DE202020103978U1

DE202020103978U1 - Exzenter-Arretierbolzen mit Sicherung gegen Fehlbedienung

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Publication number: DE202020103978U1
Application number: DE202020103978.4U
Authority: DE
Original assignee: ICG GmbH and Co KG
Current assignee: ICG GmbH and Co KG
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2021-10-12
Anticipated expiration: 2030-07-10

Abstract

Arretierbolzen (1) zur Arretierung eines Bauteils oder eines Werkstücks, aufweisend:
- einen Arretierstift (3),
- eine Hülse (2), in der der Arretierstift (3) entlang einer zentralen Längsachse (LA) verschiebbar gelagert ist,
- einen Exzenterhebel (11),
wobei der Exzenterhebel (11) an einem hinteren Ende (18) des Arretierstifts (3) verschwenkbar um eine Querachse (QA) befestigt ist, und die Querachse (QA) senkrecht zur Längsachse (LA) verläuft,
wobei sich der Exzenterhebel (11) mit einer Betätigungskontur (12) an einem hinteren Ende (7) der Hülse (2) abstützt,
wobei durch Verschwenken des Exzenterhebels (11) der Arretierstift (3) zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der ein vorderes Ende (4) des Arretierstifts (3) aus der Hülse (2) herausragt, und einer eingefahrenen Stellung, in der das vordere Ende (4) weiter in die Hülse (2) zurückgezogen ist, insbesondere vollständig zurückgezogen ist, verschiebbar ist, wobei die ausgefahrene Stellung des Arretierstift (3) in einer Verriegelungs-Schwenkstellung des Exzenterhebels (11) erreicht wird, und die eingefahrene Stellung des Arretierbstifts (3) in einer Entriegelungs-Schwenkstellung des Exzenterhebels (11) erreicht wird;
- ein Federelement (21), mit welchem der Arretierstift (3) in eine der Stellungen des Arretierstifts (3), insbesondere in die ausgefahrene Stellung, vorgespannt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Exzenterhebel (11) einen Anschlag (23) ausbildet, der in der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts (3) an einem Konterabschnitt (24) anliegt, der durch den Arretierstift (3) ausgebildet ist, und dadurch eine Verschwenkung des Exzenterhebels (11) gegenüber dem Arretierstift (3) über die Verriegelungs-Schwenkstellung hinaus blockiert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Arretierbolzen zur Arretierung eines Bauteils oder eines Werkstücks, aufweisend:

- einen Arretierstift,
- eine Hülse, in der der Arretierstift entlang einer zentralen Längsachse verschiebbar gelagert ist,
- einen Exzenterhebel,

- ein Federelement, mit welchem der Arretierstift in eine der Stellungen des Arretierstifts, insbesondere in die ausgefahrene Stellung, vorgespannt ist.

Ein solcher Arretierbolzen ist durch das pdf-Datenblatt „Latch Plunger“ der Fivetech Technology Inc., New Taipei City, Taiwan, bekannt geworden, heruntergeladen unter
https://www.fivetk.com/products-overview-detail-page/index.php?id=77&m_id=12&s_id=
am 27.05.2020.
Arretierbolzen können dazu eingesetzt werden, ein bewegliches Bauteil oder ein Werkstück gegenüber einer Struktur, an der der Arretierbolzen befestigt ist, zu sichern. Der Arretierbolzen umfasst eine Hülse, in der ein Arretierstift zwischen einer ausgefahrenen Stellung und einer eingefahrenen Stellung axial beweglich ist. In der ausgefahrenen Stellung ragt der Arretierstift mit einem vorderen Ende aus der Hülse heraus, und in der eingefahrenen Stellung ist der Arretierstift zurückgezogen, und eine Feder spannt den Arretierstift in eine dieser Stellungen vor.
Im einfachsten Fall ist am hinteren Ende des Arretierstifts ein zurückziehbarer Handgriff zur Betätigung angeordnet, wie beispielsweise aus dem Datenblatt „K0338 Arretierbolzen“ der Heinrich Kipp Werk KG, Sulz am Neckar, DE, bekannt, heruntergeladen unter
https://www.kippwerk.de/doc/de/de/did.103817/K0338_Datasheet_1325_Arretierbolzen--de.pdf
am 27.05.2020.
Ähnliche Arretierbolzen sind auch aus dem Normblatt „GN 617 Rastbolzen“ der Otto Ganter GmbH & Co. KG bekannt geworden, heruntergeladen unter https://live-katalog.ganternorm.com/pdf/ganter/DE/617.pdf?dispositiontype=attachment am 27.05.2020.
In manchen Anwendungsfällen ist es erwünscht, den Arretierbolzen nicht durch Ziehen zu betätigen, sondern durch Umlegen eines Hebels. Dazu können insbesondere Exzenterhebel eingesetzt werden, wie in dem eingangs erwähnten Datenblatt „Latch plunger“ beschrieben. Der Exzenterhebel ist über ein Gelenk mit dem Arretierstift an dessen hinterem Ende verbunden und stützt sich mit einer exzentrisch verlaufenden Betätigungskontur an der Hülse ab. Je nach Verschwenkstellung des Hebels ragt der Arretierstift unterschiedlich weit aus der Hülse heraus.
In der Bauform aus dem Datenblatt „Latch Plunger“ wird eine eingefahrene Stellung erreicht, wenn ein Handgriff des Exzenterhebels parallel zur Längsachse der Hülse ausgerichtet ist (Entriegelungs-Schwenkstellung), und eine ausgefahrene Stellung wird erreicht, wenn der Handgriff senkrecht zur Längsachse ausgerichtet ist (Verriegelungs-Schwenkstellung). In der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts bzw. in der Verriegelungs-Schwenkstellung stützt sich der Exzenterhebel mit einer ebenen, senkrecht zur Längsachse der Hülse verlaufenden Stützfläche an der ebenen Oberseite der Hülse ab. Wenn von einem Bediener der Exzenterhebel verriegelt wird, also von der Entriegelungs-Schwenkstellung in die Verriegelungs-Schwenkstellung umgelegt wird, kann es leicht passieren, dass der Handgriff vom Bediener über die Verriegelungs-Schwenkstellung hinaus verschwenkt wird. Dadurch könnte der Arretierstift gegenüber der ausgefahrenen Stellung wieder in die Hülse zurückgezogen werden. Dies kann dazu führen, dass die Verriegelungsfunktion des Arretierbolzens während der übermäßigen Betätigung durch den Bediener nicht erreicht wird, und beispielsweise ein Bauteil oder ein Werkstück nicht mit dem Arretierstift verrasten kann, da dieser zum notwendigen Zeitpunkt nicht weit genug ausgefahren ist. Diese Fehlbedienung kann also dazu führen, dass ein Bauteil oder ein Werkstück nicht korrekt an der den Arretierbolzen tragenden Struktur gesichert wird.
Exzenterhebel sind auch bekannt geworden durch das Datenblatt „K0005 Exzenterhebel mit Innengewinde und Außengewinde, Stahl oder Edelstahl“ der Heinrich Kipp Werk KG, Sulz am Neckar, DE, heruntergeladen unter https://www.kippwerk.de/doc/de/de/did.103587/K0005_Datasheet_17037_Exzenterhebel_mit_Innengewinde_und_Au_engewinde_Stahl_oder_Edelstahl--de.pdf am 27.05.2020.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Arretierbolzen vorzustellen, mit dem eine größere Sicherheit gegenüber Fehlbedienungen erreicht werden kann.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Arretierbolzen der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Exzenterhebel einen Anschlag ausbildet, der in der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts an einem Konterabschnitt anliegt, der durch den Arretierstift ausgebildet ist, und dadurch eine Verschwenkung des Exzenterhebels gegenüber dem Arretierstift über die Verriegelungs-Schwenkstellung hinaus blockiert.
Die Erfindung sieht vor, am Exzenterhebel einen Anschlag auszubilden, der sich in der Verriegelungs-Schwenkstellung an einem Konterabschnitt des Arretierstifts abstützt. Diese Abstützung erfolgt zusätzlich zur (meist ebenen) Abstützung des Exzenterhebels an der Hülse in der Verriegelungs-Schwenkstellung. Dadurch wird erreicht, dass die Schwenkbewegung des Exzenterhebels an der Verriegelungs-Schwenkstellung gegenüber dem Arretierstift selbst begrenzt wird, und nicht nur durch ein (meist ebenes) Abstützen des Exzenterhebels an der Hülse vorgegeben wird. Entsprechend ist es nicht möglich, den Arretierstift durch „Überbetätigen“ des Exzenterhebels mittels des Exzenterhebels unbeabsichtigt in die Hülse zurückzuziehen bzw. nach hinten aus der Hülse herauszuhebeln. Entsprechend ist die Gefahr einer Fehlbetätigung beim erfindungsgemäßen Arretierbolzen vermindert.
Die Verriegelungs-Schwenkstellung entspricht der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts, wenn der Exzenterhebel mit seiner Betätigungskontur an der Hülse abgestützt ist; in der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts ist dieser grundsätzlich maximal aus der Hülse ausgefahren. Man beachte, dass ein geringfügiges Spiel zwischen der Schwenkstellung des Exzenterhebels in der maximal ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts einerseits und andererseits der Schwenkstellung des Exzenterhebels, in der der Anschlag am Konterabschnitt anliegt, für die Erfindung unbeachtlich ist, insbesondere wobei dieses Spiel im Rahmen der Erfindung typischerweise weniger als 5° beträgt, und bevorzugt weniger als 2,5° beträgt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Bevorzugt ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Arretierbolzens, bei der in der Verriegelungs-Schwenkstellung der Exzenterhebel mit einem ebenen Teilabschnitt der Betätigungskontur an einer ebenen Stirnfläche der Hülse flächig anliegt. Dadurch ist der Aufbau des Arretierbolzens mechanisch robust und kompakt. Der ebene Teilabschnitt und die ebene Stirnfläche ermöglichen eine verschleißarme Krafteinleitung.
Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der der Anschlag durch einen Flächenabschnitt des Exzenterhebels ausgebildet wird, der in der Verriegelungs-Schwenkstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse ausgerichtet ist. Dies ermöglicht eine einfachen und verschleißarmen Aufbau; insbesondere kann die Krafteinleitung optimal erfolgen.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der in der Verriegelungs-Schwenkstellung der Anschlag linienhaft oder flächig am Konterabschnitt anliegt, insbesondere wobei eine Krümmung des Anschlags und eine Krümmung des Konterabschnitts in einer Ebene senkrecht zur Längsachse näherungsweise gleich sind. Die linienhafte oder flächige Krafteinleitung vermeidet Kraftspitzen im Material und ist besonders verschleißarm.
Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der der Konterabschnitt an einer parallel zur Längsachse verlaufenden Seitenfläche des Arretierstifts am hinteren Ende des Arretierstifts ausgebildet ist, welches in der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts über das hintere Ende der Hülse hinaus ragt. Dies ermöglicht einen einfachen, insbesondere weitgehend rotationssymmetrischen Aufbau des Arretierstifts und insgesamt einen kompakten Aufbau.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass der Exzenterhebel weiterhin einen Zusatzanschlag ausbildet, der in der eingefahrenen Stellung des Arretierstifts an einem Zusatzkonterabschnitt anliegt, der durch den Arretierstift ausgebildet ist, und dadurch eine Verschwenkung des Exzenterhebels gegenüber dem Arretierstift über die Entriegelungs-Schwenkstellung hinaus blockiert. Die Ausführungsform sieht vor, am Exzenterhebel einen Zusatzanschlag auszubilden, der sich in der Entriegelungs-Schwenkstellung an einem Zusatzkonterabschnitt des Arretierstifts abstützt. Diese Abstützung erfolgt zusätzlich zu einer weiteren (meist ebenen) Abstützung des Exzenterhebels an der Hülse in der Entriegelungs-Schwenkstellung. Dadurch wird erreicht, dass die Schwenkbewegung des Exzenterhebels an der Entriegelungs-Schwenkstellung gegenüber dem Arretierstift selbst begrenzt wird, und nicht nur durch ein (meist ebenes) Abstützen des Exzenterhebels an der Hülse vorgegeben wird. Entsprechend ist es nicht möglich, den Arretierstift durch „Überbetätigen“ des Exzenterhebels mittels des Exzenterhebels unbeabsichtigt aus der Hülse herauszuschieben bzw. nach vorne herausgleiten zu lassen, wodurch möglicherweise die Entriegelung nicht oder nicht vollständig erfolgt, was zu Verzögerungen in der Bedienung oder auch zu Beschädigungen (etwa Kratz- oder Schleifspuren) führen könnte. Entsprechend ist die Gefahr Fehlbetätigung beim erfindungsgemäßen Arretierbolzen weiter vermindert. Die Entriegelungs-Schwenkstellung entspricht der eingefahrenen Stellung des Arretierstifts; in der eingefahrenen Stellung des Arretierstifts ist dieser grundsätzlich maximal in die Hülse eingefahren, wenn der Exzenterhebel mit seiner Betätigungskontur an der Hülse abgestützt ist. Man beachte, dass ein geringfügiges Spiel zwischen der Schwenkstellung des Exzenterhebels in der maximal eingefahrenen Stellung des Arretierstifts einerseits und andererseits der Schwenkstellung des Exzenterhebels, in der der Zusatzanschlag am Zusatzkonterabschnitt anliegt, für die Erfindung unbeachtlich ist, insbesondere wobei dieses Spiel im Rahmen der Erfindung typischerweise weniger als 5° beträgt, und bevorzugt weniger als 2,5° beträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Exzenterhebel einen Hebelarm ausbildet, der näherungsweise senkrecht zur Querachse verläuft, insbesondere wobei der Hebelarm in der Verriegelungs-Schwenkstellung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse und in der Entriegelungs-Schwenkstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse ausgerichtet ist. Diese Bauform hat sich in der Praxis bewährt; die Bedienung des Handgriffs ist einfach und sicher. Zudem sind der Verriegelungs- und Entriegelungszustand für den Bediener intuitiv leicht zu erfassen.
Bevorzugt ist eine Weiterbildung dieser Ausführungsform, bei der der Hebelarm mit einem Fingeranschlag ausgebildet ist, der von der Querachse um einem Abstand FA beabstandet ist,
wobei FA > RH, bevorzugt FA > RH + 5 mm,
mit RH: äußerer Radius der Hülse an deren hinterem Ende, gemessen von der Längsachse weg. Der Fingeranschlag ermöglicht eine bequeme Bedienung, und seine Position ist ausreichend entfernt von der Querachse, um die Gefahr eines versehentlichen Einklemmens eines Fingers für den Bediener zu minimieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Arretierstift und die Hülse aus Metall, insbesondere Stahl, gefertigt sind, und dass der Exzenterhebel aus Kunststoff, insbesondere Polyphtalamid, gefertigt ist. Diese Materialien haben sich in Hinblick auf Verschleiß, mechanische Robustheit und Kosten gut bewährt.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der der Exzenterhebel zwei Backen aufweist, in denen Backenbohrungen ausgebildet sind, und der Arretierstift an seinem hinteren Ende eine Stiftbohrung ausbildet, wobei die Backen das hintere Ende des Arretierstifts umgreifen, und dass die Backenbohrungen und die Stiftbohrung von einem entlang der Querachse verlaufenden Achsstift durchragt werden. Diese Bauform ist mechanisch robust und vergleichsweise einfach zu fertigen, insbesondere wenn der Arretierstift aus Metall gefertigt ist. Zudem kann ein unverlierbares, gegenseitiges Fixieren erfolgen, wenn der Achsstift auch nur in einer der Bohrungen axial gesichert ist, zum Beispiel durch Presssitz oder eine Verrastung.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung dieser Ausführungsform, bei der der Achsstift als ein Spannstift ausgebildet ist, insbesondere wobei der Spannstift eine in seiner Längsrichtung verlaufende Schlitzung aufweist. Mittels des Spannstifts, der im montierten Zustand eine radiale Druckspannung von innen auf wenigstens eine der Bohrungen ausübt, kann auf eine einfache Weise eine axiale Fixierung des Achsstifts/Spannstifts durch Kraftschluss erfolgen. Durch die axiale Schlitzung ist eine elastische Verformung des Spannstifts in radialer Richtung erleichtert.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen,
dass der Spannstift einen unverspannten Durchmesser d und einen verspannten Nenndurchmesser D aufweist, mit D<d,
dass eine erste Backenbohrung der Backenbohrungen einen Durchmesser D1 und die zweite Backenbohrung der Backenbohrungen einen Durchmesser D3 aufweist, und die Stiftbohrung einen Durchmesser D2 aufweist,
dass D1≥d und D2≥d,
und dass D3<d und D3=D. Dadurch ist die Montage besonders einfach. Der Spannstift kann zunächst mit geringer bzw. zu vernachlässigender Kraft in die erste Backenbohrung (mit Innendurchmesser D1) und die Stiftbohrung (mit Innendurchmesser D2) eingeschoben werden, wodurch bereits der Arretierstift und der Exzenterhebel zueinander ausgerichtet und aneinander befestigt sind. Sodann kann die endgültige Fixierung dadurch erfolgen, dass der Spannstift in die zweite Backenbohrung eingepresst wird.
Vorteilhafter Weise ist weiter vorgesehen, dass d - D ≥ 0,2 mm,
bevorzugt 0,2 mm ≤ d - D ≤ 0,4 mm,
besonders bevorzugt 0,25 mm ≤ d - D ≤ 0,35 mm. Diese Maße haben sich in der Praxis besonders bewährt, und gestatten in der Regel (insbesondere bei üblichen Materialien und Materialstärken) eine Montage und Bedienung mit akzeptablem Kraftaufwand, sowie einen sicheren Halt des Spannstifts in den Bohrungen.
Die Montage eines oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Arretierbolzens mit Spannstift, Backen mit Backenbohrungen und Arretierstift mit Stiftbohrung, mit D1≥d und D2≥d und D3<d, kann mit folgenden Schritten erfolgen:

Schritt a) Der Exzenterhebel und der Arretierstift werden zueinander ausgerichtet, so dass die Backenbohrungen und die Stiftbohrung fluchten;
Schritt b) Der Spannstift wird in die erste Backenbohrung und die Stiftbohrung eingeschoben, ohne dass der Spannstift radial verspannt wird;
Schritt c) Der Spannstift wird radial verspannt, indem er in die zweite Backenbohrung eingeschoben wird. Bei diesem Vorgehen kann in Schritt b) die in Schritt a) eingerichtete relative Ausrichtung vorläufig mit geringer oder vernachlässigbarer Kraft gehalten werden, um den Schritt der endgültigen Fixierung c) zu erleichtern. Während Schritt c) sind der Arretierstift und der Exzenterhebel also auf einfache Weise für diesen Schritt c) korrekt platziert.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass Schritt b) von Hand erfolgt, und Schritt c) mit einem Presswerkzeug, insbesondere einer Handhebelpresse, erfolgt. Dieses Vorgehen ist einfach, schnell und effizient. Mittels eines Presswerkzeugs kann auf einfache Weise eine ausreichende Kraft aufgebracht werden, um den Achsstift/Spannstift sicher und dauerhaft in der zweiten Backenbohrung im Presssitz zu fixieren.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Arretierbolzens, mit dem Exzenterhebel in Verriegelungs-Schwenkstellung;
2 zeigt den Arretierbolzen von 1, mit dem Exzenterhebel in Entriegelungs-Schwenkstellung;
3 zeigt den Arretierbolzen von 1, mit dem Exzenterhebel in der Verriegelungs-Schwenkstellung, in einem schematischen Längsschnitt;
4 zeigt den Arretierbolzen von 1, mit dem Exzenterhebel in der Entriegelungs-Schwenkstellung, in einem schematischen Längsschnitt;
5 zeigt den Arretierbolzen von 1 in einem schematischen Längsschnitt in der Ebene der Querachse, vor Montage des Spannstifts;
6 zeigt den Arretierbolzen von 5, nach teilweiser Montage des Spannstifts;
7 zeigt den Arretierbolzen von 6, nach vollständiger Montage des Spannstifts.

Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Arretierbolzen 1 in einer beispielhaften Ausführungsform in einer seitlichen Außenansicht.
Der Arretierbolzen 1 umfasst eine Hülse 2, in welcher ein Arretierstift 3 entlang einer Längsachse LA verschiebbar geführt ist. In 1 ragt der Arretierstift 3 mit einem vorderen Ende 4 aus der Hülse 2 heraus, entsprechend einer ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts 3, um ein Bauteil oder Werkstück (nicht dargestellt) gegenüber einer Struktur (nicht dargestellt) gegen Bewegung zu sichern.
Die Hülse 2 weist hier ein Außengewinde 5 auf, mit dem die Hülse 2 in das Innengewinde dieser Struktur eingeschraubt werden kann. Um die Hülse 2 in dieser Struktur festzuziehen, etwa mit einem Schraubenschlüssel, weist die Hülse hier auch einen Außensechskant 6 auf.
An einem hinteren Ende des Arretierstifts 3, welches an einem hinteren Ende 7 der Hülse 2 aus der Hülse 2 herausragt, ist ein Exzenterhebel 11 befestigt (man beachte, dass das hintere Ende des Arretierstifts in 1 vom Exzenterhebel 11 verdeckt ist, vgl. aber 3 hierzu). Die Befestigung erfolgt über ein Gelenk 8, das mittels eines Achsstifts 9 ausgebildet ist, der sowohl den Exzenterhebel 11 als auch den Arretierstift 3 durchragt. Der Achsstift 9 ist hier als ein Spannstift 10 mit einem axialen Schlitz 10a ausgebildet, wobei der Spannstift 10 in seiner radialen Richtung elastisch verspannbar ist und im montierten Zustand lokal radial zusammengedrückt ist (mehr dazu in 5-7). Der Exzenterhebel 11 ist mittels des Gelenks 8 um eine Querachse QA gegenüber dem Arretierstift 3 verschwenkbar, die zentral im Achsstift 9 verläuft. Die Querachse QA liegt in 1 senkrecht zur Zeichenebene. Der Exzenterhebel 11 wird von einem in 1 verdeckten Federelement mit seiner Betätigungskontur 12 gegen das hintere Ende 7 der Hülse 2 gezogen, wodurch der Arretierstift 3 in die gezeigte, ausgefahrene Stellung vorgespannt ist.
Die Betätigungskontur 12 besitzt einen lokal veränderlichen Radius (Abstand) gegenüber der Querachse QA. Im Bereich eines ebenen Teilabschnitts 13, der in 1 an einer ebenen Stirnfläche 14 der Hülse 2 anliegt, ist der (kleinste) Abstand r1 vorgesehen. Im Bereich eines weiteren ebenen Teilabschnitts 15 des Exzenterhebels 11 ist der (kleinste) Abstand r2 vorgesehen. Dabei ist r2 deutlich größer als r1, hier ca. mit r2=3*r1. Zwischen dem ebenen Teilabschnitt 13 und dem weiteren ebenen Teilabschnitt 15 liegt ein abgerundeter Abschnitt 16 der Betätigungskontur 12.
Die 1 zeigt den Exzenterhebel 11 in einer Verriegelungs-Schwenkstellung, in welcher ein Hebelarm 17 des Exzenterhebels 11 näherungsweise senkrecht zur Längsachse LA verläuft.
Durch Verschwenken des Exzenterhebels 11 um die Querachse QA, also des Hebelarms 17 gegen den Uhrzeigersinn in 1, kann die in 2 gezeigte Entriegelungs-Schwenkstellung des Exzenterhebels 11 eingenommen werden, in welcher der weitere ebene Teilabschnitt 15 nunmehr am hinteren Ende 7 der Hülse 2 an der ebenen Stirnfläche 14 der Hülse 2 anliegt.
Durch das Verschwenken hat sich der Abstand der Querachse QA vom Ende der Hülse 7 von r1 auf r2 vergrößert. Der am Exzenterhebel 11 befestigte Arretierstift wird dadurch nach hinten gezogen, mit dem vorderen Ende des Arretierstifts hier vollständig in die Hülse 2 hinein. Entsprechend befindet sich der Arretierstift nunmehr in seiner eingefahrenen Stellung, in der die Bewegung des zu sichernden Bauteils oder Werkstücks freigegeben ist (in 2 ist der Arretierstift vollständig verdeckt, vgl. aber 4 hierzu).
Durch Rückschwenken des Exzenterhebels 11, also des Hebelarms 17 im Uhrzeigersinn, kann wieder die Verriegelungs-Schwenkstellung eingenommen werden.
Die 3 zeigt den Arretierbolzen 1 nunmehr in einem schematischen Längsschnitt entlang der Längsachse LA, und senkrecht zur Querachse QA, in der Verriegelungs-Schwenkstellung des Exzenterhebels 11 mit ausgefahrenem Arretierstift 3.
Der Arretierstift 3 durchragt die Hülse 2, und steht entsprechend der ausgefahrenen Stellung mit seinem vorderen Ende 4 aus der Hülse 2 heraus. Sein hinteres Ende 18 weist eine Stiftbohrung 30 auf, in der der Achsstift 9 angeordnet ist, und das hintere Ende 18 des Arretierstifts ragt über das hintere Ende 7 der Hülse 2 hinaus.
Der Arretierstift 3 bildet eine Schulter 20 aus, an der sich das vordere Ende des Federelements 21 abstützt. Zudem bildet die Hülse 2 innenseitig eine Schulter 22 aus, an der sich das hintere Ende des Federelements 21 abstützt. Das Federelement 21 ist hier eine Druckfeder, und steht in allen Stellungen des Arretierstifts 3 unter Druckspannung. Das Federelement 21 zieht den Exzenterhebel 11, der am hinteren Ende 18 des Arretierstifts 3 befestigt ist, stets gegen das obere Ende 7 der Hülse 2.
In 3 ist der Exzenterhebel 11 in der Verriegelungs-Schwenkstellung. Der Exzenterhebel 11 bildet einen Anschlag 23 aus, der in der gezeigten Ausführungsform durch einen näherungsweise parallel zur Längsachse LA liegenden Flächenabschnitt 23a ausgebildet ist. Dieser Anschlag 23 liegt an einem Konterabschnitt 24 des Arretierstifts 3 an. Der Konterabschnitt 24 wird hier durch eine Seitenfläche 24a des Arretierstifts 3 ausgebildet, die am hinteren Ende 18 und näherungsweise parallel zur Längsachse LA angeordnet ist.
Im Querschnitt senkrecht zur Längsachse LA, entlang der Schnittebene SE, weisen der Konterabschnitt 24 und der Anschlag 23 eine identische Krümmung auf, so dass ein linienhafter oder flächiger Kontakt zwischen Anschlag 23 und Konterabschnitt 24 eingerichtet werden kann (vergleiche Einsatzbild rechts unten in 3).
Durch die gegenseitige Anlage von Anschlag 23 und Konterabschnitt 24 kann der Hebelarm 17 des Exzenterhebels 11 gegenüber dem Arretierstift 3 nicht über die in 3 gezeigte Verriegelungs-Schwenkstellung hinaus verschwenkt werden, also nicht weiter nach unten auf die Hülse 2 zu als in 3 gezeigt. Dadurch kann verhindert werden, dass durch eine Fehlbedienung durch „zu starkes“ Verriegeln der Arretierstift 3 gegenüber der gezeigten ausgefahrenen Stellung zurückgezwungen wird.
Am Exzenterhebel 11 ist ein Fingeranschlag 25 ausgebildet, der von der Querachse QA mit einem radialen Abstand FA beabstandet ist. Die Hülse 2 weist im Bereich ihres oberen Endes 7 einen (größten) Radius RA auf. In der gezeigten Ausführungsform gilt ca. FA=1,5*RA; bei einem typischen Wert von RA von ca. 1,6 cm ist FA ungefähr 8mm größer als RA. Dadurch wird ein Einklemmen von Fingern zuverlässig verhindert.
Die 4 zeigt, ebenfalls in einem Längsschnitt entlang der Längsachse LA, den Arretierbolzen 1 in der Entriegelungs-Schwenkstellung des Exzenterhebels 11, mit eingefahrenem Arretierstift 3.
Der Exzenterhebel 11 ist gegenüber 3 mit dem Griffhebel um ca. 95° gegen den Uhrzeiger verschwenkt worden. Dadurch wurde der Arretierstift 3 mit seinem vorderen Ende 4 vollständig in die Hülse 2 zurückgezogen; dabei wurde das Federelement 21 weiter zusammengepresst.
Der Exzenterhebel 11 bildet einen Zusatzanschlag 26 aus, der in der gezeigten Entriegelungs-Verschwenkstellung (abgesehen von einem geringfügigen Spiel von hier entsprechend ca. 2° Drehung um die Querachse QA) an einer Zusatzkonterfläche 27 des Arretierstifts 3 anliegt. Entsprechend kann der Exzenterhebel 11 (von dem geringfügigen Spiel abgesehen) nicht über die in 4 gezeigte Entriegelungs-Verschwenkstellung hinaus gegenüber dem Arretierstift 3 verschwenkt werden. Der Hebelarm 17 kann also (bis auf das geringfügige Spiel) nicht weiter nach links geschwenkt werden als in 4 gezeigt. Dadurch wird verhindert, dass durch eine Fehlbedienung durch „zu starkes“ Entriegeln das vordere Ende 4 des Arretierstifts 3 ungewollt aus der Hülse 2 herausgetrieben wird.
Die 5 zeigt den Arretierbolzen 1 von 1 in einem Längsschnitt entlang der Längsachse LA, nunmehr in der Ebene der Querachse QA, und vor Montage des Achsstifts/Spannstifts.
Der Exzenterhebel 11 bildet zwei Backen 28, 29 aus, welche das hintere Ende 18 des Arretierstifts 3 umgreifen. In der in 5 linken, ersten Backe 28 ist eine erste Backenbohrung 28a mit einem Durchmesser D1 ausgebildet, und in der rechten, zweiten Backe 29 ist eine zweite Backenbohrung 29a mit einem Durchmesser D3 ausgebildet. Der Arretierstift 3 weist eine Stiftbohrung 30 mit einem Durchmesser D2 auf.
D3 ist dabei etwas kleiner als D1 und D2, also D3<D1 und D3<D2. Die Durchmesser D1 und D2 sind zudem in der gezeigten Ausführungsform gleich, also D1=D2.
Für die Montage des Arretierbolzens 1 wird zunächst in einem Schritt a) der Arretierstift 3 mit auf die Schulter 20 aufgesetztem Federelement 21 von unten in die Hülse 2 eingeschoben. Anschließend wird der Exzenterhebel 11 auf das hintere Ende 7 der Hülse 2 und auf das hintere Ende 18 des Arretierstifts 3 aufgesetzt, so dass die Bohrungen 28a, 29a, 30 fluchten, wie in 5 gezeigt.
In einem nächsten Schritt b) wird der Achsstift 9, der als axial geschlitzter Spannstift 10 ausgebildet ist, von der Seite der ersten Backe 28, also von links, in die Backenbohrung 28a und die Stiftbohrung 30 des Arretierstifts 3 eingeführt. Der Spannstift 10 weist einen unverspannten Durchmesser d auf, wobei die Durchmesser D1 und D2 hier größer sind als dieser unverspannte Durchmesser d, so dass das Einfügen des Spannstifts 10 bis in den in 6 gezeigten Zustand problemlos mit zu vernachlässigendem Kraftaufwand möglich ist, insbesondere manuell. Man beachte, dass hierfür allgemein d≤D1 und d≤D2 gilt. In diesem Zustand sind bereits der Arretierstift 3 und der Exzenterhebel 11 durch den Spannstift 10 miteinander verbunden, und das Federelement 21 zieht den Exzenterhebel 11 über den Arretierstift 3 gegen das hintere Ende 7 der Hülse 2, so dass dieser teilmontierte Zustand bereits provisorisch gesichert ist, was die weitere Handhabung bei der Montage erleichtert.
In einem letzten Schritt c) wird nun der Spannstift 10 weiter nach rechts gepresst, so dass das in 7 rechte Ende des Spannstifts 10 in die zweite Backenbohrung 29a der zweiten Backe 29 eingeführt wird. Dafür wird der Arretierbolzen 1 typischerweise in einem Presswerkzeug, etwa einer Handpresse (nicht dargestellt) angeordnet, wofür die in Schritt b) erfolgte provisorische Sicherung sehr nützlich ist.
Der Durchmesser D3 der zweiten Backenbohrung 29a ist kleiner als der unverspannte Durchmesser d des Spannstifts, also D3<d, so dass beim Einführen des Spannstifts 10 in die zweite Backenbohrung 29a der Spannstift 10 im Bereich seines (hier) rechten Endes radial auf den Durchmesser D3 zusammengepresst wird; der Durchmesser D3 entspricht dem verspannten Nenndurchmesser D des Spannstifts 10. Der Spannstift 10 liegt nun im Presssitz in der zweiten Backenbohrung 29a fest, und ist insbesondere axial (entlang der Querachse QA) nicht mehr beweglich. In seiner Endposition ragt oder durchragt der Spannstift also alle drei Bohrungen 28a, 29a, 30, wie in 7 gezeigt
Im Bereich der linken Backe 28 und des Stifts 3 kann der Spannstift 10 lokal einen etwas größeren Durchmesser haben (behalten) als im Bereich der rechten Backe 29, entsprechend der größeren dortigen Bohrungen 28a, 30a.
In der gezeigten Bauform ist der unverspannte Durchmesser d um ca. 0,3 mm größer als der verspannte Nenndurchmesser D.
Bezugszeichenliste

1: Arretierbolzen
2: Hülse
3: Arretierstift
4: vorderes Ende des Arretierstifts
5: Außengewinde
6: Außensechskant
7: hinteres Ende der Hülse
8: Gelenk
9: Achsstift
10: Spannstift
10a: axialer Schlitz / Schlitzung
11: Exzenterhebel
12: Betätigungskontur
13: ebener Teilabschnitt der Betätigungskontur
14: ebene Stirnfläche der Hülse
15: weiterer ebener Teilabschnitt der Betätigungskontur
16: abgerundeter Abschnitt der Betätigungskontur
17: Hebelarm
18: hinteres Ende des Arretierstifts
20: Schulter am Arretierstift
21: Federelement
22: Schulter an der Hülse
23: Anschlag
23a: Flächenabschnitt des Exzenterhebels
24: Konterabschnitt
24a: Seitenfläche des Arretierstifts
25: Fingeranschlag
26: Zusatzanschlag
27: Zusatzkonterabschnitt
28: (linke, erste) Backe
28a: erste Backenbohrung
29: (rechte, zweite) Backe
29a: zweite Backenbohrung
30: Stiftbohrung
d: unverspannter Durchmesser Spannstift
D: verspannter Nenndurchmesser Spannstift
D1: Durchmesser erste Backenbohrung
D2: Durchmesser Stiftbohrung
D3: Durchmesser zweite Backenbohrung
FA: Abstand des Fingeranschlags von der Querachse
LA: Längsachse
QA: Querachse
RA: (größter) Radius der Hülse m hinteren Ende
r1: (kleinster) Radius des ebenen Teilabschnitts zur Querachse
r2: (kleinster) Radius des weiteren ebenen Teilabschnitts zur Querachse
SE: Schnittebene / Ebene senkrecht zur Längsachse

Claims

Arretierbolzen (1) zur Arretierung eines Bauteils oder eines Werkstücks, aufweisend: - einen Arretierstift (3), - eine Hülse (2), in der der Arretierstift (3) entlang einer zentralen Längsachse (LA) verschiebbar gelagert ist, - einen Exzenterhebel (11), wobei der Exzenterhebel (11) an einem hinteren Ende (18) des Arretierstifts (3) verschwenkbar um eine Querachse (QA) befestigt ist, und die Querachse (QA) senkrecht zur Längsachse (LA) verläuft, wobei sich der Exzenterhebel (11) mit einer Betätigungskontur (12) an einem hinteren Ende (7) der Hülse (2) abstützt, wobei durch Verschwenken des Exzenterhebels (11) der Arretierstift (3) zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der ein vorderes Ende (4) des Arretierstifts (3) aus der Hülse (2) herausragt, und einer eingefahrenen Stellung, in der das vordere Ende (4) weiter in die Hülse (2) zurückgezogen ist, insbesondere vollständig zurückgezogen ist, verschiebbar ist, wobei die ausgefahrene Stellung des Arretierstift (3) in einer Verriegelungs-Schwenkstellung des Exzenterhebels (11) erreicht wird, und die eingefahrene Stellung des Arretierbstifts (3) in einer Entriegelungs-Schwenkstellung des Exzenterhebels (11) erreicht wird; - ein Federelement (21), mit welchem der Arretierstift (3) in eine der Stellungen des Arretierstifts (3), insbesondere in die ausgefahrene Stellung, vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterhebel (11) einen Anschlag (23) ausbildet, der in der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts (3) an einem Konterabschnitt (24) anliegt, der durch den Arretierstift (3) ausgebildet ist, und dadurch eine Verschwenkung des Exzenterhebels (11) gegenüber dem Arretierstift (3) über die Verriegelungs-Schwenkstellung hinaus blockiert.
Arretierbolzen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verriegelungs-Schwenkstellung der Exzenterhebel (11) mit einem ebenen Teilabschnitt (13) der Betätigungskontur (12) an einer ebenen Stirnfläche (14) der Hülse (2) flächig anliegt.
Arretierbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (23) durch einen Flächenabschnitt (23a) des Exzenterhebels (11) ausgebildet wird, der in der Verriegelungs-Schwenkstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse (LA) ausgerichtet ist.
Arretierbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verriegelungs-Schwenkstellung der Anschlag (23) linienhaft oder flächig am Konterabschnitt (24) anliegt, insbesondere wobei eine Krümmung des Anschlags (23) und eine Krümmung des Konterabschnitts (24) in einer Ebene (SE) senkrecht zur Längsachse (LA) näherungsweise gleich sind.
Arretierbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konterabschnitt (24) an einer parallel zur Längsachse (LA) verlaufenden Seitenfläche (24a) des Arretierstifts (3) am hinteren Ende (18) des Arretierstifts (3) ausgebildet ist, welches in der ausgefahrenen Stellung des Arretierstifts (3) über das hintere Ende (7) der Hülse (2) hinaus ragt.
Arretierbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterhebel (11) weiterhin einen Zusatzanschlag (26) ausbildet, der in der eingefahrenen Stellung des Arretierstifts (3) an einem Zusatzkonterabschnitt (27) anliegt, der durch den Arretierstift (3) ausgebildet ist, und dadurch eine Verschwenkung des Exzenterhebels (11) gegenüber dem Arretierstift (3) über die Entriegelungs-SchwenkStellung hinaus blockiert.
Arretierbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterhebel (11) einen Hebelarm (17) ausbildet, der näherungsweise senkrecht zur Querachse (QA) verläuft, insbesondere wobei der Hebelarm (17) in der Verriegelungs-Schwenkstellung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (LA) und in der Entriegelungs-Schwenkstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse (LA) ausgerichtet ist.
Arretierbolzen (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (17) mit einem Fingeranschlag (25) ausgebildet ist, der von der Querachse (QA) um einem Abstand FA beabstandet ist, wobei FA > RH, bevorzugt FA > RH + 5 mm, mit RH: äußerer Radius der Hülse (2) an deren hinterem Ende (7), gemessen von der Längsachse (LA) weg.
Arretierbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretierstift (3) und die Hülse (2) aus Metall, insbesondere Stahl, gefertigt sind, und dass der Exzenterhebel (11) aus Kunststoff, insbesondere Polyphtalamid, gefertigt ist.
Arretierbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterhebel (11) zwei Backen (28, 29) aufweist, in denen Backenbohrungen (28a, 29a) ausgebildet sind, und der Arretierstift (3) an seinem hinteren Ende (18) eine Stiftbohrung (30) ausbildet, wobei die Backen (28, 29) das hintere Ende (18) des Arretierstifts (30) umgreifen, und dass die Backenbohrungen (28a, 29a) und die Stiftbohrung (30) von einem entlang der Querachse (QA) verlaufenden Achsstift (9) durchragt werden.
Arretierbolzen (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsstift (9) als ein Spannstift (10) ausgebildet ist, insbesondere wobei der Spannstift (10) eine in seiner Längsrichtung verlaufende Schlitzung (10a) aufweist.
Arretierbolzen (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstift (10) einen unverspannten Durchmesser d und einen verspannten Nenndurchmesser D aufweist, mit D<d, dass eine erste Backenbohrung (28a) der Backenbohrungen (28a, 29a) einen Durchmesser D1 und die zweite Backenbohrung (29a) der Backenbohrungen (28a, 29a) einen Durchmesser D3 aufweist, und die Stiftbohrung (30) einen Durchmesser D2 aufweist, dass D1≥d und D2≥d, und dass D3<d und D3=D.
Arretierbolzen (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass d - D ≥ 0,2 mm, bevorzugt 0,2 mm ≤ d - D ≤ 0,4 mm, besonders bevorzugt 0,25 mm ≤ d - D ≤ 0,35 mm.