DE3216880A1

DE3216880A1 - Spannhuelse mit axialer sicherung

Info

Publication number: DE3216880A1
Application number: DE19823216880
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmut Dipl.-Ing. 2061 Sülfeld Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: Ernst Hans-Hellmut Dipl-Ing 2070 Ahrensburg
Priority date: 1982-05-06
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE3216880C2; DE8213020U1

Description

Spannhülse mit axialer Sicherung
Die Erfindung bezieht sich auf ein als Spannhülse ausgebildetes Verbindungselement zur Kraftübertragung zwischen Bauteilen in vorzugsweiser radialer Richtung mit zusätzlicher axialer Sicherung gegen Herausfallen.
Ein typischer Anwendungsfall ist die Verbindung Gabelkopf-Stangenkopf, wo derzeitig als Verbindungsglied hauptsächlich ein Bolzen mit Sicherung (Splint oder Sicherungsclips) zum Einsatz kommt. Durch die Vollwandigkeit des Bolzens und die zusätzlich zu handhabenden Sicherungselemente ist diese Verbindungsart schwer und teuer.
Vom Aspekt der Kraftübertragung her gesehen ist eine Spannhülse ebenfalls geeignet und darüberhinaus leicht und billig; zwei Argumente, die heute insbesondere in der Automobilinudstrie sehr wichtig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das leichte und billige Verbindungselement Spannhülse so auszugestalten, daß es in seiner Einbaulage gegen axiales Verschieben gesichert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus der Mantelfläche der Spannhülse im oberen Bereich einzelne Abschnitte ausgeklinkt und abgewinkelt werden, so daß sich eine Kopfzone ergibt und im unteren Bereich eleastisch federnde Elemente über den Außendurchmesser der Spannhülse hinaus ausgestellt werden. Dieser untere Bereich stellt die Sicherungszone dar.
Beim Einführen in die Verbindungsbohrung verforrnen sich die unteren Klemmelemente elastisch bis auf den Außendurchmesser zurück. In der Endposition angelangt, spreizen sie wieder auseinander und ergeben für die positionierte Spannhülse somit eine axiale Sicherung. Ein Verlieren, bzw.
Herausfallen ist nicht möglich. Bis zu einem gewissen Grade können auch axiale Kräfte übertragn werden.
Die Spannhülse ist sowohl für eine halbautomatische Montage mit einem manuellen Handhabungsgerät geeignet, als auch für eine automatische Montage in einer entsprechend ausgestatteten Montagestation. Hierfür sind entsprechende Rastnochen vorgesehen, die aus der Mantelfläche der Spannhülse ausgeklinkt werden und in den Innenraum ragen.
In den Darstellungen sind einige Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 Spannhülse mit oberen und unteren Klemmelementen Fig. 2 Draufsicht auf Fig. 1 Fig. 3 Abwicklung der Spannhülse gem. Fig. 1 Fig. 4 Spannhülse mit alternativen Klemmelementen Fig. 5 Seitenansicht von Fig. 4 Fig. 6 Draufsicht auf Fig. 4 Fig. 7 Spannhülse mit alternativen Klemmelementen Fig. 8 Seitenansicht von Fig. 7 Fig. 9 Draufsicht auf Fig. 7 Fig. 10 Spannhülse mit alternativen Klemmelementen Fig. 11 Seitenansicht von Fig. 10 Fig. 12 Draufsicht auf Fig. 10 Fig. 13 Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Spannhülse Fig. 14 Spannhülse mit alternativen Klemmelementen Fig. 15 Seitenansicht von Fig. 14 Fig. 16 Draufsicht von Fig. 14 In Fig. l und 2 ist eine erfindungsgemäl3e Spannhülse in einfachster Ausführungsform dargestellt. Die Abwicklung 15 des Blechbiegeteiles in Fig. 3 ist nur um die Kopfelemente 2 und ie Sicherungslemente 3 größer als bei einer üblichen Spannhülse. Auch der Herstellungsvorgang bleibt sehr einfach.
Vor dem Rollen zum üblichen Rundkörper werden die Elemente 2 und 3 nur etwas abgewinkelt.
Zur Zentrierung bei der Einführung sind die unteren Sicherungselemente 3 etwas angekantet, so daß sich eine Anschrägung 9 ergibt. Beim Einschieben in die Verbindungsbohrung werden die Sicherungslemente 3 über die Führungskanten 16 nach innen gedrückt, bis sie sich dem Außendurchmesser angepaßt haben.
Wenn die Kopfelemente 2 zur Auflage kommen, haben die Sicherungselemente 3 die Klemmlänge durchlaufen und spreizen eleastisch auf. In axialer Richtung ist eine unlösbare Verbindung entstanden. Zur Vermeidung der Spanbildung beim Einführen können die nach außen stehenden Spitzen der Sicherungselemente verrundet sein. Dies kann durch entsprechendes Anprägen oder Schwingschleifen der fertigen Spannhülsen geschehen.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform mit je 2 Klemmelementen. Die oberen Kopfelemente 2 sind aus der Mantelfläche 5 rechtwinklig abgebogen. Die unteren Sicherungselemente 3 sind aus der Mantelfläche schräg nach außen ausgestellt und bilden eine elastisch verformbare Anlaufschräge 13. Beim Einführen der Spannhülse wird diese nach innen elastisch zugedrückt, um beim Erreichen der Endstellung wieder zurückzuclipsen und die axiale Sicherungsfunktion zu erfüllen. Je länger die Ausklinkung und somit die Anlaufschräge 13, desto geringer die elastische Federwirkung und somit die Eindrückkraft.
Im mittleren Bereich der Mantelfläche 5 sind Rastnocken nach innen ausgeklinkt. Diese dienen zur Aufbringung der Eindrückkraft mit einem Montagegerät.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine Ausführungsform für geringe EindrücIkrätte. Dies wird durch einen relativ lang ausgebildeten elastischen Federarm 10 erreicht, der sich über die Einführungschräge 17 von der Wandung der Verbindungsbohrung leicht zurückbiegen läßt. Die Federarme 10 mit den unten angeformten Sicherungselementen 3 sind aus dem in den Innenraum 14 ragenden abgewinkelten Schenkel 11 gebildet Der Mehraufwand an Material für die zusätzliche axiale Sicherungsfunktion ist gering. Die Herstellung ist nach wie vor einfach.
Die Kopfelemente 2 sind etwas überbogen, um auf diese Weise einen Toleranzausgleich für die Klemmlänge zu ermöglichen.
Abgesehen von den Klemmelementen 2 und 3 entspricht das Verbindungselement einer üblichen Spannhülse.
Die Fig. 10 bis 12 zeigen eine Weiterentwicklung der zuvor beschriebenen Spannhülse. Der abgewinkelte Schenkel 11 erstreckt sich über den ganzen Innendurchmesser und weist zwei elastische Federarme 10 mit Sicherungselementen 3 auf. An den Federarmen 10 sind je ein Finger 12 angebunden, um aus der Spannhülse 1 ein lösbares Verbindungselement zu machen. Durch Zusammendrücken der Finger 12 mittels einer Spezialzange um den Betrag 2a kann die Spannhülse 1 entgegen der Montagerichtung demontiert werden.
Die Fig. 13 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Spannhülse gem. den Patenansprüchen 1 und 2 mit je zwei oberen Kopfelementen 2 und zwei unteren Sicherungselementen 3, Eine besonders praxisfreundliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannhülse ist in den Figuren 14 bis 16 dargestellt. Die Klemmelemente 2 und 3 sind gleichartig und symmetrisch angeordnet, so daß die Spannhülse von beiden Seiten identisch montiert werden kann. Dies ist insbesondere für automatische Fügevorgänge vorteilhaft, da eine Orientierung oben/unten nicht erforderlich ist. Durch die flexibel gestalteten Federarme 10 a und 10 b auf beiden Seiten ist keine hohe Eindrückkraft erforderlich. Die Stegbreite des Federarmes 10 ist stanztechnisch ohne Schwierigkeiten bis zur Materialdicke möglich.
Auch der Ilerstellvorgang der Spannhülse bleibt denkbar einIacl). Nach dem Abwinlceln des Steges 11 kann die Mantelfläche 5 in üblicher Weise auf den gewünschten Durchmesser gerollt werden.
Der die beiden Federarme 10 verbindende Steg 11 dient gleichzeitig in vorteilhafter Weise als Montagehilfe beim Einsetzen in die Verbindungsbohrung. Er kann die Eindrückkraft aufnehmen.
Soll die Spannhülse demontierbar gestaltet werden, so können - ähnlich wie in Fig. 11 dargestellt - angewinkelte Finger 12 an den Federarmen 10 angeordnet werden. Mit einer Spezialzange können dann die Krallen der Klemmelemente 2 und 3 nach innen gedrückt werden, jeweils um den Betrag a.
Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform als Kombination aus Fig. 8 und Fig. 15 mit einer einseitigen axialen Sicherung. Der Schenkel 11 ist in der Mitte angesetzt und trägt je einen Federarm 10 mit Klemmelmenten (2,3) nach oben und unten.
Benennung 1 Spainl iülse nlit axialen Klemmelementen 2 obere Klemmelemente (Kopfelemente) 3 untere Klemmelemente (Sicherungselemente) 4 Durchbrüche (Bohrungen) 5 Mantelfläche 6 Stoßkanten 7 Rastnocken 8 Fase 9 Anschrägung (Fase) 10 Federarme 11 abgewinkelter Schenkel 12 Finger 13 Anlaufschräge 14 Innenraum 15 Abwicklung 16 Führungskanten 17 Einführschräge Leerseite

Claims

Patentansprüche d;; Spannhülse zum Verbinden mehrerer Bauteile und zum vorzugsweisen Ubertragen von radialen Kräften, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (1) zur axialen Sicherung gegen Herausfallen mit mindestens einem oberen Klemmelement (2) und mindestens einem unteren Klemmelement (3) versehen ist, welches durch Verformung aus der Mantelfläche (5) gebildet wird.
2. Spannhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Klemmelemente (2,3) durch Ausklinken und leichtes Abwinkeln aus der Durchmesserkontur heraus nach außen gebildet werden (Fig. 1 und 2)
3. Spannhülse nach Anspruch 1, dadurch -gekennzeichnet, daß die Abwicklung (15) der Spannhülse (1) in radialer Ausdehnung nicht größer ist, als für übliche Spannhülsen ohne axiale Sicherung auch. (Fig. 3)
4. Spannhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Klemmelemente (3) durch Herausprägen aus der Mantelfläche (5) mit einer elastisch verformbaren Anlaufschrägen (13) in axialer Richtung gebildet werden. (Fig. 4 - 6)
5. Spannhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Mantelfläche (5) der Spannhülse (1) Rastnocken (7) in den Innenraum (14) abgewinkelt sind, die als Mitnehmer für Montagegeräte dienen. (Fig. 4 bis 6)
6. Spannhülse zum Verbinden mehrerer Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß als Fortsetzung der Mantelfläche (5) ein ebener, abgewinkelter Schenkel (11) im Bereich der Stoßkanten (6) in den Innenraum (14) ragt, der über mindestens einen elastisch verformbaren Federarm (10) verfügt, dessen Stegbreite in etwa der Materialdicke entspricht und der am unteren Ende das unter Klemmelement (3) aufweist. (Fig. 7 - 9)
7. Spannhülse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der abgewinkelte Schenkel (11) zwei elastische Federarme (10) mit je einem unteren Klemmelement (3) aufweist und an den Federarmen (10) zusätzlich Finger (12) angeordnet sind, die zur Demontage mittels einer Zange von oben dienen.
8. Spannhülse zum Verbinden mehrerer Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß sich sämtliche für die axiale Sicherung vorgesehenen Klemmelemente (2,3) in spiegelsymmetrischer Anordnung an den Federarmen (10a, lOb) befinden, die an den in den Innenraum (14) abgewinkelten Schenkel (11) angebunden sind und daß Klemmelemente (2,3) und Federarme (10a, lOb) am Schenkel (11) in einer Ebene liegen und durch Stanzen ohne weitere Verformung herstellbar sind. (Fig. 14 bis 16)
9. Spannhülse nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (5) im unteren Bereich in eine angekantete Anschrägung (9) oder in eine angeprägte Fase (8) übergeht.