DE19654581C1 - Schraube mit exzentrischer Buchse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraube mit Buchse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei derartigen Schrauben ist es bekannt, daß die frei auf dem Schraubenschaft verdrehbare Buchse einen parallel zum Schraubenkopf sich erstreckenden Flansch hat, der mittels eines passenden Betätigungswerkzeuges so verdreht wird, daß die Exzenterfläche der Buchse die beiden miteinander zu verschraubenden Teile spielfrei zueinander verschiebt. In der Spannstellung wird dann die Schraube angezogen und sie hält die Bauteile in ihrer spielfreien Ausrichtung.

Nachteilig bei diesen bekannten Exzenterverschraubungen ist die Tatsache, daß eine Montage mit zwei Werkzeugen erfolgen muß. Dies ist aufwendig und zeitraubend sowie in schlecht zugänglichen Einbaulagen besonders problematisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube mit Buchse der als bekannt vorausgesetzten Art so auszubilden, daß sie eine spielfreie Verschraubung mittels eines einzi­ gen Schraubwerkzeugs und mit einer Ein-Hand-Montage ermög­ licht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Schraube kann in unterschiedlichen Ausführungsformen ausgebildet werden. Eine derartige Schraube kann jede beliebige Schraubenkopfform aufweisen, beispielsweise Außensechskant oder Innensechskant, Viel­ zahnkopf oder dergleichen. Auch die Gewindeform des Schrau­ benschaftes ist beliebig. Es kann sich beispielsweise um ein selbstschneidendes Gewinde handeln, das ebenso als Rechtsgewinde wie als Linksgewinde ausgebildet sein kann. Dabei ist auch eine Mikroverkapselung ohne weiteres mög­ lich. Die Schraube kann dabei wahlweise mit oder ohne Scheibe ausgebildet sein.

Die Buchse selber ist auf der Schraube im Anlieferzustand zwar drehbar, aber unverlierbar gehalten.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

Nachstehend werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei sind gleiche oder einander entsprechende Teile je­ weils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene, schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Schraube mit Buchse und mit einer Schei­ be,

Fig. 2 die Schraube gemäß Fig. 1 in lose einge­ schraubter Position,

Fig. 3 die Darstellung gemäß Fig. 2 in Spannpositi­ on,

Fig. 4 eine zu Fig. 2 analoge Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 eine zu Fig. 3 analoge Darstellung der zwei­ ten Ausführungsform.

Eine insgesamt mit 1 bezeichnete Schraube besitzt einen Schraubenschaft 1a und einen Schraubenkopf 1e. Der Schrau­ benschaft 1a besitzt einen Gewindebereich 1b an seinem Schaftende. An den Gewindebereich 1b schließt sich ein er­ ster Bereich 1c an, der eine mit 2 bezeichnete Buchse frei drehbar trägt. Die Buchse 2 besitzt eine Innenbohrung 2a, die so bemessen ist, daß die Buchse frei drehbar mit Spiel­ passung auf dem ersten Bereich 1c drehbar ist. Der erste Bereich 1c weist einen ersten Durchmesser d₁ auf. Die Buchse besitzt eine exzentrisch verlaufende Umfangsfläche 2b.

An den ersten Bereich 1c mit einem Durchmesser d₁ schließt sich in Richtung auf den Schraubenkopf 1e ein zweiter Be­ reich 1d mit einem Schaftdurchmesser d₂ an. Der Schaft­ durchmesser d₂ ist größer als der Schaftdurchmesser d₁. Auf dem zweiten Bereich 1d ist eine Scheibe 3 mit ihrer Bohrung 3a frei drehbar um die gemeinsame Achse 1f von Schraube 1 und Buchse 2 gelagert.

Der Durchmesser d₂ des zweiten Bereichs 1d ist so ausgebil­ det, daß er die Buchse 2 mitnimmt, wenn diese beim Ein­ schrauben des Gewindes 1b in die zugehörige Gewindebohrung in Richtung auf den Schraubkopf 1e verschoben wird.

Einzelheiten werden anhand der Zeichnungsfiguren 2 und 3 erläutert:

Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Schraube im Vor­ montagezustand. Im dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Schraube 1 dazu, ein Blechteil 4 mit einer Durchgangs­ öffnung 4a spielfrei an einem mit 5 bezeichneten Halteteil zu befestigen. Das Halteteil 5 besteht aus zwei miteinander verschweißten Blechbereichen 5a und 5b. Der Blechbereich 5a weist ein Gewinde 5c auf, in das das Gewinde 1b des Schrau­ benschafts 1a eingeschraubt wird.

Bei einem Einschrauben der Schraube 1 mit Buchse 2 wandert der Schaft 1a in Richtung des Pfeils 6. Dabei wird die Buchse 2, die mit ihrer Bohrung 2a frei drehbar auf dem er­ sten Bereich 1c gelagert ist, bis zur Anlage an dem inneren Randbereich des Blechbereichs 5a mitgenommen.

Zwischen der Bohrung 2a der Buchse und dem Durchmesser d₁ besteht eine Spielpassung. Während des Ansetzvorgangs der Schraube dreht sich also die exzentrische Umfangsfläche 2b der Buchse nicht mit, sondern verbleibt in einer undefinier­ ten Position innerhalb des Durchgangslochs 4a.

Sobald die Buchse 2 mit ihrer schaftseitigen Stirnfläche an der Innenseite 5a des Blechteils anliegt und der Schraub­ vorgang fortgesetzt wird, wird die Buchse 2a auf den zwei­ ten Bereich 1d verschoben, dessen Durchmesser d₂ größer ist als der Durchmesser d₁. Der Durchmesser der Bohrung 2a und der Außendurchmesser des zweiten Bereichs 1d sind so ge­ wählt, daß eine Preßpassung erzeugt wird. Im Übergangsbe­ reich zwischen dem ersten Bereich 1c und dem zweiten Be­ reich 1d baut sich demzufolge ein Reibmoment auf, das um so größer wird, je weiter die Buchse (2) gegen die Richtung des Pfeils 6 auf den zweiten Bereich 1d wandert. Dabei stützt sich die exzentrische Umfangsfläche 2b der Buchse an der Durchgangsöffnung 4a des zu fixierenden Teils 4 ab. Die Buchse dreht sich mit der Schraube mit und verspannt die Bauteile 4 und 5 spielfrei gegeneinander in der Weise, daß das Bauteil 4 mit seiner Stirnkante 4b fest gegen den inne­ ren Rand 5d des Blechteils 5b gepreßt wird. Es ist zu be­ achten, daß das Reibmoment zwischen dem Schraubenschaft 1d und der Buchse 2 größer sein muß als das Reibmoment zwi­ schen dem zu fixierenden Teil 4 und der exzentrischen Um­ fangsfläche 2b der Buchse.

Beim Ansetzen der Schraube (Zustand gemäß Fig. 2) werden die ersten Gewindegänge des Gewindes 1b mit einem Moment M1 in die Gewindebohrung 5c eingeschraubt. Beim Übergang der Buchse 2 vom ersten Bereich 1c auf den zweiten Bereich 1d baut sich ein Exzenterreibmoment M2 auf. Das Gesamtmoment ist dann die Summe aus M1 und M2.

Sobald die Bauteile spielfrei zueinander verspannt sind, dreht sich der Schraubenschaft durch die Bohrung 2a der Buchse, wobei das Einschraubmoment nahezu konstant bleibt, nämlich M1+M2. Wenn die Scheibe 3 zwischen Schraubenkopf 1e und Außenfläche des Blechteils 5b festliegt, baut sich ein Vorspannungsmoment M3 auf. Es steigt nun das Gesamtmo­ ment im System auf M1+M2+M3.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 entspricht der vorbeschriebenen mit dem Unterschied, daß keine lose Schei­ be 3 vorgesehen ist, sondern daß der Schraubenkopf 1e einen fest angeformten Scheibenbereich 1g aufweist. Die Wirkung des Systems entspricht der anhand der Fig. 1 bis 3 vor­ beschriebenen Wirkung.

Die Schraube ist universell verwendbar für alle Anwendungs­ fälle, in denen ein zu fixierendes Teil an einem Halteteil spielfrei fixiert werden soll.

Das exzentrische Element ist in der gesamten Anmeldung ebenso wie in den Patentansprüchen stets als Buchse be­ zeichnet worden.

Unter einer Buchse ist auch eine üblicherweise als Scheibe bezeichnete Buchse zu verstehen. Eine solche Ausbildung der Buchse in Scheibenform ist in den Zeichnungen dargestellt. Scheibe und Buchse unterscheiden sich nicht in ihrer tech­ nischen Wirkung, sondern lediglich in ihren Abmessungen, auf die es für die hier maßgeblichen technischen Wirkungen jedoch nicht ankommt.

Claims (4)

1. Schraube (1) mit Buchse (2), die eine zentrale, vom Schraubenschaft (1a) durchsetzte Bohrung (2a) aufweist und eine zur Längsmittelachse (1f) von Schraube (1) und Bohrung (2a) der Buchse (2) exzentrisch verlaufende Um­ fangsfläche (2b), die zur Anlage an eine umgebende Wand einer Durchgangsöffnung (4a) ausgebildet ist, welche in einem zu fixierenden Teil (4) vorgesehen ist, das an einem Halteteil (5) befestigbar ist, das eine Gewindebohrung (5c) aufweist, in die der Schraubenschaft (1a) einschraub­ bar ist, wobei das zu fixierende Teil (4) in Abhängigkeit von der Drehlage der Buchse (2) in unterschiedlicher Weise gegenüber der Längsmittelachse (1f) von Schraube (1) und Buchse (2) radial versetzt fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (2) frei drehbar auf einem ersten gewinde­ freien Bereich (1c) des Schraubenschaftes (1a) mit einem ersten Durchmesser (d₁) geführt ist und daß neben dem er­ sten Bereich ein zweiter gewindefreier Bereich (1d) des Schraubenschaftes (1a) mit einem größeren zweiten Durch­ messer (d₂) vorgesehen ist, auf den die Buchse (2) beim Anziehen der Schraube (1) verschiebbar ist, wobei sie über einen Reibschluß zwischen ihrer Bohrung (2a) und dem Um­ fang des zweiten Bereichs (1d) mitdrehbar ist und zu einem radialen Verschieben des zu fixierenden Teils (4) über ih­ re exzentrische Umfangsfläche (2b) ausgebildet ist.

2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (1d) benachbart zum Schraubenkopf (1e) angeordnet ist und der erste Bereich (1c) sich in Richtung auf das Schaftende anschließt.

3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (1d) von einer frei drehbar dar­ auf angeordneten Scheibe (3) umschlossen wird, deren vom Schraubenkopf (1e) abgewandte Stirnfläche (3b) einen Ab­ stand von dem ersten Bereich (1c) einhält.

4. Verfahren zur Herstellung einer Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Gewindebereich auf den Schraubenschaft aufgerollt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (1b) nach einem vorherigen Aufschieben der Buchse (2) bzw. der Scheibe (3) und der Buchse (2) auf den Schaft (1a) aufgerollt wird.