EP0473894B1 - Spindelstütze - Google Patents

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EP0473894B1
EP0473894B1 EP91110718A EP91110718A EP0473894B1 EP 0473894 B1 EP0473894 B1 EP 0473894B1 EP 91110718 A EP91110718 A EP 91110718A EP 91110718 A EP91110718 A EP 91110718A EP 0473894 B1 EP0473894 B1 EP 0473894B1
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EP
European Patent Office
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thread
inner tube
wall thickness
spindle support
tube
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EP91110718A
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English (en)
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EP0473894A1 (de
Inventor
Ernst-Friedrich Dipl.-Ing. Ischebeck
Jochen Isenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedr Ischebeck GmbH
Original Assignee
Friedr Ischebeck GmbH
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G25/00—Shores or struts; Chocks
    • E04G25/04—Shores or struts; Chocks telescopic
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G25/00—Shores or struts; Chocks
    • E04G25/04—Shores or struts; Chocks telescopic
    • E04G25/06—Shores or struts; Chocks telescopic with parts held together by positive means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G25/00—Shores or struts; Chocks
    • E04G25/04—Shores or struts; Chocks telescopic
    • E04G25/06—Shores or struts; Chocks telescopic with parts held together by positive means
    • E04G25/065—Shores or struts; Chocks telescopic with parts held together by positive means by a threaded nut
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G25/00—Shores or struts; Chocks
    • E04G25/04—Shores or struts; Chocks telescopic
    • E04G2025/042—Shores or struts; Chocks telescopic with devices to avoid accidental disengagement of the telescopic elements, e.g. during transport

Definitions

  • the invention relates to a spindle support consisting of two telescopically displaceable tubes with an external thread formed on an internal tube, on which an adjusting nut runs, the external thread being rolled up.
  • Spindle supports designed in this way are known from practice, an inner tube having a long external thread and a nut running thereon, suitably a so-called swivel nut, being provided.
  • the length of the spindle support is adjusted via the thread.
  • a double-start trapezoidal or round thread is usually used.
  • efforts are made to match the bending resistance of the outer and inner tubes so that they are approximately the same.
  • the lowest possible weight should be achieved with the lowest possible weight. Since the inner tube generally has a lower section modulus against bending due to its smaller diameter, a different material characteristic with regard to the permissible yield stress is used to compensate for the strength of the inner tube.
  • the permissible yield stress can be achieved either by using a material with a higher overall strength or by strain hardening during thread rolling.
  • a material with a higher overall strength or by strain hardening during thread rolling.
  • German patent DE-A-34 45 657 This is a one arranged on an outer tube Threads, in order to achieve a configuration which is advantageous in terms of production, an expansion of the outer tube was first carried out and then an upsetting again in the course of thread rolling.
  • the object of the invention is to design and develop a spindle support with the features required at the outset in such a way that, with the highest possible load-bearing capacity and strength as well as security against buckling, a user-friendly design is provided.
  • Opening the thread flanks at an angle of 80 to 90 ° inevitably results - starting from a given thread head width - in a comparatively large shear surface assigned to a thread.
  • the thread formation also proves to be surprisingly advantageous with regard to soiling, in particular concrete soiling. Such dirt adheres far less well to the thread. In any case, they can be solved very easily. Due to the favorable geometric conditions of the thread, a high fatigue strength of the inner tube is also achieved. It is also essential that the thread is formed practically over the entire length of the inner tube. The notch tensions are very low.
  • the thread flanks of the thread valley have a flank angle of approx. 40 ° - 45 ° at the specified opening angle.
  • the inner tube is preferably very thin-walled. Preferably in a ratio of diameter to wall thickness of about 18.
  • the relatively high work hardening makes it possible to compensate for the lower section modulus of the inner tube by a larger permissible stress.
  • the pitch angle of the thread is advantageously at the limit of self-locking. Due to this inclination angle of approximately 6 °, no further inhibiting element or the like is required to secure the vertebral nut.
  • the specified conditions also make it possible for the inner tube to consist of a conventional structural steel, for example an ST 37. In particular, an ST 37-2 is preferred.
  • the spindle support provided as a whole with the number 1 has an outer tube 2 and an inner tube 3.
  • the lower end of the outer tube 2 is equipped with a base plate 4, while the end of the inner tube 3 protruding from the outer tube 2 carries a head plate 5 on the end face.
  • the outer tube 2 is provided on the outside wall with four beads 6 arranged at the same distance from one another.
  • the elevations of the beads 6 on the inside wall serve as an end stop for the inner tube 3.
  • the inner tube 3 slidably arranged in the outer tube 2 has approximately the same length as the outer tube 2. Starting from the top plate 5, an external thread 7 extends into the lower quarter of the inner tube 3. In its lower end region, the inner tube 3 is widened to form a stop shoulder 8.
  • the inner tube 3 is made of mild steel ST 37-2 and has very thin walls, the ratio of diameter to wall thickness being approximately 18.
  • the external thread 7 is rolled onto the inner tube 3.
  • it is a double-start, trapezoidal thread, the opening angle alpha of the thread valley being approximately 90 ° (cf. FIG. 3).
  • the thread 7 is designed so that the remaining wall thickness a in the thread base 9 is approximately equal to the wall thickness of the outlet pipe.
  • the pitch angle of the thread 7 is at the limit of self-locking of approximately 6 °.
  • the inner wall of the inner tube 3 is deformed in a wave-like manner by the thread rolling, the wave crest of the thread base 9 and the wave trough of the thread head 10 being opposite.
  • the thread depth t is approximately equal to the residual wall thickness a in the thread root 9.
  • the width b of the thread head 10 corresponds approximately to one and a half times the wall thickness a. An optimal load-bearing capacity is thus achieved overall. Not only is the thread depth equal to the remaining wall thickness in the thread base.
  • the shear surface of the thread flank is also matched to the surface pressure of the thread flank.
  • the length of the entire spindle support 1 is adjusted by means of a swivel nut 11. This lies on the upper end of the outer tube 2 and is via radial webs 12, which are located on the outer wall of the outer tube Support 2, stored securely. Diametrically opposite handles 13 arranged on the lateral surface of the vertebral nut 11 serve to facilitate rotation of the vertebral nut 11.
  • the swivel nut 11 is rotated, the inner tube 3 moving out of or into the outer tube 2.
  • the maximum length of the spindle support 1 is defined as shown in Figure 4.
  • the stop shoulder 8 of the inner tube 3 is supported on the stop webs formed by the beads 6 of the outer tube 2. A further unscrewing of the inner tube 3 is not possible.

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  • Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine aus zwei zueinander teleskopartig verschieblichen Rohren bestehende Spindelstütze mit an einem Innenrohr ausgebildetem Außengewinde, auf welchem eine Stellmutter läuft, wobei das Außengewinde aufgerollt ist.
  • Derartig ausgebildete Spindelstützen sind aus der Praxis bekannt, wobei ein Innenrohr mit einem langen Außengewinde und einer darauf laufenden Mutter, geeigneterweise einer sogenannten Wirbelmutter, versehen ist. Die Verstellung der Länge der Spindelstütze erfolgt über das Gewinde. Um die Wirbelmutter schnell nachstellen zu können, wird meist ein doppelgängiges Trapez- oder Rundgewinde verwendet. Man ist in der Regel bestrebt, den Biegewiderstand von Außen- und Innenrohr so abzustimmen, daß er annähernd gleich ist. Bei möglichst geringem Eigengewicht soll eine höchstmögliche Tragfähigkeit erreicht werden. Da das Innenrohr aufgrund seines kleineren Durchmessers grundsätzlich ein geringeres Widerstandsmoment gegen Biegung besitzt, wird zum Festigkeitsausgleich bei dem Innenrohr ein abweichender Werkstoffkennwert hinsichtlich der zulässigen Fließspannung verwendet. Man kann die zulässige Fließspannung entweder durch einen Werkstoff mit insgesamt höherer Festigkeit erreichen oder durch eine Kaltverfestigung beim Gewinderollen. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß sich im Gewindegrund eine geringere Wandstärke des Innenrohres im Vergleich zur Ausgangswandstärke ergibt. Dies führt grundsätzlich wieder zu einer Schwächung des Innenrohres.
  • Zum allgemeinen Stand der Technik wird im übrigen noch auf das deutsche Patent DE-A-34 45 657 verwiesen. Hier handelt es sich um ein an einem Außenrohr angeordnetes Gewinde, wobei zur Erzielung einer fertigkeitsmäßig vorteilhaften Ausgestaltung zunächst eine Aufweitung des Außenrohres vorgenommen wurde und sodann im Zuge des Gewindewalzens wiederum ein Stauchen.
  • Ausgehend von dem vorgeschriebenen Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Spindelstütze mit den eingangs vorausgesetzten Merkmale so auszugestalten und weiterzubilden, daß bei möglichst hoher Tragfähigkeit und Festigkeit sowie Sicherheit gegen Ausknicken eine gebrauchsgünstige Gestaltung gegeben ist.
  • Diese Aufgabe ist bei der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Hierbei ist darauf abgestellt, daß das Innenrohr dünnwandig ausgebildet ist und, daß bei einer Öffnung der Gewindeflanken unter einem Winkel von ca. 80-90° eine Gewindetiefe annähernd gleich der Restwandstärke im Gewindegrund ist, bei einer insgesamt etwa trapezförmigen Ausbildung des Gewindes. Es ist hiermit eine sehr gute Ausnutzung des Werkstoffes erzielt. Die projizierte Gewindefläche, die Gewindetiefe, entspricht etwa dem tragenden Querschnitt, der Restwandstärke. Im Zusammenhang mit der Ausgestaltung als Trapezgewinde und der Gewindetiefe, die annähernd der Restwandstärke im Gewindegrund entspricht, ist es möglich, ein solches Gewinde bei einem relativ dünnwandigen Rohr aufzurollen, bei dem gleichwohl die erforderliche Festigkeit gegeben ist bzw. - da bei einem trapezartigen Gewinde beim Aufrollen der Gewindekopf aus der Außenwand gebildet ist - ergibt sich, daß aufgrund der Forderung, daß die Gewindetiefe etwa der Restwandstärke entspricht, die Wandung des Rohres durch das Rollen im Gewindegrund am stärksten verformt ist, was einer entsprechend hohen Verfestigung zwischen den Gewindeköpfen entspricht. Gerade dort ist aber auch die größte Belastung zu erwarten. Die angegebenen Flankenwinkel ermöglichen die Auswahl eines sehr schlanken Rohres, ohne daß die notwendige Festigkeit, insbesondere im Hinblick auf die auch wesentliche Scherfestigkeit, hierdurch unterschritten würde. Die Öffnung der Gewindeflanken unter einem Winkel von 80 bis 90° ergibt zwangsläufig - ausgehend von einer gegebenen Gewindekopfbreite - eine vergleichsweise große, einem Gewindegang zugeordnete Scherfläche. Zudem ist nach wie vor auch eine gute Schraubbarkeit gegeben. Überdies erweist sich die Gewindeausbildung auch hinsichtlich Verschmutzungen, insbesondere Betonverschmutzungen, als überraschend vorteilhaft. Derartige Verschmutzungen haften weit weniger gut an dem Gewinde. Sie lassen sich jedenfalls sehr leicht lösen. Bedingt durch die günstigen geometrischen Verhältnisse des Gewindes wird auch eine hohe Dauerfestigkeit des Innenrohres erzielt. Wesentlich ist auch, daß das Gewinde praktisch über die gesamte Länge des Innenrohres ausgebildet ist. Die Kerbspannungen sind sehr gering. Die Gewindeflanken des Gewindetales besitzen bei dem angegebenen Öffnungswinkel einen Flankenwinkel von ca. 40° - 45°. Gleichwohl wird aber eine hohe Kaltverfestigung beim Aufrollen des Gewindes erreicht. Die Kaltverfestigung beträgt etwa 30 %. Weiterhin ist das Innenrohr bevorzugt sehr dünnwandig ausgebildet. Vorzugsweise in einem Verhältnis von Durchmesser zu Wandstärke von etwa 18. Die relativ hohe Kaltverfestigung ermöglicht es, das geringere Widerstandsmoment des Innenrohres durch eine größere zulässige Spannung auszugleichen. Der Steigungswinkel des Gewindes liegt vorteilhafterweise an der Grenze der Selbsthemmung. Bedingt durch diesen bei ca. 6° liegenden Steigungswinkel ist kein weiteres Hemmelement oder ähnliches zum Absichern der Wirbelmutter erforderlich. Die angegebenen Verhältnisse ermöglichen es auch, daß das Innenrohr aus einem üblichen Baustahl besteht, beispielsweise einem ST 37. Speziell wird hier ein ST 37-2 bevorzugt eingesetzt.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Spindelstütze in Seitenansicht,
    Fig. 2
    ein mit einem Gewinde versehenes Innenrohr der Spindelstütze,
    Fig. 3
    eine Detailvergrößerung gemäß III in Figur 1, zur Verdeutlichung des Gewindeprofils, im Längsschnitt und
    Fig. 4
    eine Darstellung gemäß Figur 1, wobei jedoch das Innenrohr bis zu einem Endanschlag herausgedreht ist, im Teilschnitt.
  • Die als ganzes mit der Ziffer 1 versehene Spindelstütze besitzt ein Außenrohr 2 und ein Innenrohr 3. Das untere Stirnende des Außenrohres 2 ist mit einer Fußplatte 4 bestückt, während das aus dem Außenrohr 2 herausragende Ende des Innenrohres 3 stirnseitig eine Kopfplatte 5 trägt.
  • Im oberen Bereich ist das Außenrohr 2 außenwandseitig mit vier, mit gleichem Abstand zueinander angeordneten Sicken 6 versehen. Die innenwandseitigen Erhebungen der Sicken 6 dienen als Endanschlag für das Innenrohr 3.
  • Das in dem Außenrohr 2 verschiebbar angeordnete Innenrohr 3 besitzt in etwa die gleiche Länge wie das Außenrohr 2. Von der Kopfplatte 5 ausgehend erstreckt sich ein Außengewinde 7 bis in das untere Viertel des Innenrohres 3. In seinem unteren Endbereich ist das Innenrohr 3 zur Ausbildung einer Anschlagschulter 8 aufgeweitet.
  • Das Innenrohr 3 ist aus Baustahl ST 37-2 hergestellt und sehr dünnwandig ausgebildet, wobei das Verhältnis von Durchmesser zu Wandstärke etwa 18 beträgt.
  • Das Außengewinde 7 ist auf das Innenrohr 3 aufgerollt. Es handelt sich diesbezüglich um ein doppelgängiges, trapezartiges Gewinde , wobei der Öffnungswinkel Alpha des Gewindetales ca. 90° beträgt (vgl. Figur 3). Dabei ist das Gewinde 7 so gestaltet, daß die Restwandstärke a im Gewindegrund 9 annähernd gleich der Wandstärke des Ausgangsrohres ist. Der Steigungswinkel des Gewindes 7 liegt an der Grenze der Selbsthemmung von ca. 6°. Die Innenwandung des Innenrohres 3 ist durch das Gewinderollen wellenartig verformt, wobei dem Wellenberg der Gewindegrund 9 und dem Wellental der Gewindekopf 10 gegenüber liegt.
  • Die Gewindetiefe t ist annähernd gleich der Restwandstärke a im Gewindegrund 9. Die Breite b des Gewindekopfes 10 entspricht etwa dem Eineinhalbfachen der Wandstärke a. Es ist damit insgesamt eine optimale Tragfähigkeit erreicht. Nicht nur ist die Gewindetiefe gleich der Restwandstärke im Gewindegrund. Auch ist die Scherfläche der Gewindeflanke auf die Flächenpressung der Gewindeflanke abgestimmt.
  • Die Länge der gesamten Spindelstütze 1 wird mittels einer Wirbelmutter 11 eingestellt. Diese liegt auf dem oberen Stirnende des Außenrohres 2 auf und ist über Radialstege 12, die sich an der Außenwandung des Außenrohres 2 abstützen, kippsicher gelagert. An der Mantelfläche der Wirbelmutter 11 angeordnete, sich diametral gegenüberliegende Handhaben 13 dienen einem erleichterten Drehen der Wirbelmutter 11.
  • Zum Verstellen der Länge der Spindelstütze 1 wird die Wirbelmutter 11 gedreht, wobei das Innenrohr 3 sich aus dem bzw. in das Außenrohr 2 bewegt.
  • Die maximale Länge der Spindelstütze 1 ist wie aus Figur 4 ersichtlich definiert. Bei maximalem Herausdrehen des Innenrohres 3 stützt sich die Anschlagschulter 8 des Innenrohres 3 an den durch die Sicken 6 des Außenrohres 2 gebildeten Anschlagstegen ab. Ein weiteres Herausdrehen des Innenrohres 3 ist nicht möglich.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen.

Claims (4)

  1. Aus zwei zueinander teleskopartig verschieblichen Rohren (Außenrohr 2, Innenrohr 3), insbesondere Stahlrohren, bestehende Spindelstütze (1) mit an einem Innenrohr (3) ausgebildetem Außengewinde (7), auf welchem eine Stellmutter (Wirbelmutter 11) läuft, wobei das Außengewinde (7) aufgerollt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr dünnwandig ausgebildet ist und, daß bei einer Öffnung der Gewindeflanken unter einem Winkel von ca. 80-90° eine Gewindetiefe (t) annähernd gleich der Restwandstärke (a) im Gewindegrund ist, bei einer insgesamt etwa trapezförmigen Ausbildung des Gewindes (7).
  2. Spindelstütze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Durchmesser zur Wandstärke des Innenrohres (3) ca. 18 entspricht.
  3. Spindelstütze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigunswinkel des Gewindes (7) an der Grenze der Selbsthemmung liegt.
  4. Spindelstütze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) aus einem Baustahl besteht.
EP91110718A 1990-09-01 1991-06-28 Spindelstütze Expired - Lifetime EP0473894B1 (de)

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DE4027739A DE4027739C1 (de) 1990-09-01 1990-09-01
DE4027739 1990-09-01

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EP0473894A1 EP0473894A1 (de) 1992-03-11
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