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Werkzeug zum maschinellen oder manuellen Einschrauben eines Gewindebolzens
in Maschinen- oder Gehäuseteile Das Einschrauben von Stehbolzen oder Gewindebolzen
in Maschinen oder Gehäuseteile u. dgl. erfolgt bekanntlich vielfach mit Hilfe von
sogenannten Stehbolzenfuttern, in welche die Gewindebolzen beim Schraubvorgang jeweils
an ihrem nachher überstehenden Ende fest eingesetzt sind und die einen von Hand
oder mittels eines Schlüssels bzw. maschinell zu verdrehenden Schaft besitzen. Die
beim Einschrauben in das Gehäuseteil erforderliche feste Verankerung des Gewindebolzens
im Stehbolzenfutter erfolgt meist durch eine Gewindeverbindung, die zusätzlich verspannt
ist, beispielsweise so, daß das mit einem Gewinde versehene und in das mit einem
entsprechenden Gegengewinde ausgestattete Futter eingeschraubte Bolzenende unter
Druck gesetzt wird.
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Bei den bekannten Werkzeugen, von denen die Erfindung ausgeht, erfolgt
das Unterdrucksetzen des Bolzenendes und damit das Verspannen des Sitzes des Gewindebolzens
durch Axialverschiebung eines Zwischenstückes in einer Futterhülse, wobei die Axialverschiebung
des Zwischenstückes durch jeweils nur eine entsprechende Drehbewegung des Futterschaftes
erfolgt, die mittels an seinem Vorderteil eingefräster und zur Aufnahme von als
Führungs- und übertragungselemente dienender Kugeln vorgesehenen Nuten in eine Axialbewegung
umgesetzt wird.
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Außerdem besitzen die bekannten Werkzeuge zur Arretierung der Stehbolzen
mehrteilige Spannbacken, die während des Einschraubvorganges auf den Stehbolzen
einen in radialer Richtung wirkenden Druck erzeugen.
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Das Wesentliche bei solchen Stehbolzenfuttem liegt nun darin, daß
nach Beendigung des Einschraubvorganges und beim Zurückdrehen des Futterschaftes
der Sitz des Gewindebolzens im Futter sofort gelockert wird, also die Verspannung
unmittelbar gelöst wird, um ein Herausdrehen des eingeschraubten Bolzens aus seinem
Gehäuseteil zu verhindern.
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Die vorstehend genannten Stehbolzenfutter erfüllen zwar diese Aufgabe,
besitzen aber den Nachteil, daß sie infolge der erforderlichen vielen Einzelteile
teuer herzustellen sind und eine gewisse Störanfälligkeit besitzen.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines aus wenigen Einzelteilen
möglichst einfach herzustellenden und daher betriebssicheren Stehbolzenfutters mit
durch Axialverschiebung eines Zwischenstückes in der Futterhülse bewirkter Verspannung
oder Lockerung des Sitzes des Gewindebolzens.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Futterhülse einteilig
und starr ausgeführt ist und der Gewindebolzen in der Futterhülse lediglich durch
den infolge der Verschiebung des Zwischenstückes bewirkten Axialdruck verspannt
wird und daß die am zylindrischen Ansatz des beweglichen Futterschaftes eingefrästen
Nuten bezüglich der Schaftlängsachse sowohl schräg als auch in ihrer ganzen Länge
konkav ausgebildet sind.
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Vorzugsweise verlaufen dabei die eingefrästen Nuten unter einem Winkel
zwischen 90 und 45° zur Schaftachse.
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In weiterer Ausbildung ist die Futterhülse in den gegenüber den Nuten
des Futterschaftes liegenden Bereichen mit Querbohrungen versehen, in welche die
Kugeln, die als Führungs- und übertragungselemente dienen, mehr als häftig hineinragen.
Gegen Herausfallen sind dabei die Kugeln erfindungsgemäß mit gewissem Radialspiel
durch einen auf die Futterhülse aufgesetzten Ring gehaltert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der schematisch
dargestellten Zeichnung näher erläutert. In ihr zeigt Fig. 1 das Werkzeug im Längsschnitt,
Fig. 2 die Ausbildung des Futterschaftes und die Anordnung und Form der Nuten, ferner
Fig. 3 und 4 das Werkzeug im Querschnitt sowie dessen Abmessungen, schließlich Fig.
5 und 6 die Stellung des Werkzeuges beim Einschrauben von Stehbolzen sowie beimAbschrauben
des Stehbolzenfutters.
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In Fig.1, die ein Stehbolzenfutter teilweise im Schnitt wiedergibt,
ist der mit einem zylindrischen Ansatz 10 versehene Futterschaft 11 in die Bohrung
12 der Futterhülse 13 eingesetzt. Der zylindrische Teil 10 des Futterschaftes 11
besitzt an seinem Umfang
schräg zur Schaftlängsachse und bezüglich
dieser Achse konkav verlaufende Nuten 14, deren Erzeugungsachse um den Winkel a
zur Längsachse des Futterschaftes 11 versetzt ist, wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist.
Der Winkel a ist dabei abhängig von den jeweils gegebenen Voraussetzungen zwischen
0 und 45° wählbar. In diese Nuten 14 und in die in der Futterhülse 13 vorgesehene
Querbohrungen 15 greifen die Stahlkugeln 16 ein, die, wie bereits erwähnt, einerseits
die Übertragungen der mittels eines Schlüssels oder einer Maschine erzeugten Drehbewegung
des Futterschaftes 11 auf die Futterhülse 13 und damit auf den nicht gezeichneten
Gewindebolzen übernehmen und andererseits die Verspannung des Gewindebolzens im
Gewinde 17 der Futterhülse 13 über das Zwischenstück 18 ermöglichen. Die Halterung
der Kugeln 16 nach außen erfolgt durch einen auf der Futterhülse angeordneten zylindrischen
Ring 19.
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Wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, muß, damit sich der Futterschaft
innerhalb der Futterhülse um einen bestimmten Winkel ß drehen kann, der Hülsendurchmesser
d größer bemessen sein als die Summe der beiden Kugeldurchmesser b einschließlich
der radialen Höhe a des verbleibenden Ansatzes 20 am zylindrischen Teil 10 des Futterschaftes
11. Die Größe des Winkels ß hängt dabei von dem Verhältnis a+2b:d ab, wenn mit a
der kleinste Durchmesser des am Futterschaft verbleibenden Ansatzes 20, mit b der
Kugeldurchmesser und mit d der Durchmesser der Futterhülse 11 bezeichnet sind. Die
Wandstärke 21 der Futterhülse am Querschnitt bei der Bohrung 15 wird dabei vorteilhafterweise
größer als der Kugelradius bemessen, damit der auftretende Axialschub A an der Futterhülse
11 über ihrem Bohrungsdurchmesser abgefangen wird. Die Radialkomponente R wird vom
Ring 19 aufgefangen.
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Mit dieser Anordnung ergibt sich folgende Wirkungsweise: Wird der
Gewinde- oder Stahlbolzen an seinem einen Ende in das am vorderen Ende der Futterhülse
13 angebrachte Aufnahmegewinde 17 eingeschraubt und der Schaft 11 in Drehung versetzt,
so kommen die Kugeln 16 an den Punkten 22 und 23 des am Futterschaft 11 bleibenden
Ansatzes 20 zur Anlage, wobei sich der Schaft 11 infolge der schrägen Nuten zugleich
ein Stück in die Futterhülse hinein verschiebt. Dieser Zustand geht auch aus den
Fig. 5 und 6 hervor.
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Ist der Einschraubvorgang beendet, d. h. sitzt der Gewindebolzen in
seinem Aufnahmeteil fest, so muß, um ein Herausdrehen des Gewindebolzens zu verhindern,
bei Drehung des Gewindeschaftes in entgegengesetzter Richtung die Lockerung des
Gewindesitzes des Stehbolzens im Futter sofort erfolgen, also noch ehe die Futterhülse
13 vom Schaft in Drehung versetzt wird. Diese Lockerung ergibt sich beim Stehbolzenfutter
nach der Erfindung vorteilhafterweise dadurch, daß sich der Schaft bei Rückwärtsd-rehung
zunächst um den Winkel ß, das ist der Winkel, den zwei vom Mittelpunkt des Ansatzes
20 durch die Auflagepunkte des Futterschaftes gezogene Strahlen miteinander bilden,
leer in der Futterhülse 13 bewegt, wobei er in axialer Richtung wieder um denselben
Betrag wie beim Einschraubvorgang, nur in umgekehrter Richtung, verschoben wird.
Damit entfällt der Axialdruck auf das Zwischenstück 18, wodurch auch der Gewindesitz
in der Führungshülse 13 g,,,-lockert ist: Dieser Zustand ist in Fig. 6 festgehalten.
Dadurch, daß nunmehr die Punkte 24 und 25 (Fig. 4) des Teils 20 zur Anlage an die
Kugeln 16 gelangen, wird die Futterhülse 13 mitgenommen und vom Gewindebolzen abgeschraubt.
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Es erweist sich als zweckmäßig, die Nuten unter einem Winkel zur Schaftachse
verlaufen zu lassen, der sich in den Grenzen zwischen 90 und 45° bewegt; ferner
ist vorteilhaft, daß die als Führungs- und Übertragungselemente dienenden Kugeln
16 mehr als hälftig in die Querbohrungen der Futterhülsen 13 hineinragen, um, wie
bereits erwähnt, die axiale Druckkomponente nicht auf die Innenkante der Futterhülse
13 wirken zu lassen.