DE4016919C1

DE4016919C1 -

Info

Publication number: DE4016919C1
Application number: DE19904016919
Authority: DE
Inventors: Ehrenfried 6000 Frankfurt De Schaefer
Original assignee: Rothenberger Werkzeuge-Maschinen 6000 Frankfurt De GmbH
Current assignee: Rothenberger Werkzeuge-Maschinen 6000 Frankfurt De GmbH
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1990-05-25
Publication date: 1991-10-31
Anticipated expiration: 2010-05-26
Also published as: EP0458145A1; JPH05253765A

Description

Die Erfindung betrifft eine Eindrehvorrichtung für Gewindestangen, insbesondere für das Eindrehen von Zugankern in Bohrlöcher, in denen sich eine Ampulle mit einer aushärtbaren Klebemasse befindet, mit einem eine Achse A-A aufweisenden Gehäuse mit einem Antriebsende, das eine formschlüssige Aufnahme für ein Antriebswerkzeug aufweist und mit einem Innenraum, der in Richtung auf das dem Antriebsende abgekehrte Ende des Gehäuses eine Öffnung für das Einführen der Gewindestange aufweist und in dem sich auf den Umfang der Achse verteilt und in einem Käfig drehbar und radial beweglich gelagert mehrere, ein Klemmgesperre bildende zylindrische Wälzkörper befinden, die sich einerseits auf Rampenflächen abstützen, die auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet sind, und andererseits bei Drehung des Gehäuses mittels der Rampenflächen unter Selbsthemmung an die Gewindegänge der Gewindestange anpreßbar sind. The invention relates to a screwing device for Threaded rods, in particular for screwing tie rods into drill holes in which an ampoule with a curable adhesive with a housing having an axis A-A with a drive end that has a positive receptacle for a drive tool and with an interior that in Direction towards the end of the Housing an opening for the insertion of the threaded rod has and in which is on the circumference of the axis distributed and rotatable in a cage and radially movable mounted several cylindrical rolling elements forming a locking mechanism are located on the one hand on ramp surfaces support that is arranged on the inside of the housing are, and on the other hand by rotating the housing the ramp surfaces with self-locking to the threads the threaded rod can be pressed.

Durch die DE-OS 21 65 695 ist eine Vorrichtung zum Anbringen und Entfernen von Gewindebolzen bekannt, die kurz auch als "Stehbolzeneindreher" bezeichnet wird und die konstruktiv sehr weitgehend mit der eingangs be schriebenen Eindrehvorrichtung übereinstimmt. In der Regel besitzen solche Stehbolzen jedoch eine glatte, nicht von Gewindegängen durchsetzte Zylinderfläche, und der Stehbolzeneindreher (oder Stehbolzenausdreher) wird in der Weise eingesetzt, daß die Wälzkörper des Klemmge sperres auf der Zylinderfläche angreifen. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Gewindes durch die ganz enormen Klemmkräfte vermieden.DE-OS 21 65 695 is a device for Attaching and removing threaded bolts known is also briefly referred to as a "stud driver" and the constructively very largely with the beginning Written insertion device matches. In the As a rule, however, such stud bolts have a smooth, cylinder surface not penetrated by threads, and the stud driver (or stud extractor) used in such a way that the rolling elements of the Klemmge attack the lock on the cylinder surface. In this way will damage the thread by the whole enormous clamping forces avoided.

Hierbei ist zu beachten, daß die Übertragung von Drehmomenten mittels gehärteter und glatter Oberflächen der Wälzkörper erfolgt, die auf Flächen der Stehbolzen einwirken, die keinen formschlüssigen Eingriff ermöglichen und in aller Regel sogar zylindrisch und gleichfalls gehärtet sind. Die Kraftübertragung ist mithin nur im Bereich der Selbsthemmung möglich, d.h. die erforderlichen Tangenti alkräfte werden nur durch sehr viel größere Radialkräfte ermöglicht, die natürlich einen verformenden Einfluß auf die Oberfläche der Stehbolzen haben können.It should be noted here that the transmission of torques by means of hardened and smooth surfaces of the rolling elements takes place, which act on surfaces of the studs that not allow positive interventions and in all Usually even cylindrical and also hardened. The power transmission is therefore only in the area of Self-locking possible, i.e. the required tangenti al forces are only created by much larger radial forces enables, of course, a deforming influence may have the surface of the stud bolts.

Die bekannten Vorrichtungen haben daher in der Regel eine durchgehende Gehäusebohrung, so daß die Vorrichtungen soweit auf einen Stehbolzen aufgeschoben werden können, daß mittels der Wälzkörper ein nicht mit Gewindegängen versehener Abschnitt des Stehbolzens erreicht werden kann. Die Länge der Wälzkörper nimmt dabei auch nur einen Bruchteil der Gesamtlänge der Gehäusebohrung ein, und ferner entspricht die Gesamtlänge der Klemmkörper maximal in etwa dem Durchmesser des zu bewegenden Stehbolzens.The known devices therefore usually have one continuous housing bore, so that the devices as far as can be pushed onto a stud, that by means of the rolling elements not with threads provided section of the stud can be reached can. The length of the rolling elements also only takes one Fraction of the total length of the housing bore, and furthermore, the total length of the sprags corresponds to a maximum of about the diameter of the stud to be moved.

In letzter Zeit erfreut sich die Befestigung von Gewindestangen mittels aushärtbarer Klebemassen in Bohrlöchern einer steigenden Bedeutung, und zwar als Ersatz für die zuvor gebräuchlichen Kunststoff-Dübel. Zu diesem Zweck wird zunächst ein genau dimensioniertes Bohrloch in die Gesteinsmasse (Beton, Mauerwerk, etc.) eingebracht, und in dieses Bohrloch wird eine Ampulle eingeschoben, die mit einer aushärtbaren Klebemasse gefüllt ist. Die beiden Komponenten der Klebemasse werden zunächst dadurch getrennt voneinander gehalten, daß in der besagten Ampulle eine weitere, innere Ampulle enthalten ist, die z. B. den Härter enthält. Durch das Eindrehen einer in der Länge genau dimensionierten Gewindestange werden nunmehr die aus Glas bestehenden Ampullen zerstört, und die Komponenten der Klebemasse (Harz und Härter) werden gemischt, wobei teilweise auch ein Eindringen in die Gesteinsmasse erfolgt. Die Klebemasse härtet je nach Temperatur innerhalb weniger Minuten aus, beispielsweise in 10 Minuten, und hält die Gewindestange bzw. den Zuganker unverrückbar fest. Ein Lösen bzw. Herausdrehen der Gewindestange ist nicht mehr möglich.The attachment of Threaded rods using curable adhesives in Wells of increasing importance, as Replacement for the previously used plastic dowels. To for this purpose, an exactly dimensioned one is first Drill hole in the rock mass (concrete, masonry, etc.) inserted, and an ampoule is in this borehole inserted with a curable adhesive is filled. The two components of the adhesive are initially kept separate from each other in that a further inner ampoule of said ampoule is included, the z. B. contains the hardener. By the Screwing in an exactly dimensioned in length Threaded rods are now made of glass Ampoules destroyed, and the components of the adhesive (Resin and hardener) are mixed, sometimes also penetration into the rock mass occurs. The Adhesive hardens within a few minutes depending on the temperature Minutes, for example in 10 minutes, and holds the Threaded rod or the tie rod immovably fixed. A It is no longer possible to loosen or unscrew the threaded rod possible.

Man hat bereits versucht, derartige Gewindestangen bzw. Zuganker mit den bekannten Vorrichtungen in die Bohrlöcher einzubringen, und zwar dadurch, daß man die betreffenden Vorrichtungen mit kräftigen Bohrmaschinen bzw. Schraubern angetrieben hat. Hierbei stellte sich jedoch durch die Einwirkung der Wälzkörper eine ganz erhebliche Verformung der Gewindegänge ein, so daß das nachfolgende Aufschrauben der Muttern nicht mehr ohne weiteres, d. h. ohne den Einsatz von Gewindeschneidwerkzeugen möglich war. Die nachträgliche Bearbeitung einer verformten Gewindeoberfläche ist jedoch von dem ganz erheblichen Nachteil begleitet, daß ein Oberflächen-Korrosionsschutz zerstört wird. Außerdem leidet die Tragfähigkeit des Gewindes.Attempts have already been made to use such threaded rods or Tie rods with the known devices in the To bring boreholes, and that by the relevant devices with powerful drills or screwdrivers. This turned out, however by the action of the rolling elements a very significant Deformation of the threads so that the following Unscrewing the nuts is no longer easy, d. H. possible without the use of tapping tools was. The subsequent processing of a deformed Thread surface, however, is quite substantial Disadvantage accompanies that surface corrosion protection gets destroyed. In addition, the load capacity of the Thread.

Man hat sich daher in einer weiteren Stufe der Entwicklung so beholfen, daß man am Ende der Gewindestange das Gewinde entfernt und durch einen Räumvorgang außerdem ein Innen-Sechskant erzeugt hat, so daß das Ansetzen eines entsprechenden Werkzeuges möglich wurde. Diese Maßnahme führte jedoch nicht nur zu einem Verlust eines Teils der Gewindelänge, sondern auch zu einer erheblichen Verteuerung der Zuganker, wobei zu berücksichtigten ist, daß diese Zuganker - im Gegensatz zu den wiederverwendeten Stehbolzen - ein ständiges Verbrauchsmaterial sind.One has therefore in a further stage of Help development so that at the end of the Threaded rod removed the thread and through one Broaching has also generated an internal hexagon, so that the attachment of a corresponding tool is possible has been. However, this measure did not only lead to one Loss of part of the thread length, but also too a considerable increase in the price of the tie rods, whereby is taken into account that this tie rod - in contrast to the reused stud bolts - a permanent one Consumables are.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Eindrehvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit der Gewindestangen ohne besondere Bearbeitungsvorgänge an den Gewindestangen rasch und zuverlässig in entsprechende Bohrungen und/oder Gewinde eingedreht werden können. Insbesondere soll es mit diesen Eindrehvorrichtungen möglich sein, Gewindestangen durch Ablängen von sogenannter "Meterware" zu verwenden.The invention is therefore based on the object Screwing device of the type described above specify with the threaded rods without any special Machining operations on the threaded rods quickly and reliably in appropriate bores and / or threads can be turned. In particular, it should be with these Screwing devices may be possible through threaded rods Cut to length from so-called "yard goods".

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Eindrehvorrichtung erfindungsgemäß dadurch, daßThe task is solved at according to the invention as a result of that

a) the housing at the end facing the drive end of the interior a firm stop for the end the threaded rod has
b) the total length of the rolling elements is at least 80% the axial length of the interior, calculated from the edge the housing opening up to the stop, and
c) the total length of the rolling elements at least that Twice the nominal diameter of the threaded rod is.

Bei Befolgung dieser Konstruktionsanweisung wird durch den definierten und nicht veränderbaren Abstand zwischen dem Anschlag und dem Rand der Gehäuseöffnung eine genau definierte überstehende Länge des Zugankers erzielt. Weiterhin wird durch die angegebenen Abmessungsverhält nisse gewährleistet, daß sich die Anpreßkkaft der Wälz körper über eine sehr viel größere Länge der Gewinde stange verteilt. Es wurde überraschend festgestellt, daß bei Einhaltung der angegebenen Mindestwerte der Maß relationen eine störende Verformung der Gewindegänge nicht mehr erfolgt, so daß die Muttern ohne weiteres auf die Gewindestangen bzw. Zuganker aufgeschraubt werden können.By following this design instruction, the defined and unchangeable distance between the stop and the edge of the case opening exactly defined protruding length of the tie rod. Furthermore, the specified dimension ratio nisse ensures that the Anpreßkkaft the roller body over a much greater length of thread rod distributed. It was surprisingly found that if the specified minimum values are observed, the dimension relations a disturbing deformation of the threads no longer takes place, so that the nuts easily open the threaded rods or tie rods are screwed on can.

Die einzelnen Zuganker können dabei am Montageort durch Absägen oder Abstechen von Abschnitten von Gewindestangen größerer Länge, sogenannter Meterware, hergestellt werden. Eine kostspielige Bearbeitung der Antriebsenden der Gewindestangen kann infolgedessen unterbleiben. The individual tie rods can pass through at the installation site Sawing or parting off sections of threaded rods greater length, so-called yard goods, manufactured will. An expensive machining of the drive ends As a result, the threaded rods can be omitted.

Es ist dabei weiterhin von Vorteil, wenn an jeder Umfangsstelle des Käfigs mindestens drei Walzkörper axial hintereinander angeordnet sind. Zwar ist es möglich, an jeder Umfangsstelle des Käfigs einen einzigen Wälzkörper entsprechend großer Länge anzuordnen, jedoch hat die Unterteilung dieses Wälzkörpers den Vorteil, daß Oberflächenunregelmäßigkeiten ausgeglichen werden können. Zudem wird die Wahrscheinlichkeit einer Berührung zwischen den Wälzkörpern und der Gewindestange bei Verwendung einer größeren Zahl von Wälzkörpern entsprechend erhöht. Hierbei ist zu beachten, daß das sogenannte Klemmgesperre erst dann wirksam werden kann, wenn der Käfig gegenüber dem Gehäuse verdreht wird, so daß die Wirkung der genannten Rampenflächen eintreten kann.It is still an advantage if everyone Circumferential point of the cage at least three axial rolling elements are arranged one behind the other. Although it is possible a single one at each circumferential location of the cage Arrange rolling elements according to great length, however the subdivision of this rolling element has the advantage that Surface irregularities can be compensated. It also increases the likelihood of touch between the rolling elements and the threaded rod Use of a larger number of rolling elements increased accordingly. It should be noted that the so-called clamp lock can only take effect if the cage is turned relative to the housing, so that the effect of the ramp surfaces mentioned occur can.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegen standes ergibt sich aus dem übrigen Unteranspruch.Another advantageous embodiment of the counterpart of the invention status arises from the remaining subclaim.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.An embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer vollständigen Eindrehvorrichtung, Fig. 1 is a partially sectioned side view of a complete Eindrehvorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des herausgenommenen Käfigs mit eingesetzten Wälzkörpern und Fig. 2 is a perspective view of the removed cage with inserted rolling elements and

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 entlang der Linie III-III in vergrößertem Maßstab. Fig. 3 shows a section through the object of FIG. 1 along the line III-III on an enlarged scale.

In Fig. 1 ist eine vollständige Eindrehvorrichtung 1 dargestellt. Diese besitzt ein Gehäuse 2 mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche 3, die über eine Kegelfläche 4 in eine Zylinderfläche 5 geringeren Durchmessers übergeht. Das freie Ende der Zylinderfläche 5 ist gleichzeitig das sogenannte Antriebsende 6, in dem sich ein gestrichelt dargestelltes Innenvierkant 7 mit einer Kantenlänge von 1/2 Zoll befindet.A complete screwing device 1 is shown in FIG. 1. This has a housing 2 with an essentially cylindrical outer surface 3 , which merges into a cylindrical surface 5 of smaller diameter via a conical surface 4 . The free end of the cylinder surface 5 is at the same time the so-called drive end 6 , in which there is a dashed inner square 7 with an edge length of 1/2 inch.

Der größte Teil der Länge des Gehäuses wird von einem Innenraum 8 eingenommen, der in einer hinteren Stirnwand 9 endet. Am gegenüberliegenden Ende des Innenraums 8 befindet sich eine Gehäuseöffnung 10, die von einem Rand 11 umgeben ist.The largest part of the length of the housing is taken up by an interior space 8 , which ends in a rear end wall 9 . At the opposite end of the interior 8 there is a housing opening 10 which is surrounded by an edge 11 .

Die den Innenraum 8 begrenzenden Mantellinien verlaufen achsparallel, bilden jedoch sogenannte Rampenflächen 12, die in Bezug auf die Achse A-A eine Keilwirkung auf die Wälzkörper 13 ausüben, die als Zylinderrollen ausgeführt sind. Die Wälzkörper 13 sind in einem Käfig 14 geführt, dessen Außen- und Innenflächen Teil-Zylinderflächen sind, zwischen denen Aufnahmetaschen 15 für die Wälzkörper 13 gebildet werden. Diese Aufnahmetaschen 15 sind von Teil-Zylinderflächen 16 begrenzt, deren Durchmesser in einem solchen Maße größer ist als der Durchmesser der Wälzkörper 13, daß die Wälzkörper 13 unter der Wirkung der Rampenflächen 12 Radialbewegungen ausführen können, bis sie zur Anlage an den Gewindegängen einer Gewindestange 17 gebracht werden. Der Außenumfang der Gewindestange 17 ist durch den gestrichelten Kreis 18 angedeutet. Dieser gestrichelte Kreis 18 entspricht dem Nenndurchmesser der Gewindestange 17.The surface lines delimiting the interior 8 run axially parallel, but form so-called ramp surfaces 12 , which exert a wedge effect on the rolling elements 13 with respect to the axis AA, which are designed as cylindrical rollers. The rolling elements 13 are guided in a cage 14 , the outer and inner surfaces of which are partial cylindrical surfaces, between which receiving pockets 15 for the rolling elements 13 are formed. This receiving pockets 15 are defined by part-cylindrical surfaces 16, whose diameter is greater to such an extent than the diameter of the rolling elements 13 so that the roller 13 can perform 12 radial movements under the action of the ramp surfaces until it for bearing on the threads of a threaded rod 17 to be brought. The outer circumference of the threaded rod 17 is indicated by the dashed circle 18 . This dashed circle 18 corresponds to the nominal diameter of the threaded rod 17th

In Fig. 1 ist die axiale Länge L_A des Innenraums 8 dargestellt. Die Gesamtlänge der Wälzkörper 13 beträgt dabei mindestens 80% dieser axialen Länge L_A, die vom Rand 11 der Gehäuseöffnung 10 bis zur Stirnwand 9 reicht, die den Anschlag für die Gewindestange 17 darstellt. Es ist erkennbar, daß der Innenraum 8 in Richtung auf das Antriebsende 6 geschlossen ist. Im vorliegenden Fall sind an jeder Umfangsstelle des Käfigs 14 fünf Wälzkörper 13 angeordnet; es ist jedoch möglich, bei gleicher Gesamtlänge auch nur drei oder vier Wälzkörper 13 an jeder Umfangsstelle des Käfigs 14 vorzusehen, oder - im Grenzfalle - auch nur einen Wälzkörper 13 entsprechender Länge, die wiederum mindestens 80% der Länge L_A betragen muß.In Fig. 1, the axial length L _{A of} the interior 8 is shown. The total length of the rolling elements 13 is at least 80% of this axial length L _A , which extends from the edge 11 of the housing opening 10 to the end wall 9 , which represents the stop for the threaded rod 17 . It can be seen that the interior 8 is closed in the direction of the drive end 6 . In the present case, five rolling elements 13 are arranged at each circumferential point of the cage 14 ; However, it is possible to provide only three or four rolling elements 13 at each circumferential point of the cage 14 for the same overall length, or - in the limit case - only one rolling element 13 of corresponding length, which in turn must be at least 80% of the length L _A.

Der Käfig 14 wird zusammen mit den Wälzkörpern 13 im Innenraum 8 durch eine Ringscheibe 19 gehalten, die wiederum durch einen Sicherungsring 20 fixiert ist. Käfig 14 und Wälzkörper 13 sind zu Reinigungszwecken herausnehmbar.The cage 14 is held together with the rolling elements 13 in the interior 8 by an annular disc 19 , which in turn is fixed by a locking ring 20 . Cage 14 and rolling elements 13 can be removed for cleaning purposes.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Käfig 14 aus einem ringförmigen Teil 14a und drei von diesem ausgehenden achsparallelen Stegen 14b besteht, zwischen denen die zylindrischen Wälzkörper 13 auf die weiter oben angegebene Weise mittels der Teilzylinderflächen 16 gelagert sind. Der Käfig 14 besitzt eine koaxiale Bohrung 21, die zur Einführung der Gewindestange 17 dient (in Fig. 2 ist der Käfig 14 in Über-Kopf-Lage dargestellt).From Fig. 2 it can be seen that the cage 14 consists of an annular part 14 a and three axially parallel webs 14 b starting therefrom, between which the cylindrical rolling elements 13 are mounted in the manner indicated above by means of the partial cylinder surfaces 16 . The cage 14 has a coaxial bore 21 which serves for the introduction of the threaded rod 17 (the cage 14 is shown in an upside-down position in FIG. 2).

Gehäuse 2, Wälzkörper 13 und Käfig 14 bestehen aus Metall.Housing 2 , rolling elements 13 and cage 14 are made of metal.

Fig. 2 zeigt sehr deutlich den Schlankheitsgrad des Klemmgesperres gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen. Es ist also gewährleistet, daß die Gewindestange 17 ein beträchtliches und genau definiertes Maß über die Oberfläche des Bauteils übersteht, in das die Gewindestange 17 eingeklebt wird, und daß außerdem der Angriff der Wälzkörper 13 sich auf den allergrößten Teil (mindestens 80%) dieses Teils der Gewindestange 17 erstreckt. Fig. 2 shows very clearly the slenderness of the locking mechanism compared to conventional devices. It is thus ensured that the threaded rod 17 protrudes a considerable and precisely defined amount over the surface of the component into which the threaded rod 17 is glued, and that the rolling elements 13 also attack the vast majority (at least 80%) of this part the threaded rod 17 extends.

Die Wirkungsweise des Klemmgesperres ist sehr deutlich Fig. 3 zu entnehmen. Da derartige Klemmgesperre an sich bekannt sind, dürfte sich ein weiteres Eingehen hierauf erübrigen.The mode of operation of the locking mechanism can be seen very clearly in FIG. 3. Since such locking mechanisms are known per se, there is no need to go into them further.

Claims

1.Inserting device for threaded rods, in particular for screwing in tie rods into boreholes in which there is an ampoule with a hardenable adhesive, with a housing having an axis (AA) with a drive end which has a form-fitting receptacle for a drive tool, and with an interior which has an opening for the insertion of the threaded rod in the direction of the end of the housing facing away from the drive end and in which are distributed a plurality of cylindrical rolling bodies which form a clamping lock and are distributed on the circumference of the axis and rotatably and radially movably mounted in a cage, which are supported on the one hand on ramp surfaces which are arranged on the inside of the housing, and on the other hand can be pressed against the threads of the threaded rod by self-locking when the housing is rotated by means of the ramp surfaces, characterized in that

a) the housing ( 2 ) has a fixed stop ( 9 ) for the end of the threaded rod ( 17 ) at the end of the interior ( 8 ) facing the drive end ( 6 ),
b) the total length of the rolling elements ( 13 ) is at least 80% of the axial length of the inner space ( 8 ), calculated from the edge ( 11 ) of the housing opening ( 10 ) to the stop ( 9 ) and
c) the total longitudinal extent of the rolling elements ( 13 ) is at least twice the nominal diameter of the threaded rod ( 17 ).

2. Screwing device according to claim 1, characterized in that at each of the rolling elements ( 13 ) receiving circumferential point of the cage ( 14 ) at least three rolling elements ( 13 ) are arranged axially one behind the other.

3. Screwing device according to claim 1, characterized in that the stop ( 9 ) for the threaded rod ( 17 ) from the rear end wall of the inner space ( 8 ) of the housing ( 2 ).