WO2016139095A2 - Schraubvorrichtung und schraube - Google Patents

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    • F16D2011/008—Clutches in which the members have interengaging parts characterised by the form of the teeth forming the inter-engaging parts; Details of shape or structure of these teeth

Definitions

  • the invention relates to a device for screwing a screw into a substrate and a screw.
  • Screws usually have a mounting portion for screwing the screw in a setting direction in a substrate and a head with a screw drive.
  • screws which also have a connection portion for attaching an attachment to the screw, wherein the connection portion is often formed as a thread.
  • Wegbegrenzer be used, which limit the propulsion of a screwdriver while screwing the screw into the ground, so that to decouple the screw at the desired depth of the screwdriver.
  • Such screwdrivers are very complex in their construction and only for the individual respective application and otherwise can not be used.
  • the depth of engagement can not be specified arbitrarily exactly and changes over time, for example due to wear. It is an object of the invention to provide a device for screwing a screw into a substrate as well as a screw, with which an accurate path limitation is realized in a simple manner.
  • a device for screwing a screw in a setting direction into a substrate comprises a coupling with a rotating drivable clutch drive and a clutch output, wherein in a coupled state of the clutch, the clutch drive is connected torque transmitting to the clutch output and in a disengaged state of the clutch, the clutch drive against the clutch output is freely rotatable, and wherein the clutch is disengaged when the clutch output, starting moved from the coupled state of the clutch, beyond a predetermined amount addition in the setting direction of the clutch drive.
  • the coupling drive has an insertion end for insertion into a drill chuck of a screwdriver.
  • the device comprises a Wegbegrenzer for limiting movement of the coupling drive in the setting direction, wherein the Wegbebankr has a background support for contact with the ground and a stop for engagement with the clutch drive.
  • the measured in the setting direction distance between the base support and the stopper is adapted to the dimensions of the clutch drive, the clutch output and the screw so that the clutch is disengaged when the screw is screwed a predetermined setting depth far into the ground.
  • the object is achieved by an adjusting device by means of which the distance measured in the setting direction between the base support and the stop can be adjusted. As a result, unwanted deviations from the predetermined screwing can be compensated.
  • the Wegbregenzer comprises a support surface having the background support and a stop member having the stop, wherein the actuating device comprises a first thread on the support member and a second thread on the stop member, and wherein the first thread and the second thread are screwed into one another, so that a rotation of the support member relative to the stop member causes a change in the measured distance in the setting direction between the substrate support and the stop.
  • the support part and / or the stop part comprises a guide sleeve for the screw.
  • a preferred embodiment is characterized in that the adjusting device comprises a latching device which engages at one or more different distances measured in the setting direction between the base support and the stop. As a result, an undesired adjustment of the distance between the substrate support and the stop is counteracted.
  • the clutch comprises a clutch spring which preloads the clutch in its disengaged state. Particularly preferably, a spring force of the clutch spring acts on the clutch output and loads the clutch output away from the clutch drive.
  • a preferred embodiment is characterized in that the clutch drive comprises one or more drive-side claws, and wherein the clutch output comprises one or more output-side claws, and wherein the drive-side claws and the output-side claws engage with each other for the torque-transmitting connection of the clutch drive with the clutch output.
  • a preferred embodiment is characterized in that the coupling output comprises a head of the screw, and wherein the coupling drive comprises a receptacle for the head. The head of the screw is then disengaged directly from the receptacle.
  • the clutch output comprises a receptacle for a head of the screw. The recording is then uncoupled together with the recorded therein head of the screw of the clutch drive.
  • the receptacle comprises a drive bit designed preferably as an internal polygon for torque transmission from the receptacle to the head of the screw.
  • a preferred embodiment is characterized in that the receptacle has a guide section, which widens steadily in the setting direction, for guiding a transition section of the screw adjoining the head of the screw.
  • the guide section widens conically in the setting direction. Under certain circumstances, guiding the screw contributes to an improved constancy of the depth of engagement of the screw into the substrate.
  • a preferred embodiment is characterized in that the adjusting device comprises an actuating stop, which limits a Verstellhub, that is, a maximum adjustment, the adjusting device.
  • the stop member on the parking stop.
  • a screw has a fastening section for screwing the screw in a setting direction into a substrate, a connecting section for fastening an attachment to the screw, and a head, which has a preferably designed as an external polygon screw drive, on.
  • the object is achieved by a transition section, which widens continuously in the setting direction and which adjoins the head in the setting direction.
  • the transition section preferably widens conically in the setting direction. At the steadily widening transition section, the screw can lead, which may contribute to an improved consistency of the screwing depth of the screw into the ground.
  • a preferred embodiment is characterized in that a dimension of the screw increases transversely to the setting direction, particularly preferably perpendicular to the setting direction, from the head to the connection portion steadily.
  • the avoidance of unsteady points leads to a facilitated guidance of the screw and possibly to a reduction of jamming of the screw in the leadership of the screwing.
  • connection portion has a connection thread for screwing the attachment to the screw.
  • FIG. 1 shows a device for screwing a screw in a setting direction in a substrate in a longitudinal sectional view
  • Fig. 2 shows the device of Fig. 1 in a partial longitudinal sectional view and in a
  • Fig. 3 shows a screw in a side view.
  • Fig. 1 and 2 show a screwing 1 for screwing a screw 2 in a setting direction 3 in a substrate, not shown.
  • the screwing device 1 comprises a clutch 4 with a rotatably driven clutch drive 5 and a clutch output 6.
  • the clutch drive 5 comprises a drive shaft 8 with a spigot 13 and a preferably fixed thereto by a press fit and rigidly connected thereto drive ring 7.
  • the drive ring 7 has four drive side Claws 9 up.
  • the clutch output 6 comprises an output shaft 10 with a receptacle 14 for a head 15 of the screw 2 and a preferred by a press fit mounted thereon and rigidly connected to the output ring 1 1.
  • the output ring 1 1 has four output-side jaws 12.
  • the receptacle 14 has a guide portion 27, which widens continuously conically in the setting direction 3 and has the guidance of a subsequent to the head 15 of the screw 2 transition portion 28 of the screw 2.
  • the receptacle 14 has a hexagon socket or hexalobular.
  • the head 15 of the screw 2 has correspondingly an external hexagon or hexalobular.
  • a magnet 37 is attached, so that the screw 2 is better held in the receptacle 14 under certain circumstances.
  • the drive-side jaws and / or the driven-side jaws are provided with an adhesive fat.
  • the clutch drive one, two, three or more than four drive-side jaws, and the clutch output corresponding to one, two, three or more than four output-side jaws.
  • the Wegbe dictionary 16 includes a support member 17 with a support surface 18 for abutment against the substrate, not shown, and a stop member 19 with a stop 20 to rest on the Coupling drive 5.
  • the stop 20 is against the setting direction 3 at a counter-stop 26 of the drive shaft 8 at.
  • the support member 17 has a guide sleeve 21, whose end face in the setting direction forms the substrate support 18, and an internal thread 22.
  • the stop member 19 has a press-in sleeve 23, the end face against the setting direction forms the stop 20, and a threaded sleeve 25 with an external thread 24.
  • the drive shaft 8 is freely rotatably mounted in the press-in sleeve 23.
  • the clutch 4 is at least partially received in the threaded sleeve 25 and includes a clutch spring 29, which preloaded the clutch 4 in their disengaged in Fig. 1 shown by a spring force of the clutch spring 29 on the one hand to the clutch output 6, preferably on one opposite Setting direction 3 facing first shoulder 30 of the clutch output 6, and on the other hand on the clutch drive 5, preferably on a facing in the setting direction 3 second shoulder 31 of the clutch drive 5, attacks.
  • the clutch spring 29 presses the first shoulder 30 and the second shoulder 31 apart and thus loads the clutch output 6 away from the clutch drive 5.
  • the insertion end 13 is first inserted into a chuck of a screwdriver, not shown, and thus driven in rotation, as soon as the screwdriver is turned on. Since the clutch 4 is biased by the clutch spring 29 in its disengaged state, only the clutch drive 5 with the drive shaft 8 and the drive-side claw 9 having the drive side 7 is driven to rotate. Once the screwdriver is pressed together with the screwing device 1 to the ground in such a way that the substrate support 18 rests on the ground, the spring force of the clutch spring 29 is overcome, so that the clutch drive 5 moves toward the clutch output 6.
  • Wegbegrenzer 16 that is, by the distance in the setting direction 3 between the substrate support 18 and the stop 20, a predetermined distance between the clutch drive 5 and the ground is ensured during the entire screwing.
  • the screw 2 with its head 15 moves towards the ground, the receptacle 14 is tracked with the aid of the coupling spring 29 to drive the screw 2.
  • the screw 2 is rotationally driven via the receptacle 14 until the driven-side claws 12 come out of engagement with the drive-side jaws 9.
  • the clutch output 6 has then moved beyond a predetermined amount in the setting direction 3 of the clutch drive 5.
  • the measured in the setting direction distance between the substrate support 18 and the stopper 20 is adapted to the dimensions of the clutch drive 5, the clutch output 6 and the screw 2, that the clutch 4 is disengaged just when the screw 2 a predetermined depth setting far screwed into the ground.
  • an adjusting device 32 which includes the internal thread 22 and the external thread 24, the measured in the setting direction 3 distance between the ground support 18 and the stopper 20, and thus the exact screwing of the screw 2 in the Background, adjustable.
  • the internal thread 22 and the external thread 24 are screwed into each other, so that a rotation of the support member 17 relative to the stop member 19 causes a change in the depth of engagement.
  • the adjusting device further comprises an actuating stop 38 which limits the adjusting stroke of the adjusting device 32, for example to 3 mm.
  • the stop member 19 on the parking stop 38.
  • a latching device 33 serves to latch during the adjustment of the adjusting device 32 and has a detent spring 34, which is supported on the one hand in a plurality of recesses 35 on the inside of the support member 17 and on the other hand on two flats 36 on the outside of the threaded sleeve 25 of the stop member 19. For a rotation of the support member 17 relative to the stop member 19 is to overcome a predetermined resistance force to deform the detent spring 34 according to and engage in the next flat 36.
  • Fig. 3 shows an embodiment of a screw 51 in a true-to-scale side view.
  • the bolt-shaped screw 51 comprises a fastening portion 52 for screwing along a setting direction 53 in a bore in a substrate, not shown, and a connection portion 54 for disposition outside the bore and a head 57 with a trained as suitssechsrund screw drive 55 for applying a torque to the screw 51st
  • the fastening portion 52 has a self-tapping threaded portion 56 for molding, in particular, a female threading into the bore.
  • the connecting portion 54 has a connection thread 64 for screwing on an attachment, not shown, for example, a nut on the screw 51.
  • the connection thread has for example an outer diameter of 8 mm.
  • the screw 51 furthermore comprises a transition section 58 which widens conically in the setting direction and which adjoins the head 57 in the setting direction 53.
  • the connecting section 54 in turn adjoins the transition section 58, so that the diameter of the screw 51 measured perpendicular to the setting direction 53 increases steadily from the head 57 to the connection section 54.
  • the fixing portion 52 has a thread length in the setting direction 53 of 2.5 mm.
  • the one-piece screw 51 and consists of a preferably inductively hardened and / or preferably stainless steel with a material hardness of at least 800 MPa, for example 1000 MPa.
  • the connecting portion 54 has a collar 59 with a stop 60 on which a sealing element can be arranged, which seals the bore or the space between the bore and the screw 51 from the environment after fixing the fastening element to the fastening object.
  • the attachment section closes directly to the connection thread, without an intermediate collar.
  • the thread length of the attachment portion is then, for example, 6.1 mm.
  • the interface geometry 55 is applied using a primary molding method, and a self-tapping thread is applied to a semifinished product by means of a rolling process to produce the fastening section 52. Subsequently, a chamfer 63 is produced on the front end face of the semifinished product by means of a milling method, wherein the self-forming thread and the chamfer 63 preferably overlap to form a threaded inlet and an external thread.
  • the present invention has been illustrated using the example of a screwing device. It should be noted, however, that the device according to the invention is also suitable for other applications.
  • the described features of the individual embodiments can also be combined arbitrarily within a single embodiment, as far as they are not mutually exclusive.

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Abstract

Vorrichtung zum Einschrauben einer Schraube in einer Setzrichtung in einen Untergrund, umfassend eine Kupplung mit einem drehend antreibbaren Kupplungsantrieb und einem Kupplungsabtrieb, wobei in einem eingekuppelten Zustand der Kupplung der Kupplungsantrieb drehmomentübertragend mit dem Kupplungsabtrieb verbunden ist und in einem ausgekuppelten Zustand der Kupplung der Kupplungsantrieb gegenüber dem Kupplungsabtrieb frei drehbar ist, und wobei die Kupplung ausgekuppelt wird, wenn sich der Kupplungsabtrieb, ausgehend vom eingekuppelten Zustand der Kupplung, über ein vorgegebenes Mass hinaus in der Setzrichtung von dem Kupplungsantrieb wegbewegt, wobei der Kupplungsantrieb ein Einsteckende zum Einstecken in ein Bohrfutter eines Schraubgeräts aufweist, weiterhin umfassend einen Wegbegrenzer zur Begrenzung einer Bewegung des Kupplungsantriebs in der Setzrichtung, wobei der Wegbegrenzer eine Untergrundauflage zur Anlage an dem Untergrund und einen Anschlag zur Anlage an dem Kupplungsantrieb aufweist, und wobei der in der Setzrichtung gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag derart an die Abmessungen des Kupplungsantriebs, des Kupplungsabtriebs und der Schraube angepasst ist, dass die Kupplung ausgekuppelt wird, wenn die Schraube eine vorgegebene Setztiefe weit in den Untergrund eingeschraubt ist, gekennzeichnet durch eine Stelleinrichtung, mit deren Hilfe der in der Setzrichtung gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag einstellbar ist.

Description

Schraubvorrichtung und Schraube
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschrauben einer Schraube in einen Untergrund sowie eine Schraube.
Schrauben weisen üblicherweise einen Befestigungsabschnitt zum Einschrauben der Schraube in einer Setzrichtung in einen Untergrund sowie einen Kopf mit einem Schraubenantrieb auf. Es sind Schrauben bekannt, welche ausserdem einen Anbindungsabschnitt zum Befestigen eines Anbauteils an der Schraube aufweisen, wobei der Anbindungsabschnitt oft als Gewinde ausgebildet ist. Bei einigen Anwendungen ist es wünschenswert, eine vorgegebene Einschraubtiefe einer Schraube in den Untergrund nicht zu unter- oder überschreiten. Um die vorgegebene Einschraubtiefe sicherzustellen, werden Wegbegrenzer verwendet, welche den Vortrieb eines Schraubgeräts während des Einschraubens der Schraube in den Untergrund begrenzen, so dass die Schraube bei der gewünschten Einschraubtiefe von dem Schraubgerät zu entkoppeln. Derartige Schraubgeräte sind jedoch sehr komplex in ihrem Aufbau und nur für die einzelne jeweilige Anwendung und sonst nicht einsetzbar. Ausserdem ist die Einschraubtiefe nicht beliebig genau vorgebbar und verändert sich mit der Zeit, beispielsweise durch Verschleiss. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Einschrauben einer Schraube in einen Untergrund sowie eine Schraube zur Verfügung zu stellen, mit denen eine genaue Wegbegrenzung auf einfache Art und Weise verwirklicht ist.
Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Einschrauben einer Schraube in einer Setzrichtung in einen Untergrund eine Kupplung mit einem drehend antreibbaren Kupplungsantrieb und einem Kupplungsabtrieb, wobei in einem eingekuppelten Zustand der Kupplung der Kupplungsantrieb drehmomentübertragend mit dem Kupplungsabtrieb verbunden ist und in einem ausgekuppelten Zustand der Kupplung der Kupplungsantrieb gegenüber dem Kupplungsabtrieb frei drehbar ist, und wobei die Kupplung ausgekuppelt wird, wenn sich der Kupplungsabtrieb, ausgehend vom eingekuppelten Zustand der Kupplung, über ein vorgegebenes Mass hinaus in der Setzrichtung von dem Kupplungsantrieb wegbewegt. Der Kupplungsantrieb weist dabei ein Einsteckende zum Einstecken in ein Bohrfutter eines Schraubgeräts auf. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Wegbegrenzer zur Begrenzung einer Bewegung des Kupplungsantriebs in der Setzrichtung, wobei der Wegbegrenzer eine Untergrundauflage zur Anlage an dem Untergrund und einen Anschlag zur Anlage an dem Kupplungsantrieb aufweist. Der in der Setzrichtung gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag ist dabei derart an die Abmessungen des Kupplungsantriebs, des Kupplungsabtriebs und der Schraube angepasst, dass die Kupplung ausgekuppelt wird, wenn die Schraube eine vorgegebene Setztiefe weit in den Untergrund eingeschraubt ist. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Stelleinrichtung, mit deren Hilfe der in der Setzrichtung gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag einstellbar ist. Hierdurch können unerwünschte Abweichungen von der vorgegebenen Einschraubtiefe ausgeglichen werden. Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wegbregenzer ein die Untergrundauflage aufweisendes Auflageteil und ein den Anschlag aufweisendes Anschlagteil umfasst, wobei die Stelleinrichtung ein erstes Gewinde an dem Auflageteil und ein zweites Gewinde an dem Anschlagteil umfasst, und wobei das erste Gewinde und das zweite Gewinde ineinander geschraubt sind, so dass ein Verdrehen des Auflageteils gegenüber dem Anschlagteil eine Veränderung des in der Setzrichtung gemessenen Abstands zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag bewirkt. Besonders bevorzugt umfasst das Auflageteil und/oder das Anschlagteil eine Führungshülse für die Schraube.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung eine Rastvorrichtung umfasst, welche bei einer oder mehreren verschiedenen in der Setzrichtung gemessenen Abständen zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag einrastet. Hierdurch wird einem unerwünschten Verstellen des Abstands zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag entgegengewirkt. Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Kupplungsfeder umfasst, welche die Kupplung in deren ausgekuppelten Zustand vorbelastet. Besonders bevorzugt greift eine Federkraft der Kupplungsfeder an dem Kupplungsabtrieb an und belastet den Kupplungsabtrieb von dem Kupplungsantrieb weg vor.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsantrieb eine oder mehrere antriebseitige Klauen umfasst, und wobei der Kupplungsabtrieb eine oder mehrere abtriebseitige Klauen umfasst, und wobei die antriebseitigen Klauen und die abtriebseitigen Klauen zur drehmomentübertragenden Verbindung des Kupplungsantriebs mit dem Kupplungsabtrieb ineinander eingreifen.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabtrieb einen Kopf der Schraube umfasst, und wobei der Kupplungsantrieb eine Aufnahme für den Kopf umfasst. Der Kopf der Schraube wird dann unmittelbar aus der Aufnahme ausgekuppelt. Gemäss einer alternativen Ausführungsform umfasst der Kupplungsabtrieb eine Aufnahme für einen Kopf der Schraube. Die Aufnahme wird dann mitsamt dem darin aufgenommenen Kopf der Schraube von dem Kupplungsantrieb abgekuppelt. Besonders bevorzugt umfasst die Aufnahme einen bevorzugt als Innenmehrkant ausgebildeten Antriebsbit für eine Drehmomentübertragung von der Aufnahme auf den Kopf der Schraube.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme einen sich in der Setzrichtung stetig aufweitenden Führungsabschnitt für die Führung eines sich an den Kopf der Schraube anschliessenden Übergangsabschnitts der Schraube aufweist. Besonders bevorzugt weitet sich der Führungsabschnitt in der Setzrichtung konisch auf. Eine Führung der Schraube trägt unter Umständen zu einer verbesserten Konstanz der Einschraubtiefe der Schraube in den Untergrund bei.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung einen Stellanschlag umfasst, welcher einen Verstellhub, das heisst einen maximalen Verstellweg, der Stelleinrichtung begrenzt. Bevorzugt weist das Anschlagteil den Stellanschlag auf. Alternativ weist das Auflageteil den Stellanschlag auf.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Schraube einen Befestigungsabschnitt zum Einschrauben der Schraube in einer Setzrichtung in einen Untergrund, einen Anbindungsabschnitt zum Befestigen eines Anbauteils an der Schraube, und einen Kopf, welcher einen bevorzugt als Aussenmehrkant ausgebildeten Schraubenantrieb aufweist, auf. Die Aufgabe wird gelöst durch einen sich in der Setzrichtung stetig aufweitenden Übergangsabschnitt, welcher sich in der Setzrichtung an den Kopf anschliesst. Bevorzugt weitet sich der Übergangsabschnitt in der Setzrichtung konisch auf. An dem sich stetig aufweitenden Übergangsabschnitt lässt sich die Schraube führen, was unter Umständen zu einer verbesserten Konstanz der Einschraubtiefe der Schraube in den Untergrund beiträgt.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Abmessung der Schraube quer zur Setzrichtung, besonders bevorzugt senkrecht zur Setzrichtung, von dem Kopf bis zu dem Anbindungsabschnitt stetig vergrössert. Die Vermeidung von unstetigen Stellen führt zu einer erleichterten Führung der Schraube sowie unter Umständen zu einer Reduzierung von Verklemmungen der Schraube in der Führung der Einschraubvorrichtung.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsabschnitt ein Anbindungsgewinde zum Anschrauben des Anbauteils an der Schraube aufweist. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Einschrauben einer Schraube in einer Setzrichtung in einen Untergrund in einer Längsschnittansicht,
Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 in einer teilweisen Längsschnittansicht sowie in einer
Querschnittsansicht, und
Fig. 3 eine Schraube in einer Seitenansicht.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Einschraubvorrichtung 1 zum Einschrauben einer Schraube 2 in einer Setzrichtung 3 in einen nicht dargestellten Untergrund. Die Einschraubvorrichtung 1 umfasst eine Kupplung 4 mit einem drehend antreibbaren Kupplungsantrieb 5 und einem Kupplungsabtrieb 6. Der Kupplungsantrieb 5 umfasst eine Antriebswelle 8 mit einem Einsteckende 13 sowie einen bevorzugt durch einen Presssitz darauf befestigten und starr damit verbundenen Antriebsring 7. Der Antriebsring 7 weist vier antriebseitige Klauen 9 auf. Der Kupplungsabtrieb 6 umfasst eine Abtriebswelle 10 mit einer Aufnahme 14 für einen Kopf 15 der Schraube 2 sowie einen bevorzugt durch einen Presssitz darauf befestigten und starr damit verbundenen Abtriebsring 1 1. Der Abtriebsring 1 1 weist vier abtriebseitige Klauen 12 auf. Die Aufnahme 14 weist einen Führungsabschnitt 27 auf, welcher sich in der Setzrichtung 3 stetig konisch aufweitet und der Führung eines sich an den Kopf 15 der Schraube 2 anschliessenden Übergangsabschnitts 28 der Schraube 2 aufweist. Die Aufnahme 14 weist einen Innensechskant oder Innensechsrund auf. Der Kopf 15 der Schraube 2 weist entsprechend einen Aussensechskant oder Aussensechsrund auf. In einer Vertiefung, bevorzugt in einer Bohrung der Abtriebswelle ist ein Magnet 37 befestigt, so dass die Schraube 2 unter Umständen besser in der Aufnahme 14 gehalten ist.
Insbesondere um ein Aneinanderheften der antriebseitigen Klauen und der abtriebseitigen Klauen zu vermeiden, sind die antriebseitigen Klauen und/oder die abtriebseitigen Klauen mit einem Haftfett versehen. Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Kupplungsantrieb eine, zwei, drei oder mehr als vier antriebseitige Klauen, und der Kupplungsabtrieb entsprechend eine, zwei, drei oder mehr als vier abtriebseitige Klauen auf.
Weiterhin umfasst die Einschraubvorrichtung 1 einen Wegbegrenzer 16 zur Begrenzung einer Bewegung des Kupplungsantriebs 5 in der Setzrichtung 3. Der Wegbegrenzer 16 umfasst ein Auflageteil 17 mit einer Untergrundauflage 18 zur Anlage an dem nicht dargestellten Untergrund sowie ein Anschlagteil 19 mit einem Anschlag 20 zur Anlage an dem Kupplungsantrieb 5. Der Anschlag 20 liegt entgegen die Setzrichtung 3 an einem Gegenanschlag 26 der Antriebswelle 8 an. Das Auflageteil 17 weist eine Führungshülse 21 , deren Stirnseite in Setzrichtung die Untergrundauflage 18 bildet, sowie ein Innengewinde 22 auf. Das Anschlagteil 19 weist eine Einpresshülse 23, deren Stirnseite entgegen die Setzrichtung den Anschlag 20 bildet, sowie eine Gewindehülse 25 mit einem Aussengewinde 24 auf. Die Antriebswelle 8 ist frei drehbar in der Einpresshülse 23 gelagert.
Die Kupplung 4 ist zumindest teilweise in der Gewindehülse 25 aufgenommen und umfasst eine Kupplungsfeder 29, welche die Kupplung 4 in deren in Fig. 1 gezeigtem, ausgekuppelten Zustand vorbelastet, indem eine Federkraft der Kupplungsfeder 29 einerseits an dem Kupplungsabtrieb 6, bevorzugt an einer entgegen die Setzrichtung 3 weisenden ersten Schulter 30 des Kupplungsabtriebs 6, und andererseits an dem Kupplungsantrieb 5, bevorzugt an einer in der Setzrichtung 3 weisenden zweiten Schulter 31 des Kupplungsantriebs 5, angreift. Die Kupplungsfeder 29 drückt die erste Schulter 30 und die zweite Schulter 31 auseinander und belastet somit den Kupplungsabtrieb 6 von dem Kupplungsantrieb 5 weg vor.
Zum Einschrauben der Schraube 2 in den nicht dargestellten Untergrund wird zunächst das Einsteckende 13 in ein Bohrfutter eines nicht dargestellten Schraubgeräts eingesteckt und somit drehend angetrieben, sobald das Schraubgerät eingeschaltet wird. Da die Kupplung 4 von der Kupplungsfeder 29 in ihren ausgekuppelten Zustand vorbelastet wird, wird nur der Kupplungsantrieb 5 mit der Antriebswelle 8 und dem die antriebseitigen Klauen 9 aufweisenden Antriebsring 7 drehend angetrieben. Sobald das Schraubgerät zusammen mit der Schraubvorrichtung 1 derart an den Untergrund angepresst wird, dass die Untergrundauflage 18 auf dem Untergrund aufliegt, wird die Federkraft der Kupplungsfeder 29 überwunden, so dass sich der Kupplungsantrieb 5 auf den Kupplungsabtrieb 6 zubewegt. Sobald die antriebseitigen Klauen 9 und die abtriebseitigen Klauen 12 ineinander eingreifen, wird ein Drehmoment von dem Kupplungsantrieb 5 auf den Kupplungsabtrieb 6 und somit von dem Schraubgerät über die Kupplung 4 und die Aufnahme 14 auf die Schraube 2 übertragen, welche schliesslich in den Untergrund oder in eine vorgefertigte Bohrung in dem Untergrund eingeschraubt wird.
Durch den Wegbegrenzer 16, das heisst durch den Abstand in Setzrichtung 3 zwischen der Untergrundauflage 18 und dem Anschlag 20, ist während des gesamten Einschraubvorgangs ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Kupplungsantrieb 5 und dem Untergrund sichergestellt. Die Schraube 2 mit ihrem Kopf 15 bewegt sich zwar auf den Untergrund zu, die Aufnahme 14 wird jedoch mit Hilfe der Kupplungsfeder 29 dem Vortrieb der Schraube 2 nachgeführt. Die Schraube 2 wird über die Aufnahme 14 so lange drehend angetrieben, bis die abtriebseitigen Klauen 12 mit den antriebseitigen Klauen 9 ausser Eingriff kommen. Der Kupplungsabtrieb 6 hat sich dann über ein vorgegebenes Mass hinaus in der Setzrichtung 3 von dem Kupplungsantrieb 5 wegbewegt. Der in der Setzrichtung gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage 18 und dem Anschlag 20 ist dabei derart an die Abmessungen des Kupplungsantriebs 5, des Kupplungsabtriebs 6 und der Schraube 2 angepasst, dass die Kupplung 4 gerade dann ausgekuppelt wird, wenn die Schraube 2 eine vorgegebene Setztiefe weit in den Untergrund eingeschraubt ist.
Mit Hilfe einer Stelleinrichtung 32, welche das Innengewinde 22 und das Aussengewinde 24 umfasst, ist der in der Setzrichtung 3 gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage 18 und dem Anschlag 20, und damit die genaue Einschraubtiefe der Schraube 2 in den Untergrund, einstellbar. Das Innengewinde 22 und das Aussengewinde 24 sind ineinander geschraubt, so dass ein Verdrehen des Auflageteils 17 gegenüber dem Anschlagteil 19 eine Veränderung der Einschraubtiefe bewirkt. Die Stelleinrichtung umfasst weiterhin einen Stellanschlag 38, welcher den Verstellhub der Stelleinrichtung 32 begrenzt, beispielsweise auf 3 mm. Vorliegend weist das Anschlagteil 19 den Stellanschlag 38 auf. Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen weist das Auflageteil den Stellanschlag auf.
Eine Rastvorrichtung 33 dient einer Rasterung während des Verstellens der Stelleinrichtung 32 und weist eine Rastfeder 34 auf, welche einerseits in mehreren Vertiefungen 35 auf der Innenseite des Auflageteils 17 und andererseits an zwei Abflachungen 36 auf der Aussenseite der Gewindehülse 25 des Anschlagteils 19 abgestützt ist. Für ein Verdrehen des Auflageteils 17 gegenüber dem Anschlagteil 19 ist eine vorbestimmte Widerstandskraft zu überwinden, um die Rastfeder 34 entsprechend zu verformen und in die nächste Abflachung 36 einrasten zu lassen.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schraube 51 in einer maßstabsgetreuen Seitenansicht. Die bolzenförmige Schraube 51 umfasst einen Befestigungsabschnitt 52 zum Einschrauben entlang einer Setzrichtung 53 in eine Bohrung in einem nicht dargestellten Untergrund sowie einen Anbindungsabschnitt 54 zur Anordnung außerhalb der Bohrung und einen Kopf 57 mit einem als Außensechsrund ausgebildeten Schraubenantrieb 55 zur Aufbringung eines Drehmomentes auf die Schraube 51. Der Befestigungsabschnitt 52 weist einen selbstformenden Gewindeabschnitt 56 zum Einformen, insbesondere Einfurchen eines Innengewindes in die Bohrung. Der Anbindungsabschnitt 54 weist ein Anbindungsgewinde 64 zum Anschrauben eines nicht dargestellten Anbauteils, beispielsweise einer Schraubenmutter, an der Schraube 51 auf. Das Anbindungsgewinde hat beispielsweise einen Aussendurchmesser von 8 mm.
Die Schraube 51 umfasst weiterhin einen sich in der Setzrichtung stetig konisch aufweitenden Übergangsabschnitt 58, welcher sich in der Setzrichtung 53 an den Kopf 57 anschliesst. An den Übergangsabschnitt 58 schliesst sich wiederum der Anbindungsabschnitt 54 an, so dass sich der senkrecht zur Setzrichtung 53 gemessene Durchmesser der Schraube 51 vom Kopf 57 bis zum Anbindungsabschnitt 54 stetig vergrössert. Der Befestigungsabschnitt 52 weist eine Gewindelänge in der Setzrichtung 53 von 2,5 mm auf. Die einstückige Schraube 51 und besteht aus einem bevorzugt induktiv gehärteten und/oder bevorzugt rostfreien Stahl mit einer Materialhärte von mindestens 800 MPa, beispielsweise von 1000 MPa. Der Anbindungsabschnitt 54 weist einen Bund 59 mit einem Anschlag 60 auf, an welchem ein Dichtelement angeordnet werden kann, welches nach dem Befestigen des Befestigungselementes an dem Befestigungsgegenstand die Bohrung beziehungsweise den Zwischenraum zwischen der Bohrung und der Schraube 51 gegenüber der Umgebung abdichtet. Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen schliesst sich der Befestigungsabschnitt direkt an das Anbindungsgewinde an, ohne einen dazwischenliegenden Bund. Die Gewindelänge des Befestigungsabschnitts beträgt dann beispielsweise 6,1 mm.
Zur Herstellung der Schraube 51 wird mit einem Urformverfahren die Schnittstellengeometrie 55 und mit einem Walzverfahren ein selbstformendes Gewinde zur Erzeugung des Befestigungsabschnitts 52 an einem Halbzeug angebracht. Anschließend wird an der vorderen Stirnseite des Halbzeugs mit einem Fräsverfahren eine Fase 63 erzeugt, wobei sich das selbstformende Gewinde und die Fase 63 bevorzugt zur Bildung eines Gewindeeinlaufs und eines Außengewindes überlappen. Die vorliegende Erfindung wurde am Beispiel einer Schraubvorrichtung dargestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung auch für andere Anwendungszwecke geeignet ist. Darüber hinaus können die beschriebenen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele auch beliebig innerhalb eines einzigen Ausführungsbeispiels kombiniert werden, soweit sie sich nicht gegenseitig ausschliessen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Vorrichtung zum Einschrauben einer Schraube in einer Setzrichtung in einen Untergrund, umfassend eine Kupplung mit einem drehend antreibbaren Kupplungsantrieb und einem Kupplungsabtrieb, wobei in einem eingekuppelten Zustand der Kupplung der Kupplungsantrieb drehmomentübertragend mit dem Kupplungsabtrieb verbunden ist und in einem ausgekuppelten Zustand der Kupplung der Kupplungsantrieb gegenüber dem Kupplungsabtrieb frei drehbar ist, und wobei die Kupplung ausgekuppelt wird, wenn sich der Kupplungsabtrieb, ausgehend vom eingekuppelten Zustand der Kupplung, über ein vorgegebenes Mass hinaus in der Setzrichtung von dem Kupplungsantrieb wegbewegt, wobei der Kupplungsantrieb ein Einsteckende zum Einstecken in ein Bohrfutter eines Schraubgeräts aufweist, weiterhin umfassend einen Wegbegrenzer zur Begrenzung einer Bewegung des Kupplungsantriebs in der Setzrichtung, wobei der Wegbegrenzer eine Untergrundauflage zur Anlage an dem Untergrund und einen Anschlag zur Anlage an dem Kupplungsantrieb aufweist, und wobei der in der Setzrichtung gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag derart an die Abmessungen des Kupplungsantriebs, des Kupplungsabtriebs und der Schraube angepasst ist, dass die Kupplung ausgekuppelt wird, wenn die Schraube eine vorgegebene Setztiefe weit in den Untergrund eingeschraubt ist, gekennzeichnet durch eine Stelleinrichtung, mit deren Hilfe der in der Setzrichtung gemessene Abstand zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Wegbregenzer ein die Untergrundauflage aufweisendes Auflageteil und ein den Anschlag aufweisendes Anschlagteil umfasst, und wobei die Stelleinrichtung ein erstes Gewinde an dem Auflageteil und ein zweites Gewinde an dem Anschlagteil umfasst, und wobei das erste Gewinde und das zweite Gewinde ineinander geschraubt sind, so dass ein Verdrehen des Auflageteils gegenüber dem Anschlagteil eine Veränderung des in der Setzrichtung gemessenen Abstands zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Auflageteil und/oder das Anschlagteil eine Führungshülse für die Schraube umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stelleinrichtung eine Rastvorrichtung umfasst, welche bei einer oder mehreren verschiedenen in der Setzrichtung gemessenen Abständen zwischen der Untergrundauflage und dem Anschlag einrastet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplung eine Kupplungsfeder umfasst, welche die Kupplung in deren ausgekuppelten Zustand vorbelastet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine Federkraft der Kupplungsfeder an dem Kupplungsabtrieb angreift und den Kupplungsabtrieb von dem Kupplungsantrieb weg vorbelastet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kupplungsantrieb eine oder mehrere antriebseitige Klauen umfasst, und wobei der Kupplungsabtrieb eine oder mehrere abtriebseitige Klauen umfasst, und wobei die antriebseitigen Klauen und die abtriebseitigen Klauen zur drehmomentübertragenden Verbindung des Kupplungsantriebs mit dem Kupplungsabtrieb ineinander eingreifen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kupplungsabtrieb einen Kopf der Schraube umfasst, und wobei der Kupplungsantrieb eine Aufnahme für den Kopf umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kupplungsabtrieb eine Aufnahme für einen Kopf der Schraube umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei die Aufnahme einen insbesondere als Innenmehrkant oder Innenmehrrund ausgebildeten Antriebsbit für eine Drehmomentübertragung von der Aufnahme auf den Kopf der Schraube umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Aufnahme einen sich in der Setzrichtung stetig aufweitenden, insbesondere konisch aufweitenden Führungsabschnitt für die Führung eines sich an den Kopf der Schraube anschliessenden Übergangsabschnitts der Schraube aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stelleinrichtung einen Stellanschlag umfasst, welcher einen Verstellhub der Stelleinrichtung 32 begrenzt.
13. Schraube mit einem Befestigungsabschnitt zum Einschrauben der Schraube in einer Setzrichtung in einen Untergrund, mit einem Anbindungsabschnitt zum Befestigen eines Anbauteils an der Schraube, und mit einem Kopf, welcher einen insbesondere als Aussenmehrkant oder Aussenmehrrund ausgebildeten Schraubenantrieb aufweist, gekennzeichnet durch einen sich in der Setzrichtung stetig aufweitenden, insbesondere konisch aufweitenden Übergangsabschnitt, welcher sich in der Setzrichtung an den Kopf anschliesst.
14. Schraube nach Anspruch 13, wobei sich eine Abmessung der Schraube quer zur Setzrichtung, insbesondere senkrecht zur Setzrichtung, von dem Kopf bis zu dem Anbindungsabschnitt stetig vergrössert.
15. Schraube nach einem der Ansprüche 13 und 14, wobei der Anbindungsabschnitt ein Anbindungsgewinde zum Anschrauben des Anbauteils an der Schraube aufweist.
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