DE3200167A1

DE3200167A1 - "FASTENER DRIVING TOOL WITH SPRING-RELATED TORQUE LIMIT EXCEPTION"

Info

Publication number: DE3200167A1
Application number: DE19823200167
Authority: DE
Inventors: George G. Ing. 60070 Prospect Heights Ill. Dewey
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1982-09-23
Also published as: FI814205L; GB2091152A; SE8106898L; BE891830A; IE820114L; NO820161L; LU83867A1; DK23682A; AU7761181A; NL8105274A; GB2091152B; CA1163475A; FR2498108A1

Description

Die Erf inching bezieht sich auf Be festige re intre ibwe rkzeuge. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine besondere Anordnung einer Drehmcinentbegrenzungsausnehmung von der Art, wie sie in Verbindung mit Kombinationswerkzeugen zur Anwendung kommt, die in US-Patent 3 965 510 und 4 107 beschrieben und beansprucht sind, deren relevante Teile hiermit durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen werden.The invention relates to fastening tools. In particular, the invention is directed to a special arrangement of a rotary pin limitation recess of the type as used in connection with combination tools disclosed in U.S. Patents 3,965,510 and 4,107 are described and claimed, the relevant parts of which are hereby incorporated by reference into this application will.

Diese Art Ausnehmung hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen zur Verhinderung eines Überdrehens von Befestigern, welches in weichen Materialien wie Trockenwänden ein Zerbröckeln der Platten und eine Verunstaltung der Oberfläche verursachen und in harten Materialien wie Beton ein Überdrehen der Gewinde des Betons oder Befestigers und/oder ein Abdrehen des Befestigerkopfes zur Folge haben kann.This type of recess has proven to be particularly useful for preventing fasteners from being over-tightened, which in soft materials such as dry walls causes the panels to crumble and the surface to be disfigured cause and in hard materials such as concrete an over-tightening of the thread of the concrete or fastener and / or twisting of the fastener head can result.

Es ist daher wichtig, daß die axiale Länge der Drehmomentbegrenzungsausnehmung so nahe wie möglich der Höhe und dem Stiel des Befestigerkopfes angepaßt wird, mit welchem zusammen das Werkzeug benutzt werden soll. Es gibt jedoch Fälle, in denen es wünschenswert ist, die Länge der Ausnehmung augenblicklich verändern zu können, um den Kopf darüber hinaus zum Antrieb zu erfassen, wenn der Kopf aus dem Eingriff mit den Antriebsflächen des Werkzeugs zurückgezogen worden ist. Solche Fälle können auftreten als Folge einesIt is therefore important that the axial length of the torque limiting recess is adjusted as close as possible to the height and stem of the fastener head with which together the tool is to be used. However, there are cases when it is desirable to increase the length of the recess Can be changed instantly to capture the head in addition to the drive when the head is out of engagement has been withdrawn with the drive surfaces of the tool. Such cases can occur as a result of a

Auftreffens auf eine örtlich begrenzte harte Stelle in einem Material, so daß der Befestiger nicht voll durch das normale Antriebswerkzeug zum Aufsitz gebracht werden kann, sondern durch einen anderen ersetzt werden muß, wenn es sich um einen nach dem Patent 3 965 510 handelt, oder eingestellt werden muß, wenn es sich um die Art nach der Lehre in dem Patent 4 107 800 handelt. Keine dieser Lösungen ist ganz mühelos oder unter bestimmten Bedingungen am Aufstellungsort unbedingt möglich. Andere Fälle, in denen eine augenblickliche Veränderung der Tiefe der Drehmomentbegrenzungsausnehmung wünschenswert ist, sind a) Auftreten von Veränderungen in der Befestigerkopfhöhe infolge Beschädigung oder Abmessungstoleranzen, b) Auftreten leichter Anzeichen von Abnutzung oder Abweichungen in den Dimensionen des Werkzeugs selbst, c) wenn es erwünscht ist, den Befestiger aus irgendeinem Grunde aus dem Werkstück zu entfernen. Hitting a localized hard point in one Material so that the fastener cannot be fully seated by the normal drive tool, but must be replaced by another, if it is one according to the patent 3,965,510, or discontinued must be if it is the type according to the teaching in the patent 4,107,800. Neither of these solutions is effortlessly or absolutely possible under certain conditions at the installation site. Other cases where a instantaneous change in the depth of the torque limiting recess What is desirable is a) the occurrence of changes in fastener head height due to damage or dimensional tolerances, b) the appearance of slight signs of wear or deviations in dimensions the tool itself, c) when it is desired to remove the fastener from the workpiece for any reason.

Die Erfindung schafft eine Einrichtung zum augenblicklichen Verändern der Länge der Drehmomentbegrenzungsausnehmung. Diese Einrichtung enthält eine starre Feder, welche die Hülse, die den keine Drehbewegung erzeugenden Bereich bildet, in ihre Vorwärtsstellung oder ihre Stellung maximaler Länge beaufschlagt. Unter normaler axialer Belastung während des Antriebs hält die starre Feder die Stellung der Hülse relativ zu den Antriebsflächen aufrecht, so daß die Antriebsaufnahmeflächen auf dem Befestigerkopf frei-The invention provides a device for instantaneously varying the length of the torque limiting recess. This device contains a rigid spring, which the sleeve, the non-rotational movement generating area forms, in their forward position or their position more maximal Length applied. The rigid spring holds the position under normal axial load during the drive the sleeve upright relative to the drive surfaces so that the drive receiving surfaces on the fastener head are exposed.

gegeben und in den keine Drehbewegung erzeugenden Bereich hineingezogen werden. Unter außergewöhnlicher axialer Belastung, aufgebracht durch den Bedienungsinann, fällt die starre Feder zusammen und gestattet eine Verringerung der vorgegebenen Länge des keine Drehbewegung erzeugenden Bereichs, so daß ein zusätzliches Drehmoment aufgebracht werden kann und der Befestiger nach Wunsch vorwärtsbewegt oder zurückgezogen wird.given and drawn into the area that does not produce any rotational movement will. The rigid one falls under exceptional axial load applied by the operator Spring together and allows a reduction in the specified length of the non-rotational movement generating area, so that additional torque can be applied and the fastener advanced or retracted as desired will.

Diese und weitere Merkmale, sowie Vorteile und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden. Es zeigen:These and other features, as well as advantages and benefits, of the present invention will become apparent after reading the following Description can be better understood in conjunction with the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung der Elemente des Werkzeugs gemäß der Erfindung,Fig. 1 is an exploded view of the elements of the tool according to the invention,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des zusammengebauten Werkzeugs bei Verwendung zum Eintreiben von Befestigern mit Antrieb von außen, undFig. 2 is a partially sectioned side view of the assembled tool when used for External drive driving of fasteners, and

Fig. 3 eine Endansicht des in Fig. 2 gezeigten Werkzeugs.FIG. 3 is an end view of the tool shown in FIG.

Das Eintreibwerkzeug gemäß der Erfindung ist allgemein bei 10 dargestellt. Die Elemente des Werkzeugs sind der Hauptkörper 12, Stellschraube 14, ein C-Clip 16, ein O-Ring 18,The driving tool according to the invention is shown generally at 10. The elements of the tool are the main body 12, set screw 14, a C-clip 16, an O-ring 18,

eine Zwischenlegscheibe 20, ein Hülsenkörper 22 und eine innere Eintreibspitze 24.an washer 20, a sleeve body 22, and an inner drive tip 24.

Ein erstes Ende des Hauptkörpers 12 besitzt planare Oberflächen 26, die in der Spannbacke eines Kraftwerkzeugs (nicht gezeigt) zum Eingriff kommen und in ihr zurückgehalten werden können. Obwohl als Sechseckschaft dargestellt, kann die Kraftwerkzeugeingriffs- und Halteeinrichtung jede beliebige zweckmäßige Form annehmen. An dem Hauptkörper 12 ist zwischen seinen Enden eine Anschlageinrichtung 28 befestigt und begrenzt eine Bezugsfläche In den Hauptkörper 12 erstreckt sich teilweise eine Vieleckbohrung axial hinein und ist in der Lage, einen entsprechend geformten Schaft 34 der Eintreibspitze 24 aufzunehmen. Die Vieleckbohrung 32 und der Schaft 34 sind vorzugsweise sechseckig, um das Werkzeug in die Lage zu versetzen, auch Befestiger 36 mit Außenantrieb durch direkten Eingriff zwischen der Bohrung 32 und dem Befestigerkopf 38 einzutreiben. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Bohrung 32 auch andere Formen annehmen könnte, wie beispielsweise ein Doppelsechseck oder dergleichen.A first end of the main body 12 has planar surfaces 26 formed in the jaw of a power tool (not shown) come into engagement and can be retained in it. Although shown as a hexagonal shaft, For example, the power tool engaging and retaining device may take any convenient form. To the Main body 12 has a stop device 28 attached between its ends and delimits a reference surface A polygonal bore partially extends axially into the main body 12 and is capable of a corresponding shaped shaft 34 of the driving tip 24 to receive. The polygonal bore 32 and the shaft 34 are preferably hexagonal in order to enable the tool to also pass through fasteners 36 with external drive direct engagement between the bore 32 and the fastener head 38 to drive. However, it can be seen that the bore 32 could also take other shapes, such as a double hexagon or the like.

Das zweite Ende des Hauptkörpers 12 ist mit einer ringförmigen Nut 40 in seinem Grenzbereich versehen. Diese Nut 40 empfängt einen C-Clip 16, welcher EinrichtungenThe second end of the main body 12 is provided with an annular groove 40 in its boundary area. These Groove 40 receives a C-clip 16, which facilities

aufweist, welche die Elemente des Werkzeugs 10 (mit Ausnahme der Spitze 24) in zusammengebautem Zustand halten (Fig. 2). Es ist ersichtlich, daß zu diesem Zweck andere Vorrichtungen benutzt werden könnten. Beispielsweise könnten die Kanten des die Bohrung 32 umgebenden Werkzeugendes umgefollt oder könnte, wenn das hintere Ende der Hülse 22 mit einem kleineren Innendurchmesser als dem Außendurchmesser des Hauptkörpers 12 teilweise geschlossen würde, die Anschlageinrichtung 28 ein getrennter Körper sein, der nach der Hülse 22, der Zwischenlegscheibe 20 und dem O-Ring 18 über das erste Ende aufgesteckt und auf den Hauptkörper 12 aufgesetzt werden könnte. In diesem letztgenannten Fall würde das Werkzeug auf eine besondere Kopflänge begrenzt sein und bei Abnutzung oder Bruch eines Teils gänzlich fortgeworfen anstatt ausgetauscht werden, um andere Ausnehmungstiefen zu schaffen oder die Abnutzung zu beheben, wie es bei dem C-Clip 16 möglich ist.which hold the elements of the tool 10 (with the exception of the tip 24) in the assembled state (Fig. 2). It will be appreciated that other devices could be used for this purpose. For example the edges of the tool end surrounding the bore 32 could be crimped or, if the rear end of the Sleeve 22 with an inner diameter smaller than the outer diameter of the main body 12 is partially closed the stop device 28 would be a separate body which, after the sleeve 22, the washer 20 and the O-ring 18 could be slipped over the first end and placed on the main body 12. In this latter one In this case, the tool would be limited to a particular head length and in the event of wear or breakage one In some cases, they are thrown away entirely instead of exchanged in order to create different recess depths or to reduce wear and tear to fix, as it is possible with the C-Clip 16.

Der Hülsenkörper 22 besitzt eine Innenbohrung 42, die zur Aufnahme des Hauptkörpers 12 bemessen ist. Eine Ausnehmung 44 in einem Ende begrenzt eine zweite Bezugsfläche 46 und ist zur Aufnahme des O-Ringes 18 und der Druckscheibe 20 bemessen.Eine zweite Ausnehmung 48 in dem anderen Ende hat eine radiale Mindestabmessung, welche die maximale radiale Abmessung des Befestigerkopfes 38, mit dem zusammen das Werkzeug benutzt werden soll, überschreitet.The sleeve body 22 has an inner bore 42, which for Recording of the main body 12 is sized. A recess 44 in one end defines a second reference surface 46 and is for receiving the O-ring 18 and the thrust washer 20 A second recess 48 in the other end has a minimum radial dimension, which is the maximum radial dimension of the fastener head 38 with which the tool is to be used, exceeds.

Ferner ist die axiale Tiefe der Ausnehmung 48 derart, daß die Länge des dadurch gebildeten keine Drehbewegung erzeugenden Bereichs, die über das Ende des Körpers 12 hinausgeht, im wesentlichen gleich der Höhe des Kopfes 38 ist.Furthermore, the axial depth of the recess 48 is such that the length of the recess formed thereby does not produce any rotational movement The area that extends beyond the end of the body 12 is substantially equal to the height of the head 38.

Der Hauptkörper 12 besitzt eine radial verlaufende Gewindebohrung 50, welche die Bohrung 32 im Mittelpunkt einer Vieleckfläche überschneidet. Auf diese Weise kann, wenn der Hals 34 in die Bohrung 32 eingesetzt ist, die Stellschraube 14 in die Bohrung 50 eingeschraubt werden und eine der Schaftflächen erfassen, um die Eintreibspitze 24 zurückzuhalten. Zur Erleichterung der Handhabung der Stellschraube ist in der Hülse 22 eine langgestreckte Bohrung 52 gebildet.The main body 12 has a radially extending threaded bore 50, which the bore 32 in the center of a polygonal surface overlaps. That way, when the Neck 34 is inserted into the bore 32, the set screw 14 is screwed into the bore 50 and one of the Grasp shaft surfaces to retain driver tip 24. To facilitate handling of the adjusting screw, an elongated bore 52 is formed in the sleeve 22.

Die Hülse 22 ist vorzugsweise in der Lage, sich mit Bezug auf den Hauptkörper 12 und die Befestigereingriffs- und Eintreibflächen der Bohrung 32 frei zu drehen. Auf diese Weise kann die Hülse 22 das Werkstück während -des Einsetzens des Befestigers erfassen, ohne seine Oberfläche zu verschrammen oder zu verunstalten. Der O-Ring 18 ist im allgemeinen aus Gummi oder einem anderen elastomeren Material hergestellt. Demzufolge wird, um die freie Drehbewegung der Hülse 22 aufrechtzuerhalten, die Druckscheibe 20 verwendet. Diese Zwischenlegscheibe ist vorzugsweise aus einem selbstschmierenden Kunststoff, um effektiv die Wirkung eines Puffers zwischen dem umlaufenden O-RingThe sleeve 22 is preferably capable of engaging with respect to the main body 12 and the fastener Drive surfaces of the bore 32 to rotate freely. In this way, the sleeve 22 can remove the workpiece during insertion of the fastener without scratching or defacing its surface. The O-ring 18 is generally made of rubber or other elastomeric material. As a result, it becomes free to rotate of the sleeve 22, the thrust washer 20 is used. This washer is preferred made of a self-lubricating plastic to effectively act as a buffer between the rotating O-ring

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und der stationären Hülse 22 auszuführen.and the stationary sleeve 22.

Die Arbeitsweise des Werkzeugs 10 wird in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Die Sechseckbohrung 32 wird mit dem Kopf 38 in Eingriff gebracht und durch ein Kraftwerkzeug (nicht gezeigt) ein Drehmoment auf das Werkzeug und den Befestiger aufgebracht. Bei normaler axialer Belastung wird der Befestiger bei Annäherung an seine endgültige Sitzstellung aus der Bohrung 32 heraus und in den Drehmomentbegrenzungsbereich der Ausnehmung 48 hineingezogen, und zwar infolge der Zusammenwirkung des vorderen Endes der Hülse 22 mit dem Werkstück. Sollte aus irgendeinem Grunde ein zusätzliches Drehmoment benötigt werden, dann braucht der Bedienungsmann lediglich eine leicht größere oder außergewöhnliche axiale Kraft aufzubringen, was ein Zurückschieben der Hülse gegen die starre Feder verursacht, die hier als O-Ring 18 dargestellt ist, um die Feder zum Zusammenfallen zu bringen, die vorgegebene Länge des keine Drehbewegung erzeugenden Bereichs zu kürzen und eine erneute Zusammenwirkung zwischen der Bohrung 3 2 und dem Befestigerkopf 3 8 zu verursachen.The operation of the tool 10 is described in connection with FIG. The hexagonal hole 32 is with the Head 38 engaged and torque applied to the tool and the by a power tool (not shown) Fasteners applied. Under normal axial load, the fastener will move as it approaches its final seated position pulled out of the bore 32 and into the torque limiting region of the recess 48, and as a result of the interaction of the front end of the sleeve 22 with the workpiece. Should be for some reason an additional torque are required, then the operator only needs a slightly larger or applying exceptional axial force, what a push back caused the sleeve against the rigid spring, which is shown here as O-ring 18, to the spring for To coincide, bring the given length of none To shorten rotational movement generating area and a renewed interaction between the bore 3 2 and the fastener head 3 8 cause.

Falls Befestiger mit Innenantrieb eingetrieben werden sollen, kann die Spitze 34 in die Bohrung 32 eingesetzt und durch die Stellschraube 14 darin gehalten werden, die durch den Schlitz 52 in der Hülse 22 betätigt wird.If internal-drive fasteners are to be driven, the tip 34 can be inserted into the bore 32 and held therein by set screw 14 actuated through slot 52 in sleeve 22.

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Die Stellschraube 14 muß selbstverständlich eine begrenzte Lange haben, um nicht den Umlauf der Hülse 2° zu stören. Die Einstellung der Spitze 24 relativ zu der Ausnehmung 48 ist für besondere Kopfformen veränderlich.- Es könnten zur Anzeige dieser Stellungen geeignete Kennzeichen (nicht gezeigt) einschließlich Kerben für die Stellschraube an Punkten auf den sechs Seiten um den Schaft 34 herum angeordnet werden. Der Kopf eines Befestigers mit Innenantrieb wird in ähnlicher Weise aus dem Eingriff mit den Antriebsflächen 35 der Spitze heraus und in die Drehmomentbegrenzungsausnehmung 48 hineingezogen. Es kann wiederum ein zusätzliches Drehmoment in der einen oder anderen Umlaufrichtung aufgebracht werden durch Überwinden der Beaufschlagung der starren Feder 18 und Ineingriffhalten der Antriebsflächen 35 mit der Befestigerausnehmung für eine ausgedehnte Zeitdauer.The adjusting screw 14 must of course be limited Have a long time so as not to disturb the 2 ° rotation of the sleeve. The setting of the tip 24 relative to the recess 48 can be changed for special head shapes These positions indicate appropriate indicators (not shown) including notches for the set screw Points are arranged on the six sides around the shaft 34 around. The head of an internal drive fastener will similarly out of engagement with the tip drive surfaces 35 and into the torque limiting recess 48 drawn in. It can turn an additional torque in one or the other direction of rotation be applied by overcoming the action of the rigid spring 18 and keeping the Drive surfaces 35 with the fastener recess for an extended period of time.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand besonderer Ausführungsformen diskutiert wurde, ist doch ersichtlich, daß Fachleuten auf diesem Gebiet nach der Lektüre der obigen Beschreibung verschiedene Veränderungen, Abwandlungen und Abweichungen möglich erscheinen werden. Beispielweise könnte die starre Feder die Form einer Wellenzwischenlegscheibe oder einer Schraubenfeder annehmen, wodurch die Druckzwischenlegscheibe nicht mehr nötig wäre. Demzufolge ist es beabsichtigt, derartige Veränderungen, AbwandlungenAlthough the present invention is based on particular embodiments it will be apparent that those skilled in the art after reading the above Description of various changes, modifications and deviations will appear possible. For example the rigid spring could take the form of a shaft washer or a coil spring, whereby the Pressure washer would no longer be necessary. Accordingly, such changes and modifications are intended

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und Abweichungen, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen, als Teil der Erfindung anzusehen..and variations that come within the scope of the appended claims are to be regarded as part of the invention.

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Claims

Expectations

Fastener driving tool for driving a fastener into a workpiece in a rotary motion, characterized by a first end which has means for engaging a power tool, a second end which surfaces are assigned to interact with and to transmit a drive torque to drive receiving surfaces on a fastener head, which has a predetermined maximum radial outer dimension, anchor devices that are fixed in the middle between the two ends of the tool and form a first reference surface, a Sleeve body, which at least part of the fastener

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surrounding engagement surfaces and a torque limiting recess with a predetermined inner radial minimum dimension, which forms the predetermined maximum outer dimension of the fastener head, leaving the recess a non-rotational movement generating area adjacent to the fastener engagement surfaces of one predetermined axial extent and the sleeve body also forms a second reference surface, devices to retain the sleeve around the fastener engaging surfaces around, rigid spring means, which in the middle between the first and second reference surfaces in Are positioned that with normal axial load exerted during driving of the fastener the Sleeve its relative axial position with respect to the fastener engagement f laughter maintains and therefore the predetermined axial extension of the non-rotational movement generating area is maintained, so that the drive receiving surfaces on the fastener head from the fastener engaging f Loosen the laugh and enter the area of the sleeve that does not produce any rotational movement, but when using it an exceptional axial load the rigid spring device partially collapses and the sleeve in put the position to move axially relative to the fastener engagement sf and thereby the predetermined To reduce the axial length of the non-rotational movement generating area and the transmission of an additional torque to allow on the fastener.

2. Fastener driving tool according to claim 1, characterized in that that the rigid spring device contains an O-ring.

3. Fastener driving tool according to claim 1, characterized in that that the predetermined axial length of the non-rotational movement generating area is generally equal to that axial dimension of the fastener head.

4. Fastener driving tool according to claim 1, characterized in that that the sleeve is free relative to the fastener engagement sf laugh can turn.