DE10054612A1 - Rohrkupplung zum Einsatz zwischen in Längsrichtung teleskopartigverstellbarem Außenrohr und Innenrohr - Google Patents

Abstract

Rohrkupplung zum Einsatz zwischen in Längsrichtung teleskopartik verstellbarem Außenrohr (1) und Innenrohr (2), wobei zur Rohrkupplung ein Kupplungsteil (30) gehört, das mit dem Außenrohrende fest verbunden ist und das aus einer rohrartigen Verbindungsbuchse (3) besteht. In der Verbindungsbuchse (3) ist in Buchsenlängsrichtung ein Schlitz (21) in dem das Innenrohr (2) umfassenden Abschnitt angeordnet. Beidseitig des Schlitzes (21) befinden sich die mit den Nockengegenflächen (5a, 5b) ausgestatteten Spannhalterungen (6a, 6b), an denen der Spannhebel (4) mit den Spannringen (16a, 16b) befestigt ist, deren Stirnflächen die Spannnockenflächen (17a, 17b) bilden. An der Schwenkachse (W) des Spannhebels (4) befindet sich die Anzugstange (20), die bei Umlegen der Spannringe (16a, 16b) mittels des Spannhebels (4) die auf die Nockengegenflächen (5a, 5b) in Richtung Schwenkachse (W) wirkenden Spannkräfte aufnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung zum Einsatz zwischen in Längs­ richtung teleskopartig verstellbarem Außenrohr und Innenrohr, wobei zur Rohrkupplung ein Kupplungsteil gehört, das mit dem Außenrohrende fest verbunden ist und aus einer länglichen Buchse besteht.

Von früher her ist z. B. aus den Patentveröffentlichungen US 4 585 367 und GB 2 158 865 eine Rohrkupplung bekannt, mit der Innen- und Außenrohr miteinander verbunden werden. In den Veröffentlichungen werden Exzenterflä­ chen beschrieben, bei denen durch Drehen der äußeren Buchse Friktionsflä­ chen gegen die Außenfläche des Innenrohrs gepreßt werden. Problem zahlrei­ cher Anwendungen, z. B. Werkzeuggriffen, ist das Herbeiführen ausreichender Friktionsspannkräfte schnell, einfach und mit geringem Kraftaufwand.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Entwicklung einer zum teleskopartigen Verstellen eines Rohres geeigneten Rohrkupplung, die die oben angeführten Schwierigkeiten löst. Zielsetzung ist somit, eine neu konzipierte Rohrkupplung zu verwirklichen, die in der Lage ist, erhebliche Belastungen in axialer Richtung aufzunehmen.

Dieses Ziel wird der vorliegenden Erfindung gemäß erreicht derart, daß nahe des Bundes der Buchsendurchlaßöffnung einander gegenüber angeordnete Spannhalterungen mit radial verlaufenden Anschlagnockenflächen angeordnet sind; daß sich in der Buchse zwischen den Spannhalterungen ein Schlitz in Buchsenlängsrichtung befindet; daß an den Spannhalterungen ein Hebelgriff angebracht ist, der um die querstehende Schwenkachse in Relation zu den Anschlagnockenflächen wesentlich ausgelenkt werden kann und der schwenk­ achsenseitig mit Schenkeln versehen ist, an deren Enden sich den Anschlag­ nockenflächen der Halterungen entsprechende Spannringe befinden, deren Stirnflächen die Spannnockenflächen bilden und daß zum Kupplungsteil ferner eine Anzugstange gehört, die die Schwenkachse der Spannringe bildet und die bei durch Umlegen des Spannhebels bedingtem Verdrehen der Spannringe die auf die Anschlagnockenflächen im wesentlichen schwenkachsparallel wirken­ den Spannkräfte aufnimmt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patent­ ansprüchen beschrieben.

Im nachstehenden wird die Erfindung unter Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei:

Fig. 1 die Rohrkupplung und die dazugehörigen Teile in Seitenansicht zeigt,

Fig. 2 die Rohrkupplung und die dazugehörigen Teile in Draufsicht zeigt,

Fig. 3 die Anschlagnockenfläche der Spannhalterung zeigt,

Fig. 4 die Rohrkupplung zeigt.

In Fig. 1 und 2 ist die der Erfindung gemäße Rohrkupplung mit den dazugehöri­ gen Teilen dargestellt. Zur Rohrkupplung gehört ein Außenrohr mit Bezugszei­ chen 1 und ein Innenrohr mit Bezugszeichen 2. In dieser Ausführungsform sind die Rohre rund. Der Außendurchmesser des Innenrohrs 2 ist kleiner als der Innendurchmesser des Außenrohrs. Zwischen Rohr 1 und 2 befindet sich ein Gleitpaßstück derart, daß die Rohre ineinander im Verhältnis zueinander gleiten können. Dank des Gleitpaßstückes wird der Schaft an der Verbindungs­ stelle stabilisiert, auch wenn seitliche Kräfte auf den Schaft wirken, wodurch z. B. ein Einknicken verhindert wird.

Auf das Ende des Außenrohrs 1 ist ein Stück weit Kupplungsteil 30 angeordnet, bestehend aus Verbindungsbuchse 3, Spannhebel 4 und Anzugstange 20.

Buchse 3 ist mit Außenrohr 1 fest verbunden. Außenrohr 1 ist in Buchse 3 axial verlaufend angeordnet, bevorzugt bis etwa zur Mitte der Gesamtlänge von- Buchse 3. Der eine offene Bund der Buchse 3 stellt somit axial eine Verlänge­ rung des Außenrohrs 1 dar, so daß Innenrohr 2 durch den offenen Bund von Buchse 3 in Kupplungsteil 30 und weiter in Außenrohr 1 gesteckt werden kann.

In der Nähe des offenen Bundes von Buchse 3 sind zwei einzelne, parallel verlaufende Spannhalterungen 6a und 6b angeordnet, deren nach außen weisenden Flächen als Nockengegenflächen 5a und 5b ausgebildet sind. Fig. 3 zeigt die Nockengegenfläche 5a aus Fig. 1 axiometrisch dargestellt von links oben gesehen. Nockengegenfläche 5b ist formgleich, jedoch das Kehrbild im Verhältnis zur Längsachse L von Buchse 3. Zur Vereinfachung der Darstellung werden lediglich Aufbau und Funktion der Nockengegenfläche 5a beschrieben.

Nockengegenfläche 5a ist in radialer Richtung unterteilt in zwei gewinde­ steigungsartig verlaufende Nockenflächen 7a und 10a mit jeweils ca. 140- 170°igem Bogen. Die Verlängerung zur ersten ansteigenden Nockenfläche 7a wird auf eine kurze Strecke, relativ zur ansteigenden Nockenfläche, radial für ca. 10-30° des Bogens durch die Arretierfläche 8a gebildet, die im wesentli­ chen rechtwinklig zur Schwenkachse W steht oder in Spannkraftrichtung nach unten absinkt. Die Vorderkante der Arretierfläche 8a fällt steil in Richtung zur Schwenkachse W hin ab und bildet dadurch die erste Stufe 9a der Nocken­ gegenfläche 5a. Die Stufe ist in der Verlängerung von ihrer Unterkante aus als zweite ansteigende Nockenfläche 10a ausgebildet. Die Verlängerung der Nockenfläche 10a ist in gleicher Weise als Arretierfläche 11a ausgebildet, deren Vorderkante steil in Richtung zur Schwenkachse W hin abfällt und dadurch die zweite Stufe 12a der Nockengegenfläche 5a bildet. Die Stufe geht in ihrer Verlängerung wiederum in die erste ansteigende Nockenfläche 7a über. In der Mitte der ringförmigen Nockengegenfläche 5a befindet sich die Aus­ sparung 13.

In Buchse 3, zwischen den Spannhalterungen 6a und 6b, ist ein Schlitz 21 angeordnet, der über die Spannhalterungen, ca. 1/3 bis 2/3 des Längenmaßes von Buchse 3, hinausreicht, bevorzugt etwa bis zur Hälfte des Längenmaßes von Buchse 3. Die Breite des Schlitzes 21 beträgt mindestens das doppelte der Höhe der Stufenfläche 9a, bevorzugt mindestens das vierfache der Höhe der Stufenfläche 9a.

Zu Kupplungsteil 30 gehört ferner ein gesonderter Spannhebel 4, dessen Enden aus zwei Schenkeln 15a und 15b gebildet wird. An den Enden der Schenkel 15a und 15b befinden sich die Spannringe 16a und 16b, deren Stirnflächen die einander gegenüberliegenden Spannnockenflächen 17a und 17b bilden. Die Spannnockenflächen 17a und 17b sind formgleich mit den Nockengegenflächen 5a und 5b.

Die Befestigung des Spannhebels 4 an Buchse 3 ist in Fig. 2 dargestellt. Spannhebel 4 wird auf die Spannhalterungen 6a und 6b der Buchse 3 (Pfeil A) aufgesteckt derart, daß die Spannnockenflächen 17a und 17b des Spannhebels 4 sich um die Achse W gegen die Nockengegenflächen 5a und 5b drehen.

Die Mitte der Spannnockenfläche 17a wird durch die durch den Spannring 16a hindurchgehende Aussparung 18 und die Mitte der Spannnockenfläche 17b durch die teilweise durch den Spannring 16b hindurchgehende Aussparung 19 gebildet. In Aussparung 19 befindet sich innenseitig ein Gewinde. Alternativ hierzu kann in Spannring 16b eine Mutter versenkt eingelassen sein.

Wenn Spannhebel 4 an Buchse 3 befestigt ist, befinden sich die Aussparungen 18 und 19 des Spannhebels 4 sowie die Aussparungen 13 der Spannhalterun­ gen in Linie, so daß die mit Schraubgewinde versehene Anzugstange 20 gemäß Pfeil B in Fig. 2 eingesetzt werden kann, indem Anzugstange 20 durch Aussparung 18 und Aussparungen 13 der Spannhalterungen geführt und in das Innengewinde 19 in Spannhalterung eingeschraubt wird. Die Längsachse der Anzugstange 20 (Schwenkachse des Spannhebels) verläuft quer zur Längs­ achse der Buchse 3.

In Fig. 4 wird die Funktion von Spannhebel 4 in den verschiedenen Stellungen I, II und III des Hebelteils 14 veranschaulicht. Die Drehbewegung der Spann­ nockenflächen 17a und 17b des Spannhebels 4 wird mit Hilfe des als Verlänge­ rung der Schenkel 15a und 15b fungierenden schwenkbaren Hebelteils 14 oder Momenthebels des Spannhebels 4 erzielt. Wenn Hebelteil 14 in Stellung 1 steht, liegen die Stufenflächen der Spannnockenflächen 17a und 17b an den Stufen­ flächen 9a, 12a, 9b und 12b der Nockengegenflächen 5a und 5b an, womit gleichzeitig ein weiteres Einschwenken des Hebels 4, 14 in Richtung Innenrohr 2 begrenzt wird. Innenrohr 2 läßt sich in dieser Phase ungehindert in Außenrohr 1 längs der Achse L bewegen.

Die Spannnockenflächen 17a und 17b werden im Verhältnis zu den Nocken­ gegenflächen 5a und 5b um die Achse W (Anzugstange 20) geschwenkt, wodurch die Spannnockenflächen 17a und 17b gegen die gewindeartig an­ steigenden Nockengegenflächen 5a und 5b gedrückt werden. Aufgabe der Anzugstange 20 ist ferner, die auf die Nockenflächen in Axialrichtung wirkenden Spannkräfte der Anzugstange aufzunehmen. Wenn Hebelteil 14 in Stellung II steht, beginnen die Arretierflächen der Spannnockenflächen 17a und 17b (nicht dargestellt) sowie die Arretierflächen 8a, 11a, 8b und 11b der Nockengegenflä­ chen 5a und 5b sich aufeinander zu verschieben und sich gegeneinander zu verkeilen. Die zwischen den Arretierflächen wirkende Spannkraft ist so groß, daß das Schwenken des Hebels 4 von der Zwischenstellung II in die Arretier­ stellung III im wesentlichen selbsttätig erfolgt. Durch das durch die Arretierflä­ chen erzeugte Drehmoment liegt der Hebelteil 14 in Stellung III an der Außen­ fläche des Außenrohrs 1 an, wobei die Längsachse des Hebels 4 im wesentli­ chen gleich mit Achse L ist. Gleichzeitig können die Spannhalterungen 6a und 6b dank des zwischen den Spannhalterungen gebildeten Schützes 21 um das Maß, das der Steigung P der Nockengegenflächen 5a und 5b (Höhe der Stufenflächen) entspricht, zusammengepreßt werden. Der Bunddurchmesser von Buchse 3 wird entsprechend reduziert, wodurch zwischen der Innenfläche von Buchse 3 und der Außenfläche des Innenrohres 2 ein Anpreßdruck erzeugt wird, mit dem das Innenrohr 2 fest arretiert wird.

Die Länge des Hebelteils 14 ab Anzugstange 20 ist vorzugsweise lang im Verhältnis zum Radialmaß der Spannnockenflächen 17a und 17b (und/oder der Nockengegenflächen 5a und 5b), vorzugsweise länger als das fünffache, am besten länger als das achtfache Maß. Der Schwenkwinkel des Spannhebels 4 um die Schwenkachse W der Anzugstange 20 ist ca. 140°-170°, vorzugsweise ca. 150°-160°.

Der Schwenkwinkel des Spannhebels 4 kann variieren abhängig von den Radialmaßen der Spannnockenflächen (Nockengegenflächen) und den Arretier­ flächen zueinander, die bei Bedarf ebenfalls variieren können.

An der Außenseite des Spannhebels 4 befinden sich Griffwulste, die das Fassen des Spannhebels erleichtern. Im Griffwulst befindet sich mittig eine bogenförmige, der Wölbung des Außenrohrs 1 entsprechende Verjüngung.

Dadurch befinden sich die Griffwulste in Arretierstellung III des Spannhebels 4 teilweise oder vollständig beidseitig des Außenrohrs 1.

Beispielsweise im Einsatz als Werkzeuggriff ist von Vorteil, wenn Außen- und Innenrohr 1 und 2 nicht rund sind, z. B. im Querprofil geringfügig dreieckig, eine sog. Dreieck-Ovalform, so daß sich die Rohre sich nicht zueinander verdrehen können und die Rohrkupplung lediglich Belastungen in axialer Richtung auf­ nehmen muß.

Claims (9)

1. Rohrkupplung zum Einsatz zwischen in Längsrichtung teleskopartig verstell­ barem Außenrohr (1) und Innenrohr (2); zur Rohrkupplung gehört ein Kupp­ lungsteil (30), das mit dem Ende des Außenrohrs (1) fest verbunden ist und das aus einer länglichen Verbindungsbuchse (3) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß nahe des Durchlaßöffnungsbundes der Buchse (3) einander gegenüber die Spannhalterungen (6a, 6b) mit den radial verlaufenden Nockengegenflächen (5a, 5b) angeordnet sind; daß sich in der Buchse (3) zwischen den Spann­ halterungen (6a, 6b) in Längsrichtung der Buchse (3) ein Schlitz (21) befindet; daß sich an den Spannhalterungen (6a, 6b) ein Spannhebel (4) befindet, der um eine querstehende Schwenkachse (W) in Relation zu den Nockengegenflä­ chen (5a, 5b) wesentlich ausgelenkt werden kann und der schwenkachsenseitig mit den Schenkeln (15a, 15b) versehen ist, an deren Enden sich den Nocken­ gegenflächen (5a, 5b) der Spannhalterungen (6a, 6b) entsprechende Spann­ ringe (16a, 16b) befinden, deren Stirnflächen die Spannnockenflächen (17a, 17b) bilden; und daß zum Kupplungsteil (30) ferner eine Anzugstange (20) gehört, die die Schwenkachse der Spannringe (16a, 16b) bildet und die bei Verdrehen der Spannringe (16a, 16b) durch Umlegen des Spannhebels (4) die auf die Nockengegenflächen (5a, 5b) im wesentlichen parallel zur Schwenk­ achse (W, 20) wirkenden Spannkräfte aufnimmt.

2. Rohrkupplung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenmaß des Schlitzes (21) mehr als 1/3 und weniger als 2/3 der Länge von Buchse (3), bevorzugt etwa die Hälfte der Länge von Buchse (3), beträgt.

3. Rohrkupplung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockengegenflächen (5a, 5b) unterteilt sind in zwei gewindesteigungsartig verlaufende Nockenflächen mit jeweils ca. 140-170°igem Bogen.

4. Anspruch 1-3 gemäße Rohrkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel des Spannhebels (4) ca. 140°-170°, vorzugsweise ca. 150°-160° beträgt.

5. Anspruch 1-4 gemäße Rohrkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Spannhebels (4) zum Radialmaß der Spannnockenflächen (17a, 17b) und/oder der Nockengegenflächen (5a, 5b) vorzugsweise mehr als das fünffache, am besten mehr als das achtfache beträgt.

6. Anspruch 1-5 gemäße Rohrkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die ansteigenden Nockenflächen (7a, 7b) der Nockengegenflächen (5a, 5b) in radialer Richtung in für eine kurze Strecke rechtwinklig zur Schwenkachse (W) stehenden oder in Spannkraftrichtung nach unten abfallenden Arretierflächen (8a, 8b) auslaufen, die den Spannhebel (4) in Arretierstellung halten.

7. Anspruch 1-6 gemäße Rohrkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Spannhebels (4) in Arretierstellung an Außenrohr (1) anliegt.

8. Anspruch 1-7 gemäße Rohrkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Außenseite des Spannhebels (4) Griffwulste befinden, die sich in Arretierstellung des Spannhebels (4) teilweise oder vollständig beidseitig des Außenrohrs (1) befinden.

9. Ein Anspruch 1-8 gemäßer mit Rohrkupplung ausgestatteter Werkzeuggriff, dadurch gekennzeichnet, daß Außenrohr (1) und Innenrohr (2) im Querprofil nicht rund sind, so daß die Rohre (1, 2) sich im Verhältnis zueinander nicht verdrehen können.