DE29612583U1

DE29612583U1 - Raste zum lösbaren Verbinden von Werkzeugteilen

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Publication number: DE29612583U1
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Authority: DE
Original assignee: Eduard Wille GmbH and Co KG
Current assignee: Stahlwille Eduard Wille GmbH and Co KG
Priority date: 1996-07-20
Filing date: 1996-07-20
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2006-07-21
Also published as: ITMI970533U1; IT237585Y1; FR2751257B3; FR2751257A3

Description

Gebrauchsmus te rannte !dung
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Eduard Wille GmbH & Co, Lindenallee 27, D-42349 Wuppertal Raste zum lösbaren Verbinden von Werkzeuqteilen

Die Neuerung betrifft eine Raste zum lösbaren Verbinden von Werkzeugteilen, von denen das eine Werkzeugteil einen Mehrkant und das andere Werkzeugteil eine zu dem Mehrkant komplementäre Ausnehmung oder Öffnung aufweist, mit einem in einer Bohrung eines der Werkzeugteile geführten, gegen die Wirkung einer in der Bohrung sitzenden Feder in die Bohrung hineindrückbaren Rastenkörper, der in der Betriebsposition in einer Ausnehmung des anderen Werkzeugteils einrastet.

Üblicherweise sind die Rastenkörper Kugeln. Die Kugeln sind in einer Bohrung geführt und stehen unter dem Einfluß einer in der Bohrung sitzenden, vorgespannten Schraubenfeder. Um ein Herausfallen der Kugel aus der Bohrung zu verhindern, sind die Ränder der Bohrung verstemmt.

Durch das Verstemmen kann die Oberfläche des gehärteten Werkzeugteils angerissen werden, was die Belastbarkeit des Werkzeugteils beeinträchtigt und wegen beschädigter Oberflächenschutzschicht (z.B Nickel, Chrom usw.) den Korrosionsschutz verringert. Über die Oberfläche des Werkzeugteils ragt von der Kugel eine Kugelkalotte hinaus. Die Bohrung muß aber einen Durchmesser besitzen, der dem Kugeldurchmesser entspricht und damit größer ist als der Durchmesser der Kugelkalotte, da die Kugel von dem

verstemmten Rand der Bohrung auf einem nicht unerheblichen Ringbereich übergriffen werden muß. Die Bohrung vermindert wiederum die Festigkeit des Werkzeugteils, insbesondere eines die Raste aufweisenden Mehrkants. Über den Mehrkant werden erhebliche Drehmomente übertragen. Eine Schwächung des Mehrkants durch eine Bohrung sollte daher möglichst gering gehalten werden.

Die US-PS 5 233 891 beschreibt ein einstückiges Rastenbauteil. Dieses weist einen massiven Kopf auf, welcher von einer Halbkugel und einem daran anschließenden zylindrischen Abschnitt gebildet ist. Dieser Kopf bildet den eigentlichen Rastenkörper, der mit der Halbkugel aus einer Bohrung herausragt. An den Kopf ist ein gekröpfter Schaft angeformt. Dieser gekröpfte Schaft wird bei axialem Druck auf den Kopf zusammengedrückt und bildet die Feder der Raste. An dem Schaft sitzt wiederum ein massiver Fuß, der auf dem Grund der Bohrung verankert ist. Statt des gekröpften Schafts kann nach der US-PS 5 233 891 auch ein rhombisches Gebilde oder ein Gebilde mit mehreren hin und hergehenden Schleifen vorgesehen werden. Das einstückige Rastenbauteil kann aus Kunststoff hergestellt sein.

Dabei muß eine ziemlich tiefe Bohrung vorgesehen werden.

Der massive Kopf enthält die Halbkugel, die über die Oberfläche des Werkzeugteils vorsteht und den zylindrischen Teil, welcher die Führung des Kopfes in der Bohrung übernimmt und daher eine bestimmte Länge nicht unterschreiten darf. Erst einwärts von diesem Kopf liegt die Feder. Diese erfordert ebenfalls eine ausreichende Länge, um den Hub des Kopfes, entsprechend dem Radius der Halbkugel, zu ermöglichen. Daran schließt sich schließlich der Fuß an.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Raste der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Bohrung möglichst klein gemacht werden kann. Außerdem sollen zusätzliche Arbeitsgänge wie das Verstemmen der Bohrung vermieden werden.

Neuerungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(a) der Rastenkörper eine hohle Kappe mit einem zylindrischen Mantelteil ist,

(b) die Kappe mit dem Mantelteil in der Bohrung des Werkzeugteils geführt ist,

(c) die Feder in den von der Kappe gebildeten Hohlraum hineinragt,

(d) die Feder einen kappenseitigen Abschnitt aufweist, der mit radialer Vorspannung an der Innenwandung des Mantelteils anliegt, so daß der Mantelteil durch die Feder gegen Herausfallen aus der Bohrung gehalten ist, und

(e) die Feder an ihrem der Kappe abgewandten, inneren Ende einen Abschnitt aufweist, der mit radialer Vorspannung an der Wandung der Bohrung anliegt und die Feder in der Bohrung hält.

Der Rastenkörper ist somit eine hohle Kappe, also weder eine Kugel noch ein massives Teil. Die Feder kann zu einem großen Teil innerhalb dieser Kappe untergebracht werden.

Daher kann die Bohrung weniger tief gemacht werden als bei der US-PS 5 233 891. Die Kappe wird durch die Feder gehalten und am Herausfallen an der Bohrung gehindert. Das geschieht dadurch, daß die Enden der Feder unter

Vorspannung einerseits an der Innenwandung der Kappe und andererseits an der .Wandung der Bohrung anliegen. Es braucht daher kein Rand verstemmt zu werden. Die Bohrung kann daher bei gleichem Durchmesser der über die Oberfläche des Werkzeugteils hinausragenden Kugelkalotte einen geringeren Durchmesser haben als bei üblichen Rasten mit verstemmten Kugeln. Der Durchmesser der Bohrung ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser dieser Kugelkalotte. Die Raste kann leicht montiert und mit leicht zu fertigenden Teilen aufgebaut werden.

Ausgestaltungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Neuerung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Fig.l zeigt einen Schnitt durch eine Raste mit einer gewölbten Stirnfläche des Rastenkörpers und einer Schraubenfeder.

Fig.2 zeigt einen Schnitt durch eine Raste mit einer gewölbten Stirnfläche des Rastenkörpers und einer Feder in Form eines gummielastischen Formkörpers.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Raste mit einer planen Stirnfläche des Rastenkörpers und einer Schraubenfeder.

Fig.4 zeigt einen Schnitt durch eine Raste mit einer

planen Stirnfläche des Rastenkörpers und einer Feder in Form eines gummielastischen Formkörpers.

In Fig.l ist mit 10 ein erster Werkzeugteil bezeichnet. Der Werkzeugteil 10 kann mittels eines Vierkants 12 mit einem

(nicht dargestellten) zweiten Werkzeugteil verbunden werden. Der zweite Werkzeugteil weist eine Aufnahme für den Vierkant 12, d.h. eine zu dem Vierkant 12 im wesentlichen komplementäre Ausnehmung oder Öffnung auf. In der Ausnehmung oder Öffnung ist eine Vertiefung vorgesehen, in welche eine an dem Vierkant 12 vorgesehene Raste 14 eingreift.

Die Raste 14 enthält einen Rastenkörper. Bei der Ausführung nach Fig.l besteht der Rastenkörper aus einer hohlen Kappe

16. Die hohle Kappe 16 bildet einen zylindrischen Mantelteil 18 und eine sphärisch gewölbte Stirnfläche 20.

Die sphärisch gewölbte Stirnfläche 20 ragt über die Oberfläche 22 des Vierkants 12 hinaus. Die zylindrische Mantelfläche 18 ist in einer Bohrung 24 geführt. Die Bohrung 24 verläuft senkrecht zu einer planen Seitenfläche des Vierkants 12. Die sphärisch gewölbte Stirnfläche der Kappe 16 entspricht etwa der Kugelkalotte, die bei einer mit einer Kugel aufgebauten Raste der zum Stand der Technik geschilderten Art über die Oberfläche des Werkzeugteils hinausragen würde.

In der Bohrung 24 sitzt eine Schraubenfeder 26. Die Schraubenfeder 26 ragt in das Innere der hohlen Kappe 16 hinein. Die Schraubenfeder 26 weist an ihrem äußeren, in Fig.l oberen, Ende eine Windung 28 von vergrößertem Durchmesser auf. Der Durchmesser der Windung 28 bei nichtmontierter Schraubenfeder 26 ist größer als der Innendurchmesser des Mantelteils 18 der Kappe 16. Im montierten Zustand liegt die Windung 28 daher unter Vorspannung an der Innenwandung des Mantelteils 18 etwa im Bereich des Überganges von Mantelteil 18 zu sphärisch gewölbter Stirnfläche 20 an. Dadurch wird die Kappe 16 reibschlüssig auf der Schraubenfeder 26 gehalten.

An dem inneren, in Fig.l unteren, Ende weist die Schraubenfeder 26 ebenfalls eine Windung 30 von vergrößertem Durchmesser auf. Der Durchmesser der Windung 30 bei nicht-montierter Schraubenfeder 26 ist größer als der Durchmesser der Bohrung 24. Im montierten Zustand liegt die Windung 30 daher unter Vorspannung an der Wandung der Bohrung 24 etwa im Bereich des Übergangs von der zylindrischen Wandung der Bohrung 24 zu dem konischen Boden 32 der Bohrung an. Dadurch wird die Schraubenfeder 26 ebenfalls reibschlüssig in der Bohrung 24 gehalten.

Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise die Kappe 16 als Rastenkörper ausreichend sicher gegen Herausfallen aus der Bohrung gesichert werden kann. Die Windung 30 hält die Schraubenfeder 26 in der Bohrung 24. Die Windung 28 hält die Kappe 16 auf der Schraubenfeder 26.

Im Ruhezustand, d.h. bei nicht eingedrücktem Rastenkörper, ist die Schraubenfeder 26 entspannt. Der Rastenkörper, d.h.

die Kappe 16, steht daher nicht unter Feder-Vorspannung. Die Schraubenfeder 26 ist dafür steifer als die Schraubenfedern bei üblichen Kugelrasten. Dadurch steigt beim Zurückdrücken des Rastenkörpers die Federkraft schneller an. Die Schraubenfeder ist dadurch in der Lage, die Rastwirkung bei auf die sphärisch gewölbte Stirnfläche wirksamen Scherkräften aufrechtzuerhalten und ein unbeabsichtigtes Auseinanderziehen der beiden gekoppelten Werkzeugteile zu verhindern.

Bei entspannter Schraubenfeder steht die Kante 34 zwischen zylindrischem Mantelteil 18 der Kappe 16 und gewölbter Stirnwand 20 nicht über die Oberfläche 22 des die Bohrung 24 enthaltenden Werkzeugteils vor. In Fig.l liegt diese Kante genau in dieser Ebene. Dadurch wird das Aufschieben des (nicht dargestellten) anderen Werkzeugteils auf den

Vierkant durch den zylindrischen Mantelteil 18 nicht behindert.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung der Raste, bei welcher statt einer Schraubenfeder ein Formkörper aus einem gummielastischem Material, d.h. Gummi oder einem elastomeren Kunststoff, verwendet wird. Ansonsten ist der Aufbau ähnlich wie in Fig.l. Entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal im einzelnen beschrieben.

In Fig.2 besteht die Feder aus einem spulenartigen Formkörper 36 aus einem gummielastischen Material. Der Formkörper 36 bildet einen äußeren Flanschteil 38, einen Mittelteil 40 verminderten Durchmessers und einen inneren Flanschteil 42. Der Durchmesser des äußeren Flanschteils 38 des Formkörpers bei nicht-montierter Feder ist etwas größer als der Innendurchmesser des Mantelteils 18. Der Durchmesser des inneren Flanschteils 42 bei nichtmontierter Feder ist etwas größer als der Durchmesser der Bohrung 24. Der Mittelteil 40 des Formkörpers 36 bildet im entspannten Zustand mit den Wandungen von Mantelteil 18 und Bohrung 24 einen Ringraum 44, der beim Niederdrücken des Rastenkörpers und Stauchung des Formkörpers 36 eine begrenzte radiale Ausdehnung des Mittelteils 40 zuläßt. Die äußere Stirnfläche 46 des gummielastischen Formkörpers 36 ist an die Form der Stirnfläche 20 des Rastenkörpers angepaßt. Der Formkörper 36 liegt auf der Innenseite an dieser Stirnfläche 20 an. In entsprechender Weise ist die innere Stirnfläche 48 des Formkörpers 36 an die konische Form des Bodens 32 der Bohrung 24 angepaßt und liegt an diesem an.

Auch bei dieser Raste wird der innere Flanschteil 42 des Formkörpers 36 bei der Montage zusammengedrückt und liegt

mit seinem Umfang unter Vorspannung an der Wandung der Bohrung 24 an. Dadurch wird der Formkörper 36 in der Bohrung 24 festgeklemmt. Der äußere Flansch 38 wird bei der Montage ebenfalls radial zusammengedrückt und liegt mit seinem Umfang unter Vorspannung an der Innenwandung der Kappe 16 an. Hierdurch wird die Kappe 16 auf dem Formkörper 36 festgeklemmt. Die Kappe 16 kann daher nicht aus der Bohrung 24 herausfallen. Auch hier ist kein Verstemmen erforderlich. Wenn auf die Kappe 16 ein axialer Druck ausgeübt und die Kappe 16 nach innen, d.h. nach unten in Fig.2, gedrückt wird, dann wird der Mittelteil 40 des Formkörpers 36 gestaucht. Der Mittelteil 40 wird kürzer und breiter, wobei er eine axiale Federkraft ausübt. Der Hub wird durch den zur Verfügung stehenden Ringraum 44 beschränkt.

Die Ausführung nach Fig.3 ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführung nach Fig.l. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist eine hohle Kappe 50 mit einem zylindrischen Mantelteil 52 und einer ebenen Stirnfläche 54 vorgesehen. Die Stirnfläche ist hier also nicht sphärisch wie bei der Raste von Fig.l. Beim Aufstecken des zweiten Werkzeugteils sorgt eine an diesem vorgesehene Schrägfläche dafür, daß die Kappe 50 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 26 in die Bohrung 24 zurückgedrückt wird. Die Kappe 50 rastet dann in eine komplementär zylindrische Bohrung dieses zweiten Werkzeugteils ein. Zum Lösen des zweiten Werkzeugteils wird die Kappe 50 durch einen an dem zweiten Werkzeugteil vorgesehenen Mechanismus zurückgedrückt. Solche zylindrischen Rastenkörper werden benutzt, um eine sichere Verbindung der Werkzeugteile zu gewährleisten, auch wenn zwischen den Werkzeugteilen relativ große Scherkräfte

wirken. Der Einrast- und Lösemechanismus bei solchen Rasten ist allgemein bekannt und daher hier nicht im einzelnen beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine Raste mit einem nach Art der Kappe 50

ausgebildeten Rastenkörper und einer Feder, die nach Art

von Fig.2 als spulenförmiger Formkörper 36 aus gummielastischem Material ausgebildet ist.

Auch bei den Konstruktionen nach Fig. 3 und 4 werden die Abmessungen der Bohrungen verringert. Nach dem Stand der Technik bildet der Rastenkörper eine umgekehrt-topfförmige Kappe, wobei ein Stift auf der Außenseite des Bodens dieser Kappe unter Bildung einer Ringschulter angeformt ist. Die Kappe ist mit ihrer zylindrischen Mantelfläche in der Bohrung geführt. Zwischen der Kappe und dem Boden der Bohrung sitzt eine vorgespannte Feder, die in die Kappe hineinragt. Der Rand der Bohrung ist über die Ringschulter verstemmt. Bei einer solchen Raste ist der Durchmesser der Bohrung notwendig größer als der Durchmesser des Stiftes. Der Stift ist massiv, steht also nicht für die Feder zur Verfügung. Gegenüber einer solchen Konstruktion kann die Bohrung nach der Neuerung enger und kürzer gemacht werden.

Claims

&iacgr;&ogr; Schutzansprüche

1. Raste zum lösbaren Verbinden von Werkzeugteilen, von denen das eine Werkzeugteil einen Mehrkant und das andere Werkzeugteil eine zu dem Mehrkant komplementäre Ausnehmung oder Öffnung aufweist, mit einem in einer Bohrung eines der Werkzeugteile geführten, gegen die Wirkung einer in der Bohrung sitzenden Feder in die Bohrung hineindrückbaren Rastenkörper, der in der Betriebsposition in einer Ausnehmung des anderen Werkzeugteils einrastet,

dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Rastenkörper eine hohle Kappe mit einem zylindrischen Mantelteil ist,

(b) die Kappe mit dem Mantelteil in der Bohrung des Werkzeugteils geführt ist,

(c) die Feder in den von der Kappe gebildeten Hohlraum hineinragt,

(d) die Feder einen kappenseitigen Abschnitt aufweist, der mit radialer Vorspannung an der Innenwandung des Mantelteils anliegt, so daß der Mantelteil

durch die Feder gegen Herausfallen aus der Bohrung gehalten ist, und

(e) die Feder an ihrem der Kappe abgewandten, inneren 5 Ende einen Abschnitt aufweist, der mit radialer

• J J J J J t . ».

Vorspannung an der Wandung der Bohrung anliegt und die Feder in der Bohrung hält.

2. Raste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Kappe auf der Feder und die Feder in der Bohrung reibschlüssig gehalten sind.

3. Raste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantelteil der Kappe an seinem äußeren Ende durch eine sphärisch gewölbte Stirnwand abgeschlossen ist.

4. Raste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der zylindrische Mantelteil der Kappe an seinem äußeren Ende durch eine plane Stirnwand abgeschlossen ist.

5. Raste nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im nicht-eingedrückten Zustand entspannt ist.

6. Raste nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante zwischen zylindrischem Mantelteil der Kappe und gewölbter Stirnwand nicht über die Oberfläche des die Bohrung enthaltenden Werkzeugteils vorsteht.

7. Raste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Schraubenfeder ist, die an ihrem inneren und äußeren Ende je wenigstens eine Windung vergrößerten Durchmessers aufweist, wobei diese vergrößerten Durchmesser bei nicht-montierter Feder größer sind als der Innendurchmesser des Mantelteils bzw. der Durchmesser der Bohrung.

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8. Raste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Feder von einem spulenartigen Formkörper aus einem gummielastischen Material mit einem äußeren

Flanschteil, einem Mittelteil verminderten

Durchmessers und einem inneren Flanschteil gebildet

ist,

(b) der Durchmesser des äußeren Flanschteils des Formkörpers bei nicht-montierter Feder etwas größer ist als der Innendurchmesser des Mantelteils,

(c) der Durchmesser des inneren Flanschteils bei nichtmontierter Feder etwas größer ist als der

Durchmesser der Bohrung und

(d) der Mittelteil des Formkörpers im entspannten Zustand mit den Wandungen von Mantelteil und Bohrung einen Ringraum bildet, der beim

Niederdrücken des Rastenkörpers und Stauchung des Formkörpers eine begrenzte radiale Ausdehnung des Mittelteils zuläßt.

9. Raste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Stirnfläche des gummielastischen Formkörpers an die Form der Stirnfläche des Rastenkörpers angepaßt ist und auf der Innenseite an dieser anliegt.

10. Raste nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche an die konische Form des Bodens der Bohrung angepaßt ist und an diesem anliegt.