Die Befestigung eines Kunststoffteils an einem anderen Bau- teil wie z. B. die Befestigung eines Saugrohres am Zylinder- kopf einer Brennkraftmaschine mittels Befestigungsschrauben ist insofern problematisch, als die von den Befestigungs- schrauben auf das Kunststoffteil übertragenen Befestigungs- kräfte (Verspannkräfte) zu Verformungen und Fließen des Kunststoffes führen können. Es werden daher häufig metalli- sche Einsätze (Torque Limiter) in die Befestigungslöcher ein- gesetzt, um die auf das Kunststoffteil übertragenen Befesti- gungskräfte zu begrenzen.

Im Fall der Schraubverbindung zwischen dem Saugrohr und dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine sind im allgemeinen in Längsrichtung des Saugrohrflansches mehrere Befestigungslö- cher mit darin eingesetzten metallischen Einsätzen für eine entsprechende Anzahl von Befestigungsschrauben vorgesehen.

Die Befestigungslöcher können aufgrund der beim Spritzgießen des Kunststoffteils unvermeidlichen Toleranzen unterschiedli- che Abstände voneinander haben, wobei sich die Toleranzen bis zu beispielsweise 1,5 mm addieren können. Um bei unveränder- ten Abmessungen der Befestigungslöcher das Kunststoffteil dennoch mit dem anderen Teil verschrauben zu können, müsste der Schraubenschaft der Befestigungsschrauben entsprechend dünn gemacht werden, was jedoch aus Festigkeitsgründen aus- scheidet. Andererseits könnte man daran denken, die Befesti- gungslöcher des Kunststoffteils sowie die darin angeordneten metallischen Einsätze im Durchmesser so groß zu machen, dass

sie einen Ausgleich der Toleranzen ermöglichen. In diesem Fall säßen die Befestigungsschrauben in den metallischen Einsätzen jedoch so locker, dass sie nicht unverlierbar darin gehalten wären.

Häufig ist es jedoch aus Handlingsgründen erwünscht, das Kunststoffteil, die metallischen Einsätze und die Befesti- gungsschrauben vorzumontieren und dann die Befestigungs- schrauben in den metallischen Einsätzen unverlierbar zu hal- ten. Dies ist jedoch aus den geschilderten Gründen mit her- kömmlichen metallischen Einsätzen nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aus einem Kunststoffteil und einer Befestigungs- schraube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kunststoffteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 so wei- terzubilden, dass die Befestigungsschraube für die Zwecke ei- ner Vormontage im metallischen Einsatz bzw. Kunststoffteil unverlierbar gehalten wird und dennoch problemlos in das an- dere Bauteil eingeschraubt werden kann, ohne dass hierzu eine Querschnittsverringerung der Befestigungsschraube erforder- lich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Patentan- sprüchen 1 und 7 definierte Erfindung gelöst.

Nach der Lösung der Erfindung hat das Durchgangsloch des me- tallischen Einsatzes einen unrunden Querschnitt, dessen größ- te diametrale Abmessung in Längsrichtung des Kunststoffteils liegt und dessen kleinste diametrale Abmessung für eine enge Führung der Befestigungsschraube im Durchgangsloch ausgelegt ist. Ferner ist an der Wand des Durchgangsloches des metalli- schen Einsatzes mindestens ein Vorsprung vorgesehen, der quer zur Längsrichtung und somit quer zur größten diametralen Ab- messung des Durchgangsloches in das Innere des Durchgangslo- ches vorsteht, um die Befestigungsschraube im Durchgangsloch unverlierbar zu halten.

Durch diese geometrische Gestaltung des metallischen Einsat- zes lassen sich Toleranzen in der Richtung, in der die größ- ten Toleranzen auftreten, ausgleichen, ohne dass dies eine Verringerung des Schaftquerschnittes der Befestigungsschraube erfordert. Es kann daher eine herkömmliche Befestigungs- schraube mit üblichen Abmessungen verwendet werden. Da die Befestigungsschraube ferner quer zu der Richtung, in der die größten Toleranzen auftreten, eng geführt wird und in dieser Richtung mindestens ein Vorsprung vorgesehen ist, wird die Befestigungsschraube im Durchgangsloch des metallischen Ein- satzes unverlierbar gehalten. Das Kunststoffteil, der metal- lische Einsatz und die Befestigungsschraube können daher vor- montiert und als vormontierte Einheit mit dem anderen Bauteil verbunden werden.

Zweckmäßigerweise sind an der Wand des Durchgangsloches des metallischen Einsatzes zwei diametral gegenüberliegende Vor- sprünge in Form von Rampen vorgesehen, die mit dem Gewinde der Befestigungsschraube in Eingriff gelangen, wenn die Be- festigungsschraube durch den metallischen Einsatz hindurchbe- wegt wird. Die Befestigungsschraube wird somit für die Vor- montage durch Drehen in den metallischen Einsatz eingebracht.

Der Querschnitt des Durchgangsloches des metallischen Einsat- zes hat vorzugsweise eine ovale oder andere längliche Form, z. B. eine annähernd rechteckige Form. Der metallische Einsatz mit seinen Vorsprüngen kann beispielsweise durch Sintern oder Fließpressen oder auch durch Rollen und Nachschlagen herge- stellt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorsprung oder die Vorsprünge des metallischen Einsatzes an einem axialen Ende des Durchgangsloches angeordnet sind, um die Befestigungsschraube vor dem Verschrauben des Kunst- stoffteils mit dem anderen Bauteil in das Innere des Durch- gangsloches zurückziehen zu können. Hierdurch wird es mög

lich, die vormontierte Einheit aus Kunststoffteil, metalli- schem Einsatz und Befestigungsschrauben problemlos auf das andere Bauteil aufzusetzen, um es mit diesem zu verschrauben.

Um bei diesem Montageschritt zu verhindern, dass die Befesti- gungsschraube zusammen mit dem metallischen Einsatz aus dem Befestigungsloch des Kunststoffteils herausgedrückt wird, falls die Befestigungsschraube mit ihrem Gewindeabschnitt noch aus dem metallischen Einsatz vorsteht, wird der metalli- sche Einsatz vorzugsweise an seinem Umfang mit einem Absatz versehen, der mit einer entsprechenden Gegenschulter in dem Befestigungsloch des Kunststoffteils zusammenwirkt, um den metallischen Einsatz im Kunststoffteil axial zu sichern.

Hierdurch wird gleichzeitig sichergestellt, dass der metalli- sche Einsatz in seiner korrekten Ausrichtung in das Befesti- gungsloch des Kunststoffteils eingesetzt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch bei einem Kunststoffteil anwendbar, das ohne Verwendung metallischer Einsätze mit dem anderen Bauteil verschraubt wird. In diesem Fall ist die er- findungsgemäß vorgesehene Geometrie des Durchgangsloches des metallischen Einsatzes unmittelbar an dem Befestigungsloch des Kunststoffteils vorgesehen. Das bedeutet, dass das Befes- tigungsloch des Kunststoffteils einen unrunden Querschnitt hat, dessen größte diametrale Abmessung in der Längsrichtung des Kunststoffteils liegt und dessen kleinste diametrale Ab- messung für eine enge Führung der Befestigungsschraube ausge- legt ist, und dass an der Wand des Durchgangsloches des Kunststoffteils mindestens ein Vorsprung vorgesehen ist, der quer zur Längsrichtung in das Innere des Befestigungsloches vorsteht, um die Befestigungsschraube im Kunststoffteil un- verlierbar zu halten.

Da in diesem Fall die Befestigungsschraube nur mit einer ge- ringeren Vorspannkraft festgezogen werden kann und außerdem der Kunststoff des Kunststoffteils sich mit der Zeit setzt, kann sich die Befestigungsschraube allmählich lockern. Zweck

mäßigerweise ist daher vorgesehen, dass das Gewinde der Be- festigungsschraube im anderen Bauteil durch eine Klebeverbin- dung gesichert wird, wie dies im Stand der Technik grundsätz- lich bekannt ist.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin- dung näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung aus Kunststoffteil, metallischem Einsatz und Befes- tigungsschraube, die mit einem anderen Bauteil verbunden ist ; Fig. 2 einen um 90° gedrehten Schnitt der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ; Fig. 3 eine Draufsicht auf den metallischen Einsatz der An- ordnung in den Fign. 1 und 2.

Wie in den Fign. 1 und 2 gezeigt, ist ein Kunststoffteil 1 durch eine Schraubverbindung an einem anderen Bauteil 2 be- festigt. Bei dem Kunststoffteil 1 kann es sich beispielsweise um den Flansch eines Saugrohres einer Brennkraftmaschine han- deln, während das andere Bauteil 2 ein Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ist. Es versteht sich, dass bei einer der- artigen Anwendung mehrere derartige Schraubverbindungen in einer Längsrichtung L (s. den Doppelpfeil in Fig. 2) mit Ab- stand zueinander vorgesehen sind, wobei jedoch der Einfach- heit halber nur eine derartige Schraubverbindung dargestellt ist. Im übrigen sind auch andere Anwendungsfälle denkbar, bei denen ein Kunststoffteil durch mehrere Schraubverbindungen an einem anderen Bauteil befestigt wird.

Wie dargestellt, hat das Kunststoffteil 1 ein durchgehendes Befestigungsloch 3, durch das sich eine Befestigungsschraube 4 hindurcherstreckt und mit einer zu dem Befestigungsloch 3 ausgerichteten Gewindebohrung des anderen Bauteils 2 ver- schraubt ist. Die Befestigungsschraube 4 ist eine herkömmli

che Dehnschraube mit einem Kopf 5, einem Schraubenschaft 6 und einem Gewindeabschnitt 7. Der Durchmesser des Gewinde- schaftes 6 entspricht dem Grunddurchmesser des Gewindes des Gewindeabschnitts 7.

In das Befestigungsloch 3 des Kunststoffteils 1 ist ein me- tallischer Einsatz 8 in Form einer Hülse eingesetzt, dessen axiale Länge im wesentlichen der Länge des Befestigungsloches 3 entspricht. Der metallische Einsatz 8 wirkt somit als"Tor- que Limiter", der beim Verschrauben des Kunststoffteils 1 mit dem anderen Bauteil 2 die auf das Kunststoffteil 1 übertrage- nen Verspannkräfte begrenzt.

Wie bereits erwähnt, sind in Längsrichtung L des Kunststoff- teils 1 (Saugrohrflansch) mehrere Schraubverbindungen vorge- sehen. Beim Herstellen des Kunststoffteils 1, beispielsweise beim Spritzgießen, ist es unvermeidlich, dass die Befesti- gungslöcher 3 für diese Schraubverbindungen aufgrund von Fer- tigungstoleranzen oder anderen Toleranzen unterschiedliche Abstände zueinander haben. Es kommt dann zu einem Mittenver- satz zwischen den Mittellinien der Befestigungslöcher des Kunststoffteils 1 einerseits und den Gewindebohrungen des an- deren Bauteils 2 andererseits. Wie eingangs erwähnt, können sich die Toleranzen beispielsweise bis zu 1,5 mm addieren.

Um einen Ausgleich derartiger Toleranzen zu ermöglichen, hat das Durchgangsloch 9 des metallischen Einsatzes 8 eine ovale Form, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Statt einer ovalen Form könnte auch eine andere längliche Form wie z. B. eine annä- hernd rechteckige Form verwendet werden. In jedem Fall liegt die größte diametrale Abmessung des Durchgangsloches 9 des metallischen Einsatzes 8 in Längsrichtung L, in der die größ- ten Toleranzen auftreten. Wie Fig. 2 zeigt, hat dann der Ge- windeschaft 6 der Befestigungsschraube 4 ein relativ großes Spiel S gegenüber dem metallischen Einsatz 8 in der Längs- richtung L.

Zweckmäßigerweise hat der metallische Einsatz 8 eine gleich- mäßige Wandstärke, so dass der Umfang des metallischen Ein- satzes 8 im Querschnitt die gleiche längliche Form wie das Durchgangsloch 9 hat. Somit hat der metallische Einsatz 8 insgesamt einen ovalen bzw. länglichen Querschnitt, an den zweckmäßigerweise der Querschnitt des Befestigungsloches 3 des Kunststoffteils 1 angepasst ist.

Das Durchgangsloch 9 des metallischen Einsatzes 8 hat in ei- ner Richtung quer zur Längsrichtung L eine diametrale Abmes- sung, die eine enge Führung der Befestigungsschraube 4 im me- tallischen Einsatz 8 sicherstellt. Ferner sind an der Wand des Durchgangsloches 9 des metallischen Einsatzes 8 zwei dia- metral gegenüberliegende Vorsprünge 10 in Form von Rampen vorgesehen, die quer zur Längsrichtung L in das Innere des Durchgangsloches 9 vorstehen, wie in den Fign. 1 und 3 zu se- hen ist. Die Vorsprünge 3 sind so gestaltet und dimensio- niert, dass sie mit dem Gewinde der Befestigungsschraube 4 in Eingriff treten, wenn die Befestigungsschraube 4 durch den metallischen Einsatz 8 axial hindurchbewegt wird. Genauer ge- sagt, wird hierbei das Gewinde der Befestigungsschraube 4 durch die Vorsprünge 10 hindurchgedreht, so dass die Schraube 4-ähnlich wie bei einer Gewindeverbindung-durch Drehen in den metallischen Einsatz 8 eingebracht wird.

Die ovale bzw. längliche Form des metallischen Einsatzes 8 und somit der Durchgangsbohrung 9 erlaubt einen Ausgleich von Toleranzen des Befestigungsloches 3 in Längsrichtung L. Die beiden Vorsprünge 10 und die enge Führung der Befestigungs- schraube 4 in einer Richtung quer zur Längsrichtung L sorgen für eine verliersichere Halterung der Befestigungsschraube 4 im metallischen Einsatz 8 vor der Befestigung des Kunststoff- teils 1 an dem anderen Bauteil 2.

Die beiden Vorsprünge 10 sind an dem (in Fig. l) oberen axia- len Ende des metallischen Einsatzes 8 vorgesehen, um den Ge- windeabschnitt 7 in das Durchgangsloch 9 des metallischen

Einsatzes einziehen zu können, wie noch genauer erläutert wird.

Am selben axialen Ende ist der metallische Einsatz 8 an sei- nem Umfang mit einem Hinterschnitt in Form eines Absatzes 11 versehen, der mit einer Gegenschulter 12 eines ringförmigen Vorsprungs in dem Befestigungsloch 3 des Kunststoffteils 1 zusammenwirkt, wie ebenfalls noch genauer erläutert wird.

Es wird nun die Montage des Kunststoffteils 1 (Flansch eines Saugrohres) an dem anderen Bauteil 2 (Zylinderkopf) beschrie- ben. Hierbei wird in einem mittleren Bereich des Saugrohres eine Schraubverbindung (nicht gezeigt) verwendet, bei der der metallische Einsatz 8 und somit das Befestigungsloch 3 des Kunststoffteils kreiszylindrisch ausgebildet sind, wodurch das Kunststoffteil 1 relativ zu dem anderen Bauteil 2 zent- riert wird. Außerhalb dieser zentrierenden Schraubverbindung werden dann Schraubverbindungen verwendet, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind.

Um das Kunststoffteil 1 an dem anderen Bauteil 2 anzubringen, werden das Bauteil 1, die metallischen Einsätze 8 und die Be- festigungsschrauben 4 vormontiert, um eine getrennt zu hand- habende Einheit zu bilden. Hierzu werden zunächst die metal- lischen Einsätze 8 von unten (in den Fign. 1 und 2) in die zugehörigen Befestigungslöcher 3 des Kunststoffteils 1 einge- setzt. Der an dem jeweiligen metallischen Einsatz 8 vorgese- hene Absatz 11 stellt hierbei sicher, dass der Einsatz 8 in korrekter Ausrichtung in das zugehörige Befestigungsloch 3 eingesetzt wird, so dass die beiden Vorsprünge 10 an dem vom Bauteil 2 abgewandten axialen Ende des Durchgangsloches 3 zu liegen kommen. Durch Zusammenwirken des Absatzes 11 des Ein- satzes 8 mit der Gegenschulter 12 im Befestigungsloch 3 wird im übrigen die axiale Lage des Einsatzes 8 gesichert.

Hierauf werden die Befestigungsschrauben 4 durch Eindrehen ihres Gewindes in die Vorsprünge 10 in die zugehörigen metal

lischen Einsätze 8 axial hineinbewegt. Die Befestigungs- schrauben 4 werden dann durch die Vorsprünge 10 in den zuge- hörigen metallischen Einsätzen 8 und somit im Kunststoffteil 1 unverlierbar gehalten. Das Kunststoffteil 1 mit den metal- lischen Einsätzen 8 und den Befestigungsschrauben 4 bilden somit eine vormontierte Einheit.

Da die Vorsprünge 10 am (in den Fign. 1 und 2) oberen Ende des zugehörigen metallischen Einsatzes 8 vorgesehen sind, kann der Gewindeabschnitt 7 der Befestigungsschrauben 4 je- weils vollständig in das Durchgangsloch 9 des zugehörigen me- tallischen Einsatzes 8 hineingezogen werden. Die vormontierte Einheit aus Kunststoffteil 1, Einsätzen 8 und Befestigungs- schrauben 4 wird dann auf die Oberseite des anderen Bauteils 2 aufgesetzt. Sollte hierbei eine oder mehrere der Befesti- gungsschrauben 4 mit ihrem Gewindeabschnitt 7 aus ihrem zuge- hörigen metallischen Einsatz 8 vorstehen, so verhindert der Absatz 11 des betreffenden metallischen Einsatzes 8 im Zusam- menwirken mit der Gegenschulter 12, dass die Befestigungs- schraube 4 zusammen mit dem metallischen Einsatz 8 aus dem Befestigungsloch 3 herausgedrückt wird.

Wenn das Kunststoffteil 1 mit den metallischen Einsätzen 8 und den Befestigungsschrauben 4 auf das andere Bauteil 2 auf- gesetzt ist, wird zunächst die Befestigungsschraube der in einem mittleren Bereich angeordneten zentrierenden Schraub- verbindung (nicht gezeigt) angezogen. Anschließend werden die anderen Befestigungsschrauben 4 angezogen. Hierbei ermöglicht das durch die längliche Form des metallischen Einsatzes 8 be- dingte Spiel S einen Ausgleich von Toleranzen bzw. eines Mit- tenversatzes der Befestigungslöcher 3 relativ zu den Gewinde- bohrungen des anderen Bauteils 2 in Längsrichtung L, so dass die Befestigungsschrauben 4 problemlos in die zugehörigen Ge- windebohrungen des anderen Bauteils 2 eingeschraubt werden können.