DE19509909C2 - Verbindungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung, bestehend aus einem an einem Ende eines Verbindungsstücks angebrachten Anschlußabschnitt und einer auf diesen lösbar aufsteckbaren Hülse eines antreibenden Gliedes, wobei der Anschlußabschnitt mit einem im Querschnitt quadratischen Schaft ausgestattet ist, bei dem jede Seitenfläche einen ebenen Oberflächenabschnitt und zwei zu diesem jeweils unter einem gleichen Winkel geneigte Oberflächenabschnitte aufweist, von denen einer, in Längsrichtung des Verbindungsstücks gesehen, vor und der andere hinter dem ebenen Oberflächenabschnitt liegt, und wobei in einem der ebenen Oberflächenabschnitte eine zu dessen Fläche senkrecht verlaufende Bohrung vorgesehen ist, in der eine Stahlkugel sitzt, die in Richtung aus der Bohrung heraus unter Federvorspannung steht, aus der Bohrung jedoch nicht herauslaufen kann und bei aufgesteckter Hülse des antreibenden Gliedes mit einer an deren Innenwand ausgebildeten Ausnehmung in Rasteingriff bringbar ist.

Solche Verbindungsanordnungen werden z. B. zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei örtlich zueinander versetzten Gliedern eingesetzt, z. B. zum Ein- oder Ausschrauben von Zündkerzen bei Kraftfahrzeugen als "Kerzenschlüssel" oder zum Übertragen von Antriebsmomenten zwischen zwei Werkzeugteilen o. ä.

Eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art ist aus dem Katalog 864 der Firma Elora (1989), Seite 24, oder auch aus den Druckschriften "Hazet Aktuell" Nr. 2 (1993), Seite 4, und "Hazet-Report" 1/93, Seite 5, bekannt. Diese Verbindungsanordnungen gestatten die Übertragung eines Drehmoments von einem antreibenden Glied auf ein angetriebenes Glied über eine pendelnde oder verschwenkende Bewegung des quadratischen Schaftes des Verbindungsstücks. Es besteht somit die Möglichkeit, das Werkzeug zum Anziehen des Kopfes einer Schraube unter einem schräg zu der Schraubenlängsachse liegenden Winkel anzusetzen und unter Beibehaltung dieses Winkels durch Drehen des Werkzeugs die Schraube anzuziehen. Solche Verbindungsstücke sind allerdings nicht sonderlich dafür geeignet, bei einer sogenannten "linearen" Drehmomentenübertragung, d. h. einer Drehmomentenübertragung, bei der das Werkzeug koaxial zur Schraubenlängsachse liegen muß, eingesetzt zu werden, da ansonsten während des Drehens des Werkzeugs dessen koaxiale Ausrichtung z. B. zur Schraube (oder einem anderen drehenden Element) zusätzlich sichergestellt werden muß, weil die bekannten Verbindungsanordnungen eine solche koaxiale Ausrichtung nicht von selbst halten. Damit ist der Einsatz- bzw. Anwendungsbereich dieser bekannten Verbindungsanordnungen praktisch eingeschränkt.

Eine Verbindungsanordnung, die auch für lineare Drehmomentenübertragungen eingesetzt werden kann, ist aus der US-A-3 788 169 bekannt. Bei dieser bekannten Verbindungsanordnung besteht das in die Hülse eines antreibenden Gliedes einsteckbare Verbindungsstück seinerseits aus zwei Teilen, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind und an ihren einander zugewandten Endbereichen im Inneren jeweils quadratische Öffnungen aufweisen. Ferner ist ein Form- Verbindungsglied vorgesehen, das durch diese Öffnungen hindurchreicht und an seinen beiden Enden jeweils mit einem verdickten Form-Endbereich versehen ist, dessen Formgebung so gewählt ist, daß das Verbindungsglied bei einer Drehung um die Längsachse des Verbindungsstücks formschlüssig das Drehmoment zwischen den beiden Teilen über die quadratischen Kammern übertragen kann, gleichzeitig aber auch die Möglichkeit besteht, die beiden Teile des Verbindungsstücks bis zu einem gewissen Grad zueinander zu verkanten, wobei das Verbindungsglied die drehschlüssige Verbindung zwischen den verkanteten Teilen aufrechterhält und die Drehmomentenübertragung gewährleistet. Mittels einer in Längsrichtung des Verbindungsglieds angeordneten Feder, die mit ihrem einen Ende an dem einen Ende des Verbindungsglieds befestigt und mit ihrem anderen Ende an dem dieses Ende des Verbindungsglieds aufnehmenden Teil des Verbindungsstücks befestigt ist, werden beide Teile über das Verbindungsglied unter Vorspannung in Richtung aufeinander zu gezogen, wobei der andere verdickte Endbereich des Verbindungsglieds im anderen Teil des Verbindungsstücks durch einen nach innen vorragenden Rand daran gehindert wird, aus seiner Aufnahmekammer herauszulaufen. Damit wird sichergestellt, daß die beiden Teile des Verbindungsstücks unter der Einwirkung der Feder koaxial gegeneinander gezogen werden, aber auch in zueinander abgewinkelter Form der Drehmomentenübertragung eingesetzt werden können, wonach sie selbsttätig unter Einwirkung der Vorspannung in ihre zueinander koaxial ausgerichtete Form zurücklaufen. Diese bekannte Verbindungsanordnung bietet somit die Möglichkeit, sowohl unter einem Winkel, als auch in Form einer linearen Drehmomentenübertragung zu arbeiten. Allerdings ist diese bekannte Verbindungsanordnung sehr aufwendig im Aufbau und kompliziert in ihrer Montage, wobei im Falle eines Federbruchs die Funktionsfähigkeit der Anordnung sogleich ganz erheblich beeinträchtigt wird.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß sie bei einem einfachen Aufbau auch für eine koaxiale Drehmomentenübertragung gut geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß am Schaft auf dessen an den Mittelabschnitt des Verbindungsstücks anschließender Seite ein eine Stufe ausbildender, im Querschnitt quadratischer Stufenabschnitt angebracht ist, der bei Aufstecken der Hülse des antreibenden Gliedes mit deren Endbereich in Eingriff bringbar ist, wobei die Ausnehmung in der Hülse so angeordnet ist, daß bei Rasteingriff der Stahlkugel mit ihr der Endbereich der Hülse nicht in Eingriff mit dem quadratischen Endabschnitt des Schaftes steht.

Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung läßt sowohl eine lineare, d. h. koaxiale und unverkantete, wie auch eine Drehmomentenübertragung unter einem gewissen Winkel zu, wobei sie bei hervorragender Funktionsfähigkeit von einem ganz besonders bemerkenswert einfachen Aufbau ist. Die lineare Drehmomentenübertragung wie auch die Drehmomentenübertragung bei abgewinkelt liegendem Antrieb wird durch die erfindungsgemäße Verwendung einer zweistufig aufsteckbaren Hülse, die in voll aufgestecktem Zustand durch Anlage gegen die radial überstehende Endfläche eines Stufenabschnitts und in ihrer anderen Aufsteckstellung durch Einrasten einer vorgespannten Stahlkugel mit einer auf der Innenseite der Hülse angebrachten Ausnehmung fixiert wird, in einfacher und funktionssicherer Weise ermöglicht.

Bevorzugt bildet der Stufenabschnitt bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung eine einzige Stufe aus. Dies gestattet eine zuverlässige Verbindung zwischen den miteinander in Eingriff zu bringenden Bauteilen bei gleichzeitig besonders geringem Herstellungsaufwand.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Verbindungsstücks bei einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung,

Fig. 2 eine vergrößerte (um 180° in Längsrichtung und um 90° um die Längsmittelachse gedrehte) Darstellung der beiden Endbereiche des Verbindungsstücks aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs Linie III-III aus Fig. 1 (etwas vergrößert),

Fig. 4 eine Schnittdarstellung längs Linie IV-IV aus Fig. 1 (etwas vergrößert),

Fig. 5 eine Ansicht des Verbindungsstücks aus Fig. 1 in Richtung des Pfeiles F,

Fig. 6 eine um 90° um die Längsmittelachse gedrehte Ansicht des in Fig. 2 links dargestellten Anschlußabschnitts des Verbindungsstücks bei verkantetem Anschluß an ein antreibendes Glied, und

Fig. 7 die Darstellung nach Fig. 6, jedoch mit einem linear wirksamen, unverkanteten Anschluß an ein antreibendes Glied.

In den Figuren ist ein Verbindungsstück 1 gezeigt, das an seinem einen Ende zum Anschluß an ein in Fig. 1 nicht dargestelltes antreibendes Glied zur Übertragung einer antreibenden Kraft einen Anschlußabschnitt mit einem quadratischen Schaft 3 aufweist, auf den eine hohle, in ihrer Innenausnehmung mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildete Hülse 2 (Fig. 2, 6, 7) des antreibenden Gliedes aufsetzbar ist. Am anderen, zum Anschluß eines angetriebenen Gliedes vorgesehenen Ende weist das Verbindungsstück 1 eine wiederum mit einer im Querschnitt quadratischen Aufnahmeausnehmung versehene Anschlußhülse 4 auf.

Auf einer gewünschten Seitenfläche des Schaftes 3 ist eine zu dieser senkrechte Bohrung 5 ausgebildet, in der eine Stahlkugel 6 sitzt, die durch eine Feder 7, die ebenfalls in der Bohrung 5 aufgenommen ist, vorgespannt wird. Die Öffnung der Bohrung 5 ist seitlich leicht eingezogen, so daß die Stahlkugel 6 nicht aus der Bohrung herauslaufen kann. Jede Seitenfläche des Schaftes 3 besteht aus mehreren Einzelflächen, nämlich einem ebenen Oberflächenabschnitt c, der parallel zur Längsmittelachse des Verbindungsstücks 1 liegt, und zwei zu dem ebenen Oberflächenabschnitt c geneigten, ebenfalls ebenen Oberflächenabschnitten ª und b, die, in Längsrichtung des Verbindungsstücks 1 gesehen, direkt vor bzw. hinter dem Oberflächenabschnitt c liegen. Durch den ebenen Oberflächenabschnitt c und die geneigten Oberflächenabschnitte ª und b werden zwei tangential über die Stahlkugel 6 (wenn sie eingedrückt ist) verlaufende Kammlinien festlegt.

Auf der Innenwand der im Querschnitt quadratischen Einstecköffnung der Hülse 2 des antreibenden Gliedes, das in den Fig. 2, 6 und 7 strichpunktiert eingezeichnet ist, ist an einer Stelle eine Ausnehmung 2a angebracht, in welche die Stahlkugel 6 hineinragen kann, wenn die Hülse 2 auf den quadratischen Schaft 3 aufgesteckt wird. Wenn die Stahlkugel 6 so in die Ausnehmung 2a hineinragt, daß die Hülse 2 des antreibenden Gliedes relativ zur Längsmittelachse des Verbindungsstücks 1 bei in die Ausnehmung 2a eingerasteter Stahlkugel 6 verschwenkt werden kann (vgl. Fig. 2 und 6), wirkt das antreibende Glied mit dem Verbindungsstück 1 zusammen bzw. ist mit diesem formschlüssig verbunden.

Auf einem Grund-Endabschnitt des quadratischen Schaftes 3, der direkt an den Mittelabschnitt des Verbindungsstücks 1 anschließt, ist ein im Querschnitt quadratischer Stufenabschnitt 8 ausgebildet, der mit dem äußersten, freien Ende der Hülse 2 des antreibenden Gliedes in Eingriff bringbar ist. Wenn dieser Endabschnitt der Hülse 2 bis zum Eingriff mit dem Stufenabschnitt 8 auf den Anschlußabschnitt des Verbindungsstücks 1 aufgesteckt ist, wird das Drehmoment vom antreibenden Glied linear, also ohne Verkantung zwischen Verbindungsstück 1 und antreibendem Glied, übertragen (vgl. Fig. 7). In diesem Fall ist die Stahlkugel 6 ganz in die Bohrung 5 eingedrückt.

Die Neigung der beiden Oberflächenabschnitte ª und b jeweils zur Ebene des Oberflächenabschnitts c ist gleich groß, so daß bei vollständiger (maximaler) Verkantung der Hülse 2 zum Verbindungsglied 1 jeweils die Oberflächenabschnitte ª und b zweier einander gegenüberliegender Seitenflächen des Schaftes 3 an den zugeordneten Innenflächen der Hülse 2 zur Anlage kommen, wie dies aus den Fig. 2 und 6 ersichtlich ist.

Bei dem beschriebenen Aufbau ist das Verbindungsstück 1 mit der Anschlußhülse 4 ausgestattet, die an einem der Enden des Verbindungsstückes 1, auf der Seite für das angetriebene Glied, so ausgebildet ist, daß letzteres in sie eingesteckt werden kann. Weiterhin ist das Verbindungsstück 1 an seinem anderen Ende mit dem quadratischen Schaft 3 des Anschlußabschnitts versehen, an den sich der quadratische Stufenabschnitt 8 anschließt. Das Verbindungsstück 1 weist außerdem die Stahlkugel 6 auf, die an einer ausgewählten Stelle des Schaftes 3 in der Bohrung 5 angeordnet und durch eine Feder 7 vorgespannt ist. Falls die Hülse 2 des antreibenden Gliedes bei begrenztem Arbeitsraum, in dem die Drehmomentübertragung ohne Verschwenken des Verbindungsstücks 1 relativ zum angetriebenen Glied nur schwierig ausführbar wäre, mit diesem Anschlußabschnitt verbunden werden soll, wird sie auf den Schaft 3 des Anschlußabschnittes so aufgesteckt, daß die Stahlkugel 6 des quadratischen Schaftes 3 in die Ausnehmung 2a, die in der Innenwand der Hülse 2 ausgebildet ist, hineinragt. Sodann wird das antreibende Glied betätigt, wobei der Schaft 3 um die Stahlkugel 6 im ebenen Oberflächenabschnitt c nach allen Seiten so weit relativ zur Hülse 2 verschwenkt werden kann, bis die Oberflächenabschnitte ª und b, wie in den Fig. 2 und 6 strichpunktiert eingezeichnet, zur Anlage an Innenflächen der Hülse 2 gelangen, und wobei das Antriebsdrehmoment von dem antreibenden Glied über die Hülse 2 auf das Verbindungsstück 1 zur Durchführung der gewünschten Drehmomentübertragung an ein anzutreibendes (nicht gezeigtes) Glied, das über die Anschlußhülse 4 angeschlossen ist, übertragen wird.

Claims (2)

1. Verbindungsanordnung, bestehend aus einem an einem Ende eines Verbindungsstücks angebrachten Anschlußabschnitt und einer auf diesen lösbar aufsteckbaren Hülse eines antreibenden Gliedes, wobei der Anschlußabschnitt mit einem im Querschnitt quadratischen Schaft ausgestattet ist, bei dem jede Seitenfläche einen ebenen Oberflächenabschnitt und zwei zu diesem jeweils unter einem gleichen Winkel geneigte Oberflächenabschnitte aufweist, von denen einer, in Längsrichtung des Verbindungsstücks gesehen, vor und der andere hinter dem ebenen Oberflächenabschnitt liegt, und wobei in einem der ebenen Oberflächenabschnitte eine zu dessen Fläche senkrecht verlaufende Bohrung vorgesehen ist, in der eine Stahlkugel sitzt, die in Richtung aus der Bohrung heraus unter Federvorspannung steht, aus der Bohrung jedoch nicht herauslaufen kann und bei aufgesteckter Hülse des antreibenden Gliedes mit einer an deren Innenwand ausgebildeten Ausnehmung in Rasteingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaft (3) auf dessen an den Mittelabschnitt des Verbindungsstücks (1) anschließender Seite ein eine Stufe ausbildender, im Querschnitt quadratischer Stufenabschnitt (8) angebracht ist, der bei Aufstecken der Hülse (2) des antreibenden Gliedes mit deren Endbereich in Eingriff bringbar ist, wobei die Ausnehmung (2a) in der Hülse (2) so angeordnet ist, daß bei Rasteingriff der Stahlkugel (6) mit ihr der Endbereich der Hülse (2) nicht in Eingriff mit dem quadratischen Stufenabschnitt (8) des Schaftes (3) steht.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenabschnitt (8) eine einzige Stufe ausbildet.