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PATENTANSPRÜCHE
1. Universalgelenkeinrichtung mit einem ersten Kugelgelenk, das einen Kugelteil (13, 97) und einen Pfannenteil (47) aufweist, wobei eine Drehbewegung eines der beiden Gelenkteile eine Drehbewegung des anderen der beiden Gelenkteile bewirkt und wobei der Kugelteil (13, 97) eine Vielzahl von rund um seine Drehachse verteilten Facetten aufweist, die mit entsprechenden Facetten im Pfannenteil (47) in Eingriff bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelteil (13, 97) mit einer mittigen Öffnung zur Aufnahme eines zweiten Kugelgelenks (21, 33, 141) versehen ist, das einen zweiten Kugelteil (33, 141) und einen zweiten Pfannenteil (21) aufweist, wobei eine Drehbewegung eines der beiden zweiten Gelenkteile eine Drehbewegung des anderen der beiden zweiten Gelenkteile bewirkt, dass der zweite Kugelteil (33,
141) eine Vielzahl von rund um seine Drehachse verteilten Facetten (37) aufweist, die mit entsprechenden Facetten des zweiten Pfannenteils (21) in Eingriff bringbar sind, und dass die zweiten Gelenkteile für die relative Drehbewegung gleichachsig in den zugeordneten ersten Gelenkteilen angeordnet sind.
2. Universalgelenkeinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die facettierten Bereiche (17, 37, 101) der beiden Kugelteile (13, 33, 97, 137) im wesentlichen sphärisch sind und dass die Facetten beider Pfannenteile (21, 47, 135) gleichförmig und symmetrisch rund um die zugeordneten Drehachsen angeordnet sind.
3. Universalgelenkeinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Pfannenteil (21) drehbeweglich im ersten Kugelteil (13, 97) befestigt ist und dass der zweite Kugelteil (33, 141) drehbeweglich im ersten Pfannenteil (47, 135) befestigt ist.
4. Universalgelenkeinrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein drittes Kugelgelenk (47, 137) und ein viertes Kugelgelenk (33, 145), das im dritten Kugelgelenk (47, 137) angeordnet ist, wobei das dritte Kugelgelenk (47, 137) dem ersten Kugelgelenk (97, 135) und das vierte Kugelgelenk (33, 145) dem zweiten Kugelgelenk (21, 141) ähnelt, wobei das dritte Kugelgelenk (47, 137) in Reihe mit dem ersten Kugelgelenk (97, 135) und das vierte Kugelgelenk (33, 145) in Reihe mit dem zweiten Kugelgelenk (21, 141) verbunden ist.
5. Verwendung der Universalgelenkeinrichtung nach Patentanspruch 1 für ein Befestigungswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der inneren und äusseren Kugelgelenke an einem Ende der Universalgelenkeinrichtung mit zugeordneten, gleichachsigen Gegendrehsinn-Antriebskupplungen des Befestigungswerkzeugs verbunden sind und dass die äusseren Gelenkteile (13, 47, 97, 135, 137) in einer Drehrichtung drehbeweglich sind, wogegen die inneren Gelenkteile (21, 33, 35, 141, 145) in der anderen Drehrichtung drehbeweglich sind.
6. Verwendung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der inneren Gelenkteile am anderen Ende der Universalgelenkeinrichtung mit einem ersten geriffelten Sockelteil (59) bzw. mit einem zweiten geriffelten Sockelteil (69) verbunden sind, der längs seiner Drehachse einen mittigen Durchlass zur Aufnahme des ersten Sockelteils (59) aufweist, und dass beide Sockelteile (59, 69) zum Eingriff und zur Drehung einer Mutter bzw. eines Bolzens in einander entgegengesetzten Drehrichtungen ausgebildet sind, um die
Mutter längs des Bolzens vorzubewegen.
Die Erfindung betrifft eine Universalgelenkeinrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Ver wendung der Universalgelenkeinrichtung.
Im Bauwesen und bei der Herstellung von Maschinen, Rahmen und dergleichen ist es üblich, ein drehendes, druckluftbetätigtes Werkzeug und einen Halter zu verwenden, um Schraubenbolzen und Muttern gegeneinander festzuziehen, mit denen die Binder und Traversen des Strahlrahmens oder der Gebäudekonstruktion zusammengehalten werden. Dabei wird mit dem Halter der Kopf eines Bolzens gehalten, während mit dem Werkzeug die Muttern festgezogen werden.
Obwohl solche Werkzeuge brauchbar sind, weisen sie noch gewisse Nachteile auf, wobei es erhebliche Schwierigkeiten bereitet hat, das Werkzeug so einzustellen, dass die erforderlichen Anzugsmomente gesteuert und aufrechterhalten werden. Ein anderer Grund besteht darin, dass man die Luftschläuche und Kompressoren von einer Arbeitsstelle zur anderen transportieren muss. Schliesslich sind zwei Bedienungspersonen erforderlich, um einen Bolzen mit Mutter zu installieren. Weitere Nachteile sind die kurze Lebensdauer des Werkzeugs wegen der dauernden Schlagbelastung und der extrem hohe Geräuschpegel bei seiner Benutzung sowie die niedrige Arbeitsgeschwindigkeit.
Wegen dieser Nachteile wurde bereits ein für Bauzwecke geeigneter Schraubenbolzen entwickelt, mit einem mit Keilnuten versehenen, unter Drehmomentbelastung abscherbaren Ende auf dem Gewindeabschnitt, und ferner ein koaxial arbeitendes Befestigungswerkzeug, mit dem das genutete Ende des Bolzens und die Mutter erfasst werden können, um beide gleichachsig gegeneinander festzuziehen. Das genutete Ende des Bolzens ist mit einer auf ein bestimmtes Drehmoment abgestimmten umlaufenden Rille versehen, um den Bolzen abzuscheren, sobald das gewünschte Drehmoment erreicht worden ist. Dieses bekannte Werkzeug ist so ausgelegt, dass beim Abscheren die Spann- oder Drehkräfte erlöschen. Deshalb ist keine Eichung des Werkzeugs erforderlich, da das gewünschte Abscherdrehmoment durch die Umfangsrille des genuteten Endes des Bolzens festgelegt ist.
Ferner genügt eine einzige Bedienungsperson, da der Antrieb gleichachsig erfolgt und nur an einer Seite der Baugruppe aus Mutter und Bolzen angreift. Darüber hinaus wird dieses bekannte Werkzeug elektrisch angetrieben, so dass die Kompressoren, Druckluftschläuche, Vibrationen und Schlaggeräusche entfallen. Mit einem einzigen Blick kann man feststellen, ob alle Bolzen eines Bauwerks mit der richtigen Spannung angezogen worden sind. Entweder ist das genutete Bolzenende abgeschert worden, was anzeigt, dass Bolzen und Mutter mit dem richtigen Drehmoment angezogen wurden, oder das genutete Bolzenende befindet sich noch am Bolzen, was bedeutet, dass an dieser Stelle noch festgezogen werden muss.
Eine der grössten Schwierigkeiten besteht darin, das Werkzeug so zu konstruieren, dass es räumlich in der Lage ist, jeden Bolzen mit seiner Mutter auszurichten. Viele im Bauwesen übliche Profile wie Doppel T-Träger oder U-Träger weisen Kanäle auf mit Abmessungen, die zur Aufnahme -der Länge des Werkzeuges quer über die Breite des Kanals ungenügend sind. Die Konstrukteure solcher Werkzeuge kennen die Schwierigkeit, ein Werkzeug an die Breite der engen Bauträgerkanäle anzupassen, wenn dort ein Bolzen festgezogen werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Universal gelenkeinrichtung der eingangs genannten Art, um die ge nannten Nachteile zu beseitigen und um insbesondere die
Leistungsfähigkeit in einem grossen Winkelbereich zu ver bessern. Diese Aufgabe wird bei der Universalgelenkeinrich tung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 und bei einer bevorzugten Verwendung durch die im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruchs 5 definierten Mass nahmen gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Universal gelenkeinrichtung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 und
eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Verwendung ist im Patentanspruch 6 umschrieben.
Die hier durchwegs verwendeten Ausdrücke Facetten und Riffeln sind hier im weitesten Sinne zu verstehen und sollen alle Arten von Formgebung umfassen, die äquivalente Wirkungen zur Folge haben.
Auf diese Weise wird der Zugang zum Bolzen und Muttern in engen Räumen und Kanälen von Bauträgern und dergleichen und das Anziehen mit dem korrekten Drehmoment ermöglicht. Eine zweite, ähnliche Universalgelenkeinrichtung kann mit der ersten Universalgelenkeinrichtung tandemartig zusammenwirken.
Alternativ kann ein drittes Kugelgelenk vorhanden sein, das dem ersten Kugelgelenk ähnelt, jedoch kleiner ist und sich in einer Öffnung des ersten Kugelgelenks befindet, wobei eines der kleineren Teile innerhalb eines der grösseren Teile drehbar gelagert ist, so dass die Drehachsen dieser Teile zusammenfallen.
Der kleinere Pfannenteil kann z. B. innerhalb des grösseren Kugelteils drehbar gelagert sein.
Ein viertes und ein fünftes Kugelgelenk ähnlich dem ersten bzw. dritten Kugelgelenk können vorhanden sein, wobei das vierte Kugelgelenk tandemartig mit dem ersten Kugelgelenk und das fünfte Kugelgelenk tandemartig mit dem dritten Kugelgelenk zusammenwirken. Das fünfte Kugelgelenk ist kleiner als das vierte Kugelgelenk und innerhalb des letzteren in ähnlicher Weise angeordnet wie das zweite Kugelgelenk im ersten Kugelgelenk.
Das Ende der Universalgelenkeinrichtung, das dem mit dem Werkzeug zu verbindenden Ende abgewandt ist, kann ferner mit einem ersten geriffelten Sockelteil versehen sein.
Letzterer ist vorteilhaft mit dem kleineren Kugelgelenk verbunden und mit einer durchgehenden Öffnung längs seiner Drehachse zur Aufnahme und zum Erfassen einer Mutter versehen, die auf einen Bolzen aufzuschrauben ist. Ein zweiter geriffelter Sockelteil kann mit der Öffnung des ersten Sockelteils gleichachsig ausgerichtet sein, um das genutete Ende eines Bolzens zu erfassen, wobei beide Sockelteile jeweils zum Erfassen einer Mutter bzw. eines genuteten Bolzenendes ausgebildet sind, um bei gegenläufiger Drehung letztere gegeneinander festzuziehen
Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und mit Ausnahme der Fig. 3, 5 und 9, die Schnitte darstellen, schaubildlich:
:
Fig. 1 eine Universalgelenkeinrichtung mit auseinandergezogenen Einzelteilen;
Fig. 2 zwei Bauteile der Universalgelenkeinrichtung der Fig. 1, jedoch mit anderem Blickwinkel;
Fig. 3 die Universalgelenkeinrichtung der Fig. 1, wobei weitere Bauteile hinzugefügt sind;
Fig. 4 eine zweite Universalgelenkeinrichtung ausschnittsweise;
Fig. 5 die zweite Universalgelenkeinrichtung der Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 3;
Fig. 6 ein Antriebsgetriebe für die erste Universalgelenkeinrichtung der Fig. 1 bis 3, mit auseinandergezogenen Einzelteilen;
Fig. 7 ein Befestigungswerkzeug, das mit der ersten Universalgelenkeinrichtung der Figuren 1 bis 3 sowie mit dem Getriebe der Fig. 6 ausgerüstet ist, ausschnittsweise;
;
Fig. 8 ein Befestigungswerkzeug, das mit der zweiten Universalgelenkeinrichtung der Fig. 4 und 5 ausgerüstet ist, ausschnittsweise, und
Fig. 9 eine dritte Universalgelenkeinrichtung in Tandemausführung.
Die Universalgelenkeinrichtung der Fig. 1 bis 3 weist einen ersten äusseren Kugelteil 13 mit einem im wesentlichen sphärischen, äusseren Kugelabschnitt 15 auf. Dessen Oberfläche ist mit einer Mehrzahl gekrümmter Facetten 17 ver sehen, die gleichförmig und symmetrisch um die Drehachse des äusseren Kugelabschnitts 15 herum verteilt sind. Die Drehachse liegt zentral innerhalb einer zentralen Öffnung 19 des ersten Kugelteils 13. Der dem äusseren Kugelabschnitt 15 abgewandte Endabschnitt ist einstückig mit einem äusseren Zahnkranz 22 verbunden.
Ein innerer Pfannenteil 21 eines zweiten Kugelgelenks besitzt einen ersten zylindrischen Abschnitt 23 im Anschluss an einen zweiten zylindrischen Abschnitt 25, der seinerseits mit einer mehrfach facettierten Antriebswelle 27 einstückig verbunden ist. Letztere ist so ausgebildet, dass sie in eine Öffnung 18 eines zweiten Zahnrades 20 passt Der zylindrische Abschnitt 23 besitzt eine Aufnahmeöffnung 29 mit im wesentlichen runder Innenfläche, die jedoch mit einer Mehrzahl von gleichförmig und symmetrisch um die Drehachse verteilten Facetten 31 vesehen ist. Letztere verläuft zentral durch den ersten zylindrischen Abschnitt 23, den zweiten zylindrischen Abschnitt 25 und die Antriebswelle 27. Der Pfannenteil des zweiten Kugelgelenks passt in die Öffnung 19 des ersten Kugelteiles 13 und kann sich darin frei gleichachsig drehen.
Ein zweiter Kugelteil 33 des zweiten Kugelgelenkes besitzt an einem Ende einen im wesentlichen sphärischen inneren Kugelabschnitt 35 mit einer Oberfläche, die eine Mehrzahl von gekrümmten Facetten 37 aufweist. Letztere sind ausgerichtet und gleichförmig und symmetrisch um eine Drehachse verteilt, die zentral durch den zweiten Kugelteil 33 und somit auch durch den inneren Kugelabschnitt 35 verläuft. Das andere Ende des zweiten Kugelteils 33 weist einen einstückig angeformten Zylinderabschnitt 39 mit einem Umfangsflansch 41 auf, der den Zylinderabschnitt 39 vom inneren Kugelabschnitt 35 trennt. Der Zylinderabschnitt 39 besitzt eine Aussparung 43 mit einer Innenfläche, die wiederum eine Mehrzahl von Facetten 45 aufweist.
Der erste Pfannenteil 47 des ersten Kugelgelenks weist einen Grundkörper mit einem Zylinderabschnitt 49 und mit einer zentralen, durchgehenden Öffnung 57, auf. Ein Endabschnitt des Zylinderabschnitts 49 ist so ausgebildet, dass er den Kugelabschnitt 15 des ersten Kugelteils 13 aufnimmt.
Dieser Endabschnitt des ersten Pfannenteils 47 ist ausserdem zur Aufnahme halbkreisförmiger äusserer Kugelklemmen 46 und 50 ausgebildet, die rund um den äusseren Kugelabschnitt 15 angeordnet werden, nachdem letzterer in den Zylinderabschnitt 49 eingeführt worden ist, um so den ersten Kugelteil 13 in Eingriff zu halten. Am äusseren Ende des Zylinderabschnitts 49 stehen gleichachsige, kreissektorförmige Segmente 51, die mit Ausnehmungen 53 in Form ähnlicher Segmente abwechseln und in Umfangsrichtung um das Ende angeordnet sind, parallel zur Drehachse nach aussen ab.
Nahe den axialflanschartig abstehenden Segmenten 51 und den entsprechenden Ausnehmungen 53 befindet sich ein Gewindeabschnitt 55, an den sich der Zylinderabschnitt 49 anschliesst.
Die halbkreisförmige, äussere Kugelklemme 46 des ersten Pfannenteils 47 hat gekrümmte oder abgeschrägte Flächen 48, die mit den Facetten 17 des Kugelabschnitts 15 in Eingriff gelangen. In ähnlicher Weise hat auch die halbrunde Klemme 150 gekrümmte oder abgeschrägte Flächen 52, die in ähnlicher Weise an den Facetten 17 des Kugelabschnitts 15 des ersten Kugelteils 13 angreifen. Die halbrunde äussere Kugelklemme 46 weist durchgehende Schraubenlöcher 56 auf, und in ähnlicher Weise weist die halbkreisförmige äussere Kugelklemme 50 durchgehende Schraubenlöcher 58 auf, die jeweils Bolzen 54 aufnehmen, welche ihrerseits in dem Ende des Zylinderabschnittes 49 des ersten Flanschteils 47 befestigt werden.
Ein erster innerer Sockelteil 59 weist einen Grundkörper in Form eines Zylinderabschnitts 61 auf, der an einem Ende mit dem zugekehrten anderen Ende einer mehrfach facettierten Welle 63 einstückig verbunden ist. Letztere ist zum Eingriff in die Aussparung 43 des zweiten Kugelteils 33 ausgebildet. Der Zylinderabschnitt 63 besitzt nahe dem der Welle 63 abgekehrten Ende eine Schulter 65. Eine geriffelte oder mehr- fach facettierte Öffnung 67 erstreckt sich zentral durch den ersten Sockelteil 59, um ein entsprechend geriffeltes oder mehrfach facettiertes Ende eines unter Drehmomentbelastung abscherbaren Bolzens aufzunehmen.
Ein zweiter, äusserer Sockelteil 69 besitzt einen Grundkörper in Form eines Zylinderabschnitts 71, der an einem Ende eine Schulter 73 achsparallel abstehenden Segmenten 75 und segmentförmige Aussparungen 77 aufweist, die komplementär zu den segmentförmigen Aussparungen 53 bzw. zu den Segmenten 51 des ersten Pfannenteils 47 ausgebildet sind. Eine mehrfach facettierte oder geriffelte Öffnung 79 befindet sich zentral im zweiten Sockelteil 69, um an den Ecken oder Facetten einer Mutter des Bolzens anzugreifen.
Eine zylindrische Überwurfmutter 81 besitzt an einem Ende eine Schulter 83 und am anderen Ende eine innere Gewindefläche 85, um den zweiten Sockelteil 69 in Eingriff mit dem ersten Pfannenteil 47 zu halten.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Zylinderabschnitt 39 des zweiten Kugelteils 33 vom inneren Kugelabschnitt 35 durch einen Kragen 41 getrennt. Der Kugelabschnitt 35 ist ringsum mit Facetten 37 versehen. Der zweite Kugelteil 33 besitzt eine Öffnung 36, die längs der Drehachse verläuft und sich bis in die Aussparung 43 erstreckt (Fig. 1).
Der erste Pfannenteil 47 hat an einem Ende achsparallel abstehende Kreisringsegmente 51, abwechselnd mit entsprechenden Aussparungen 53. Letztere sind vom Zylinderabschnitt 49 durch den Gewindeabschnitt 55 getrennt. Das andere Ende des Zylinderabschnitts 49 hat Gewindebohrungen 44 zur Aufnahme der Bolzen 54, um die halbrunden äusseren Kugelklemmen 46, 50 zu befestigen. Der erste Pfannenteil 47 besitzt eine innere Arbeitsfläche 42, die zentra und symmetrisch bezüglich der Drehachse angeordnet ist.
Diese Arbeitsfläche hat Facetten 40, die gleichförmig und symmetrisch rund um die Drehachse angeordnet sind.
Fig. 3 zeigt zusätzlich ein Antriebsgetriebe (Fig. 6) und einen flexiblen Auswerferschacht. Ein Antriebszahnrad 14 für das zweite Kugelgelenk besitzt achsparallel abstehende, kreisring-segmentförmige Kupplungsklauen 10, die durch ent sprechende Aussparungen 9 voneinander getrennt sind, um al die Antriebswelle eines Befestigungswerkzeuges angekuppelt zu werden. Eine Antriebswelle 11 erstreckt sich: durch eine mittige Öffnung des Antriebszahnrades 14 und steht in festem Eingriff mit einer Öffnung 12 in einem Antriebszahnrad 16 für das erste Kugelgelenk 13, 47.
Das Antriebszahnrad 14 für das zweite Kugelgelenk 21, 33 kämmt mit dem Zahnkranz 20 (Fig. 1), der eine Mittelöffnung 18 aufweist, die drehfest die Kopplung mit der Welle 27 des zweiten Pfannenteils 21 her stellt; das Antriebszahnrad 16 für das erste Kugelgelenk 13, 47 kämmt mit dem äusseren Zahnkranz 22 (Fig. 1), in dem de zylindrische Abschnitt 25 des zweiten Pfannenteils 21 frei drehbar angeordnet ist. Die Öffnung 19 im ersten Kugelteil
13 nimmt den zylindrischen Abschnitt 23 des zweiten Pfan- nenteils 21 frei drehbar auf. Die Öffnung 29 des letzteren nimmt winkelgleitbeweglich den Kugelabschnitt 35 des zwei ten Kugelteils 33 auf, so dass man eine Universalgelenkein richtung erhält.
Der Kugelabschnitt 15 des ersten Kugelteils 13 steht im
Eingriff mit der Arbeitsfläche 42 des ersten Pfannenteils
47 und wird in diesem durch die äusseren halbrunden Kugel klemmen 46, 50 gehalten, wobei die Facetten der Arbeits fläche 42 mit den Facetten des Kugelabschnitts 15 in Eingriff bringbar sind. Der Flansch 41 des zweiten Kugelteils 33 dient zum Positionieren des letzteren im ersten Pfannenteil 47. Der zweite Kugelteil 33 besitzt ferner eine Öffnung 43 mit einer Mehrzahl von Facetten 45, die mit den Facetten des Wellenstummels 63 des ersten Sockelteils 59 in Eingriff stehen. Dessen Flansch 65 berührt die Schulter 66 des zwei ten Sockelteils 69, um den ersten Sockelteil 59 in Dreheingriff innerhalb des zweiten Sockelteils 69 zu halten.
Die Schulter-83 der Überwurfmutter 81 liegt am Flansch
73 des zweiten Sockelteils 69 an.
Die Überwurfmutter 81 ist auf den ersten Pfannenteil 47 aufgeschraubt und hält die Teile 75, 77 des zweiten Sockel teils 69 in drehfester Verbindung mit den entsprechenden
Teilen 53, 51 des ersten Pfannenteils 47.
Im Innern des ersten Kugelteils 13, des zweiten Pfannen teils 21, des zweiten Kugelteils 33, und des ersten Sockelteils
59 erstreckt sich ein flexibler Auswerfer 87. Dessen heraus ragender Endabschnitt ist über ein Gelenk 89 an einen Len ker 91 angekoppelt, der mittels eines Betätigungsarmes 95 um einen Schwenkzapfen 93 schwenkbar ist.
Bei der zweiten Universalgelenkeinrichtung der Fig. 4 und 5 ist innerhalb eines ersten Kugelteils 97 der zweite
Pfannenteil 21 angeordnet. Der erste Kugelteil 97 hat einen
Kugelabschnitt 99 mit einer Mehrzahl von Facetten 101 auf seiner Oberfläche, die gleichförmig und symmetrisch in
Umfangsrichtung verteilt sind. Der abgewandte Endabschnitt
103 des ersten Kugelteils 97 weist achsparallel nach aussen abstehende Segmente 105 auf, die durch segmentförmige
Aussparungen 107 voneinander getrennt sind. Die Teile 105,
107 erlauben die drehfeste Ankopplung an ein gegenläufig umlaufendes Befestigungswerkzeug Der zweite Pfannenteil
21 weist einen zylindrischen Endabschnitt 23, einen Mittelab schnitt 25, einen facettierten Wellenstummel 29 und eine mitt lere Öffnung 28 zur Aufnahme des Auswerfers 87 (Fig.3) auf.
Der zweite Pfannenteil 21 befindet sich zentral inner halb des ersten Kugelteils 97, ist aber unabhängig von letzte rem drehbar. Der Endabschnitt 103 des ersten Kugelteils 97 berührt einen Flansch 102 einer Überwurfmutter 100, die auf das Arbeitsende eines Befestigungswerkzeugs aufschraubbar ist. Der facettierte Wellenstummel 27 des zweiten Pfannenteils
21 steht dann in Eingriff mit dem inneren Antrieb des Be festigungswerkzeugs.
Ein langgestreckter Auswerfer 111 ist-zentral innerhalb des zweiten Pfannenteils 21 längs dessen Drehachse angeord net und weist einen zylindrischen Abschnitt 113, einen
Flansch 115 sowie einen Fortsatz 117 auf. Der Flansch-115 steht im Eingriff mit einer Schulter innerhalb des zweiten
Pfannenteils 21 und wird von einer Feder 123 gegen diese
Schulter angedrückt.
Ein zweiter ähnlicher Auswerfer 111' (mit den entspre chenden Bestandteilen 113', 115' und 117' und einer Feder
121) ist in ähnlicher Weise zwischen dem zweiten Kugel teil 33 und dem ersten Sockelteil 59 angeordnet. Der Fort satz 117' erstreckt sich bis in die innere, facettierte Öffnung
67 des ersten Sockelteils 59. Die Öffnung 43 des zylindrischen
Abschnitts 39 des zweiten Kugelteils 33 nimmt den mehr fach facettierten Wellenstummel 63 des ersten Sockelteils
59 auf.
Der Flansch 65 des ersten Sockelteils 59 gewährleistet diedrehbewegliche Berührung drehbewegliche Berührungmit der Schulter 66 des zwei- ten Sockelteils 69. Die facettierte Öffnung 79 des zweiten
Sockelteils 69 steht in Eingriff mit den Ecken oder Ober flächen der Mutter, um sie auf den abscherbaren Bolzen aufzuschrauben. Das genutete Ende des Bolzens steht in Ein griff mit der facettierten Öffnung 67 des ersten Sockelteils 59.
Fig. 6 zeigt das Antriebszahnrad 16 für das erste Kugel gelenk mit einer mehrfach facettierten Öffnung 12. Das An triebszahnrad 14 für das zweite Kugelgelenk weist achsparal- lel nach aussen abstehende Segmente 10 und dazwischen Aus- sparungen 9 auf, um die Universalgelenkeinrichtung an ein: koaxial gegenläufig arbeitendes Befestigungswerkzeug dreh- fest anzukoppeln. Eine mehrfach facettierte Antriebswelle 11 steht einenends in Eingriff mit der Öffnung 12 und- anderenends mit dem inneren Antrieb des Befestigungswerkzeugs.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Grundsätzlich ist-festzuhalten, dass das zweite Kugelge lenk und die angeschlossenen Sockelteile innerhalb der zentralen Öffnungen des ersten Kugelgelenks frei drehbar sind.
Wie die Fig. 3 und 7 zeigen, steht der erste Kugelteil 13 in Eingriff mit dem ersten Pfannenteil 47 und wird an Ort und Stelle durch die halbrunden äusseren Kugelklemmen 46, 50 gehalten. Die Überwurfmutter 81 hält den zweiten Sockelteil 69 drehbeweglich mit dem ersten Pfannenteil 47 gekoppelt.
Die facettierte Öffnung 79 im zweiten Sockelteil 69 ist zur Aufnahme einer Mutter ausgebildet, um sie auf einen abscherbaren Bolzen aufzuschrauben, z. B. in Richtung des Pfeils in Fig. 7.
Ein Getriebegehäuse 125 nimmt die beiden Zahnkränze 20, 22 (Fig. 1) auf, die mit den Antriebszahnrändern 16 bzw.
14 kämmen, welche ihrerseits von einem Antriebszahnradgehäuse 127 umgeben sind. Der flexible Auswerfer 87 ist drehbeweglich über das Gelenk 89 an den rahmenartig ausgebildeten Lenker 91 gekoppelt, der mit dem Befestigungswerkzeugsgehäuse über den Gelenkzapfen 93 verbunden ist. Der Lenker 91 ist daher mittels des Betätigungsarms 95 verschwenkbar. Ein Anschlag 129 dient zum Stabilisieren der gesamten Universalgelenkeinrichtung, wenn sie in Verbindung mit einem Befestigungswerkzeug benutzt wird. Um die Universalgelenkeinrichtung am Befestigungswerkzeug festzuklemmen, wird z. B. eine Rohrschelle 131 verwendet.
In Fig. 8 wird der Kugelabschnitt des ersten Kugelteils 97 innerhalb des ersten Pfannenteils 47 durch die halbrunden äusseren Kugelklemmen 46, 50 in Eingriff gehalten. Die Überwurfmutter 81 verbindet den zweiten Sockelteil 69 drehfest mit dem ersten Pfannenteil 47. Die facettierte Öffnung 79 im zweiten Sockelteil 69 ist für die Aufnahme und die Kraftübertragung auf die Ecken oder Facetten einer Mutter ausgebildet, um sie auf einen abscherbaren Bolzen aufzuschrauben. Der erste Kugelteil 97 ist hier drehfest mit einem Befestigungswerkzeug durch eine Überwurfmutter 100 oder dergleichen verbunden.
In Fig. 9 steht der erste Kugelteil 97 mit seinem Kugelabschnitt 99 mit einem ersten Gelenkzwischenglied 133 in Eingriff, das dafür einenends eine Öffnung 135 aufweist. Andernends befindet sich ein Kugelabschnitt 137, der seinerseits mit dem ersten Pfannenteil 47 in Eingriff steht. Die Klemmen 46, 50 halten den Kugelabschnitt 99 innerhalb der Öffnung 135 und in ähnlicher Weise den Kugelabschnitt 137 innerhalb der Öffnung des ersten Pfannenteils 47. Ein zweites Gelenkzwischenglied 139 steht einenends mit seinem Kugelabschnitt 141 in Eingriff mit dem zweiten Pfannenteil 21, der dafür eine Öffnung 29 aufweist. Am anderen Ende befindet sich ein Pfannenabschnitt 145 mit einer Aussparung 143 und ist vollständig drehbar aufgenommen innerhalb des ersten Gelenkzwischenglieds 133. Die Aussparung 143 dient zum Eingriff des Kugelabschnitts 35 des zweiten Kugelteils.
Gemäss Fig. 1 kommt der Wellenstummel 27 des zweiten Pfannenteils 21 in Eingiff mit der Öffnung 18 im Zahnkranz 20. Der zweite Pfannenteil 21 einschliesslich seiner zylindri- schen Abschnitte 23, 25 ist vollständig drehbar innerhalb der Öffnung 19 des ersten Kugelteils 13. Der Kugelabschnitt 35 mit seiner mehrfach facettierten Arbeitsfläche 37 passt in die Öffnung 29 des zweiten Pfannenteils 21, die komple mentär ausgebildet und so in Eingriff mit den inneren Facet .ten 31 der letzteren steht. Demgemäss stehen die Facetten 37 im Gleiteingriff mit den Facetten 31, so dass sich eine Uni- versalgelenkeinrichtung ergibt.
Die Öffnung 43 -des zweiten Kugelteils 33 weist einen facettierten Wellenstummel 63 des ersten Sockelteils 59 auf;
Demgemäss wird bei Drehung des Zahnkranzes 20 auch der zweite Pfannenteil 21 gedreht, so dass sich auch der zweite Kugelteil 33 dreht und seinerseits den ersten Sockelteil 59 in Drehung versetzt. Wenn letzterer vorher mit seiner facettierten Öffnung 67 das Ende eines Bolzens erfasst hat, wird somit auch letzterer gedreht. Alles Gesagte möge für die erste Drehrichtung gelten. Wegen des Eingriffs des Kugelabschnitts 35 in der Öffnung 29 kann die Drehachse des zweiten Pfannenteils 21 mit der Drehachse des zweiten Kugelteils 33 und des angekoppelten ersten Sockelteils 59 einen Winkel bilden.
Der erste Pfannenteil 47 steht in Eingriff mit dem aussen facettierten Kugelabschnitt 15 und zwar in ähnlicher Weise, wie-es oben für den Kugelabschnitt 35 und den zweiten Pfannenteil erläutert wurde. Um die gesamte Universalgelenkeinrichtung zusammenzuhalten und um zu verhindern, dass der erste Pfannenteil 47 sich vom Kugelabschnitt 15 lost, halten die Kugelklemmen 46, 50 den Kugelabschnitt 15 innerhalb des ersten Pfannenteils 47. Die Teile 51, 53, 75, 77 sowie die Überwurfmutter 81 halten den zweiten Sockelteil 69 in Passeingriff mit dem ersten Pfannenteil 47. Wenn der Zahnkranz 22 den ersten Kugelteil 13 antreibt, wird auch der erste Pfannenteil 47 gedreht und dreht seinerseits den zweiten Sockelteil 69 (erster Kraftflussweg in Fig. 1).
Die geriffelte Öffnung 79 des letzteren dient zur Aufnahme und zum Aufschrauben von jeweils einer Mutter auf einen abscherbaren Bolzen. Wie die gekrümmten Pfeile in Fig. 1 andeuten, wird der Zahnkranz 20 in der anderen Drehrichtung gedreht, so dass sich eine koaxiale gegenläufige Drehung der beiden Sockelteile 59, 69 ergibt. Durch das richtige Anordnen des zweiten Kugelgelenks im ersten Kugelgelenk, lassen sich beide um dasselbe Zentrum verschwenken, wodurch der Kraftfluss in einem grossen Winkelbereich gewährleistet ist.
Fig. 3 zeigt auch die beiden Antriebszahnräder 14, 16, die mit den beiden Zahnkränzen 20 bzw. 22 kämmen. Das Antriebszahnrad 16 wird seinerseits durch die Antriebswelle 11 angetrieben, welche mit dem inneren Antrieb eines Befestigungswerkzeugs verbunden ist.
Wenn die geriffelte Öffnung 67 des ersten Sockelteils 59 das Ende eines abscherbaren Bolzens aufnimmt und dieses Ende abgeschert wird, wenn der Bolzen mit dem korrekten Drehmoment angezogen wird, verklemmt sich manchmal das Ende des Bolzens innerhalb der Öffnung 67. Um dieses Bolzenende zu entfernen, wird der flexible Auswerfer 87 durch eine zentrale Öffnung längs der Achse jedes der Teile gedrückt, die die Universalgelenkeinrichtung bilden. Dieser Auswerfer wird durch den rahmenartigen Lenker 91 betätigt, der schwenkbeweglich am Schwenkzapfen 93 befestigt und so mit dem Befestigungswerkzeug verbunden ist. Durch Ziehen am Arm 95 wird der Auswerfer 87 gegen das abgescherte Ende des Bolzens gedrückt, um diese aus der Öffnung 67 auszuwerfen und so das Werkzeug für den nächsten Arbeitsgang bereitzumachen (Fig. 3 und 7).
Anstatt mittels eines Getriebes kann die Universalgelenkeinrichtung auch direkt an das Ende eines Befestigungswerkzeuges angesetzt werden (Fig. 5). Hier wird das erste Kugelteil 97 verwendet, der an einem Ende eine Schulter mit Kupplungssegmenten 105 und Kupplungsausnehmungen 107 aufweist. Letztere stehen in Eingriff mit dem nicht dagestellten, äusseren Antrieb des Befestigungswerkzeugs, um den ersten Kugelteil 97 zu drehen. Der zweite Pfannenteil 21 erstreckt sich mit seinem facettierten Wellenstummel 27 axial durch den ersten Kugelteil 97 und kommt in Eingriff mit dem inneren Antrieb des Befestigungswerkzeugs, um den zweiten Pfannenteil 21 zu drehen. Der Kugelabschnitt 99 des ersten Kugelteils 97 steht in Eingriff mit dem ersten Pfannenteil 47.
In ähnlicher Weise ist letzterer an den zweiten Sockelteil 69 angekoppelt und steht mit ihm in Eingriff. Der erste Kugelteil 33 steht in Eingriff und wird angetrieben durch die Öffnung des zweiten Pfannenteils 21, der seinerseits den Wellenstummel 63 des ersten Sockelteils 59 dreht
In Fig. 5 ist der Auswerfer zweiteilig und weist zusätzlich zwei Federn 121, 123 auf. Wenn die Öffnung 67 mit dem genuteten Ende eines abscherbaren Bolzens in Eingriff gelangt, so drückt der Bolzen den Fortsatz 117' unter Kompression der Feder 121 aus der Öffnung 67 heraus. Wenn das Bolzenende abgeschert ist, drückt die Feder 121 das abgescherte Ende des Bolzens aus der Öffnung 67. Sollte das abgescherte Bolzenende innerhalb der Öffnung 67 verklemmen, ist der zweite Auswerfer innerhalb des ersten Kugelteils 97 und des zweiten Pfannenteils 21 axial angeordnet.
In ähnlicher Weise spannt eine Feder 123 den zweiten Auswerfer innerhalb des zweiten Pfannenteils 21 mit dem Flansch 115 gegen eine Passfläche innerhalb des zweiten Pfannenteils 21 vor.
Wenn deshalb das Ende eines abscherbaren Bolzens gegen den Fortsatz 117 des Auswerfers drückt, drückt es auch den Auswerfer innerhalb des zweiten Kugelteils 33 gegen den Auswerfer innerhalb des zweiten Pfannenteils 21. Wenn das abgescherte Bolzenende sich innerhalb der Öffnung 67 verklemmen sollte, so kann der Auswerfschacht des Befestigungswerkzeuges verwendet werden, um gegen den Auswerfer innerhalb des zweiten Pfannenteils 21 zu drücken, der seinerseits gegen den Auswerfer innerhalb des zweiten Kugelteils 33 drückt, um so das abgescherte Bolzenende aus der Öffnung 67 auszuwerfen. Unabhängig von der relativen Stellung der Drehachsen zum Befestigungswerkzeug ist diese Auswerfeinrichtung immer benutzbar, um das abgescherte Bolzenende aus der Öffnung 67 auszuwerfen.
Um den nutzbaren Winkelbereich noch weiter zu vergrössern, kann man die dritte Universalgelenkeinrichtung der Fig. 9 verwenden. Anstatt den Kugelabschnitt 99 innerhalb der Arbeitsfläche 42 des ersten Pfannenteils 47 aufzunehmen, wird das erste Gelenkzwischenglied 133 verwendet, das den Kugelabschnitt 99 mit der Arbeitsfläche 42 ankoppelt. In ähnlicher Weise kann der zweite Kugelteil 33 mit der Öffnung 29 des zweiten Pfannenteils 21 angekoppelt werden, und zwar mittels eines zweiten Gelenkzwischenglieds 139. Durch Verwendung der beiden Gelenkzwischenglieder 133, 139 in gleichachsiger Anordnung kann der Winkel zwischen den Drehachsen des Befestigungswerkzeugs und den beiden Sokkelteilen 59, 69 verdoppelt werden.
Deshalb kann diese Universalgelenkeinrichtung verwendet werden, um mit dem Werk- zeug in sehr engen Räumen zu arbeiten, bei denen es bisher unmöglich war, sich mit dem Werkzeug Zugang zum Abscherbolzen zu verschaffen.
Die Arbeitsfläche 42 des ersten Pfannenteils 47 weist hier entweder gekrümmte oder gerade Facetten 40 auf (Fig. 2, 3, 5 und 9). Es versteht sich, dass auch beliebig andere Formen gewählt werden können.
Eine Mehrzahl von Universalgelenkeinrichtungen kann in Reihe oder tandemartig verbunden werden, wobei der nutzbare Winkel zwischen beiden Drehachsen vergrössert wird (verglichen mit den Grenzwerten, die mit einer einzigen Universalgelenkeinrichtung erzielbar sind).
Man erkennt nun, dass die beschriebenen Universalgelenkeinrichtungen in Verbindung mit einem koaxialen Befestigungswerkzeug verwendet werden können, um die Drehachse des inneren und äusseren Antriebs mit der Drehachse des koaxialen Antriebs des Befestigungswerkzeugs einen wesentlich grösseren Winkel bilden zu lassen, als es bisher möglich war.
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PATENT CLAIMS
1. Universal joint device with a first ball joint which has a ball part (13, 97) and a socket part (47), wherein a rotary movement of one of the two joint parts causes a rotary movement of the other of the two joint parts and the ball part (13, 97) has a plurality of facets distributed around its axis of rotation which can be brought into engagement with corresponding facets in the socket part (47), characterized in that the ball part (13, 97) has a central opening for receiving a second ball joint (21, 33, 141) is provided, which has a second ball part (33, 141) and a second socket part (21), wherein a rotational movement of one of the two second joint parts causes a rotational movement of the other of the two second joint parts that the second ball part (33,
141) has a multiplicity of facets (37) distributed around its axis of rotation, which can be brought into engagement with corresponding facets of the second socket part (21), and that the second joint parts are arranged coaxially in the associated first joint parts for the relative rotational movement.
2. Universal joint device according to claim 1, characterized in that the faceted areas (17, 37, 101) of the two spherical parts (13, 33, 97, 137) are essentially spherical and that the facets of both socket parts (21, 47, 135) are arranged uniformly and symmetrically around the associated axes of rotation.
3. Universal joint device according to claim 1 or 2, characterized in that the second socket part (21) is rotatably attached in the first ball part (13, 97) and that the second ball part (33, 141) rotatably attached in the first socket part (47, 135) is.
4. Universal joint device according to one of the claims 1 to 3, characterized by a third ball joint (47, 137) and a fourth ball joint (33, 145) which is arranged in the third ball joint (47, 137), the third ball joint (47, 137) is similar to the first ball joint (97, 135) and the fourth ball joint (33, 145) is similar to the second ball joint (21, 141), the third ball joint (47, 137) in series with the first ball joint (97, 135) and the fourth ball joint (33, 145) is connected in series with the second ball joint (21, 141).
5. Use of the universal joint device according to claim 1 for a fastening tool, characterized in that the ends of the inner and outer ball joints are connected at one end of the universal joint device to associated, coaxial counter-rotation drive couplings of the fastening tool and that the outer joint parts (13, 47, 97 , 135, 137) are rotatable in one direction of rotation, whereas the inner joint parts (21, 33, 35, 141, 145) are rotatable in the other direction of rotation.
6. Use according to claim 5, characterized in that the ends of the inner joint parts at the other end of the universal joint device with a first corrugated base part (59) or with a second corrugated base part (69) are connected, which along its axis of rotation has a central passage to Receiving the first base part (59), and that both base parts (59, 69) are designed to engage and rotate a nut or a bolt in mutually opposite directions of rotation, around the
Move the nut along the bolt.
The invention relates to a universal joint device according to the preamble of claim 1 and a use of the universal joint device.
In construction and in the manufacture of machinery, frames, and the like, it is common practice to use a rotating, air-operated tool and retainer to tighten bolts and nuts together that hold the ties and trusses of the beam frame or building structure together. The head of a bolt is held with the holder while the nuts are tightened with the tool.
While such tools are useful, they still have certain disadvantages, and it has been difficult to adjust the tool to control and maintain the required tightening torques. Another reason is that you have to move the air hoses and compressors from one job to another. Finally, two operators are required to install a bolt and nut. Further disadvantages are the short service life of the tool due to the constant impact load and the extremely high noise level during its use, as well as the low working speed.
Because of these disadvantages, a screw bolt suitable for construction purposes has already been developed, with a splined end on the threaded section that can be sheared under torque load, and also a coaxially operating fastening tool with which the grooved end of the bolt and the nut can be gripped about both on the same axis tighten against each other. The grooved end of the bolt is provided with a circumferential groove that is matched to a specific torque in order to shear off the bolt as soon as the desired torque has been reached. This known tool is designed in such a way that the clamping or torsional forces are extinguished when sheared. Therefore, no calibration of the tool is required, since the desired shear torque is determined by the circumferential groove of the grooved end of the bolt.
Furthermore, a single operator is sufficient, since the drive is coaxial and only engages on one side of the assembly consisting of nut and bolt. In addition, this well-known tool is electrically driven, so that there is no need for compressors, compressed air hoses, vibrations and impact noises. With a single glance, you can determine whether all bolts in a structure have been tightened with the correct tension. Either the grooved end of the bolt has been sheared off, which indicates that the bolt and nut have been tightened to the correct torque, or the grooved end of the bolt is still on the bolt, which means that it still needs to be tightened at this point.
One of the greatest difficulties is designing the tool so that it is spatially capable of aligning each bolt with its nut. Many profiles common in construction, such as double T-beams or U-beams, have channels with dimensions that are insufficient to accommodate the length of the tool across the width of the channel. The designers of such tools know the difficulty of adapting a tool to the width of the narrow building support channels when a bolt is to be tightened there.
The object of the invention is to create a universal joint device of the type mentioned in order to eliminate the disadvantages mentioned and in particular to
Improve performance over a wide range of angles. This task is in the universal joint device by the in the characterizing part of the claim
1 and in a preferred use by the measures defined in the characterizing part of claim 5 measures solved.
Particularly advantageous embodiments of the universal joint device are in claims 2 to 4 and
a particularly advantageous embodiment of the use is described in claim 6.
The terms facets and corrugations used throughout here are to be understood in the broadest sense and are intended to encompass all types of shaping that result in equivalent effects.
In this way, bolts and nuts can be accessed in tight spaces and ducts of building contractors and the like and tightened with the correct torque. A second, similar universal joint device can cooperate in tandem with the first universal joint device.
Alternatively, there can be a third ball joint which is similar to the first ball joint, but is smaller and is located in an opening of the first ball joint, one of the smaller parts being rotatably mounted within one of the larger parts so that the axes of rotation of these parts coincide.
The smaller pan part can, for. B. be rotatably mounted within the larger spherical part.
A fourth and a fifth ball joint similar to the first or third ball joint can be present, the fourth ball joint interacting in tandem with the first ball joint and the fifth ball joint in tandem with the third ball joint. The fifth ball joint is smaller than the fourth ball joint and is arranged within the latter in a similar manner to the second ball joint in the first ball joint.
The end of the universal joint device which faces away from the end to be connected to the tool can furthermore be provided with a first corrugated base part.
The latter is advantageously connected to the smaller ball joint and provided with a through opening along its axis of rotation for receiving and grasping a nut which is to be screwed onto a bolt. A second corrugated base part can be coaxially aligned with the opening of the first base part in order to grasp the grooved end of a bolt, both base parts being designed to grasp a nut or a grooved bolt end in order to tighten the latter against one another when rotated in opposite directions
Preferred embodiments of the subject matter of the invention are described in more detail below with reference to the drawings, which show schematically and with the exception of FIGS. 3, 5 and 9, which represent sections, graphically:
:
1 shows a universal joint device with individual parts exploded;
FIG. 2 shows two components of the universal joint device of FIG. 1, but with a different viewing angle;
Fig. 3 shows the universal joint device of Fig. 1 with further components added;
4 shows a section of a second universal joint device;
FIG. 5 shows the second universal joint device of FIG. 4 in a representation similar to that in FIG. 3;
6 shows a drive gear for the first universal joint device of FIGS. 1 to 3, with individual parts exploded;
7 shows a section of a fastening tool which is equipped with the first universal joint device of FIGS. 1 to 3 and with the transmission from FIG. 6;
;
8 shows a section of a fastening tool equipped with the second universal joint device of FIGS. 4 and 5, and FIG
9 shows a third universal joint device in tandem design.
The universal joint device of FIGS. 1 to 3 has a first outer spherical part 13 with an essentially spherical, outer spherical section 15. Its surface is seen with a plurality of curved facets 17, which are uniformly and symmetrically distributed around the axis of rotation of the outer spherical section 15 around. The axis of rotation lies centrally within a central opening 19 of the first ball part 13. The end section facing away from the outer ball section 15 is connected in one piece to an outer toothed ring 22.
An inner socket part 21 of a second ball joint has a first cylindrical section 23 following a second cylindrical section 25, which in turn is connected in one piece to a multi-faceted drive shaft 27. The latter is designed so that it fits into an opening 18 of a second gear wheel 20. The cylindrical section 23 has a receiving opening 29 with a substantially round inner surface, but which is provided with a plurality of facets 31 uniformly and symmetrically distributed around the axis of rotation. The latter runs centrally through the first cylindrical section 23, the second cylindrical section 25 and the drive shaft 27. The socket part of the second ball joint fits into the opening 19 of the first ball part 13 and can rotate freely in the same axis.
A second ball part 33 of the second ball joint has at one end a substantially spherical inner ball section 35 with a surface which has a plurality of curved facets 37. The latter are aligned and distributed uniformly and symmetrically about an axis of rotation which runs centrally through the second spherical part 33 and thus also through the inner spherical section 35. The other end of the second ball part 33 has an integrally formed cylinder section 39 with a peripheral flange 41 which separates the cylinder section 39 from the inner ball section 35. The cylinder section 39 has a recess 43 with an inner surface which in turn has a plurality of facets 45.
The first socket part 47 of the first ball joint has a base body with a cylinder section 49 and with a central, through opening 57. One end portion of the cylinder portion 49 is designed to receive the ball portion 15 of the first ball part 13.
This end section of the first socket part 47 is also designed to receive semicircular outer ball clamps 46 and 50, which are arranged around the outer ball section 15 after the latter has been inserted into the cylinder section 49 in order to hold the first ball part 13 in engagement. At the outer end of the cylinder section 49, equiaxed, circular sector-shaped segments 51, which alternate with recesses 53 in the form of similar segments and are arranged in the circumferential direction around the end, extend outwards parallel to the axis of rotation.
Near the axially flange-like protruding segments 51 and the corresponding recesses 53 is a threaded section 55 to which the cylinder section 49 adjoins.
The semicircular, outer ball clamp 46 of the first socket part 47 has curved or beveled surfaces 48 which engage with the facets 17 of the ball section 15. In a similar way, the semicircular clamp 150 also has curved or beveled surfaces 52 which act in a similar manner on the facets 17 of the spherical section 15 of the first spherical part 13. The semicircular outer ball clamp 46 has through screw holes 56, and similarly the semicircular outer ball clamp 50 has through screw holes 58 which each receive bolts 54, which in turn are fastened in the end of the cylinder section 49 of the first flange part 47.
A first inner base part 59 has a base body in the form of a cylinder section 61, which is integrally connected at one end to the facing other end of a multi-faceted shaft 63. The latter is designed to engage in the recess 43 of the second ball part 33. The cylinder section 63 has a shoulder 65 near the end facing away from the shaft 63. A corrugated or multi-faceted opening 67 extends centrally through the first base part 59 to accommodate a correspondingly corrugated or multi-faceted end of a bolt that can be sheared under torque.
A second, outer base part 69 has a base body in the form of a cylinder section 71, which at one end has a shoulder 73 projecting axially parallel to segments 75 and segment-shaped recesses 77 which are complementary to the segment-shaped recesses 53 or to the segments 51 of the first socket part 47 are. A multi-faceted or corrugated opening 79 is located centrally in the second base part 69 in order to engage the corners or facets of a nut of the bolt.
A cylindrical union nut 81 has a shoulder 83 at one end and an inner threaded surface 85 at the other end in order to hold the second base part 69 in engagement with the first socket part 47.
As FIG. 2 shows, the cylinder section 39 of the second ball part 33 is separated from the inner ball section 35 by a collar 41. The spherical section 35 is provided with facets 37 all around. The second ball part 33 has an opening 36 which runs along the axis of rotation and extends into the recess 43 (FIG. 1).
The first socket part 47 has at one end axially parallel protruding circular ring segments 51, alternating with corresponding recesses 53. The latter are separated from the cylinder section 49 by the threaded section 55. The other end of the cylinder section 49 has threaded bores 44 for receiving the bolts 54 in order to fasten the semicircular outer ball clamps 46, 50. The first socket part 47 has an inner working surface 42 which is arranged centrally and symmetrically with respect to the axis of rotation.
This work surface has facets 40 which are uniformly and symmetrically arranged around the axis of rotation.
Fig. 3 also shows a drive gear (Fig. 6) and a flexible ejector shaft. A drive gear 14 for the second ball joint has axially parallel projecting, circular ring-segment-shaped coupling claws 10, which are separated from each other by ent speaking recesses 9 to be coupled to al the drive shaft of a fastening tool. A drive shaft 11 extends: through a central opening of the drive gear 14 and is fixedly engaged with an opening 12 in a drive gear 16 for the first ball joint 13, 47.
The drive gear 14 for the second ball joint 21, 33 meshes with the ring gear 20 (Fig. 1), which has a central opening 18 which rotatably provides the coupling with the shaft 27 of the second socket part 21 ago; the drive gear 16 for the first ball joint 13, 47 meshes with the outer ring gear 22 (FIG. 1), in which the cylindrical section 25 of the second socket part 21 is freely rotatable. The opening 19 in the first ball part
13 accommodates the cylindrical section 23 of the second pan part 21 in a freely rotatable manner. The opening 29 of the latter takes on the ball portion 35 of the two th ball part 33 so that one receives a universal joint device.
The ball section 15 of the first ball part 13 is in
Engagement with the working surface 42 of the first cup part
47 and is held in this clamp by the outer semicircular ball 46, 50, the facets of the work surface 42 with the facets of the ball section 15 can be brought into engagement. The flange 41 of the second ball part 33 is used to position the latter in the first socket part 47. The second ball part 33 also has an opening 43 with a plurality of facets 45 which engage with the facets of the shaft stub 63 of the first base part 59. The flange 65 of which contacts the shoulder 66 of the second base part 69 in order to keep the first base part 59 in rotational engagement within the second base part 69.
The shoulder 83 of the union nut 81 lies on the flange
73 of the second base part 69.
The union nut 81 is screwed onto the first socket part 47 and holds the parts 75, 77 of the second base part 69 in a rotationally fixed connection with the corresponding
Parts 53, 51 of the first socket part 47.
Inside the first ball part 13, the second socket part 21, the second ball part 33, and the first base part
59 extends a flexible ejector 87. Its protruding end section is coupled via a hinge 89 to a Len ker 91 which can be pivoted about a pivot pin 93 by means of an actuating arm 95.
In the second universal joint device of FIGS. 4 and 5, the second part 97 is within a first ball part
Pan part 21 arranged. The first ball part 97 has a
Spherical portion 99 with a plurality of facets 101 on its surface that are uniform and symmetrical in
Circumferential direction are distributed. The opposite end section
103 of the first spherical part 97 has axially parallel outwardly projecting segments 105 which are formed by segment-shaped
Recesses 107 are separated from one another. The parts 105,
107 allow the non-rotatable coupling to a fastening tool rotating in opposite directions. The second socket part
21 has a cylindrical end portion 23, a Mittelab section 25, a faceted shaft stub 29 and a mitt sized opening 28 for receiving the ejector 87 (Figure 3).
The second socket part 21 is located centrally within the first ball part 97, but is rotatable independently of the last rem. The end section 103 of the first ball part 97 touches a flange 102 of a union nut 100, which can be screwed onto the working end of a fastening tool. The faceted shaft stub 27 of the second socket part
21 is then in engagement with the inner drive of the fastening tool Be.
An elongated ejector 111 is net angeord-centrally within the second pan part 21 along its axis of rotation and has a cylindrical portion 113, a
Flange 115 and an extension 117. The flange 115 engages a shoulder within the second
Pan part 21 and is of a spring 123 against this
Shoulder pressed.
A second similar ejector 111 '(with the corre sponding components 113', 115 'and 117' and a spring
121) is arranged between the second ball part 33 and the first base part 59 in a similar manner. The extension 117 'extends into the inner, faceted opening
67 of the first base part 59. The opening 43 of the cylindrical
Section 39 of the second ball part 33 takes the multi-faceted shaft stub 63 of the first base part
59 on.
The flange 65 of the first base part 59 provides rotatable contact with rotatable contact with the shoulder 66 of the second base part 69. The faceted opening 79 of the second
Base part 69 is in engagement with the corners or upper surfaces of the nut to screw it onto the shearable bolt. The grooved end of the bolt engages with the faceted opening 67 of the first base part 59.
6 shows the drive gear 16 for the first ball-and-socket joint with a multi-faceted opening 12. The drive gear 14 for the second ball-and-socket joint has axially parallel outwardly protruding segments 10 and recesses 9 in between in order to attach the universal joint device: Coaxial fastening tool working in opposite directions to be coupled in a torque-proof manner. A multi-faceted drive shaft 11 is in engagement at one end with the opening 12 and at the other end with the inner drive of the fastening tool.
The mode of action is as follows:
Basically, it should be noted that the second ball joint and the connected base parts are freely rotatable within the central openings of the first ball joint.
As FIGS. 3 and 7 show, the first ball part 13 engages the first socket part 47 and is held in place by the semicircular outer ball clamps 46, 50. The union nut 81 holds the second base part 69 rotatably coupled to the first socket part 47.
The faceted opening 79 in the second base part 69 is designed to receive a nut in order to screw it onto a shearable bolt, e.g. B. in the direction of the arrow in FIG.
A gear housing 125 accommodates the two ring gears 20, 22 (FIG. 1), which are connected to the drive tooth edges 16 and
14 mesh, which in turn are surrounded by a drive gear housing 127. The flexible ejector 87 is rotatably coupled via the joint 89 to the frame-like link 91, which is connected to the fastening tool housing via the joint pin 93. The handlebar 91 can therefore be pivoted by means of the actuating arm 95. A stop 129 is used to stabilize the entire universal joint assembly when used in conjunction with a fastening tool. To clamp the universal joint device to the fastening tool, e.g. B. a pipe clamp 131 is used.
In FIG. 8, the spherical section of the first spherical part 97 is held in engagement within the first socket part 47 by the semicircular outer ball clamps 46, 50. The union nut 81 connects the second base part 69 to the first socket part 47 in a rotationally fixed manner. The faceted opening 79 in the second base part 69 is designed to receive and transmit power to the corners or facets of a nut in order to screw it onto a shearable bolt. The first ball part 97 is here non-rotatably connected to a fastening tool by means of a union nut 100 or the like.
In FIG. 9, the first ball part 97 is in engagement with its ball section 99 with a first intermediate joint member 133, which has an opening 135 at one end for this purpose. At the other end is a spherical section 137, which in turn engages with the first socket part 47. The clamps 46, 50 hold the ball section 99 within the opening 135 and similarly the ball section 137 within the opening of the first socket part 47. A second intermediate joint member 139 is at one end with its ball section 141 in engagement with the second socket part 21, which has an opening therefor 29 has. At the other end there is a socket section 145 with a recess 143 and is received completely rotatably within the first joint intermediate member 133. The recess 143 serves to engage the ball section 35 of the second ball part.
According to FIG. 1, the stub shaft 27 of the second socket part 21 engages with the opening 18 in the ring gear 20. The second socket part 21 including its cylindrical sections 23, 25 is completely rotatable within the opening 19 of the first ball part 13 with its multi-faceted work surface 37 fits into the opening 29 of the second socket part 21, which is complementary and thus in engagement with the inner facet 31 of the latter. Accordingly, the facets 37 are in sliding engagement with the facets 31, so that a universal joint device results.
The opening 43 of the second ball part 33 has a faceted shaft stub 63 of the first base part 59;
Accordingly, when the ring gear 20 rotates, the second socket part 21 is also rotated, so that the second ball part 33 also rotates and in turn sets the first base part 59 in rotation. If the latter has previously grasped the end of a bolt with its faceted opening 67, the latter is thus also rotated. All that has been said applies to the first direction of rotation. Because of the engagement of the spherical section 35 in the opening 29, the axis of rotation of the second socket part 21 can form an angle with the axis of rotation of the second spherical part 33 and the coupled first base part 59.
The first socket part 47 is in engagement with the externally facetted spherical section 15 in a manner similar to that explained above for the spherical section 35 and the second socket part. In order to hold the entire universal joint device together and to prevent the first socket part 47 from becoming detached from the ball section 15, the ball clamps 46, 50 hold the ball section 15 within the first socket part 47. The parts 51, 53, 75, 77 and the union nut 81 hold the second socket part 69 in mating engagement with the first socket part 47. When the ring gear 22 drives the first ball part 13, the first socket part 47 is also rotated and in turn rotates the second socket part 69 (first force flow path in FIG. 1).
The corrugated opening 79 of the latter serves to receive and screw one nut each onto a shearable bolt. As indicated by the curved arrows in FIG. 1, the ring gear 20 is rotated in the other direction of rotation, so that there is a coaxial counter-rotation of the two base parts 59, 69. By correctly arranging the second ball joint in the first ball joint, both can be pivoted about the same center, whereby the flow of force is guaranteed over a large angular range.
FIG. 3 also shows the two drive gears 14, 16 which mesh with the two gear rims 20 and 22, respectively. The drive gear 16 is in turn driven by the drive shaft 11, which is connected to the internal drive of a fastening tool.
When the corrugated opening 67 of the first socket part 59 receives the end of a shearable bolt and that end is sheared off when the bolt is tightened to the correct torque, sometimes the end of the bolt becomes jammed within the opening 67. To remove this bolt end, it is necessary the flexible ejector 87 is pushed through a central opening along the axis of each of the parts that make up the universal joint assembly. This ejector is actuated by the frame-like link 91, which is pivotably attached to the pivot pin 93 and is thus connected to the fastening tool. By pulling on the arm 95, the ejector 87 is pressed against the sheared end of the bolt in order to eject it from the opening 67 and so make the tool ready for the next operation (FIGS. 3 and 7).
Instead of using a gear, the universal joint device can also be attached directly to the end of a fastening tool (FIG. 5). The first ball part 97 is used here, which has a shoulder with coupling segments 105 and coupling recesses 107 at one end. The latter are in engagement with the not shown, external drive of the fastening tool in order to rotate the first ball part 97. The second socket part 21 extends with its faceted shaft stub 27 axially through the first ball part 97 and comes into engagement with the inner drive of the fastening tool in order to rotate the second socket part 21. The ball section 99 of the first ball part 97 is in engagement with the first socket part 47.
Similarly, the latter is coupled to the second base part 69 and is in engagement with it. The first ball part 33 is in engagement and is driven by the opening of the second socket part 21, which in turn rotates the shaft stub 63 of the first base part 59
In FIG. 5, the ejector is in two parts and additionally has two springs 121, 123. When the opening 67 engages with the grooved end of a shearable bolt, the bolt presses the extension 117 'out of the opening 67 while the spring 121 is compressed. When the bolt end has sheared, the spring 121 pushes the sheared end of the bolt out of the opening 67. Should the sheared bolt end jam within the opening 67, the second ejector is axially arranged within the first ball part 97 and the second socket part 21.
In a similar manner, a spring 123 biases the second ejector within the second socket part 21 with the flange 115 against a mating surface within the second socket part 21.
Therefore, when the end of a shearable bolt presses against the extension 117 of the ejector, it also presses the ejector within the second ball part 33 against the ejector within the second socket part 21. If the sheared end of the bolt should jam within the opening 67, the ejector shaft can of the fastening tool can be used to press against the ejector inside the second socket part 21, which in turn presses against the ejector inside the second ball part 33, so as to eject the sheared bolt end from the opening 67. Regardless of the position of the axes of rotation relative to the fastening tool, this ejection device can always be used to eject the sheared bolt end out of the opening 67.
In order to enlarge the usable angular range even further, the third universal joint device of FIG. 9 can be used. Instead of receiving the spherical section 99 within the working surface 42 of the first socket part 47, the first intermediate joint member 133 is used, which couples the spherical section 99 to the working surface 42. In a similar way, the second spherical part 33 can be coupled to the opening 29 of the second socket part 21 by means of a second intermediate joint member 139.By using the two intermediate joint members 133, 139 in an equiaxial arrangement, the angle between the axes of rotation of the fastening tool and the two base parts 59, 69 to be doubled.
Therefore, this universal joint device can be used to work with the tool in very narrow spaces where it was previously impossible to gain access to the shear pin with the tool.
The working surface 42 of the first socket part 47 here has either curved or straight facets 40 (FIGS. 2, 3, 5 and 9). It goes without saying that any other shapes can also be selected.
A plurality of universal joint devices can be connected in series or in tandem, with the usable angle between the two axes of rotation being enlarged (compared to the limit values which can be achieved with a single universal joint device).
It can now be seen that the universal joint devices described can be used in conjunction with a coaxial fastening tool to allow the axis of rotation of the inner and outer drive to form a much larger angle with the axis of rotation of the coaxial drive of the fastening tool than was previously possible.