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Die Erfindung betrifft eine Steckbuchse mit einer verstärkten Festigkeit, und insbesondere eine Steckbuchse mit einem Körper und einer Hülse, die eine Härte hat, die größer als die des Körpers ist, um die Festigkeit der Steckbuchse zu erhöhen.
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Die
US 5 782 148 A offenbart eine Steckbuchse, deren eines Ende eine Antriebsöffnung zum Kuppeln mit einem Schraubenschlüssel oder dergleichen aufweist, und deren anderes Ende eine doppeltiefe Ausnehmung zum Aufnehmen eines Befestigungselements aufweist. Eine solche Steckbuchse kann in vielen Situationen, wie zum Verbinden mit einem pneumatischen oder elektrischen Schraubenschlüssel, oder bei automatischen Maschinen, wie numerisch gesteuerten Maschinen, zum Festziehen oder Lösen von Befestigungselementen eines Werkstücks verwendet werden. Jedoch ist die Ausnehmung der Steckbuchse anfällig, an ihren Ecken infolge wiederholter Stöße und Kollisionen mit den Befestigungselementen zu reißen. Das Anzugsmoment der Steckbuchse ist unzureichend, wenn die Steckbuchse gerissen ist. Außerdem kann die Steckbuchse mit Rissen Arbeiter verletzen oder sogar einen Schaden an dem Werkstück oder der Maschine verursachen. Ein häufiger Austausch der Steckbuchse ist unvermeidbar, was zu einer Erhöhung der Kosten führt.
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Daher besteht ein Bedarf an einer verstärkten Steckbuchse, um die Kosten zu reduzieren, während die Festigkeit erhöht wird.
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Mit der Erfindung wird eine Steckbuchse geschaffen, die eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit hat.
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Gemäß der Erfindung weist eine Steckbuchse einen Körper und eine Hülse auf. Der Körper ist aus Metall hergestellt und weist ein erstes Kupplungsende und ein zweites Kupplungsende entgegengesetzt zu dem ersten Kupplungsende auf. Das erste Kupplungsende weist eine Betätigungsöffnung auf, die sich entlang einer Längsachse des Körpers erstreckt und nichtkreisförmige Querschnitte hat. Die Betätigungsöffnung kann mit einem Befestigungselement gekuppelt werden. Das zweite Kupplungsende weist eine Antriebsöffnung auf, die sich entlang der Längsachse des Körpers erstreckt und nichtkreisförmige Querschnitte hat. Die Antriebsöffnung kann mit einem Antriebswerkzeug gekuppelt werden. Das erste Kupplungsende hat einen Außenumfang, der einen ersten vorstehenden Abschnitt, einen zweiten vorstehenden Abschnitt und einen Eingriffsabschnitt aufweist, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten vorstehenden Abschnitt erstreckt. Die Hülse ist aus Metall hergestellt, das eine Härte hat, die größer als eine Härte des Körpers ist. Die Hülse weist eine erste und eine zweite Endfläche und einen Innenumfang auf, der sich zwischen der ersten und der zweiten Endfläche der Hülse erstreckt. Der Innenumfang der Hülse weist einen Eingriffsabschnitt auf, der mit dem Eingriffsabschnitt des Körpers in Eingriff steht, wobei die Hülse nicht mit dem ersten und dem zweiten vorstehenden Abschnitt des Körpers in Kontakt steht.
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vorzugsweise ist die zweite Endfläche der Hülse zwischen der ersten Endfläche der Hülse und dem zweiten vorstehenden Abschnitt des Körpers angeordnet, wobei die erste Endfläche nicht mit dem ersten vorstehenden Abschnitt in Kontakt steht, und wobei die zweite Endfläche der Hülse dem zweiten vorstehenden Abschnitt zugewandt ist, jedoch nicht mit diesem in Kontakt steht.
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Bevorzugt ist eine Länge des Eingriffsabschnitts des Körpers entlang der Längsachse des Körpers größer als eine Länge des Eingriffsabschnitts der Hülse entlang der Längsachse des Körpers. Ein Spalt ist zwischen der ersten Endfläche und dem ersten vorstehenden Abschnitt ausgebildet, und ein anderer Spalt ist zwischen der zweiten Endfläche und dem zweiten vorstehenden Abschnitt ausgebildet.
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Vorzugsweise hat der Eingriffsabschnitt der Hülse einen Ausgangsinnendurchmesser, bevor die Hülse an dem Körper montiert ist. Der Ausgangsinnendurchmesser ist etwas kleiner als ein Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts senkrecht zu der Längsachse des Körpers. Der Eingriffsabschnitt der Hülse ist durch festes Kuppeln um den Eingriffsabschnitt des Körpers herum montiert, so dass vermieden wird, dass sich die Hülse von dem Körper löst.
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Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts des Körpers kleiner als der maximale Durchmesser des ersten vorstehenden Abschnitts senkrecht zu der Längsachse des Körpers und kleiner als der maximale Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts senkrecht zu der Längsachse des Körpers.
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Bevorzugt ist der maximale Durchmesser des ersten vorstehenden Abschnitts des Körpers kleiner als der maximale Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts des Körpers.
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Vorzugsweise weist der erste vorstehende Abschnitt eine ringförmige Kante auf, die den maximalen Durchmesser des ersten vorstehenden Abschnitts definiert. Der erste vorstehende Abschnitt weist ferner eine Verbindungsfläche auf, die sich zwischen der ringförmigen Kante und dem einen Ende des Eingriffsabschnitts erstreckt, wobei die Verbindungsfläche von dem einen Ende des Eingriffsabschnitts in Richtung zu der ringförmigen Kante ansteigende Durchmesser hat.
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Vorzugsweise weist der zweite vorstehende Abschnitt einen Innenumfangsrand benachbart zu dem anderen Ende des Eingriffsabschnitts des Körpers, einen Außenumfangsrand, und eine Umfangsfläche zwischen dem Innenumfangsrand und dem Außenumfangsrand auf, wobei der zweite vorstehende Abschnitt von dem Innenumfangsrand in Richtung zu dem Außenumfangsrand ansteigende Durchmesser hat, und wobei der Außenumfangsrand den maximalen Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts definiert.
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Bevorzugt weist das erste Kupplungsende eine Endfläche mit einem Innenumfangsrand und einem Außenumfangsrand auf, wobei der Innenumfangsrand der Endfläche an einer Mündung der Betätigungsöffnung angeordnet ist. Der erste vorstehende Abschnitt weist ferner eine Führungsfläche auf, die sich zwischen dem Außenumfangsrand der Endfläche des ersten Kupplungsendes und der ringförmigen Kante erstreckt, wobei die Führungsfläche von der ringförmigen Kante in Richtung zu der Endfläche des ersten Kupplungsendes abnehmende Durchmesser hat.
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Vorzugsweise ist die Führungsfläche konisch und weist einen Innenumfangsrand benachbart zu dem Außenumfangsrand der Endfläche auf. Ein Durchmesser des Innenumfangsrandes der Führungsfläche senkrecht zu der Längsachse des Körpers ist kleiner als der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts. Die Führungsfläche weist ferner einen Außenumfangsrand benachbart zu der ringförmigen Kante auf. Ein Innendurchmesser der zweiten Endfläche der Hülse senkrecht zu der Längsachse des Körpers ist größer als der Durchmesser des Innenumfangsrandes der Führungsfläche.
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Bevorzugt weist der Innenumfang der Hülse einen gerundeten Abschnitt auf, der sich zwischen einem Innenumfangsrand der ersten Endfläche und dem Eingriffsabschnitt erstreckt. Der Eingriffsabschnitt erstreckt sich zwischen dem gerundeten Abschnitt und der zweiten Endfläche. Das zweite Kupplungsende weist einen Außenumfang auf, der mit dem Außenumfang des ersten Kupplungsendes verbunden ist.
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Vorzugsweise hat die Hülse eine erste Dicke zwischen dem Eingriffsabschnitt und einem Außenumfang der Hülse. Das erste Kupplungsende des Körpers hat eine zweite Dicke zwischen dem Eingriffsabschnitt und einem Innenumfang des ersten Kupplungsendes, wobei die erste Dicke größer als die zweite Dicke ist.
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Bevorzugt hat der Außenumfang der Hülse einen Außendurchmesser, der gleich dem maximalen Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts des Körpers senkrecht zu der Längsachse des Körpers ist, wobei der Außenumfang der Hülse mit einem Außenumfang des zweiten vorstehenden Abschnitts des Körpers bündig ist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Steckbuchse mit einer verstärkten Festigkeit gemäß der Erfindung;
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2 eine perspektivische Explosionsansicht der Steckbuchse aus 1;
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3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in 1; und
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4 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der Steckbuchse aus 3.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Mit Bezug auf die 1–4 weist eine Steckbuchse 10 mit einer verstärkten Festigkeit gemäß der Erfindung einen Körper 20 und eine Hülse 30 auf. Der Körper 20 ist aus Metall hergestellt und weist ein erstes Kupplungsende 21 und ein zweites Kupplungsende 22 entgegengesetzt zu dem ersten Kupplungsende 21 auf. Das erste und das zweite Kupplungsende 21 und 22 können mit einem Antriebswerkzeug oder einem Befestigungselement gekuppelt werden. Das Antriebswerkzeug kann ein Handwerkzeug, ein pneumatisches Werkzeug oder ein elektrisches Werkzeug sein. Das Befestigungselement kann eine sechskantige Schraube oder Mutter sein.
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Das erste Kupplungsende 21 weist eine Betätigungsöffnung 211 auf, die sich entlang einer Längsachse des Körpers 20 erstreckt und nichtkreisförmige Querschnitte hat. Die Betätigungsöffnung 211 kann mit einem sechskantigen Befestigungselement gekuppelt werden. Das zweite Kupplungsende 22 weist eine Antriebsöffnung 221 auf, die sich entlang der Längsachse des Körpers 20 erstreckt und nichtkreisförmige Querschnitte aufweist. Die Antriebsöffnung 221 kann mit einem Antriebswerkzeug gekuppelt werden, das einen viereckigen Kopf hat.
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Das erste Kupplungsende 21 des Körpers 20 weist einen Außenumfang 212 auf. Das zweite Kupplungsende 22 des Körpers 20 weist einen Außenumfang 222 auf, der mit dem Außenumfang 212 des ersten Kupplungsendes 21 verbunden ist.
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Der Außenumfang 212 des ersten Kupplungsendes 21 weist einen ersten vorstehenden Abschnitt 213, einen zweiten vorstehenden Abschnitt 214 und einen Eingriffsabschnitt 215 auf, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten vorstehenden Abschnitt 213 und 214 erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform weist der erste vorstehende Abschnitt 213 eine ringförmige Kante 218 auf, die den maximalen Durchmesser des ersten vorstehenden Abschnitts 213 definiert. Der erste vorstehende Abschnitt 213 weist ferner eine Verbindungsfläche 219 auf, die sich zwischen der ringförmigen Kante 218 und dem einen Ende des Eingriffsabschnitts 215 erstreckt. Die Verbindungsfläche 219 hat von dem einen Ende des Eingriffsabschnitts 215 in Richtung zu der ringförmigen Kante 218 ansteigende Durchmesser. Der erste vorstehende Abschnitt 213 weist ferner eine Führungsfläche 217 auf, die sich zwischen einer Endfläche 216 des ersten Kupplungsendes 21 und der ringförmigen Kante 218 erstreckt. Die Führungsfläche 217 hat von der ringförmigen Kante 218 in Richtung zu der Endfläche 216 des ersten Kupplungsendes 21 abnehmende Durchmesser. Die Endfläche 216 weist einen Innenumfangsrand an einer Mündung der Betätigungsöffnung 211 auf. Die Führungsfläche 217 ist konisch und weist einen Innenumfangsrand benachbart zu einem Außenumfangsrand der Endfläche 216 auf. Die Führungsfläche 217 weist ferner einen Außenumfangsrand benachbart zu der ringförmigen Kante 218 auf. Der Außendurchmesser des Innenumfangsrandes der Führungsfläche 217 senkrecht zu der Längsachse des Körpers 20 ist kleiner als der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts 215. Der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts 215 senkrecht zu der Längsachse des Körpers 20 ist kleiner als der maximale Durchmesser des ersten vorstehenden Abschnitts 213 und kleiner als der maximale Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts 214 senkrecht zu der Längsachse des Körpers 20. Daher stehen der erste und der zweite vorstehende Abschnitt 213 und 214 in einer Radialrichtung senkrecht zu der Längsachse des Körpers 20 über den Eingriffsabschnitt 215 hinaus.
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Der zweite vorstehende Abschnitt 214 weist einen Innenumfangsrand 214A benachbart zu dem anderen Ende des Eingriffsabschnitts 215 des Körpers 20, einen Außenumfangsrand 214B, und eine Umfangsfläche 214C zwischen dem Innenumfangsrand 214A und dem Außenumfangsrand 214B auf. Der zweite vorstehende Abschnitt 214 hat von dem Innenumfangsrand 214A in Richtung zu dem Außenumfangsrand 214B ansteigende Durchmesser. Der Außenumfangsrand 214B definiert den maximalen Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts 214. Die Umfangsfläche 214C weist im Längsschnitt zwei Bögen auf, die jeweils ein viertel eines Kreisumfangs darstellen. Der maximale Durchmesser des ersten vorstehenden Abschnitts 213 ist kleiner als der maximale Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts 214 und etwas größer als der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts 215.
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Die Hülse 30 ist aus Metall hergestellt, das eine Härte hat, die größer als die Härte des Körpers 20 ist. Die Hülse 30 ist um den Außenumfang 212 des Körpers 20 herum montiert, um die Festigkeit der Steckbuchse 10 zu verstärken. Die Hülse 30 weist eine erste und eine zweite Endfläche 31 und 32 und einen Innenumfang 33 auf, der sich zwischen der ersten und der zweiten Endfläche 31 und 32 der Hülse 30 erstreckt.
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Der Innenumfang 33 der Hülse 30 weist einen Eingriffsabschnitt 331 auf, der mit dem Eingriffsabschnitt 215 des Körpers 20 in Eingriff steht, wobei die Hülse 30 nicht mit dem ersten und dem zweiten vorstehenden Abschnitt 213 und 214 des Körpers 20 in Kontakt steht.
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Die zweite Endfläche 32 der Hülse 30 ist zwischen der ersten Endfläche 31 der Hülse 30 und dem zweiten vorstehenden Abschnitt 214 des Körpers 20 angeordnet. Die erste Endfläche 31 steht nicht mit dem ersten vorstehenden Abschnitt 213 in Kontakt. Die zweite Endfläche 32 der Hülse 30 ist dem zweiten vorstehenden Abschnitt 214 zugewandt, steht jedoch nicht mit diesem in Kontakt.
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Der Eingriffsabschnitt 331 der Hülse 30 hat einen Ausgangsinnendurchmesser, bevor die Hülse 30 an dem Körper 20 montiert ist. Der Ausgangsinnendurchmesser ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts 215 senkrecht zu der Längsachse des Körpers 20. Der Eingriffsabschnitt 331 der Hülse 30 ist durch festes Kuppeln um den Eingriffsabschnitt 215 des Körpers 20 herum montiert, wodurch ein Lösen der Hülse 30 von dem Körper 20 vermieden wird. Eine Länge L215 des Eingriffsabschnitts 215 des Körpers 20 entlang der Längsachse des Körpers 20 ist größer als eine Länge L331 des Eingriffsabschnitts 331 der Hülse 30 entlang der Längsachse des Körpers 20, wobei ein Spalt zwischen der ersten Endfläche 31 und dem ersten vorstehenden Abschnitt 213 ausgebildet ist, und ein anderer Spalt zwischen der zweiten Endfläche 32 und dem zweiten vorstehenden Abschnitt 214 ausgebildet ist.
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Bei der Montage wird die Hülse 30 zum Beispiel durch Hämmern oder durch eine Maschine von dem ersten Kupplungsende 21 in Richtung zu dem zweiten Kupplungsende 22 des Körpers 20 bewegt, wobei die zweite Endfläche 32 der Hülse 30 dem Körper 20 zugewandt ist. Da der Ausgangsinnendurchmesser des Eingriffsabschnitts 331 der Hülse 30 etwas kleiner als der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts 215 ist, wird der erste vorstehende Abschnitt 213 während der Montage durch den Eingriffsabschnitt 331 nach innen gedrückt. Nachdem der Eingriffsabschnitt 331 der Hülse 30 den ersten vorstehenden Abschnitt 213 passiert hat, kehrt der erste vorstehende Abschnitt 213 durch Rückbildung des ersten Kupplungsendes 21 in seine Ausgangsform zurück. Somit ist der Eingriffsabschnitt 331 der Hülse 30 ohne dem Risiko des Lösens um den Eingriffsabschnitt 215 des Körpers 20 herum fest gekuppelt.
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Der Innendurchmesser der zweiten Endfläche 32 der Hülse 30 senkrecht zu der Längsachse des Körpers 20 ist größer als der Durchmesser des Innenumfangsrandes der Führungsfläche 217, so dass die Führungsfläche 217 die zweite Endfläche 32 der Hülse 30 derart führt, dass sie den ersten vorstehenden Abschnitt 213 leicht passieren kann. Daher kann sich die Hülse 30 sanft zu dem Eingriffsabschnitt 215 des Körpers 20 bewegen.
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Der Innenumfang 33 der Hülse 30 weist einen gerundeten Abschnitt 332 auf, der sich zwischen einem Innenumfangsrand der ersten Endfläche 31 und dem Eingriffsabschnitt 331 erstreckt, wobei sich der Eingriffsabschnitt 331 zwischen dem gerundeten Abschnitt 332 und der zweiten Endfläche 32 erstreckt. Der gerundete Abschnitt 332 stellt sicher, dass der erste vorstehende Abschnitt 213 in seine Ausgangsform zurückkehrt, während vermieden wird, dass die erste Endfläche 31, der Eingriffsabschnitt 331 und der gerundete Abschnitt 332 mit dem ersten vorstehenden Abschnitt 213 in Kontakt stehen.
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Da die Härte der Hülse 30 größer als die des Körpers 20 ist, wird die Strukturfestigkeit der Steckbuchse 10 erhöht. Dies reduziert die Verformung der Betätigungsöffnung 211 des ersten Kupplungsendes 21 während des Betriebs. Selbst wenn die Betätigungsöffnung 211 des ersten Kupplungsendes 21 an ihren Ecken infolge wiederholter Stöße und Kollisionen mit den Befestigungselementen reißt, umspannt noch die Hülse 30 das erste Kupplungsende 21 des Körpers 20, so dass die Betätigungsöffnung 211 noch die gewünschte Antriebsfunktion durchführen kann, Schäden reduziert werden und das gewünschte Anzugsmoment bereitgestellt wird. Somit hat die Steckbuchse 10 eine längere Lebensdauer.
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Durch das feste Kuppeln zwischen dem Eingriffsabschnitt 215 des Körpers 20 und dem Eingriffsabschnitt 331 der Hülse 30, der etwas kleiner als der Eingriffsabschnitt 215 ist, und durch Vermeiden eines Kontaktes der Hülse 30 mit dem ersten und dem zweiten vorstehenden Abschnitt 213 und 214 ist die Montage vollendet, sobald die Hülse 30 den ersten vorstehenden Abschnitt 213 vollständig passiert hat. Die Anforderung an die Montagegenauigkeit ist nicht hoch, so dass die Montage ohne Fachleute durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist ein Außenumfang 34 der Hülse 30 stabil, so dass die Farbe, Muster, Wörter und Effekte einer matten oder hochglanzpolierten Oberfläche erhalten bleiben.
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Ferner kann, da die Härte der Hülse 30 größer als die des Körpers 20 ist, der Körper 20 aus einem Metall hergestellt werden, das kostengünstig ist. Die Steckbuchse 10 hat noch eine ausreichende Festigkeit, nachdem die harte Hülse 30 um den Körper 20 herum montiert ist, so dass die Lebensdauer der Steckbuchse 10 wirksam verlängert wird.
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Die Hülse 30 hat eine erste Dicke T30 zwischen dem Eingriffsabschnitt 331 und dem Außenumfang 34 der Hülse 30. Das erste Kupplungsende 21 des Körpers 20 hat eine zweite Dicke T21 zwischen dem Eingriffsabschnitt 215 und einem Innenumfang des ersten Kupplungsendes 21, wobei die erste Dicke T30 größer als die zweite Dicke T21 ist. Daher kann die Dicke T30 der Hülse 30 die Steckbuchse 10 verstärken, so dass das erste Kupplungsende 21 des Körpers 20 so dünn wie möglich gestaltet werden kann, wodurch Material eingespart wird und der Durchmesser der Steckbuchse 10 wirksam reduziert wird, während das Gewicht und die Größe reduziert wird und der Betrieb in einem begrenzten Raum ermöglicht wird. In der gezeigten Ausführungsform hat der Außenumfang 34 der Hülse 30 einen Außendurchmesser, der gleich dem maximalen Durchmesser des zweiten vorstehenden Abschnitts 214 des Körpers 20 ist, so dass der Außenumfang 34 der Hülse 30 mit dem Außenumfangsrand 214B des zweiten vorstehenden Abschnitts 214 des Körpers 20 bündig ist, wodurch vermieden wird, dass der Außenumfang 34 der Hülse 30 über den zweiten vorstehenden Abschnitt 214 hinausragt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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