DE4312373C1

DE4312373C1 - Bolzen-Sicherungselement

Info

Publication number: DE4312373C1
Application number: DE19934312373
Authority: DE
Inventors: Ernst Senft; Herbert Klemmer; Manfred Dipl Ing Minning; Nikolaus Schefcsik
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1993-04-17
Filing date: 1993-04-17
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2013-04-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Bolzen-Sicherungselement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bisherige beispielsweise aus US 4,775,273 (Fig. 43, 44), US 3,984,191 oder US 1,628,199 bekannte Sicherungselemente, bei denen der Bolzen ausschließlich kopfseitig gegen Axialverschiebung zu sichern ist, sind bezüglich ihres Aufbaus und ihrer Handhabung nicht befriedigend.

Darüberhinaus gibt es Sicherungselemente (DE-AS 12 46 329), bei denen über das Sicherungselement lediglich ein Verschieben des Bolzens in einer axialen Richtung verhindert wird und verhindert werden muß, da der Bolzen dem Sicherungselement gegenüberliegend über einen radialen Vorsprung gegen das den Bolzen aufnehmende Bauteil axial abgestützt ist.

Ausgehend von Bolzen-Sicherungselementen der eingangs genannten Art besteht das erfindungsgemäße Problem darin, den Bolzen und das Sicherungselement konstruktiv möglichst einfach und damit kostengünstig herstellbar sowie rationell montierbar zu gestalten.

Eine grundsätzliche Lösung dieses Problems wird durch eine Ausführung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die nachfolgend noch näher eingegangen werden wird.

Das Prinzip der Erfindung besteht darin, ein mit einer Öffnung mit aufweitbarem Öffnungsrand zum Einführen des Bolzens versehenes Sicherungselement an dem Bauteil, in dem der Bolzen zu lagern ist, durch eine einfache Rastverbindung vorzumontieren und den Bolzen beim Durchführen durch das vormontierte Sicherungselement klemmend so einschnappen zu lassen, daß eine absolut verläßliche Lösesicherung gewährleistet ist. Das Ein klemmen erfolgt dabei zwischen dem elastisch aufweitbaren Öff nungsrand des Sicherungselementes und dem Bauteil, an dem der Kopf des Bolzens anliegt. Für die Rastverbindung zwischen dem Sicherungselement und dem Bauteil sind an dem Sicherungs element lediglich federnde Raststege und an dem Bauteil Wider lager zur Aufnahme der Raststege notwendig.

Ist der Bolzen in einem Bauteil mit einer relativ geringen Dicke zu lagern, können die Widerlager durch einfache durch gehende Öffnungen in diesem Bauteil gebildet sein, in die die Raststege des Sicherungselementes eingerastet werden. Liegt die Lagerstelle für den Bolzen in diesem Fall an dem Rand des Bauteiles kann zumindest einer der Raststege den Rand hinter greifen, d. h. der Rand kann insoweit die Funktion des Wider lagers übernehmen.

Um den Bolzen einfach in das vormontierte Sicherungselement einführen zu können, ist dieses mit einem trichterförmigen Einführbereich versehen.

Auch auf der dem Bauteil bei montiertem Sicherungselement zu gekehrten Seite ist es erwünscht, die Sicherungselement-Öffnung trichterförmig auszubilden. Der Kopf des Bolzens soll an dem Sicherungselement vorzugsweise allein in diesem trichter förmigen Randbereich anliegen. Hierdurch ist es möglich, To leranzen bei dem Bolzen und dem Sicherungselement auszuglei chen. Dieser Ausgleich wird dadurch bewirkt, daß der Bolzen- Kopf in dem trichterförmigen Öffnungsbereich an axial unter schiedlichen Stellen fixierbar ist. Die axial spielfreie Fi xierung wird dabei durch die radiale Nachgiebigkeit des Öff nungsrandes und dessen in aufgeweitetem Zustand vorhandenes Bestreben, sich zusammenzuziehen, erzielt.

Verstärkt kann dieser Effekt noch dadurch werden, daß auch der Bolzenkopf an seiner dem Bauteil, an dem er anliegt, abgewand ten Seite eine der Trichterform der Sicherungselement-Öffnung angepaßte kegelstumpfförmige Fase aufweist.

Durch den Neigungswinkel der gegeneinanderliegenden Trichter flächen des Bolzenkopfes und des Sicherungselementeöffnungs randes kann die Lösesicherungskraft bestimmt werden. Je größer die Neigung gewählt wird, um so größer ist die durch Selbst hemmung bewirkte Lösesicherungskraft.

Eine zusätzliche Verbesserung der Einführbarbeit des Bolzen kopfes in die Öffnung des Sicherungselementes kann noch durch eine trichterförmige Fase an dem an den Bolzenschaft angren zenden Ende des Bolzenkopfes erreicht werden.

Da der Bolzen in der Regel mit einer geringeren Kraft in das Sicherungselement einführbar als aus diesem wieder herausnehm bar sein soll, ist die Neigung der Trichterflächen einführ seitig geringer als in umgekehrter Richtung zu wählen. Die Neigung der für die Lösesicherung maßgeblichen Trichterflächen kann insbesondere so groß gewählt werden, daß ein Lösen nur durch Zerstörung des Sicherungselementes oder durch ein Lösen der Rastverbindung möglich ist.

Der Bolzenkopf kann an seinem freien Ende vor dem trich terförmigen Bereich noch einen zylindrischen Abschnitt be sitzen, dessen Länge in etwa durch die Länge des nach außen gerichteten Trichterbereiches des Sicherungselementes bestimmt ist. Hierdurch ist eine einfache Daumen- bzw. Finger-Montage des Bolzens möglich, da der Daumen des Monteurs auf diese Weise außerhalb der im Vergleich zu dem Daumen kleinen Öffnung des Sicherungselementes verbleiben kann. Damit ist ein Werkzeug für die Erzielung der Bolzensicherung nicht notwen dig.

Als Material für das Sicherungselement bietet sich ein ela stisch verformbarer Kunststoff an.

Das Sicherungselement ist zweckmäßigerweise ein länglich etwa in der Form einer flachen Raute ausgebildeter Rahmen mit etwa senkrecht zu der Rahmenebene angeformten Rast-Stegen, bei dem der Bolzenkopf lediglich an umfangsmäßig begrenzten gegenüber liegenden von den länglichen Rahmenstegen gebildeten Bereichen erfaßbar ist. Eine solche Ausführung ist in bezug auf eine elastische Verformbarkeit des den Bolzenkopf fixierenden Öff nungsrandes des Sicherungselementes besonders günstig. Auch verbleibt bei einem Bruch eines der beiden gegenüberliegenden Rahmenstege noch immer der zweite eigenständig federnd si chernde Rahmensteg übrig.

Das erfindungsgemäße Sicherungselement hat in bezug auf den Bolzen unter anderem den Vorteil, daß dieser keine sonst häu fig erforderliche Sicherungsnut aufweisen muß. Des weiteren ist es mit dem erfindungsgemäßen Element möglich, den Bolzen auf einfache Weise von der Kopfseite aus zu sichern, was in Fällen, in denen die Einbauverhältnisse derart sind, daß eine Sicherung von dem schaftseitigen Ende aus nicht erfolgen kann, wichtig ist. Auf den Vorteil einer Vormontage des Sicherungs elementes wurde bereits eingangs hingewiesen.

Zweckmäßige Anwendungsfälle geben die beiden letzten Unteran sprüche an.

Ein Ausführungsbeispiel, anhand dessen bei einem konkreten An wendungsfall noch weitere Details der Erfindung erläutert wer den, ist in der Zeichnung dargestellt.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Sicherungselemen tes,

Fig. 2 eine Ansicht des Bolzens,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Sicherungselement,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Sicherungselement nach Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch das Sicherungselement nach Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 eine Ansicht eines auf ein gabelförmiges Kupplungs teil montiertes Sicherungselement mit gesichertem Bolzen,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Kupplungsteil nach Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt durch das Kupplungsteil nach Linie VIII-VIII in Fig. 6.

Das Sicherungselement 1 besteht aus einem elastischen Kunst stoff. Es besitzt die Form eines U, wobei die U-Schenkel als Raststege 2 mit Rastnasen 3 ausgebildet sind. Die Basis des U ist geschlitzt, wobei zwei längliche Rahmen-Stege 4 den Schlitz umranden. Die Schlitzumrandung weist etwa die Form einer flachen Raute auf. Die Rahmenstege 4 sind federnd nach giebig.

Wie aus Fig. 6, 7 erkennbar, ist das Sicherungselement 1 mit einer seiner Rastnasen 3 in einer Öffnung 5 an einer Lasche 6 des Kupplungsteiles 7 eingerastet. Der zweite der Raststege 2 des Sicherungselementes umgreift mit seiner Rastnase 3 den freien Rand der Lasche 5. Die Lasche 5 stellt dabei das Bau teil dar, an dem der Bolzen 8 zu sichern ist.

Die Montage von Bolzen 8 und Sicherungselement 1 erfolgt in der Weise, daß zuerst das Sicherungselement an der Lasche 5 befestigt, d. h. dort eingerastet wird. Erst danach wird der Bolzen 8 durch das Sicherungselement hindurch in die gabel förmig gegenüberliegenden Laschen 6 des Kupplungsteiles 7 eingesetzt und dabei in dem Sicherungselement 1 verklemmt.

Für eine gute Einführbarkeit des Bolzens 8 in das Siche rungselement 1 besitzt dessen Öffnung einen trichterförmig er weiterten Einführbereich 9. Eine entsprechende dem gleichen Zweck dienende Fase 10 ist an dem schaftseitigen Ende des Bol zenkopfes angebracht.

Die trichterförmige Erweiterung des Einführbereiches 9 endet an einer Kante 11, die den engsten Bereich der Öffnung 12 des Sicherungselementes 1 darstellt. Von diesem engsten Bereich aus erweitert sich die Öffnung 12 wiederum trichterartig zu ihrem gegenüberliegenden Ende hin. Die Trichterneigung in dem dortigen Sicherungs-Bereich 13 ist erheblich größer als in dem Einführbereich 9. Dies ist zur Erzielung einer für eine aus reichende Lösesicherung erforderliche Selbsthemmung zwischen den Anlageflächen von Bolzen 8 und Sicherungselement 1 not wendig.

Die unterschiedlichen Neigungen sind mit den Winkeln alpha und beta für das Sicherungselement 1 in Fig. 5 und für den Bolzen 8 in Fig. 2 dargestellt.

Die trichterförmige Ausbildung des Lösesicherungs-Bereiches 13 gewährleistet auch für den Fall von Längentoleranzen bei dem Bolzen 8 und dem Sicherungselement 1 eine stets gespannte Anlage des Bolzens 8 an die Lasche 6, da durch die federnde Eigenschaft der Rahmenstege 4 diese bei einer Anlage des Kopfes des Bolzens 8 an jeder beliebigen axialen Stelle des geneigten Bereiches 13 einen Kraftschluß auf den Bolzen 8 aus üben. Der Bolzen 8 wird daher auch bei Toleranzabweichungen stets vorgespannt klemmend an der Lasche 6 fixiert, so daß ein Klappern durch fehlende Klemmung zwischen Bolzen 8 und Si cherungselement 1 sicher ausgeschlossen ist. Es kommt hier das Wirkprinzip gegeneinanderliegender schiefer Ebenen zum Tragen.

Wegen der Ausbildung der Öffnung 12 durch die beiden Rahmen stege 4 ist kein rundum geschlossener an den Kopf des Bolzens anlegbarer Öffnungsrand bei dem Sicherungselement gegeben. Es existieren vielmehr lediglich gegenüberliegende Teilbereiche 14, die jedoch für die erfindungsgemäß erforderliche Funktion voll ausreichend sind und auf die auch die trichterförmigen Bereiche 9 und 13 beschränkt sind.

An seinem freien Ende ist der Kopf des Bolzens 8 mit einem zylindrischen Abschnitt 15 versehen, dessen Höhe der Länge des geneigten Sicherungselemente-Bereiches 9 entspricht. Durch diesen zylindrischen Abschnitt 15 ist eine bequeme Montage durch den Daumen oder einen Finger eines Monteurs möglich, obwohl der Bolzenkopf mit seinen geneigten Anlageflächen bis in die für die Aufnahme eines Fingers zu kleine Öffnung 12 hinein eingeführt sein muß.

Lösbar ist das Sicherungselement 1 durch einfaches Öffnen der Rastverbindung an dem Bauteil, an dem es anliegt, das hier die Lasche 5 ist.

Das in den Fig. 6-8 als spezieller Anwendungsfall gezeigte Kupplungsteil 7 ist Bestandteil einer Bremsseilzug- Kupplung eines Kraftfahrzeuges, bei der sich der Bolzen aus Sicherheitsgründen unter keinen Umständen unbeabsichtigt lösen darf.

Durch die Vormontage des Sicherungselementes 1 wird die Bolzen-Montage erheblich rationalisiert, wodurch Fertigungs kosten eingespart werden können.

Claims

1. Bolzen-Sicherungselement für einen mit einem Kopf ver sehenen in die Lageröffnung eines Bauteiles bis zur Anlage an dem Kopf einführbaren Bolzen, das den montierten Bolzen über den Kopf gegen axiale Verschiebung sichert, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (1) in an dem Bauteil (6) außerhalb der Lageröffnung vorgesehene Widerlager (5) vor der Montage des Bolzens (8) einrastbar ist und eine Öffnung (12) mit einem elastisch aufweitbaren Öffnungsrand besitzt, durch den der Bolzen (8) mit seinem Kopf zur Erzielung einer festen Einklemmung des Kopfes zwischen Bauteil (6) und Sicherungs element (1) einschiebbar ist.

2. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrastmittel des Sicherungselementes (1) zwei federn de an ihren freien Enden mit Rastnasen (3) versehene Rast- Stege (2) sind.

3. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2 für einen in ein zumindest im Lageröffnungsbereich relativ dünnes Bauteil ein zuführenden Bolzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager zum Einrasten des Sicherungselementes (1) das Bauteil (6) durchdringende Durchgangs-Öffnungen (5) sind.

4. Sicherungselement nach Anspruch 3 für einen in eine am Rand eines Bauteiles liegende Lageröffnung einzuführenden Bol zen, dadurch gekennzeichnet, daß für eines der Rastmittel (3) des Sicherungselementes (1) der Rand des Bauteiles (6) das betreffende Widerlager bildet.

5. Sicherungselement nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Durchführung des Bolzens (8) dienende Öffnung (12) des Sicherungselementes (1) in vom Bauteil (6) abgewandter Richtung über einen Bereich (9) als Einführhilfe trichterförmig aufgeweitet ist.

6. Sicherungselement nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bauteil (6) zugewandte Seite der Öffnung des Sicherungselementes (1) über einen Bereich (13) trichterförmig aufgeweitet ist.

7. Sicherungselement mit einer Kombination der Merkmale der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel des bauteilseitigen Trichterkegels im Bereich (13) des Sicherungselementes (1) größer als derjenige auf der bauteilabgewandten Seite ist.

8. Bolzen für ein Sicherungselement nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des zu sichernden Bolzens (8) an seinem freien axialen Ende eine kegelstumpfförmige Fase besitzt.

9. Bolzen für ein Sicherungselement nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des zu sichernden Bolzens (8) an seinem dem Bolzenschaft zugewandten axialen Ende mit einer kegelstumpf förmigen Fase (10) versehen ist.

10. Bolzen für ein Sicherungselement mit einer Kombination der Merkmale der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpföffnungswinkel der bolzenschaftseitigen Fase (10) kleiner als derjenige an dem außen liegenden Ende des Kopfes ist.

11. Bolzen für ein Sicherungselement nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenkopf an seinem freien Ende noch einen sich an den kegelstumpfförmigen Fasenbereich anschließenden zylindri schen Abschnitt (15) aufweist, dessen Länge in etwa durch die Länge des nach außen gerichteten Trichterbereiches (9) des Sicherungselementes (1) bestimmt ist.

12. Sicherungselement nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (1) aus Kunststoff besteht.

13. Sicherungselement nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (1) ein länglich geformter Rahmen mit etwa senkrecht zu Rahmenebene angeformten Rast-Stegen (2) ist, bei dem der Kopf des Bolzens (8) lediglich an umfangs mäßig begrenzten gegenüberliegenden von einzelnen Stegen (4) dieses Rahmens gebildeten Bereichen (14) erfaßt wird.

14. Sicherungselement mit Bolzen nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (1) an einem der beiden als Laschen (6) ausgebildeten Schenkel eines gabelförmigen Bauteiles be festigbar ist, durch das ein an seinem Kopf zu sichernder als Kupplungsbestandteil dienender Bolzen (8) einschiebbar ist.

15. Sicherungselement mit Bolzen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das gabelförmige Bauteil Bestandteil eines Kraftfahrzeug- Bremsseil-Kupplungsteils (7) ist.