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Die Erfindung betrifft einen Federstecker
zur lösbaren
axialen Sicherung stabförmiger
Bauteile, vorzugsweise Bolzen, mit einem in eine Querbohrung im
Bereich des Bolzenendes einsteckbaren Steckschaft, an den sich ein Übergangsbereich
und eine abgebogene federnde Schlaufe anschließt, deren auslaufendes Ende
den Übergangsbereich kreuzt
und in eine entgegengesetzt abgebogene, im Wesentlichen planparallele
Sicherungsschlaufe übergeht,
die das auslaufende Ende des Steckschaftes kreuzt. Bei montiertem
Federstecker sind die federnde Schlaufe und der Sicherungsring quer
zur Bolzenlängsachse
ausgerichtet.
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Federstecker, zur Verlustsicherung
von stabförmigen
Bauteilen wie z.B Verbindungsbolzen, Sicherungsbolzen und dergleichen,
sind im Maschinen- und Fahrzeugbau allgemein bekannt und unter anderem
in der DIN 11024 dargestellt. Diese Federstecker bestehen aus einem
geraden Steckschaft, der in eine sich am Bolzen befindliche Querbohrung eingeführt wird,
und eine federnde Schlaufe, die sich an die Außenseite des Bolzens unter
Federkraft anlegt. Die Schlaufe kann dabei offen sein oder, zur
Erhöhung
der Federkraft, aus mehreren Windungen bestehen. Vorzugsweise werden
derartige Federstecker aus einem Federstahldraht, beispielsweise
nach DIN 2076, gefertigt. Diese Federstecker haben den Nachteil,
dass die radiale Einsteckrichtung beziehungsweise die Ausziehrichtung
des Federsteckers in den zu sichernden Bolzen durch Kraftschluss
zwar vor selbstständigem
Herausfallen gesichert ist. Es genügt jedoch oft eine relativ
geringe Kraft, um den Federstecker aus der Querbohrung des zu sichernden
Bolzens zu bewegen.
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In der Landwirtschaft werden unterschiedlichste
Klappstecker und Federstecker zur axialen Sicherung von z. B. Bolzen,
unter anderem zur Sicherung von Bolzen an Anbauvorrichtungen eines
landwirtschaftlichen Fahrzeuges oder Anbaugerätes, verwendet. Es hat sich
jedoch bei den bekannten Ausführungsformen
gezeigt, dass sich Federstecker trotz Verwendung von Federstahldrähten mit
hoher Federsteifigkeit und trotz der daraus resultierenden relativ hohen
Federkraft, mit der sie am Bolzen gehalten werden, oftmals lösen, da
sich während
der Feldarbeit das Feldgut mit stärkeren Halmen in die Schlaufen
eines Federsteckers schiebt bzw. einfädelt und diesen aus der Querbohrung
herausziehen kann. Bei dem sich einfädelnden Feldgut kann es sich
beispielsweise um Sträucher,
Stroh, Hecken, Äste
und dergleichen handeln. Wenn sich ein Federstecker erst vom . Bolzen
gelöst
hat, dann können
Erschütterungen
am Fahrzeug dazu führen,
dass sich der Bolzen aus der Verbindung löst.
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In der
US
4,592,689 wird ein Federstecker offenbart, der zusätzlich eine
Sicherungsschlaufe aufweist, die über das Ende eines zu sichernden
Bolzens geschoben wird, während
der Steckschaft des Federsteckers in die Querbohrung des Bolzens
eingeführt
wird, wobei die Sicherungsschlaufe den Federstecker am Bolzen fixiert.
Die Sicherungsschlaufe bildet sich dadurch, dass der auslaufende
Draht der ersten Schlaufe zunächst über den
Steckschaft geführt
wird, eine zweite Schleife bildet, dann unter den Steckschaft geführt wird,
bevor er dann auslaufend erneut über
den Steckschaft geführt
wird. Diese Ausführung
eines Federsteckers hat den Nachteil, dass sich der Federstecker
leicht um seine Längsachse durch
einfädelnde
Gegenstände,
beispielsweise Feldgut, Stroh oder sonstige Sträucher, verdrehen lässt und
die Sicherungsschlaufe dabei über
das Bolzenende gezogen werden kann, was zu einem Verlust des Federsteckers
führen
kann. Des Weiteren erfordert diese. Ausführung des Federsteckers eine umständliche
und aufwändige
Fertigungsweise, da der Draht sowohl oberseitig als auch unterseitig
verwunden wird.
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In der
US
3,695,140 wird ein Federstecker offenbart, bei dem ebenfalls
ein Sicherungsring zur Verlustsicherung eingesetzt wird. Hierbei
bildet der am Steckschaft des Federsteckers auslaufende Draht einen
den Bolzen umschließenden
Federring, der bei der Installation des Federsteckers über das Bolzenende
gestülpt
wird und den Federstecker am Bolzen fixiert. Nachteilig wirkt sich
hierbei aus, dass sowohl die Montage als auch die Demontage dieses Federsteckers
mit hohem Kraftaufwand verbunden ist und sich nur sehr schwer ohne
geeignetes Werkzeug bewerkstelligen lässt, da am Federstecker selbst
mit bloßer
Hand keine wirksame Hebelkraft auf den Sicherungsring ausgeübt werden
kann.
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In der
US
1,190,908 wird ein zur
US 3,695,140 ähnlicher
Federstecker offenbart, der sich im Wesentlichen darin unterscheidet,
dass im Anschluss an den Steckschaft des Federsteckers eine federnde
Schlaufe ausgebildet ist, die in einen Sicherungsring zur Verlustsicherung übergeht,
wobei die federnde Schlaufe senkrecht zum Sicherungsring steht.
Nachteilig wirk sich hierbei aus, dass die federnde Schlaufe senkrecht
zum Sicherungsring ausgerichtet ist und damit einen Hebelansatz
für einfädelndes
Feldgut bietet und der Sicherungsring dadurch über das Bolzenende gezogen
werden könnte.
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In der
US
4,298,299 wird ein Federstecker offenbart, der eine federnde
Schlaufe enthält,
die quer zur Bolzenachse ausgerichtet ist und geformt wird, indem
der Draht am auslaufenden Ende der Schlaufe über den Steckschaft des Federsteckers geführt wird.
Daran schließt
sich ein Ringabschnitt an, der den Bolzen teilweise umschließt und durch die
Federkraft der federnden Schlaufe an die Bolzenwand gedrückt wird.
Am Ende des Ringabschnittes ist ein Haken ausgebildet mit dem der
Ringabschnitt von der Bolzenwand abgezogen werden kann. Nachteilig
wirkt sich aus, dass der sichernde Ringabschnitt zum einen den Bolzen
nur teilweise umschließt
und somit keinen geschlossenen Sicherungsring bildet, zum anderen
der am Ende des Ringes ausgebildete Haken einen Angriffspunkt für einfädelndes
Feldgut darstellt. Dieser Federstecker würde relativ einfach durch einfädelndes
Feldgut abgezogen werden können.
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Eine weitere Variante eines Federsteckers
ist in der
US 4,205,586 offenbart.
Hierbei handelt es sich ebenfalls um einen Federstecker mit einer
geschlossenen Sicherungsschlaufe, wobei sich die Sicherungsschlaufe
dadurch bildet, dass der Draht am auslaufenden Ende einer federnden
Schlaufe über den
Steckschaft des Federsteckers geführt wird und eine entgegengesetzt
gebogene Schlaufe bildet, indem der Draht entgegengesetzt zurück über den Steckschaft
geführt
wird und auf der anderen Seite des. Steckschaftes geschlossen abschließt. Die
Sicherungsschlaufe wird zur Sicherung eines Bolzens während des
Einführens
des Steckschaftes in die Querbohrung des Bolzens über das
Bolzenende gehoben. Die in der
US
4,205,586 ausgebildete Form der Sicherungsschlaufe am Federstecker
ist im Wesentlichen ovalförmig
und bildet dadurch zwei Auflageflügel, die seitlich zur Querbohrung
ausgerichtet sind und sich senkrecht zur Bolzenlängsachse erstrecken. Die Auflageflügel stützen sich
auf einer nahe zum eingebauten Federstecker gelegenen Auflagefläche ab,
aus der ein zu sichernder Bolzen herausragt. Dadurch wird verhindert,
dass sich der Federstecker um die Längsachse seines Steckerschaftes
verdrehen kann und die Sicherungsschlaufe durch eine am Federstecker
axial zu seiner Längsachse
wirkenden Kraft. über
das Bolzenende gezogen werden kann. Für den Einsatz derartiger Federstecker
im Bereich landwirtschaftlicher Fahrzeuge wirkt sich eben dieses
Merkmal nachteilig aus, da meist keine Auflagefläche im notwendig nahen Abstand
zum Federstecker zur Verfügung
steht und die Auflageflügel
mehr oder weniger frei liegen würden. Der
Federstecker würde
sich zum einen unter Umständen
allein schon aufgrund von Erschütterungen am
Fahrzeug verdrehen können,
zum anderen sind die freiliegenden Auflageflügel der Sicherungsschlaufe
extrem anfällig
für Einfädelungen
durch Feldgut, wie z. B. Stroh oder Halmgut, wodurch ebenfalls eine
Verdrehung des Federsteckers erfolgen würde. Bei verdrehtem Federstecker
umschließt
die Sicherungsschlaufe nicht mehr vollständig den Bolzen und es besteht
die Gefahr, dass eine axial zur Längsachse des Federsteckers
wirkende Kraft, sei es durch eingefädeltes Halmgut oder durch andere störende Umstände, den
Federstecker herauszieht und der zu sichernde Bolzen nicht mehr
axial gesichert ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe wird darin gesehen, einen Federstecker der eingangs genannten
Art anzugeben, durch welchen die vorgenannten Probleme überwunden
werden. Insbesondere soll ein Federstecker vorgeschlagen werden,
der ohne den Einsatz von Hilfswerkzeugen leicht zu montieren und
zu demontieren ist und ein zuverlässiges Sicherungselement gegen
Herauslösen
aufweist, so dass der Federstecker verdrehsicher und axial fixiert
in der Querbohrung eines Bolzens montiert werden kann und insbesondere
während
der landwirtschaftlichen Arbeit auf dem Felde den dort einwirkenden
Kräften
standhält.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Erfindungsgemäß wird der eingangs genannte
Federstecker derart ausgebildet, dass die Sicherungsschlaufe im
Wesentlichen in Form und Größe dem Bolzenquerschnitt
entspricht und sich an diesem derart anschmiegt, dass beim Einführen des Steckschafts
in die Querbohrung die im Wesentlichen geschlossene Sicherungsschlaufe über das Ende
des zu sichernden Bolzens gestülpt
werden kann und diesen im Wesentlichen formschlüssig, d.h. den Bolzen möglichst
eng, umschließt.
Dadurch wird eine Verdrehung des Federsteckers um seine Steckerschaftachse
verhindert. Die im Wesentlichen geschlossene Sicherungsschlaufe
umschließt
den Bolzen vorzugsweise vollständig,
wenigstens jedoch mit einem Umschlingungswinkel von 270°. Beim Überstülpen der
Sicherungsschlaufe wird diese durch geringen Kraftaufwand senkrecht
zur Bolzenachse in Richtung Bolzenende angehoben, wobei eine durch die
federnde Schlaufe hervorgerufene Federkraft überwunden wird. Durch die Federkraft
der federnden Schlaufe wird der Steckschaft quasi selbständig um
seine Längsachse
gedreht, so dass die Sicherungsschlaufe über das Bauteilende klappt
und der Federstecker axial gegen herausziehen und gegen Verdrehen
um die Steckschaftachse gesichert ist. Dadurch, dass die Form und
Größe der Sicherungsschlaufe
im Wesentlichen der Bolzenquerschnittsform angepasst ist, verkantet
die Sicherungsschlaufe auf der Bolzenoberfläche und stützt den Federstecker gegen
Verdrehen ab. Gleichzeitig wird durch die geschlossene Form der
Sicherungsschlaufe eine axiale Fixierung des Federsteckers gewährleistet.
Der Federstecker ist gleichermaßen
für Bolzen
mit einem kreisförmigen
als auch einem viereckigen oder anderem Querschnitt geeignet. Für zylindrische
Bolzen werden Federstecker mit kreisförmiger Sicherungsschlaufe verwendet.
Für Bolzen
mit viereckigem Querschnitt weist die Sicherungsschlaufe vorzugsweise
eine im Wesentlichen viereckige Kontur auf.
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Beim Lösen der formschlüssigen und
kraftschlüssigen
Verbindung zwischen Federstecker und Bolzen müssen nun zwei Bewegungen quasi
gleichzeitig ausgeführt
werden. Zunächst
wird die Federkraft der federnden Schlaufe überwunden und die Sicherungsschlaufe
bis an das Bolzenende angehoben. Zum Anheben der Sicherungsschlaufe
kann mit bloßer
Hand mit Hilfe der federnden Schlaufe eine Hebelwirkung genutzt
werden. Dabei gilt, je länger die
federnde Schlaufe ausgebildet ist, umso leichter ist die Demontage
des Federsteckers. Sobald die Sicherungsschlaufe wenigstens teilweise
das Bolzenende überragt,
wird der Federstecker um seine Längsachse
gedreht, derart, dass die Sicherungsschlaufe nahezu senkrecht zur
Bolzenstirnseite steht. Nun kann der Federstecker durch geringen Kraftaufwand
aus der Querbohrung gezogen werden.
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Der erfindungsgemäße Federstecker ist somit ohne
den Einsatz von Hilfswerkzeugen leicht zu montieren und zu demontieren.
Des Weiteren ist durch die Sicherungsschlaufe eine zuverlässige Sicherung
gegen Verdrehen geboten, so dass der Federstecker auch bei Einwirkung
von Fremdkräften, durch
Einfädelungen
in die federnde Schlaufe von z. B. Verästelungen oder Halmgut bei der
Feldarbeit, axial fixiert und gesichert bleibt und ein unbeabsichtigtes
Herausrutschen des Federsteckers, durch z. B. am landwirtschaftlichen
Fahrzeug vorbeistreichende Äste,
vermieden werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung ist die federnde Schlaufe mit mehreren Windungen versehen.
Dadurch wird die Federkraft und damit die federnde Wirkung der federnden Schlaufe
vergrößert. Die
bei der Montage und Demontage des Federsteckers erforderliche Kraft
kann dadurch erhöht
werden. Dies ist beispielsweise von Nutzen, wenn relativ dünne Drähte oder
Drähte
mit geringer Federsteifigkeit zur Ausbildung eines Federsteckers
verwendet werden. Einen ähnlichen
Effekt erzielt man, wenn man die federnde Schlaufe entsprechend
anpasst. Verkleinert man die Schlaufengröße der federnden Schlaufe,
so wird der zur Anhebung der Sicherungsschlaufe wirksame Hebel am Federstecker
verkürzt.
Dadurch steigt die zur Montage und Demontage notwendige Kraft an.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung ist die Sicherungsschlaufe mehrfach gewickelt. Dadurch
können
zum einen höhere
Stützkräfte von
der Sicherungsschlaufe aufgenommen werden, zum anderen wird die
Sicherungskraft gegen axiales Herausziehen bzw. Herausreißen des
Federsteckers um ein Vielfaches erhöht, da der Bolzen durch die
Sicherungsschlaufe mehrfach von dem Draht umschlungen ist. Ein Aufbiegen der
Sicherungsschlaufe durch eine am Federstecker axial wirkende Kraft
ist somit erheblich erschwert.
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Der Federstecker wird in einer bevorzugten Ausführungsform
durch Biegen eines vorzugsweise zylindrischen Drahtes mit vorzugsweise
hoher Federsteifigkeit, wie z. B. einem Federstahldraht, ausgebildet.
Dabei ist auch die Verwendung eines Drahtes mit anderen Querschnittsformen
denkbar, wie z. B. ein Flachdraht oder Vierkantdraht. Die Dicke
des Drahtes wirkt sich hierbei wiederum auf die Kräfte aus;
die ein Federstecker aufnehmen kann bzw. die zur Montage und Demontage
aufgebracht werden müssen. Die
Federsteifigkeit des Drahtes bestimmt dabei unter anderem die Federkraft,
mit der die federnde Schlaufe einem Anheben der Sicherungsschlaufe
bei der Montage und Demontage entgegenwirkt.
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Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung näher
beschrieben und erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine
Draufsicht eines erfindungsgemäßen Federsteckers
zur axialen Sicherung eines Bolzens,
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2 eine
Seitenansicht des in 1 dargestellten
Federsteckers,
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3 eine
Seitenansicht des an einem Bolzenende zur axialen Sicherung des
Bolzens montierten Federsteckers aus 1,
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4 eine
Draufsicht des an dem Bolzenende zur axialen Sicherung des Bolzens
montierten Federsteckers aus 1,
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5 eine
Draufsicht eines erfindungsgemäßen Federsteckers
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
mit doppelter Wicklung einer federnden Schlaufe,
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6 eine
Seitenansicht des in 5 dargestellten
Federsteckers,
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7 eine
Draufsicht eines erfindungsgemäßen Federsteckers
in einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel mit doppelter
Wicklung einer Sicherungsschlaufe und
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8 eine
Seitenansicht des in 7 dargestellten
Federsteckers.
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In 1 und 2 ist ein Federstecker 10 dargestellt,
der durch Biegen eines Federdrahts 12 geformt ist.
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Ausgehend von einem geraden Steckschaft 14,
der ein auslaufendes Ende 16 und einen gestreckten Teil 18 aufweist,
geht der Federdraht 12 aus dem gestreckten Teil 18 in
einem Übergangsbereich 20 und
in einen einlaufenden Teil 22 einer federnden Schlaufe 24 über. Die
federnde Schlaufe 24 ist derart geformt, dass ein auslaufender
Teil 26 der federnden Schlaufe 24 den Übergangsbereich 20 kreuzt
und in einen einlaufenden Teil 28 einer entgegengesetzt
zur federnden Schlaufe 24 gebogenen Sicherungsschlaufe 30 übergeht.
Die Sicherungs- Schlaufe 30 ist
derart geformt, dass ein auslaufender Teil 32 der Sicherungsschlaufe 30 das
auslaufende Ende 16 des Steckschaftes 14 erneut
kreuzt und das Ende 34 des Federdrahtes 12 die
Sicherungsschlaufe 30 im Wesentlichen schließt. Die Kreuzungsstellen
des auslaufenden Teils 26 und des auslaufenden Teils 32 liegen
bezüglich
des gestreckten Teils 18 bzw. des einlaufenden Teils 22 auf
derselben Seite. Der in 1 dargestellte
Federstecker 10 hat Ähnlichkeit
mit einem Violin-Notenschlüssel.
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Wie aus 4 hervorgeht, ist die Sicherungsschlaufe 30 im
Wesentlichen kreisförmig,
entsprechend der Querschnittsfläche 36 eines
zugehörigen
axial zu sichernden zylinderförmigen
Bolzens 38 geformt. Dabei ist der Durchmesser der Sicherungsschlaufe 30 nur
geringfügig
größer als
der Durchmesser des Bolzens 38, so dass die Sicherungsschlaufe 30 über den
Bolzen 38 geschoben werden kann und sich an Kontaktflächen 40, 42 der
Bolzenwand abstützt,
wodurch ein Verdrehen des Federsteckers 10 verhindert wird.
Die durch die federnde. Schlaufe 24 und die Sicherungsschlaufe 30 begrenzten
Flächen liegen
im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene und sind im montierten
Zustand quer zur Bolzenlängsachse
ausgerichtet.
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Die Montage des Federsteckers 10 erfolgt vorzugsweise,
indem die federnde Schlaufe 24 des Federsteckers 10 in
Richtung der Bolzenlängsachse ausgerichtet
wird. Das auslaufende Ende 16 des Steckschafts 14 wird
durch Aufbringen einer auf den Federstecker 10 axial wirkenden
Kraft in eine durchgehende Querbohrung 44 des Bolzens 38 eingeführt. Wenn
die federnde Schlaufe 24, senkrecht zur Bolzenlängsachse
ausgerichtet auf den Bolzen 38 auftrifft, wird der Federstecker 10 durch
die Bolzenrundung leicht geöffnet
bzw. die Sicherungsschlaufe 30 von dem Steckschaft 14 abgehoben.
Dabei wird die Sicherungsschlaufe 30 seitlich über die
Bolzenwand geschoben. Sobald die Sicherungsschlaufe 30 eine korrespondierende
Lage mit dem Bolzenschaft einnimmt, lässt sich der Federstecker 10 um
seine Längsachse
(Steckschaftachse) verdrehen, wobei ein Teil der Sicherungsschlaufe 30 über das
Ende des Bolzens 38 ragt. Die Federkraft der federnden Schlaufe 24 bewirkt
nun ein nahezu selbständiges Überstülpen der
Sicherungsschlaufe 30 über
das Bolzenende verbunden mit einer 90°-Drehung des Federsteckers 10 um
seine Längsachse.
Die Schlaufen 24, 30 des Federsteckers 10 sind
in diesem Montagezustand quer zur Bolzenachse ausgerichtet, wie es
die 3 und 4 verdeutlichen.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist
der Federstecker 10 mit einer doppelt gewundenen federnden
Schleife 46 ausgebildet, wie in den 5 und 6 gezeigt.
Durch die doppelte Windung der federnden Schleife lässt sich
die Federkraft bei gleichem Drahtdurchmesser erhöhen und somit die Sicherungsfunktion
des Federsteckers 10 gegen Demontage verbessern.
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In einer anderen weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist
der Federstecker 10 mit einer doppelt gewundenen Sicherungsschleife 48 ausgebildet,
wie in den 7 und 8 gezeigt. Die doppelte Windung
der federnden Schleife bewirkt eine höhere Sicherheit gegen Verdrehen
und erhöht
die Sicherung des Federsteckers 10 bezüglich der Bolzenachse. Ein
Aufbiegen der Sicherungsschlaufe 48 durch am Federstecker 10 axial
wirkende Kräfte
wird dadurch deutlich erschwert bzw. wird nahezu unmöglich.
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Auch wenn die Erfindung lediglich
anhand einiger Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, erschließen
sich für
den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung sowie der Zeichnung
viele verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Varianten,
die unter die vorliegende Erfindung fallen. So kann beispielsweise
zur Erhöhung
der Verlustsicherheit bzw. zur Erhöhung der federnden Wirkung der
Schlaufe 24 bzw. 46 die Querbohrung 44 zur Bolzenmitte
hin verlagert werden. Eine Verlagerung der Querbohrung 44 zum
Bolzenende hin vermindert hingegen diese Eigenschaften, erleichtert
jedoch die Montage bzw. Demontage des Federsteckers 10. Des
Weiteren ist auch eine Kombination aus den in den 5 bis 8 gezeigten
Ausführungsbeispielen denkbar,
in der ein Federstecker 10 sowohl eine mehrfach gewundene
federnde Schlaufe 46 als auch eine mehrfach gewundene Sicherungsschlaufe 48 enthält.