DE4212875A1 - Nuß für ein drehend angetriebenes Verschraubungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nuß für ein drehend ange­ triebenes Verschraubungsgerät zum Anziehen oder Lösen von Schrauben oder Muttern, bestehend aus einem Kopf­ stück mit einer mehrkantigen Angriffsfläche für die Schrauben oder Muttern und aus einem Kupplungsteil für den Antrieb.

Um eine Schraube oder Mutter mit der jeweils erforder­ lichen Spannkraft zu belasten, wird sie mit einem Ver­ schraubungsgerät mit Hand- oder Kraftbetrieb betätigt, das eine Abtriebswelle aufweist, auf die eine sogenann­ te Nuß drehfest aufgesteckt ist, welche zu den winklig angestellten Angriffselementen des Kopfes oder der Mut­ ter einer bestimmten Schraubengröße paßt und die je nach Schraubengröße ausgewechselt werden kann. Bekannte Nüsse sind aus Stahl hergestellt, damit sie die beim Anziehen oder Lösen der Schrauben oder Muttern auftre­ tenden hohen Kräfte beschädigungslos aufnehmen können. Allerdings sind derartige Stahlnüsse sehr schwer und ihr Gewicht kann beträchtlich höher sein als dasjenige des Verschraubungsgerätes selbst, so daß dieses im Be­ nutzungszustand unhandlich und unangemessen schwer ist. Dies behindert nicht nur die Handhabung, sondern auch die Mitnahme eines Satzes von Nüssen unterschiedlicher Abmessungen ist beschwerlich. Die mehrkantige Angriffs­ fläche des Kopfstückes ist bei Steckhülsen eine Innen- Mehrkantprofilierung und bei Steckstiften eine Außen- Mehrkantprofilierung; dies hängt von der Art der An­ griffselemente des Schraubenkopfes oder der Mutter ab, d. h. davon, ob diese außen oder innen angeordnet sind. Die gebräuchlichste Mehrkantprofilierung ist der Sechs­ kant. Auch das Kupplungsteil der Nuß ist in Anpassung an die Abtriebswelle des Verschraubungsgerätes unter­ schiedlich und kann bis zur feinen Teilung der Verzah­ nung eine kantige Angriffsfläche auf der Außenseite eines Schaftes oder auf der Innenseite einer Buchse aufweisen.

Aus Gewichtsgründen wäre es günstig, Nüsse aus leichte­ ren Werkstoffen als Stahl herzustellen. Derartige Mate­ rialien haben jedoch nur einen Bruchteil der Festigkeit von z. B. Stahl und sind den bei der belasteten Drehung auf sie einwirkenden Kräften nicht gewachsen. Die mehr­ kantige Angriffsfläche gibt unter dem Einfluß der Mehr­ kantprofilierung des Schraubenkopfes bzw. der Mutter nach und sie wird bis zur Unbrauchbarkeit deformiert. Schlimmstenfalls bricht die Nuß auseinander.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nuß für ein angetriebenes Verschraubungsgerät so auszubilden, daß sie bei leichtem Gewicht hohe Stabilitätsanforde­ rungen erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kopfstück und das Kupplungsteil aus Leichtbauwerk­ stoff hergestellt sind, der leichter ist als Stahl, und daß die Angriffsfläche aus Hartmaterial größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff gebildet ist.

Durch Verwendung eines Leichtbauwerkstoffes, der auf Leichtmetall- oder Kunststoffbasis aufgebaut sein kann und der leichter ist als Stahl, ergibt sich für die gesamte Nuß eine drastische Gewichtsreduzierung und daher ein sehr günstiges Handlingsgewicht. Die Hart­ materialausrüstung gleicht den Mangel ausreichender Härte des Leichtbauwerkstoffes aus und bildet stabi­ lisierende Verschleißteile, deren Gewicht für den Werk­ zeuganwender praktisch nicht spürbar ist. Bei schnell­ aufenden Verschraubungsgeräten wird die Schwungmasse durch die Leichtbaunuß um ein wesentliches reduziert und erhöht damit die Drehmomentgenauigkeit.

Das Hartmaterial kann als mit dem Kopf stück drehfest verbundene Auflage ausgebildet sein, die in Form von Einzelabschnitten oder eines geschlossenen Rings, der innen die armierte mehrkantige Angriffsfläche bildet, in das Material des Kopfstückes eingepreßt sein kann. Zur Auswechslung der Hartmaterial-Auflage wird sie maschinell abgedreht oder aus gedreht und durch eine neue Auflage ersetzt. Alternativ kann die Hartmaterial- Auflage vorzugsweise in Ringform herausnehmbar mit dem Kopf stück verbunden und durch Befestigungsmittel gehal­ ten sein. Diese können durch mindestens einen radialen Stift gebildet sein. Der Außenumfang des Ringes ist kantig profiliert und greift mit einer komplementären Profilierung des Kopfstückes zusammen, um die Dreh­ festigkeit zu gewährleisten. Die Austauschbarkeit der Hartmaterial-Auflage erhöht nicht nur die Lebensdauer der Nuß aus Leichtbauwerkstoff, sondern sie ermöglicht auch die Benutzung einer einzigen Nußgröße für ver­ schiedene Schlüsselweiten, weil die Hartmaterial-Auf­ lage bei in das Kopf stück passender Außenabmessung unterschiedliche Innenabmessung öder Profilierung der Angriffsfläche aufweisen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die An­ griffsfläche an einem Innenkörper aus Hartmaterial aus­ gebildet sein, der mit einem Außenkörper aus Leicht­ bauwerkstoff ummantelt ist. Der Hartmaterial-Innenkör­ per kann aus dünnwandigem Stahl bestehen und der Außen­ körper ist vorteilhafterweise aus um den Innenkörper herumgewickeltem oder herumgegossenem Kunststoffmate­ rial gebildet. Der Innenkörper kann vorzugsweise aus Stahl bestehen und der Mantel kann vorzugsweise aus einem Kohlefaserwerkstoff oder einem Kunststoffmaterial ähnlicher besonderer Härte gebildet sein.

Insbesondere bei Großformat-Nüssen ist es zweckmäßig, das Kopfstück und/oder das Kupplungsteil in Form einer Steckhülse außen mit einer ringförmigen Bandage aus Hartmaterial größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff zu umgeben, um ein Ausbrechen der Nuß zu verhindern und sie zu stabilisieren. Ist die Mitnahmeprofilierung des Kupplungsteils eine Innenpro­ filierung, so wird sie mit einer Hartmaterial-Auflage armiert. Handelt es sich um eine Außenprofilierung, so kann diese selbst aus Hartmaterial hergestellt sein. Auf diese Weise wird auch an diesem kraftbelasteten Teil der Nuß eine Verstärkung erzielt. Die Haltbarkeit einer mit mindestens einer Hartmaterialarmierung ver­ sehenen Leichtbaunuß aus Leichtmetall oder Kunststoff ist so groß, daß sie sogar für Schlag-Drehwerkzeuge geeignet ist.

Der Leichtbauwerkstoff kann aus Aluminium oder Alumi­ niumlegierungen oder hochfestem Kunststoff bestehen und das Hartmaterial kann Stahl oder ein Kunststoff größe­ rer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff sein.

In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einstecknuß mit einer Auflage für die innere Mehrkantprofi­ lierung des Kopfstückes und einer äußeren Bandage vor dem Zusammenbau der Teile,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Aufstecknuß mit mindestens zwei austauschbaren Hartmate­ rial-Einsätzen und einem Hartmaterial-Einsatz für eine Mehrkantprofilierung des Kupplungstei­ les,

Fig. 3 eine Ansicht einer Aufstecknuß mit abgewandel­ ter Armierung der mehrkantigen inneren An­ griffsfläche und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Nuß mit einem Steckstift.

Eine Einstecknuß 10 besteht im wesentlichen aus einem kreiszylindrischen Kopfstück 11 aus Leichtbauwerkstoff, wie Aluminium oder einem Kunststoffmaterial, mit dem ein Kupplungsteil 12 aus dem gleichen Werkstoff fest verbunden, vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Das Kupplungsteil 12 ist bei dem gezeichneten Beispiel als Antriebsschaft mit einem umfangsmäßigen Verzahnungspro­ fil 13 ausgestaltet und dient zum lösbaren Anschluß an eine Abtriebswelle eines drehend angetriebenen Ver­ schraubungsgerätes. Das Kopfstück 11 ist als dickwan­ dige Steckhülse mit kreiszylindrischem Außenumfang und Sechskant-Innenumfang gestaltet. Der Sechskant-Innen­ umfang bildet eine Aufnahmefläche 17 für eine passende Auflage 15, die aus Hartmaterial, wie Stahl oder ähn­ lich hochelastischem und verschleißfestem Material be­ steht und die als Verstärkung des Kopfstückes 11 aus Leichtbauwerkstoff wirksam ist. Die. Auflage 15 hat die Form eines sechskantigen geschlossenen Ringes, dessen äußeres Umfangsprofil und Axialerstreckung der Auf­ nahmefläche 17 im wesentlichen entspricht und der innen eine sechskantige Angriffsfläche 14 zum Aufstecken auf anzuziehende oder zu lösende Schraubenköpfe bzw. Mut­ tern aufweist. Die Auflage 15 kann nachträglich in das Kopfstück 11 eingepreßt werden oder sie kann mit Hilfe geeigneter Kleber befestigt sein. Ferner ist es mög­ lich, die ringförmige Auflage 15 oder einzelne Auflage­ elemente, die sich zu dem abgeknickten Bandverlauf der Angriffsfläche 14 ergänzen, bei Herstellung des Kopf­ stückes 11 in der Form gleichzeitig mit einzupressen. Die Auflage 15 kann im übrigen zum Austausch gegen eine Auflage 15 mit anderer Angriffsfläche 14 herausnehmbar in dem Kopfstück 11 angeordnet sein. Zu ihrer Sicherung kann ein herausziehbarer radialer Stift dienen, der von außen durch das Kopfstück 11 hindurch ein Stück in die Auflage 15 eingreift, um sie lösbar festzulegen.

Eine weitere Verstärkung erfährt das Kopfstück 11 durch einen kreisförmigen Ring 16 aus Hartmaterial, das vorzugsweise die gleiche Beschaffenheit wie die Auflage 15 hat und der bis zu einem Anschlag außen über die Mündung des Kopfstückes 11 gesteckt und mittels min­ destens eines Stiftes gegen Abrutschen gesichert ist. Der Ring 16 bildet eine Hartmaterial-Bandage, die die Nuß 10 zusätzlich verstärkt. Gegebenenfalls kann auch das Verzahnungsprofil 13 auf dem Antriebsschaft des Kupplungsteiles 12 aus Hartmaterial hergestellt sein.

Die Aufstecknuß 20 des Beispieles nach Fig. 2 besteht ebenfalls aus Leichtbauwerkstoff aus Metall- oder Kunststoffmaterial. Sie ist aus einem Kopfstück 21 in Form einer Steckhülse und einem angeformten Kupplungs­ teil 22 in Form einer Buchse gebildet. Steckhülse und Buchse sind außen kreiszylindrisch. Dieses Kopfstück 21 ist mit einer inneren Verzahnung 23 ausgestattet. Die Verzahnung bildet einen geschlossenen Zahnkranz mit axialen Rippen und Rillen. Diese Verzahnung 23 dient der Aufnahme eines angepaßten äußeren Zahnkranzes 29 von Auflagen 25 oder 25A aus Hartmaterial, das hoch­ elastisch und verschleißfest ist und aus Stahl oder Kunststoff besteht. Die Auflagen 25, 25A sind als Ringe gestaltet, die - bei dem gezeichneten Beispiel - unter­ schiedliche Angriffsflächen 24, 24A für die Schrauben oder Muttern haben. Die Angriffsfläche 24 ist ein Sechskant und die Angriffsfläche 24A ist ein Vierkant. Je nach Anwendungszweck werden die Auflagen 25, 25A aus dem Kopfstück 21 herausgezogen und ausgetauscht. Auch können Auflagen mit verschiedenen Schlüsselweiten gleicher Mehrkantprofilierungen vorgesehen sein, die die Verwendung der Aufstecknuß 20 für diverse Schlüs­ selweiten erlaubt.

Auf die kreiszylindrische Außenfläche des Kopfstückes 21 wird eine kreiszylindrische ringförmige Bandage 26 aus Hartmaterial, wie z. B. Stahl oder ähnlich hoch­ elastischem und verschleißfestem Material, aufgesteckt und gegebenenfalls, wie zu dem Beispiel nach Fig. 1 in Verbindung mit der Bandage 16 beschrieben, gesichert.

Das Kupplungsteil 22 mit Vierkant-Innenprofil enthält eine Auflage 27 aus Hartmaterial gleicher Güte wie die Auflagen 25, 25A in Form eines viereckigen Ringes, der eingepreßt oder herausnehmbar sein kann. Eine ring­ förmige Bandage 28 aus Hartmaterial der beschriebenen Art hat den gleichen Effekt wie die Bandage 26 des Kopfstückes 21 und beide gewährleisten, daß die leicht­ gewichtige Nuß 20 nicht ausbrechen kann, wenn sie mit einem Verschraubungsgerät mit oder ohne Schlagwirkung zum Einsatz kommt.

Die Aufstecknuß 40 des Beispiels nach Fig. 3 besteht aus einem Kopfstück 41 und einem Kupplungsteil 42, die einstückig aus Leichtbauwerkstoff, insbesondere Kunst­ stoffmaterial, wie Kohlefaserwerkstoff, aufgebaut sind, der auf einen als innere Hülse aus Hartmaterial, wie Stahl oder ähnlich hochelastischem und verschleißfestem Material, gebildeten Innenkörper 45 aufgebracht ist. Beispielsweise kann der Leichtbauwerkstoff um den Innenkörper 45 herumgewickelt oder herumgegossen sein. Der Innenkörper 45 bildet in seinem vorderen Teil eine sechskantige Angriffsfläche 44 für die Schrauben oder Muttern. Entsprechend ist er im Bereich des Kupplungs­ teiles 42 beispielsweise viereckig geformt und bildet eine Hartmaterial-Auskleidung 47 für diesen. Die beiden Enden der Aufstecknuß 40 sind außen durch ringförmige Bandagen 46 und 48 aus Hartmaterial größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff ver­ stärkt. Diese beiden Bandagen 46 und 48 aus Hartmate­ rial können, wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet, alternativ auch in Form einer einstückigen Hülse aus­ geführt werden.

Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Nuß 30. Dabei ist ein Kopfstück 31 aus Leichtbauwerkstoff mit einem Kupplungsteil 32 zum Aufstecken auf eine Ab­ triebswelle eines Verschraubungsgerätes einstückig aus­ gebildet. Das Kupplungsteil 32 kann innen entsprechend dem Kupplungsteil 22 gemäß dem Beispiel nach Fig. 2 mit einer Armierung aus Hartmaterial ausgerüstet und außen von einer ringförmigen Bandage 38 aus Hartmaterial um­ geben sein.

Das Kopfstück 31 ist in diesem Falle eine kreiszylin­ drische Hülse aus Leichtbauwerkstoff, die eine mehrkan­ tige innere Sacköffnung 33 zur drehfesten Aufnahme eines Längsabschnittes eines passenden Steckstiftes 35 aufweist, dessen nach außen vorstehender Längsabschnitt eine mehrkantige äußere Angriffsfläche 34 trägt. Der Steckstift 35 besteht aus Hartmaterial, z. B. Stahl oder Kunststoff größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff. Der Steckstift 35 kann in der Sacköffnung 33 des Kopfstückes 31 befestigt oder aus dieser herausziehbar sein, so daß er gegen einen ande­ ren Steckstift mit abweichender Form oder Abmessung der Angriffsfläche 34 ausgetauscht werden kann.

Die Angriffsfläche 34 des Steckstiftes 35 wirkt mit Innen-Angriffselementen von Schraubenköpfen zusammen. Eine ringförmige Bandage 36 aus Hartmaterial der er­ wähnten Beschaffenheit ist auf das Kopfstück 31 aus Leichtbauwerkstoffaufgesteckt und gesichert.

Claims (11)

1. Nuß für ein drehend angetriebenes Verschraubungs­ gerät zum Anziehen oder Lösen von Schrauben oder Muttern, bestehend aus einem Kopf stück mit einer mehrkantigen Angriffsfläche für die Schrauben oder Muttern und aus einem Kupplungsteil für den An­ trieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (11; 21; 31; 41) und das Kupplungs­ teil (12; 22; 32; 42) aus Leichtbauwerkstoff herge­ stellt sind, der leichter ist als Stahl, und daß die Angriffsfläche aus Hartmaterial größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff ge­ bildet ist.

2. Nuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmaterial als mit dem Kopfstück (11; 21) drehfest verbundene Auflage (15; 25, 25A) ausgebil­ det ist.

3. Nuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterial-Auflage aus Einzelabschnitten gebildet ist.

4. Nuß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterial-Auflage (15; 25, 25A) als geschlos­ sener Ring ausgebildet ist.

5. Nuß nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hartmaterial-Auflage in das Material des Kopfstückes eingepreßt ist oder durch Befestigungsmittel fixiert ist.

6. Nuß nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hartmaterial-Auflage (25, 25A) herausnehmbar mit dem Kopfstück verbunden ist.

7. Nuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsfläche (44) an einem Innenkörper (45) aus Hartmaterial ausgebildet ist, der mit einem Außenkörper (50) aus Leichtbauwerkstoff ummantelt ist.

8. Nuß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (45) aus einer umfangsmäßig ge­ schlossenen Hülse mit eingeformter Angriffsfläche (44) besteht, die sich von einem Ende der Nuß (40) zum anderen erstreckt und daß der Leichtbauwerk­ stoff des Außenkörpers (50) um den Innenkörper (45) herumgewickelt oder herumgegossen ist.

9. Nuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsfläche (34) an einem mit dem Kopfstück (31) aus Leichtbauwerkstoff verbundenen mehrkanti­ gen Steckstift (35) aus Hartmaterial größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerk­ stoff gebildet ist.

10. Nuß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kopfstück (11; 21; 31; 41) und/oder das Kupplungsteil (22; 32; 42) außen von einer ringförmigen Bandage (16; 26, 28; 36, 38; 46, 48) aus Hartmaterial größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff umgeben ist.

11. Nuß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Mitnahmeprofilierung des Kupplungsteiles (12; 22; 32; 42) mit einer Auflage (27; 47) aus Hartmaterial größerer Härte und/oder Zähigkeit als der Leichtbauwerkstoff versehen ist.