Beschreibung

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Aufbau eines Schraubverbun des aufweisend ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, insbesondere als Bestand teile einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs oder eines Frontends eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin einen dementsprechenden Schraub verbund.

STAND DER TECHNIK

Bei der Endmontage von Beleuchtungseinrichtungen oder Frontend-Komponenten von Kraftfahrzeugen werden üblicherweise eine Vielzahl von Schraubverbindungen mittels automatisierter oder teilautomatisierter Prozesse aufgebaut. Dazu kommen vorwiegend Schraubautomaten zum Einsatz, welche an Robotern bzw. Cobots aufge nommen und mit zugehörigen Schraubenzuführungsvorrichtungen verbunden sind. Der Aufbau von Schraubverbindungen ist in der Regel zeitaufwendig, da beim Schraubprozess eine Vielzahl von Umdrehungen der Schraube durchzuführen sind, wobei eine zweckmäßige Regelung des dabei angelegten Drehmoments vorzuneh men ist. Aufgrund weiterer im Rahmen einer Endmontage notwendigen Prozess schritte können die beteiligten Schraubautomaten typischerweise nicht im Dauerbe trieb betrieben werden, sondern es sind Wartezeiten einzuhalten, sodass die effektive Auslastung der Schraubautomaten nachteilig gering ausfällt. Weiterhin ist die für den Aufbau von Schraubverbindungen notwendige Teilezufuhr, insbesondere der Schrau ben, im Zuge der Endmontage nachteilig kompliziert und zeitaufwendig. Insgesamt ergibt sich eine komplexe und damit fehleranfällige Gesamtprozessführung bei der Endmontage.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufbau eines Schraubverbundes aus wenigstens zwei Bauteilen vorzuschlagen, welches insbesondere im Rahmen einer Endmontage eine effektive und einfache Prozessfüh rung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einem zugehörigen Schraubverbund gemäß Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Verfahren zum Aufbau we nigstens die folgenden Verfahrensschritte in nicht fester Reihenfolge umfasst:

- Bereitstellen des ersten Bauteils mit einer Schraubenaufnahme,

- Einschrauben einer Hammerkopfschraube in die Schraubenaufnahme in eine Zwi schenstellung, in welcher ein Schaftabschnitt und der Schraubenkopf der Hammer kopfschraube über die Schraubenaufnahme hinausragen,

- Bereitstellen des zweiten Bauteils mit einem Langloch und mit wenigstens einer seit lich des Langlochs angeordneten rampenförmigen und/oder wendelförmigen Erhe bung,

- Anordnen des zweiten Bauteils am ersten Bauteil in eine Montageposition, in wel cher sich der Schaftabschnitt durch das Langloch erstreckt und der Schraubenkopf über das Langloch hinausragt, und

- Einschrauben der Hammerkopfschraube in eine Endstellung, in welcher der Schrau benkopf unter Bildung einer elastischen Verspannung des Schraubverbundes auf die Erhebung hinaufgelaufen ist.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, den eigentlichen Schraubprozess in zwei Intervalle aufzuteilen, nämlich das Einschrauben der Hammerkopfschraube in das erste Bauteil in eine Zwischenstellung bereits bevor das zweite Bauteil in seine Montageposition angeordnet wird, und ein finales Einschrauben der Hammerkopf schraube in eine Endstellung unter Bildung des Schraubverbundes. Diese beiden Schraubintervalle können erfindungsgemäß zeitlich beabstandet und an zwei unter schiedlichen, räumlich voneinander getrennten Arbeitsplätzen durchgeführt werden. Insbesondere kann das Einschrauben der Hammerkopfschraube in die Zwischenstel lung im unmittelbaren Nachgang einer Einzelteilfertigung des ersten Bauteils oder im Zuge einer Vormontage durchgeführt werden, so dass bei einer anschließenden End montage unter Bereitstellung des zweiten Bauteils lediglich noch das finale Einschrau ben der Hammerkopfschraube in die Endstellung vorzunehmen ist. Es entfällt somit die Notwendigkeit einer Schraubenzuführung bei der Endmontage und insbesondere kann dort auch auf den Einsatz von dedizierten Schraubautomaten verzichtet werden, da das Einschrauben der Hammerkopfschraube in die Endstellung lediglich eine Dre hung von weniger als 180 Grad erfordert und somit mittels einer entsprechend schwenkbaren Handhabungsvorrichtung, etwa einem Greifer, durchführbar ist.

Das erste Bauteil ist beispielsweise ein Spritz- oder Druckgusserzeugnis und das Ein schrauben der Hammerkopfschraube kann direkt am oder im entsprechenden Werk zeug während der Abkühlung des frisch gefertigten Bauteils durchgeführt werden. Dadurch kann der Gesamtprozess verkürzt werden, da ein Großteil des Schraubvor gangs bereits vor der Endmontage vorgenommen wird. Es versteht sich von selbst, dass die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Aufbau von Schraubver bünden mit einer Vielzahl von Schrauben besonders zum Tragen kommen.

Das Bereitstellen des zweiten Bauteils mit einem Langloch ermöglicht es, das zweite Bauteil in die Montageposition am ersten Bauteil anzuordnen, nachdem bereits die Hammerkopfschraube in ihre Zwischenstellung in das erste Bauteil eingeschraubt wurde. In der Zwischenstellung der Hammerkopfschraube befindet sich ein Gewinde abschnitt im Eingriff mit dem Innengewinde der Schraubenaufnahme des ersten Bau teils und ein daran anschließender Schaftabschnitt der Hammerkopfschraube er streckt sich durch das Langloch des zweiten Bauteils, wobei der Schraubenkopf über das Langloch hinausragt. Beim weiteren Einschrauben gelangt der Schraubenkopf in Kontakt oder Eingriff mit der rampenförmigen und/oder wendelförmigen Erhebung seitlich des Langlochs, läuft diese hinauf und sitzt in der Endstellung derart auf der Er hebung auf, dass eine elastische Verspannung des Verbundes, d.h. insbesondere eine Streckung der Hammerkopfschraube und eine lokale Stauchung des zweiten Bauteils resultiert, welche eine zweckmäßige Verbindung zwischen dem ersten Bau teil und dem zweiten Bauteil aufbaut. In vorteilhafter Ausführungsform wird das zweite Bauteil mit zwei rampenförmigen und/oder wendelförmigen Erhebungen bereitgestellt wird, welche beidseitig des Lang lochs unter einem Winkel von im Wesentlichen 180 Grad zueinander angeordnet sind, derart, dass beim Einschrauben der Hammerkopfschraube in die Endstellung beide Endabschnitte des Schraubenkopfes je eine Erhebung hinauflaufen. Es resultiert dann eine symmetrische Verspannung ohne nennenswerte Querkräfte auf den Schrauben schaft und eine beidseitige elastische Durchbiegung des Schraubenkopfes entlang dessen Längserstreckungsrichtung zwischen den Endabschnitten.

Vorzugsweise wird das zweite Bauteil mit wenigstens einer rampenförmigen und/oder wendelförmigen Erhebung bereitgestellt, welche eine oberseitige Nut aufweist, wobei die Hammerkopfschraube in eine Endstellung eingeschraubt wird, in welcher der Schraubenkopf in der Nut aufgenommen ist. Die Nut stellt ein Sicherungsmittel dar, welches gewährleistet, dass der Schraubenkopf nicht ohne Weiteres aus der Endstel lung gelöst werden kann. Insbesondere ist es vorteilhaft bei Verwendung von zwei Er hebungen in jeder Erhebung eine solche Nut vorzusehen. Alternativ zu einer Nut kann der Schraubenkopf beispielsweise zwischen beabstandeten Noppen gegen Verdre hung gesichert sein.

Beispielsweise wird die Hammerkopfschraube beim Einschrauben von der Zwischen stellung in die Endstellung um im Wesentlichen 90 Grad gedreht, wobei die Längser streckungsrichtung des Schraubenkopfes im Wesentlichen rechtwinklig zur Längser streckungsrichtung des Langlochs ausgerichtet ist. Nach dem Anordnen des zweiten Bauteils in die Montageposition sind die Längserstreckungsrichtungen von Schrau benkopf und Langloch typischerweise parallel und das weitere Einschrauben der Hammerkopfschraube von dieser Zwischenstellung in die Endstellung um im Wesent lichen 90 Grad resultiert dann in einer rechtwinkligen Anordnung der Längserstre ckungsrichtungen.

Mit weiterem Vorteil werden das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil mit Ver drehschutzmitteln bereitgestellt, welche ein Verdrehen des zweiten Bauteils aus der Montageposition während des Einschraubens der Hammerkopfschraube in die Endstellung verhindern. Geeignete Verdrehschutzmittel werden beispielsweise durch Paare von ineinander gesteckten Stiften und Löchern gebildet oder durch einen zweckmäßigen Kragen.

Die vorliegende Erfindung richtet sich weiterhin auf einen Schraubverbund, insbeson dere als Bestandteil einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs oder eines Frontends eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein erstes Bauteil mit einer Schrauben aufnahme, und ein zweites Bauteil mit einem Langloch und mit wenigstens einer seit lich des Langlochs angeordneten rampenförmigen und/oder wendelförmigen Erhe bung, weiterhin aufweisend eine Hammerkopfschraube, wobei die Hammerkopf schraube in die Schraubenaufnahme eingeschraubt ist, und wobei sich ein Schaftab schnitt der Hammerkopfschraube durch das Langloch erstreckt, und wobei der Schraubenkopf der Hammerkopfschraube unter Bildung einer elastischen Verspan nung des Schraubverbundes auf der Erhebung aufsitzt. Insbesondere ist ein solcher Schraubverbund mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufbaubar.

Die beiden Bauteile sind beispielsweise spritzgegossene oder druckgegossene Kom ponenten, und vorzugsweise ist die rampenförmige und/oder wendelförmige Erhebung einteilig und materialeinheitlich auf der Oberseite des zweiten Bauteils angeformt.

Wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angeführt, weist das zweite Bauteil vorzugsweise zwei rampenförmige und/oder wen delförmige Erhebungen aufweist, welche beidseitig des Langlochs unter einem Winkel von im Wesentlichen 180 Grad zueinander angeordnet sind, wobei beide Endab schnitte des Schraubenkopfes auf je einer Erhebung aufsitzen. Mit weiterem Vorteil weist die wenigstens eine Erhebung eine oberseitige Nut auf, wobei der Schrauben kopf in der Nut aufgenommen ist. Zudem sind die Längserstreckungsrichtung des Schraubenkopfes und die Längserstreckungsrichtung des Langlochs insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet. BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 - Fig. 3: schematische Darstellungen einzelner Verfahrensschritte des er findungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schraubverbundes in Aufsicht,

Fig. 5: eine erste Schnittebenendarstellung zur Fig. 4, und Fig. 6: eine zweite Schnittebenendarstellung zur Fig. 4.

Fig. 1 - Fig. 3 zeigen schematische Darstellungen einzelner Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbau eines Schraubverbundes zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 mittels der Hammerkopfschraube 3. Dar gestellt ist jeweils eine Aufsicht auf die Bestandteile des Schraubverbundes.

Fig. 1 zeigt das Bereitstellen des ersten Bauteils 1 mit der Schraubenaufnahme 11 , welche hier beispielhaft in einem für den Verbindungsaufbau vorgesehenen Abschnitt des Bauteils 1 angeordnet ist. Die Schraubenaufnahme 11 ist als ein Loch mit Innen gewinde zum Einschrauben eines Gewindeabschnitts der Hammerkopfschraube aus gebildet. Die Verdrehschutzmittel 41 sind als Stifte ausgebildet, welche über die planare Oberfläche des ersten Bauteils 1 hinausragen und zur Aufnahme in zugehöri gen Löchern am zweiten Bauteil vorgesehen sind. Die stiftförmigen Verdrehschutzmit tel 41 sind beispielsweise einstückig und materialeinheitlich an das erste Bauteil 1 an geformt.

Fig. 2 zeigt den Zustand nach dem Einschrauben der Hammerkopfschraube 3 in die Schraubenaufnahme 11 am ersten Bauteil 1 , wobei die Hammerkopfschraube 3 in ei ner Zwischenstellung angeordnet ist, in welcher die Längserstreckungsrichtung des Schraubenkopfs 31 hier beispielhaft parallel zur linken Außenkante des Bauteils 1 orientiert ist. Vorzugsweise wird der dargestellte Zustand bereits im unmittelbaren An schluss an die Fertigung des ersten Bauteils 1 oder im Zuge einer Vormontage herge stellt, insbesondere mittels eines Schraubautomaten, wozu der Schraubenkopf 31 bei spielsweise einen hier nicht dargestellten Drehantrieb aufweisen kann.

Fig. 3 zeigt das Bereitstellen des zweiten Bauteils 2 mit dem Langloch 21 und mit den beidseitig des Langlochs 21 angeordneten wendelförmigen Erhebungen 22, sowie das Anordnen des zweiten Bauteils 2 am ersten Bauteil 1 in die dargestellte Montageposi tion, in welcher sich ein Schaftabschnitt der Flammerkopfschraube 3 durch das Lang loch 21 erstreckt und der Schraubenkopf 31 über das Langloch 21 hinausragt. Das Langloch 21 ist dabei so bemessen, dass der Schraubenkopf 31 beim Anordnen des Bauteils 2 durch das Langloch 21 hindurchgeführt werden kann. Die strichliert darge stellten Erhebungen 22 setzen an den beiden Endabschnitten des Langlochs 21 an und verlaufen dann beispielsweise stetig ansteigend entlang eines Kreissegments und münden in den Nuten 23 im Bereich der größten Höhe der Erhebungen 22 über der Oberfläche des zweiten Bauteils 2. Wie durch die offenen Pfeile angedeutet, erfolgt das weitere Einschrauben der Hammerkopfschraube 3 in die Endstellung durch eine Drehung um im Wesentlichen 90 Grad, sodass die Längserstreckungsrichtung des Schraubenkopfes 31 im Wesentlichen rechtwinklig zur Längserstreckungsrichtung des Langlochs 21 ausgerichtet wird. Beim Einschrauben der Hammerkopfschraube 3 läuft der Schraubenkopf 31 die beiden Erhebungen 22 hinauf, wobei die resultierende elas tische Verspannung entsprechend der Steigung der Erhebungen 22 zunimmt. Das zweite Bauteil 2 weist ferner die Verdrehschutzmittel 42 in Form von Löchern auf, wo rin die stiftförmigen Verdrehschutzmittel 41 des ersten Bauteils 1 in der Montageposi tion aufgenommen sind, sodass ein unbeabsichtigtes Verdrehen der beiden Bauteile 1 , 2 gegeneinander während des Einschraubens der Hammerkopfschraube 3 in die Endstellung verhindert wird. Die im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebenen Ver fahrensschritte werden insbesondere im Zuge einer Endmontage durchgeführt.

Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Schraubverbund 100, welcher mittels der in den Fig. 1 - 3 dargestellten Verfahrensschritten aufgebaut wurde. Der Schraubenkopf 31 liegt in der Endstellung der Hammerkopfschraube 3 in den Nuten 23 der Erhebungen 22 auf und ist damit gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert.

Fig. 5 zeigt eine Schnittebenendarstellung des Schraubverbundes 100 entlang der Schnittlinie A-A‘ der Fig. 4. Ein unterer Gewindeabschnitt der Hammerkopfschraube 3 ist in die Schraubenaufnahme 11 des ersten Bauteils 1 eingeschraubt (Schraubenge winde und Innengewinde sind hier nicht dargestellt), ein anschließender Schaftab schnitt erstreckt sich durch das Langloch 21 des zweiten Bauteils 2 und die beiden Endabschnitte des Schraubenkopfes 31 sitzen vorgespannt in den Nuten 23 auf den Erhebungen 22.

Fig. 6 zeigt eine Schnittebenendarstellung des Schraubverbundes 100 entlang der Schnittlinie B-B‘ der Fig. 4. Wiederum ist die Hammerkopfschraube 3 in ihrer Endstel lung dargestellt, in welcher der Schraubenkopf 31 in der Nut 23 sitzt. Ersichtlich ist hier ferner die Steigung der wendelförmigen Erhebung 22, welche der Schraubenkopf 31 beim finalen Einschrauben der Hammerkopfschraube 3 in die Endstellung hinauf läuft.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angege bene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denk bar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung o- der den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bezugszeichenliste

100 Schraubverbund

1 erstes Bauteil

11 Schraubenaufnahme

2 zweites Bauteil

21 Langloch

22 Erhebung

23 Nut

3 Hammerkopfschraube

31 Schraubenkopf

41, 42 Verdrehschutzmittel