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Setzwerkzeug zum Eindrehen einer Gewindestange in
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ein Bohrloch Die Erfindung betrifft ein Setzwerkzeug zum Eindrehen
einer Gewinde stange in ein Bohrloch, mit einem von einer Gewindebohrung zur Aufnahme
der Gewindestange durchsetzten Aufnahmeteil und einem am Aufnahmeteil angelenkten,
das auf das Setzwerkzeug einwirkende Drehmoment auf das Aufnahmeteil übertragenden
Mitnehmer, wobei die dem Aufnahmeteil zugewandte Stirnseite des Mitnehmers einen
der Eindrehbegrenzung für die Gewindestange dienenden Anschlag bildet und der Anschlag
durch Schwenken des Mitnehmers aus dem Projektionsbereich der Gewindebohrung rückbar
ist.
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Zum Eindrehen von Gewindestangen in Bohrlöcher ist beispielsweise
ein handbetätigtes Setzwerkzeug mit einem Aufnahmeteil für die Gewindestange bekannt,
wobei ein als Betätigungshebel ausgebildeter Mitnehmer über ein Gelenk mit dem Aufnahmeteil
schwenkbar verbunden ist. Der Mitnehmer ist im Bereich seines Schwenkpunktes als
Lagerauge mit im wesentlichen kreisförmiger Kontur ausgebildet, wobei die Kreiskontur
in einer Normalebene zur Längserstreckung des Mitnehmers einen tangentialen Anschnitt
aufweist.
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Je nach Schwenkstellung des Mitnehmers liegt demnach entweder die
Kreiskontur oder der tangentiale Anschnitt in der Projektion einer der Aufnahme
der Gewindestange dienenden Gewindebohrung des Aufnahmeteiles. Dieserart bildet
das Lagerauge, also die vordere Stirnseite des Mitnehmers, einen für die Eindrehbegrenzung
der Gewindestange dienenden Anschlag. Bei dem in Rede stehenden Werkzeug ist zudem
zwischen dem rückwärtigen Ende der Gewindestange und der als Anschlag dienenden
Kontur des Lagerauges ein zapfenförmiges Zwischenglied vorgesehen, das durch entsprechende
Beschaffenheit eine Verformung der rückwärtigen Stirnseite der Gewindestange unterbinden
soll.
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Zum Eindrehen der Gewinde stange in ein Bohrloch wird diese vorerst
in die Gewindebohrung des Aufnahmeteiles geschraubt und sodann der Mitnehmer in
jene Schwenkstellung gebracht, dass die Kreiskontur des Lagerauges der Gewindestange
zugekehrt ist. In der Folge wird die Gewinde stange mit dem Setzwerkzeug dem Bohrloch
zugeführt und unter Aufbringen eines Drehmomentes am Mitnehmer sohin vom Setzwerkzeug
in das Bohrloch eingedreht. Entsprechend dem Eindrehwiderstand der Gewindestange
verschraubt sich diese weitergehend in der Gewindebohrung des Aufnahmeteiles und
legt sich dabei mit der rückwärtigen Stirnseite unter Druckausübung
auf
das Zwischenglied bzw. den mitnehmerseitigen Anschlag in der Gewindebohrung fest.
Nach erfolgtem Eindrehvorgang der Gewindestange in das Bohrloch wird der Mitnehmer
geschwenkt, sodass dessen tangentialer Anschnitt in den Projektionsbereich der Gewindebohrung
gelangt. Dadurch wird die für die Festlegung der Gewindestange in der Gewindebohrung
verantwortliche Druckspannung aufgehoben und das Setzwerkzeug lässt sich in der
Folge ohne nennenswerte Kraftaufwendung von der im Bohrloch fixierten Gewindestange
abdrehen.
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Ein erheblicher Nachteil dieses Setzwerkzeuges besteht darin, dass
der Mitnehmer während des Aufbringens des Drehmomentes zum Setzen der Gewindestange
sich gegenüber dem Aufnahmeteil verschwenkt. Damit ist ein gleichmässiges und erforderlichenfalls
rasches maschinelles Eindrehen der Gewindestange praktisch kaum möglich. Ferner
besteht durch das besagte Ausschwenken des Mitnehmers die Gefahr, dass anstelle
der Kreiskontur des Mitnehmers dessen tangentialer Anschnitt in den Projektionsbereich
der Gewinde stange zu liegen kommt und sich letztere gegenüber diesem Anschnitt
verspannt. Ein Lösen dieser Verspannung durch Zurückschwenken des Mitnehmers ist
diesfalls ausgeschlossen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Setzwerkzeug zu schaffen,
bei dem beim Eindrehvorgang der Gewindestange in das Bohrloch ein Ausrücken des
mitnehmerseitigen Anschlages und unbeabsichtigtes Schwenken des Mitnehmers zuverlässig
unterbunden wird.
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Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Fixierung
des Mitnehmers in der den Anschlag für die Gewindestange bildenden eingerückten
Schwenkstellung eine Feststelleinrichtung vorgesehen ist.
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Durch das durch die Feststelleinrichtung erzielbare sichere Beibehalten
der Schwenkstellung mit eingerücktem Anschlag wird ein gleichmässiges Eindrehen
der Gewinde stange in das Bohrloch gewährleistet. Dies ist insbesondere von Vorteil,
wenn die Gewindestange beispielsweise in ein mit einer Klebepatrone versehenes Bohrloch
eingedreht werden muss und dabei die Klebepatrone zu zerstören und Klebstoffkomponenten
zu vermengen sind, um letztlich achsgerichtet im Bohrloch zu verbleiben.
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Ein erheblicher Vorteil der Unterbindung eines Schwenkens bzw.
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Ausknickens des Mitnehmers ist auch, dass das Setzwerkzeug maschinell,
dh relativ hochtourig, gedreht werden kann, ohne dass die Gefahr des Taumelns des
Mitnehmers und ebenso der Bohrmaschine auftritt. Ein maschineller Antrieb wird ermöglicht,
wenn der Anschlag des Mitnehmers beispielsweise so vorgesehen ist, dass der Mitnehmer
bei eingerücktem Anschlag mit seiner Längserstreckung achsgerichtet zur Gewindebohrung
verläuft.
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Mit Vorteil ist die Feststelleinrichtung als das Aufnahmeteil und
den Mitnehmer gegenseitig verspannbarer Stellring ausgebildet.
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Der Stellring kann grundsätzlich sowohl am Aufnahmeteil als auch am
Mitnehmer gelagert sein. Durch axiales Verschieben desselben wird ein formschlüssiger
Angriff des Stellringes an dem nicht der Lagerung desselben dienenden Teil erzielt.
Beispielsweise kann ein solcher Angriff durch Ueberstülpen eines Mantelbereiches
des anderen Teiles erfolgen. Diesfalls sollte für den Stellring eine diesen in der
Angriffsposition haltende Rastung vorgesehen sein.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist am Mitnehmer zum Angriff
des am Aufnahmeteil verschieblich gelagerten Stellringes eine Auflauffläche vorgesehen.
Als Auflauffläche eignen sich beispielsweise von der Mantelfläche über dessen Umfang
verteilt
abragende Stütznasen. Vorzugsweise ist jedoch die Auflauffläche
als dem Stellring zugewandte Ringschulter ausgebildet. Diese kann ebenso die Mantelfläche
des Mitnehmers umlaufen oder auf einfachste Weise durch eine Zone der Stirnfläche
des Mitnehmers gebildet sein.
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Zur axialen Verschiebung des Stellringes ist es zweckmässig, diesen
gegenüber dem Aufnahmeteil durch eine Kulisse zu führen, wobei diese auch die axiale
Festlegung des Stellringes bei Angriff desselben an der Ringschulter bewerkstelligt.
Mit Vorteil ist der Stellring jedoch über eine Verschraubung mit dem Aufnahmeteil
verschieblich verbunden. Diese Lösung bietet sowohl in herstellungsmässiger als
auch handhabungsmässiger Hinsicht Vorzüge.
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Um beim Eindrehvorgang der Gewinde stange in das Bohrloch ein Lösen
des Stellringes aus dessen Angriffsposition mit Sicherheit zu unterbinden, weist
die Verschraubung von Aufnahmeteil und Stellring gegenüber der Gewindebohrung einen
gegenläufigen Drehsinn auf. Demnach wird beim Eindrehen der Gewindestange in das
Bohrloch der Stellring mit zunehmender Kraft gegen die Auflauffläche gespannt.
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Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise wiedergebenden
Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt: Fig. 1 Ein Setzwerkzeug, teilweise
im Längsschnitt, mit eingesetzter Gewinde stange und eingerücktem Anschlag, Fig.-2
einen Schnitt durch das Setzwerkzeug gemäss Fig. 1, entlang der Linie II-II,
Fig.
3 ein Setzwerkzeug im Längsschnitt mit eingesetzter Gewindestange und ausgerücktem
Anschlag.
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Das in Fig. 1 dargestellte Setzwerkzeug besteht im wesentlichen aus
einem gesamthaft mit 1 bezeichneten Aufnahmeteil für eine Gewindestange 2, einem
mit dem Aufnahmeteil 1 über einen Schwenkbolzen 3 gelenkig verbundenen, gesamthaft
mit 4 bezeichneten Mitnehmer und einem mit dem Aufnahmeteil 1 verschraubten Stellring
5, der zur Fixierung der Schwenkstellung des Mitnehmers 4 gegen diesen spannbar
ist. In den Mitnehmer 4 greift rückseitig ein gesamthaft mit 6 bezeichneter Uebertragungsschaft
ein, der die von einem, aus Vereinfachungsgründen nicht gezeigten, Bohrgerät an
ihn abgegebene Dreh- und gegebenenfalls auch Schlagenergie an den Mitnehmer 4 weiterleitet.
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Das Aufnahmeteil 1 weist einen Boden 7 auf, der von einer Gewindebohrung
8 zentrisch durchsetzt ist. Oberseitig wird der Boden 7 von zwei einander gegenüberliegenden
Lagerwänden 9 für den Schwenkbolzen 3 überragt. Der Querschnitt der Lagerwände 9
und das Einragen des Schwenkbolzens 3 in dieselben ist im einzelnen in der Fig.
2 verdeutlicht. Ferner zeigt diese Figur, wie der Schwenkbolzen 3 auch einen zwischen
den Lagerwänden 9 geführten Fortsatz 11 des Mitnehmers 4 durchragt. Zur axialen
Lagesicherung des Schwenkbolzens 3 ist dieser in die Lagerwände 9 eingepresst und
zusätzlich verklebt.
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Der Mittelbereich der Stirnseite des Fortsatzes 11 ist als Kreis-Bogenkurve
12 ausgebildet. Gegenüber dem Radius-Mittelpunkt der Kreis-Bogenkurve 12 ist das
Zentrum des Schwenkbolzens 3 in Achsrichtung des Mitnehmers 4 etwas nach hinten
versetzt. Daraus ergibt sich, dass der radiale Abstand der Kontur der Bogenkurve
12 vom Zentrum des Schwenkbolzens 3 in Erstreckung der Längsachse
des
Mitnehmers 4 am grössten ist und der radiale Abstand der Bogenkurve 12 zu den Ausläufen
hin abnimmt. Die Stelle mit dem grössten radialen Abstand dient als Anschlag A für
die in die Gewindebohrung 8 eingeschraubte Gewindestange 2, wobei zur gegenseitigen
mechanischen Schonung der Bogenkurve 12 und des rückwärtigen Endes der Gewindestange
2 bzw. zur Gewährleistung einer grossen Kontaktfläche für letztere eine im Boden
7 gelagerte Scheibe 13 zwischengelegt ist.
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Um beim Eindrehvorgang der Gewindestange 2 in ein nicht gezeigtes
Bohrloch ein Ausknicken des Mitnehmers 4 zu unterbinden, ist der Stellring 5 vorgesehen,
der mit seiner oberen Stirnseite gegen eine vorderseitige Ringschulter 14 des Mitnehmers
4 gespannt ist.
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Hierzu dient eine Verschraubung 15, deren Drehsinn gegenläufig zu
jenem der Gewindebohrung 8 verläuft, um sicherzustellen, dass beim Eindrehvorgang
der Gewinde stange 2 in das Bohrloch der Stellring 5 sich nicht selbsttätig aus
der Spannstellung löst. Um das manuelle Drehen des Stellringes 5 zu erleichtern,
weist dieser aussenseitig einen Rändel 16 auf, wie dies die Fig. 2 zeigt.
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Der Mitnehmer 4 weist rückseitig eine Quernut 17 auf, von der aus
zentrisch eine Sacklochbohrung 18 nach vorne ragt. Der Uebertragungsschaft 6 liegt
mit einer Schulter 19 stirnseitig am Mitnehmer 4 auf und überträgt dieserart allfällige
Schlagenergie an den Mitnehmer 4. Zur Weiterleitung des vom Bohrgerät an den Uebertragungsschaft
6 abgegebenen Drehmomentes an den Mitnehmer 4, greift ein Rückenteil 21 des Uebertragungsschaftes
6 formschlüssig in die Quernut 17 ein. Ein Zentrieransatz 22 des Uebertragungsschaftes
6 ragt in die Sacklochbohrung 18, wodurch im Arbeitseinsatz des Setzwerkzeuges ein
aussermittiges Verrücken des Uebertragungsschaftes 6 unterbunden wird.
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Zum Eindrehen der Gewindestange 2 in ein Bohrloch wird das Setzwerkzeug,
wie durch einen Bogenpfeil angedeutet, vom bohrmaschinenseitig angetriebenen Uebertragungsschaft
6 in Drehung versetzt. Aufgrund des Eindrehwiderstandes der Gewindestange 2 im Bohrloch
verspannt sich diese selbsttätig gegenüber der Scheibe 13 bzw. dem Anschlag A. Nach
abgeschlossenem Eindrehvorgang lässt sich sohin aufgrund des zuvor erfolgten Verspannens
der Gewindestange 2 im Setzwerkzeug letzteres ohne der Gefahr des Losdrehens der
Gewindestange 2 aus dem Bohrloch nur abschrauben, wenn die mit dem Anschlag A gegebene
Verspannung gelöst wird. Dies erfolgt in der Weise, dass vorerst, wie die Fig. 3
zeigt, der Stellring 5 in eine vordere Position geschraubt wird, worauf sich der
Mitnehmer 4 um den Schwenkbolzen 3 in die gezeigte und durch einen Pfeil verdeutlichte
Stellung ausknicken lässt. Dabei ist der Anschlag A aus dem Angriffsbereich der
Scheibe 13 bzw. der Gewindestange 2 gerückt worden und eine Zone kleineren radialen
Abstandes der Kontur der Bogenkurve 12 vom Zentrum des Schwenkbolzens 3 in den Projektionsbereich
der Gewindebohrung 8 gelangt.
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Durch das nunmehr geschaffene Spiel zwischen der Bogenkurve 12 und
der Scheibe 13 ist die das Abschrauben des Setzwerkzeuges zuvor hindernde Verspannung
der Gewindestange 2 aufgehoben. Das Setzwerkzeug lässt sich nunmehr problemlos von
der im Bohrloch gehaltenen Gewindestange 2 abdrehen.
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Für einen neuerlichen Eindrehvorgang einer Gewindestange 2 ist der
Mitnehmer 4 vorerst wieder in die gegenüber dem Aufnahmeteil 1 achsgerichtete Lage
gemäss Fig. 1 zu bringen und sohin der Stellring 5 abermals gegen die Ringschulter
14 zu spannen. Dann wird die Gewindestange 2 in die Gewindebohrung 8 eingedreht,
wie dies die Fig. 1 zeigt.