß die Ausgleichshülse (4) durch die Bohrung (6) des Befestigungsauges (1) ragt und mit ihren Stirnseiten an den Innenseiten der Laschen (2a; b) anliegt und daß als Befestigungselement (3) eine durch die Laschen (2a; b) und das Befestigungsauge (1) geschobene Schraube dient, die über eine aufgeschraubte Mutter die Ausgleichshülse (4) axial zusammendrückt.