DE2515542B2

DE2515542B2 - Laengenverstellbare verbindung fuer gestaenge

Info

Publication number: DE2515542B2
Application number: DE19752515542
Authority: DE
Inventors: Ernst 5901 Wilnsdorf-Wilgersdorf Roth
Original assignee: Siegenia-Frank KG, 5900 Siegen-Kaan-Marienborn
Priority date: 1975-04-09
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1977-02-03
Also published as: FR2307308A1; AT343418B; FR2307308B1; DE2515542C3; DE2515542A1; ATA133576A

Description

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Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Verbindung für Gestänge zur Übertragung von Schub- und Zugkräften, bei der eine im Querschnitt abgeflachte, z. B. rechteckige. Stange wenigstens an einer ihrer Längsflächen eine Feinverzahnung mit quer zur Stangen-Längsrichtung liegenden Zähnen aufweist, und eine andere Stange an ihrem Ende ein im Querschnitt etwa U-förmiges Verbindungsstück trägt, das die eine Stange abschnittweise dreiseitig umfaßt und mit einer komplementären Feinverzahnung in deren Feinverzahming formschlüssig einrückbar ist.

Längenverstellbare Verbindungen dieser Art für Gestänge zur Übertragung von Schub- und Zugkräften sind bereits bekannt durch die DT-PS 8 21 143, die FR-PS 8 49 051, die CH-PS 4 37 927 sowie die US-PS 88 532 und 26 44 557.

In allen diesen bekannten Fällen sind die zusammenwirkenden Feinverzahnungen der miteinander zu verbindenden Stangenteile als Kerbverzahnungen ausgebildet worden. Da es vielfach erforderlich ist, die miteinander zu kuppelnden Gestängeteile über große Längenbereiche feinstufig verstellbar auszubilden, ist es zwingend notwendig, wenigstens eines der Gestängeteile über eine entsprechende Strecke mit eingeiormten Feinverzahnungen zu versehen. Die Herstellung von Feinverzahnungen großer Länge bereitet jedoch Schwierigkeiten, wenn aus Kostengründen das Einfräsen derselben in das Stangenmaterial nicht in Trage kommen kann, sondern die Feinverzahnungen durch einen Stanzvorgang hergestellt werden müssen. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß eine einigermaßen exakte Herstellung gestanzter Feinverzahnungen von großer Länge nur dann erreichbar ist. wenn die Feinverzahnungsn insgesamt in einem einzigen Stanzhub gefertigt werden. Hierzu ist aber nicht nur ein aufwendiges Stanzwerkzeug notwendig, das schon beim Ausbrechen eines einzigen Zahnprofils aus der Werkzeugkontur unbrauchbar wird, sondern es müssen für den Stanzvorgang in jedem Falle Pressen mit hohem Schnittdruck zum Einsau geljngen. wenn im Ver/ah nungsbereich ein einwandfreies Schnittbild hervorgebracht werden soll.

Um diesen Schwierigkeiten aus den Wege zu gehen. ist wad, der FR-PS 2165 689 eine längenverstellbar Verbindung für Gestänge bekanntgeworden, bei der nur eine Stange an ihrem Ende über einen kurzen Längenbereich mit einer eingestanzten Feinverzahnung versehen ist. während die andere Stange über einen großen Längenbereich grobe Kupplungseingnffe. beispielsweise Löcher, aufweist. Zur Erzielung einer feinstufigen Längenverstellung im Verbindungsbereich der beiden Stangen wird dabei ein Verbindungszwischenstück verwendet, welches einerseits mit einer zur Feinverzahnung der einen Stange passenden Verzah nung und andererseits mit zum Kupplungsgrobraster der anderen Stange passenden Verbindungsteilen, ζ Β. Zapfen, versehen ist. Das Verbindungszwischenstuck kann also mit der das Kupplungsgrobraster aufweisenden Stange über relativ große Verstellsprünge in Eingriff gebracht werden, während die feinstufige Längeneinstellung an der anderen Stange über einen kleinen Verstellbereich hinweg voi genommen wird.

Diese bekannte längenverstellbare Verbindung hat sich auch im praktischen Gebrauch bestens bewährt, jedoch hat sich das dabei notwendige Umstecken des Verbindungszwischenstücks an der das Kupplungsgrobraster aufweisenden Stange in manchen Fällen als etwas umständlich gezeigt.

Mit der Erfindung wird die Vermeidung aller den bekannten längenverstellbiren Verbindungen eigentümlichen Unzulänglichkeiten bezweckt. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine längenverstellbare Verbindung der anfangs beschriebenen Art zu schaffen, welche ohne lose Verbindungszwischenstücke auskommt, dabei aber eine formschlüssige Eingriffsverbindung über Feinverzahnungen ermöglicht, die durch einen Stanzvorgang mit einem einfachen Werkzeug und geringem Preßdruck präzise gefertigt werden können.

Die Lösung dieses komplexen Problems ist erfindungsgemäß auf einfache Weise dadurch erreichbar, daß die eine Stange eine größere Anzahl von im Abstand hintereinander liegenden Verzahnungsabschnitten aufweist, deren Länge mindestens gleich der Länge des Verbindungsstückes der anderen Stange ist, während der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten kleiner als die Länge des

Verbindungsstückes bemessen ist, und daß dabei die Stange in den Bereichen zwischen aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten eine um die Zahntiefe kleinere Breite als im Bereich der Verzahnungsabschnitte aufweist.

Diese Ausgestaltung einer längenverstellbaren Verbindung bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß für die Herstellung der einzelnen Verzahnungsabschnitte relativ kurze Schnittstempel verwendet werden können, welche sich präzise und kostengünstig auf einer Profilschleifmaschine fertigen lassen sowie beim Ausbrechen von Verzahnungsteilen schnell und leicht ausgewechselt werden können. Die Anzahl der in ein Werkzeug einzubauenden Schnittstempci läßt sich zudem leicht variieren, so daß die Gesamtlänge der ij Verzahnung an den Stangen bedarfsweise veränderbar ist und außerdem eine Anpassung des Werkzeuges an die Schnittkraft der zur Verfugung stehenden Stanzpressen ermög'"":ht wird. Nötigenfalls können die Feinvsrzahnungen auch in mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten in verschiedene Längenabschnitf; der Stangen eingestanzt werden, wobei dann die Schnittüberlappung problemlos innerhalb der Abstandsbereiche zweier aufeinanderfolgender Verzahnungsabschnitte liegen kann.

Obwohl es vielfach ausreicht, wenn die Verzahnungsabschnitte nur an einer Schmalseite der im Querschnitt flach-rechteckigen Stange angeordnet sind, ist es nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung besonders vorteilhaft, die Verzahnungsabschnitte an sich gegenüberliegenden Seiten einer im Querschnitt rechteckigen Stange in Längsrichtung gegeneinander versetzt anzuordnen. Die durch diese Ausgestaltung erreichbaren Vorteile werden in der nachfolgenden, gegenstänulichen Beschreibung ausführlich erläutert.

Bei der längenverstellbaren Verbindung für Gestänge nach der Erfindung können die Feinverzahnungen, ebenso wie bei den bekannten längenversiellbaren Verbindungen als sogenannte Kerbverzahnungen ausgebildet werden. Bei diesen Kerbverzahnungen laufen die Zähne und Zahnlücken in scharfkantige Spitzen aus. die sich nur dann einigermaßen präzise fertigen lassen, wenn die einzelnen Zähne mit Zahnflanken-Winkeln zwischen 90° und 75° ausgestattet sind. Bei der Übertragung von Längskräften durch die Gestänge ergeben sich hierbei im Verbindungsbeieich aber relativ große Querkräfte, die leicht zu einem Aufweiten des im Querschnitt U-förmigen Verbindungsstückes führen können und auch durch die Kerbwirkung der scharfkantigen Zahnspitzen nach einer gewissen Gebrauchszeit zu einer Toleranzvergrößerung im Verbindungsbereich der Gestängeteile beitragen. Der Gebrauchswert der Gestängeverbindung kann hierdurch nachhaltig beeinträchtigt werden.

Da bei der erfindungsgemäßen längenverstellbaren 5,5 Verbindung für Gestänge das im Querschnitt U-förmige Verbindungsstück der einen Stange vielfach nur mit einem Teil seiner Feinverzahnung in die Verzahnungsabschnitte der anderen Stange eingreift, während der übrige Teil seiner Feinverzahnung im Abstandsbereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten zu liegen kommt, können sich bei Ausbildung der Feinverzahnungen als Kerbverzahnungen die vorstehend geschilderten, nachteiligen Wirkungen unter Umständen in verstärktem Maße einstellen, weil den aus den Querkräften resultierenden Kerbwirkungen der Zahnspitzen innerhalb des Abstandsbereiches zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten weniger Widerstand entgegengesetzt wird.

Um diesen nachteiligen Folgen wirksam entgegentreten zu können und außerdem die gratfreie Fertigung der Feinverzahnungen zu erleichtern, wird daher nach einem weiterbildenden Erfindungsmerkmal vorgeschlagen, daß sowohl die zwischen aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten liegenden Bereiche der Stange als auch die Zähne und die Zahnlücken der Feinverzahnungen durch zur Längsrichtung der Stange bzw. des Kupplungsstücks parallele Stützflächen begrenzt sind, während die Zahnfianken zueinander einen Neigungswinkel, vorzugsweise von 60°, einnehmen.

beim Übertragen von Längskräften durch die Stange können sich die Verzahnungsteile im Verbindungsbereich gegen die entstehenden Querkräfte über die parallel zur Stangenlängsrichtung verlaufenden Flächen aneinander abstützen, so daß Kerbwirkungen, welche die Gestaltfestigkeit, insbesondere des Verbindungsstückes, beeinträchtigen könnten, weitgehend ausgeschaltet sind. Die Anwendung dieser Merkmale hat aber auch noch den Vorteil, daß trotz Einhaltung kleiner Fertigungstoleranzen von beispielsweise nur 0,1 mm, jederzeit ein leichtes lneingriffkommen der Feinverzahnungen beim Herstellen der Verbindung zwischen den beiden Stangen sichergestellt wird, weil die stumpfwinkligen Übergänge zwischen den Verzahnungsfiachen eine weitestgehend gratfreie Fertigung ermöglichen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 etwa in natürlicher Größe und Draufsichtdarstellung eine längenverstellbare Verbindung für Gestänge mit zwei miteinander in Hingriff gehaltenen Stangen, F i g. 2 die längenverstellbare Verbindung nach F1 g. 1 in der Seitenansicht,

F i g. 3 die längenverstellbare Verbindung nach F i g. 1 in größerem Maßstab, wobei die beiden Stangen außer Eingriff gebracht sind und

F i g. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten längenverstellbaren Vei bindung.

In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist eine länger.veistellbare Verbindung 1 für ein Gestänge 2, 3 gezeigt, welches zur Übertragung von Schub- und Zugkräften dient und beispielsweise als Treibstangenbeschlag an Fenstern und Türen od. dgl. verwendet werden kann.

Sowohl die Stange 2 als auch die Stange 3 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Fiachmaterial von beispielsweise rechteckigem Querschnitt, wobei die Stange 2 an ihrer einen Längskante mit einer ausgestanzten Feinverzahnung 4 versehen ist Diese Feinverzahnung 4 besteht aus mehreren Verzahnungsabschnitten 4¹, 4²... 4* von jeweils gleicher Länge und Ausbildung. Zwischen den einzelnen Verzahnungsabschnitten 4¹, A² ... 4* ist jeweils ein verzahnungsfreier Abschnitt 5 vorhanden.

Am freien Ende der anderen Stange 3 ist ein Verbindungsstück 6 befestigt, das im Querschnitt etwa U-förmig gestaltet ist und zwei von einem Boden hochragende Schenkel 8 und 9 hat. An der Innenseite der beiden Schenkel 8 und 9 befindet sich je eine Feinverzahnung 10 bzw. It, wobei die Zahnform dieser Feinverzahnungen 10 und Il der Zahnform der Feinverzahnung 4 an der Stange 2 entspricht

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Feinverzahnungen 4 sowie tO und 11, wie deutlich aus Fig. 3 zu sehen ist, als sogenannte Trapezverzahnungen ausgebildet, bei denen die Zahnfianken einen Neigungswinkel

von 60° gegeneinander haben, während die Kopfflächen der Zähne und die Fußflächen der Zahnlücken sich parallel zur Längsrichtung der Stange 2 bzw. des Verbindungsstacks 6 erstrecken.

Die Innenflächen der beiden Schenkel 8 und 9 des Verbindungsstückes 6 haben einen Abstand 12 voneinander, welcher der Breite 13 der Stange 2 zwischen den ZahnfüDen der Feinverzahnung 4 und der gegenüberliegenden Längskante entspricht Beim Einlegen der Stange 2 in das Verbindungsstock If legt sich deren gerade Längskante gegen die Innenfläche des einen Schenkels 9 bzw. 8 im Verbindungsstück 6 an, während andererseits deren Feinverzahnung 4 formschlüssig in die Feinverzahnung 10 bzw. 11 am anderen Schenkel 8 bzw. 9 zum Eingriff kommt.

Die Längenabmessung jedes einzelnen Verzahnungsabschnittes 4¹, A² ... 4* der Feinverzahnung 4 an der Stange 2 entspricht mindestens der Längenabmessung des Verbindungsstückes 6, während der Abstand S zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten 4¹, 4* ... 4* kleiner als die Länge des Verbindungsstückes 6 ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abstand 5 dabei kleiner gewählt als die halbe Länge eines Verzahnungsabschnittes 4¹. 4* ... 4" und entspricht vorzugsweise etwa einem Viertel der Längenabmessung eines Verzahnungsabschnittes. Dabei ist der Abstand 5 aber so gewählt, daß er ein ganzzahliges Mehrfaches eines Teilungsabstandes der Feinverzahnung überdeckt. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß das Verbindungsstück 6 der Stange 3 auch gleichzeitig mit Teilstücken zweier aufeinanderfolgender Verzahnungsabschnitte 4¹, 4* ... 4« in Eingriff kommen kann und auf diese Weise eine Längenverstel lung der Verbindung über den gesamten Längenbereich der Feinverzahnung 4 in gleichmäßigen Stufensprungcn ermöglicht.

Die relativ kurzen Verzahnungsabschnitte 4', 4²... 4' lassen sich jeweils mit Hilfe eines einstückigen Schnittstempels stanzen, wobei mehrere solcher Schnittstempel so aneinandergereiht werden können, daß sie im Abstandsbereich 5 zwischen zwei aufeinan derfolgenden Verzahnungsabschnitten 4', 4¹ ... 4* aneinanderstoßen und dort auf der Höhe der Zahnfüße an der Stange 2 über den Abstandsbereich 5 eint gerade Schnittkante bilden.

Die Anzahl der in einem Werkzeug verwendeten Schnittstempel richtet sich dabei nach der Sehniukrait der zur Verfügung stehenden Stanzpresse, wobei auch die Möglichkeit gegeben ist, die ganze Länge der Verzahnung 4 in mehreren, aufeinanderfolgenden Stanzschritten exakt zu fertigen.

Falls während der Stanzarbeit an einem Schnittstempel ein Zahnbruch auftreten sollte, kann dieser leicht ausgetauscht werden, während alle übrigen Schnitt-Stempel im Stanzwerkzeug weiterverwendbar sind.

Die längenverstellbar« Verbindung 21 for Gestänge, welche in Fig.4 dargestellt ist, unterscheidet sich von derjenigen gemäß den Fi g. I bis 3 dadurch, daß die im Querschnitt rechteckförmige Stange 22 an beiden sich gegenüberliegenden Längskanten mit Feinverzahnungen 24' und 24" versehen ist. |ede dieser FÄnverzahnungen 24' und 24" wird auch hier von Verzahnungsab schnitten 24', 24^J... 24» gebildet, zwischen denen jeweils ein verzahnungsfreier Abschnitt 25 liegt

Die Verzahnungsabschnitte 24'. 24* ... 24> sind in beiden Feinverzahnungen 24' und 24" relativ zueinan der in l-ängsrichtung der Stange 22 gegeneinander versetzt angeordnet. Hierbei können an der «inen Längskante der Stange 22 die Verzahnungsabschnitte 24*. 24² . . 24* so angeordnet sein, daß sie dem Abstandsbereich 25 zwischen zwei aufeinanderfolgen

: 5 den Verzahnungsjbschnitlrn 24', 24* ... 24» an der anderen l-ängskante der Stange gegenüberliegen. Die Endbereiche der an den verschiedenen Stangen-Längs kanten liegenden Verzahnningsabschnitte überdecken sich dabei jeweils gegenseitig, weil der Abstandsbereich

ίο 25 kürzer ist als jeder der Verzahnungsabschnitte.

In F i g. 4 ist auch angedeutet, daß die Feinverzahnun gen 24' und 24" an den beiden Längskanten der Stange 22 um eine halbe Zahnteilmng gegeneinander versetzt eingeformt werden können Natürlich ist es in diesem Falle notwendig, auch die Feinverzahnungen 30 und 31 an den Innenseiten der Schenkel 28 und 29 des Verbindungsstückes 26 um eine halbe Zahnteilung versetzt gegeneinander anzuordnen.

Die /uictzi geschilderte Ausbildung macht es möglich.

durch Wenden der Stange 22 in ihrer Längsebene um 180° Längen Verstellungen vorzunehmen, die nur einem halben Teilungsabstand der Feinverzahnungen entsprechen. Abweichend von der längenverstellbaren Verbin dung 1 nach den F i g. 1 bis 3 greift hierbei die Stange 22

gleichzeitig mit den an ihren beiden Längskanten

vorgesehenen Fein verzahnungen 24', 24" in die komplementären Feinverzahnungen 30 uikJ 31 des

Verbindungsstückes 26 der Treibstange 23 ein. Aus der Zeichnung ist auch ersichtlich, daß die

trapezförmig gestalteten Zähne sämtlicher Feinverzah nungen der Verbindungsvorrichtung einen Flanken Neigungswinkel von 60" aufweisen. Hierdurch wird erreicht, daß bei der Übertragung von Längskräften im Bereich der Verbindungsstelle nur relativ geringe

Querkraftkomponenten entstehen. Da sich außerdem die Zähne und die Zahnlücken mit ihren parallel rar Stangenlängsrichtung verlaufenden Endflächen auch in den Abstandsbereichen 5 bzw. 25 quer zur Schubnch tung des Gestänges im jeweiligen Verbindungsbereich

abstützen können, wird sichergestellt, daß die aus den Schub· und Zugkräften des Gesanges resultierenden Querkraftkomponenten keine wesentlichen Kerbwirkungen im Verbindungsbereich ausüben können. Hierdurch wird eine hohe Gestaltfestigkeit der iängenver-

stellbaren Verbindung für Gestänge dauerhaft sicherge stellt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Längen verstellbare Verbindung für Gestänge zur Übertragung von Schub- und Zugkräften, bei der s eine im Querschnitt abgeflachte, z. B. rechteckige Stange wenigstens an einer ihrer Längsflächen eine Feinverzahnung mit quer zur Stangen-Längsrichtung liegenden Zähnen aufweist, und eine andere Stange an ihrem Ende ein im Querschnitt etwa U-förmiges Verbindungsstück trägt, das die eine Stange abschnittweise dreiseitig umfaßt und mit einer komplementären Feinverzahnung in deren Feiiiverzahnung formschlüssig einrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stange (2; 22) eine größere Anzahi von im Abstand (5; 25) hintereinander liegenden Verzahnungsabschnitten (4·, 42...4, 24', 24*...24) aufweist, deren Länge mindestens gleich der Länge des Verbindungsstükkes (6; 26) der anderen Stange (3; 23) ist, während *> der Abstand (5; 25) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten (4¹, 4²... 4 ; 24',

24².. 24) kleiner als die Länge des Verbindungsstückes (6; 26) bemessen ist, und daß dabei- die Stange (2; 22) in den Bereichen (5; 25) zwischen ²S aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten eine um die Zahntiefe kleinere Breite (13) als im Bereich der Verzahnungsabschnitte aufweist.

2. Längenverstellbare Verbindung für Gestänge nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsabschnitie (24". 24² ... 24*) an sich gegenüberliegenden Seiten einer im Querschnitt rechteckigen Stange (22) in Längsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.

3. Längenverstellbare Verbindung für Gestänge nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch

^gekennzeichnet, daß sowohl die zwischen aufeinanderfolgenden Verzahnungsabschnitten (4¹, 4² ... 4 ; 24', 24²... 24) liegenden Bereiche (5; 25) der Stange (2; 22) als auch die Zähne und die Zahnlücken der Feinverzahnungen (4; 24', 24" bzw. 10, 11; 30, 31) durch zur Längsrichtung der Stange (2; 22) bzw. des Verbindungsstückes (8; 28) parallele Stützflächen begrenzt sind, während die Zahnflanken zueinander einen Neigungswinkel, vorzugsweise von 60", einnehmen.