DE2154303A1 - Spannelement, insbesondere spannhuelse oder spannbuchse - Google Patents

Description

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Spannelement, insbesondere Spannhülse oder Spannbuchse

Die Erfindung betrifft ein Spannelement, insbesondere eine Spannhülse oder eine Spannbuchse, bestehend aus einem Hohlzylinder, welcher rechtwinklig zu seiner Rotations- bzw. Längsachse angeordnete Stirnflächen besitzt und welcher mindestens eine stirnseitige, zum freien Ende hin konische Abfasung und einen seine Wandung auf gesamter axialer Länge durchsetzenden Schlitz aufweist, dessen ihn begrenzende Längskanten der Wandung auf der gesamten Länge des Schlitzes einen etwa gleichen, in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander besitzen.

Die bekannten Spannelemente der vorbeschriebenen Gattung können als Spannhülsen oder als Spannbuchsen Verwendung finden.

Spannhülsen haben bereits eine weitreichende Verwendung gefunden und werden häufig anstelle von Kegelstiften, Zylinderstiften, Kerbstiften, Scharnierstiften, Paßfedern, Nieten od. dgl. eingesetzt. Der Vorteil der Spannhülsen liegt darin, daß diese das mit den vorgenannten Bauelementen immer verbundene Problem der genauen Anpassung an die Aufnahmebohrung beseitigen. Die bekannten Spannhülsen, welche in der Regel parallel zu ihrer Längsachse geschlitzt sind, bestehen aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus hochelastischem Sonder-Federstahl. Der Außendurchmesser des die Spannhülse bildenden

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Hphlzylinders ist um ein bestimmtes Maß größer als die Weite des zu seiner Aufnahme bestimmten Bohrlochs. Damit die Spannhülse leicht in das Bohrloch eingeführt werden kann, weist diese außen mindestens eine stirnseitige, zum freien Ende hin konisch verlaufende Abfasung auf. Derartige Spannhülsen brauchen nur mit ihrer Abfasung auf das Bohrloch gesetzt und ohne Beachtung besonderer Passungstoleranzen, beispielsweise mit dem Hammer, in das Bohrloch eingetrieben zu v/erden. Beim Eintreiben in das Bohrloch wird die Spannhülse zusammengedrückt, derart, daß sich der fc Schlitz ganz oder teilweise schließt. Die eingetriebene Spannhülse übt einen andauernden} federnd nachgiebigen Druck gegen die Wandung der Aufnahmebohrung aus. Die Federkraft ist so groß, daß sich die Spannhülsen bei verschleißbedxngten Erweiterungen der Aufnahmebohrung selbsttätig an diese anpassen.

Das bekannte Spannelement kann ebenfalls als Spann-■ buchse Verwendung finden. Bezüglich der Spannbuchsen unterscheidet man Einspannbuchsen und Aufspannbuchsen, welche beide als Gleitlager-Elemente verwendet werden.

Eine Einspannbuchse weist mindestens eine stirnseitige äußere, zum freien Ende hin konische Abfasung auf, mit welcher ™ sie in ein Lagerauge, beispielsweise eines Lagerbocks, hineingepreßt wird. Im Gegensatz dazu weist eine Aufspannbuchse einen endseitigen Innenkonus auf, welcher das Aufpressen der Aufspannbuchse auf eine Maschinenwelle od. dgl. erleichtert.

Die bekannten Spannelemente haben sich bisher in der Praxis gut bewährt. Ein großer Vorteil der bekannten Spannelemente besteht darin, daß diese auf der gesamten axialen Länge einen Schlitz aufweisen, dessen ihn begrenzende Längskanten der Wandung auf der gesamten Länge des Schlitzes einen etwa gleichen, in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander besitzen. Diese

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gleichförmige Ausbildung des Schlitzes bedeutet, daß zur Herstellung der bekannten Spannelenente verhältnismäßig einfache Stanz- und Preßwerkzeuge ausreichen. Infolge der gleichförmigen Ausbildung des Schlitzes kann das bekannte Spannelement im gesamten Längenbereich um dasselbe !'laß im Sinne einer Verengung des Schlitzes zusammengedrückt werden. Für den Einbauzustand bedeutet dieses, daß die Spannhülse auf die sie umgebende Bohrlochwandung an allen Stellen im wesentlichen den gleichen Laibungsdruck ausübt. Ein gleichmäßiger Laibungsdruck bildet jedoch die Voraussetzung für eine gleichmäßige Abnutzung, beispielsweise einer Spannhülse, welche in die Aufnahmebohrungen eines Scharniers eingesetzt ist. Es ist selbstverständlich, daß eine gleichmäßige Abnutzung vorteilhaft ist, weil sich dadurch die Spannhülse in ihrem gesamten Längenbereich im Sinne einer Erweiterung des Schlitzes ausdehnen und die Scharnierverbindung gleichmäßig nachspannen kann. Die gleichen Vorteile v/erden sinngemäß auch mit den bekannten Spannbuchsen erzielt.

Die bekannten Spannelemente weisen jedoch Nachteile hinsichtlich ihrer Handhabung im Fertigungsprozeß und beim Einbau auf, und zwar lassen sich die bekannten Spannelemente, welche geradlinige Schlitze aufweisen, derart ineinanderschieben, daß jeweils der Schlitz eines ersten Spannelementes die Wandung eines zweiten in etwa radialer Richtung umschließt, so daß sich zwei oder mehrere Spannelemente gewissermaßen miteinander verketten bzw. verschachteln können. Diese Verkettung oder Verschachtelung der bekannten Spannelemente tritt ungewollt beispielsweise bei der Oberflächenbehandlung auf, und zwar, wenn die Spannelemente mit einem Korrosionsschutz versehen werden sollen und deshalb verzinkt,verkadmet, vernickelt oder phosphatiert werden. Wenn sich jedoch Spannelemente auf ihrem Förderweg bis zu der Stelle, an welcher die Oberflächenbehandlung stattfindet, ineinander verschachtelt haben, läßt sich im Bereich der

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Überlappungszone, beispielsweise in einem galvanischen Verzinkungsbad, keine einwandfreie Verzinkung durchführen. Die Folge ist, daß ein erheblicher Anteil der Spannhülsen nach einer ersten Verzinkung in mühevoller und kostenaufwendiger Handarbeit aussortiert und einer nochmaligen Behandlung unterworfen werden muß.

Sehr nachteilig wirkt sich die ungewollte Verkettung bzw. Ineinanderschachtelung der bekannten Spannelemente bei Vorrichtungen aus, welche beispielsweise Spannhülsen selbsttätig in die zugehörigen Aufnahmebohrungen einsetzen. Derartige Vorrichtungen müssen häufig außer Betrieb gesetzt werden, weil Spannhülsen, die sich miteinander verkettet haben, den Zuführungskanal, über welchen das Einsetzen einer Spannhülse in die betreffende Aufnahmebohrung erfolgt, verschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Spannelement dahingehend zu verbessern, daß eine nachteilige Ineinanderschachtelung bzw.. eine Verkettung zweier oder mehrerer Spannelemente völlig ausgeschlossen ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schlitz innerhalb seiner beiden kurzen Endbereiche nahe den Stirnflächen gegenüber seinem wesentlich längeren, vorzugsweise geradlinig und parallel zur Längsachse verlaufenden, mittleren Bereich mindestens um seine in Umfangsrichtung gemessene Breite im Sinne einer seitlichen Versetzung abgesetzt ist. Durch diese Absetzung im Sinne einer seitlichen Versetzung des Schlitzes mindestens um seine in Umfangsrichtung gemessene Breite können sich zwei Spannelemente - wenn überhaupt - höchstens nur auf einem sehr gering bemessenen endseitigen Längenabschnitt ineinanderschieben, da die Stellen, an welchen der Schlitz versetzt ist und welche nahe den Stirnfla-. chen angeordnet sind, den Schlitz gewissermaßen versperren.

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Selbst wenn ein solches Hineingleiten auf einem sehr kurzen Abschnitt eines Endbereichs erfolgt sein sollte, ist eine solche äußerst lockere Verbindung nicht weiter schädlich, da diese bei der geringsten Bewegung, beispielsweise während der Oberflächenbehandlung im Fertigungsprozeß, sofort wieder aufgehoben wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Schlitz im Abstand von der Abfasung versetzt ist. Die Herstellung der Spannelemente erfolgt derart, daß das etwa rechteckförmige Blechteil, aus welchem nach einem Biegevorgang das hohlzylindrische Spannelement entsteht, von einem bandförmigen Stahlblech, dessen Seitenkanten bereits mit den Abfasungen versehen sind, abgeschnitten bzw. aus dem Stahlblechband ausgestanzt wird. Der Schneid- bzw. StanzVorgang liefert gleichzeitig den versetzten Verlauf der Schnittkante, welcher nach der Verformung des im wesentlichen rechteckigen Blechstückes zu einem Hohlzylinder die Versetzungsstelle im Schlitz des Spannelementes ergibt. Die Versetzungsstelle in der Schneidkante des Schneid- bzw. Stanzwerkzeuges beansprucht das bandförmige Stahlblech beim Schneid- bzw. Stanzvorgang wesentlich höher als die geradlinig verlaufende Schneidkante. Dadurch, daß die Versetzungsstelle in der Schneidkante des Schneid- bzw. Stanzwerkzeuges das bandförmige Stahlblech im Abstand von der Abfasung angreift, wird diese Zone des Schneidwerkzeuges, welche während des nachfolgenden Schneidvorganges das Blech besonders im Sinne einer unzulässigen Verformung sehr stark belastet, von der Abfasung ferngehalten, welche den am leichtesten verformbaren und damit gegen eine unzulässige Verformung besonders anfälligen Bereich des bandförmigen Stahlblechs bildet. Das Merkmal, wonach der Schlitz im Abstand von der Abfasung versetzt ist, ermöglicht somit die Herstellung der vorteilhaften Versetzung in der Nähe jeweils einer Stirnfläche, ohne daß die gleichmäßige Form des Spannelementes oder der Abfasung, welche für ein fehlerfreies Einführen des Spannelementes in die Aufnahmebohrung notwendig ist, in nachteiliger Weise beeinflußt würde.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Versetzung des Schlitzes durch einen Knick oder eine Kurve in einem Längenabschnitt gebildet, welcher im Verhältnis zur Gesamtlänge des Schlitzes wesentlich kürzer bemessen ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Knick bzw. die Kurve in einem Abstand von der Abfasung angeordnet ist, welcher etwa der in axialer Richtung des Hohlzylinders gemessenen Breite der Abfasung entspricht. Es ■ ■ hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Wahl eines derartigen Abstandes mit Sicherheit eine Verkettung bzw. Ineinanderschachtelung zweier oder mehrerer Spannelemente verhindert, gleichzeitig aber gewährleistet, daß während des vorerwähnten Stanz- bzw. Schneidvorganges die Abfasungen nicht unzulässig verformt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick bzw. die Kurve durch eine etwa halbkreisförmig in Umfangsriehtung der Zylinderwandung vorspringende Zunge und eine im Abstand von der Zunge in Umfangsrichtung gegenüberliegende, zur Zunge hin offene, etwa halbkreisförmige Aussparung gebildet, welche dieselben Abmessungen wie die Zunge aufweist. Besonders anhand dieser vorteilhaften Ausführungsform wird deutlich, daß die Versetzung des Schlitzes bzw. die ihn bildenden Blechkanten mit verhältnismäßig einfachen Schneid- bzw. Stanzwerkzeugen hergestellt werden können. Dadurch, daß jeweils eine etwa halbkreisförmig in Umfangsrichtung der Zylinderwandung vorspringende Zunge und eine dieser Zunge gegenüberliegende, halbkreisförmige Aussparung vorgesehen sind, welche dieselben Abmessungen wie die Zunge .aufweist, wird eine völlig verschriittfreie Herstellung aufeinanderfolgender, im wesentlichen rechteckiger Blechstücke ermöglicht. Diese rechteckigen Blechstücke weisen vor ihrer

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Verformung zu Hohlzylindern jeweils zwei halbkreisförmige Zungen und korrespondierende halbkreisförmige Aussparungen im Bereich ihrer Längskanteη auf.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß in der Wandung des Hohlzylinders mindestens eine radial nach ■ außen vorspringende, im Abstand von den Abfasungen angeordnete Nocke vorgesehen ist. Derartige Nocken, welche eine zusätzliche Arretierung, beispielsweise einer Spannhülse, in einem Scharnier bewirken sollen, werden zweckmäßig im Abstand von den Abfasungen angeordnet, damit diese bei der Herstellung der Nocken, z.B. in einem Preßvorgang, nicht in den Randbereich der Verformungszone geraten und in nachteiliger Weise deformiert v/erden. Bei dem erfindungsgemäßen Spannelement hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn diametral gegenüber den Stellen des Hohlzylinders, an welchen der Schlitz versetzt ist, je eine Nocke angeordnet ist. Diese Anordnung der Nocken ermöglicht einerseits eine sichere zusätzliche Arretierung der beiden Enden, beispielsweise einer Spannhülse, in einem Scharnier, während durch die besondere Anordnung der Nocken gleichzeitig sichergestellt ist, daß die die Versetzungsstelle des Schlitzes umgebende Verformungszone als auch die Verformungszone, welche eine Nooke umgibt, während der Herstellung voneinander entfernt gehalten werden, so daß keine unzulässigen Verformungen möglich sind.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Spannhülse und Fig. 2 die Draufsicht auf die Spannhülse gemäß der gestrichelten Linie II - II in Fig. 1.

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In Fig, 1 ist eine Spannhülse 1 dargestellt, welche beispielsweise anstelle von Kegelstiften, Zylinderstiften, Kerbstiften, Scharnierstiften, Paßfedern oder Nieten verwendet werden kann. Die Spannhülse 1 weist die Form eines Hohlzylinders auf, welcher benachbart zu seinen Stirnflächen 2 eine zum freien Ende der Spannhülse hin konisch verlaufende Abfasung 3 aufweist. Die Spannhülse ist mit einem axialen Längsschlitz 4 versehen, welcher an seinen Längsseiten von inneren Kanten 5 und von äußeren Kanten 6 begrenzt wird. In der Nähe einer jeden Stirnfläche 2 verläuft der Schlitz 4 in der Form einer Kurve Aus der Zeichnung geht deutlich hervor, daß sowohl die sich gegenüberliegenden inneren Kanten 5 als auch die sich gegenüberliegenden äußeren Kanten 6 auf der gesamten Länge des Schlitzes 4, d.h. ebenfalls im Bereich der Kurven 7, jeweils etwa den gleichen in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander besitzen. Die Spannhülse 1 kann demnach in etwa radialer Richtung derart zusammengepreßt werden, daß die einander gegenüberliegenden Längskanten 5 bzw. 6 auch im Bereich der Kurven 7 dicht aneinander anliegen. Die radiale Zusammendrückbarkeit der Spannhülse wird also nicht durch die kurvenförmige Ausbildung des Schlitzes 4 behindert.

Jede Kurve 7 wird durch eine in Umfangsrichtung der zylindrischen Spannhülse vorspringende Zunge 8 und eine gleich bemessene, gegenüberliegende, ebenfalls halbkreisförmige Aussparung 9 gebildet. Aus der Bemessung der Zungen ergibt sich, daß die etwa rechteckigen Blechteile vor ihrer Verformung zu der hohlzylindrischen Spannhülse vollkommen verschnittfrei aus einem Stahlblechband ausgestanzt bzw. von diesem abgeschnitten werden können.

Aus Fig. 1 geht ferner hervor, daß die Zunge 8 bzw. die Aussparung 9 in einem Abstand a von der Abfasung 3 ent-

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fernt ist, welcher der in axialer Richtung gemessenen Breite der Abfasung 3 entspricht. Dieser Abstand a ist gering genug, um eine Verkettung bzw. eine Ineinanderschachtelung zweier oder mehrerer Spannhülsen zu verhindern und gleichzeitig eine schädliche Verformung während des Stanz- bzw. Sehneidvorganges der in der Nähe befindlichen Abfasung 3 auszuschließen.

Aus Fig. 2, welche eine Stirnansicht der Spannhülse darstellt, geht deutlich hervor, daß die Zunge 8 den Schlitz in axialer Richtung völlig versperrt, so daß sich zwei Hülsen nur um den sehr geringen Betrag 2a ineinanderschieben können. Ein derart gering bemessener Längenabschnitt 2a kann jedoch keine nachteilige Verkettung bzw. Ineinanderschachtelung bewirken, da ein Ineinanderschieben zweier Hülsen um den Betrag 2a bei der geringsten Bewegung wieder aufgehoben würde.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ferner deutlich zu ersehen, daß der Schlitz U innerhalb seiner beiden kurzen Ehdbereiche nahe den Stirnflächen 2 gegenüber seinem wesentlich längeren geradlinig und parallel zur Längsachse der Spannhülse verlaufenden mittleren Bereich etwa um seine in Umfangsrichtung gemessene Breite im Sinne einer seitlichen Versetzung abgesetzt ist, so daß die Zunge 8 gewissermaßen eine Sperre bzw» einen Riegel bildet.

Aus Fig. 2 ist außerdem ersichtlich, daß diametral gegenüber der Kurve 7 eine Hocke 10 angeordnet ist. Und zwar ist .in beiden Endbereichen der Spannhülse 1 eine Hocke 10 in der Höhe der Kurven 7 und damit etwa im Abstand a von den Abfasun,,on 3 angeordnet. Die Hocken 10 sollen eine zusätzliche Arretierung der Spannhülse 1, beispielsweise innerhalb eines Scharniers, bewirken.

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Claims (7)

1. Patentansprüche:

   fl.\Spannelement, insbesondere Spannhülse oder Spannbuchse, bestehend aus einem Hohlzylinder, welcher rechtwinklig zu seiner Rotations- bzw. Längsachse angeordnete Stirnflächen besitzt und welcher mindestens eine stirnseitige, zum freien Ende hin konische Abfasung und einen seine Wandung auf gesamter axialer Länge durchsetzenden Schlitz aufweist, dessen ihn begrenzende Längskanten der Wandung auf der gesamten Länge des Schlitzes einen etwa gleichen, in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (4) innerhalb seiner beiden kurzen Endbereiche nahe den Stirnflächen (2) gegenüber seinem wesentlich längeren, vorzugsweise geradlinig und parallel zur Längsachse verlaufenden, mittleren Bereich mindestens um seine in Umfangsrichtung gemessene Breite im Sinne einer seitlichen Versetzung abgesetzt ist.
2. 2. Spannelement nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitz (U) im Abstand von der» Abfasung (3) versetzt ist.
3. 3. Spannelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Versetzung des Schlitzes (H) durch einen Knick oder eine Kurve (7) in einem Längenabschnitt gebildet ist, welcher im Verhältnis zur Gesamt-Lange des Schlitzes OO wesentlich kürzer bemessen ist.
4. 4. SpanneLement nach Anspruch 3,dadurch gekennze ichnet , daß der Knick bzw. die Kurve (7) in einem Abstand (a) von der Abfasung (3) angeordnet ist, welcher etwa der in axialer Richtung des Hohlzylinders gemessenen Breite der Abfasung (3) entspricht.

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5. 5. Spannelement nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Knick bzw. die Kurve (7) durch eine etwa halbkreisförmig in Umfangsrichtung der Zylinderwandung vorspringende Zunge (8) und eine im Abstand von der Zunge (8) in Umfangsrichtung gegenüberliegende, zur Zunge (8) hin offene, etwa halbkreisförmige Aussparung (9) gebildet ist, welche dieselben Abmessungen wie die Zunge (8) aufweist.
6. 6. Spannelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß in der VJandung des Hohlzylinders mindestens eine radial nach außen vorspringende, im Abstand von den Abfasungen (3) angeordnete Hocke (10) vorgesehen ist.
7. 7. Spannelement nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß diametral gegenüber den Stellen (7) des Hohlzylinders, an welchen der Schlitz (H) versetzt ist, je eine Nocke (10) angeordnet ist.

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