EP1200229A1 - Vorrichtung zum leichteren lösen einer schraubverbindung - Google Patents

Vorrichtung zum leichteren lösen einer schraubverbindung

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Publication number
EP1200229A1
EP1200229A1 EP00945808A EP00945808A EP1200229A1 EP 1200229 A1 EP1200229 A1 EP 1200229A1 EP 00945808 A EP00945808 A EP 00945808A EP 00945808 A EP00945808 A EP 00945808A EP 1200229 A1 EP1200229 A1 EP 1200229A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
intermediate ring
counterpart
screw connection
inclination
inclined surfaces
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00945808A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Fenchel
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1200229A1 publication Critical patent/EP1200229A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B45/00—Means for securing grinding wheels on rotary arbors
    • B24B45/006—Quick mount and release means for disc-like wheels, e.g. on power tools

Definitions

  • the invention relates to a device for easier loosening of a screw connection.
  • This device is intended for angle grinders so that the grinding wheel can be changed without tools.
  • Angle grinders work with a relatively small power of up to about 2kW, and the torques that occur are correspondingly small, namely up to about 200 numbers.
  • this known device cannot be used, for example, for core drilling machines which work with powers of up to 40 kW and with torques of approximately 1000 Nm.
  • the high forces that occur with such machines would easily destroy the projections.
  • the projections have a trapezoidal shape, which means that the inclined end faces are flat surfaces.
  • the base areas of the Accordingly, recesses are also formed as flat surfaces.
  • the flat surfaces can only come into contact with a very specific, exact angular position of the inner flange with respect to the counterpart. If there are slight deviations from this angular position, the contact between the end face of a projection and the base of a corresponding recess will only be along a line.
  • a flat design of the inclined surfaces is no problem for smaller machines, such as angle grinders, since the screw connection is tightened by hand and the inclined surfaces slide into a suitable position.
  • the inclination of the surfaces of the intermediate ring is now formed in the circumferential direction in a generic device for easier loosening.
  • An inclined surface is then almost a part of a helix.
  • the surface inclined in the circumferential direction is not a flat surface.
  • the surfaces of the counterpart are also inclined (helical) in the circumferential direction. This ensures that the surfaces always come into contact with each other in every angular position and a linear contact, which would lead to the destruction of the intermediate ring immediately with high forces, is excluded.
  • the high forces occurring in particular in core drilling machines can also be absorbed by the device for easier loosening without the destruction occurring.
  • Only with the configuration according to the invention is a device created which makes it possible to use it on machines with high forces, such as core drilling machines.
  • the intermediate ring also has a non-slip surface on its second side. This measure is necessary because during operation of the machine, for example a core drilling machine, enormous torsional forces occur due to the pressure exerted on the intermediate ring and due to the inclined surfaces, which in themselves cause the hissing ring and the counterpart to "slide together" along the inclined surfaces.
  • the device according to the invention would be ineffective, since when the screw connection is loosened, the intermediate ring and the counterpart would not be able to rotate relative to one another, since they are already as close as possible to one another in the axial direction, with the result that the pressure does not drop In order to prevent this collapse, the non-slip surface is provided, which just prevents the intermediate ring from rotating against the direction of thread rotation and from sliding against the counterpart.
  • the non-slip surface has the further advantage that when the screw connection is loosened, the intermediate ring first reliably faces one another rotates the counterpart and can take the tension off the thread, which is by no means a given the high forces with which the screw connection was tightened in use. This measure is not trivial, because one could initially assume that since the contact surfaces on the second side of the intermediate ring are larger than on the first side, the frictional forces on the second side should also be larger, which would make an additional grip unnecessary.
  • the formation of a non-slip surface significantly increases the reliability of the device.
  • This detaching effect can be adjusted by the angle of inclination of the inclined surfaces.
  • larger pitch angles which are defined as the angle between the surfaces and the plane perpendicular to the longitudinal direction of the screw connection, are used. Smaller pitch angles can be used for screw connections that tighten with smaller forces.
  • the intermediate ring and the counterpart are advantageously held together by holding means. Then they are always in the correct position relative to each other, both when tightening and when loosening the screw connection.
  • the holding means should consist of an elastic, preferably resilient material to allow sufficient rotation of the intermediate ring relative to the counterpart.
  • the holding means is a non-curing adhesive.
  • the holding means is formed by pins made of elastic material, the pins being connected both to the intermediate ring and to the counterpart.
  • the holding means is particularly advantageously formed by a retaining ring made of elastic material, which is connected both to the intermediate ring and to the counterpart and which is arranged in the region of the circumference of the intermediate ring and the counterpart, because then the gap between the intermediate ring and counterpart is through closed the retaining ring and no dirt can get into the space.
  • the device according to the invention can then function and function properly even under conditions in which a lot of dirt accumulates, as is the case, for example, in particular with core drilling machines, for example when drilling concrete.
  • the non-slip surface is formed by a rough surface. For example, small elevations, such as ribs or the like, can be provided on the side of the intermediate ring.
  • the grip of the non-slip surface can be determined by an applied to the surface, e.g. glued on, powder made of a hard material, in particular diamond, silicon carbide or hard metal.
  • a hard material in particular diamond, silicon carbide or hard metal.
  • the intermediate ring advantageously consists of a surface-hardened material.
  • the counterpart is a second intermediate ring which is identical to the first.
  • the two intermediate rings then only have to be screwed, the intermediate rings can be relatively thin and take up little space.
  • the counterpart is a screw head, a drilling head, a grinding wheel or another part to be fixed with the screw connection.
  • the additional intermediate ring has to be inserted in order to use the device according to the invention.
  • the intermediate ring could then be held directly on the counterpart, ie the drill head or the like.
  • the device according to the invention can be used with particular advantage for a screw connection with which a drill bit tube can be fixed in a core drilling machine, since particularly great forces occur here and when drilling, the drill bit tube is tightened strongly and was previously only releasable with correspondingly large forces, i.e. hammer blows , With the device according to the invention, the drill bit tube can be unscrewed by hand.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention
  • FIG. 2 shows an intermediate ring of the device according to the invention from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an embodiment of the device according to the invention in cross section along the line IV-IV from FIG. 1;
  • Fig. 4 shows another embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a screw connection for fastening a core drilling tube to a core drilling machine with the device according to the invention.
  • a device 10 according to the invention has an intermediate ring 12 and a counterpart 14, which is also an intermediate ring 16 in a first exemplary embodiment (FIG. 1).
  • the device 10 shown is designed for screw connections with a right-hand thread.
  • the intermediate ring 12 shown individually in FIG. 2 has teeth on its first side 18, the teeth 20 of which are formed by surfaces 22 arranged in the circumferential direction, which are slightly inclined in the circumferential direction with respect to a plane E perpendicular to the longitudinal direction L of a screw connection, in such a way that the inclination of the surfaces 22 of the thread pitch is opposite. Due to the formation of the inclination in the circumferential direction, the inclined surfaces 22 are not flat surfaces but are quasi parts of a helix. This becomes particularly clear if only one surface were available, which would also be possible in principle, which would then represent a piece of a spiral that rotates through 360 ° and has a specific pitch angle ⁇ .
  • the angle of inclination ⁇ that is to say the angle between the surfaces 22 and the plane E, is positive.
  • the angle of inclination which could also be referred to as a pitch angle, can be relatively small in magnitude, e.g. a few degrees.
  • Steep flanks 24 are arranged between two adjacent teeth 20, which can preferably be rounded (not shown).
  • the intermediate ring On its second side 26, the intermediate ring has a non-slip surface 28, which can be formed by ribs 30 running radially on the side 26 or other geometric elevations.
  • the grip of the surface is realized by a powder, for example glued on, made of a hard material, in particular diamond, silicon carbide or hard metal.
  • the second intermediate ring 16 provided as counterpart 14 in the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 is identical to the intermediate ring 12 with teeth 32 with inclined surfaces 33 and non-slip surface 34. In the assembled position (FIG. 1), the second intermediate ring 16 is merely positioned rotated by 180 ° about the plane E with respect to the first intermediate ring 12.
  • the surfaces 33 of the teeth 32 of the second intermediate ring 16 come to bear against the surfaces 22 of the teeth 20 of the first intermediate ring 12.
  • the angles of inclination of the surfaces 33 and the surfaces 22 are identical, so that when the intermediate ring 12 and counterpart 14 lie against one another, the surfaces 22 and 33 can lie on the entire surface. If the intermediate ring and counterpart come to lie on top of one another, as shown in FIG. 1 and as is also realized by holding means described in more detail below, approximately 90% of the total area has come into contact.
  • a thin layer 36 of a resilient material is arranged at least in some areas between at least some of the surfaces 22 and 33 that come into contact, the function of which is explained below.
  • the intermediate ring 12 and the counterpart 14 are held together by holding means 38.
  • the holding means 38 is preferably formed from an elastic material, so that the intermediate ring 12 and the counterpart 14 are held in the correct position before screwing together a screw connection and can still be rotated relative to one another.
  • the holding means 38 can comprise one or more pins 40 made of rubber-elastic material, the ends of which are each fixed in the intermediate ring 12 and the counterpart 14 (FIG. 3).
  • the holding means 38 could also be formed by a holding ring 42 which is firmly connected both to the intermediate ring 12 and to the counterpart 14.
  • the intermediate ring 12 has a step 44 on the edge of its first side 18 and the counterpart 14 has one corresponding stage 46 on which the retaining ring 42 is mounted and fixed, for example glued.
  • FIG. 5 shows an application example.
  • a drill bit tube 56 can be screwed onto a drive shaft 50 of a motor 52 of a core drilling machine 54.
  • the device 10 according to the invention is arranged between a stop 58 of the drive shaft 50 and the tube 56 and is first plugged onto a threaded rod 60 of the tube 56.
  • the screw connection between the drive shaft 50 and the tube 56 will tighten.
  • the surfaces 22 and 33 of the device 10 come into mutual contact. If tightened further, the intermediate ring 12 and the counterpart 14 cannot rotate further against one another, since the inclined surfaces 22 and 33, the inclination of which counteracts the thread pitch, would push them apart in the axial direction, which is not possible.
  • the grippy surfaces 28 and 34 of the intermediate ring 12 or counterpart 14 press with their elevations 30 into the abutting stop 58 of the drive shaft 50 and the corresponding stop 59 of the tube 56.
  • the diamond granules will press into the surfaces 28 and 34 on the one hand and into the stops 58 and 59 on the other hand, regardless of the degree of hardness of the materials used.
  • the tube 56 is now rotated in the direction of the arrow relative to the drive shaft 50. Since the tube 56 with the counterpart 14 and the drive shaft 50 with the intermediate ring 12 are frictionally connected to one another via the non-slip surfaces 28 and 34, initially only the intermediate ring 12 can rotate relative to the counterpart 14. Even with minimal twisting against each other, the pressure on the thread is immediately removed, since the intermediate ring 12 and that Counterpart 14 can move axially towards each other due to the inclined surfaces 22 and 33. When the pressure is removed from the thread, the tube 56 can even be completely unscrewed by hand.
  • an essential feature of the device 10 according to the invention is the inclined surfaces 22 and 33. These do not necessarily have to be designed as flanks of teeth. In principle, other shapes are also conceivable as long as inclined surfaces are formed with a corresponding angle of inclination, which can come into mutual contact.
  • the flanks 24 of the intermediate ring 12 must have a sufficient distance in the circumferential direction from the corresponding flanks of the counterpart 14 (FIG. 1), so that the counterpart 14 is loosened relative to the intermediate ring 12 can turn back at least a minimal distance. This only needs to be a few degrees or only a fraction of a degree, depending on the size of the angle of inclination ⁇ .
  • the layer 36 and / or the holding means 38 ensure that the intermediate ring 12 and the counterpart 14 are held in such a position relative to one another before the screw connection is tightened that when the surfaces 22 and 33 come into contact when tightening, the latter there is sufficient distance between the flanks.
  • the intermediate ring is made in one piece with a tool, for example a drill bit tube, and the counterpart is made in one piece with a drill connection.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum leichteren Lösen einer Schraubverbindung mit einem Zwischenring (12), der auf seiner ersten Seite (18) wenigstens eine gegenüber einer zur Längsrichtung (L) der Schraubverbindung senkrechten Ebene (E) leicht geneigte Fläche (22) aufweist und mit einem Gegenstück (14), das auf seiner dem Zwischenring (12) zugewandten Seite ebenso geneigte Flächen (33) aufweist, die den gleichen Neigungswinkel (α) aufweisen wie die Flächen (22) des Zwischenringes (12) und die geneigten Flächen (22 und 33) beim Anziehen der Schraubverbindung gegenseitig zur Anlage kommen, wobei die Neigung (α) der geneigten Flächen (22 und 33) der Gewindesteigung der Schraubverbindung entgegengerichtet ist. Um eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen, mit der in möglichst einfacher Weise eine Schraubverbindung, die sich im Einsatz festgezogen hat, wieder lösbar ist und zwar ohne den Einsatz allzu grosser Kräfte, also insbesondere ohne Schläge auf das Gewinde, wobei die Vorrichtung für Maschinen mit grossen Leistungen, wie Kernbohrmaschinen zuverlässig einsetzbar sein soll, wird vorgeschlagen, dass die Neigung der Flächen (22) des Zwischenringes (12) und die Neigung der Flächen (33) des Gegenstückes (14) in Umfangsrichtung ausgebildet ist und dass der Zwischenring (12) auf seiner zweiten Seite (26) eine griffige Oberfläche (28) aufweist.

Description

Vorrichtung zum leichteren Lösen einer Schraubverbindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum leichteren Lösen einer Schraubverbindung.
Bei Schraubverbindungen, die sich beim Einsatz in Laufrichtung festziehen, wie dies beispielsweise bei der Verbindung zwischen einem Winkelschleifer und der zugehörigen Schleifscheibe oder bei einem Gewindeanschluß eines Bohrkronenrohres an einen Kernbohrmotor der Fall ist, besteht das allgemeine Problem, diese Schraubverbindung, zum Austausch der Bohrkrone oder der Schleifscheibe, wieder zu lösen. In der Regel ist dazu eine große Kraft notwendig, die oft, insbesondere bei Kernbohrmaschinen, kaum von Hand aufgebracht werden kann. Häufig werden dann schwere Hammer eingesetzt und durch Schläge auf die Gewindeverbindung diese angelöst. Dies ist nicht nur sehr aufwendig, sondern kann auch die Gewindeverbindung beschädigen oder gar zerstören.
Von Winkelschleifern ist es bekannt, nach Abschalten des Motors und während die Schleifscheibe sich noch dreht, einen Sperrknopf zu betätigen, so daß auf die Schraubverbindung ein kurzer und entsprechend starker Impuls ausgeübt wird. Dieses Verfahren benötigt eine aufwendige Technik, was entsprechend kostenungünstig ist. Aus der DE 36 13 987 ist eine Vorrichtung zum leichteren Lösen einer Schraubbefestigung einer Schleifscheibe eines Winkelschleifers bekannt. Diese weist einen Innenflansch mit zwei oder drei trapezförmigen Vorsprünge auf, die in Ausnehmungen eines Gegenstücks aufgenommen werden. Die Grundfläche der Ausnehmungen ist entsprechend der Trapezform der Vorsprünge abgeschrägt. Beim Festziehen der Schraubbefestigung sollen die Stirnflächen der Vorsprünge an die Grundfläche zur Anlage kommen. Die Neigung der Grundfläche ist der Gewindesteigung entgegengerichtet. Beim Lösen der Schraubverbindung ist nur eine geringe Relativbewegung zwischen dem Innenflansch und dem Gegenstück notwendig, um den größten Druck von dem festgezogenen Gewinde zu nehmen und ein leichtes Lösen der Schraubverbindung zu gewährleisten, denn durch die Relativbewegung, können sich der Innenflansch und das Gegenstück in axialer Richtung geringfügig aufeinander zu bewegen.
Diese Vorrichtung ist für Winkelschleifer vorgesehen, um die Schleifscheibe ohne Werkzeug wechseln zu können. Winkelschleifer arbeiten mit einer relativ kleinen Leistung von etwa bis zu 2kW, und die auftretenden Drehmomente sind entsprechend klein, nämlich von bis zu etwa 200 Nrn.
Diese bekannte Vorrichtung ist aber nicht für beispielsweise Kernbohrmaschinen einsetzbar, die mit Leistungen bis zu 40 kW und mit Drehmomente von ca. 1000 Nm arbeiten. Die bei solchen Maschinen auftretenden hohen Kräfte würden mühelos die Vosprünge zerstören. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Vorsprünge, wie in der DE 36 13 987 beschrieben, eine relativ kleine Auflagefläche haben. Dort kommt lediglich die schräge Stirnfläche von zwei oder drei Vorsprüngen mit der entsprechenden Grundfläche der Ausnehmungen zur Anlage. Die Kraft auf diese Flächen wird entsprechend groß sein.
Desweiteren weisen die Vorsprünge Trapezform auf, was bedeutet, daß die schrägen Stirnflächen ebene Flächen sind. Die Grundflächen der Ausnehmungen sind dementsprechend ebenfalls als ebene Flächen ausgebildet. Bei einer Drehbewegung, die beim Festziehen der Schraubbefestigung auftritt, können die ebenen Flächen nur bei einer ganz bestimmten, exakten Winkelstellung des Innenflansches gegenüber dem Gegenstück zur Anlage kommen. Bei leichten Abweichungen von dieser Winkelstellung wird die Berührung zwischen der Stirnseite eines Vorsprungs und der Grundfläche einer entsprechenden Ausnehmung nur entlang eine Linie sein. Eine ebene Ausbildung der geneigten Flächen ist bei kleineren Maschinen, wie Winkelschleifern problemlos, da die Schraubverbindung von Hand angezogen wird und die geneigten Flächen dabei in eine passende Position rutschen. Beim Betrieb des Winkelschleifers treten nur geringere Drehmomente auf, so daß die passende Winkelposition von Innenflansch und Gegenstück zueinander nicht verändert wird. Für Maschinen mit großen Leistungen, die entsprechend große Drehmomente aufbringen, sind derartige Vorsprünge nicht praktikabel und würden im Gebrauch zerstört werden.
Bei Kernbohrmaschinen sind die Schraubverbindungen, über die die Bohrkronenrohre auf die Maschinenwelle aufgeschraubt sind, nach Gebrauch selbst mit gewöhnlichem Werkzeug nicht zu lösen. Es werden dann große Hebel und Vorschlaghämmer eingesetzt, mit der Folge, daß häufig die Maschine, das Bohrkronenrohr oder die Schraubverbindung Schaden nehmen.
Desweiteren sind für Kernbohrmaschinen spezielle Anschlüsse bekannt, in die spezielle Kernbohrer, die keine Schraubverbindung mehr aufweisen, durch einfaches Einstecken einsetzbar sind. Diese Bohrfutter beinhalten eine aufwendige Technik und sind daher in der Herstellung sehr teuer. Auch müssen in nachteiliger Weise Bohrfutter und Kernbohrer einander angepasst sein.
Weiter ist es bekannt, bei derartigen, sich festziehenden Schraubverbindungen Kupferscheiben vorzusehen. Diese Kupferscheiben sind bis zu einem gewissen Grad nachgiebig, so daß nach dem Einsatz eventuell die Spannung auf dem Gewinde nicht so hoch ist und gegebenenfalls ein leichteres Lösen möglich ist. Die Kupferscheibe wird bei ihrem Einsatz zerstört. Desweiteren ist ein leichteres Lösen nur dann gegeben, wenn die Kupferscheibe noch nicht vollständig verpresst ist, was nach einem längeren Einsatz meist nicht der Fall ist. Im Regelfall liegt also auch bei Einsatz von Kupferscheiben eine sehr hohe Spannung auf dem festgezogenen Gewinde, so daß die Schraubverbindung wiederum nur mit sehr großen Kräften zu lösen ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der in möglichst einfacher Weise eine Schraubverbindung, die sich im Einsatz festgezogen hat, wieder lösbar ist und zwar ohne den Einsatz allzu großer Kräfte, also insbesondere ohne Schläge auf das Gewinde, wobei die Vorrichtung für Maschinen mit großen Leistungen, wie Kernbohrmaschinen zuverlässig einsetzbar sein soll.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist jetzt bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum leichteren Lösen, die Neigung der Flächen des Zwischenringes in Umfangsrichtung ausgebildet. Eine geneigte Fläche ist dann quasi ein Teilstück einer Wendel. Die in Umfangsrichtung geneigte Fläche ist keine ebene Fläche. Die Flächen des Gegenstücks sind ebenso in Umfangsrichtung geneigt (wendeiförmig) ausgebildet. Damit ist gewährleistet, daß in jeder Winkelstellung stets die Flächen gegenseitig zur Anlage kommen und eine linienförmige Berührung, die bei hohen Kräften sofort zur Zerstörung des Zwischenringes führen würde, ausgeschlossen ist.
Bei Maschinen, die mit großen Kräften arbeiten, wie Kernbohrmaschinen, werden sich das Zwischenstück und das Gegenstück während des Betriebes noch gegeneinander verdrehen, was in der erfindungsgemäßen Ausbildung keine Auswirkungen hat, da die Flächen dann immer noch in gegenseitiger Anlage bleiben, wodurch ein Zerstören von Zwischenring oder Gegenstück vermieden ist. Anders würde es sich bei der Vorrichtung nach der DE 36 13 987 verhalten, denn wenn sich während des Betriebes der Innenflansch gegenüber dem Gegenstück verdrehen würde, wäre nur eine linienförmige Anlage gegeben.
In der erfindungsgemäßen Ausbildung können somit die insbesondere bei Kernbohrmaschinen auftretenden hohen Kräfte von der Vorrichtung zum leichteren Lösen auch aufgenommen werden ohne das Zerstörungen auftreten. Erst mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine Vorrichtung geschaffen, die einen Einsatz auf Maschinen mit hohen Kräften, wie Kernbohrmaschinen, überhaupt ermöglicht.
Weiter weist der Zwischenring auf seiner zweiten Seite eine griffige Oberfläche auf. Diese Maßnahme ist notwendig, denn bei Betrieb der Maschine, beispielsweise einer Kernbohrmaschine treten aufgrund des auf den Zwischenring ausgeübten Druckes und aufgrund der geneigten Flächen enorme Torsionskräfte auf, die an sich bewirken, daß der Zischenring und das Gegenstück entlang der geneigten Flächen „zusammenrutschen". Wenn der Zwischenring und das Gegenstück aber zusammenrutschen würden, wäre die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkungslos, da bei Lösen der Schraubverbindung sich der Zwischenring und das Gegenstück nicht gegeneinander verdrehen könnten, da sie schon in axialer Richtung nahestmöglich aufeinanderliegen, mit der Folge, daß der Druck nicht von dem Gewinde genommen werden könnte. Um dieses Zusammenruschen zu verhindern, ist die griffige Oberfläche vorgesehen, die gerade verhindert, daß sich der Zwischenring entgegen der Gewindedrehrichtung drehen kann und mit dem Gegenstück zusammenrutschen könnte.
Die griffige Oberfläche hat den weiteren Vorteil, daß beim Lösen der Schraubverbindung sich zuverlässig zunächst der Zwischenring gegenüber dem Gegenstück dreht und die Spannung von dem Gewinde nehmen kann, was bei den auftretenden hohe Kräften, mit der die Schraubverbindung bei Gebrauch angezogen wurde, keineswegs selbstverständlich ist. Diese Maßnahme ist nicht trivial, denn zunächst könnte man anehmen, daß da die Anlageflächen auf der zweiten Seite des Zwischneringes größer sind als auf der erste Seite, auf der zweiten Seite die Reibungskräfte auch größer sein müssten, was eine zusätzliche Griffigkeit überflüssig machen würde. Die Ausbildung einer griffigen Oberfläche erhöht damit die Zuverlässigkeit der Vorrichtung wesentlich.
Durch diese relativ einfach aufgebaute Vorrichtung, die sehr kostengünstig ist, da beispielsweise bestehende Schraubverbindungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfachster Weise ausgerüstet werden können, indem das Gegenstück durch einen zweiten Zwischenring gebildet ist, können sich festziehende Schraubverbindungen auch von Kernbohrmaschinen, also Machinen, die mit großer Leistung betrieben werden, leicht und ohne größeren Kraftaufwand gelöst werden. Schläge auf das Gewinde, um von diesem den Druck zu nehmen, sind nicht mehr notwendig.
Durch den Steigungswinkel der geneigten Flächen kann dieser Loslöse-Effekt in seiner Wirkung eingestellt werden. Bei sich mit großen Kräften festziehenden Schraubverbindungen kommen größere Steigungswinkel, die als Winkel zwischen den Flächen und der zur Längsrichtung der Schraubverbindung senkrechten Ebene definiert sind, zum Einsatz. Bei sich mit kleineren Kräften festziehenden Schraubverbindungen können kleinere Steigungswinkel eingesetzt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um beim Lösen der Schraubverbindung genügend Spielraum zu haben, also den Zwischenring gegenüber dem Gegenstück, die ja quasi miteinander verzahnt sind, genügend in Löserichtung zurückdrehen zu können, kann es vorteilhaft sein, zwischen dem Zwischenring und dem Gegenstück wenigstens bereichsweise eine dünne Schicht aus einem nachgiebigen Material anzuordnen, die beim Festziehen zusammengedrückt wird und dadurch bewirkt, daß beim Festziehen Zwischenring und Gegenstück noch weit genug gegeneinander verdreht werden können und die zwischen benachbarten Zähnen des Zwischenringes bzw. Gegenstückes gelegenen steilen Flanken sich voneinander entfernen können, so daß dann beim Lösen das Zurückdrehen möglich ist.
Vorteilhafterweise sind der Zwischenring und das Gegenstück über Haltemittel zusammengehalten. Dann sind sie stets relativ zueinander in der richtigen Position, sowohl beim Festziehen als auch beim Lösen der Schraubverbindung. Das Haltemittel sollte aus einem elastischen, vorzugsweise federelastischen Material bestehen, um ein ausreichendes Verdrehen des Zwischenringes gegenüber dem Gegenstück zu erlauben.
In einer einfachen und kostengünstigen Ausführungsform ist das Haltemittel ein nicht aushärtender Klebstoff. In einer weiteren Ausführungsform ist das Haltemittel durch Zapfen aus elastischem Material gebildet, wobei die Zapfen sowohl mit dem Zwischenring als auch mit dem Gegenstück verbunden sind.
Mit besonderem Vorteil ist das Haltemittel durch einen Haltering aus elastischem Material gebildet, der sowohl mit dem Zwischenring als auch mit dem Gegenstück verbunden ist und der im Bereich des Umfangs des Zwischenringes und des Gegenstücks angeordnet ist, denn dann ist der Zwischenraum zwischen Zwischenring und Gegenstück durch den Haltering verschlossen und es kann kein Schmutz in den Zwischenraum gelangen. Eine einwandfreie Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dann auch unter Bedingungen gegeben und sichergestellt, in denen viel Schmutz anfällt, wie dies beispielsweise insbesondere bei Kernbohrmaschinen, z.B. beim Bohren von Beton, der Fall ist. In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist die griffige Oberfläche durch eine rauhe Oberfläche gebildet. Beispielsweise können auf der Seite des Zwischenringes kleine Erhebungen, wie Rippen oder dergleichen vorgesehen sein.
Wenn die Materialien, die miteinander verschraubt werden, selbst sehr hart sind, wie z.B. bei Kernbohrmaschinen, kann die Griffigkeit der griffigen Oberfläche durch ein auf die Oberfläche aufgebrachtes, z.B. aufgeklebtes, Pulver aus einem harten Werkstoff, insbesondere Diamant, Siliziumkarbid oder Hartmetall, realisiert sein. Beim Festziehen der Schraubverbindung werden dann uinabhängig von der Materialhärte die Diamantkörnchen o. dgl. in die zur Anlage kommenden Flächen eingedrückt, so daß beim Lösen der Schraubverbindung stets zunächst sich der Zwischenring gegenüber dem Gegenstück verdreht.
Damit die zur Anlage kommenden geneigten Flächen keinen Schaden nehmen können und es sichergestellt ist, daß der Zwischenring gegenüber dem Gegenstück verdreht wird, besteht der Zwischenring vorteilhafterweise aus einem oberflächengehärteten Material.
Um vorhandene Schraubverbindungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausrüsten zu können, ist das Gegenstück ein zweiter Zwischenring, der identisch wie der erste ausgebildet ist. Die beiden Zwischenringe müssen dann lediglich mit verschraubt werden, wobei die Zwischenringe relativ dünn sein können und nur wenig Platz beanspruchen.
Es kann auch vorgesehen sein, daß das Gegenstück ein Schraubenkopf, ein Bohrkopf, eine Schleifscheibe oder ein sonstiges mit der Schraubverbindung festzulegendes Teil ist. Dann ist nur der zusätzliche Zwischenring einzufügen, um die erfindungsgemäße Vorrichtung einzusetzen. Der Zwischenring könnte dann direkt an dem Gegenstück, also dem Bohrkopf o.dgl., gehalten sein. Mit besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine Schraubverbindung mit der ein Bohrkronenrohr in einer Kernbohrmaschine festgelegbar ist, einsetzbar, da hier besonders große Kräfte auftreten und beim Bohren daß Bohrkronenrohr stark festgezogen wird und bisher nur mit entsprechend großen Kräften, also Hammerschlägen, wieder lösbar war. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Bohrkronenrohr von Hand abgeschraubt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig. 2 einen Zwischenring der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig.1 ;
Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäße Vorrichtung im Querschnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig.1 ;
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäße
Vorrichtung im Querschnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig.1 ;
Fig. 5 eine Schraubverbindung zur Befestigung eines Kernbohrrohres an einer Kernbohrmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist einen Zwischenring 12 und ein Gegenstück 14, das in einem ersten Ausführungsbeispiel (Fig.1) ebenfalls ein Zwischenring 16 ist, auf. Die dargestellte Vorrichtung 10 ist für Schraubverbindungen mit Rechtsgewinde ausgelegt. Der in Fig.2 einzeln dargestellte Zwischenring 12 weist auf seiner ersten Seite 18 eine Zahnung auf, dessen Zähne 20 gebildet sind durch in Umfangsrichtung angeordnete Flächen 22, die in Umfangsrichtung gegenüber einer zur Längsrichtung L einer Schraubverbindung senkrechten Ebene E leicht geneigt sind und zwar derart, daß die Neigung der Flächen 22 der Gewindesteigung entgegengerichtet ist. Durch die Ausbildung der Neigung in Umfangsrichtung sind die geneigten Flächen 22 keine ebenen Flächen sondern sind quasi Teilstücke einer Wendel. Dies wird besonders deutlich, wenn nur eine Fläche vorhanden wäre, was prinzipiell auch möglich wäre, die dann ein Stück einer Wendel darstellen würde, das 360° umläuft und einen bestimmten Steigungswinkel α aufweist.
Wenn der Steigungswinkel der Gewindesteigung gegenüber der Ebene E negativ definiert ist und =0° in der Ebene E liegt, dann ist der Neigungswinkel α, also der Winkel zwischen den Flächen 22 und der Ebene E, positiv. Der Neigungswinkel , der auch als ein Steigungswinkel bezeichnet werden könnte, kann betragsmäßig relativ klein, z.B. wenige Grad, gewählt werden. Je kleiner bzw. größer der Winkel α ist, desto kleiner bzw. größer ist der Loslöse-Effekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Grenzfall, wenn = 0° wäre, wäre auch der Loslöse-Effekt nicht vorhanden und der Zwischenring hätte auf seiner ersten Seite ein glatte Oberfläche wie eine gewöhnliche Unterlegscheibe. Zwischen zwei benachbarten Zähnen 20 sind steile Flanken 24 angeordnet, die bevorzugt abgerundet sein können (nicht dargestellt).
Auf seiner zweiten Seite 26 weist der Zwischenring eine griffige Oberfläche 28 auf, die gebildet sein kann durch auf der Seite 26 radial verlaufende Rippen 30 oder andere geometrische Erhebungen. In einer bevorzugten, nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung ist die Griffigkeit der Oberfläche realisiert durch ein auf die Oberfläche aufgebrachtes, beispielsweise aufgeklebtes Pulver aus einem harten Werkstoff, insbesondere Diamant, Siliziumkarbid oder Hartmetall. Der in dem in Fig.1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel als Gegenstück 14 vorgesehene zweite Zwischenring 16 ist identisch wie der Zwischenring 12 ausgebildet mit Zähnen 32 mit geneigten Flächen 33 und griffiger Oberfläche 34. In montierter Position (Fig.1) ist der zweite Zwischenring 16 lediglich um 180° um die Ebene E gegenüber dem ersten Zwischenring 12 gedreht positioniert. Die Flächen 33 der Zähne 32 des zweiten Zwischenringes 16 kommen dabei gegen die Flächen 22 der Zähne 20 des ersten Zwischenringes 12 zur Anlage. Die Neigungswinkel der Flächen 33 und der Flächen 22 sind identisch, so daß bei Aneinanderliegen von Zwischenring 12 und Gegenstück 14 die Flächen 22 und 33 vollflächig aufeinander liegen können. Wenn Zwischenring und Gegenstück so aufeinander zu liegen kommen, wie dies in Fig.1 gezeigt ist und wie dies auch durch weiter unten näher beschriebene Haltemittel realisiert wird, sind etwa 90% der Gesamtfläche zur Anlage gekommen.
In Weiterbildung der Erfindung ist zumindest zwischen einigen der zur Anlage kommenden Flächen 22 und 33 wenigstens bereichsweise eine dünne Schicht 36 aus einem nachgiebigen Material angeordnet, dessen Funktion weiter unten erläutert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Zwischenring 12 und das Gegenstück 14 über Haltemittel 38 zusammengehalten. Das Haltemittel 38 ist bevorzugt aus einem elastischem Material gebildet, so daß der Zwischenring 12 und das Gegenstück 14 vor Zusammenschrauben einer Schraubverbindung in der richtigen Position gehalten sind und noch gegeneinander verdrehbar sind.
Das Haltemittel 38 kann ein oder mehrere Zapfen 40 aus gummielastischem Material umfassen, die jeweils mit ihren Enden in dem Zwischenring 12 und dem Gegenstück 14 festgelegt sind (Fig.3). Alternativ könnte das Haltemittel 38 auch durch einen Haltering 42 gebildet sein, der sowohl mit dem Zwischenring 12 als auch mit dem Gegenstück 14 fest verbunden ist. Dazu weist der Zwischenring 12 an dem Rand seiner ersten Seite 18 eine Stufe 44 und das Gegenstück 14 eine entsprechende Stufe 46 auf, auf denen der Haltering 42 gelagert und festgelegt, beispielsweise geklebt, ist.
Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben:
Ein Anwendungsbeispiel zeigt die Fig.5. Auf eine Antriebswelle 50 eines Motors 52 einer Kernbohrmaschine 54 ist ein Bohrkronenrohr 56 aufschraubbar. Zwischen einem Anschlag 58 der Antriebswelle 50 und dem Rohr 56 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 angeordnet und zunächst auf eine Gewindestange 60 des Rohres 56 aufgesteckt. Bei Gebrauch der Kernbohrmaschine 54 wird sich die Verschraubung zwischen Antriebswelle 50 und Rohr 56 festziehen. Dabei kommen die Flächen 22 und 33 der Vorrichtung 10 zur gegenseitigen Anlage. Bei weiterem Festziehen können sich der Zwischenring 12 und das Gegenstück 14 nicht weiter gegeneinander verdrehen, da durch die geneigten Flächen 22 und 33, deren Neigung der Gewindesteigung entgegengerichtet ist, diese in axialer Richtung auseinandergedrückt würden, was nicht möglich ist. Die griffigen Oberflächen 28 bzw. 34 des Zwischenringes 12 bzw. Gegenstückes 14 drücken sich mit ihren Erhebungen 30 in den zur Anlage kommenden Anschlag 58 der Antriebswelle 50 und den entsprechenden Anschlag 59 des Rohres 56 ein. Bei Verwendung des Diamantpulvers werden sich die Diamantkörnchen in die Oberflächen 28 bzw. 34 einerseits und in die Anschläge 58 bzw. 59 andererseits eindrücken und zwar unabhängig vom Härtegrad der verwendeten Materialien.
Zum Lösen der Schraubverbindung wird jetzt das Rohr 56 gegenüber der Antriebswelle 50 in die Pfeilrichtungen verdreht. Da das Rohr 56 mit dem Gegenstück 14 und die Antreibswelle 50 mit dem Zwischenring 12 über die griffigen Oberflächen 28 bzw. 34 reibschiüssig miteinander verbunden sind, kann sich anfänglich nur der Zwischenring 12 gegenüber dem Gegenstück 14 verdrehen. Bereits bei minimalstem Verdrehen gegeneinander wird sofort der Druck auf das Gewinde weggenommen, da sich der Zwischenring 12 und das Gegenstück 14 aufgrund der geneigten Flächen 22 und 33 axial aufeinander zu bewegen können. Wenn der Druck von dem Gewinde genommen ist, kann das Rohr 56 im weiteren sogar von Hand vollständig abgeschraubt werden.
Aus dieser Funktionsbeschreibung wird deutlich, daß ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 die geneigten Flächen 22 und 33 sind. Diese müssen nicht unbedingt als Flanken von Zähnen ausgebildet sein. Prinzipiell sind auch andere Formen denkbar solange geneigte Flächen mit einem entsprechenden Neigungswinkel gebildet sind, die zur gegenseitigen Anlage kommen können.
Damit das Lösen der Schraubverbindung in der erfindungsgemäßen Weise möglich ist, müssen die Flanken 24 des Zwischenringes 12 in Umfangsrichtung einen ausreichenden Abstand zu den entsprechenden Flanken des Gegenstücks 14 haben (Fig.1), so daß das Gegenstück 14 beim Lösen sich gegenüber dem Zwischenring 12 zumindest ein minimales Stück zurückdrehen kann. Dies brauchen nur wenige Grad oder nur Bruchteile eines Grads zu sein, je nach Größe des Neigungswinkels α.
Durch die Schicht 36 und/oder durch die Haltemittel 38 ist sichergestellt, daß der Zwischenring 12 und das Gegenstück 14 vor Anziehen der Schraubverbindung in einer solchen Position zueinander gehalten sind, daß dann, wenn die Flächen 22 und 33 beim Anziehen zur Anlage kommen, dieser ausreichende Abstand der Flanken gegeben ist.
Es ist auch denkbar, dass der Zwischenring einstückig mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Bohrkronenrohr, und das Gegenstück einstückig mit einem Bohrmaschinenanschluß ausgebildet ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum leichteren Lösen einer Schraubverbindung mit einem Zwischenring (12), der auf seiner ersten Seite (18) wenigstens eine gegenüber einer zur Längsrichtung (L) der Schraubverbindung senkrechten Ebene (E) leicht geneigte Fläche (22) aufweist und mit einem Gegenstück (14), das auf seiner dem Zwischenring (12) zugewandten Seite ebenso geneigte Flächen (33) aufweist, die die den gleichen
Neigungswinkel (α) aufweisen wie die Flächen (22) des Zwischenringes (12) und die geneigten Flächen (22 und 33) beim Anziehen der Schraubverbindung gegenseitig zur Anlage kommen, wobei die Neigung (α) der geneigten Flächen (22 und 33) der Gewindesteigung der Schraubverbindung entgegengerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Flächen (22) des Zwischenringes (12) und die Neigung der Flächen (33) des Gegenstückes (14) in Umfangsrichtung ausgebildet ist und daß der Zwischenring (12) auf seiner zweiten Seite (26) eine griffige Oberfläche (28) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zwischenring (12) und dem Gegenstück (14) wenigstens bereichsweise eine dünne Schicht (36) aus einem nachgiebigen Material angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (12) und das Gegenstück (14) über Haltemittel (38) zusammengehalten sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel ein nicht aushärtender Klebstoff ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (38) durch Zapfen (40) aus elastischem Material gebildet ist, die sowohl mit dem Zwischenring (12) als auch mit dem Gegenstück (14) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (38) durch einen Haltering (42) aus elastischem Material gebildet ist, der sowohl mit dem Zwischenring (12) als auch mit dem Gegenstück (14) verbunden ist und der im Bereich des Umfangs des Zwischenringes (12) und des Gegenstücks (14) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die griffige Oberfläche (28) durch eine rauhe Oberfläche (28) gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffigkeit der griffigen Oberfläche durch ein auf die Oberfläche aufgebrachtes, z.B. aufgeklebtes, Pulver aus einem harten Werkstoff, insbesondere Diamant, Siliziumkarbid oder Hartmetall, realisiert ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring aus einem oberflächengehärteten Material besteht.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (14) ein zweiter Zwischenring (16) ist, der identisch wie der erste ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück ein Schraubenkopf, ein Bohrkopf, eine Schleifscheibe oder ein sonstiges mit der Schraubverbindung festzulegendes Teil ist.
12. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Schraubverbindung mit der ein Bohrkronenrohr in einer Kernbohrmaschine festgelegt ist.
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