CH663174A5

CH663174A5 - Drehmomentuebertragungseinrichtung.

Info

Publication number: CH663174A5
Application number: CH3607/82A
Authority: CH
Inventors: Daryl Wheeler
Original assignee: Daryl Wheeler
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1987-11-30
Also published as: GB2097706B; EP0063570A1; MY8700175A; GB2097706A; AT383765B; US4446765A; JPS57501540A; DE3152416A1; ATA907181A; EP0063570B1; HK11287A; EP0063570A4; ZA816863B; US4563922A; SE446835B; WO1982001150A1; SE8203448L; NZ198528A; SG66386G; CA1192064A

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die besonders dazu geeignet ist, in eine Innenbohrung eines Werkstückes impulsartig eingetrieben zu werden, um dieses Werkstück durch eine Drehbewegung aus einem Körper, in welchem es festsitzt, zu lösen bzw. zu entfernen. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist, wie im unabhängigen Patentanspruch 1 umschrieben, ausgebildet. Zum Stand der Technik gehören mehrere ähnliche Einrichtungen, insbesondere die in der US-PS 1366647, der CA-PS 5 957489 und der CA-PS 1070991 beschrieben und abgebildet sind. Auch bei diesen Einrichtungen sind mit dem zu entfernenden Werkstück in Eingriff zu bringende Klauen in längs einer Welle sich erstreckenden Nuten vorgesehen. Im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand weist keine der bekannten Einrichtungen das Hauptmerkmal 10 der Erfindung auf, nämlich dass sich die Nuten — und somit auch die Klauen in einem Winkel — schräg zur Oberfläche der Welle erstrecken, indem die Symmetrieebene der Flanken der Nuten, und infolgedessen auch der Klauen, nicht durch die Längsachse der Welle geht.

15 Durch die schräge Stellung der Nuten und Klauen in der Richtung der Drehbewegung kann das Eintreiben in die Bohrung des Werkstückes mit bedeutend grösserem Impuls bewirkt werden und die gleiche Grösse der Bohrung kann die Einrichtung viel robuster ausgeführt werden.

20 Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielshalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung, die mit den in Figuren 5 und 6 dargestellten Klauen die erfindungsgemässe Dreh-25 momentübertragungseinrichtung bildet,

Figur 2 eine Rückansicht der Vorrichtung nach der Figur 1 entlang der Linie II-II der Figur 1,

Figur 3 einen Querschnitt der Vorrichtung nach der Figur 1 entlang der Linie III-III der Figur 1,

30 Figur 4 eine Seitenansicht einer Vorrichtung, die ähnlich der in der Figur 1 dargestellten ist, mit bestimmten im Inneren liegenden Merkmalen gestrichelt angedeutet,

Figur 5 eine Seitenansicht einer mit einem Werkstück zusammenarbeitenden Klaue, die zu Verwendung mit den Vorrichtungen 35 nach den Figuren 1 bis 4 geeignet ist,

Figur 6 eine Stirnansicht der mit dem Werkstück zusammenarbeitenden Klaue nach der Figur 5.

Zur besseren Übersicht werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung von gleichen Teilen in den zwei Ausführungsformen ver-40 wendet.

Die dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung ist geeignet, in einer Innenbohrung eines Werkstückes impulsartig eingetrieben zu werden, um mit zu einer Drehbewegung das Werkstück von seinem Sitz in einem Körper zu lösen und zu entfernen. Das Werk-45 stück kann viele Formen besitzen. Z. B. kann es eine Röhre darstellen, welche in einem Gewindeeingriff mit einer Anpassungskomponente ist, einen Gewindeschaft, einen Stift oder einen abgebrochenen Bolzen. Das Werkstück muss keine äussere Einrichtung für eine Drehmomentverbindung besitzen, sondern nur die Innenbohrung, 50 um die dargestellte Einrichtung aufzunehmen.

Die Einrichtung nach den Figuren 1 bis 3 weist einen Kopf 10, eine Sechskantmutter 11, eine Metallunterlegscheibe 12 und einen geschlitzten Halsring 13 auf. Der Kopf 10 ist einstückig mit einer Welle 14 hergestellt. Die Welle 14 ist mit äusserem Gewinde verse-55 hen. Ausserdem weist der Kopf 10 eine sechseckige Aussparung 15 auf, um einen Innensechskantschlüssel aufzunehmen. Die Mutter 11 ist auf der Welle 14 aufgeschraubt und befindet sich im Bereich des Kopfes 10. Die Unterlegscheibe 12 ist zwischen der Mutter 11 und dem Halsring 13 angeordnet. Die Unterlegscheibe 12 und der Hals-60 ring 13 sind nicht mit dem Gewinde der Welle 14 in Eingriff,

sondern sind darauf in Passsitz befestigt.

Die Welle 14 weist drei sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 16 auf. Jede Nut 16 erstreckt sich von dem vom Kopf 10 entfernten Ende der Welle 14 bis zu einem Punkt, der im Bereich des 65 Kopfes 10 liegt.

Wie am besten aus der Figur 3 ersichtlich ist, ist jede Nut 16 geneigt, so dass sie mit der Längsachse 17 der Welle 14 nicht fluchtet, m.a.W., dass die Symmetrieebene S der Flanken der Nut 16

nicht durch die Längsachse 17 der Welle geht. Jede Nut 16 ist in Richtung der Drehbewegung der Welle 14 geneigt, welche der Richtung der Drehbewegung zur Entfernung des Werkstückes entspricht. Diese Neigung hat zur Folge, dass die Klauen 19, die im weiteren beschrieben werden, mehr auf Druckkraft als auf Scherkraft beansprucht werden, wodurch die Gefahr ihrer Abscherung reduziert wird und die Verwendung von dünneren Klauen 19 ermöglicht wird. Vorzugsweise sind die Nuten 16 in einem Winkel a in einem Bereich von 4 bis 40°, noch besser von 4 bis 25°, geneigt, und zwar zur Normalen N, die sich von der Mitte der Nut durch die Längsachse 17 der Welle erstreckt. Darüber hinaus fällt der Boden B jeder Nut 16, von dem Halsring 13 ausgehend, tiefer in die Welle 14 ab. Dies ist am besten aus der Figur 4 ersichtlich, wo der Abfall einer der Nuten 16 gestrichelt deutlich ersichtlich ist. Vorzugsweise liegt der Winkel ß des abfallenden Bodens B jeder Nut 16 zum Aussenumriss A der Welle 14 im Bereich von 1,5 bis 18°, noch besser von 1,5 bis 8°.

Ausserdem erstreckt sich jede Nut 16 nicht parallel zu der Längsachse 17 der Welle 14, sondern ist zu der Mantellinie am Aussenumriss der Welle 14 in einem Winkel y gewinkelt. Jede Nut 16 ist über den Aussenumfang der Welle, von dem Halsring 13 ausgehend, in derjenigen Richtung gewinkelt, welche der Drehrichtung der Welle 14 zur Entfernung des Werkstückes entspricht. Die in der Figur 1 dargestellte Welle ist so ausgebildet, dass das Werkstück durch eine Drehbewegung im Gegenuhrzeigersinn, gesehen von dem Kopf 10 aus, entfernt werden kann. Für eine Drehbewegung zur Entfernung des Werkstückes im Uhrzeigersinn würden die Nuten 16 über den Aussenumfang der Welle 14 in entgegengesetzter Richtung im Winkel sein. Durch die Winkelung der Nuten 16 über den Aussenumfang der Welle 14 neigen die Klauen 19 durch das aufgebrachte Drehmoment der Welle 14, die impulsartig in das Werkstück eingetrieben wird, dazu, dass sie sich spiralförmig fortbewegen, und somit expandieren. Vorzugsweise sind die Nuten 16 über den Aussenumfang der Welle 14 in einem Winkel y im Bereich von 1 bis 18° zur Achse der Welle gewinkelt. Obwohl es vorteilhaft ist, wenn die Nuten 16 für eine leichtere Herstellung gerade geschnitten sind, kann es für Winkel über 10° erforderlich sein, die Nuten 16 schraubenförmig auszubilden, wobei die Schraubenform so gerichtet ist, dass sie der Drehbewegung der Welle für die Entfernung des Werkstückes entspricht. Noch besser ist es, wenn die Nuten 16 in einem Winkelbereich von 1 bis 6° zur Achse der Welle gewinkelt sind. Es wird betont, dass die Nuten 16 im ganzen bevorzugten Winkelbereich gerade oder schraubenförmig geschnitten sein können.

Wie aus der Figur 3 ersichtlich ist, weist der Halsring 13 drei Schlitze 18 auf, welche mit den Nuten 16 der Welle 14 auf einer Linie liegen. Die Schlitze 18 sind vorgesehen, um radial nach aussen sich erstreckende Abschnitte 22 der Klauen 19 aufzunehmen. Dies ermöglicht es, den Klauen 19 sich auf der Welle 14 zur Lagerung zurückzuziehen. Zudem erstrecken sich die Schlitze 18 durch den Halsring 13 hindurch, so dass die Klauen 19 mit der Scheibe 12 in Anschlag gelangen können.

Jede Nut 16 ist vorgesehen, eine in den Figuren 5 und 6 dargestellte Klaue 19 aufzunehmen. Jede Klaue 19 weist eine längliche im Querschnitt rechteckige Zunge 20 für den Eingriff mit dem zu entfernenden Werkstück auf. Dabei ist die Oberseite (wie in den Figuren 5

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und 6 dargestellt) jeder Zunge 20 abgeschrägt, um eine Schneidkante 21 für den Eingriff mit dem Werkstück zu bilden. Jede Schneidkante 21 ist als Vorderkante der Zunge 20 bei der Drehung der Welle 14 ausgebildet, wenn die Welle gedreht wird, um das Werkstück zu entfernen.

Beim Gebrauch der Einrichtung werden die Klauen 19 entlang der Welle 14 in einem genügenden Ausmass bewegt, um in die koaxiale Innenbohrung in dem zu entfernenden Werkstück einzutreten. Die Welle 14 wird dann in die Bohrung eingesetzt, bis die radial nach aussen sich erstreckenden Abschnitte 22 der Klauen 19 mit der Bohrungsöffnung in Eingriff gelangen. Die Welle 14 wird dann mit einer impulsartigen Drehbewegung in die Bohrung eingetrieben.

Dies verursacht, dass sich die Klauen 19 auf der Welle 14 zurückbewegen. Wegen des Abfalles der Nuten 16 bewegen sich die Klauen 19 gleichzeitig nach aussen für einen Eingriff mit der Bohrung. Das impulsartige Eintreiben hat den Vorteil, dass grössere Kräfte für kurze Zeitdauern aufgewendet werden können.

Da die Nuten 16 und somit auch die Klauen 19 geneigt sind, übertragen die Zungen 20 eine grössere Kraft auf das Werkstück, womit sie das Freigeben des Werkstückes erleichtern. Weiterhin sind die Klauen 19 so geformt, dass die Oberflächen (wie aus den Zeichnungen ersichtlich) der Zungen 20 sich parallel zu der Aussenfläche der Welle 14 bewegen, wenn sich die Klauen 19 in Verhältnis zur Welle 14 bewegen.

Wenn die Zungen 20 mit der Wand der Bohrung in Eingriff stehen, kann das Werkstück durch Drehen des Kopfes 10 entfernt werden, wobei die Welle 14 im Uhrzeigersinn, wie in der Figur 3 ersichtlich, bewegt wird. Dies verursacht, dass die Schneidkanten 21 der Zungen 20 in das Werkstück eingreifen, weil sie in Drehrichtung vorne liegen. Die Nuten 16 sind geneigt, wie vorstehend beschrieben, weshalb die Drehkraft dazu tendiert, in den Körper der Welle 14 zu wirken und zwar nicht in einem rechten Winkel dazu. Diese Massnahme reduziert die Gefahr, dass die Zungen 20 im Betrieb abgeschert werden.

Zu Beginn der Operation, bevor das Werkstück mit der Welle 14 zurückgezogen wird, können sich die Zungen 20 in das Werkstück einschneiden und dazu neigen, an der Welle 14 lose zu werden. Die Winkelstellung der Nuten 16 über den Aussenumfang der Welle 14 hat eine spiralförmige Wirkung und bewirkt, dass die Welle 14 sich weiter nach innen in die Bohrung bewegt, um das so entstandene Spiel aufzunehmen.

Die Mutter 11 ist nicht wesentlich und, wie in der Figur 4 dargestellt, kann sie entfallen. Ihr Vorteil ist jedoch, dass sie entlang der Welle 14 von dem Kopf 10 wegbewegt werden kann, um den Betrag der möglichen Erweiterung der Klauen 19 zu beschränken. Darüber hinaus kann sie nach Benutzung entlang der Welle 14 nach unten bewegt werden, um die Klauen 19 von dem Kopf 10 wegzustossen, damit die Klauen 19 von dem entfernten Werkstück freikommen.

Die Welle 14 in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 muss nur in dem Bereich der Nut 11 mit einem Gewinde versehen sein. Die in der Figur 1 dargestellte Welle 14 ist über ihre ganze Länge mit einem Gewinde versehen, aber dies ist nur zur Herstellungsvereinfachung erfolgt. Die in der Figur 4 dargestellte Welle 14 ist überhaupt nicht mit einem Gewinde versehen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Drehmomentübertragungseinrichtung, die eine Welle (14) aufweist, deren eines Ende zum Einführen in eine Bohrung eines Werkstückes bestimmt ist, um dieses durch eine Drehbewegung aus einem Körper, in welchem es festsitzt, zu entfernen, wobei die Welle (14) mit wenigstens einer Nut (16) rechteckigen Querschnitts versehen ist, die sich entlang der Welle (14) erstreckt, wobei eine mit dem Werkstück in Eingriff zu bringende Klaue (19) in der oder jeder Nut (16) angeordnet ist und wobei Mittel (13) zum Festhalten der oder jeder Klaue (19) in der entsprechenden Nut (16) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieebene (S) der Flanken einer jeden Nut (16) nicht durch die Längsachse (17) der Welle (14) geht.
2. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Nut (16) gegen das eine Ende der Welle (14) fortschreitend eine zunehmende Tiefe aufweist.
3. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Nut (16) über den Aussenumfang der Welle (14), gegen das eine Ende der Welle (14), in einer Richtung gewinkelt ist, welche der Drehrichtung bei der Drehbewegung der Welle (14) zur Entfernung des Werkstückes entspricht.
4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) an ihrem anderen Ende einen Kopf (10) aufweist, der für den Eingriff eines Werkzeuges zum Drehen der Einrichtung, um das Werkstück zu entfernen, vorgesehen ist.
5. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Festhalten der oder jeder Klaue (19) in ihrer jeweiligen Nut (16) ein Halsring (13) sind, der mit Passsitz auf der Welle (14) montiert ist.
6. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Klaue (19) einen radial nach aussen sich erstreckenden Abschnitt (22) besitzt, der in korrespondierende Schlitze (18) in dem Halsring (13) eingreift.
7. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Klaue (19) eine Zunge (20) mit einer Schneidkante (21) aufweist, welche in der Richtung liegt, die der Drehbewegung der Welle (14), um das Werkstück zu entfernen, entspricht.
8. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) wenigstens drei gleichwinklig über ihren Umfang verteilte Nuten (16) aufweist.
9. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieebene (S) der Flanken der oder jeder Nut (16) einen Winkel (a) mit der Normalebene (N) im Bereich von 4 bis 40°, vorteilhafterweise von 4 bis 25°, ein-schliesst (Figur 3).
10. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Boden (B) der oder jeder Nut (16) in einem Winkel (ß) zum Aussenumriss (A) der Welle (14) im Bereich von 1,5 bis 18°, vorteilhafterweise 1,5 bis 8°, erstreckt (Figur 4).
11. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Nut (16) in einem Winkel (y) zur Axialebene der Welle (14) im Bereich von 1 bis 18°, vorteilhafterweise von 1 bis 10°, noch besser von 1 bis 6°, gewinkelt ist.