DE2421685A1

DE2421685A1 - Spannhuelse oder -buechse

Info

Publication number: DE2421685A1
Application number: DE2421685A
Authority: DE
Inventors: Paul Fischbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-04
Filing date: 1974-05-04
Publication date: 1975-11-13
Also published as: GB1430549A; US3990803A

Description

Patentanwalt 9 A ? 1

Dipl.-!ns.C,H.Huss 2421

^hn Garmi^h-Partenkirchen, 2. Hai 1974

Ks:H

Paul FISCHBACH, 58 Hagen , Böhmerwiese 9

Spannhülse oder -büchse

Stand der Technik

Die Erfindung richtet sich auf aus einem Bandstreifen aus federndem Material gerollte, zylindrische Spannhülsen oder -büchsen für die starre oder gelenkige Verbindung durch Eintreiben in die in einer Achse liegende gemeinsame Bohrung der miteinander zu verbindenden Teile.

Bekannte derartige, gewöhnlich "Spannstifte" genannte, nach DIrJ 1481/1498/7346 als Spannhülsen bzw«, Spannbüchsen definierte Verbindungselemente zeichnen sich durch einen durchgehenden, die Federungswirkung herbeiführenden Schlitz aus und werden anstelle von aus dem Vollen hergestellten Zylinder- und Kegelstiften verwendet.

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ITeben diesen bekannten, längsgeschlitzten Spannhülsen sind dem gleichen Zweck dienende Befestigungsstilte bekannt, die aus einem spiralig, in mehreren Windungen aufgewickelten Band bestehen (z_oB. ET-PSn 652 755 und 975 504).

Bei den Spannhülsen der erstgenannten Art, z.B. nach DlN 1481 und der DT-PS 416 839, wird die Federung durch eine Art Scharnier hervorgerufen, dessen Gelenkstelle im Rücken, d.h. gegenüber dem Schlitz liegt. Als Folge hiervon und weil auch beim Einbau der Schlitz sich nicht schließt, liegt die durch ihre eigene Mantelspannung nach dem "Eintreiben in der Bohrung gehaltene Spannhülse fast nie ganz gleichmäßig satt an der gesamten Lochwandung an, sondern stützt sich in nachteiliger Weise meist nur am Schlitz und an der ihm gegenüberliegenden Seite ab (Punktanlagen). In vielen Fällen nämlich, insbesondere bei kurzen Hülsen oder Büchsen, genügt diese nur teilweise wirksame Anlage nicht, die zu einem axialen ¥andern und radialen Verdrehen in der Aufnahmebohrung führen kann und durch zusätzliche Sicherungen vermieden werden muß.

Bei beweglichen Verbindungen, d.h. in den Fällen, in denen die Spannhülsen und Spannbüchsen als Scharnierstifte, Achsen, ¥ellen und dgl., verwendet werden, müssen die Schlitzkanten außerdem zusätzlich bearbeitet werden, um ihr Fressen und Schaben in den relativ zum festen Teil beweglichen Bohrungen zu vermeiden, und außerdem muß häufig auch die Schlitzlage beim Einbau besonders beachtet werden.

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Außerdem müssen in der heutzutage automatisierten Technik auch Stiftverbindungen allgemein, wie Spannhülsen, automatisch be- und verarbeitet sowie magaziniert werden können.. Der offene Schlitz begünstigt aber hierbei ihr Verketten und Ineinandersetzen, was nur durch zusätzliche Verkettungssperren oder besondere Schlitzformen, wie Zahn-, Wellen- oder Sägeschlitz, vermieden werden kann. Dieser Nachteil wirkt sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, in den kleinen Durchmesserbereichen aus, da in diesen die Weite des Schlitzes größer als die Hülsen-Wandstärke ist, wodurch sie sich besonders leicht ineinander schieben.

Diese Nachteile haften zwar der zweiterwähnten Art von Befestigungsstiften in Form spiralig aufgewickelter Bänder nach der DT-PS 975 504 nicht an, die aber dafür infolge ihrer Starrheit nur einen kleinen Toleranzbereich einer Bohrung erfassen«, Außerdem haben auch Spiralstifte, bedingt durch ihre überlappende Wicklung, den bereits unter Bezugnahme auf geschlitzte Spannhülsen erwähnten Nachteil, daß sie über einen erheblichen Teil der Aufnahmbebohrung nicht dicht anliegen«

Den Nachteil der schlechten Magazinierbarkeit und automatischen Be- und Verarbeitbarkeit sollte auch der Befestigungsstift nach der DT-OS 1 500 781 vermeiden, der jedoch nur verhältnismäßig schwierig herzustellen ist. Hierzu muß nämlich zunächst ein Band aus federungsfähigem Werkstoff um 180° ge-

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faltet und danach der so entstandene zweilagige Streifen derart gerollt werden, daß der Abstand zwischen der durch die Faltung gegebenen einen Längskante und der gegenüberliegenden Längskante einer Lage einen Schlitz abgibt, während der über diese Kante hinausragende überstand der anderen Lage eine Schlitzabdeckung erzeugt. Im übrigen weist auch dieser Befestigungsstift schlitzseitig eine gewisse Überlappung auf, die zu dem bereits erwähnten Nachteil der nicht gleichmäßigen Anlage der äußeren Hantelfläche in der die Spannhülse aufnehmenden Bohrung führt.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus einem Bandstreifen aus federndem Material gerollte, zylindrische Spannhülse oder -büchse zu schaffen _t bei der bereits im ungespannten, nicht eingebauten Zustand ein die automatische Be- und Verarbeitung sowie das Magazinieren erleichternder, geschlossener Ringquerschnitt vorhanden ist und die neben ihrer eigenen federnden Mantelspannung zusätzlich durch sich gegenseitig federnd abstützende Fugenkanten eine allseitig gleichmäßige radiale Anpressung in der Aufnahmebohrung erzeugte Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen definierte Erfindung gelöst.

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- 5 Vorteile

Dadurch, daß bei der Spannhülse oder Spannbüchse nach der Erfindung die Außenkanten des Streifens, aus dem sie zu einem rohrförmigen Gebilde gebogen sind, sich gegenseitig abstützend voreinander liegen, wird ein geschlossener Ringquerschnitt geschaffen, und der bei bekannten Spannhülsen oder -büchsen vorhandene Schlitz wird damit zu einer Fuge. Dadurch wird ein mögliches Verketten oder Verhaken mehrerer Hülsen vermieden und damit das störungsfreie Magazinieren oder sonstige Verarbeiten, Z₀B₀ Zuführen, ermöglicht.

Das Aufeinanderliegen der Karten des zu einem Rohr gebogenen Streifens und damit das Fehlen eines Schlitzes im eigentlichen Sinne würde aber die Spannhülsen eigene Wirkung der federnden Durchmesserverringerung beim Einbau wieder aufheben. Diese wird jedoch erfindungsgemäß nicht nur geschaffen, sondern gegenüber bekannten Spannhülsen noch wesentlich dadurch verbessert, daß mindestens eine der die Fuge bildenden Kanten gegenüber dem übrigen Hülsenkörper einen wesentlich geringeren Querschnitt aufweist, z.B. ausgeschärft ist, und nach innen auf seine Mittelachse zu umgebogen ist. Wenn dann die Hülse beim Eintreiben in eine Bohrung im Durchmesser bis auf den Nenndurchmesser verringert wird, wälzt sie hierbei die umgebogene Kante auf der Gegenkante ab, oder die beiden umgebogenen Kanten rollen sich aufeinander ab. So kommt zu der eigenen federnden Mantelspannung zusätzlich die durch die gegenseitige Abstützung, der beiden federnden

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Fugenkanten erzeugte Preßkraft hinzu, die einen gleichmäßigen, allseitigen, radialen Anpreßdruck in der Aufnahmebohrung bewirkt, der je nach Wahl der Kantenverjüngung im Verhältnis zur Dicke des übrigen Hülsenkörpers Preßsitz erreichen kann. Durch diesen Preßsitz kann die Wandstärke, insbesondere bei Spannbüchsen, verringert werden, wodurch erhebliche Materialeinsparungen erzielt werden können. Ferner kann wegen der allseitigen, gleichmäßigen Anpressung in der Aufnahmebohrung die Lage der anstelle des bekannten Schlitzes vorgesehenen Fuge hinsichtlich der Belastungskraftrichtung unberücksicht bleibenο

Durch die durch das Umbiegen der Kanten entstehenden abgerundeten Außenflächen wird schließlich auch ein Fressen oder Schaben der Hülse beim Eintreiben in die Aufnahmebohrung und in dieser während ihrer Verwendung gänzlich vermieden.

Erläuterung der Erfindung

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einigen, keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebenden Ausführungsbeispielen zur Anschauung gebracht und anhand dieser nachfolgend beschrieben. Es stellen dar:

Figo 1 einen Bandstreifen aus federndem Material als Zwischenprodukt zur Herstellung einer Spannhülse oder -büchse nach der Erfindung, in der Seitenansicht und zwei verschiedenen Bearbeitungsphasen,

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2421685 . -- 7 Figo 2 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsforra einer erfindungsgemäßen, aus einem Bandstreifen nach Fig. 1 erzeugten Spannhülse oder -büchse vor dem.Einbau,

Fig. 3 eine Spannhülse nach Fig. 2 im eingebauten Zustand,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Spannhülse oder -büchse abgewandelter Ausführungsform in einer der Fig. 2 entsprechenden Seitenansicht,

Fig. 5 einen Bandstreifen für die Herstellung einer Spannhülse oder -büchse weiter abgewandelter Ausführungsform, in einer der Darstellung nach Fig. 1 entsprechenden Seitenansicht,

Fig. 6 eine den Fig. 2 und 4 entsprechende Seitenansicht einer aus einem Bandstreifen nach Fig. 5 gefertigten Spannhülse oder -büchse.

Im Gegensatz zu Z₀B₀ Spannhülsen oder -büchsen nach DIN 1481 v/eisen die nach der Erfindung keine ausgeprägten eigentlichen Seitenkanten, sondern Kantenbereiche oder -abschnitte auf, die sich im nicht eingebauten und im eingebauten Zustand je nach dem Grad der durch das Eintreiben in die Aufnahmebohrung erzeugten Durchmesserverringerung an unterschiedlichen Stellen berühren. Wenn in der Beschreibung zwecks begrifflicher Vereinfachung "Kanten" erwähnt sind, so sollen darunter diese Kantenbereiche verstanden werden. Außerdem beziehen sich alle für Spannhülsen gemachten Angaben auch

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auf Spannbüchsen und sind unabhängig vom Verlauf der Fuge, die in axialer Richtung gerade oder schräg verlaufen sowie Pfeil- oder Säge- oder ¥ellenform haben kann.

Fig. 1 zeigt in der Seitenansicht einen aus federndem Material hergestellten Bandstreifen 1, dessen Oberseite 2 nach dem Rollen zu einer Spannhülse den Innen- und deren Unterseite 3 den Außenmantel abgibt. Mindestens eine, bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 jedoch beide Außenseiten weisen einen sich verjüngenden, gegebenenfalls ausgeschärften, zweckmäßig innen von einer gekrümmten Fläche 4 begrenzten Seitenabschnitt 5 auf, der gemäß der in der Zeichnung rechten Darstellung der Fig. 1 vor dem Rollen des Streifens 1 nach innen in Richtung auf . die Oberseite 2 zu einer sichelförmigen Kanta 6 umgebogen ist»

Nach dem Rollen entsteht aus dem Bandstreifen nach Fig. 1 die in Fig. 2 in der Seitenansicht dargestellte Spannhülse, in der aus der Oberseite 2 des Bandstreifens 1 die Kantelinnenfläche 7 und aus der Unterseite 3 die tragende Mantelaußenfläche 8 entstanden sind. Dabei wurde die Herstellung so vorgenommen, daß die beiden umgebogenen Kanten 6 sich längs einer Linie ihrer äußeren Krümmungen 9 berühren, so daß anstelle eines Schlitzes eine Fuge 10 zwischen den sich gegenseitig federnd abstützenden Kanten 6 entsteht.

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Wenn dann bei dem Eintreiben der Spannhülse diese um- ihr Übermaß auf den Nenndurchmesser gemäß Fig. 3 verringert wird, walzen sich die beiden Krümmungen 9 mit der Folge aufeinander ab, daß der durch die gekrümmten Flächen begrenzte Raum 11 der nicht eingebauten Hülse auf den Raum der eingebauten Hülse verengt wird und die durch das Abwälzen vergrößerte Federspannung eine zusätzliche, radiale, gegen die ¥andung der Bohrung 13 gerichtete Anpreßkraft hervorruft ο Die Fuge 10 bleibt dabei als solche erhalten, und die sich an die Fuge nach außen anschließenden Krümmungen verhindern ein Schaben oder Reiben in der Bohrung 13. Andererseits werden durch das Federungsvermögen der Kanten 6 die sonst beim Preßsitz eines Verbindungsstiftes häufig auftretenden Werkstoffspannungen, insbesondere in den zu verbindenden Teilen, vermieden_o

Mit 14 ist in den Fig. 2 und 3 die Hülsenquerschnittsmitte bezeichnet, und man erkennt aus der Gegenüberstellung der Fig. 3 und 2, daß die theoretische Berührungslinie bzw_o praktische Berührungsfläche zwischen den Krümmungen 9 in beiden Fällen ungefähr in dieser Querschnittsmitt liegt, nur daß im nicht eingebauten Zustand diese Berührungslinie mehr nahe dem Außenumfang liegt, während sie sich im eingebauten Zustand über die Kreislinie 14 nach innen auf die Hülsenachse zu verschoben hat.

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In Fig. 4 ist eine vereinfachte Ausführungsform zur Anschauung gebracht, in der nur eine Kante 15 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 sichelförmig ausgebildet ist, während die gegenüberliegende Kante 16 nicht im vorbeschriebenen Sinne verjüngt ist. Sie kann aber, wie in Fig. 4 dargestellt, gerade ausgebildet, aber auch abgerundet oder, wie beispielsweise strichpunktiert bei 17 dargestellt, konvex gekrümmt sein.

Bei dem auf dem erfindungsgemäßen Prinzip beruhenden Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 wird von einem allgemein mit 18 bezeichneten, von der Mitte aus nach außen sich allmählich verjüngenden Bandstreifen ausgegangen, dessen Enden 19 vor dem Rollen zur Spannhülse oder -büchse gemäß der rechten Darstellung in Fig. 1 einwärts in Richtung auf die Bandoberseite 20 gebogen sind. Dadurch entsiäit die in Fig. 6 in der Seitenansicht dargestellte Spannhülse mit den sich gegenseitig federnd abstützenden, eine Fuge 21 bildenden, hakenförmigen Längskanten 22, die sich, ebenso wie bei dem anderen beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel, im Falle des Eintreibens in eine Aufnahmebohrung und damit Verringerung auf den Nenndurchmesser aufeinander abwälzen. Bei dieser Ausführungsform wird der an sich bekannten Wirkung der Vermeidung einer Scharnierbildung und damit gleichmäßigen radialen Anpreßkraft an die Bohrungswandung in vorbeschriebener Weise die durch das Abrollen der hakenförmigen Längskanten 22 entstehende Federwirkung überlagert.

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Claims

Patentansprüche

1. Aus einem Bandstreifen aus federndem Material gerollte Spannhülse oder -büchse für die starre oder gelenkige Verbindung durch Eintreiben in die gemeinsame Bohrung der miteinander zu verbindenden Teile, dadurch gekennzeichnet , daß die Längskanten (6, 22) des Bandstreifens (1, 18) sich unter Bildung einer Fuge (10, 21) gegenseitig berühren und mindestens einer de,r Kanten beim Eintreiben der Hülse oder Büchse unter Verringerung auf den Nenndurchmesser derselben auf der anderen Kante in Richtung auf die Hülsenachse gleitbar ist.

2. Spannhülse oder -büchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens einer der beiden Seitenabschnitte (5) des Bandstreifens (1), ausgeschärft und nach innen umgebogen, sich gegen die gegenüberliegende Kante unter Bildung 'eines geschlossenen Ringquerschnittes der Hülse oder Büchse federnd abstützt.

3. Spannhülse oder -büchse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die der nach innen umgebogenen, verjüngten Kante (15) gegenüberliegende Kante (16) eine gerade oder konvex oder konkav gekrümmte Radialfläche aufweist.

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4. Spannhülse oder -büchse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kanten, ausgeschärft und nach innen umgebogen, sich gegenseitig federnd abstützen.

5. Spannhülse oder -büchse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Hülsenquerschnitt - in an sich bekannter Weise - einen sich von der der Fuge (21) gegenüberliegenden Stelle aus gleichmäßig verjüngenden Querschnitt aufweist.

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