DD159616A1

DD159616A1 - Schraubvorsatz mit drehmomentbegrenzung

Info

Publication number: DD159616A1
Application number: DD23080181A
Authority: DD
Inventors: Dieter Evler; Hans-Joerg Mai; Klaus Trinsinger
Original assignee: Dieter Evler; Mai Hans Joerg; Klaus Trinsinger
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1983-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schraubvorsatz mit Drehmomentbegrenzung fuer Hand- oder stationaere Bohrmaschinen zur Verarbeitung von gewindeformenden Schrauben, vorzugsweise Bohrmaschinen zur Verarbeitung von gewindeformenden Schrauben, vorzugsweise Bohrschrauben, der sich gegenueber bekannten Schraubvorsaetzen mit Drehmomentbegrenzung dadurch auszeichnet, dass der Einschraubvorgang in jedem Fall bei Auftreten des einstellbaren Schraubenanzugsmoments, auch bei einem vorher auftretenden groesseren Gewindeformmoment, beendet wird. Damit ist der Schraubvorsatz zum Verschrauben von Bauteilen entsprechender Staerke aller Art, wobei bei grossflaechigen Verschraubungen das sonst notwendige Verspannen der Bauteile entfallen kann, aber auch zum qualitaetsgerechten Aufschrauben von weichen Werkstoffen wie Gipskarton, auf festere Werkstoffe wie Stahlblech, geeignet, wobei ein Zusammendruecken des weicheren Werkstoffes durch die Wahl eines gegenueber dem Gewindeformmoment vergleichsweise kleinerem Schraubenanzugsmoment verhindert werden kann. Diese universellen Einsatzmoeglichkeiten werden entsprechend Fig. 1 durch eine Kupplung mit Drehmomentbegrenzung, die bei Beginn des Einschraubvorganges durch Auflaufen der Kupplungsscheibe auf Klemmkugeln blockiert und danach durch Verschiebung einer Fuehrungshuelse mit schraeg gefuehrten Klemmkugeln bei einer vorbestimmbaren Einschraubtiefe waehrend des Einschraubvorganges freigegeben wird, gewaehrleistet. Figur

Description

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Titel der Erfindung

Schraubvorsatz mit Drehmomentbegrenzung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schraubvorsatz für Handbohr-« und stationäre Bohrmaschinen zum Verarbeiten von gewindeformenden Schrauben, vorzugsweise Bohrschrauben, wobei das einstellbare, die Beendigung des Schraubvorganges kennzeichnende Schraubenanzugsmoment größer oder kleiner als das vorher beim Einschraubbeginn entstehende Gewindeformmoment sein kann«.

Damit ist der Schraubvorsatz für das Verschrauben von Bauteilen aller Art mit definiertem Drehmoment sowie auch für spezielle Anwendungsfälle, die durch ein erforderliches kleineres Schraubenanzugsraoment gegenüber dem auftretenden Gewindeformmoment gekennzeichriet sind, geeignet· Solche Anwendungsfälle treten beim Anschrauben von weichen Werkstoffen wie Holz, Plaste, Gipskarton u· a* auf festere Werkstoffe, wie Stahlblech, auf»

Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich bei großflächigen Verschraubungen, wo ein Abdrücken des unteren Bauteiles vom oberen zu Beginn des Bohrschraubvorganges unvermeidlich ist· Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schraubvorsatzes entfällt das notwendige Verspannen der Bauteile bei den angeführten speziellen Anwendungsfällen·

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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Schraubvorsätze mit einstellbarem Drehmoment, wie sie in den BRD-Offenlegungsschriften OS 2 206 652, OS 2 427 352, OS 2 624 232 beschrieben werden·

Die drehmomentabhängigen Kupplungen dieser bekannten Ausführungsformen gewährleisten eine ordnungsgemäße Verschraubung nur dann, wenn das gewählte Schraubenanzugsmoment den während des Schraubvorganges auftretenden kupplungsoffηenden Drehmoraentenhöchstwert darstellt* Um ein Zerstören des aufzuschraubenden Materials zu vermeiden, ist bei den eingangs genannten Anwendungsfällen ein kleineres Schraubenanzugsmoment gegenüber dem nichtbeeinflußbarem Gewindeformmoment erforderlich· Dadurch führt aber bereits das Gewindeformmoment bei den bekannten technischen Lösungen zu einer Auslösung der Kupplung und Vorzeitiger Beendigung des SchraubVorganges· Damit ist mit diesen Schraubvorsätzen mit einstellbarem Drehmoment ein qualitätsgerechtes Anschrauben von weicheren Werkstoffen auf festere Werkstoffe nicht möglich·

Auch Schraubvorsätze mit ähschlaggesteuerter Kupplung, wie in der BRD-Offenlegungsschrift OS 25 49 153 beschrieben, gewährleisten aufgrund der geringeren Festigkeit des oberen Materials keine präzisen qualitätsgerechten Verschraubungen, besonders dann nicht, wenn beide Materialien bei großflächigen VersGhraubungen nicht miteinander verspannt werden können, was zu einem Abdrücken der Bauteile zu Beginn des Bohrschraubvorganges und zur Auslösung der Kupplung vor Beendigung des Schraubvorganges führt· Das untere abgedrückte Bauteil kann mit anschlaggesteuerten Schraubvorsätzen nicht an das obere Bauteil angezogen werden·

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Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, daß qualitätsgerechte Anziehen von gewindeformenden Schrauben, vorzugsweise Bohrachrauben, mit einstellbarem Schraubenanzugsmoment auch bei den eingangs genannten speziellen Anwendungsfällen, wo Schraubvorsätze mit Drehmomentbegrenzung oder Anschlagsteuerung nach bekannten technischen Lösungen nicht einsetzbar sind, zu gewährleisten·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Zur Erfüllung der Zielstellung ist es Aufgabe der Erfindung, einen Schraubvorsatz mit Drehmomentbegrenzung in Abhängigkeit von der Einschraubtiefe zu entwickeln, der auch für die eingangs genannten speziellen Anwendungsfälle geeignet ist und sich generell durch universelle Einsatzmb'glichkeiten auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem rotationasymetriachen Gehäuse eine drehmomenteinsteilbare Kupplung angeordnet ist· Erfindungsgemäß wird die drehmomenteinstellbare Kupplung erst bei einer festgelegten Einschraubtiefe freigegeben· Die Freigabe der Kupplung erfolgt über einen verstellbaren, hülsenförmigen Körper, der bei einer bestimmten Einschraubtiefe auf das zu νerschraubende Werkstück auftrifft und beim weiteren Eindringen der Schraube zurückgeschoben wird· Durch diese Längsbewegung wird eine Führungshülse, die über den Umfang verteilte Bohrungen besitzt, die Klemmkugeln aufnehmen, in Richtung Einspannachaft verschoben* Der Weg der Führungshülse wird durch eine an. einem Wellenabsatz der Welle sich abstützende Schraubendruck« feder begrenzt· Mit der Längsbewegung der Führungshülse wird über die Klemmkugeln auch die Rastscheibe der drehmomenteinstellbaren Kupplung in ihre Ausgangslage zurückgedrückt, die sie beim Auftreten des Gewindeformmomentea verlassen hatte·

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Das Auftreten des Gewindeformmomentes führt jedoch nicht zum vollständigen Entkuppeln der drehmomenteinstellbaren Kupplung, vielmehr bleibt die Übertragungsfunktion durch die axiale Blockierung der Rastscheibe an den Klemmkugeln voll erhalten.

Das Zurückdrücken der Rastscheibe erfolgt im niedrigen Drehmomentenbereich des Einschraubens, wo nur noch Gewindereibung auftritt. Es ist auch möglich, daß die Rastscheibe allein durch die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder der drehmomenteinstellbaren Kupplung in ihre Ausgangsstellung zurüekgedrückt wird.

Den Weg, den die Rastscheibe zwischen den Klemmkugeln und der Ausgangslage zurücklegen kann, ohne das die Kupplungsfunktion unterbrochen wird, reicht aus, mit der Führungshülse die Klemmkugeln in eine Wellenn.ut zu drücken und die drehmomenteinstellbare Kupplung freizugeben-

Auaführungsbeispiel

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert·

Es zeigen

Pig. 1 - einen erfindungsgemäß ausgeführten Schraubervorsatz im Längsschnitt

Pig. 2 - Kupplung im statischen Zustand Pig. 3 - Kupplung blockiert Pig. 4 - Kupplung freigegeben

Der Schraubervorsatz nach Pig· 1 besteht im wesentlichen aus dem Kupplungsgehäuse 16 mit einem Einspannschaft 15· Mit dem Kupplungsgehäuse 16 ist die schraubbar angeordnete Stellhülse 27 zur Drehmomenteinstellung der Kugelkupplung verbunden·

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Die Kugelkupplung wird durch die Verbindung von Distanzhülse 30, Anschlaghülse 32, Führungshülse 37 erfindungsgemäß erst bei einer definierten Einschraubtiefe, die eine Längsverschiebung dieser Anordnung in Richtung Einspannschaft 15 hervorruft, durch schräg geführte Klemmkugeln freigegeben.

Im einzelnen wurde der erfindungsgemäße Schraubvorsatz entsprechend der Zeichnung folgendermaßen ausgeführt: Die Welle 10 ist im Kupplungsgehäuse 16 drehbar gelagert, durch ein Kugelspurlager 17 axial abgestützt und durch Haltekugeln 18 gesichert· Die Haltekugeln 18 werden in die Wellennut 19 der Welle 10 mittels der aufgeschobenen Kugelhülse 20 gedrückt, welche durch den Sicherungsring 21 arretiert wird· Am schraubenseitigen Teil der Welle 10 ist das Kupplungsteil 11 einer Eormschlußkupplung mit Kupplungsklaue 7, gesichert durch eine Paßfeder 12, verdrehfest angeordnet.

Die Längsbohrung 9 der Welle 10 dient zur Aufnahme des mit der Schraubendruckfeder 14 federnd abgestützten Werkzeugträgers 3, mit angearbeiteten Kupplungsklauen einer Pormschlußkupplung und Sechskantaufnahme 6 mit einem durch Sprengring 5 arretierten Schraubendrehereinsatz 2· Die Nut zwischen Werkzeugträger 3 und eingepreßtem Einsatz 4 nimmt den Spreng-

ring 5.auf·

Der Einspannschaft 15 geht in das Kupplungsgehäuse 16 über, in dem die Kugelkupplung zur Drehmomentenbegrenzung angeordnet ist. Bestandteil dieser Kupplung ist die auf dem Vierkant 22 der Welle 10 axial bewegliche Rastscheibe 23 mit über den Umfang verteilten Kugelkalotten, die im eingekuppelten Zustand zur Aufnahme der Rastkugeln 24 dieneno Diese werden mit der Führungsscheibe 25, die auf der Rastscheibe 23 verdrehfest gelagert ist, zwischen der Rastscheibe 23 und dem analog mit Kugelkalotten versehenen Kupplungsgehäuse 16 gehalten· Die für die Kupplungsfunktion erforderliche definierte Kraft

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auf die Rastscheibe 23 wird durch die Schraubendruckfeder 26 hervorgerufen, welche durch eine im Kupplungsgehäuse 16 mit Außengewinde 28, längsverstellbare Stellhülse 27 mit Innengewinde 29, entsprechend des erforderlichen Drehmomentes vorge- · spannt werden kann· Das eingestellte Drehmoment ist auf der Skala 7 ablesbar. Die im Kupplungsgehäuse angeordnete Feststellschraube 46 greift dabei in eine Längsnut 45 der Stellhülse 27 ein und wirkt als Verdrehsicherung.

Erfindungsgemäß kann die axiale Beweglichkeit der Rastscheibe 23 und damit die Kupplungsfunktion bis zu einer vorwählbaren Schraubtiefe durch Klemmkugeln 41 eingeschränkt werden· Die Klemmkugeln 4I sind in Bohrungen der Führungshülse 37, die auf der Welle 10 verschiebbar angeordnet ist, nach Fig. 2 angeordnet, wobei hier die Lage der Klemmkugeln 41 zur Rastscheibe 23 im statischen Zustand dargestellt ist. Die Bohrungen können schräg verlaufen, wodurch eine verbesserte Mitnahme der Klemmkugeln entsprechend ihrer Punktion erreicht wird. Die Führungshülse 37 ist über ein zweiseitig wirkendes Axiallager 33, mit Absatz 341 fixiert mit Lager- 35 und Sicherungsring 36, mit der Anschlaghülse 32 und schraubbarer Distanzhülse 30, einschließlich Schutzring 31 verbunden. Diese Anordnung wird durch die zwischen Wellenabsatz 40 und Sicherungsring 39 befindliche Schraubendruckfeder 38' vorgespannt.

Der Funktionsablauf des erfindungsgemäßen Schraubvorsatzes ist folgender:

Die Drehbewegung des nicht dargestellten Bohrfutters wird über den Einspannschaft 15t das Kupplungsgehäuse 16, die Rastkugeln 24, die Rastscheibe 23 auf den Vierkant 22 der Welle 10 übertragen. Die Übertragung der Drehbewegung auf die Anordnung Werkzeugträger 3i Schraubendrehereinsatz.2, Schraube 1, erfolgt dann, wenn die auf den Schraubervorsatz über die Bohrmaschine ausgeübte manuelle Axialkraft die geringe Vorspannkraft der Schraubendruckfeder I4 überwindet, so daß die

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Klauen 7, 8 der Formschlußkupplung zum Eingriff kommen« Die Formechlußkupplung hat die Aufgabe, im ausgekuppelten Zustand auch bei laufendem Motor das Einlegen bzw· Aufsetzen der Bohrschrauben auf die Schraubendreherklinge zu ermöglichen. Mit dem Einkuppeln der Formschlußkupplung beginnt der Schraubvorgang, wobei die Rastscheibe 23 aufgrund einer auf die Kugelkupplung wirkende Gegenkraft, hervorgerufen durch das Gewindeformmoment sich in Schraubenrichtung verschiebt und an den Klemmkugeln 41 nach Fig· 3 blockiert wird· Bei einer definierten, mit der Distanzhülse 30 einstellbaren Einschraubtiefe, verschiebt sich die Anordnung Distanzhülse 30, Anschlaghülse 32, Führungshülse 37 durch das Auftreffen des Schutzringes 31 auf das zu verschraubende Bauteil in Richtung Einspannschaft 15· Durch das Axiallager 33 nehmen Anschlaghülse 32 und Distanzhülse 30 an der Rotationsbewegung des Schraubers nicht teil, wodurch Beschädigungen der Oberfläche des zu verschraubenden Bauteiles vermieden werden können. Die Führungshülse 37 schiebt mit den Klemmkugeln 41 .die Rastscheibe 23 in,ihre Ausgangslage zurück und dabei die Klemmkugeln 41 aus der Ringnut 43 in die Wellennut 44 entsprechend Fig* 4i wodurch die damit wegeabhängige, durch die 'Stellhülse 27 drehmomenteinstellbare Kugelkupplung freigegeben wird. Die Distanzhü^se .30 muß so eingestellt sein, daß die erfindungsgemäße, von'der Sehraubtiefe abhängige Freigabe der Kugelkupplung erst nach dem Auftreten des Gewindeformmomentes erfolgt. Bei Erreichen des eingestellten Schraubenanzugsmomentes kommt es zu einem Stillstand der Welle 10 mit Rastscheibe 23 sowie dem Herausrutschen der Rastkugeln 24 aus den,Kugelkalotten des Kupplungsgehäuses 16. Damit ist der Schraubvorgang beendet· Die nachfolgende Trennung des Bohrschraubvorsatzes- von der Bohrschraube bewirkt ein Zurückgleiten des Werkzeugträgers 3» der Führungshülse 37 .und der damit verbundenen Teile in die Ausgangslage sowie das , Einrasten der Kugelkupplung, und der Schraubvorgang kann wiederholt werden·

Claims

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Erfindungsanspruch.

1. Schraubvorsatz mit Drehmomentbegrenzung für Handoder stationäre Bohrmaschinen zum Verarbeiten von gewindeformenden Schrauben, vorzugsweise Bohrschrauben, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Ge- -häuse einschließlich Einspannsohaft, zur Aufnahme einer Kupplung mit von außen einstellbarer Drehmomentbegrenzung in Kombination mit einer Formschlußkupplung, gekennzeichnet dadurch, daß die Kupplung mit Drehmomentbegrenzung bei einer bestimmten Einschraubtiefe freigegeben wird und den Schraubvorgang beim Auftreten des Schraubenanzugsmomentes durch Auskuppeln beendet.
2. Schraubvorsatz mit Drehmomentbegrenzung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer definierten Einschraubtiefe durch die längsverschiebbare Anordnung einer Distanzhülse 30, Anschlaghülse 32 und Führungshülse 37 Klemmkugel 41 aus einer Ringnut einer Rastscheibe 23 in eine Wellennut 44 einer Welle 10 verschoben werden, wodurch die Rastscheibe 23 und damit die Kupplung mit Drehmomentbegrenzung freigegeben wird,
3. Schraubvorsatz nach Punkt 1.und 2, gekennzeichnet dadurch, daß beim Auftreten des Gewindeformmomentes eine Gegenkraft eine Bewegung der Rastscheibe 23 in Schraubrichtung hervorruft, die dadurch mittels Klemmkugeln 41 blockiert wird und danach bei einer bestimmten Einschraubtiefe durch Bewegung der Klemmkugeln 41 in Richtung Einspannschaft vor Beendigung des Einschraubvorganges wieder freigegeben wird.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen.