LU83867A1

LU83867A1 - DEVICE FOR FIXING A FASTENER

Info

Publication number: LU83867A1
Application number: LU83867A
Authority: LU
Inventors: George Gorden Dewey
Original assignee: Illinois Tool Works
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1982-01-05
Publication date: 1983-09-02
Also published as: NL8105274A; BE891830A; IE820114L; AU7761181A; GB2091152B; SE8106898L; FR2498108A1; NO820161L; FI814205L; GB2091152A; DE3200167A1; CA1163475A; DK23682A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Festdrehen von Befestigungsmaterial.The invention relates to a device for tightening fastening material.

Mehr insbesondere betrifft die Erfindung die darin vorhandene, ein Moment beschränkende Aussparung vom Typ, , wie dieser in Kombination mit Gerät angewendet wird und aus den US Patentschriften 3.965.510 und 4.107.800 bekannt ist.More particularly, the invention relates to the torque-limiting recess therein, of the type used in combination with equipment and known from US Patents 3,965,510 and 4,107,800.

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Eine solche Aussparung hat sich zur Vermeidung von Ueberlastung von Befes-a tigungsmaterial als sehr nützlich erwiesen, durch welche Ueberlastung in weichem Material, wie Wänden ohne Mörtel, Zusammendrückungen in der Platte und Beschädigung an der Oberfläche auf treten können, und in harten Materialien, wie Beton, die Möglichkeit besteht, dass das Schraubengewinde des Befestigungsmaterials beschädigt oder der Kopf verdreht wird.Such a recess has proven to be very useful for avoiding overloading of fastening material, by means of which overloading can occur in soft material, such as walls without mortar, compression in the plate and damage to the surface, and in hard materials, such as Concrete, there is a possibility that the screw thread of the fastening material will be damaged or the head will be turned.

Es ist daher wichtig, dass die axiale Länge der das Moment beschränkenden Aussparung in direktem Verhältnis steht zu der Höhe und der Form des Kopfes des Befestigungsmittels, für welches das Gerät angewendet wird.It is therefore important that the axial length of the torque-limiting recess is directly related to the height and shape of the head of the fastener for which the device is used.

Es gibt jedoch Umstände, in denen es erwünscht ist, die Länge dieser Aussparung vorübergehend zu ändern, um den Kopf ausserhalb derselben zu erfassen, wenn dieser ausserhalb der Zusammenarbeit mit den antreibenden Flächen des Gerätes gekommen ist. Solche Umstände treten auf infolge eines harten .Materialstückes, wodurch das Befestigungsmittel mit einem üblichen Gerät nicht einwandfrei angeordnet werden kann, sondern durch ein anderes ; ersetzt werden muss, wie dies in den US Patentschriften 3.965.510 und 4.107.800 beschrieben wird. Keine dieser Lösungen ist jedoch geeignet und zweckmässig für Umstände, wie diese in der Praxis auftreten können. Andere Umstände, die eine direkte Aenderung der Tiefe der gemeinten - Aussparung erwünscht machen, sind: a) wenn Variationen in der Höhe des Kopfes des Befestigungsmittels durch - Beschädigung oder Toleranzen begegnet werden, b) wenn Verschleiss oder Aenderungen. in den Abmessungen in dem Gerät selbst auftreten, und c) wenn es .'erwünscht ist, das Befestigungsmittel zu irgendwelchem Zweck aus dem Werkstück zu drehen.However, there are circumstances in which it is desirable to temporarily change the length of this recess in order to catch the head outside it if it came outside of the cooperation with the driving surfaces of the device. Such circumstances occur as a result of a hard piece of material, as a result of which the fastening means cannot be properly arranged with a conventional device but with another one; must be replaced as described in U.S. Patents 3,965,510 and 4,107,800. However, none of these solutions is suitable and appropriate for circumstances such as may arise in practice. Other circumstances that make a direct change in the depth of the intended recess desirable are: a) if variations in the height of the fastener head are countered by damage or tolerances, b) wear or changes. dimensions in the device itself, and c) if it is desired to unscrew the fastener from the workpiece for any purpose.

Die Erfindung verschafft Mittel, zum direkten Variieren der Länge der dasThe invention provides means for directly varying the length of the

Moment beschränkenden Aussparung. Diese Mittel bestehen aus einer steifen Feder, welche die Muffe, die das stillstehende Gebiet bildet, nach ihrem vordersten oder maximalen Stand drück Maximumstand drückt. Unter normalen Bedingungen wird die Feder den Stand der Muffe in bezug auf die antreibenden Flächen aufrechterhalten, so dass die wirksamen Flächen des Kopfes des Befestigungsmittels sich lösen und in den stillstehenden Teil gelangen. Bei einer sehr grossen Belastung, die von dem Betätiger ausgeübt werden kann, wird die steife Feder eingedrückt, wodurch die Länge des stillstehenden Gebietes vermindert wird und ein zusätzliches » Moment ausgeübt werden kann, wodurch das Befestigungsmittel nach Wunsch ein- lind ausgeschraubt werden kann.Moment limiting recess. These means consist of a stiff spring, which presses the sleeve, which forms the stationary area, to its foremost or maximum level. Under normal conditions, the spring will maintain the position of the sleeve with respect to the driving surfaces, so that the effective surfaces of the head of the fastener will come loose and enter the stationary part. In the event of a very large load that can be exerted by the actuator, the stiff spring is pressed in, as a result of which the length of the stationary area is reduced and an additional »moment can be exerted, whereby the fastening means can be unscrewed as desired.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden tinter Hinweis auf die Zeichnung näher besprochen.Es zeigen:Further advantages and details of the invention are discussed in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 eine Seitenansicht der in Abstand voneinander liegend gezeichneten Elemente des Gerätes gemäss der Erfindung;Figure 1 is a side view of the spaced apart elements of the device according to the invention.

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise aufgebrochen, des montierten .Gerätes, wenn dieses zum Eindrehen des Befestigungsmittels gebraucht wird, undFig. 2 is a side view, partially broken away, of the assembled device when it is used to screw in the fastener, and

Fig. 3 eine Unteransicht des Gerätes gemäss Fig. 2.3 shows a bottom view of the device according to FIG. 2.

Das antreibende Gerät gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung als Ganzes mit 10 angegeben. Die Teile des Geräts sind: der Körper 12, die Stell-- schraube 14, die c-förmige Klemme 16, der O-Ring 18, der Unterlagering 20, der muffenförmige Teil 22 und der von innen aus angetriebene Gerätteil 24.The driving device according to the invention is indicated as a whole by 10 in the drawing. The parts of the device are: the body 12, the set screw 14, the c-shaped clamp 16, the O-ring 18, the lower ring 20, the sleeve-shaped part 22 and the device part 24 driven from the inside.

Ein Ende des Körpers 12 hat ebene Flächen 26, die Zusammenarbeiten können mit und festgehalten werden JLn der Klemmbuchse einer (nicht wiedergegebenen) Kraftquelle. Obwohl sie als sechseckiger Schaft.wiedergegeben sind, können die gemeinten Mittel auch jede andere geeignete Form haben.One end of the body 12 has flat surfaces 26, the collaborations can be held in place with the clamping bush of a power source (not shown). Although represented as a hexagonal shaft, the means meant can also take any other suitable form.

Ein Anschlag 28 befindet sich auf dem Körper 12 etwa in der Mitte zwischen den Enden und bestimmt eine Referenzfläche 30. Eine mehreckige Bohrung 32 läuft axial und teilweise in dem Körper .12 und dient zur Aufnahme eines 4- entsprechend gebildeten Schaftes 34 des Gerätteiles 24. Die mehreckige Bohrung 32 und der Schaft 34 sind vorzugsweise sechseckig, so dass auch andere Befestigungsmittel 36 von aussen her durch direkte Zusammenarbeit zwischen der Bohrung 32 und dem Kopf 38 des Befestigungsmittels angetrieben werden können. Es ist jedoch klar, dass die Bohrung 32 auch eine andere Form haben kann, wie z.B. doppelsechseckig o.dgl.A stop 28 is located on the body 12 approximately in the middle between the ends and defines a reference surface 30. A polygonal bore 32 runs axially and partially in the body 12 and serves to receive a 4-shaped shaft 34 of the device part 24. The polygonal bore 32 and the shaft 34 are preferably hexagonal, so that other fastening means 36 can also be driven from the outside by direct cooperation between the bore 32 and the head 38 of the fastening means. However, it is clear that the bore 32 can also have a different shape, e.g. double hexagonal or the like

Das andere Ende des Körpers 12 hat eine Ringnut 40. Diese Nut 40 kann „ einen c-förmigen Klemmring 16 auf nehmen, der die Mittel zum Festhalten derThe other end of the body 12 has an annular groove 40. This groove 40 can “take a c-shaped clamping ring 16, which is the means for holding the

Teile des Gerätes 10 (unter Ausnahme von dem Gerätteil 24) in dem zusammen- ? gesetzten Zustand (Fig. 2) bildet. Es ist klar, dass auch andere Mittel zu diesem Zweck angewendet werden können. Die Ränder des Gerätes, die die Bohrung 32 umfassen, können gewälzt ausgeführt.sein, wenn das hintere Ende der Muffe 22 teilweise durch einen kleineren Durchmesser als der Aussendurchmesser des Körpers 12 abgeschlossen ist, während der Anschlag 28 auch ein getrenntes Organ sein kann, das über das Ende hinter der Muffe 22, den Unterlagering 20 und den O-Ring 18 geschoben werden kann, wonach der Anschlag 28 auf dem Körper 12 festgesetzt wird. In letzterem Fall würde das Gerät auf eine bestimmte·Kopfhöhe beschränkt sein und völlig unbrauchbar werden, wenn ein Teil beschädigt wird oder bricht, statt Aussparungen verschiedenen Typs zu bilden oder dem Übel abzuhelfen, wie dies unter Anwendung des c-förmigen Klemmringes 16 möglich ist.Parts of the device 10 (with the exception of the device part 24) in the together? set state (Fig. 2) forms. It is clear that other means can also be used for this purpose. The edges of the device, which include the bore 32, can be rolled, if the rear end of the sleeve 22 is partially closed by a smaller diameter than the outer diameter of the body 12, while the stop 28 can also be a separate organ, which can be pushed over the end behind the sleeve 22, the base ring 20 and the O-ring 18, after which the stop 28 is fixed on the body 12. In the latter case, the device would be limited to a certain head height and would become completely unusable if a part is damaged or broken, instead of forming recesses of different types or remedying the evil, as is possible using the c-shaped clamping ring 16.

' Die Muffe 22 hat eine Innenbohrung 42, die zur Aufnahme des Körpers 12 dient. Eine Aussparung 44 in dem einen Ende bildet eine zweite Referenzfläche 46 und ist derart dimensioniert dass der O-Ring 18 und der Unterlagering 20 aufgenommen werden können. Eine zweite Aussparung 48 in dem anderen Ende hat minimale Abmessungen, die grösser sind als die radialen Abmessungen des Kopfes 38 des Befestigungsmittels, wozu das Gerät angewendet wird. Die axiale Tiefe der Aussparung 48 -ist derart, dass die Länge des stillstehenden Gebietes, das sich bis an dem Ende des Körpers 12 vorbei, erstreckt, im wesentlichen.der Höhe des Kopfes 38 gleich ist.'The sleeve 22 has an inner bore 42 which serves to receive the body 12. A recess 44 in one end forms a second reference surface 46 and is dimensioned such that the O-ring 18 and the lower ring 20 can be received. A second recess 48 in the other end has minimal dimensions that are greater than the radial dimensions of the head 38 of the fastener for which the device is used. The axial depth of the recess 48 is such that the length of the still area extending past the end of the body 12 is substantially the same as the height of the head 38.

Der Körper 12 hat eine radial verlaufende Gewindebohrung 50, welche die Bohrung 32 in der Mitte einer Fläche eines Vieleckes schneidet.The body 12 has a radially extending threaded bore 50 which intersects the bore 32 in the middle of a surface of a polygon.

In dieser Weise wird, wenn der.Schaft.34 in die Bohrung 32 eingebracht ist, » 4- die Stellschraube 14, die mit einer der Flächen des Schaftes zum Festhalten des Gerätteiles 24. Zusammenarbeiten kann, in die Bohrung 50 geschraubt werden. Zur Erleichterung der Anordnung dieser Schraube ist eine längliche Bohrung 52 in einer Muffe 22 vorgesehen.In this way, when the shaft 34 is inserted into the bore 32, the set screw 14, which can cooperate with one of the surfaces of the shaft for holding the device part 24, is screwed into the bore 50. To facilitate the arrangement of this screw, an elongated bore 52 is provided in a sleeve 22.

Es ist zweckmässig, wenn die Muffe 22 ..in bezug auf den Körper 12 und die Flächen der Bohrung 32 frei drehen kann. In dieser Weise kann die Muffe • beim Festsetzen mit dem Werkstück Zusammenarbeiten, ohne dass die Ober- di fläche beschädigt wird. Der O-Ring ist im allgemeinen aus Gummi oder einem anderen elastomeren Material hergestellt. Zum Ermöglichen der freien Bewegung der Muffe 22 dient der Unterlagering 20. Dieser ist zweckmässig aus einem selbstschmierenden Kunststoff hergestellt, während dieser weiter als Polster zwischen dem drehenden O-Ring 18 und der festen Muffe 22 dient.It is useful if the sleeve 22 .. with respect to the body 12 and the surfaces of the bore 32 can rotate freely. In this way, the sleeve can • work together with the workpiece when it is fixed without damaging the surface. The O-ring is generally made of rubber or other elastomeric material. The base ring 20 serves to enable free movement of the sleeve 22. This is expediently made of a self-lubricating plastic, while this further serves as a cushion between the rotating O-ring 18 and the fixed sleeve 22.

Die Wirkung des Gerätes 10 geht aus Fig. 2 hervor. Die sechseckige Bohrung 32 wird mit dem Kopf 38 in Zusammenarbeit gebracht und durch eine nicht wiedergegebene Kraftquelle wird ein Moment auf das Befestigungsmittel ausgeübt. Unter normaler axialer Belastung und wenn das Befestigungsmittel völlig festgedreht ist, wird dieses aus der Bohrung 32 in das das Moment begrenzende Gebiet 48 der Muffe 22 gelangen, weil das vordere Ende der Muffe mit dem Werkstück in Berührung .ist. Wenn aus irgendwelchem Grund ein zusätzliches Moment notwendig ist, braucht der Betätiger nur einen zusätzlichen.Axialdruck auszuüben, wodurch die Muffe e nach hinten gegen die steife Feder gedrückt wird, die hier als O-Ring ausgebildet ist, so dass dieser zusammengedrückt .wird, wodurch die Länge des stillstehenden Teils beschränkt wird und die Bohrung 32 . wiederum mit dem Kopf 38 des Befestigungsmittels in Zusammenarbeit tritt.The effect of the device 10 can be seen in FIG. 2. The hexagonal bore 32 is brought into cooperation with the head 38 and a moment is exerted on the fastener by an unillustrated power source. Under normal axial loading and when the fastener is fully tightened, it will pass out of the bore 32 into the torque limiting area 48 of the sleeve 22 because the front end of the sleeve is in contact with the workpiece. If, for any reason, an additional moment is required, the actuator only needs to apply an additional axial pressure, which pushes the sleeve e backwards against the rigid spring, which is designed here as an O-ring, so that it is compressed the length of the stationary part is limited and the bore 32. in turn cooperates with the head 38 of the fastener.

Wenn von innen aus angetrieben .werden muss, kann ein Schraubenzieher 34 z.B. in die Bohrung 32 eingebracht werden und mit der Stellschraube 14 festgesetzt werden, welche Schraube durch die längliche Bohrung 52 in dieIf it has to be driven from the inside, a screwdriver 34 can e.g. be introduced into the bore 32 and set with the set screw 14, which screw through the elongated bore 52 in the

Muffe 22 gedreht wird. Es ist klar, dass die . Stellschraube 14 eine beschränkte Länge haben muss und ein eventuelles Drehen der Muffe 22 nicht hindern ..darf. Für speziell ausgeführte Köpfe kann die Stellung des Gerätteiles 24 in bezug auf die Aussparung 48 variieren. Ein (nicht -6- wiedergegebener) Index mit Angaben für die Stellschraube, können auf den Seitenflächen angebracht werden und.auch an Stellen um den Schaft 34, um die richtige Stellung anzugeben. Der.Kopf des Schraubenziehers kann in entsprechender Weise ausserhalb der Zusammenarbeit mit den Flächen 35 in die Aussparung 48 gebracht werden. Ein zusätzliches Moment oder ein umgekehrter Drehsinn kann durch überwinden der Federkraft des O-Ringes 18 erhalten werden und eine Zusammenarbeit der treibenen Flächen 35 mit einer Aussparung in dem Befestigungsmittel kann einige Zeit aufrechterhalten werden.Sleeve 22 is rotated. It is clear that the. Set screw 14 must have a limited length and must not prevent a possible rotation of the sleeve 22. For specially designed heads, the position of the device part 24 with respect to the recess 48 can vary. An index (not shown -6-) with information for the set screw can be attached to the side surfaces and also at locations around the shaft 34 to indicate the correct position. The head of the screwdriver can be brought into the recess 48 in a corresponding manner outside of the cooperation with the surfaces 35. An additional moment or a reverse sense of rotation can be obtained by overcoming the spring force of the O-ring 18 and cooperation of the driving surfaces 35 with a recess in the fastening means can be maintained for some time.

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Obwohl die Erfindung in bezug auf eine bestimmte Ausführungsform besprochen wurde, ist es'klar, dass auch Modifikationen und Variationen möglich sind, ohne dass der Rahmen der Erfindung überstiegen wird. Die steife Feder kann z.B. ein Wellenring oder eine Schraubenfeder sein, in welchem Fall der der Unterlagering entbehrt werden kann.Although the invention has been discussed in relation to a particular embodiment, it is clear that modifications and variations are possible without going beyond the scope of the invention. The stiff spring can e.g. a shaft ring or a coil spring, in which case the lower ring can be dispensed with.

Claims

1. Device for driving a fastener into a workpiece, which can cooperate with one end with a power source, while the other end has surfaces that can transmit a moment to the head of this fastener, which head has a certain maximum outer dimension, lifting means between these ends of the device, which form a first reference surface, there is a sleeve which surrounds at least part of the surfaces cooperating with the fastening means and forms a torque-limiting recess with a minimum internal diameter which is greater than the maximum dimension of the head of the fastening means, which recess delimits a stationary area of a certain axial length * in the vicinity of the surfaces cooperating with the fastening means, which sleeve further forms a second reference surface, means for holding the sleeve around the intended surfaces are present, and Stiff, resilient means between the first and second reference surfaces, in such a way that, under normal force exerted when driving in, the sleeve has its relative position in relation to the surface cooperating with the fastening means and thus the intended axial dimension of the stationary one Area is maintained so that the effective surfaces of the fastener separate from the cooperating surface and come into the intended area of the sleeve, but when an additional axial load is exerted, the stiff resilient means are partially pushed in, causing the sleeve to axially in 'Moved with respect to the surface cooperating with the fastener, so that the length of the area at rest is reduced and an additional moment can be exerted on the fastener.

2. Device according to claim 1, characterized in that the resilient means consist of an O-ring.

3. Device according to claim 1, characterized in that a predetermined length of the stationary area is substantially the same as the axial dimension of the head of the fastening means.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sleeve can rotate freely in relation to the surfaces cooperating with the fastening means. y i