DE3216880C2

DE3216880C2 - Spannhülse mit axialer Sicherung

Info

Publication number: DE3216880C2
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: 1985-01-17
Also published as: DE8213020U1; DE3216880A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein als Spannhülse (1) ausgebildetes Verbindungselement, das durch zusätzliche Klemmelemente (2, 3) an den Enden nach Einführung in die Verbindungsstelle gegen Herausfallen gesichert ist. Das untere Klemmelement (3) ist so ausgebildet, daß es sich beim Einführen nach innen elastisch verformt und nach Erreichen der Einbaustellung clipsartig in die Ausgangsstellung zurückspreizt, die größer als der Bohrungsdurchmesser ist. Es können auch in geringem Maße axiale Kräfte übertragen werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannhülse für die nichtverlierbare Verbindung von mindestens zwei Bauteilen mit aus dem Blechmantel der Spannhülse geformten Sicherungselementen, die den Schaftdurchmesser der Spannhülse zur axialen Sicherung durch Formschluß an beiden Enden radial überragen und die durch Verformung aus der Mantelfläche herstellbar sind.

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 Sicherungselemcnte ist diese Verbindungsart schwer und teuer.

Vom Aspekt der Kraftübertragung her gesehen ist eine Spannhülse ebenfalls geeignet und darüber hinaus leicht und billig; zwei Argumente, die heute insbesondere in der Automobilindustric sehr wichtig sind.

Aus der DE-OS 30 00 759 ist eine Spannhülse bekanntgeworden, die über Mittel zur axialen Sicherung in Montageposition verfügt. Die Sicherungselemente gegen Herausfallen oder Verlieren entsprechen den Kriterien der Automobilindustrie und können deshalb die aufwendige Bolzenverbindung mit extra Sicherung ersetzen. Die Sicherungselemente der Hülse können bei axialem Druck oder Vibration nicht elastisch zurückfedern. Sie sind bis zur Grenze der Zerstörung/Deformation belastbar und gehören somit zur Gruppe d?r unverlierbaren Verbindung.

ίο Die bekannte Spannhülse erfordert jedoch einen großen Materialeinsatz und Fertigungsaufwand. Die hakenförmigen Endteile als Sicherungselemente sind um nahezu 180° gebogen, die gegenüberliegenden Lappen um 90° und mehr. Derartig geformte Elemente erfordem einen komplizierten Herstellungsprozeß mit vielen Folgen, also teure Werkzeuge mit langen Taktzeiten. Andererseits bedingt die Abwicklung der Hülse eine großflächige Platine, also einen großen Materialeinsatz mit viel Abfall. Außerdem ergibt sich durch die hakenförmigen Endteile eine große Gesamtlänge.

Mit der US-PS 13 44 59b ist eine Spannhülse mit axialen Sicherungselementen bekanntgeworden, die deutlich weniger Materialeinsatz erfordert und auch leichter herstellbar ist. Diese Spannhülse gehört aber nicht zur Gattung der unverlierbaren Verbindungselemente. Eine Sicherheit gegen Herausfallen bei Vibration der zu verbindenden Bauteile (z. B. Kfz) ist ebensowenig gegeben wie gegen unbeabsichtigte Demontage bei Druck entgegen der Einführrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nicht verlierbare Spannhülse mit axialen Sicherungselementen der bekanntgewordenen Gattung zu schaffen, die ein Minimum an Materialeinsatz erfordert und auf einfachen Werkzeugen problemlos und schnell in wenigen Folgen gefertigt werden kann und darüber hinaus auch kleine Baumaße aufweist, also eine kleine Gesamtlänge. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sicherungselemente durch aus der Durchmesserkontur der Mantelfläche u><d letcVit .lach außen abgewinkelte Wandteile des Spannhülsenschaftes gebildet sind, die unmittelbar beim Stanzvorgang der Platine für die Spannhülse entstehen, wobei deren Sicherungsflächen durch die beim Stanzvorgang erzeugten, in axiale Richtung weisenden Trennflächen gebildet sind.

Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die Sicherungselemente und Federarme in einer Ebene liegen und daß die den Schaftdurchmesser überragenden Sicherungsflächen durch die beim Stanzvorgang erzeugten, in axiale Richtung weisenden Trennflächen gebildet sind, die unmittelbar beim Stanzvorgang ohne weitere Verformung entstehen.

Bei den vorgeschlagenen Lösungen werden die Sicherungselemente sowohl im oberen als auch im unteren Bereich nicht in mehreren Folgen hergestellt, sondern entstehen praktisch unmittelbar beim Stanzen der Platine, so daß nach dem anschließenden Rollen der Platine die Spannhülse mit ihren axialen Sichcrungselementen bereits fertig ist. Ein derart einfacher Herstellprozeß bedingt einfache Werkzeuge und ermöglicht schnelle

bo Taktfolgen, ergibt also ein billiges Massenprodukt, wie es insbesondere von der Automobilindustrie gefordert wird.

In einem ersten Ausführungsbeispiel entstehen die Sicherungsclemente durch radiale Ausdehnung über

b5 den Schaftdurchmesser hinaus. Beim Stanzen der Platine werden kleine Blechbcreiche eingeschnitten und etwas abgekantet. Nach dem Rollen der Platine, nämlich der Mantelfläche der Hülse, laufen diese Blcchbereichc

tangential über den Außendurchmesser nach außen und bilden mit ihren Trennflächen die Hinterschneidungen, die die axiale Sicherung im eingebauten Zustand ergeben.

Um eine Montage zu ermöglichen, sind elasüsch-flexible Einführzonen vorgesehen, die sich Ober entsprechende Einführschrägen auf den Bohrungsdurchmesser zusammendrücken und einschieben lassen und die nach Erreichen der Endposition aufschnappen.

Nach dem Aufschnappen stellen diese Einführzonen die Sicherungselemente gegen Herausfallen dar. Diese Sicherungselemente, sowohl oben als auch unten, sind mit ihren Hinterschneidungen so ausgestaltet, daß sie bei Vibration oder axialem Druck nicht flexibel nachgeben können. Sie sind bis zu ihrer Zerstörung durch Bruch oder plastische Deformation belastbar und gehören somit in den Bereich der unverlierbaren Verbindungen.

In einer weiteren Ausgestaltungsform werden die Sicherungselemente wiederum unmittelbar beim Stanzen der Platine gebildet, der Schenkel jecioch. an dem das Sicherungselement einstückig angebunden ist. wird vor dem Rollen der Mantelfläche ca 90° abgekantet und befindet sich bei der fertigen Hülse im Innenraum.

Dieser eine Biegevorgang bedingt zwar eine weitere Folge im Werkzeug, jedoch eine denkbar einfache, da die Biegung 90° nicht übersteigt Mit dieser Anordnungsform eines Sicherungselementes ergeben sich viele Variationsmöglichkeiten von Spannhülsen mit axialen Sicherungselementen. Zum Beispiel lassen sich symmetrische Spannhülsen mit identischen Sicherungselementen an beiden Enden gestalten, die sich leicht sortieren, magazinieren und automatisch verarbeiten lassen.

In den Darstellungen sind einige Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. I Spannhülse mitSicherungselemeiiien,
Fig. 2 Draufsicht auf Fig. 1,
Fig. 3 Abwicklung der Spannhülse gem. Fig. 1,
Fig.4 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß^n Spannhülse,

Fig. 5 Spannhülse mit alternativen Sicherungselcmenten,

F i g. 6 Seitenansicht von F i g. 5,
F i g. 7 Schnitt VII-VII von F i g. 5.
In F i g. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Spannhülse in einfachster Ausführungsform dargestellt. Die Abwicklung 15 des Blechbiegeteiles in F i g. 3 ist nur um die Sicherungselemente 2 und 3 langer als bei einer üblichen Spannhülse. Auch der Herstellungsvorgang bleibt sehr einfach. Vor dem Roiien zum üblichen Rundkörper werden die Elemente 2 und 3 nur etwas abgewinkelt, was beim S^anzvorgang der Platine unmittelbar erfolgen kann.

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 Sicherungselemente 3 über die Führungskanten 13 nach innen gedrückt, bis sie sich dem Außendurchmesser angepaßt haben.

Wenn die Sicherungselemente 2 zur Auflage korn- t> <> men, haben die Sicherungselemente 3 die Klemmlänge durchlaufen und spreizen elastisch auf. In axialer Richtung ist eine unverlierbare Verbindung entstanden. Zur Vermeidung der Spanbildung beim Einführen können die nach außen stehenden Spitzen der Sicherungsele- t-5 menu- verrundet sein. Dies kann durch entsprechendes Anpriigen oder Schwingschleifen der fertigen SpannhülsL-n geschehen.

Die Fig.4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Spannhülse gem. den Patentansprüchen 1 und 2 mit je zwei oberen und unteren Sicherungselementen 2 und 3. Die Klemmlänge erstreckt sich zwischen den Bohrungen 4 und 4'.

Eine besonders praxisfreundliche Ausführungsform einer weiteren erfindungsgemäßen Spannhülse ist in den F i g. 5 bis 7 dargestellt. Die Sicherungselemente 2 und 3 sind gleichartig und symmetrisch angeordnet sowie in doppelter Ausführung, 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 10a und 106 auf beiden Seiten ist keine hohe Eindrückkraft erforderlich. Die Stegbreite des Federarmes 10 ist stanztechnisch ohne Schwierigkeiten bis zur Materialdicke möglich.

Auch der Herstellvorgang der Spannhülse bleibt denkbar eir.fach. Nach dem Abwinkein des Steges 11 kann die Mantelfläche 5 in üblicher "n'eise 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 Eind.äckkraft aufnehmen.

Soll die Spannhülse demontierbar gestaltet werden, so können angewinkelte Finger an den Federarmen 10 angeordnet werden. Mit einer Spesialzange können dann die Krallen der Elemente 2 und 3 nach innen gedruckt werden.

Eine symmetrische Ausgestaltung der Spannhülse mit elastisch federnden Sicherungselementen 2 und 3 an beiden Enden ist gleichermaßen auch für die Ausführungsform gem. Fig.l möglich.

Die in ucü F i g. 5 bis 7 gezeigte Spannhülse 1 läßt sich in mehreren Varianten gestalten. Eine sehr materialsparende Ausführungsform ergibt sich, wenn pro Seite nur ein Sicherungselement 3 an federnden Armen 10a und 106 am Steg 11 angeordnet ist. Die Abwicklungslänge der"pannhülse 1 ist deutlich kleiner.

Um eine leichte Montage zu ermöglichen, kann der Steg 11 an der oberen Kante der Spannhülse \ angeordnet werden. Die Länge des Federarmes 10 entspricht dann etwa der Klemmlänge der Spannhüise. Er ist also deutlich langer und somit flexibler.

Weiterhin ist eine Kombination von starren Sicherungselementcn 2 an einer Seite und in Montagerichtung flexiblen Sicherungselementen 3 an der anderen Seite möglich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spannhülse Für die nicht verlierbare Verbindung von mindestens zwei Bauteilen mit aus dem Blechmante! der Spannhülse geformten Sicherungselementen, die den Schaftdurchmesser der Spannhülse zur axialen Sicherung durch Formschluß an beiden Enden radial überragen und die durch Verformung aus der Mantelfläche herstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente (2,3) durch aus der Durchmesserkontur der Mantelfläche (5) ausgeklinkte und leicht nach außen abgewinkelte Wandteile des Spannhülsenschaftes gebildet sind, die unmittelbar beim Stanzvorgang der Platine (15) für die Spannhülse (1) entstehen, wobei deren Sicherungsflächen (18, 18') durch die beim Stanzvorgang erzeugten, in axiale Richtung weisenden Trennflächen (19,19') gebildet sind.

2. Spannhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däu das untere Sichcrungscicmcnt (3) mindestens eine Anlaufschräge (13) aufweist.

3. Spannhülse für die nicht verlierbare Verbindung von mindestens zwei Bauteilen mit aus dem Blechmantel der Spannhülse geformten Sicherungselementen, die den Schaftdurchiresser der Spannhülse zur axialen Sicherung durch Formschluß an beiden Enden radial überragen und die durch Verformung aus der Mantelfläche herstellbar sind, wobei die Mantelfläche einen in den Innenraum der Spannhülse abgewinkelten, als Federarm ausgebildeten Steg aufweist, an den die Sicherunfselemente angeformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente (2, 3) und Federarnr· (10a, iOb) in einer Ebene liegen und daß die den Schaftdurchmesser überragenden Sicherungsflächen (18, 18') durch die beim Stanzvorgang erzeugten, in axiale Richtung weisenden Trennflächen (19, 19') gebildet sind, die unmittelbar beim Stanzvorgang ohne weitere Verformung entstehen.

4. Spannhülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente (2, 3) sich in spiegelsymmetrischer Anordnung an den Federarmen (10a, iOb) befinden.