DE3047462A1 - Spannelement - Google Patents

Description

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Β047Α62

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 956/4

Stuttgart-Untertürkheim 9,12 J 980

Spanne! emenf

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Es ist ein Spannelement dieser Art in Hülsenform bekannt, bei dem die Hülse an dem Ende, mit dem voran das Aufschlagen und/oder Aufschrauben auf den Bolzen erfolgt, mehrere Schlitze in der Wandung aufweist, die bis hin zum Stirnende reichen und die beim Aufschlagen des Spannelementes dann zur Folge haben, daß sich die Hülse an diesem besagten Ende wesentlich stärker aufweitet als auf dem übrigen Längenbereich. Dies verkürz⁴· die wirksame Spannlänge und hat eine nachteilige Charakteristik derart zur Folge, daß - betrachtet man die Spannkraft über die wirksame Klemmlänge ■ die Spannkraft vom freien, geschlitzten Ende ausgehend, zum anderen Ende hin deutlich zunimmt, also keineswegs über die Länge im wesentlichen konstant ist. Im übrigen ist die wirksame Spannkraft hinsichtlich ihrer Größe sehr gering. Bekannt sind femer Spannelemente ähnlicher Art, bei denen die Hülsenwandung ebenfalls längs geschlitzt ist, wobei die Längsschlitze sich zum anderen Hülsenende hin erstrecken und dort ebenfalls durchgängig bis hin zur Hülsenstirnfläche verlaufen, dort also axial geöffnet sind. Auch hierfür gelten im wesentlichen die gleichen Nachteile. Die auf der wirksamen Klemmlänge tatsächlich wirkenden Klemmkräfte sind außerordentlich klein. Sie sind vor allem, betrachtet entlang der wirksamen Klemmlänge, nicht konstant, sondern ebenfalls an dem Hülsenende, an dem die Längsschlitze axial endseitig offen sind, besonders klein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung zu schaffen, das im wirksamen

Zustand wesentlich größere Klemmkräfte entwickeln kann, wobei der Verlauf der Klemmkraft Über die Spannlänge im wesentlichen konstant ist, das eine hohe Ausreißkraft schon bei geringer Aufsteck- oder Aufschlagtiefe gewährleistet und das bei allem gleichwohl schnell und einfach zu montieren und auch zu demontieren ist, und zwar durch Schlagen und/oder Schrauben.

Die Aufgabe ist bei einem Spannelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Spannelement hat aufgrund seines speziellen konstruktiven Aufbaus mit endseitig ringsum geschlossenen Ring und zumindest einem längsverlaufenden Schlitz alle angestrebten Vorzüge. Es wird im wirksamen Zustand eine wesentlich höhere Kiemmkraft entwickelt, als bei bekannten Elementen. Das Spannelement hat ein kombiniertes Verhalten. Im Bereich des ringsum geschlossenen Ringes wirkt es wie ein Ringelement. Im übrigen Axialbereich der zylindrischen Hülse wirkt es wie ein Dehn-Spannelement. Dort ist dank des Schlitzes eine gewisse Dehnfähigkeit ermöglicht, die sich im wirksamen Zustand derart äußert, daß sich die Hülsenwandung auf dieser Länge geringfügig nach außen auswölben kann. Der Längsschlitz ermöglicht, im Querschnitt der Hülse betrachtet, ein gewisses radiales Ausweichen des Hülsenmateriales nach außen. Dies alles bedeutet im wirksamen Zustand, bei dem ja axiale Klemmkräfte und Spannkräfte wirken sollen, daß das Spannelement eine definierte, im wesentlich dauerhaft anstehende Spannkraft und Vorspannung aufbringen kann. Aufgrund der wirksamen hohen Spannkräfte und des konstanten Spannkraftverlaufes entlang der gesamten Spannlänge ergibt sich schon dann, wenn das Spannelement nur mit geringem Axialmaß aufgeschlagen oder aufgeschraubt ist, eine hohe Sicherheit gegen Abreißen, da dies nur bei Einsatz sehr hoher Ausreißkräfte erreichbar ist. Bei allem ist das Spannelement einfach und billig. Vor allem ist es leicht zu montieren, z.B. dadurch, daß es mit einem Schlagwerkzeug auf einen Bolzen, z.B. ortsfesten, mit Gewindeprofil versehenen Stehbolzen, aufgeschlagen wird. Auch ein Aufschrauben mittels eines Schraubendrehers od.dgl. ^v ■j'-kzeug ist

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möglich. Ebenso leicht und schnell ist die Demontage möglich, z.B. durch Abschrauben mittels Schraubendreher od.dgl. Werkzeug.

Weitere vorteilhafte Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Spannelementes ergeben sich aus den Ansprüchen 2-13.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch Jedoch alle diese Merkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer mittels eines Spann

elementes an einem Stehbolzen fixierten Befestigungsvorrichtung,

Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht allein des Spann-

eiementes in Fig. 1, gemäß einem 1. Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 und 5 jeweils einen Schnitt des Spannelementes entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 bzw. entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6-8 jeweils einen schematischen Schnitt, etwa entsprechend demjenigen in Fig. 1, eines 2., 3. bzw. 4. Ausführungsbeispieies eines Spannelementes.

Am Beispiel gemäß Fig. 1 ist eine von vielen Verwendungsmöglichkeiten eines Spannelementes 10 verdeutlicht, das hier eine Befestigungsvorrichtung 11 z.B. an einem Karosserieblech 12 festspannt. Die Befestigungsvorrichtung 11 besteht aus einem Formkörper, z.B. aus Elastomer, der mehrere etwa

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rinnenartige, auf fast 360 Umfangswinkel geschlossene Fixieraufnahmen 13 enthält, in denen schon bei der Vormontage gebündelt und im gezeigten Zustand am Karosserieblech 12 fixiert irgendwelche Leitungen, insbesondere Kraftfahrzeugleitungen, wie Bremsleitung 14, Kraftstoffleitung 15 etc., aufgenommen und gehalten werden. Die Befestigungsvorrichtung 11 ist außen von einem z.B. metallischen SpannbUgel 16 umschlossen, der die verformbare Befestigungsvorrichtung zusammen mit dem Spannelement 10 definiert vorspannt und/oder festspannt.

Nachfolgend sind die besonderen Einzelheiten des Spannelementes 10 erläutert. Das Spannelement 10 ist etwa nach Art einer Mutter auf einen Bolzen, beim Beispiel gemäß Fig. 1 auf den am Karosserieblech 12 z.B. durch Schweißen oder Nieten befestigten Stehbolzen 17, aufschlagbar und/ oder auf- und abschraubbar. Der Stehbolzen 17 ist mit Gewinde 18 versehen, das z.B. sägezahnartig oder in anderer Weise gestaltet ist.

Das Spannelement 10 hat in etwa die Gestalt einer Hülse 19 mit zylindrischer, äußerer Umfangsfläche 20, innerer Zylinderbohrung 21 und flanschartig vergrößertem Kopf flansch 22.

Die Wandung der Hülse 19 weist an demjenigen Hülsenende, mit dem voran das Aufschlagen und/oder Aufschrauben auf den Stehbolzen 17 erfolgt, einen ungeschlitzten, ringsum geschlossenen Ring 23 auf, der mit allen übrigen Teilen des Spannelementes 10 einstückig ist. Der Ring 23 bildet ein Ringelement des Spannelementes 10. Letzteres weist ferner in axialem Abstand von dem Ring 23 zumindest einen längsverlaufenden Schlitz 24 auf. Dieser Schlitz 24 erstreckt sich, in Radialrichtung betrachtet, von der äußeren Umfangsfläche 20 bis hin zur Zylinderbohrung 21. In Axialrichtung betrachtet, erstreckt sich der Schlitz 24 vom geschlossenen Ring 23 ausgehend zumindest über einen wesentlichen Teil der axialen Länge der Hülse 19, wobei der Schlitz 24 in Abstand vom anderen Hülsenende, das dem Ring 23 gegenüberliegt, endet. An diesem Ende sitzt der Kopfflansch 22, der ebenfalls ringsum in sich geschlossen ist und an diesem Ende ebenfalls ais R'ngelement

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ctnzusehen Ist. Der Schlitz 24 reicht axial vom geschlossenen Ring 23 am einen Ende bis hin zum Kopfflansch 22 am anderen Ende. Die Breite das Schlitzes 24 liegt z.B. in der Grüßenordnung zwischen 1/7 bis 1/10 des Außendurchmessers der Hülse 19. Die Länge des Schlitzes 24 kann in etwa in der Größenordnung des Außendurchmessers der Hülse 19 liegen.

Die Zyiinderbohrung 21 geht im Bereich des Hülsenendes, wo der geschlossene Ring 23 vorgesehen ist, über einen zylindrischen Absatz 25 mit zumindest geringfügig größerem Durchmesser in eine sich axial daran anschließende kegelstumpfförmige Erweiterung 26 über. Die Kegelfläche der Erweiterung 26 divergiert zum besagten Hülsenende hin, d.h. in Fig. 4 nach unten hin.

Der KopfFIansch 22 ist als etwa plizförmiger Hut ausgebildet, der einen bei Schrauben bekannten, kegelstumpfförm'gen Senkkopf 27 aufweist. Im Zentrum ist der Kopfflansch 22 mit einerr. Kreuzschlitz 28 für den Eingriff eines entsprechenden Schraubendrehers versenen, wobei der Kreuzschlitz 28 durch den Hut hindurch bis zur Zyiinderbohrung 21 reicht.

An dem Ende der Hülse 19, wo der geschlossene Ring 23 vorgesehen ist, weist die Hülse 19 auf der äußeren Umfangsfläche 20 mehrere Keilnasen 29 auf, die in gleichen Umfangswinkelabständen voneinander angeordnet sind. Die Keilnasen 29 sind mit ihrer Keilspitze zum Hülsenende, d.h. in Fig. 4 nach unten,gerichtet und weisen am anderen Nasenende eine Radialstufe 30 auf, die genau radial oder auch abgerundet mit Radius verlaufen kann.

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Das gesamte 'Spannelement 10 Ist als einstückiges, insbesondere gespritztes, Kunststoffteil ausgebildet. Es hat den Vorteil, daß beim Aufschlagen auf den Stehbolzen 17 oder beim Aufschrauben nach Art einer Schraube unter Benutzung des Kreuzschiirzes 29 eine schnelle und leichte //ontage möglich ist, wobei vor allem beachtlich größere Klemmkräfte zum axialen Festklemmen in Achsrichtung des Stehbolzens 17 erzeugt und dauerhaft aufrechterhalten werden, als dies bei herkömmlichen Befestigungsmitteln ähnlicher Art

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der Fall ist. Schon dann, wenn das Spannelement 10 nur mit geringer Axiallänge auf den Stehbolzen 17 aufgeschlagen oder aufgeschraubt ist, wird eine hohe Sicherheit gegen Abreißen oder Ausreißen in gegensinniger Richtung erzielt, aufgrund der schon dann gegebenen hohen Klemmkrüfte. Das Spannelement 10 gewährleistet eine definierte Vorspannung, die auch dauerhaft erhalten bleibt, für die damit z.B. fixierte Befestigungsvorrichtung 11. Die besondere Gestaltung mit endseitig geschlossenem Ring 23 und zumindest einem Axialschlitz 24 in der Wand der Hülse 19 führt zu einer besonderen Charakteristik beim Spannen. Betrachtet man den Kraftverlauf Über die gesamte Spannlänge, so ergibt sich eine hohe Spannkraft, die über die gesamte Spannlänge nahezu konstant ist. Das Spanneloment 10 hat dank der konstruktiven Gestaltung eine gewisse Dehnfähigkeit im Bereich der Wandung der Hülse 19. Dies ist in Fig. 2 im Bereich der äußeren Umfangsfläche 20 der Hülse 19 gestrichelt angedeutet. Man erkennt, daß die Außenfläche der Hülse 19 sich nach außen hin schwach konvex auswölbt. Diese Dehnfähigkeit ist durch die besondere Gestaltung des Schlitzes 24 erreicht, in Zusammenwirken m\t dem geschlossenen Ring 23 am einen Ende und dem Kopfflansch 22 am anderen Ende.

Bei dem in Fig. ό gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel des Spannelementes weist die Hülse 119 auf der äußeren Umfangsfiäche der Hülsenwandung Krallelemente 131 auf, die in Umfangsnchtung in z.B. gleichgroßen Winkelabständen voneinander angeordnet sind. Die Krallelemente 131 sind etwa widerhakenähnlich. Sie besitzen Tannenbaum-ProfiI mit in Einschlagrichtung des Spannelementes keilförmiger Zuspitzung, d.h. bei der zeichnerischen Darstellung gemäß Fig. 6 mit Zuspitzung nach oben hin. Die Krallefemente 131 greifen innerhalb der vom Spannelement durchsetzten Bohrung in der Befestigungsvorrichtung an. Sie bewirken dort ein Festkrallen. Dadurch wird xur Erleichterung der Vbnrontage eine Verbindung rwischen der BefesHgungsvorrichiung, ale r.B. cus Elcsiooer besteht, und dem Spcs*neier»enS- gesichert. Beide bilden also zur Vormontage eine Einheit, die dann am Karosserieblech montiert werden kann.

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Es versteht sich, daß abweichend von der Gestaltung gemäß Fig. 1 dort die Befestigungsvorrichtung 11 auch so gestaltet und mitteis erläuterter Bestandteile vorgespannt und/oder festgespannt sein kann, daß die in Fig. 1 zum Karosserieblech 12 hin offenen Fixieraufnahmen 13 in Gegenrichtung, also zum Spannbügel 16 hin, geöffnet sind, so daß ein Aufspringen verhindert und dadurch die Vormontage verbessert wird.

Das in Fig. 7 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 6 dadurch, daß die widerhakenähnlichen Krallelemente 232 auf der äußeren Umfangsfläche der Hülsenwandung als in Umfangsrichtung umlaufende, geschlossene Ringstege ausgebildet sind.

Beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 weist die Hülse 319 am dem Kopf 327 gegenüberliegenden Ende eine insbesondere formschlüssige Aufnahme 333 z.B. in Form einer Ringnut mit darin axial sicherbarem Rastelement 334 auf. Letzteres kann z.B. aus einer Bensingscheibe bestehen. Dabei versteht es sich, daß das Spannelement gemäß Fig. 8 zusätzlich auch noch mit den widerhakenähnlichen Krallelementen gemäß Fig. 6 oder 7 versehen sein kann.

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Claims (13)

m · iv · m η ι Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 956/4 Stuttgart-UnterttJrkheim 9.12.1980 Ansprüche

1.ySpannelement, insbesondere nach Art einer Mutter auf einen Bolzen aufschlagbare und/oder schraubbare Hülse mit innerer Zylinderbohrung, flanschartig vergrößertem Kopfflansch und geschlitzter Hü I sen wandung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenwandung an dem Hülsenende, mit dem voran das Aufschlagen und/oder Aufschrauben erfolgt, einen ungeschlitzten, ringsum geschlossenen Ring (23) und in axialem Abstand von diesem Ring (23) zumindest einen Schlitz (24) aufweist, der sich, in Radi al richtung gesehen, von der äußeren Umfangsfläche (20) der Hülsenwandung bis zur Zylinderbohrung (21) erstreckt.

2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß , sich der zumindest eine Schlitz (24) vom geschlossenen Ring (23) ausgehend über einen wesentlichen Teil der axialen Länge der Hülsenwand erstreckt und in Abstand vom anderen, dem geschlossenen Ring (23) gegenüberliegenden Hülsenende endet.

3. Spannelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfflansch (22) an dem Ende der Hülse (19) sitzt, das demjenigen den geschlossenen Ring (23) aufweisenden Ende gegenüberliegt.

4. Spannelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zumindest eine Schlitz (24) axial vom geschlossenen Ring (23) ausgehend bis zum Kopfflansch (22) erstreckt.

5. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet/ daß die Breite des zumindest einen Schlitzes (24) etwa in der Größenordnung zwischen 1/7 bis 1/10 des Außendurchmessers der Hülse (19) liegt und daß die Schlitzlänge in etwa in der Größenordnung des Außendurchmessers der Hülse (19) liegt.

ό. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung (21) am den geschlossenen Ring (23) aufweisenden Hülsenende in eine kegelstumpfförmige Erweiterung (26) übergeht, deren Kegelflache zu diesem Hülsenende hin divergiert.

7. Spannelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (19) auf der Längserstreckung zwischen der Zyfinderbohrung (21) und der kegelstumpfförmigen Erweiterung (2ό) einen zylindrischen Absatz (25) zumindest geringfügig größeren Durchmessers als die ZyImderbohrung (21) aufweist.

8. SpanneIement nach einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfflansch (22) als etwa pilzförmiger Hut ausgebildet ist /und im Zentrum mit einem Kreuzschlitz (28) für den Eingriff eines entsprechenden Schraubendrehers versehen ist, wobei der Kreuzschlitz (28) vorzugsweise durch den Hut hindurch bis zur Zylinderbohrung (21) reicht.

9. Spannelement nach einem der Ansprüche 1-8, "dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (19) am den geschlossenen Ring (23) aufweisenden Ende auf ihrer äußeren Umfangsfläche (20) mehrere in gleichen Umfangswinkelabständen voneinander angeordnete Keilnasen (29) mit zum Hülsenende hin gerichteter Keilspitze und am. anderen Nasenende gebildeter Radialstufe aufweist.

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10. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (119) auf der äußeren Umfangsfläche der Hülsenwandung widerhakenähnliche, in Einschlagrichtung keilförmig zulaufende Krallelemente (131; 232) aufweist, die in Umfangsrichtung in vorzugsweise gleichgroßen Winkelabständen voneinander angeordnet sind oder als in Umfangsrichtung umlaufende, geschlossene Ringstege ausgebildet sind.

11. Spannelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallelemente (131; 232) Tannenbaum-ProfiI besitzen.

12. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (319) am dem Kopf gegenüberliegenden Ende eine insbesondere formschlüssige Aufnahme (333), z.B. Ringnut, mit darin axial sicherbarem Verrastelement (334), z.B. einer Bensingscheibe, aufweist.

13. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 - 12, gekennzeichnet durch die Ausbildung als einstückiges, insbesondere gespritztes, Kunststoffteil.