GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einer verliersicheren Schraube.

Bei Handwerkzeugmaschinen werden Verschraubungen zum Verbinden von Gehäuseschalen, Befestigen von Abdeckungen, Verbinden von Baugruppen verwendet. Manche der Verschraubungen sind zum Wiederöffnen vorgesehen. Beispielsweise kann zum Wechseln von Kohlebürsten eines Elektromotors eine Abdeckung abgeschraubt werden. Problematisch ist dabei, dass die gelöste Schrauben leicht verloren gehen können und ein Ersatz nicht unbedingt sofort zur Verfügung steht.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Baugruppe sichert ihre Schrauben nachdem diese das erste Mal angezogen wurden. Die Baugruppe benötigt nur die Schraube und die beiden zu verbindenden Teile, welche nachfolgend als Oberteil und Unterteil bezeichnet werden. Die Komplexität der erstmaligen Montage bei der Fabrikation der Baugruppe wird nicht durch zusätzliche Sicherungselement erhöht.

Die erfindungsgemäße Baugruppe hat eine Schraube, ein Oberteil und ein Unterteil. Die Schraube hat einen Schraubenkopf, einen Schraubenhals und ein Schraubengewinde. Das Oberteil hat eine Oberseite, ein durch die Oberseite verlaufendes erstes Loch zum Durchstecken der Schraube. Ein hohler Durchmesser des ersten Lochs ist größer als ein Durchmesser des Schraubenhalses. Das Unterteil hat ein zweites Loch zum Aufnehmen und Verschrauben der Schraube aufweist. Das Oberteil hat einen von der Oberseite axial vorstehenden Kragen, welcher um das erste Loch angeordnet ist und ein äußerer Durchmesser des Kragens ist gleich oder kleiner dem Durchmesser des Schraubenkopfs.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verschrauben der Baugruppe wird das Oberteil auf das Unterteil aufgelegt, wobei das erste Loch des Oberteils in einer Achse liegend mit dem zweiten Loch des Unterteils ausgerichtet wird. Die Schraube wird durch das erste Loch in das zweite Loch gesteckt. Die Schraube wird in einem Schraubdom des Unterteils verschraubt. Beim Anziehen der Schraube wird der axial vorstehende Kragen in einen radial in das erste Loch vorstehenden Wulst plastisch umgeformt. Der Durchmesser des ersten Lochs wird dabei zu klein, als dass die Schraube wieder aus dem Loch herausgezogen werden könnte.

Der Kragen ist kein separates Teil, sondern stoffschlüssig bzw. aus dem gleichen Material wie das Oberteil.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 Ausschnitt einer Baugruppe vor erstmaliger Verschraubung

Fig. 2 Draufsicht auf das Oberteil vor erstmaliger Verschraubung

Fig. 3 Ausschnitt einer Detailansicht der Baugruppe in verschraubten Zustand

Fig. 4 Ausschnitt der Baugruppe bei gelöster Verschraubung

Fig. 5 einen Bohrhammer

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben. Ein Durchmesser bezeichnet den Außendurchmesser soweit nicht anders angegeben.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Eine Baugruppe 1 beinhaltet ein Unterteil 2, ein auf dem Unterteil 2 zu befestigendes Oberteil 3 und eine Schraube 4, welche das Oberteil 3 an dem Unterteil 2 befestigt. Das Unterteil 2 ist beispielsweise ein Gehäuse mit einem Hohlraum 5, das Oberteil 3 ist eine Abdeckung für den Hohlraum 5. Eine beispielhafte Baugruppe 1 für eine Handwerkzeugmaschine 6 wird unter Bezug auf Fig. 1 vor einem erstmaligen Verschrauben, Fig. 3 im verschraubten Zustand und Fig. 4 nach Öffnen der Verschraubung beschrieben. Von der Baugruppe 1 ist nur ein Ausschnitt des Unterteils 2 und des Oberteils 3 dargestellt. Ferner kann die Baugruppe 1 mehr als eine Schraube 4 enthalten. Die Verschraubung der Baugruppe 1 lässt sich mit einem Schraubwerkzeug lösen, wodurch das Oberteil 3 von dem Unterteil 2 vollständig abgenommen werden kann. Die Schraube 4 bleibt jedoch in dem Oberteil 3 gefangen. Die Schraube 4 kann nur mit Gewalt und unter Zerstören des Oberteils 3 von diesem entfernt werden. Das Risiko eines Verlierens der Schraube 4 ist auf diese Weise effektiv verringert.

Die Schraube 4 hat einen Schraubenkopf 7, einen Schraubenhals 8 und ein Schraubengewinde 9. Eine Oberseite 10 oder ein Umfang des Schraubenkopfs 7 ist derart gestaltet, dass ein Schraubwerkzeug formschlüssig in den Schraubenkopf 7 eingreifen oder den Schraubenkopf 7 formschlüssig umgreifen kann. Beispiele für einen Schraubenkopf 7 enthalten einen Schlitz, Kreuzschlitz, Torx, etc. an der Oberseite 10 und/oder weisen einen hexagonalen Umfang auf. Eine Unterseite 11 des Schraubenkopfs 7 ist vorzugsweise eben. Die Unterseite 11 liegt im montierten Zustand an dem Oberteil 3 an. Ein Durchmesser des Schraubenkopfs 7 ist größer als ein Durchmesser des Schraubenhalses 8 und typischerweise auch größer als ein Durchmesser des Schraubengewindes 9.

Das Schraubengewinde 9 kann schneidend, furchend oder für ein vorgeschnittenes Gewinde ausgelegt sein. In der dargestellten Ausführung ist ein Durchmesser des Schraubengewindes 9 größer als der Durchmesser des Schraubenhalses 8. Eine Länge des Schraubengewindes 9 kann entsprechend einer aufzubringender Zugbelastung durch die Schraube 4 ausgelegt werden.

Der Schraubenhals 8 ist zwischen dem Schraubenkopf 7 und dem Schraubengewinde 9 angeordnet. Der Schraubenhals 8 ist ein im wesentlichen zylindrischer Abschnitt. Eine Länge 12 des Schraubenhalses 8 ist vorzugsweise gleich oder größer als die Länge 13 des Schraubengewindes 9.

Beidseitig des Schraubenhalses 8 hat die Schraube 4 Abschnitte, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Schraubenhals 8 sind. In dem dargestellten Beispiel sind diese beiden Abschnitte der Schraubenkopf 7 und das Schraubengewinde 9. Der Schraubenkopf 7 schließt sich vorzugsweise unmittelbar an den Schraubenhals 8 an. Zwischen dem Schraubenhals 8 und dem Schraubengewinde 9 ist vorzugsweise eine Schulter 14 vorgesehen. Die Schulter 14 kann zylindrisch, konisch oder beliebiger anderer rotationssymmetrischer Gestalt sein. Die Schulter 14 hat kein Gewinde, insbesondere kein schneidendes oder furchendes Gewinde. Ein Durchmesser der Schulter 14 ist größer als der Durchmesser des Schraubenhalses 8. Ein Durchmesser des Schraubengewindes 9 kann gleich, größer oder kleiner als der Durchmesser der Schulter 14 sein.

Das Unterteil 2 hat eine Oberseite 15, an welcher eine Unterseite 16 des Oberteils 3 anliegt. Das Oberteil 3 hat eine Oberseite 17, welche von der Unterseite 16 abgewandt ist. Typischerweise sind Unterseite 16 und Oberseite 17 zumindest nahe des Verschraubungsbereichs zueinander parallel. Die Bezeichnungen„ober“ und„unter“ sind in Bezug auf die Richtung mit welcher die Schraube 4 eingesetzt wird gewählt und sind nicht einschränkend hinsichtlich einer Orientierung des Unterteils im Raum zu interpretieren. Ferner kann das Oberteil 3 an mehreren Seiten des Unterteils anliegen, z.B. wenn das Oberteil 3 gewinkelt ist.

Das Unterteil 2 weist ein durch die Oberseite 15 verlaufendes Loch 18 auf, in welchem die Schraube 4 teilweise aufgenommen wird. Das Loch 18 erstreckt sich längs einer Achse 19. Das Loch 18 hat längs der Achse 19 einen gestuften Durchmesser.

Ein erster, an die Oberseite 15 angrenzender Abschnitt 20 ist derart ausgelegt, dass das Schraubengewinde 9 in den ersten Abschnitt 20 vollständig eingelegt werden kann. Das Schraubengewinde 9 kann in dem ersten Abschnitt 20 längs der Achse 19 frei verschoben werden, d.h. ohne Kraftaufwand und ohne notwendigerweise das Schraubengewinde 9 dabei um die Achse 19 zu drehen. Das Schraubengewinde 9 kann durch den ersten Abschnitt 20 geführt sein. Das Schraubengewinde 9 greift jedoch nicht in die Wandung des ersten Abschnitts 20. Ein hohler Querschnitt des ersten Abschnitts 20 ist entsprechend gleich oder größer als der Querschnitt des Schraubengewindes 9. Falls die Schulter 14 an der Schraube 4 vorgesehen ist, ist der hohle Querschnitt sinngemäß größer als der größere der beiden Querschnitte von Schraubengewinde 9 und Schulter 14. Der hohle Querschnitt kann kreisförmig, elliptisch, quadratisch, rechteckig oder anderer Gestalt sein. Typischerweise hat der erste Abschnitt 20 einen entlang der Achse 19 gleichbleibenden hohlen Querschnitt. Eine Länge 21 des ersten Abschnitts 20 ist gleich oder etwas größer als die Länge 13 des Schraubengewindes 9.

Ein zweiter, von der Oberseite 15 entfernter Abschnitt 22 wird nachfolgend als Schraubdom 22 bezeichnet. Der Schraubdom 22 ist für die Verschraubung der Schraube 4 mit dem Unterteil 2 ausgelegt. Der Schraubdom 22 kann mit einem vorgeschnittenen Innengewinde für das Schraubengewinde 9, für ein furchendes Schraubengewinde 9, für ein schneidendes Schraubengewinde 9, etc. ausgelegt sein. Im Gegensatz zu dem ersten Abschnitt 20 greift das Schraubengewinde 9 in die Wandung des Schraubdoms 22 ein und lässt sich nicht längs der Achse 19 frei verschieben. Ein hohler Querschnitt des Schraubdoms 22 ist geringer als der Querschnitt des Schraubengewindes 9 und demzufolge geringer als der hohle Querschnitt des ersten Abschnitts 20. Eine Länge des Schraubdoms 22 kann gleich oder größer als die Länge 13 des Schraubengewindes 9 sein. In anderen Ausführungen kann der Schraubdom 22 kürzer sein, wenn sich an den Schraubdom 22 ein weiterer Hohlraum oder eine Öffnung 5 anschließt, in welche ein Teil des Schraubengewindes 9 ragen kann.

Das Oberteil 3 hat ein durchgängiges Loch 23 (Auge) von der Oberseite 17 bis zu der Unterseite 16. Das Auge 23 hat einen hohlen Querschnitt der geringer als der Durchmesser des Schraubenkopfs 7 und größer als der größte Querschnitt der anderen Abschnitte der Schraube 4, z.B. des Schraubengewindes 9, ist. Der hohle Querschnitt ist größer als der Querschnitt des Schraubenhalses 8. Das Auge 18 ist typischerweise hohlzylindrisch. Die Schraube 4 kann soweit durch das Auge 23 gesteckt werden, bis die Unterseite 11 des Schraubenkopfs 7 an dem Oberteil 3 zum Anliegen kommt.

Das Oberteil 3 hat in axialer Verlängerung des Auges 23 einen von der Oberseite 17 vorstehenden Kragen 24. Der Kragen 24 ist um das Auge 23 angeordnet. Der Kragen 24 ist vorzugsweise ringförmig geschlossen ausgebildet. Ein Innendurchmesser des Kragens 24 ist kleiner als der Durchmesser des Schraubenkopfs 7. Der Innendurchmesser ist aber größer als der größte Querschnitt der anderen Abschnitte der Schraube 4, z.B. des Schraubengewindes 9. Die Schraube 4 kann somit durch den Kragen 24 und das Loch 18 gesteckt werden, bis die Unterseite 11 des Schraubenkopfs 7 an dem Kragen 24 zum Anliegen kommt. Ein Außendurchmesser des Kragens 24 ist vorzugsweise gleich oder geringer als der Durchmesser des Schraubenkopfs 7, welcher in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist.

Eine Höhe des Kragens 24 ist derart gewählt, dass beim Anziehen des Schraube 4 die Elastizitätsgrenze des Materials überschritten ist, wenn der Schraubenkopf 7 auf der Oberseite 17 des Oberteils 3 anliegt. Eine mittlere Dicke des Oberteils 3 abseits des Kragens 24 liegt typischerweise im Bereich von 1 ,5 mm bis 3 mm. Die Höhe des Kragens 24 entspricht 25 % bis 50 % der Dicke des Oberteils 3.

Der Kragen 24 ist an die Oberseite 17 des Oberteils 3 angeformt. Zwischen dem Kragen 24 und dem Oberteil 3 gibt es keine Grenzfläche oder Nahtfläche. Der Kragen 24 besteht aus dem gleichen Material wie das Oberteil 3, zumindest aus dem gleichen Material wie die Oberseite 17 des Oberteils 3. Der Kragen 24 kann aus einem Polymer oder einem Metall bestehen. Die Baugruppe 1 mit dem Unterteil 2 und dem Oberteil 3 können durch die eine Schraube 4 oder mehrere dieser Schrauben miteinander verbunden werden. Fig. 3 zeigt die Baugruppe

1 in dem verschraubten Zustand. Für das Verschrauben werden das Loch 18 des Unterteils

2 und das Auge 23 des Oberteils 3 entlang der Achse 19 aneinander ausgerichtet. Die Schraube 4 wird durch das Auge 23 in das Loch 18 gesteckt. Mit einem Schraubwerkzeug wird die Schraube 4 in dem Schraubdom 22 eingeschraubt. Der Schraubenkopf 7 senkt sich dabei auf die Oberseite 17 des Oberteils 3 ab. Der Kragen 24 ist so weich ausgebildet, dass die von der Schraube 4 aufgebrachte Zugkraft zu einem plastischen Verformen des Kragens

24 führt. Das Material des Kragens 24 fließt zumindest teilweise in das Auge 23. Ein Wulst

25 entsteht in dem Auge 23. Der Wulst 25 verringert den Durchmesser des Auges 23 in einem Bereich angrenzend an die Oberseite 17. Die geometrische Gestalt des Wulstes 25 in Richtung zu der Oberseite 17 und in radialer Richtung sind im Wesentlichen durch den Schraubenkopf 7 und den Schraubenhals 8 vorgegeben. Der Wulst 25 hat eine ringförmige Gestalt, deren hohler Innendurchmesser dem Durchmesser des Schraubenhalses 8 entspricht. Eine Unterseite des Wulstes 25 ist typischerweise uneben. Ferner kann die Unterseite des Wulstes, und damit der Wulst 25 an sich, eine nicht-rotationssymmetrische Gestalt aufweisen. Das Volumen des Kragens 24 ist vorzugsweise derart gewählt, dass der sich aus dem Kragen 24 bildende Wulst 25 nur über einen Teil der Höhe des Auges 23 erstreckt, beispielsweise über weniger als 75 %, weniger als 50 %, weniger als 25 % der Höhe des Auges 23. Die Höhe bezeichnet die Abmessung längs der Achse 19.

Die Verschraubung kann mit einem Schraubwerkzeug gelöst werden. Das Schraubengewinde 9 wird aus dem vorgeschnittenen oder nun gefurchten bzw. geschnittenen Innengewinde herausgedreht, bis das Schraubengewinde 9 nicht mehr in Eingriff ist. Der Schraubenkopf 7 kann sich dabei von der Oberseite 17 lösen. Der Schraubenhals 8 kann vorzugsweise längs der Achse 19 in dem Auge 23 verschoben werden. Das Oberteil 3 kann nun von dem Unterteil 2 abgezogen werden (Fig. 4). Die Schraube 4 lässt sich jedoch nicht von dem Oberteil 3 entfernen. Das Schraubengewinde 9 kann nicht mehr durch das verjüngte Auge 23 herausgezogen werden. Der Wulst 25 ist beständig und bildet sich nicht zurück. Das Material des vormaligen Kragens 24 ist plastisch verformt.

Zweckmäßigerweise lässt sich der Schraubenhals 8 in der dem Auge 23 über seine gesamte Länge 12 verschieben, wodurch gewährleistet ist, dass bei mehreren Schrauben 4 diese einzeln herausgeschraubt und später auch wieder einzeln eingeschraubt werden können. Fig. 5 zeigt als Beispiel einer handgeführten Handwerkzeugmaschine mit der Baugruppe 1 schematisch einen Bohrhammer 6. Der beispielhafte Bohrhammer 6 hat einen Werkzeughalter 26, in welchen ein Werkzeug 27 eingesetzt und verriegelt werden kann. Das Werkzeug 27 ist beispielsweise ein Bohrer, ein Meißel, etc.. Die beispielhaft dargestellt Ausführungsform dreht den Werkzeughalter 26 mit einem Drehantrieb 28 um eine Arbeitsachse 29 und übt zugleich periodisch Schläge auf das Werkzeug längs der Arbeitsachse 29 mittels eines pneumatischen Schlagwerks 30 aus. Der Drehantrieb 28 und das Schlagwerk 30 werden vorzugsweise von einem Elektromotor 31 angetrieben. Der Anwender kann die Handwerkzeugmaschine 6 mit einem Betriebstaster 32 in Betrieb nehmen, d.h. den Elektromotor 31 einschalten. Die Handwerkzeugmaschine 6 hat einen Handgriff 33. Der Anwender kann die Handwerkzeugmaschine 6 während des Betriebs mit dem Handgriff 33 halten und führen. Vorzugsweise ist der Betriebstaster 32 an dem Handgriff 33 derart angebracht, dass der Anwender den Betriebstaster 32 mit der den Handgriff 33 greifenden Hand betätigen kann.

Die Handwerkzeugmaschine 6 hat Gehäusekomponenten, welche in Form der Baugruppe 1 miteinander verbunden sind. Beispiele für die Paarung Unterteil 2 - Oberteil 3 sind Gehäuse 34 - Handgriff 33, Getriebeblock - Gehäuse 34, Batterieschale 35 - Batteriedeckel 36, linke Gehäuseschale - rechte Gehäuseschale, Motorraum - Luke 37 für Zugriff zum Motorraum. Die Verschraubung dient der Fixierung des Oberteils 3 auf dem Unterteil 2. Oberteil 3 und Unterteil 2 können ferner beweglich zueinander durch eine Lasche, etc. verbunden sein.

Die Verwendung der verlustsicheren Verschraubung in dem dargestellten Bohrhammer ist beispielhaft. Andere Handwerkzeugmaschinen umfassen Elektroschrauber, Bohrmaschinen, Meißelhämmer, Kreissägen, Stichsägen, Pendelhubsägen, Trennschleifer, Setzgeräte, etc.. Der Werkzeughalter überträgt auf das Werkzeug je nach Antriebsstrang eine kontinuierlich drehende Bewegung, eine pulsartig drehende Bewegung, eine axial schlagende Bewegung, eine pendelnde Bewegung oder eine Überlagerung der genannten Bewegungen. Der Antrieb kann einen Elektromotor, Verbrennungsmotor, oder andere Konzepte zum Bewegen eines Werkzeugs oder Verbrauchsmaterials beinhalten.