DE29609881U1

DE29609881U1 - Spannbolzen

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Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2006-06-05
Also published as: DE19723425A1

Description

44830 &Agr;&Igr;/&zgr; 04.06.1996

SPANNBOLZEN

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Spannbolzen, wie sie zum schnellen und festen Verbinden zweier aneinander anliegender Bauteile verwendet werden, die mit Durchgangslöchern ausgestattet sind, welche durch Verbindung in fluchtende Lage zueinander gebracht werden.

Derartige Bauteile sind beispielsweise die Tischplatte eines Rieht- und Schweißtisches, sowie winkeiförmige Zusatzteile, die mit Hilfe solcher Spannbolzen am Tisch befestigt werden können, und damit an beliebiger Stelle gerade und rechtwinklige Spannmittel mit Anschlagflächen für das zu fertigende Schweißteile ergeben.

Ansteile von Durchgangsbohrungen kann es sich auch um Langlöcher mit zueinander parallelen Flanken handeln.

Es sind bereits derartige Spannbolzen beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 91 14 220 bekannt, welche aus einem hülsenförmigen Korpus bestehen, in weichen von der einen Stirnseite her eine Gewindespindel einschraubbar ist, weiche an diesem Ende über den Korpus übersteht und gleichzeitig als Handrad, meist mit vergrößertem Durchmesser gegenüber dem Korpus dient.

Am gegenüberliegenden Ende sind in dem hülsenförmigen Korpus radial nach außen durchgehende Öffnungen angeordnet, durch weiche Spanneiemente, beispielsweise Kugeln, so weit nach außen bewegbar sind, daß sie über den Außen umfang des Korpus an dieser Stelle vorstehen.

Das radiale nach außen Bewegen dieser Spannelemente wird mit Hilfe der Gewindespindel erzielt, die im Bereich der Spannelemente eine konische, kegelstumpfförmige, gegen das vom Handgriff abgewandte Ende sich verjüngende, Fläche aufweist.

Sobald diese kegelstumpfförnnige Fläche mit den Spannelementen in Kontakt gerät und die Gewindespindel weiter vorwärts geschraubt wird, drückt diese Kegelfläche die Spannelemente, meist Kugeln, nach außen, so daß sie über den Außenumfang des Korpus vorstehen.

Für das Verspannen befinden sich die Spannelemente im zurückgezogenen Zustand. Dadurch ist es möglich, den Spannbolzen mit dem vorderen, die Spannelemente aufweisenden, Ende voraus durch die fluchtenden Durchgangsbohrungen der miteinander zu verbindenden Bauteile hindurchzuschieben, bis sich die Spannelemente vor der Außenfläche der Bauteile befinden.

Nun wird die Gewindespinde! mit Hilfe des Handgriffs vorwärts geschraubt, wodurch zunächst die Spannelemente nach außen gedruckt werden, wodurch bereits ein Zurückziehen des Spannbolzens nicht mehr möglich ist, da der Außenumfang des Korpus des Spannbolzens zur Größe der Durchgangsbohrungen genau paßt.

Der Handgriff der Gewindespindel, welcher einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Korpus besitzt, befindet sich dabei noch in Abstand von der ihm zugeordneten Außenfläche des ersten Bauteiles. Durch weiteres Vorwärtsschrauben der Gewindespindel nähert sich diese stirnseitige Anschlagfiäche des Handgriffes immer mehr dem Bauteil an und verpreßt dieses letztendlich gegen die ausgefahrenen Spannelemente am anderen Ende des Spannbolzens.

Damit ist mit nur wenigen Handgriffen, in der Regel drei bis sieben Gewindeumdrehungen, eine einfache und sehr hoch belastbare, spielfreie Verbindung zweier Bauteile möglich.
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Der bekannte Spannbolzen weist jedoch Nachteile auf:

Für die Funktion ist es unerläßlich, daß beim Einschrauben der Gewindespindel in den Korpus dieser Korpus nicht mitgedreht wird. Dies erfordert entweder ein Festhalten von Hand, was jedoch mit immer geringer werdendem Abstand zwischen dem Handgriff und der Pianfläche des zu fixierenden Bauteiles immer schwieriger wird. Eine andere Lösung besteht darin, am Außenumfang des Korpus des Spannbolzens in einer Nut einen O-Ring so anzuordnen, der über den Außenumfang des Korpus geringfügig vorsteht und sich im montierten Zustand im Bereich eines der miteinander zu verbindenden Bauteile befindet.

Durch die Reibung des O-Ringes an der umgebenden Bohrungsfläche eines dieser Bauteile soll beim Einschrauben der Korpus gegenüber der drehenden Gewindespindel festgehalten werden.

Aufgrund der Verschmutzung der betroffenen Bauteile aber auch des schnellen Verschleißes des O-Ringes ist dies jedoch in der Praxis oftmals nicht gegeben, obwohl die Durchgangsbohrungen sogar durch ständiges Putzen saubergehalten werden. Zusätzlich stellt der O-Ring, \e besser er den Korpus gegen ein Mitdrehen sichert, beim Einschieben des Spannbolzens in die Durchgangsbohrungen ein um so größeres, nur mit großer Handkraft zu überwindendes Hindernis dar.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Spannbolzens ist die Tatsache, daß der nach dem Einschieben in axialer Richtung zunächst verbleibende Abstand zwischen der stirnseitigen Fläche des Handgriffes und der entsprechenden Planfläche des ersten Bauteiles durch Vorwärtsschrauben der Gewindespindel überwunden werden muß.- Da die Dicke der miteinander zu verbindenden Bauteile nur in der Theorie,

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nicht jedoch in der Praxis immer gleich ist, und sich durch die in der Praxis gegebenen Dickenunterschiede, vor allem bei den entsprechenden Platten der Rieht- und Schweißtische, ergibt sich eine zu überwindende Distanz von bis zu 7 mm, was mehrere Gewindeumdrehungen und damit Handgriffe erforderlich macht und einen Zeitaufwand von ca. 10 - 15 Sekunden bei der Montage des Spannbolzens bedeutet.

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Spannbolzen so weiter zu verbessern, daß durch Verschmutzung, vor allem aber durch Verschleiß die Funktionsfähigkeit des Spannbolzens kaum beeinträchtigt werden kann und insbesondere etwas unterschiedlich dicke Bauteile mit geringem Zeitaufwand gegeneinander verspannt werden können.

Durch das Anordnen eines radial vorstehenden Kragens am handgriffseitigen Ende des Korpus des Spannbolzens, welcher mit dem Korpus drehfest, insbesondere einstückig verbunden ist, liegt der Spannbolzen nach dem Durchstecken und vor dem Festziehen mit der Stirnfläche dieses Kragens, und nicht mit der Stirnfläche des Handgriffes des Gewindebolzens, an der Außenfläche des ersten Bauteiles an.

Da der Spannbolzen aus Stabilitätsgründen aus Stahl besteht und dadurch ein relativ hohes Gewicht besitzt, reicht dieses Auflegen mittels Gewichtskraft bereits aus, um eine so große Haftreibung an dieser Stirnfläche zu bewirken, daß ein Mitdrehen dieses Korpus beim Verschrauben der Gewindespindel zuverlässig verhindert wird. Da der radial vorstehende Kragen wie der Korpus aus Metal! besteht, ist auch keine Abnutzung und Verschleiß gegeben.

Sollte dennoch aufgrund von Reibung stark herabsetzender Stoffe zwischen den beiden Flächen ein Mitdrehen erfolgen, ist der Kragen im Durchmesser so gestaltet, daß er in etwa gleich dem Durchmesser des Handgriffes des Gewindebolzens ist, und damit an seinem Außenumfang gut zu fassen und festzuhalten ist (z. B. Rändelung), um ein Mitdrehen mit dem Gewindebolzen zu verhindern. Dies ist

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auch dann noch möglich, wenn der Handgriff des Gewindebolzens und der Kragen des Korpus kurz vor dem Verpressen miteinander stehen.

Von der Funktion her erfolgt keine Beeinträchtigung, da sich gegenüber der bekannten Ausführungsform nunmehr der Handgriff des Gewindes des Bolzens nicht mehr direkt, sondern indirekt über den Kragen mit der zugewandten Außenfläche des Bauteiles verspannt.

Wenn dieser Kragen zwar drehfest, in axialer Richtung jedoch verschiebbar als separates Bauteil nur dem Korpus angeordnet ist, können zusätzlich große Dickendifferenzen der miteinander zu verbindenden Bauteile hierdurch ausgeglichen werden.

Um ein vollständiges Herausschrauben der - vorzugsweise mit einem zweigängigen Gewinde ausgestatteten - Gewindespindel aus dem Korpus beim Entfernen des Spannbolzens von den Bauteilen zu vermeiden, ist bei bekannten Spannbolzen am handgriffseitigen Ende des Korpus eine Einbördelung vorgenommen, die von dem Außengewinde des Gewindebolzens nicht überwunden werden kann.

Dies ist jedoch auf der anderen Seite eine gegen Schmutz und andere Verunreinigungen nur unzulängliche Abdichtung. Um an dieser Stelle eine sehr viel bessere Abdichtung durch enge Meßtoleranz oder eine moderne Lippendichtung oder Ähnliches erzielen zu können, wird mit der vorliegenden Erfindung ein zu starkes Herausschrauben des Gewindebolzens dadurch vermieden, daß der Gewindebolzen an seinem vorderen, den Spannelemente, zugewandten Ende nicht nur eine Kegelstumpffläche aufweist, welche beim Vorwärtsschrauben die Spannelemente nach außen drückt, sondern daß diese Kegelstumpffiäche nur die eine Flanke einer Ringnut im Außenumfang des Gewindebolzens ist, welche die Kugeln oder anderen Spannelemente im entspannten Zustand aufzunehmen vermag. Die der Kegeistumpffläche gegenüberliegende Flanke der Nut verhindert ein zu starkes Rückwärtsdrehen des Gewindebolzens.

Ein vollständiges Herausfallen der Kugein wird dadurch vermieden, daß - bei der Herstellung des Spannbolzens - nach dem Einsetzen der Gewindespindeln die Kugeln oder anderen Spannelemente radial von außen eingesetzt und anschließend die Durchgangsöffnungen in dem buchsenförmigen Korpus von außen her so umgebördelt werden, daß die Kugeln nicht mehr vollständig aus dem Korpus herausgelangen können.

In diesem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, die Wandstärke des Korpus im Vergleich zur Dicke der Spannelemente bzw. Kugeln und unter Berücksichtigung der soeben erwähnten Bördelung so zu wählen, daß die Kegelstumpffläche des Gewindebolzens, welche die Spannelemenfe nach außen drückt, nicht auf der Innenseite der Spannelemente vollständig axial an diesen

vorbeigeführt werden kann.
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Zwei Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 im Längsschnitt eine Ausführungsform mit einstückig angeordnetem

Kragen am Korpus und

Fig. 2 im Längsschnitt eine Lösung mit einer Schiebehülse anstelle des einstückigen Kragens.

Fig. 1 zeigt die beiden übereinander gelegten Bauteile mit den Durchgangsbohrungen 2, durch welche sich der Spannbolzen 1 hindurch erstreckt. Der Korpus 6 des Spannboizens 1 ist hülsenförmig mit einer mittigen Sacklochbohrung, die nach oben offen ist.

Der Korpus 6 wird im unteren Bereich von Öffnungen 16 durchdrungen, in welchen die Kugein 5 als Spannelemente radial hin und her bewegbar sind, aufgrund einer

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- nicht dargestellten - Umbördelung am äußeren Rand der Öffnungen 16 diese

jedoch nicht vollständig verlassen können.

In der Sacklochbohrung des Korpus 6, welche im oberen Bereich ein Innengewinde aufweist, ist der Gewindebolzen 8, welcher ein entsprechendes Außengewinde 20 besitzt, entlang der Längsrichtung 10 gegenüber dem Korpus 6 verschraubbar.

Der Gewindebolzen 8 ragt dabei nach oben stirnseitig über den Korpus &oacgr; hervor, und ist dabei zu einem Handrad 9 als Handgriff verbreitert. Das Handrad 9 ist drehfest, insbesondere einstückig, mit dem Gewindebolzen 8 verbunden und weist an seinem stirnseitigen Ende eine Imbus-Öffnung 19 zum Ansetzen eines Schlüssels auf

Der Korpus 6 ist am oberen Ende mit einem radial über den Außenumfang vorstehenden Kragen 14 ausgestattet, welcher mit seiner nach unten, gegen die Kugeln 5, gerichteten stirnseitigen Anschlagfläche 4 an dem ersten zu verbindenden Bauteil anliegt.

Vorzugsweise besitzen der Kragen 14 und das Handrad 9 in etwa den gleichen Außendurchmesser und sind dort zur Erhöhung der Griffigkeit gerändelt oder rutschfest beschichtet.

Nach dem Hindurchschieben des Spannbolzens durch die beiden Bauteile, wobei sich die Kugeln 5 im zurückgezogenen, nicht über den Außenumfang 12 des Korpus 6 hinausragenden, Position befinden müssen, wird der Spannbolzen gespannt, indem mit Hilfe des Handrades 9 der Gewindebolzen 8 vorwärts, also in Figur 1 nach unten, gegenüber dem Korpus 6 verschraubt wird, und dadurch die Kegelfläche 17 im vorderen Endbereich des Gewindebolzens 8 in Kontakt mit den Kugeln 5 gerät und diese zunehmend radial nach außen drückt, bis sie sich gegenüber dem zu fixierenden Bauteil verklemmen.

Die Kegelfläche 17 des Gewindebolzens 8 ist dabei nur die eine Flanke einer Ringnut 15, in welche die Kugeln 5 für den nicht gespannten Zustand zurückweichen können. Ein vollständiges Herausdrehen des Gewindebolzens 8 ist jedoch durch die andere Flanke dieser Ringnut 15 verhindert, die nicht über die Kugeln 5 hinweg oben bewegt werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Lösung des Spannbolzens, bei dem der Bereich der Kugeln sowie der gesamte untere Bereich der Darstellung gleich ist.

Anstelle des drehfest, ja sogar einstückig mit dem Korpus 6 ausgebildeten Kragens 14 der Fig. 1 ist jedoch in Fig. 2 der Kragen 14 als Schiebehülse 11 ausgebildet.

Die Schiebehülse 11 ist in Längsrichtung 10 gegenüber dem Korpus 6 entlang von unrunden, vorzugsweise ebenen, Schiebeflächen 18 axial verschiebbar, aufgrund der Unrundheit dieser Schiebeflächen jedoch drehfest mit dem Korpus 6 verbunden. Die Schiebehülse 11 besitzt dabei vorzugsweise wiederum den gleichen Außendurchmesser wie das Handrad 9 und insbesondere einen größeren Außendurchmesser als der der Durchgangsbohrungen 2, so daß die Schiebehülse 11 mit ihrem stirnseitigen Ende an dem zu fixierenden Bauteil anlegt.

Beim Spannen des Spannbolzens, was wiederum mit Hilfe des Handrades 9 der Gewindespindel 8 durch Drehen vollzogen wird, wird die stirnseitige Kontaktfläche des Handrades 9 nicht direkt, sondern indirekt, unter Zwischenlage der Schiebehülse 11, gegen das zu fixierende Bauteil gepreßt.

Claims

P^eNTANSPRÜCHE

1. Spannbolzen (1) zum Verriegeln zweier, mit fluchtenden Durchgangsbohrungen (2) ausgestatteten Bauteilen gegeneinander mit

- wenigstens einem Spannelement (Kugeln 5), die am einen Ende im Inneren des Korpus (6) des Spannbolzens (1) angeordnet sind und durch wenigstens eine Öffnung (16) in dessen Mantelfläche über den Außenumfang (12) des Korpus (6) hinaus bewegbar sind sowie

einen Gewindebolzen (8), der in dem Korpus (6) in Längsrichtung (10) verschraubbar ist und am handgriffseitigen Ende (13) aus dem Korpus (6)

stirnseitig als Handgriff hervorragt und einen gegen das eine Ende gerichtete stirnseitige Anschlagfläche (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Korpus (6) am anderen, handgriffseitigen Ende (13) einen nach außen radial vorstehenden Kragen (14) aufweist.

2. Spannbolzen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Kragen (1 4) an dem Korpus (6) drehfest und axial fest, insbesondere einstückig, ausgebildet ist.

3. Spannbolzen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Kragen (14) als Schiebehülse (11) ausgebildet ist, welche an dem Korpus (6) unverdrehbar, jedoch in Längsrichtung (10) verschiebbar, angeordnet ist.,

4. Spannbolzen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Schiebehüise (11) stirnseitig über das handgriffseitige Ende (13) des Korpus (6) vorsteht.

5. Spannboizen nach einem der Ansprüche 2 bis A₁

dadurch gekennzeichnet, daß

die Schiebehülse (11) durch ebene, am Außenumfang des Korpus (6) angeordnete Schiebeflächen (1 8) am Korpus (6) geführt wird.
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6. Spannbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gewindebolzen (8) an seinem vom Handgriff abgewandten Ende eine Kegelfläche (17) mit gegen dieses Ende hin abnehmendem Durchmesser zum nach außen Drücken der Spannelemente (Kugeln 5) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Kegelfläche (17) die eine Flanke einer Ringnut (15) im Spannbolzen (8) ist, welche zur Aufnahme der Spannelemente (Kugeln 5) im entspannten Zustand dient.

7. Spannbolzen nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Kegelfläche (1 7) an ihrem dickeren Ende einen Durchmesser besitzt, welcher größer ist als der maximal zwischen zwei radial gegenüberliegenden Spannelementen (Kugeln 5) erzielbare freie Abstand.