DE3314636C1 - Werkzeug zum Eindrehen selbstschneidender Gewindebüchsen - Google Patents

Description

• Ein Ausdrehen der Gewindebüchse aus der Aufnahmebohrung wird hierdurch wohl vermieden, nicht vermieden wird jedoch, daß die Gewindebüchse in der Aufnahmebohrung sich lockert.
• Diese Lockerung ist auf folgendes zurückzuführen: Dic keilförmigen Gewindegänge am konisch angefasten Einschraubende verkeilen sich mit dem angeschnittenen Gewinde der Aufnahmebohrung. Diese Verkeilung wird aufgehoben, wenn die Gewindebüchse auch nur geringfügig entgegen ihrer Eindrehrichtung gedreht wird. Die Gewindebüchse kann dann mit relativ geringem Drehmoment aus der Aufnahmebohrung ausgedreht werden.
• Bei dem bekannten Werkzeug kann dies auftreten, da nach der Bewegungsumkehr der Welle erst nach einem bestimmten Winkelweg der Welle sich die Kupplung zwischen Welle und Hülse löst und die Kupplung zwischen Hülse und Gehäuse kraftschlüssig wird. Somit dreht sich die Hülse zusammen mit der Welle um einen geringen Winkelweg entgegen der Eindrehrichtung, was ausreicht, um die vorerwähnte Verkeilung aufzuheben.
• Bei dem eingangs genannten und aus der DE-OS 28 13 816 bekannten Eindrehwerkzeug ist die Hülse Teil eines Gehäuses, das zwei durch einen axial bewegbaren Kolben voneinander getrennte Druckräume aufweist.
• Der mit dem Gehäuse drehfest verbundene Kolben, der die Welle trägt, weist im Inneren ein Kugelventil auf, über welches die beiden Druckräume miteinander verbindbar sind. Beim Eindrehen einer Gewindebüchse ist das Ventil geschlossen und der Druck in einem der Druckräume steigt an, was bestimmend ist für die kraftschlüssige Anlage der Stirnseiten von Hülse und Gewindebüchse.
• Bei der Rückdrehbewegung wird das Ventil geöffnet, wodurch ein Druckausgleich zwischen den Druckräumen stattfindet. Jedoch herrscht nach wie vor ein Druck in diesen Druckräumen und somit ein Kraftschluß zwischen den vorerwähnten Stirnseiten, denn bei der Rückdrehbewegung wird eine Feder gespannt, die auf einen Ausgleichskolben wirkt, der den anderen Druckraum begrenzt. Weiterhin wirkt zwischen dem axial bewegbaren Kolben und dem Gehäuse eine Rückstellfeder, deren Kraft ebenfalls in Richtung des Kraftschlusses wirkt.
• Es tritt also auch hier der Nachteil auf, daß zu Beginn der Rückdrehbewegung nach wie vor ein Kraftschluß zwischen der Hülse und der Gewindebüchse herrscht.
• Es stellt sich die Aufgabe, das eingangs genannte Eindrehwerkzeug so zu verbessern, daß der Kraftschluß zwischen Gewindebüchse und Hülse vor der Bewegungsumkehr der Welle aufgehoben wird, so daß nach der Bewegungsumkehr der Welle die Hülse relativ zur Welle und damit zur Gewindebüchse drehbar und axial verschiebbar ist.
• Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
• Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Gesamtansicht eines Wcrkzcugs; F i g. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Kopfes des Werkzeugs mit Darstellung der Gewindebüchse und der Aufnahmebohrung; F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung bei einer zweiten Ausführungsform; Fig. 4 eine der F i g. 2 entsprechende Darslellung bei einer dritten Ausführungsform und Fig. 5 eine der F i g. 2 entsprechende vierte Ausführungsform.
• Cemäß F i g. list an einem Grundgestell 11 ein Tragarm 14 angeordnet, der ein Trapezgestänge 17 trägt, dessen Gelenkpunkte mit 20, 21, 23 und 31 bezeichnet sind. Dieses Trapezgestänge 17 weist eine diagonal ge- spannte Feder 25 auf, welche das Werkzeug 12 im Gleichgewicht hält. Das Werkzeug 12 hat einen druckluftbetriebenen und in seiner Drehrichtung umschaltbaren Druckluftmolor M. Auf das untere Gewindeende der Welle des Werkzeugs 12 ist eine Gewindebüchse I aufschraubbar. Die auf die Welle aufgeschraubte Gewindebüchse 1 wird auf die glatte Aufnahmebohrung A eines Werkstücks Waufgesetzt, in dem das Gehäuse 13 von Hand geführt wird.
• Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist die reversibel drehbare Welle mit 1 bezeichnet. Diese weist an ihrem vorderen Ende ein Gewinde 2 auf, auf das der Gewindecinsatz 1 mit seinem Innengewinde 3 aufgeschraubt ist. Die Gewindebüchse I ist an ihrem Einschraubende 4 angefast und mit einem Schneidschlitz 5 versehen. Dieses angefaste Einschraubende 4 bewirkt in Zusammenarbeit mit dem Schneidschlitz 5 das Einschneiden eines Innengewindes in die glatte Aufnahmebohrung A. Dieses angefaste Einschraubende 4 bestimmt, wie schon zuvor erwähnt, auch die Größe des Ausschraubmoments.
• Beim Einschrauben der Gewindebüchse I in die Aufnahmebohrung A muß die obere Stirnseite 6 der Gewindebüchse I kraftschlüssig mit der unteren Stirnseite 7 der Hülse 8 zur Anlage kommen, d. h. diese beiden Teile 1,8 müssen miteinander verkontern.
• Zu diesem Zweck weist die Welle 1 oberhalb der Büchse 8 ein Gewinde 9 auf, auf welches eine Schraubmutter 10 aufgeschraubt ist. Über eine Stirnverzahnung 15 steht diese Schraubenmutter 10 in Eingriff mit einer Drehhülse 16.
• Am Gehäuse 13 angelenkt sind zwei Klemmbacken 18, 19, die mittels eines nicht dargestellten Betätigungsmechanismus zur Anlage gegen die Außenseite der Hülse 8 gebracht werden können.
• Die Arbeitsweise ist folgende: Ist die Gewindebüchse 1 auf das Gewinde 2 aufgeschraubt, dann dreht die Drehhülse 16 die Schraubmutter 10 nach unten, wodurch die Stirnflächen 6,7 miteinander verkeilen. Damit hierbei die Hülse 8 sich nicht dreht und eventuell die Gewindebüchse I von dem Gewinde 2 abschraubt, können die Klemmbacken 18, 19 zur Anlage an die Hülse 8 gebracht werden. Hierbei muß jedoch noch eine Axialbewegung der Hülse 8 möglich sein. Nachdem die Stirnflächen 6, 7 miteinander verkeilt sind, werden die Klemmbacken 18, 19 gelöst und die Welle 1 in Eindrehrichtung in Drehung versetzt. Hierbei drehen sich die Schraubmutter 10 und die Drehhülse 16 mit der Welle 1.
• Dic Gewindebüchse 1 wird somit in die Aufnahmebohrung A eingeschraubt.
• Nach Beendigung der Einschraubbewegung werden die Klcmmbacken 18, 19 wieder gegen die Hülse 8 geführt und sodann wird die Schraubmutter 10 durch die Drchhülsc 9 geringfügig entgegen der vorherigen Drehrichtung gedreht, wodurch sich die Schraubmutter 10 weg von der Hülse 8 nach oben bewegt. Sodann werden die Klemmbacken 18, 19 gelöst und danach die Welle 1 entgegen der Eindrehrichtung in Drehung versetzt. Die Schraubmutter 10 und die Drehhülse 9 drehen sich dabei wieder mit der Welle 1. Bei dieser Gegendrehbewegung der Welle 1 schraubt sich das Gewinde 2 aus dem in die Aufnahmebohrung A eingesetzten Gewindeeinsatz 1 heraus. Nach dem Herausdrehen kann auf das Gewinde 2 eine neuc Gewindebüchse laufgesetzt werden und ein neuer Einsatzzyklus kann beginnen.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Verkonterung zwischen den Stirnflächen 6,7 bewirkt durch einen Ring 24, welcher radial verkonterbar ist zwischen der Hülse 8 und einem Ansatz 22 der Welle 1. Der Ansatz 22 ist leicht konisch ausgebildet, ebenso wie die obere Stirnseite des Ringes 24. Der Ring 24 kann aus einzelnen radial bewegbaren Backen bestehen, bevorzugt ist er jedoch als geschlitzter, radial federnder Ring ausgebildet. Der Ring 24 wird übergriffen durch einen axial bewegbaren Spannkonus 25. Wird dieser Spannkonus 25 nach unten bewegt, dann wird der Ring 24 in den Spalt zwischen der oberen Stirnfläche der Hülse 8 und dem Ansatz 22 gepreßt.
• Die Arbeitsweise ist folgende: Ist der Gewindeeinsatz I auf das Gewinde 2 aufgeschraubt, dann wird der Spannkonus 25 nach unten bewegt, wodurch der Ring 24 zwischen den Ansatz 22 und der oberen Stirn fläche der Hülse 8 gepreßt wird. Hierdurch findet eine Verkeilung zwischen den Stirnflächen 6, 7 statt. Die Welle 1 wird sodann in Eindrehrichtung in Drehung versetzt, wobei sich die Hülse 8, der Ring 24 und der Spannkonus 25 mitdrehen. Nach Beendigung der Eindrehbewegung wird der Spannkonus 25 nach oben bewegt, wodurch sich der Ring 24 radial nach außen entspannt und somit die Verkonterung zwischen den Stirnflächen 6, 7 aufgehoben wird. Danach wird die Welle 1 entgegen ihrer Eindrehrichtung in Drehung versetzt, wodurch sich das Gewinde 2 aus dem Gewindeeinsatz 1 heraussehraubt.
• Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 ist der Gegenhalter ein axial beweglicher Hohlstempel 26. Vor dem Eindrehen und nach Aufschrauben des Gewindeeinsatzes 1 auf das Gewinde 2 wird dieser nach unten bewegt und preßt die Stirnflächen 6, 7 gegeneinander. Sodann wird die Welle 1 in Eindrehrichtung in Drehung versetzt zusammen mit dem Hohlstempel 26 und der Hülse 8.
• Nach Beendigung der Einschraubbewegung wird der Hohlstempel 26 nach oben bewegt wodurch die Verkonterung zwischen den Flächen 6, 7 aufgehoben wird.
• Sodann dreht sich die Welle 1 entgegen der Eindrehrichtung, wodurch das Gewinde 2 aus dem Gewindeeinsatz lausgeschraubt wird.
• Ein weiterer Nachteil, der bei den seitherigen Einschraubvorgängen auftreten kann, besteht darin, daß infolge eines zu geringen Anpreßdruckes die Gewindebüchse I beim Ansetzen an die Aufnahmebohrungen A nicht faßt, d. h. nicht anschneidet. Dieser Nachteil wird durch die Ausführungsform nach F i g. 5 behoben, wo die Welle erst dann in Drehung versetzt wird, wenn die Gewindebüchse 1 mit einem ausreichend hohen Druck gegen die Oberkante der Aufnahmebohrung A gepreßt wird, bei dem ein sicheres Einschneiden gewährleistet ist. Die Welle besteht hierbei aus zwei Teilen 1A und 1 B.
• Der untere Wellenteil 1A ist mit seinem oberen Teil teleskopartig im unteren Teil des Wellenteils 1 B verschiebbar. Am Ende der dort vorgesehenen Sackbohrung 27 befindet sich ein Mikroschalter 28. Beide Wellenteile 1A und 1 B sind über eine Nut- Federverbindung 29 kraftschlüssig miteinander verbunden. Zwischen der oberen Stirnseite der Hülse 8 und der unteren Stirnseite des Wellenteils 1B ist eine auf Druck beanspruchte Feder 30 vorgesehen. Die untere Stirnfläche des Wellenteil 1B und die obere Stirnfläche der Hülse 8 weisen jeweils eine Stirnverzahnung 32 bzw. 33 auf.
• Die Arbeitsweise ist folgende: Die auf das Gewinde 2 aufgeschraubte Gewindebüchse I wird mit ihrem Einschraubende 4 auf den oberen Rand der Aufnahmebohrung A aufgesetzt. Das Werkzeug 12 wird sodann nach unten gepreßt, wodurch die Feder 30 zusammengepreßt wird und der Wellenteil 1A sich in die Sackbohrung 27 bewegt. Je weiter das Werkzeug 12 nach unten bewegt wird, um so weiter fährt der Wellenteil 1A in die Boh- rung 27 ein, bis die obere Stirnfläche des Wellenteils 1A den Mikroschalter 28 bestätigt. Jetzt herrscht zwischen Aufnahmebohrung A und Gewindeeinsatz I ein ausreichend starker Druck um ein sicheres Gewindeanschneiden zu gewährleisten. Bevor der Mikroschalter 28 bestätigt wird, kommen die Stirnverzahnungen 32, 33 miteinander in Eingriff und zwischen den Stirnflächen 6, 7 herrscht ein ausreichend hoher Anpreßdruck. Mit Betätigung des Mikroschalters 28 wird die Welle in Drehung versetzt und der Gewindeeinsatz 1 in die Aufnahmebohrung A eingeschraubt. Am Ende des Einschraubvorganges wird das Werkzeug 12 angehoben, wodurch der Mikroschalter 28 ausschaltet, da die Feder 30 sich nunmehr cntspannen kann. Gleichzeitig wird die Verkonterung zwischen den Flächen 6, 7 aufgehoben. Nunmehr kann die Rückdrehbewegung der Welle eingeleitet werden.

Claims (14)

1. Patentansprüche: 1. Werkzeug zum Eindrehen selbstschneidender Gewindebüchsen in glatte Aufnahmebohrungen mit einer reversibel drehbaren Welle. die an einem Ende ein Gewinde aufweist, auf welches die Gewindebüchse aufschraubbar ist, und mit einer beirn Eindrehen mit der Welle sich drehenden Hülse, die dabei mit einer Stirnseite zur kraftschlüssigen Anlage an die dem Einschraubende gegenüberliegende Stirnseite der Gewindebüchse kommt und welche gegenüber der Welle axial bewegbar ist, d a d u rch g e -kennzeichnet, daß die Hülse (8) lose drehbar auf der Welle (1) angeordnet ist, an der anderen Stirnseite der Hülse (8) ein relativ zur Welle (1) axial bewegbarer und mit der Welle sich drehender Gegenhalter (1B, 10, 25, 26) vorgesehen ist, der beim Eindrehen eine Axialbewegung in Richtung der Hülse (8) ausführt und dabei unmittelbar oder mittelbar zur Anlage an die andere Stirnseite der Hülse (8) kommt und der vor der Bewegungsumkehr der Welle (1) eine entgegengesetzte Axialbewegung ausführt, bei welcher der Kontakt zur anderen Stirnseite der Hülse (8) aufgehoben wird.
2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (13) des Werkzeugs (12) Klemmbacken (18, 19) angeordnet sind, die gegen die Hülse (8) klemmen, bevor die kraftschlüssige Anlage des Gegenhalters an die Hülse (8) aufgehoben wird.
3. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter eine Schraubmutter (10) ist, die auf einem Gewindestück (9) der Welle (1) angeordnet ist und welche durch eine Drehhülse(16) verdreht wird.
4. 4. Werkzeug- nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (16) vor dem Eindrehen sich in der einen Drehrichtung und während des Eindrehens zusammen mit der Welle (1) dreht und die sich vor der Bewegungsumkehr der Welle (1) in der anderen Drehrichtung dreht.
5. 5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubmutter (10) und die Drehhülse (16) über je eine Stirnverzahnung (15) miteinander in Eingriff stehen.
6. 6. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gckennzeichnet, daß der Gegenhalter ein zwischen der Hülse (8) und einem Ansatz (22) der Welle (1) radial verkonterbarer Ring (24) ist.
7. 7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (24) aus radial bewegbaren Backen besteht.
8. 8. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (24) als geschlitzter, radial federnder Ring ausgebildet ist.
9. 9. Werkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (24) von einem axial bewegbaren Spannkonus (25) übergriffen wird, der den Ring (24) beim Eindrehen nach innen preßt und der vor der Bewegungsumkehr der Welle (1) vom Ring (24) weggeführt wird.
10. 10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff des Rings (24) zwischen Ansatz (22) und Hülse (8) keilförmig erfolgt.
11. 11. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter ein axial be- wegbarer Hohlstempel(lB, 26) ist, der während des Eindrehens gegen die Hülse (8) preßt und vor einer Bewegungsumkehr der Welle (1) von der Hülse (8) weggeführt wird.
12. 12. Werkzeug nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eindrehen der Spannkonus (25) bzw. der Mohlstempel(lB, 26) sich zusammen mit der Welle (1) dreht.
13. ]3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle zweigeteilt ausgebildet ist, die beiden Teile 1A, 1B drehfest miteinander verbunden, teleskopartig ineinander greifen und zwischen beiden Teilen (1A, 1B)ein Feder elemcnt (30) angeordnet ist und ein Schalter (28) vorgesehen ist, der die Eindrehbewegung der Welle (1) bewirkt, wenn das Federelement(30) über einen bestimmten Federweg zusammengepreßt ist.
14. 14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wellenteil 1B als Hohlstempel ausgebildet ist, der als Gegenhalter am Ende des Federwegs zur Anlage gegen die Hülse (8) kommt.

    Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Eindrehen selbstschneidender Gewindebüchsen in glatte Aufnahmebohrungen mit einer reversibel drehbaren Welle, die an einem Ende ein Gewinde aufweist, auf welches die Gewindebüchse aufschraubbar ist und mit einer beim Eindrehen mit der Welle sich drehenden Hülse, die dabei mit einer Stirnseite zur kraftschlüssigen Anlage an die dem Einschraubende gegenüberliegende Stirnseite der Gewindebüchse kommt und welche gegenüber der Welle axial bewegbar ist.

    Bei einem Eindrehwerkzeug nach der US-PS 36 94 888 ist zwischen der Hülse und der Welle einerseits und der Hülse und dem Gehäuse des Werkzeugs andererseits je eine Kupplung vorgesehen. Dreht sich die Welle in Eindrehrichtung, dann dreht sich die Hülse zusammen mit der Welle. Wird die Gewindebüchse gegen die Aufnahmebohrung geführt, dann wirkt auf die Gewindebüchse ein Drehmoment, das bewirkt, daß die Hülse und die Gewindebüchse an ihren einander berührenden Stirnseiten kraftschlüssig miteinander verkontern. Nach dieser Verkonterung zwischen Gewindebüchse und Hülse kann die Gewindebüchse in die Aufnahmebohrung eingeschraubt werden. Die zwischen Hülse und Welle vorgesehene Kupplung bewirkt, daß beim Eindrehen die Hülse sich zusammen mit der Welle dreht.

    Nach Beendigung des Eindrehvorganges dreht sich die Welle in entgegengesetzter Richtung, wodurch bewirkt wird, daß sich die Welle mit ihrem Gewinde aus dem Innengewinde der Gewindebüchse herausschraubt.

    Infolge der Verkonterung zwischen der Hülse und der Gewindebüchse wird jedoch oftmals das Ausdrehmoment, das erforderlich ist, um die Gewindebüchse aus der Aufnahmebohrung auszudrehen, überwunden. Gemäß der US-PS 36 94 888 soll dies dadurch vermieden werden, daß bei einer Drehung der Welle entgegen der Eindrehrichtung die Hülse sich nicht mit der Welle dreht sondern über die Kupplung zwischen Hülse und Gehäuse mit diesem verbunden wird und somit stehen bleibt.