DE7240037U

DE7240037U - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE7240037U
Application number: DE19727240037U
Authority: DE
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1974-01-31
Also published as: US3801207A; DE2253442A1; GB1345097A; CA960052A; AU4830872A; JPS5124660B2; IT971117B; JPS4893033A; FR2171721A5; AR193185A1; AU473370B2; BR7208740D0

Description

Unser Zeichen: T 1295 χ

Spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit einer Spannhülse, die einen mittleren Abschnitt mit vergrößertem Innendurchmesser aufweist, an den sich Endabschnitte mit entgegengesetzten Innengewinden anschließen, die in Gewindezapfen einschraubbar sind.

Eine derartige Spannvorrichtung ist beispielsweise aus der OE-PS 203 808 bekannt. Eine derartige bekannte Spannvorrichtung hat den Nachteil, daß sie brechen kann, wodurch die Spannvorrichtung praktisch in zwei Teile zerfällt. Dies führt insbesondere dann zu gefährlichen Zuständen, wenn eine derartige Spannvorrichtung bei einem Lenkgestänge eines Kraftfahrzeuges verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,eine Spannvorrichtung zu schaffen, die, falls ein Bruch an den Gewindestellen auftreten sollte, nicht in zwei Teile zerfallen kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß die Innengewinde der Endabschnitte in die Übergangszone zwischen den Endabschnitten und dem Mittelabschnitt hinein in Form von unvollständigen

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Gewinden auslaufen, daß die Gewindezapfen durch diese unvollständigen Qewinieabschnitte derart hindurchÄesehraubt sind, daß sich Bruchstellen- an der letzten vollen Gewindewindung des Innengewindes ausbilden und die Gewindezapfen zu beiden Seiten der Bruchstellen verschraubt sind.

Wenn Brüche auftreten sollten» so werden diese in vorteilhafter Weise durch die Gewindezapfen überbrückt, so daß eine gefährliche Trennung der Spannvorrichtung nicht auftreten kann.

Mit besonderem Vorteil kann die Spannhülse axial gespalten sein und einen Spalt aufweisen, der axial zu jedem der Endabschnitte verläuft,und die Abschnitte der Umfangswandung am Spalt zwischen den Endabschnitten können gegeneinander anliegen, und es kann eine axial sich erstreckende Längsöffnung im mittleren Abschnitt mit größerem Durchmesser vorgesehen sein, die zwischen den gegeneinander anliegenden Wandungen liegt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Spannhülse am äußeren Umfang radial nach außen sich erstreckende Vorsprünge aufweisen, und die Vorsprünge können an den Endabschnitten im Abstand vom Spalt angeordnet sein, wobei jeder Endabschnitt wenigstens gwei Vorsprünge aufweist, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, und es können Spannklammern die Endabschnitte umgeben und die ,Vorsprünge aufnehmen, um eine axiale Bewegung der Sp sinnklammern an der Spannhülse zu verhindern. Insbesondere können *ie Spannklanunern auf der Spannhülse drehbar sein, um eine leichtere Einstellung zu ermöglichen.

Mit besonderem Vorteil kann die Übergangszone einen inneren Umfang aufweisen, der sich von den Endabschnitten zum Mittelabschnitt hin nach außen erstreckt und zwar unter einem Winkel von 10 bis 25° gegenüber der Achse.

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Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen

Spannhülse, die teilweise eingerollt ist und die mit gestrichelten Linien in der endgültig eingerollten Lage gezeigt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Hülse,

/·-, Fig. 3 eine Teilschnittansicht der erfindungsgemäßen Spannvor-

richtung, wobei die Hülse im Schnitt gezeigt ist,

Fig. *i eine Draufsicht auf die eingebaute Spannvorrichtung,

Fig, 5 eine Schnittansicht, gerc men längs der Linie V-V der Fig. *»,·

Fig. 6 eine vergrößerte Teilschnittansicht des übe^gangs-

bereiches zwischen den Endabschnitten mit konstantem Durchmesser und dem ausgewölbten Mittelabschnitt der in Fig. 3 gezeigten Spannhülse und

C Fig. 7 und 8 Schnittansichten von bekannten Spannvorrichtungen

und Spannhülsen.

Fig. 1 zeigt eine Spannhülse 10, die gemäß der Erfindung aus einem Metallblech 11 hergestellt ist. Das Metallblech 11 wird! gerollt, um die Hülse zu bilden. Das Metallblech 11 weist zwei Endwandungen 12 und 13 und Seitenwandungen 14 und 15 auf.

Vorspringende Abscnnitte 17 und 18 rait vergrößerter Breite sind zwischen den Endwandungen 12 und 13 angeordnet. Auf diese Weise weist das Blech 11 einen mittleren Abschnitt auf,

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der eine größere Breite hat als die Endabschnitte. Jeder Abschnitt 17 und 18 mit vergrößerter Breite weist zwei AnlagefJLächen 19 und kC auf, die durch einen ausgesparten Bereich 21 voneinander getrennt sind. Wenn das Metallblech in seine endgültige Form geroll*", wird, wie es gestrichelt in Fig. 1 und in Fig. 2 gezeigt ist, legen sich die Anschlagflachen 19 und 20 gegen die entsprechenden Anschlagflächen der gegenüberliegenden Seiten 14 oder 15 des Bleches an. Auf diese Weise wird eine Spannhülse geschaffen, die Spalte 26 und 27 an jedem Ende 12 und 13 der Hülse aufweist. Die - Spalte erstrecken sich längs der ".nsuhlaglinie 28. Die Spalte

sind zwischen den nunmehr im Abstand voneinander angeordneten Wandungen 14 und 15 ausgebildet. Die Aussparung 21 bildet eine mittlere öffnung 29, die zwischen den Anschlagflächen 19 und 20 liegt.

Die breiten mittleren Abschnitte 17 und 18 haben ferner eine Breite, die ausreichend größer ist als die der Endabschnitte, um einen ausgebauchten öder ausgebuchteten mittlerer. Abschnitt in der gerollten Hülse auszubilden. Der ausgebuchtete Abschnitt ] beginnt neben den Anschla■',wandungen 19 und 20 an den Enden der

j Spalte 26 und 27. Der ausgebuchtete mittlere Abschnitt 30 hat

j sowohl einen vergrößerten'inneren als auch äußeren Durchmesser.

} wobei die Durchmesservergroßerung allmählich vom konstanter.

j " Durchmesser an den Endabschnitten 32 und J>H ausgeht und durch r eine Übe., gangs ζ one 3¹I hindurch verläuft, die sich an jedem

,' Ende des ausgebauchten Abschnittes 30 befindet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich dieser Übergangsbereich von den Endabschnitten 32 und 33 mit konstantem Durchmesser nach außen und zwar unter einem Winkel

; von etwa 10 bis 25°, was noch erläutert werden soll. Während

der Herstellung der Hülse, und zwar vor dem Einrollen der

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Hülse, wird eine Anzahl von Einsenkungen Ί0 in der Oberfläche ausgebildet, die zur inneren Oberfläche der Hülse wird. Diese Einsenkungen führen zu Vorsprüngen ¹H, die sich von der Oberfläche aus erstrecken, die zum äußeren Umfang v/ird.

Die Vorsprünge ¹M fluchten miteinander, so daß zwei Sätze von Vorsprängen vorhanden sind, -Jeder Satz von Vorsprüngen weist wenigstens zwei Vorsprünge auf, die etwa einander diametral gegenüberliegen und zwar in einem Bereich, der die Spalte 26 und 27 umgibt. Diese Vorsprünge werden zu Ausfluchtungspunkten für die Spannklammern 45, die in den Fig. ¹I und 5 gezeigt sind. Diese Spannklammern sind normale C-förmige Klammern, die eine zentrale Nute HS haben, die durch einen ausgewählten Abschnitt 47 gebildet wird. Diese Klammern weisen Plansche 4 8 auf, die Schraubenbolzen 49 aufnehmen, um diese Spannklammern zusammenzuziehen, um den inneren Durchmesser der Klammer in an sich bekannter Weise zu vermindern. Dadurch, daß man eine Klammer wählt, die einen normalen inneren Durchmesser im nicht ausgebuchteten Bereich aufweist, der kleiner ist als der Abstand zwischen den Oberflächen der gegenüberliegenden Vorsprünge ¹Jl. können die Klammern um die Vorsprünge herum aufgenommen werden, wobei die Vorsprünge in den Nutabschnitten 46 liegen. Auf diese V/eise wird eine Drehung der Klammern nicht ausgeschlossen, so daß sie um die Hülse herum gedreht werden können, um den Schraubenbolzen in die beste Lage für ein Festspannen zu bringen. Gleichzeitig können jedoch die Hülse und die Spannklammer als Einheit verschickt v/erden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Spannklammern herunterfallen. Ferner wird sichergestellt, daß sich die Spannklammern an der rieh-

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tigen Stelle entlang der Länge der Hülse befinden und zwar an der Stelle, an der die größte Wirkung beim Pestziehen der Hülse erzielt wird, wobei s|.ch die Hülse durch das Festziehen gegenüber den Teilen mit Außengewinden nicht mehr drehen soll.

Die Fig. 7 und 8 zeigen an sich bekannte Spannhül^sn 50 und 51. Die in Fig. 7 dargestellte Hülse 50 besteht aus einem zylindrischen Rohr- 52, welches Gewinde 53 und 5¹J von entgegengesetzter Steigung aufweist, die sich von den axialen Enden 55 und 56 aus in das Rohr hinein erstrecken. Die Gewinde enden im Abstand voneinander, wodurch eir nicht mit einem Gewinde versehener mittlerer Bereich 57 verbleibt. Die Bauteile 58 und 59 mit Außengewinden werden in die Enden der Hülse 50 eingeschraubt und enden im Abstand voneinander. Wegen der Beendigung der Gewinde und wegen des nicht mit einem Gewinde versehenen Bereiches 57 ist es unmöglich, die mit dem Außengewinde versehenen Teile in Anlage gegeneinander zu bringen, und ganz allgemein besteht eine Gewindeabschnitt 60 und 6l an jedem der Gewinde 53 und 5¹·» die hinter den Enden 62 und 63 der Bauteile mit Außengewinde liegen. Wenn eine Biegebeanspruchung auf die Hülse übertragen wird, so kann ein Bruch zwischen den Bauteilen mit Außengewinde erfolgen. Die Bruchstelle liegt im allgemeinen in einer der Gewindespiralen in den Bereichen 60 und 61, die hinter den Bauteilen mic Außengewinde liegen. Dies führt zj einem vollständigen Ausfall der Spannvorrichtung und zu einer Trennung der Bauteile 58 und 59 mit Außengewinde. Wenn dies bei einem Lenkgestänge eines Fahrzeuges auftritt, so geht die Lenkmöglichkeit des zugeordneten Rades verloren.

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Die in Fig. 8 dargestellte Hülse 51 unterscheidet sich von der Hülse 50 darin, daß sie einen mittleren ausgewölbten Bereich 65 aufweist, der einen größeren inneren Durchmesser hat a^s die Gewindebereiche 66 und 67, die den beiden Enden zugeordnet sind. Normalerweise enden die Gewindebereiche 66 und 67 in Gewinden voller Tiefe 68 und 69 neben de:.* ausgewölbten Bereich 65. In diesem Fall können die Bauteile mit Außengewinde nicht in Anlage gegeneinander gebracht werden, da die Gewinde nicht in den ausgewölbten oder ausgebauchten Bereich hinein auslaufen und deshalb können die Bauteile mit Außengewinde nicht an den Endgewinden 68 .-'■■-. und 69 vorbeigeschraubt werden. Aus diesem Grund wird ein Bruch im allgemeinen an den Endgewindeabschnitten 68, 69 auftreten, da hier ein schwacher Punkt im System ausgebildet wird. Wenn ein Bruch an diesen Stellen auftritt, wird es wieder zu einer vollst ändi.sn Trennung der Bauteile kommen.

Durch die Erfindung wird dieses Problem dadurch ausgeschaltet, daß die Gewinde in den mittleren ausgewö3bten Bereich hinein auslaufen und zwar durch eine Übergangs zone >'l hindurch, die unvollständig ausgebildete Gewindeabschnitte aufweist.

Dies ist am besten in Fig. 6 zu erkennen. In Fig. 6 ist die Übergangszone 3J4 dargestellt, die sich vom Abschnitt 32 oder 33 mit konstantem Durchmesser unter einem Winkel von etwa 10 bis 25° nach außen erstreckt und diese Übergangszone endet im voll ausgebauchten mittleren Abschnitt 30. Der Übergangsabschnitt J>h weist Gewindeteile 70 auf, die unvollständig ausgebildet sind.

Während der Ausbildung der Gewinde 71 geht das <3ewindewerkzeug in die mittlere Aaswölbung hinein und zwar durch die Übergangszone hindurch, wobei die vollständigen Kronen oder inneren Abschnitte der Gewinde 70 nicht ausgebildet werden. Ein ausreichender Gewindeteil wird jedoch im Überganssbereich ausgebildet, um einen Eingriff zwischen dem Außengewinde 72 und dem nicht vollständig ausgebildeten Innengewinde 70 zu ermöglichen.

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Beim Erfindungsgegenstand werden die Bauteile mit Außengewinde über die üb&rgangszone hinaus in den ausgwölbten oder ausgebauchten mittleren Abschnitt hineingeschraubt. Dies in Fig. 3 gezeigt. Es ist möglich, die Enden 80 und 81 der Bauteile 82 und 83 im mittleren ausgebauchten Abschnitt 30 in Anlage gegeneinander zu bringen, um eine volle Einstellung der Spannvorrichtung mit einer minimalen Hülsenlänge zu ermöglichen. Da sich die Bauteile mit Außengewinde durch die teilweise ausgebildeten Innengewinde der übergangszone hindurch erstrecken- sind immer Te^Ie des Außengewindes in dem nicht vollständig ausgebildeten Innengewindeabschnitt 70 aufgenommen.

Prüfungen von bekannten Spannvorrichtungen, wie sie in den Fig. 7 und 8 dargestellt sind, haben gezeigt, daß ein Ausfall oder Bruch bei übermäßigen Belastungen immer an dem Gewinde auftritt, welches mit dem freien Ende des Stabes mit Außengewinde fluchtet. Die Spannungskonzentration im Gewinde im Rohr, das sich über das Ende des Schaftes mit Außengewinde hinaus erstreckt, führt zu einem Bruch an einer Stelle, die hinter der Strecke den Bauteiles mit Außengewinde liegt.

Beim Erfindungsgegenstand erstrecken sich_s wie die Fig. 3 und 6 zeigen, die Bauteile mit Außengewinde über die Enden der Innengewinde hinweg und die Spannungskonzentraticn durch eine Belastung der Gewinde in der Hülse ist ausgeschaltet. Überprüfungen haben gezeigt, daß bei diesem Aufbau ein Bruch am letzten vollen Gewinde vor dem Übergangsabschnitt stattfindet. Diese Bruchstelle ist durch die Linie 90 in Fig. β gezeigt. Die verbleibenden Teilgewindeabschnitte 70 reichen aus, um die Baugruppe in zusammengebauter Lage zu halten und eine Trennung der Elemente wird verhindert. Dies führt zur Ausbildung einer ausfallsicheren Spannvorrichtung.

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Dadurch, daß die Übergangszone unter einem Winkel von 10 bis 25 gegenüber der Achse ausgebildet wird, wird das allmähliche AusiöUitiii üc5 ücViiiiücS öiCücr^cöuc χ JlX>

Ein zusätzlicher Vorteil der Spannvorrichtung liegt in der Tatsache, daß diese in wirtschaftlicher Weise als Blechmaterial hergestellt werden kann und diese Spannvorrichtung ist vom Qualitätsstandpunkt aus gesehen den bekannten überlegen. Wegen des ausgedehnten oder ausgewölbten Mittelabschnities wird eine Entlastung für das Gewindeschneiiwerkzeug ermöglicht und die Herstellungsqualität der Gewinde is·* ausgezeichnet. Bessere Gewinde ermöglichen ein besseres Einspannen mit einer geringeren Drehmomentenbelastung der Bolzen und dadurch wird die Möglichkeit des Zusammenbaues und der Einstellung der Spannvorrichtung verbessert.

Durch die Erfindung wird eine Spannvorrichtung geschaffen; -i eine neue Spannhülse aufweist, die aus gerolltem Blechmaterial gebildet ist und die einen mittleren ausgebauchten Bereich mit vergrößertem Durchmesser hat, der integral mit Endabschnitten mit konstantem Durchmesser ausgebildet ist, wobei die integrale Ver- · bindung über eine Übergangszone erfolgt, die aus dem gleichen Material besteht wie der ausgewölbte Abschnitt und die Endabschnitte, Innengewinde mit entgegengesetztem Drehsinn erstrecken sich von jedeir: Ende der Hülse aus und erstrecken sich in die Übergangszone hinein und bilden unvollständig ausgebildete Gewindeabschnitte in den Übergangszenen. Die Bauteile mit Außengewinde werden über die Übergangszonen hinweg in den mittleren ausgewölbten Bereich hineingeschraubt, wodurch ein Teil der Außengewinde in den unvollständig ausgebildeten Innengewindeabschnitten aufgenommen wird. Dadurch wird eine Bruchlinie, falls eine solche auftritt, an der Stelle des letzten vollständigen Gewindes ausgebildet und diese Bruchstelle führt nicht zu einem Ausfall der Hülse und führt ebenfalls nicht zu einer Trennung der Teile des Spannschlosses.

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Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Spannvorrichtung ist ein mittlerer Spalt vorgesehen und zwar zur Aufnahme eines Dreh-ViC^iCiSUg=S und es sind ferner radial vorsprin^snds Ycrs^rUng?? am äußeren Umfang vorgesehen, die zur Ausfluchtung der Festspannklammern dienen. Diese VorSprünge werden in einer Nut in der Festspannklammer aufgenommen'.

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Claims

Schutzansprüche

1. Spannvorrichtung mit einer Spannhülse, die einen mittleren Abschnitt mit vergrößertem Innendurchmesser aufweist, an den sich Endabschnitte mit entgegengesetzten Innengewinden anschließen, in die Gewindezapfen einschraubbar sine, dadurch gekennzeichnet, daß die Innengewinde (70) der Endabschnitte (32, 33) in die Übergangszone (3¹O zwischen den Endabschnitten (32, 33) und dem Mittelabschnitt (3¹O hinein in Form von unvollständigen Gewinden auslaufen, daß die Gewindezapfen (80, 81) durch diese unvollständigen Gewindeabschnitte derart hindurchgeschraubt sind, daß sich Bruchstellen (90) an der letzten vollen Gewindewindung des Innengewindes ausbilden und die Gewindezapfen zu beiden Seiten der Bruchstellen verschraubt sind.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (19) axial gespalten ist und einen Spalt (19,20) aufweist, der axial zu jedem der Endabschnitte verläuft, daß Abschnitte der Umfangswandung am Spalt zwischen den Endabschnitten gegeneinander anliegen und daß eine axial sich erstreckende Längsöffnung, (21) im mittleren Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen ist, die zwischen den gegeneinander anliegenden Wandungen liegt.

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3. Spannvorrichtung n&ch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (10) am äußeren Umfang radial nach außen sich erstreckende Vorspr-ünge (kl) aufweist, daß die Vorsprünge (41) an den Endabschnitten im Abstand vom Spalt angeordnet sind, daß jeder Endabschnitt wenigstens zwei Vor-sprünge aufweist, die in Umfangsrichtung'im Abstand voneinander angeordnet sind, daß Spannklammern (45) die Endabschnitte umgeben, daß diese Spatinklammern die Vorsprünge aufnehmen, um eine axiale Bewegung der Spannklammern an der Spannhülse zu verhindern.

lJ. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannklammern (^5) auf der Spannhülse (10) drehbar sind.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangrzone (3*0 einen inneren Umfang aufweist, der sich von den Endabschnitten (32, 33) zum Mittelabschnitt hin nach außen erstreckt und zwar unter einem Winkel von 10 bis 25° gegenüber der Achse.

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