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Title:
METHOD OF AUTOMATICALLY SCREWING TWO COMPONENTS TOGETHER AND A LOCKING SCREW AND UNION NUT FOR USE IN APPLYING SAID METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/020656
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method of automatically screwing two components together using a torque-controlled tightening method and a locking screw and union nut for carrying out said method. Also provided are an automatic assembly device and a connecting element by which the two components are joined. To ensure that the screwing procedure can be carried out rapidly and to obtain a secure connection of the two components, it is proposed that the connecting element should first be tightened in a rotation angle-controlled manner and then fully tightened in a torque-controlled manner. The connecting element has two threaded sections of same thread but of differing pitch and each threaded section is screwed to one component. The locking screw used for the process has a screw head which allows engagement of a suitable assembly tool provided with a marking indicating the angular position of the locking screw. The union bolt used for the process has a first threaded section in the form of an inner screw thread which extends along no more than half the length of the union bolt and to which an unthreaded inner section connects.

Inventors:
WERNER JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/004641
Publication Date:
June 12, 1997
Filing Date:
October 25, 1996
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER BENZ AG (DE)
WERNER JOHANNES (DE)
International Classes:
B23P19/06; B25B23/14; F16B7/18; F16B39/284; F16B33/02; (IPC1-7): B23P19/06; B25B23/14; B25B27/14; F16B5/02; F16B7/18; F16B23/00
Foreign References:
US4745892A1988-05-24
DE3216773A11983-11-10
DE4126539A11993-02-11
EP0203370A11986-12-03
US4961035A1990-10-02
FR2317999A11977-02-11
US5248232A1993-09-28
US3046953A1962-07-31
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 569 (M - 1343) 9 December 1992 (1992-12-09)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 167 (M - 488) 13 June 1986 (1986-06-13)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 4, no. 84 (M - 16) 17 June 1980 (1980-06-17)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 447 (M - 1179) 14 November 1991 (1991-11-14)
G. SCHUPP: "Schraubvorgänge automatisieren", V.D.I.-ZEITSCHRIFT, vol. 127, no. 19, October 1985 (1985-10-01), DÜSSELDORF ,DE, pages 115 - 119, XP002025407
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren für das automatische Verschrauben von zwei Bauteilen unter Verwendung der drehmomentge¬ steuerten Anziehmethode, mit einem Montageautomaten (1) und einem die Bauteile (2, 3) verschraubenden Verbindungselement (4) , gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte zur Fertigmontage: drehwinkelgesteuerteε Voranziehen deε Verbindungεelementeε (4) , anεchließend drehmomentgeεteuertes Festanziehen bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmoment Endwertes, wobei das Verbindungselement (4) zwei gleichgängige Gewindeabschnitte (5 ,6) unterschiedlicher Steigung (s, S) aufweist und jeder Gewindeabschnitt (5, 6) mit jeweils einem Bauteil (2, 3) verεchraubt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daε drehwinkelgeεteuerte Voranziehen biε zum Kontakt der einander zugewandten Oberflächen (7, 8) der zu verbindenden Bauteile (.
3. ,3) erfolgt. Verfahren nach Anεpruch 1 oder 2 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zumindest zwei Verbindungselemente (4) vorgese¬ hen sind, die gleichzeitig angezogen werden, wobei die Längsachsen der Verbindungselemente (4) vor¬ zugsweise parallel ausgerichtet sind.
4. Verfahren nach einem der Anεpruche 1 biε 3, dadurch gekennzeichnet, daß daε Verbindungεelement (4) zunachεt am erεten Bauteil (2) vormontiert wird und anεchließend zur Fertigmontage mitεamt dem ersten Bauteil in eine Flucht mit dem Gewinde (10) des zweiten Bauteilε (3) gebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Anεpruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Gewindeabεchnitte (5, 6) deε Verbin¬ dungselementes (4) einen unterschiedlichen Durch meεεer (dl, d2) aufweiεen und daß die Vormontage und die Fertigmontage in die gleiche Montagerich¬ tung erfolgen.
6. Verfahren nach einem der Anεprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungεelement (4) zur Vormontage zu¬ nachεt mit dem Gewinde deε ersten Bauteils (2) ver¬ schraubt wird und danach zur Fertigmontage in Ge¬ genrichtung mit dem Gewinde des zweiten Bauteilε (3) verεchraubt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß daε Verbindungεelement (4) bei der Vormontage biε zum Erreichen eineε Anschlags (53) am erεten Bauteil (2) verschraubt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungselement (4) eine Stiftschraube (15) verwendet wird, die in ent¬ sprechende Gewindebohrungen (9, 10) in den zwei Bau¬ teilen (2, 3) eingeschraubt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungselement (4) eine Überv/urfmutter (48) verwendet wird, die mit zwei Gewindegliedern (49, 50) der beiden Bauteile ver¬ εchraubt wird.
10. Stiftschraube zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß An¬ spruch 8, mit einem Schraubenkopf (19, 20) zum Eingrei¬ fen eines geeigneten Montagewerkzeuges (12), dadurch gekennzeichnet, daß am Schraubenkopf (19, 20) eme die Winkellage der Stiftschraube (15) kennzeich¬ nende Markierung angeordnet ist.
11. St if tschraube nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf (19, 20) bezüglich höchstens einer Langsebene (27) der Stift¬ schraube (15) symmetrisch ausgebildet ist.
12. Stiftschraube nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf (19, 20) unsymmetrisch ausgebildet ist.
13. Stiftschraube nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten der Stiftschraube (15) jeweils ein Schraubenkopf (19, 20) vorgesehen ist.
14. Stiftschraube nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebeginn (5a, 6a) und das Gewindeende (5b, 6b) eineε Gewmdeabschnittes (5, 6) in einer gemeinsamen Langsebene (27) der Stiftεchraube (15) liegen.
15. Stiftεchraube nach einem der Anεpruche 10 biε 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwiεchen den beiden gleichgangigen Gewindeab εchnitten (5, 6) der Stiftεchraube (15) ein gewin¬ defreier Schraubenεchaft (14) angeordnet ist.
16. Stiftschraube nach Anεpruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Lange (11) deε erεten Gewindeabεchnittes (5) kleinerer Steigung (ε) um ein bestimmtes Maß (Δl) gegenüber der Lange (LI) des aufnehmenden Ge¬ windes (9) des ersten Bauteiles (2) vergrößert ist und daß die Lange (13) des gewindefreien Schrauben¬ schaftes (14) der Lange (tl + t2) eines gewinde¬ freien Abεchnittes (28, 29) zwiεchen den Gewinden (9, 10) in den beiden Bauteilen (2, 3) reduziert um dieseε Maß (Δl) entspricht.
17. Stiftschraube nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Lange (12) des zweiten Gewindeabschnitteε (6) größerer Steigung (S) maximal der Lange (L2) des aufnehmenden Gewindes (10) des zweiten Bautei¬ les (3) entspricht.
18. Überwurfmutter zur Durchführung des Verfahrens, da¬ durch gekennzeichnet, daß ein erster Gewindeabschnitt (5) der Überwurf¬ mutter (48) als Innengewinde (60) sich maximal etwa über die halbe Lange der Überwurfmutter (48) er¬ streckt und daß sich an das Innengewinde (60) ein gewindefreier Innenabschnitt (14) anschließt.
19. Überwurfmutter nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der zweite, gleichgängige Gewindeabschnitt (6) mit unterschiedlicher Steigung als weiteres Innen¬ gewinde (61) sich an den gewindefreien Innenab schnitt (14) anschließt.
20. Überwurfmutter nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der zweite Gewindeabschnitt (6) als Außenge¬ winde (62) auf der Außenseite (57) der Überwurfmut¬ ter (48) vorgesehen iεt.
21. Überwurfmutter nach Anspruch 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß auf der Außenseite (57) im Anεchluß an daε Au¬ ßengewinde (62) ein Mutternkopf (58) vorgesehen ist, der vorzugsweise einen größeren Durchmesser als das Außengewinde (62) aufweist.
22. Überwurfmutter nach Anspruch 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß daε Innengewinde (60) und daε Außengewinde (62) εich biε zur gleichen Stirnseite (59) der Überwurf¬ mutter (48) erstrecken.
23. Überwurfmutter nach einem der Anεpruche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß daε Außengewinde (62) eine größere Steigung aufweiεt alε daε Innengewinde (60) .
Description:
Verfahren für das automatische Verschrauben von zwei Bau¬ teilen und Stiftschraube und Überwurfmutter zur Durchfüh¬ rung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das automatische Verschrauben von zwei Bauteilen und eine Stiftschraube und eine Überwurfmutter zur Durchfuhrung des Verfahrens nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 10 bzw. 18.

Aus "Die Flexibilisierung der Schraubmontage" von A. Sta¬ pel, veröffentlicht in "Technische Rundschau" 39/85, ist ein Verfahren für die automatische Schraubmontage be¬ kannt. Das Verfahren wird mit Hilfe eines Montageautoma¬ ten in zwei Schritten durchgeführt, indem die zu verbin¬ denden Bauteile zunächst bis zum Erreichen eines vorgege¬ benen Voranzugsmomentes verschraubt werden und anschlie¬ ßend bis zum Erreichen eines Drehmoment-Endwertes angezo¬ gen werden. Bei beiden Montageschritten muß das Anzugsmo- ment permanent überwacht werden und bei Erreichen der je¬ weils vorgegebenen Grenzwerte der Anziehvorgang abgebro¬ chen werden. Sind die zwei Bauteile über mehrere Schrau¬ ben zu verbinden, ist es erforderlich, die Anzugsmomente jeder einzelnen Schraube zu überwachen, wodurch der tech¬ nische Aufwand für die Überwachung sehr hoch ist. Infolge von Ungleichmaßigkeiten in den Oberflachen der Bauteile bzw. aufgrund von Setzungen kann es vorkommen, daß die Schrauben jeweils nach einem Montageschritt sich in un¬ terschiedlichen Winkellagen befinden. Dies erschwert ein

problemloses und schnelles Ansetzen des Montagewerkzeuges zu Beginn eines neuen Montageschrittes oder zum Losen der Schraubverbindungen. Nachteilig ist außerdem, daß bei Verwendung der üblichen Schrauben zur Übertragung hoher Schraubenkräfte ein großes Anziehmoment aufgebracht wer¬ den muß, das neben einer entsprechenden Dimensionierung des Montageautomaten auch die Verwendung von geeigneten Schrauben voraussetzt, die zur Aufnahme hoher Torsions- und Längskräfte stabil genug ausgebildet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Stiftschraube bzw. eine Überwurfmutter zur Ver¬ wendung bei diesem Verfahren für das automatische Ver¬ schrauben zweier Bauteile unter Einsatz der drehmomentge- steuerten Anziehmethode anzugeben, mit dem bzw. mit der der Verschraubungsvorgang schnell auszuführen ist und ei - ne sichere Verbindung der beiden Bauteile gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und bei der Stiftschraube und der Überwurfmutter mit den Merkmalen der Ansprüche 10 bzw. 18 gelost.

Das drehwinkelgesteuerte Voranziehen der Schraube wahrend des ersten Montageschrittes kann gegenüber dem bisher üb¬ lichen drehmomentgesteuerten Voranziehen mit deutlich größerer Winkelgeschwindigkeit erfolgen, da nunmehr eine permanente Drehmomentüberwachung entfällt. Bei dem dreh- winkelgesteuerten Voranziehen wird die Schraube um ein bestimmtes Winkelmaß verdreht, das im Montageautomat ein¬ gestellt werden kann; im Gegensatz zum drehmomentge¬ steuerten Verfahren ist es nicht notwendig, wahrend des gesamten Anziehvorganges die Verbindung zu kontrollieren,

so daß der erste Montageschritt mit geringem Aufwand ohne Drehmomentuberwachung und zugig durchgeführt werden kann.

Wahrend des Voranziehens nahern sich die beiden zu ver¬ bindenden Bauteile einander an, wobei zweckmäßig bei Er¬ reichen der Endstellung des ersten Montageschrittes die einander zugewandten Oberflachen der zu verbindenden Bau¬ teile einander berühren. Der Einsatz eines Verbindungs- elementes mit zwei gleichgangigen Gewindeabschnitten un¬ terschiedlicher Steigung bewirkt dabei ein langsames An¬ nahern der Bauteile, wobei die Annaherungsgeschwindigkeit abhangig ist von der Differenz der Gewindesteigungen der beiden Gewindeabschnitte. Es ist dabei möglich, sehr gro¬ be Gewinde zu verwenden, da nur die Differenz der je¬ weiligen Gewindesteigungen ein Maßstab für die Annahe¬ rungsgeschwindigkeit der Bauteile ist; eine nur geringe Differenz der Gewindesteigungen bedeutet hierbei, daß die Bauteile sich beim Verschraubungsvorgang mit nur geringer Geschwindigkeit annähern. Derartige Verbindungselemente mit groben Gewindegangen sind kostengünstig herzustellen und sind in der Lage, hohe Kräfte aufzunehmen.

Die geringe Annaherungsgeschwindigkeit reduziert die Ge¬ fahr, daß die Bauteile bei Erreichen des vorgegebenen Winkel-Endwertes mit unerwünscht großer Kraft aneinander- gepreßt werden. Geringfügige Abweichungen beispielsweise in der Oberflachenbeschaffenheit der Bauteile fuhren auf¬ grund des geringen axialen Hubes pro Schraubenumdrehung nicht zu einer versehentlichen Zerstörung der Bauteile? die nach dem ersten Montageschritt aneinanderliegenden Kontaktflachen der Bauteile liegen nur mit einem kleinen Drehmoment aneinandergepreßt, das im zweiten Montage¬ schritt beim Erreichen des vorgegebenen Drehmoment-End- wertes ohnehin üblicherweise überschritten wird, so daß

die Gefahr reduziert ist, daß die Verbindung versehent¬ lich zu stark angezogen wird.

Nach Beendigung des ersten Montageschrittes befindet sich das Verbindungselement in einer ganz bestimmten, dem Mon¬ tageautomaten bekannten Winkellage, so daß beispielsweise nach einem Werkzeugwechsel das Montagewerkzeug ohne Pro¬ bleme in die Ξchlusselansatze des Verbindungselementes eingreifen kann.

Im zweiten Montageschritt erfolgt ein drehmomentgesteuer- tes Festanziehen der Verbindung bis zum Erreichen des vorgegebenen Drehmoment-Endwertes. Es ist hierdurch si¬ chergestellt, daß die Verbindung eine auf die jeweiligen Bedürfnisse angepaßte Haltekraft aufweist, wobei Materi- alschadigungen, beispielsweise infolge von Uberdehnungen, vermieden werden. Die Verwendung des Verbindungselementes mit zwei gleichgangigen Gewindeabschnitten erlaubt das Erreichen einer hohen Schraubenkraft bei einem nur gerin¬ gen Schraubenanzugsmoment.

Das Verfahren eignet sich vorteilhaft bei Verwendung von zumindest zwei Verbindungselementen, deren Langsachsen vorzugsweise parallel ausgerichtet sind. Es können meh¬ rere Verbindungselemente gleichzeitig von einem Montage- automat angezogen werden. Nach Beendigung des ersten Mon¬ tageschrittes nehmen alle Stiftschrauben die gleiche Win¬ kellage ein, wodurch ein erneutes Ansetzen des Montage- werkzeuges erleichtert ist.

Vor dem drehwinkelgesteuerten Voranziehen wird die Stift¬ schraube zweckmäßig zunächst in einem der Bauteile vor¬ montiert und anschließend zur weiteren Verschraubung mit¬ samt dem ersten Bauteil in eine Flucht mit der Bohrung

des zweiten Bauteils gebracht. Das Anziehen der Schraube ist durch diesen vorgelagerten Schritt entkoppelt von der Positionierung der Bauteile; die Stiftschraube kann in einer für die Montage gunstigen Lage am ersten Bauteil vormontiert werden, wobei in dieser vormontierten Lage die Stiftschraube unverlierbar am ersten Bauteil gehalten ist.

Als Verbindungselement eignet sich zur Durchfuhrung des Verfahrens sowohl eine Stiftschraube als auch eine Über¬ wurfmutter.

Die Stiftschraube weist eine die Winkellage der Stift¬ schraube kennzeichnende Markierung auf. Diese Markierung kann durch die Form des Schraubenkopfes gegeben sein, welcher vorzugsweise bezuglich höchstens einer Langsebene der Stiftschraube symmetrisch ausgebildet ist. Gemäß ei¬ ner weiteren Ausfuhrung kann der Schraubenkopf auch ganz¬ lich unsymmetrisch ausgebildet sein. Dies erlaubt eine sofortige Erkennung der Winkellage der Stiftschraube so¬ wohl mit optischen als auch mit sensorischen Mitteln, so daß das Montagewerkzeug automatisiert in EingriffStellung mit dem Schraubenkopf gebracht werden kann.

An beiden Stirnseiten der Stiftschraube kann jeweils ein Schraubenkopf vorgesehen sein, um in Abhängigkeit von den konstruktiven Gegebenheiten die Möglichkeit zu haben, die Stiftschraube von verschiedenen Seiten in die Bauteile einzuschrauben.

Zweckmäßig liegen der Gewindebeginn und das Gewindeende eines Gewindeabschnittes in einer gemeinsamen Langsebene der Stiftschraube. Insoweit ist auch das Gewinde selbst in einer vom Montageautomat erkennbaren Winkellage ausg" -

richtet, was ein exaktes Ein- und Ausdrehen des Gewinde¬ abschnittes in den jeweiligen Bauteilen ermöglicht.

Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Überwurf¬ mutter weist einen ersten, als Innengewinde ausgebildeten Gewindeabschnitt auf, der sich maximal etwa über die hal¬ be Lange der Überwurfmutter erstreckt und an den sich ein gewindefreier Innenabschnitt anschließt. Gemäß einer er¬ sten Ausführungsform ist vorgesehen, daß auch der zweite, gleichgangige Gewindeabschnitt mit unterschiedlicher Steigung als Innengewinde ausgebildet ist, wobei der ge¬ windefreie Abschnitt zwischen den beiden Innengewinden angeordnet ist. In einer anderen Ausfuhrung ist vorgese¬ hen, daß der zweite Gewindeabschnitt als Außengewinde auf der Außenseite der Überwurfmutter ausgebildet ist. In diesem Fall ist ein Abschnitt der Überwurfmutter als Mut¬ ternkopf ausgebildet, der vorteilhaft einen größeren Durchmesser als das Außengewinde aufweist.

Die Überwurfmutter eignet sich zum Verschrauben von zwei Gewindestutzen.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. la - le die Montage eines Zylinderkopfes auf ein

Kurbelgehäuse in verschiedenen Verfahrens- schritten,

Fig. 2a - 2c verschiedene Ausfuhrungen von Stiftschrau¬ ben mit jeweils zwei gleichgangigen Gewin¬ deabschnitten,

Fig. 3a - 3r verschiedene Schraubenkopf-Ausführungen,

Fig. 4a, 4b die Dimensionen einer Stiftschraube in be¬ zug auf die zu verbindenden Bauteile,

Fig. 5a - 5d die Montage eines Kurbelwellenlagerdeckels auf ein Kurbelwellengehause,

Fig. 6a, 6b die Montage eines Lagerdeckels auf eine

Pleuelstange,

Fig. 7a, 7b die Montage eines Schwungrades und mehre¬ rer Gegengewichte auf eine Kurbelwelle,

Fig. 8a - 8f verschiedene Verfahren zum Einbringen von

Gewinden in vorgebohrte Bauteile,

Fig. 9a - 9d das Verschrauben von zwei Bauteilen mit einer Überwurfmutter mit zwei gleichgangi¬ gen Innengewinden,

Fig. 10a, 10b das Verfahren gemäß Fig. 9 am Beispiel ei¬ ner Einspritzleitung,

Fig. ila - lid das Verschrauben von zwei Bauteilen mit einer Überwurfmutter in einer anderen Aus¬ fuhrung,

Fig. 12a, 12b das Verfahren gemäß Fig. 11 am Beispiel einer Einspritzleitung.

In den Fig. la - ld ist in Seitenansicht die Montage ei¬ nes Zylinderkopfes auf ein Kurbelgehäuse in verschiedenen Verfahrensschritten gezeigt; Fig. le zeigt eine Drauf-

sieht auf den fertig montierten Zylinderkopf. Bei der Vormontage gemäß Fig. la werden zunächst die als Stift¬ schrauben 15 ausgebildeten Verbindungselemente 4 von den Montagewerkzeugen 12 eines Montageautomaten 1 aufgenommen und in Gewindebohrungen 9 eines ersten Bauteiles 2 - dem Zylinderkopf 16 - in Richtung des Pfeiles 13 einge¬ schraubt, wobei die Oberflache 7 (Zylinderkopfboden mit den einzelnen Brennraumabschnitten) des Zylinderkopfes 16 dem Montageautomaten zugewandt liegt. Die Stiftschrauben 15 weisen zwei Gewindeabschnitte 5, 6 auf, die sich an gegenüberliegenden axialen Stirnbereichen der Stift¬ schrauben erstrecken. Die beiden Gewindeabεchnitte 5, 6 sind durch einen gewindefreien Schraubenschaft 14 ge¬ trennt.

Zur Vormontage werden die Stiftschrauben 15 in die Gewin¬ debohrungen 9 des Zylinderkopfes 16 eingeschraubt, wobei der erste Gewindeabschnitt 5 der Stiftschrauben in das Gewinde der Gewindebohrungen 9 greift. Die Stiftschrauben 15 werden gemäß Fig. lb bei der Vormontage so weit in den Zylinderkopf 16 eingeschraubt, daß die Stiftschrauben über die Oberflache 18 (Steuerseite) der anderen Seite des Zylinderkopfes 16 herausragen. Die Stiftschrauben 15 sind dadurch unverlierbar am Zylinderkopf 16 gehalten; nach Beendigung der Vormontage kann die in den Fig. lb - ld gezeigte Fertigmontage erfolgen.

Gemäß Fig. lb greift der Montageautomat 1 an der entge¬ gengesetzten Seite an den Stiftschrauben 15 an, nachdem der Zylinderkopf 16 mitsamt den Stiftschrauben 15 um 180° gedreht und in die zur Fertigmontage geeignete Lage ge¬ bracht worden ist, in der nunmehr die Oberflache 18 des Zylinderkopfes 16 dem Montageautomaten zugewandt liegt„ Die Stiftschrauben 15 sind hierfür an beiden Seiten mit

Schraubenkopfen 19, 20 versehen, in die die Montagewerk¬ zeuge 12 des Montageautomaten 1 eingreifen können und durch die ein richtungsorienter Gewindebeginn in Bezug auf die Schraubenkopfe möglich ist. Es kann daher, ohne die Position des Montageautomaten zu andern, ein Wechsel der Verschraubungsrichtung von Pfeilrichtung 13 wahrend der Vormontage gemäß Fig. la zu Pfeilrichtung 11 gemäß Fig. lb, lc für die Fertigmontage erfolgen, wobei der Wechsel der Verschraubungsrichtung relativ zum Bauteil 2 (dem Zylinderkopf) erfolgt. Nach Beendigung der Vormonta¬ ge liegen die Längsachsen 21 der in den Gewindebohrungen 9 vormontierten Stiftschrauben 15 in einer Flucht mit den Längsachsen 22 der Gewindebohrungen 10 des zu verschrau¬ benden zweiten Bauteiles 3, namlich dem Kurbelgehäuse 17. Der Zylinderkopf 16 mit den Stiftschrauben 15 wird so weit in Montagerichtung 11 verschoben, bis der zweite Ge¬ windeabschnitt 6 der Stiftschrauben 15 in die Gewindeboh¬ rungen 10 des Kurbeigehauses 17 eingreifen. Die Gewinde¬ bohrungen 10, die als Sacklochbohrungen ausgeführt sind, sind nur in ihrem dem Bohrgrund benachbarten Abschnitt mit einem Gewinde versehen, so daß der zweite Gewindeab¬ schnitt 6 der Stiftschrauben 15 weit in die Gewindeboh¬ rungen 10 einragt, bis die jeweiligen Gewinde zu greifen beginnen.

Gemäß Fig. lc wird der Zylinderkopf 16 mit den vormon¬ tierten Stiftschrauben 15 so weit in Richtung des Pfeiles 11 dem Kurbelgehäuse 17 angenähert, bis das Gewinde des zweiten Gewmdeabschnittes 6 der Stiftschrauben 15 gerade in das Gewinde der Gewindebohrung 10 des Kurbelgehäuses 17 zu greifen beginnt; die einander zugewandten Oberfla¬ chen 7 und 8 des Zylinderkopfes 16 bzw. des Kurbelgehäu¬ ses 17 weisen in dieser Position einen geringen Abstand 1 auf.

I O

Die in die Schraubenkopfe der Stiftschrauben 15 eingrei¬ fenden Montagewerkzeuge 12 des Montageautomaten 1 begin¬ nen nun, sich in Drehrichtung 23 zu drehen, so daß der zweite Gewindeabschnitt 6 der Stiftschrauben 15 in das Gewinde der Gewindebohrungen 10 des Kurbelgehäuses 17 eingedreht wird. Das Differenzgewinde der Stiftschrauben 15 bewirkt, daß sich der Zylinderkopf 16 dem Kurbelge¬ häuse 17 annähert. Die Gewindebohrung 10 und der entspre¬ chende zweite Gewindeabschnitt 6 der Stiftschraube 15 sind mit einem gröberen Gewinde mit größerer Steigung versehen als der erste Gewindeabschnitt 5 der Stift¬ schraube 15 bzw. das entsprechende Gewinde der Gewinde¬ bohrung 9 im Zylinderkopf 16. Bei jeder Umdrehung der Stiftschraube 15 wird der Gewindeabschnitt 6 tiefer in das Gewinde des Kurbelgehäuses 17 eingedreht als sich der Gewindeabschnitt 5 durch das entsprechende Gewinde des Zylinderkopfes 16 bewegt; die Differenz der Steigungen der beiden Gewindeabschnitte 5, 6 entspricht der axialer Stellgroße bzw. Annäherung des Zylinderkopfes an das Kur¬ belgehäuse pro Schraubenumdrehung. Der Abstand 1 zwischen den Bauteilen wird mit jeder Schraubenumdrehung stetig verringert, bis die Bauteile nach n Umdrehungen direkt aneinanderiiegen, so daß sich die Oberflachen 7, 8 berüh¬ ren.

Das Annahern der beiden Bauteile, das zweckmäßig bis zum Kontakt der einander zugewandten Oberflachen erfolgt, wird im ersten Montageschritt als Voranziehen mit Hilfe des drehwinkelgesteuerten Anziehverfahrens bewirkt. Die Montagewerkzeuge 12 werden hierbei um ein bestimmtes, vorab einzustellendes Winkelmaß verdreht. Da hierbei kei¬ ne permanente Überwachung des Anzugsmomentes erfolgen

muß, kann das Voranziehen im ersten Montageschritt mit hoher Drehwinkel-Geschwindigkeit erfolgen.

Im darauf folgenden zweiten Montageschritt werden die Stiftschrauben 15 bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmoment-Endwertes vom Montagewerkzeug 1 eingedreht. Der zweite Montageschritt kann mit den gleichen Montage¬ werkzeugen 12 oder auch nach einem Wechsel des Montage¬ werkzeuges mit einem weiteren, mit einer Drehmomentuber- wachung ausgestatteten Vorrichtung angezogen werden. Auch bei einem Wechsel können die Montagewerkzeuge ohne Pro¬ bleme in die Schraubenkopfe der Stiftschrauben 15 einge¬ setzt werden, da die Winkellage der Schraubenkopfe nach Beendigung des ersten Montageschrittes bekannt ist und sich alle Schraubenkopfe zweckmäßig in der gleichen Win¬ kellage befinden. Von dieser Winkellage ausgehend wird nunmehr jede Stiftschraube 15 bis zum Erreichen des Dreh- moment-Endwertes eingeschraubt, wobei sich nach Beendi¬ gung des Schraubvorganges jede Stiftschraube in einer an¬ deren Winkellage befinden kann. Die Vorgabe eines Drehmo¬ ment-Endwertes gewährleistet, daß die Stiftschrauben nicht über ein zulässiges Maß hinaus in das Kurbelgehäuse hineingeschraubt werden.

Nach Beendigung des Schraubvorganges sind die Bauteile 16, 17 fest miteinander verschraubt und der Montageauto¬ mat 1 wird in Richtung des Pfeiles 24 vom Zylinderkopf 16 entfernt, Fig. ld. Vorteilhaft sind nach Beendigung des Schraubvorganges die Stiftschrauben 15 vollständig in den Zylinderkopf 16 eingeschraubt, so daß die axiale Stirn¬ seite der Stiftschrauben 15 nicht über die Oberflache 18 des Zylinderkopfes herausragt.

Der Draufsicht der Fig. le ist zu entnehmen, daß mehrere Stiftschrauben 15 in der Ebene der Oberfläche 18 des Zy¬ linderkopfes 16 vor- und hintereinander, insbesonders um den Umfang der die Zylinder abdeckenden Brennraumbereiche des Zylinderkopfes angeordnet sind. Die Stiftschrauben 15 weisen in der Darstellung gemäß Fig. le alle die gleiche Winkelorientierung auf; eine derartige Winkelorientierung ist nach Beendigung des ersten Montageschrittes erreicht. Die gleiche Winkelorientierung aller Stiftschrauben er¬ leichtert das gleichzeitige Eingreifen der Montagewerk¬ zeug und das gleichzeitige Anziehen aller Stiftschrauben,

Die Fig. 2a bis 2c zeigen jeweils eine Stiftschraube 15 in unterschiedlichen Ausführungen. Die Stiftschrauben 15 sind jeweils in Seitenansicht und in Draufsicht darge¬ stellt.

Gemäß Fig. 2a ist vorgesehen, daß der erste Gewindeab¬ schnitt 5 der Stiftschraube 15 einen größeren Durchmesser dl als der zweite Gewindeabschnitt 6 mit Durchmesser d2 aufweist. Die zwei Gewindeabschnitte 5, 6 mit gleichge¬ richteter Steigung sind durch den gewindefreien Schrau¬ benschaft 14 voneinander getrennt, der einen geringfügig kleineren Durchmesser als der zweite Gewindeabschnitt 6 aufweist. Die verschiedenen Montageschritte erfolgen in Richtung der Pfeile 25, 26, wobei die Vormontage - Vor¬ montieren der Stiftschraube am ersten Bauteil - gemäß der Pfeilrichtung 25 in der gleichen Richtung erfolgt wie die Fertigmontage - drehwinkelgesteuertes Voranziehen und drehmomentgesteuertes Festanziehen - in Pfeilrichtung 26, Zur Vormontage wird die Stiftschraube 25 zunächst mit dem zweiten Abschnitt 6 mit kleinerem Durchmesser εo weit durch eine durchgehende Gewindebohrung im ersten Bauteil durchgesteckt, bis der erste Gewindeabschnitt 5 m das

Gewinde des ersten Bauteils eingreift. Anschließend er¬ folgt die Fertigmontage in der gleichen Montagerichtung, wobei der zweite Gewindeabschnitt 6, der ein Gewinde mit größerer Steigung aufweist als der erste Gewindeabschnitt 5, in das entsprechende Gewinde des zweiten Bauteiles eingreift. Da die Vormontage und die Fertigmontage in gleicher Richtung erfolgen, ist es ausreichend, lediglich einen Schraubenkopf 19 an der Stiftschraube 15 vorzuse¬ hen, der im Bereich der Stirnseite benachbart zum ersten Gewindeabschnitt 5 angeordnet ist.

Die markierten Punkte 5a, 6a bezeichnen jeweils den Ge¬ windebeginn jedes Gewindeabschnittes 5, 6; entsprechend bezeichnen die Punkte 5b, 6b das Ende jedes Gewmdeab¬ schnittes. Wie Fig. 2a entnehmen, liegen alle Punkte 5a r 5b, 6a, 6b in einer gemeinsamen Langsebene 27 der Stift¬ schraube 15. Der Draufsicht der Fig. 2a ist zu entnehmen, daß der Schraubenkopf 19 zu dieser Langsebene 27 symme¬ trisch ausgebildet ist. Die Ausrichtung der Gewindeanfan¬ ge bzw. der Gewindeenden und des Schraubenkopfes in einer gemeinsamen Richtung ermöglicht ein exaktes und vorab zu bestimmendes Eingreifen der Gewindegange in die entspre¬ chenden Bohrungen der jeweiligen Bauteile.

Gemäß Fig. 2b ist vorgesehen, daß die zwei Gewindeab¬ schnitte 5 und 6 der Stiftschraube 15 den gleichen Durch¬ messer aufweisen. Eine derartige Gewindeschraube mit Ge¬ windeabschnitten gleichen Durchmessers ist bei dem zuvor beschriebenen Verfahren am Beispiel gemäß Fig. la bis le verwendet worden. Der erste Gewindeabschnitt 5 wird zu¬ nächst in Pfeilrichtung 25 am ersten Bauteil vormontiert und anschließend zur Fertigmontage in entgegengesetzter Richtung des Pfeiles 26 verschraubt. Die entgegengesetz¬ ten Montagerichtungen der einzelnen Montageschritte be-

dingen Ξchraubenköpfe 19, 20 an entgegengesetzten axialen Stirnseiten der Stiftschraube 15. Beide Schraubenkopfe 19, 20 sind als Außenkant-Schlüsselansätze ausgebildet. Die Gewindeanfänge bzw. -enden beider Gewindeabεchnitte liegen wiederum in einer gemeinsamen Längsebene 27 der Stiftschraube 15, wobei die Gewindeanfänge 5a, 6a beider Gewindeabschnitte und die Gewindeenden 5b, 6b, auf unter¬ schiedlichen Seiten der Stiftschraube 15 liegen. Der Schraubenkopf ist mit seiner Schmalseite im 90"-Winkel zur Langsebene 27 ausgerichtet.

Gemäß Fig. 2c ist vorgesehen, daß der zweite Gewindeab¬ schnitt 6 einen größeren Durchmesser d2 alε der erεte Ge¬ windeabschnitt 5 mit Durchmesser dl aufweist. Die Monta¬ gerichtung ist wie im Beispiel gemäß Fig. 2b für die Vor¬ montage zunächst in Richtung des Pfeiles 25, wobei daε Montagewerkzeug im entgegengeεetzten Schraubenkopf 20 eingreift. Nach Beendigung der Vormontage erfolgt die Fertigmontage in entgegengesetzter Richtung gemäß Pfeil 26; das Montagewerkzeug greift nunmehr am Schraubenkopf 19 an, der benachbart zum ersten Gewindeabschnitt 5 liegt. Der erste Schraubenkopf 19 ist als Außenkant- Schlüsselansatz ausgebildet, der zweite Schraubenkopf 20 ist als Innenkant-Schlüsselansatz ausgebildet. Der Innen- kant-Schlüsselanεatz , der von einem komplementär geform¬ ten Inbusschlüssel zu bedienen ist, zeichnet sich durch eine raumsparende Bauweise auε. Alle Gewindeanfange bzw. Gewindeenden liegen wiederum in einer gemeinsamen Längsebene 27, wobei der Gewindebeginn und daε Gewinde¬ ende 5a, 5b des ersten Abεchnittes 5 gemeinsam auf einer Seite der Stiftschraube angeordnet εind und der Gewinde¬ beginn und daε Gewindeeende 6a, 6b deε zweiten Gewindeab¬ schnittes 6 auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Stiftschraube 15 angeordnet sind.

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In Fig. 3 sind verschiedene Ausführungen der Schrauben- kόpfe 19 bzw. 20 gezeigt. Alle Ausführungen haben gemein¬ sam, daß der Schlusselanεatz deε jeweiligen Schraubenkop- feε zu maximal einer Langsebene der Stiftschraube symme¬ trisch ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein ausgerichteter Gewindebeginn der Gewindeabschnitte gegen¬ über dem Schlusselansatz erreicht werden. Einige Ausfuh- rungen εind auch ganzlich unsymmetrisch ausgebildet. Es ist dadurch ohne weiteres möglich, die aktuelle Winkella¬ ge der Stiftschraube zu bestimmen. Alle Schraubenkopfe können als Innenkant- oder als Außenkant-Schluεεelanεatze ausgeführt sein.

Gemäß Fig. 3a ist vorgesehen, daß der Schraubenkopf zur Langsebene 27 der Stiftschraube symmetrisch iεt. Der Schraubenkopf weiεt zwei diametral gegenüberliegende teilkreiεförmige Abεchnitte mit unterschiedlich großem Radius auf, wobei der Abschnitt mit größerem Radius über spitz zulaufende Flanken mit dem Abschnitt mit kleinerem Radius verbunden ist.

Die äußere Gestalt des Schraubenkopfes gemäß Fig. 3b ent¬ spricht derjenigen aus Fig. 3a; zusatzlich ist eine Nut 27 vorgesehen, die sich entlang der Langsebene 27 er¬ streckt.

Der Schraubenkopf nach Fig. 3c, der ebenfalls bezuglich einer Langsebene symmetriεch ausgebildet ist, weiεt zwei teilkreisförmige Abschnitte mit unterschiedlichem Radius auf, wobei der Übergang zwischen den beiden Abschnitten über ebenfalls teilkreisformige Flanken realisiert ist«

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3d weist acht radial nach außen gerichtete Zinken auf, die gleichmaßig über den Um¬ fang verteilt angeordnet sind. Es iεt ein nutförmiger Einschnitt vorgesehen, der sich in der Symmetrieebene er¬ streckt und der etwas langer als der Radius des Schrau¬ benkopfes ist.

Der Schraubenkopf gemäß 3e besteht auε fünf geraden, winklig zueinander angeordneten Flanken, wobei zwei be¬ nachbarte Flanken über einen teilkreiεformigen Abεchnitt verbunden sind.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3f, der bezuglich einer Langsebene symmetrisch ist, hat einen teilkreisformigen Abschnitt, an den sich divergierend zwei geradlinige Flanken erstrecken. Die Flanken sind auf der dem teil¬ kreisformigen Abschnitt abgewandten Seite durch einen ge¬ rundeten Abεchnitt miteinander verbunden, der eine etwa halbkreisförmige Ausnehmung aufweist.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3g ist als konventioneller Sechskant-Schraubenkopf auεgefuhrt, wobei eine exzentri¬ sche Ausnehmung mit zwei halbkreisförmigen Abschnitten vorgesehen ist.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3h ist eine ahnlich Ausfuh¬ rung wie derjenige aus Fig. 3g, wobei die Auεnehmung ei¬ nen kreiεförmigen Querεchnitt hat.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3i ist wie derjenige aus Fig. 3d mit radial nach außen gerichteten Zinken verse¬ hen, wobei auf gegenüberliegenden Seiten der Symmetrie¬ ebene jeweils ein Zinken fehlt. Die Fehlstellen sind so angeordnet, daß auf einer Seite des Schraubenkopfes vier

Zinken und auf der gegenüberliegenden Schraubenkopfseite zwei Zinken angeordnet sind.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3j hat einen kreisförmigen Querschnitt, wobei zwei rechtwinklig zueinanderliegende Nuten vorgeεehen sind und eine dieεer Nuten außerhalb ei¬ ner Langεebene des Schraubenstiftes liegt.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3k hat ebenfallε einen kreisförmigen Querschnitt; weiterhin sind zwei exzentri- εche, kreisförmige Ausnehmungen mit unterschiedlichem Ra¬ dius vorgesehen.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 31 hat ebenfalls einen kreisförmigen Querεchnitt; es ist eine nutförmige Ausneh¬ mung vorgesehen, die etwa die Querschnittεgeεtalt der Zahl "7" aufweist, wobei der lange Schenkel der Nut die Außenkontur des Schraubenkopfeε durchbricht. Der Schrau¬ benkopf gemäß Fig. 31 weist einen vollständig unsymmetri¬ schen Querschnitt auf.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3m hat einen guadratischen Querεchnitt, wobei eine Flanke des Quadrats eine halb¬ kreisförmige Ausnehmung aufweist.

Der Schraubenkopf gemäß 3n hat einen kreisförmigen Quer¬ schnitt mit einer innenliegenden, regellosen Ausnehmung. wodurch der Schraubenkopf eine unsymmetrische Quer- schnittsgestalt hat.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3o ist wie derjenige der Fig. 3d, 3i mit radial nach außen gerichteten Zinken ver¬ sehen, wobei ein Zinken fehlt und an Stelle des Zinkens eine dreieckförmige Ausnehmung angebracht iεt.

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Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3p ist fünfeckig ausgebil¬ det; es ist weiterhin eine außerhalb der Symmetrieebene liegende, durchgehende Nut vorgeεehen.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3q hat eine kreisförmige Querschnittsgestalt; an diametral gegenüberliegenden Sei¬ ten sind zwei teilkreiεförmige Auεnehmungen mit unter¬ schiedlich großem Radius vorgesehen.

Der Schraubenkopf gemäß Fig. 3r hat einen trapezförmigen Querschnitt.

Die verschiedenen Schraubenkopfformen ermöglichen eine eindeutige Kennzeichnung der Winkellage der Stiftschrau¬ ben. Die unεymmetriεche Form bzw. die nur bezuglich einer Langεebene symmetrische Form der Schraubenkopfe stellt insoweit eine Markierung für die jeweilige Winkellage der Stiftεchraube dar, bzw. eε kann hierdurch eine eindeutige Auεrichtung des Gewindebeginns der Gewindeabschnitte zu den Schraubenkopfen erzielt werden.

In den Fig. 4a, 4b ist ein Beiεpiel für eine zweckmäßige Dimensionierung einer Stiftschraube bei vorgegebenen Pro¬ portionen der Gewindebohrungen in den beiden zu ver¬ schraubenden Bauteilen gezeigt.

Die Stiftschraube 15 iεt in die Gewindebohrungen 9, 10 der Bauteile 2 bzw. 3 eingeschraubt. Die Stiftschraube 15 weiεt zwei Gewindeabεchnitte 5, 6 mit unterschiedlichem Durchmesser dl, d2 auf, wobei der erste Gewindeabschnitt 5 eine kleinere Steigung s als der zweite Gewindeab¬ schnitt 6 mit größerer Steigung S aufweist, siehe Fig. 4a. Der Gewindeabschnitt 5 hat die Lange 11, der Gewinde-

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abschnitt 6 die Lange 12. Die beiden Gewindeabschnitte sind durch den gewindefreien Schraubenschaft 14 mit der Lange 13 getrennt. Dem ersten Gewindeabschnitt 5 benach¬ bart ist ein Schraubenkopf 19 vorgesehen.

Fig. 4b zeigt die Stiftεchraube 15 in zwei verεchiedenen Poεitionen eingeεchraubt in die Bauteile 2, 3. In der linken Teilhalfte der Fig. 4b iεt die Stiftschraube 15 nur mit dem Gewinde der ersten Gewindebohrung 9 des Bau¬ teiles 2 verschraubt, wahrend der zweite Gewindeabschnitt 6 der Stiftschraube 15 gerade am Gewinde der zweiten Ge¬ windebohrung 10 des Bauteiles 3 einzugreifen beginnt; die einander zugewandten Oberflachen 7 und 8 der Bauteile 2 bzw. 3 weisen den Abstand 1 zueinander auf. Der Abstand 1 ist εo gewählt, daß infolge der Differenz der Gewinde¬ steigungen S und s der Gewindeabschnitte 6 bzw. 5 der Ab¬ stand 1 nach n Umdrehungen der Stiftεchraube 15 überwun¬ den wird; der Abεtand 1 berechnet εich demzufolge auε der Differenz der Gewindeεteigungen multipliziert mit der An¬ zahl n an Umdrehungen.

In der rechten Teilhalfte der Fig. 4b iεt die Stift¬ schraube 15 vollεtandig in die Gewindebohrungen 9, 10 der Bauteile 2 und 3 eingeεchraubt, so daß die Oberflachen 7, 8 der Bauteile 2, 3 mit Kontakt aneinanderiiegen.

An die Gewindebohrung 9 im Bauteil 2, die die Lange LI hat, schließt sich in Richtung des zweiten Bauteiles 3 ein gewindefreier Abschnitt 28 der Lange tl an. In ent¬ sprechender Weise ist auch die Auεnehmung im Bauteil 3 auεgefuhrt. Dem Bauteil 2 zugewandt iεt zunächst ein ge¬ windefreier Abschnitt 29 der Lange t2 vorgesehen, an den sich die Gewindebohrung 10 der Lange L2 anschließt» Die

Auεnehmung im Bauteil 2 ist als durchgehende Bohrung, die Ausnehmung im Bautei ' 1 3 als Sacklochbohrung ausgeführt.

Um die Stiftschraube 15 so zu proportionieren, daß die Bauteile 2, 3 ohne Probleme verschraubt werden können, ist vorgesehen, die Lange 11 des erεten Gewindeabεchnitts 5 der Stiftschraube 15 um ein beεtimmteε Maß Δl gegenüber der Lange LI deε aufnehmenden Gewindeε 9 deε Bauteilε 2 vergrößert auεzufuhren. Die Lange 13 des gewindefreien Schraubenschaftes 14 der Stiftεchraube 15 entspricht da¬ bei der Lange tl und t2 der beiden gewindefreien Ab- εchnitte 28, 29 in den Bauteilen 2 bzw. 3, reduziert um daε Maß Δl . Mit anderen Worten iεt die Länge des ersten Gewmdeabschnittes 5 und des Schraubenschaftes 14 der Stiftschraube 15 etwa gleich lang wie die Lange der Ge¬ windebohrung 9 im Bauteil 2 einschließlich der beiden ge¬ windefreien Abschnitte 28, 29, wobei lediglich die Lan- genverhältnisse von Gewindeabschnitt zu gewindefreiem Ab¬ schnitt verschoben sind. Dies hat den Vorteil, daß der erste Gewindeabschnitt 5 der Stiftschraube 15, der langer ausgeführt ist als die entsprechende Gewindebohrung 9 im Bauteil 2, während der Vormontage bereits teilweiεe in die Gewindebohrung 9 eingeεchraubt werden kann und da¬ durch im Bauteil 2 unverlierbar gehalten ist. Zur Fertig¬ montage wird die Stiftεchraube 15 mit dem Bauteil 2 in eine Flucht mit der Gewindebohrung 10 im zweiten Bauteil 3 gebracht, wobei das Gewinde des zweiten Gewindeab- εchnittε 6 der Stiftεchraube 15 gerade am Gewindebeginn der Gewindebohrung 10 anliegt; die Stiftεchraube 15 iεt dabei εo weit in der ersten Gewindebohrung 9 einge¬ εchraubt worden, daß die beiden Bauteile 2, 3 mit einem bestimmten Abstand 1 zueinander liegen, der nach einer vorgegebenen Anzahl an Umdrehungen n überwunden wird.

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Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Länge 12 des zweiten Gewindeabschnittes 6 nicht langer ist als das aufnehmende Gewinde 10 des zweiten Bauteils 3, das die Lange L2 aufweist. In vollständig eingeschraubter Lage ist der zweite Gewindeabschnitt 6 der Stiftschraube 15 vollständig von der Gewindebohrung 10 des zweiten Bauteileε 3 aufgenommen; auch der erste Gewindeabschnitt 5 ist vollεtandig in die erεte Gewinde¬ bohrung 9 eingeεchraubt, wobei der gewindefreie Abschnitt 14 der Stiftschraube 15 im Bereich der gewindefreien Ab¬ schnitte 28, 29 der Bauteile 2, 3 liegt.

Die Dimensionierung der Stiftschraube in Abhängigkeit von den Proportionen der zu verschraubenden Bauteile wird zweckmäßig in Form eines Algorithmus auf einer Datenver¬ arbeitungsanlage bestimmt.

In den Fig. 5a bis 5d ist ein weiteres Auεfuhrungεbei- εpiel anhand der Montage eineε Kurbelwellenlagerdeckels auf ein Kurbeigehause gezeigt. Gemäß Fig. 5a werden zwei parallele Stiftschrauben 15 von dem Montageautomaten 1 über die Montagewerkzeuge 12 in Gewindebohrungen eines Kurbelwellenlagerdeckels 30 und eines Kurbelgehäuses 17 eingeschraubt. Fig. 5a zeigt die Vorrichtung zu Beginn des drehwinkelgeεteuerten Voranziehenε; in dieser Positi¬ on klafft zwischen dem Kurbeigehause 17 und dem Kurbel- wellenlagerdeckel 30 ein Spalt der Breite 1. Gemäß Fig. 5b wird eine Stiftschraube 15 mit zwei Gewindeabschnitten 5, 6 unterschiedlichen Durchmesεerε (Abschnitt 5 hat den größeren Durchmesser) verwendet, die dafür geeignet ist, die Vormontage und die Endmontage in der gleichen Monta¬ gerichtung durchzufuhren. Der Schraubenkopf 19 iεt alε Innenkant-Schlusselansatz ausgeführt.

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Die Fig. 5c und 5d zeigen eine Draufsicht auf den Kurbel- wellenlagerdeckel 30 in verεchiedenen Stadien des Anzieh¬ vorganges. In Fig. 5c sind die Stiftschrauben zu Beginn des Montagevorganges bzw. nach Beendigung des drehwinkel- geεteuerten Voranziehens dargestellt; die Schraubenkopfe 19 der Stiftschrauben sind in die gleiche Richtung ausge¬ richtet. Fig. 5d zeigt die Stiftschrauben am Ende des Montagevorganges. Nach dem drehmomentgeεteuerten Feεtan- ziehen weisen die Stiftschrauben nach Erreichen eines ge¬ meinsamen vorgegebenen Drehmoment-Endwertes eine indivi¬ duelle Winkellage auf. Die unterεchiedliche Winkellage kann auch dadurch zustande kommen, daß jede Stiftschraube mit einem individuellen Anzugsdrehmoment festgezogen wird.

In den Fig. 6a, 6b iεt die Montage eines Lagerdeckels 31 auf eine Pleuelstange 32 gezeigt. Die Gewindeabschnitte der Stiftschraube 15 weisen wiederum einen unterschiedli¬ chen Durchmesser auf und der Schraubenkopf 19 ist als In¬ nenkant-Schlusselansatz ausgebildet. Die Stiftschrauben 15 werden vollständig in die Bauteile 31, 32 versenkt, wodurch der Bauraum reduziert wird. Aufgrund des gleich¬ gangigen Differenzgewindes können Stiftschrauben 15 mit einem geringen Anzugsdrehmoment festgezogen werden, wobei dennoch eine hohe Schraubenkraft zwischen den Bauteilen wirkt. Denkbar ist es auch, Stiftschrauben 15 mit glei¬ chen Durchmessern an den Gewindeabεchnitten zu verwenden. Der Lagerdeckel 31 wird durch Brechen (εog. Cracken) oder Ziehen von der Pleuelεtange getrennt. Die Gewindebohrun¬ gen in der Pleuelεtange werden jedoch vor dem Brechen (Cracken) hergestellt. Im Lagerdeckel 31 iεt der Gewinde¬ abschnitt mit dem größeren Durchmesser und der kleineren Gewindesteigung vorgeεehen. Der Gewindeabschnitt mit dem kleineren Durchmesser und der größeren Gewindesteigung

befindet sich in der Pleuelstange, wobei beide Gewindeab¬ schnitte durch einen gewindelosen Bohrungsabschnitt ge¬ trennt sind, in dessen Ebene auch die Bruchebene zwischen Pleuelεtange und Lagerdeckel gelegt iεt.

Im vormontierten Zustand von Lagerdeckel 31 und Pleuel¬ stange 32 wird durch die Stiftschrauben 15 stets ein in jeder Richtung wirkender Formschluß und im festmontierten Zustand ein ebenfalls in jeder Richtung wirkender Form¬ schluß und Kraftschluß erreicht. Die vormontierten Bau¬ teile 31 und 32 bewegen sich bei der Fertigmontage auf¬ einander zu, wobei die Bruchflächen an der Pleuelstange und dem Lagerdeckel εich zunächst berühren, bevor sie ge¬ geneinander verspannt werden. Ein derart verεchraubter Lagerdeckel 31 erfordert keine weiteren Sicherungselemen- te gegen Längs- und Querschub bzw. Drehung der Bauteiel zueinander.

Die Fig. 7a, 7b zeigen eine Kurbelwelle mit einem aufmon¬ tierten Schwungrad und mehreren Gegengewichten. Die Ge¬ gengewichte 34 sind mittels der Stiftschrauben 15 mit der Kurbelwelle 33 verschraubt, wobei die Stiftschrauben etwa radial in Richtung der Längsachse 38 der Kurbelwelle aus¬ gerichtet sind. Weiterhin ist an einem Kurbelwellenende ein Schwungrad 35 vorgesehen, das ebenfalls über Stift¬ schrauben 15 an die Kurbelwelle 33 angeschraubt ist. Die Stiftεchrauben 15 des Schwungrades 35 liegen achsparallel zur Längsachse 38 der Kurbelwelle 33. Auf der dem Schwungrad 35 gegenüberliegenden Seite der Kurbelwelle 33 ist ein weiteres Auεgleichεgewicht 36 vorgeεehen, daε gleichfallε mittelε Stiftεchrauben 15 an der Kurbelwelle befeεtigt ist.

Fig. 7b zeigt einen Schnitt durch die Kurbelwelle 33 mit einer Ansicht auf ein Gegengewicht 34. In der linken

Teilhälfte der Fig. 7b ist daε Gegengewicht 34 zu Beginn deε Montagevorgangε dargestellt; das Gegengewicht 34 liegt noch mit Abstand 1 zu einem Nocken 37 der Kurbel¬ welle 33, an dem das Gegengewicht befestigt wird. In der rechten Teilhälfte der Fig. 7b ist das Gegengewicht 34 fest am Nocken 37 angezogen.

Die Fig. 8a bis 8f zeigen verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Einbringen von Gewinden in vorgebohrte Bau¬ teile.

Die Fig. 8a bis 8c zeigen das Herstellen von gleichge¬ richteten Gewinden unterschiedlicher Steigung in vorge¬ bohrte Bauteile 2, 3. Die Gewindebohrungen 9, 10 in den jeweiligen Bauteilen 2, 3 werden im Gewindeschneidverfah¬ ren erzeugt; alternativ dazu ist auch ein spanloses Ge¬ winderollen möglich.

Das Gewindeschneiden erfolgt mit einem Gewindeεchneid- werkzeug 39, welcheε im Bereich eineε axialen Endes zwei hintereinander angeordnete Schneidkopfe 40, 41 aufweist, wobei der erste Schneidkopf 40 einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite Schneidkopf 41, der sich bis zur axialen Stirnseite des Schneidwerkzeuges 39 erstreckt. Die beiden Schneidköpfe 40, 41 erzeugen Gewinde mit un¬ terschiedlichen Steigungen, wobei zweckmäßig der erste Schneidkopf 40 mit größerem Durchmesser ein Gewinde klei¬ nerer Steigung erzeugt als der zweite Schneidkopf 41. Die beiden Gewindebohrungen 9, 10 werden vorteilhaft in einem Arbeitεgang in Richtung deε Pfeileε 42 erzeugt, wobei zu¬ nächst daε Gewinde der Gewindebohrung 9 in das Bauteil 2 von dem Gewindekopf 40 eingeschnitten wird und anschlie¬ ßend das Gewinde der Gewindebohrung 10 deε zweiten Bau- teileε 3 vom Schneidkopf 41 eingeεchnitten wird. An das

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Gewinde der Gewindebohrung 9 schließt sich ein gewinde¬ freier Abschnitt an, dessen Durchmesser so bemessen iεt, daß der erεte Schneidkopf 40 ohne Behinderung hmdurchge¬ fuhrt werden kann. Der Vorschub des Schneidwerkzeuges 39 ist vorteilhaft in Abhängigkeit von der Umdrehungsge¬ schwindigkeit und der jeweiligen Gewindesteigung gewählt.

Die Fig. 8d, 8e zeigen ein Gewindeschneidwerkzeug 39 in zweiteiliger Auεfύhrung. Daε Schneidwerkzeug 39 weiεt ei¬ ne Gewindeεtange 43 mit einem erεten Schneidkopf 40 klei¬ neren Durchmessers auf. Die Gewindestange 43 ist in Achε- richtung relativ zu einer Gewindehulεe 44 zu bewegen, de¬ ren Außengewinde alε Schneidkopf 41 mit größerem Durch- meεεer auεgebildet iεt. Der Schneidkopf 40 an der Gewin¬ deεtange 43 iεt zweckmäßig dazu geeignet, ein Gewinde mit größerer Steigung zu εchneiden als der Schneidkopf 41 an der Gewindehύlse 44. Auf der den jeweiligen Schneidkopfen abgewandten Seite weisen εowohl die Gewindeεtange 43 alε auch die Gewindehülse 44 Eingriffe 45 auf, mit denen die jeweiligen Bauteile axial gesichert werden können.

Der Draufsicht der Fig. 8e ist zu entnehmen, daß sowohl die Gewindestange 43 als auch die umgreifende Gewinde- hulεe 44 einen charakteriεtiεch geformten Schraubenkopf aufweiεen, der eindeutig erkennen laßt, in welcher aktu¬ ellen Winkellage εich die Gewindeεtange und die Gewinde- hülεe befinden.

Fig. 8f zeigt eine Bohrvorrichtung 46, die mit Aufnahme- einheiten 47 versehen ist, in die die Gewindeschneidwerk- zeuge eingesetzt werden können. Die Bohrvorrichtung 46 weist eine Vorschubsteuerung auf, die in Abhängigkeit von der Steigung deε zu εchneidenden Gewindes eingestellt

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werden kann. Als Bohrvorrichtung 46 kann der Montageauto¬ mat eingesetzt werden.

In den Fig. 9a bis 9d ist das Verbindungselement 4 in der Ausführung als Überwurfmutter 48 dargestellt. Zur besse¬ ren Verständlichkeit sind gleiche Bauteile wie bei den bisher beschriebenen Beispielen mit gleichen Bezugszei¬ chen versehen.

Die Überwurfmutter 48 weist zwei Gewindeabschnitte 5, 6 auf, die "jeweils als Innengewinde 60, 61 der etwa zylin¬ derförmigen Überwurfmutter ausgeführt sind. Die Gewinde¬ abschnitte 5, 6 sind gleichgerichtet und haben eine un¬ terschiedliche Gewindesteigung. Der zweite Gewindeab¬ schnitt 6 mit größerer Steigung weist auch einen größeren Durchmesser auf. Der Außenmantel der Überwurfmutter 48 ist zweckmäßig mit einer Schlusselkontur verεehen, so daß die Überwurfmutter von einem entsprechend geformten Werk¬ zeug angezogen und gelost werden kann. Zwischen den bei¬ den Gewindeabschnitten 5, 6 iεt ein gewindefreier Innen¬ abschnitt 14 vorgesehen. Der erste und der zweite Gewin¬ deabschnitt 5 bzw. 6 erstrecken sich jeweils etwa über knapp die halbe Lange der Überwurfmutter und sind von dem gewindefreien Innenabschnitt geringer Lange getrennt.

Die Überwurfmutter 48 ist dafür vorgeεehen, zwei Gewinde¬ glieder 49, 50 zu verbinden, die mit den Gewindeabschnit- ten 5, 6 der Überwurfmutter entεprechenden Gewinden ver¬ εehen εind. Die Gewindeglieder 49, 50 sind als Gewinde¬ bolzen bzw. Gewindeεtutzen auεgefuhrt und sind Teile von Bauteilen 2, 3.

Zum Verschrauben der Gewindeglieder 49, 50 wird die Über¬ wurfmutter 48 gemäß Fig. 9b mit dem ersten Gewindeab-

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schnitt 5 kleineren Durchmessers zunächst auf das Gewin¬ deglied 49 in Richtung des Pfeiles 51 aufgeschraubt. Hierbei iεt zu beachten, daß die Überwurfmutter so weit aufgeschraubt wird, bis ein Teil des ersten Gewindeab- εchnitteε 5 im Bereich deε gewindefreien Abschnittes des Gewindegliedeε 49 liegt. Zweckmäßig iεt ein Anεchlag 53 am Gewindeglied 49 vorgesehen, der am gewindefreien Teil des Gewindeglieds 49 angeordnet ist und die Endstellung der in Fig. 9b gezeigten Vormontage markiert. In dieser Endεtellung liegt der Anεchlag 53 des Gewindegliedes 49 an der Stirnεeite der Überwurfmutter 48 an.

Für die Endmontage wird die Überwurfmutter 48 gemäß Fig. 9c, 9d in Gegenrichtung 52 auf das zweite Gewindeglied 50 aufgeschraubt, wobei die sich an den Gewindeabεchnitt des Gewmdeglieds 49 anschließende Stirnseite kegelig zulauft und in eine komplementär geformte, trichterförmige Aus¬ nehmung im zweiten Gewindeglied 50 einfuhrbar ist.

Die Fig. 9c stellt den Beginn der Endmontage dar, in der die kegelig zulaufende Stirnseite des ersten Gewinde¬ glieds 49 mit axialem Abεtand 1 zur trichterförmigen Auε- nehmung deε zweiten Gewindegliedε 50 liegt. Der Abεtand 1 entεpricht vorteilhaft der Differenz der Gewindeεteigun- gen der Gewindeabεchnitte 6 bzw. 5 der Überwurfmutter 48, multipliziert mit der Anzahl an Umdrehungen n, die die Überwurfmutter 48 zur Überwindung des Abstandes 1 ausfuh¬ ren muß.

Fig. 9d zeigt die Vorrichtung in fertig montiertem Zu¬ stand, in welchem die Gewindeglieder 49, 50 fest verbun¬ den sind. Die Gewindeglieder 49, 50 können alε Leitungen auεgebildet sein und einen Innenkanal 54, 55 aufweisen. Die kegelige Ausbildung der Stirnseite des Gewindegliedes

49 und die komplementär geformte Ausnehmung im Gewinde¬ glied 50 gewahrleisten hierbei eine dichte Verbindung.

Die Fig. 10a, 10b zeigen das vorgeεchriebene Verfahren unter Verwendung einer Überwurfmutter am Beispiel einer Einεpritzleitung. Das Bauteil 2 ist als Einspritzleitung 56 ausgeführt, die an ihren jeweiligen axialen Endberei¬ chen mit Gewindegliedern 49 verεehen ist. Die beiden Ge¬ windeglieder 49 sollen mit Hilfe von Überwurfmuttern 48 auf Gewindeεtutzen 50 eineε Bauteileε 3 aufgeεchraubt werden.

Die Einεpritzleitung 56 beεchreibt einen Bogen, so daß die im Endbereich angeordneten Gewindeglieder 49 sich winklig kreuzen, insbesondere unter einem Winkel von etwa 90°. Zu Beginn des Verschraubungεvorganges liegt die axiale Stirnseite jedes Gewindegliedes 49 mit Abstand 1 zur aufnehmenden trichterförmigen Auεnehmung im jeweili¬ gen Gewindeεtutzen 50. Eε wird zunachεt nur ein Gewinde¬ glied 49 in Richtung des Pfeiles 52 mit der Überwurfmut¬ ter 48 auf den Gewindestutzen 50 aufgesetzt und lediglich geringfügig angezogen, um die Einspritzleitung 56 unver¬ lierbar festzulegen.

Gemäß Fig. 10b wird im folgenden Schritt das Gewindeglied 49 am gegenüberliegenden Ende der Einspritzleitung voran¬ gezogen, so daß auch das zweite Ende der Einspritzleitung 56 mit dem Bauteil 3 verbunden ist. Daraufhin werden bei¬ de Gewindemuttern nacheinander oder gleichzeitig bis zum Erreichen einer vorgegebenen Winkellage bzw. eines vorge¬ gebenen Drehmoment-Endwertes festgezogen, so daß eine flussigkeitsdichte und druckdichte Verbindung gegeben ist.

Die Fig. Ila bis lid zeigen daε Verschrauben von zwei Bauteilen mit einer Überwurfmutter 48 in einer anderen Ausführung. Die Überwurfmutter 48 weist einen ersten Ge¬ windeabschnitt 5 mit kleiner Steigung auf, welcher sich auf der Innenseite der Überwurfmutter etwa über die halbe Lange der Überwurfmutter erstreckt. Der zweite Gewindeab- εchnitt 6 iεt auf der Außenεeite 57 der Überwurfmutter mit größerem Durchmeεεer angeordnet; der Gewindeabεchnitt 6 hat eine größere Steigung alε der als Innengewinde 60 ausgebildete erste Gewindeabschnitt 5, er ist geringfügig langer alε die halbe Lange der Überwurfmutter 48 ausge¬ bildet. Beide Gewindeabschnitt erstrecken sich biε zur gleichen Stirnεeite 59 der Überwurfmutter. Im Anschluß an den zweiten, als Außengewinde 62 ausgebildeten Gewindeab¬ schnitt 6 ist ein Mutternkopf 58 vorgesehen, desεen Durchmesser vorteilhaft großer ist als der Durchmesser des Außengewindes 62. Der Mutternkopf 58 weist zweckmäßig eine Kontur auf, die ein problemloses Ansetzen eines Mon- tagewerkzeugeε erlaubt und zudem die aktuelle Winkellage der Überwurfmutter kennzeichnet. Auf der Außenεeite 57 ist zwischen dem Mutternkopf 58 und dem Außengewinde 62 ein kurzer gewindefreier Abschnitt vorgesehen.

Daε Außengewinde 62 der Überwurfmutter ist in das Gewin¬ deglied 50 einzuschrauben, das eine Gewindebohrung auf¬ weist. Das Innengewinde 60 der Überwurfmutter wird mit dem Gewindeglied 49 verεchraubt.

Daε Verfahren zum Verschrauben der Bauteile entspricht im wesentlichen demjenigen auε Fig. 9. Gemäß Fig. Ilb wird die Überwurfmutter 48 zur Vormontage zunächst in Richtung des Pfeileε 51 auf das Gewindeglied 49 aufgeschraubt, wo¬ bei der Anschlag 53 des Gewmdeglieds 49 in den gewinde¬ freien Innenabschnitt 14 der Überwurfmutter 48 einragt

und an eine Stirnseite des Innengewindes anschlagt. Zur Fertigmontage gemäß Fig. 11c, lid wird die Überwurfmutter 48 und daε Gewindeglied 49 in Richtung des Pfeiles 52 verschoben, bis das Außengewinde 62 der Überwurfmutter 48 am Gewinde der Gewindebohrung des zweiten Gewindeglieds 50 zu greifen beginnt. Daraufhin wird gemäß Fig. lid die Überwurfmutter 48 in die Gewindebohrung deε zweiten Ge- windegliedε 50 eingedreht, bis die εpitz zulaufende Stirnεeite deε erεten Gewindegliedε mit Kontakt in einer komplementär geformten Ausnehmung deε zweiten Gewmde¬ glieds anliegt. Wahrend des Einschraubenε der Überwurf¬ mutter in das zweite Gewindeglied 50 legt das erεte Ge¬ windeglied 49 die axiale Stellbewegung 1 zurück.

Fig. 12a, 12b zeigt eine Ausführung am Beispiel einer Einspritzleitung. Die Einspritzleitung 56 ist etwa U-för¬ mig ausgebildet und weiεt an beiden axialen Endbereichen jeweilε ein Gewindeglied 49 auf. An jedem Gewindeglied 49 iεt eine Überwurfmutter 48 vormontiert, wobei in der lin¬ ken Bildhalfte der Fig. 12a, 12b die Überwurfmutter 48 mit einem Innengewinde und einem Außengewinde verεehen iεt und die Überwurfmutter gemäß der rechten Bildhalfte zwei Innengewinde aufweist. Der Anziehvorgang erfolgt für beide Überwurfmuttern in Richtung des Pfeiles 52 , wobei die Überwurfmuttern zunächst an das Gewinde des zweiten Gewindeglieds 50 angesetzt werden. Die kegelig zulaufende Stirnseite jedes Gewindeglieds 49 liegt mit axialem Ab¬ stand 1 zur trichterförmigen Ausnehmung im zweiten Gewin¬ deglied 50.

Die Überwurfmuttern werden gemäß Fig. 12 b fest angezo¬ gen, εo daß eine dichte Verbindung zwiεchen den Gewinde¬ gliedern 49, 50 gegeben ist und Fluεεigkeit durch den

Flussigkeitskanal der Einspritzleitung 56 ohne Verluste geleitet werden kann.

Bei Verwendung mehrerer Überwurfmuttern ist es möglich, verschiedene Gewindesteigungen der einzelnen Gewindeab- εchnitte vorzusehen; hierdurch kann das Maß des Abstandes 1 zu Beginn des Anziehvorganges zwischen den einzelnen Gewindegliedern variiert werden oder die Anzahl an Umdre¬ hungen beeinflußt werden, die notwendig ist, um den Ab¬ stand 1 zu überwinden.