DE29822209U1

DE29822209U1 - Gewindespindelantrieb für ein Federspanngerät mit einem im Überlastfall abscherenden Sicherungsstift

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Publication number: DE29822209U1
Application number: DE29822209U
Authority: DE
Original assignee: Hazet Werk Hermann Zerver GmbH and Co KG
Current assignee: Hazet Werk Hermann Zerver GmbH and Co KG
Priority date: 1998-09-12
Filing date: 1998-12-12
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2008-12-13
Also published as: DE29816410U1; EP0988937A2

Description

Stenger, Watzke & Ring I₄ .;* * j_#>:;*Ka*V^i//-iecirich-Ring ₇₀

&Oacgr;-40547 Düsseldorf

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. WOLFRAM WATZKE

DIPL-ING. HEINZ J. RING

_{QR 1?nn} DIPL-ING. ULRICHCHRISTOPHERSEN

Unser Zeichen: DIPL-ING. MICHAEL RAUSCH

. DIPL-ING. WOLFGANG BRINGMANN

Hazet-Werk Hermann Zerver Patentanwälte

GmbH & Co. KG european patent attorneys

Güldenwerther Bahnhofstraße 25-29
42857 Remscheid

Datum 10. Dezember 1998

Gewindespindelantrieb für ein Federspannqerät mit einem im Überlastfall

abscherenden Sicherunqsstift

Die Erfindung betrifft einen Gewindespindelantrieb für ein mit zwei Federspannelementen zur Aufnahme jeweils einer Federwindung einer zu spannenden Schraubenfeder versehenes Federspanngerät, mit einer in einem Führungsrohr drehbar gelagerten und zusätzlich mittels eines Axiallagers gegenüber dem Führungsrohr abgestützten Gewindespindel, die im Bereich ihres freien, dem Gewindeabschnitt abgewandten Endes mit einem Kupplungsabschnitt versehen ist, auf den ein korrespondierender Kupplungsabschnitt eines mit einem Antriebsmehrkant versehenen Antriebsteils aufgesetzt ist, wobei die beiden Kupplungsabschnitte formschlüssig über einen beide Kupplungsabschnitte durchsetzenden und im Falle einer Überlastung des Gewindespindelantriebs abscherenden Sicherungsstift mit quer zur Achse der Gewindespindel angeordneter Längsachse verbunden sind.

Ein Gewindespindelantrieb für einen Federspanner mit diesen Merkmalen ist aus der DE 28 13 381 C2 bekannt. Die Gewindespindel ist hierbei mittels eines Axialdrucklagers in einem Kopfteil eines zylindrischen Führungsrohres drehbar gelagert. Zum Drehen der Gewindespindel und damit zum Antrieb des Federspanners beim Spannen und Entspannen der Schraubenfeder ist die Gewindespindel im Bereich ihres Spindelkopfes mit einem separaten Antriebsteil versehen, welches mit einer axial verlaufenden Aufnahmebohrung auf einem Kupplungsabschnitt der Gewindespindel mittels eines Kupplungsstiftes annähernd spielfrei und drehfest gelagert ist. Das erste Federspannelement des Federspanngerätes ist am Führungsrohr feststehend befestigt, wohingegen das zweite Federspannelement mit einer Spindelmutter gekoppelt ist, die durch die

Telefon (0211) 572131 ■ Telex 8588429 pate d · Telefax (02&Pgr;) 58 8225 ■ BHF-Bank, Düsseldorf CBLZ 300205 00) 40113 276

Gewindespindel angetrieben wird. Durch Drehen der Gewindespindel wird daher das spindelmutterseitige Federspannelement auf das feste Federspannelement zu bewegt, so daß sie zwischen den beiden Federspannelementen eingespannte Schraubenfedern zusammengedrückt wird.

Das Antriebsteil ist an seinem Ende mit einem Antriebsmehrkant versehen und mittels des Kupplungsstiftes auf der Gewindespindel befestigt. Der aus Vollmaterial bestehende Kupplungsstift dient zudem als Überlastschutz und wird, wenn die Schraubenfeder auf Block zusammengedrückt ist und die Gewindespindel trotzdem weitergedreht wird, abgeschert. Nach einem Abscheren des Kupplungsstiftes kann dann auf die Gewindespindel über den Antriebsmehrkant kein Betätigungsmoment mehr übertragen werden, so daß das Federspanngerät nicht überzogen werden kann. Damit soll ausgeschlossen werden, daß die Gewindespindel und insbesondere deren Gewinde beschädigt wird.

Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß der Kupplungsstift nur einen sehr unzureichenden Überlastschutz bietet und unter Umständen selbst dann nicht abschert, wenn die Schraubenfeder auf Block zusammengedrückt ist und der Versuch unternommen wird, über den Antriebsmehrkant weiterhin ein voltes Bearbeitungsmoment auf die Gewindespindel zu übertragen. Im schlimmsten Fall kann dies zu einem Ausreißen des mit der Gewindespindel gekoppelten zweiten Federelementes führen, was eine explosionsartige Ausdehnung der auf Block zusammengespannten Schraubenfeder zur Folge hätte. Schwere Verletzungen des Bedienpersonals könnten die Folge sein.

Nachteilig ist weiterhin, daß der als Kupplungselement zwischen Gewindespindel und Antriebsteil dienende Kupplungsstift gewissen Verschleißerscheinungen unterliegt, insbesondere dann, wenn als Betätigungsmittels des Federspanngerätes ein Schlagschrauber verwendet wird, was bei einem häufigen Einsatz dazu führen kann, daß der Kupplungsstift nach einiger Zeit abschert, ohne daß die Schraubenfeder auf Block gespannt ist.

Das Einbringen einer Schraubenfeder in die entsprechende Federaufnahme eines Kraftfahrzeuges erfolgt in der Regel unter räumlich ungünstigen Verhältnissen. Schert der Kupplungsstift im Überlastfall ab, wenn also wie beschrieben die

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Schraubenfeder auf Block gespannt ist, so kann das Federspanngerät im allgemeinen zusammen mit der Schraubenfeder problemlos aus der entsprechenden Federaufnahme des Kraftfahrzeuges herausgenommen werden. Liegt jedoch ein verschleißbedingtes Abscheren des Kupplungsstiftes vor, so ist es nicht möglich, die Schraubenfeder zusammen mit dem Federspanngerät aus der Federaufnahme des Kraftfahrzeuges herauszunehmen. Auch ist dann keine weitere Betätigung des Federspanngerätes mehr möglich, da die drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebsteil und der Gewindespindel aufgehoben ist. Aufgrund der räumlich ungünstigen Verhältnisse am Kraftfahrzeug ist es dann zumeist nicht möglich, den abgescherten Kupplungsstift an Ort und Stelle gegen einen neuen, unbeschädigten Kupplungsstift auszutauschen. In einem solchen Fall muß die Gewindespindel nach Abziehen des Antriebsteils dann mit einer Zange oder einem anderen Hilfswerkzeug zum Entspannen des Federspanngerätes gedreht werden. Mit Nachteil führt dies häufig zu einer Beschädigung des Spindelkopfes und um weiterhin einen sicheren Einsatz des Federspanngerätes gewährleisten zu können, muß der gesamte Spindelantrieb ausgetauscht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gewindespindelantrieb zu schaffen, der einen sicheren Überlastschutz gewährleistet.

Zur Lösung wird bei einem Gewindespindelantrieb der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß der Sicherungsstift mit mindestens einer Sollbruchstelle in Gestalt einer Ausnehmung versehen ist.

Mit der Erfindung wird somit ein Sicherungsstift für den Überlastfall zur Verfugung gestellt, der im Vergleich mit dem aus der DE 28 13 381 C2 bekannten Kupplungsstift nicht über seine gesamte Länge aus Vollmaterial besteht/sondern in vorteilhafter Weise mindestens eine definierte Sollbruchstelle in Gestalt einer Ausnehmung für den Überlastschutz aufweist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Sicherungsstift zwei Sollbruchstellen in Gestalt je einer Ausnehmung auf, wobei die beiden Ausnehmungen einander gegenüberliegend am jeweiligen Ende des Sicherungsstiftes angeordnet sind. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung

besteht der Sicherungsstift lediglich in seinem mittleren Abschnitt aus Vollmaterial und weist eine entsprechende Festigkeit auf, wohingegen die beiden jeweils eine Ausnehmung aufweisenden Enden des Sicherungsstiftes entsprechend geschwächt sind. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung sind die sollbruchbildenden Ausnehmungen Sackbohrungen mit parallel zur Achse des Sicherungsstiftes liegender Längsachse, wobei der Sicherungsstift sowohl bezüglich seiner Längsachse als auch bezüglich seiner Mittelsenkrechten symmetrisch ist. Im Falle einer Überlastung sind dann beide Enden des Sicherungsstiftes infolge ihrer Materialschwächung nicht mehr in der Lage, das aufgebrachte Drehmoment auf die Gewindespindel zu übertragen und scheren ab.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung sind Antriebsteil und Gewindespindel des Federspanngerätes über den Sicherungsstift derart miteinander gekoppelt, daß, nach einem Abscheren der materialgeschwächten Enden, der aus Vollmaterial bestehende innere Abschnitt des Sicherungsstiftes nach wie vor vorhanden ist, so daß die der vollen Federbelastung unterliegende Druckhülse weiterhin gesichert ist.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung ist die Druckhülse über ein Schraubengewinde mit dem zylindrischen Zapfen der Gewindespindel verbunden. Somit wird sichergestellt, daß sich die Druckhülse auch im Falle eines vollständigen Verlustes des Sicherungsstiftes nicht unbeabsichtigt von der Gewindespindel lösen kann.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung weist das Antriebsteil im Bereich der Aufnahmebohrung für den Sicherungsstift eine umlaufende Nut auf, in der ein Gummiring angeordnet ist. Dieser Gummiring sorgt in vorteilhafter Weise dafür, daß der Sicherungsstift zum einen in der Aufnahmebohrung zentriert wird und daß er zum anderen nicht aus dieser herausfallen kann. Ferner kann nach einem Abziehen des Gummirings ein beschädigter Sicherungsstift auf einfache Weise gegen einen neuen, unbeschädigten Sicherungsstift ausgetauscht werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung ein mit zwei Federspannelementen versehenes Federspanngerät;

Fig. 2 eine Einzelheit des Federspanngerätes nach Fig. 1 im Bereich des Antriebes;

Fig. 3 die Einzelheiten des Federspanngerätes nach Fig. 2, jedoch bei vom Federspanngerät getrennten Antriebsteil.

Das Federspanngerät setzt sich aus einer mit zwei Spannbackenhaltern 1, 2 versehenen Spindelwelle 3 sowie zwei auf die Spannbackenhalter 1, 2 aufgesetzten Federspannelementen in Gestalt von Spannbacken 4, 5 zusammen. Die Spannbacken 4, 5 sind an ihren einander zugewandten Stirnflächen mit nicht näher .dargestellten Federaufnahmen 6 zum Ergreifen einer Schraubenfeder 7 versehen. Die zu spannende Feder ist in Fig. 1 stark stilisiert abgebildet.

Zum Zusammendrücken der Feder 7 besteht die Spindel aus einem äußeren Gehäuse 8 und einer darin geführten Spindelwelle 3. Die Spindelwelle 3 ist ein mit bearbeiteten Führungsflächen 10 versehener Zylinder, der in einer Bohrung 11 des äußeren Gehäuses 8 axial gleiten kann. Auf das äußere Ende der Spindelwelle 3 ist der erste Spannbackenhalter 1 aufgeschraubt. Eine Nut 12 für eine in dem äußeren Gehäuse 8 sitzende Paßfeder 13 gewährleistet die Verdrehsicherheit zwischen innerem und äußerem Gehäuse der Spindel. Um ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Führungsspalt zu verhindern, ist die Führungsfläche 10 gegenüber dem äußeren Gehäuse 8 mittels einer Dichtlippe 14 abgedichtet.

Zur Erzeugung der axialen Verstellbewegung der Federspannelemente ist in das Ende des äußeren Gehäuses 8 eine Lagerbuchse 15 eingesetzt, in der eine mit einem Außengewinde versehene Gewindespindel 16 doppelt gelagert ist. Die Gewindespindel 16 ist außerhalb der doppelten Lagerung mit einem auf einem Zapfen 9 der Gewindespindel angeordneten, zylindrischen Kupplungsabschnitt 17 versehen, der über einen als Kupplungselement dienenden Sicherungsstift 18 drehfest mit einem Antriebsteil 19 verbunden ist. Das Antriebsteil 19 weist axial hintereinander einen zu dem Kupplungsabschnitt 17 korrespondierenden Kupplungsabschnitt 20 und einen mit einem Antriebsmehrkant 21, vorzugsweise

einem Sechskant, versehenen Antriebsabschnitt 22 auf. Den Kupplungsabschnitt 17 bildet eine Druckhülse 23 der Gewindespindel, die zwischen dem einstückig an der Gewindespindel 16 angeformten Zapfen 9 und dem an dem Antriebsteil 19 ausgebildeten Kupplungsabschnitt 20 angeordnet ist. Die Länge des als Kupplungselement dienenden Sicherungsstift 18 ist so bemessen, daß dieser zugleich den Zapfen 9, die Druckhülse 23 und den äußeren Kupplungsabschnitt 20 durchsetzt. Die nach Art eines Ringes gestaltete Druckhülse 23 stütz sich mit ihrer einen Stirnfläche 24 an dem äußeren Lager 25 der doppelten Lagerung axial ab. Fig. 2, bei der es sich um eine vergrößerte Teildarstellung der Fig. 1 handelt, läßt Einzelheiten des Gewindespindelantriebs im Bereich des Antriebsteils 19 erkennen. Der Sicherungsstift 18 ist über seine Länge unterschiedlich gestaltet. Der mittlere Abschnitt des Sicherungsstiftes 18 besteht aus Vollmaterial und weist eine entsprechende Festigkeit auf, wohingegen die beiden Enden des Sicherungsstiftes 18 mit Sackbohrungen 26 versehen und entsprechend geschwächt sind. Der Bereich um den Boden der Sackbohrungen 26 bestimmt jenen Ort entlang der Länge des Sicherungsstiftes 18, an dem die Tendenz, bei Überlastung abzuscheren, am größten ist. Der Sicherungsstift 18 ist sowohl bezüglich seiner Längsachse als auch bezüglich seiner Mittelsenkrechten symmetrisch ausgebildet. Ein in einer umlaufenden Nut des Antriebsteils 19 angeordneter Gummiring 27, denn Innendurchmesser gleich der Länge des Sicherungsstiftes 18 ist, sorgt dafür, daß der Sicherungsstift 18 zentriert wird und nicht aus seiner Aufnahmebohrung herausfallen kann. Der Sicherungsstift 18 ist Teil des Überlastungsschutzes für den Gewindespindelantrieb. Dieser Überlastungsschutz erlangt dann Bedeutung, wenn die zu spannende Feder auf Block zusammengedrückt ist und gleichwohl der Versuch unternommen wird, die Gewindespindel 16 weiter zu drehen, in einem solchen Fall sind die Enden des Sicherungsstiftes 18 infolge ihrer Materialschwächung nicht mehr in der Lage, das entsprechende Drehmoment von dem mit dem Sechskant versehenen Antriebsteile 19 auf die Gewindespindel 16 zu übertragen, so daß der Stift 18 beidseitig abschert, und zwar nahe des Bodens der Sackbohrungen 26.

Infolge dieses Abscherens ist die formschlüssige Verbindung zwischen Antriebsteil 19 und Gewindespindel 16 unterbrochen und das Antriebsteil 19 kann mit den darin verbliebenen Reststümpfen des Sicherungsstiftes 18, wie in Fig. 3 dargestellt, von dem Federspanngerät abgezogen werden. Jedoch ist der innere Abschnitt des Sicherungsstiftes 18 noch vorhanden, so daß nach wie vor die der

vollen Federbelastung unterliegende Druckhülse 23 auf dem inneren Kupplungsabschnitt 17 der Gewindespindel 16 gesichert ist. Zur Sicherung trägt ferner bei, daß die Druckhülse 23 über ein Schraubengewinde 28 mit dem im übrigen zylindrischen Zapfen 9 der Gewindespindel 16 verbunden ist und sich auf diese Weise selbst im Falle eines vollständigen Verlustes des Sicherungsstiftes 18 nicht ohne weiteres von der Gewindespindel 16 lösen kann.

In der nach außen weisenden Stirnfläche des Antriebsabschnittes 22 des Antriebsteils 19 ist eine Axialbohrung 29 angeordnet, durch die, sollte sich das Antriebsteil 19 nicht in der in Fig. 3 dargestellten Weise ohne weiteres von dem Federspanngerät lösen lassen, eine Schraube eingedreht werden kann, um auf diese Weise das axiale Abziehen des Antriebsteils 19 zu unterstützen.

Bezugszeichenliste

1 Spannbackenhalter

Spannbackenhalter

Spindelwelle

Spannbacke

Federaufnahme

Schraubenfeder

8 Gehäuse

Zapfen

10 Führungsfläche 11 Bohrung 12 Nut 13 Paßfeder 14 Dichtlippe 15 Lagerbuchse

17 Kupplungsabschnitt

18 Sicherungsstift

19 Antriebsteil

20 Kupplungsabschnitt

21 Antriebsmehrkant

22 Antriebsabschnitt

23 Druckhülse

24 Stirnfläche

25 Lager

26 Sackbohrung

27 Gummiring

28 Schraubengewinde

29 Axialbohrung

16 Gewindespindel

Claims

Schutzansprüche

1. Gewindespindelantrieb für ein mit zwei Federelementen (4, 5) zur Aufnahme jeweils einer Federwindung einer zu spannenden Schraubenfeder (7) versehenes Federspanngerät, mit einer in einem Führungsrohr drehbar gelagerten und zusätzlich mittels eines Axiallagers (25) gegenüber dem Führungsrohr abgestützten Gewindespindel (16), die im Bereich ihres freien, dem Gewindeabschnitt abgewandten Endes mit einem Kupplungsabschnitt

(17) versehen ist, auf den ein korrespondierender Kupplungsabschnitt (20) eines mit einem Antriebsmehrkant (21) versehenen Antriebsteils (19) aufgesetzt ist, wobei die beiden Kupplungsabschnitte (17, 20) formschlüssig über einen beide Kupplungsabschnitte (17, 20) durchsetzenden und im Falle einer Überlastung des Gewindespindelantriebs abscherenden Sicherungsstift

(18) mit quer zur Achse der Gewindespindel angeordneter Längsachse verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Sicherungsstift (18) mindestens eine Sollbruchstelle in Gestalt einer Ausnehmung aufweist.

2. Gewindespindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sollbruchstellen in Gestalt je einer Ausnehmung vorgesehen sind, wobei die beiden Ausnehmungen einander gegenüberliegend am jeweiligen Ende des Sicherungsstiftes (18) angeordnet sind.

3. Gewindespindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine Sackbohrung (26) mit parallel zur Achse des Sicherungsstiftes (18) liegender Längsachse ist.

4. Gewindespindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsabschnitt (17) durch eine Druckhülse (23) gebildet ist, über die sich die Gewindespindel (16) axial gegenüber dem Führungsrohr (8) abstützt, wobei der Sicherungsstift (18) sowohl das Antriebsteil (19) als auch die Druckhülse (23) sowie außerdem einen von der Druckhülse (23) umschlossenen Zapfen (9) der Gewindespindel (16) durchsetzt.

5. Gewindespindelantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckhülse (23) über ein Schraubgewinde (28) mit dem zylindrischen Zapfen (9) der Gewindespindel (16) verbunden ist.

6. Gewindespindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil (19) im Bereich der Aufnahmebohrung für den Sicherungsstift (18) eine umlaufende Nut aufweist.

7. Gewindespindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der umlaufenden Nut ein Gummiring (27) angeordnet ist.

8. Gewindespindelantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Gummirings (27) gleich ist der Länge des Sicherungsstiftes (18)

CH/BK/wi