WO2019141497A1 - Einbauwerkzeug für einen drahtgewindeeinsatz - Google Patents

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WO2019141497A1
WO2019141497A1 PCT/EP2018/086579 EP2018086579W WO2019141497A1 WO 2019141497 A1 WO2019141497 A1 WO 2019141497A1 EP 2018086579 W EP2018086579 W EP 2018086579W WO 2019141497 A1 WO2019141497 A1 WO 2019141497A1
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WO
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coupling part
spindle body
installation
rotation
torque
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PCT/EP2018/086579
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French (fr)
Inventor
Andreas Marxkors
Holger Thommes
Tobias Beyer
Maximilian LEINKENJOST
Klemens RUCHA
Alexej Butov
Marcel Purrio
Hermann Zimmermann
Klaus-Friedrich Grubert
Sascha ZAVAROL
Franz Lutz
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Böllhoff Verbindungstechnik GmbH
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Priority to EP18827108.4A priority patent/EP3717178B1/de
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/14—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same
    • B25B27/143—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same for installing wire thread inserts or tubular threaded inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
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    • B25B23/141—Mechanical overload release couplings
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    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1427—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by mechanical means

Definitions

  • the present invention relates to an installation tool for a wire thread insert, a torque coupling insertable in such tools and an installation method for a threaded wire insert in a threaded bore.
  • installation tools with a rotating drive unit are generally be known.
  • Such installation tools are used for example for the installation of Drahtgewindeeinsquestioned- in a threaded hole, for screwing a threaded bolt or for tightening or loosening a female threaded member on a threaded bolt or the like.
  • drive units serve in this context pneumatic and electric motors. It is also conceivable to manually drive such installation tools.
  • torque clutches are used in the prior art.
  • Such couplings are also referred to as overload clutch, as described in DE 195 01 084 C2.
  • the overload clutch shown there is used in a power or motor driven tool.
  • This overload clutch consists of driving clutch parts and driven clutch parts.
  • the driving and driven coupling parts are connected to each other via spring means and a biasing force generated above.
  • the mutually spring-biased coupling parts comprise input and output cam disks, which are arranged axially opposite each other.
  • coupling balls are arranged between these input and output cam disks, these coupling balls interacting with the cams such that a detachable drive takes place between the rotary drive input and the rotary drive output.
  • the mutually spring-biased coupling parts of the overload clutch interrupt the power flow between the drive side and output side. This way will avoided that an overload torque reaches the compound to be produced and causes damage there.
  • Known overload clutches work with coupling balls, which are arranged between the oppositely arranged spring-biased coupling parts. These coupling balls ensure low friction between the coupling parts that realize the force flow and are detachable from each other. At the same time, such a complex construction of an overload clutch ensures a high manufacturing and maintenance costs.
  • wire thread inserts require a targeted release or separation the mounting spindle of the screwed wire thread insert or a targeted bending back of parts of the wire thread insert.
  • a wire thread insert with installation pin is installed such that the mounting spindle with the mounting pin makes a positive connection for screwing the wire thread insert. In order to solve the spindle from the threaded opening again, the installation pin must be released from this positive connection.
  • the wire thread insert which is described in DE 10 2010 050 735, requires after its screwing into the desired depth of the threaded opening a targeted bending back of its trunnion. Accordingly, it is necessary for an installation blade to engage this rebulable mounting post to bend it back into the thread of the threaded opening. Only when this additional installation step has been completed, the installation spindle should be removed from the thread opening.
  • the wire thread insert installation tool has the following features: a drive unit, in particular an electric or a pneumatic drive unit, which provides a rotational movement switchable between a first and a second direction, a spindle body with a drive section for rotating the spindle body and with a threaded section, on which the wire thread insert is aufspindelbar and of which the wire thread insert is abspindelbar, an installation blade which is movably disposed in the spindle body between an engaged position and a rest position to selectively attack the wire thread insert and / or to be released from an attack or interference with the wire thread insert, and a Torque coupling consisting of a positive and non-positive intermeshing clutch upper part and lower coupling part consists of which the clutch upper part rotatably connected to the drive unit and the lower coupling part rotatably connected to the spindle body, while having a decoupled relative rotation between
  • the above installation tool for a wire thread insert initially supports the avoidance of torque overload conditions when inserting or installing or screwing the wire thread insert into a threaded opening.
  • the torque coupling used solves the connection between the drive side and the output side of the installation tool as soon as a critical torque, for example, when running up an axial stop of the mounting spindle is reached.
  • an adjusting movement preferably a line-type adjusting movement, generated between one of the coupling halves and a movable actuator.
  • These coupling halves are formed by the above-mentioned upper coupling part and the lower coupling part.
  • an axial movement along an axis of rotation of the upper coupling part and the lower coupling part is preferably triggered at the same time.
  • This axial relative movement between the said actuator and the upper coupling part and / or the lower coupling part can be used for a further step during the installation of the wire thread insert in a threaded bore.
  • This axial relative movement of the actuator is preferably used when releasing an installation blade of the installation tool from an engagement with the wire thread insert.
  • Another alternative is to place the installation blade in an engaged position or other mounting position within the mounting spindle and / or on the wire thread insert.
  • a further preferred embodiment is that a further adjusting element is actuated by means of the axial relative movement of the actuator in addition to an installation blade.
  • This actuator can be used in example to solve the installation pin from engagement of the mounting spindle.
  • the lower coupling part and the upper coupling part are arranged spring biased against each other, so that in a rotational blockade of the coupling lower part via the spindle body, the upper coupling part is rotatable relative to the lower coupling part, wherein the lower coupling part resiliently evades.
  • both coupling parts Due to the shape of the mutually facing sides of the lower coupling part and the upper coupling part, both coupling parts form a positive-locking and / or frictional connection supported by spring preload.
  • the impressed in the coupling parts spring bias determines a release torque between the two coupling parts, which leads to a loosening of the connection between the lower coupling part and the upper coupling part.
  • This release of the coupling parts from each other takes place precisely when said rotation blockage of the coupling lower part or the upper coupling part occurs
  • the coupling lower part is connected to the spindle body, so that a rotational blockade of the spindle body leads to a standstill of the coupling lower part.
  • the coupling upper part comprises a slotted guide, with an axial actuator of the coupling upper part in response to a rotational direction of the upper coupling part is axially displaceable, wherein the axial actuator does not rotate with the upper coupling part.
  • the axial actuator is an axially guided in the clutch upper part clutch piston with an at least one side radially projecting roller pin which engages in the slotted guide.
  • the wire thread insert installation tool is provided such that the spindle is connected to the installation of the wire thread insert with the coupling lower part.
  • the spindle is blocked during installation and thus also the lower coupling part as soon as a certain installation depth or an axial stop of the spindle is reached.
  • the rotational blockage of the spindle leads to a rotation stoppage of the coupling lower part, but does not prevent further rotation of the upper coupling part due to the overload torque occurring.
  • the link guide which is connected in a form-fitting manner to the clutch piston, causes an axial offset of the clutch piston.
  • This movement which can be understood as a secondary use of the release movement between the upper coupling part and the lower coupling part, is used in the context of the present invention for the targeted movement or switching or setting of an axial actuator.
  • the movement profile of the axial actuator can be defined.
  • the coolies sen Adjust defines a curvilinear path, in particular a helical path, in the upper coupling part, which causes a relative axial displacement between the upper coupling part and the clutch piston upon rotation of the upper coupling part relative to the clutch piston.
  • a size of an axial offset and a speed of taking place axia- len offset adjustable is preferable to adjust or tune the movement of the actuator on the thus to be implemented installation function of the installation tool on the shape of the slotted guide.
  • the axial offset of the coupling piston can be transferred to the installation blade via an actuator.
  • the installation blade which is arranged within the spindle body, is used in the installation of a wire thread insert and / or in an uninstalling of Drahtgewin de miches or when processing the wire thread insert in the threaded opening to use. Accordingly, the moving actuator and the installation blade transferred motion used to make installation steps, processing steps and / or De installation sled on a wire thread insert in a threaded opening.
  • the abovementioned axial offset takes place as a function of the direction of rotation of the coupling upper part in comparison to the lower coupling part in the direction of the spindle body or in the direction of the drive unit.
  • the upper coupling part and the lower coupling part in the axial and opposing orientation of end faces depending Weil a circumferential sequence of at least two opposing and adjacent to a common vertex ramps defining an engagement contour between the upper coupling part and lower coupling part.
  • the strength of the detachable connection between the upper coupling part and lower coupling part is also determined by the interlocking contours of the mutually facing surfaces or end faces of the upper coupling part and the lower coupling part.
  • these surfaces of the upper coupling part and the lower coupling part each have at least one cam, which comprises two opposing ramps connected over the common vertex. An inclination of these ramps and the spring preload, which presses the clutch top and the clutch lower part against each other, define a release torque, which is required so that the clutch upper part on the preferably horn mandat coupling lower part can slide in rotation.
  • the shaping contour of the mutually facing sides of the upper coupling part and the lower coupling part as well as the strength of the spring preload between the upper coupling part and the coupling base part can be selectively selected and / or adjusted.
  • an inclination angle of the ramps in combination with the spring preload between the coupling upper part and the lower coupling part determines a limit torque at which a relative rotation between the upper coupling part and the lower coupling part can be generated.
  • the present invention also comprises the above-described wire thread insert A construction tool used torque coupling.
  • This torque coupling can also be used for other tools in which a rotating drive unit is used.
  • These Torque clutch has the following features: a positive and non-positive intermeshing clutch upper part and lower coupling part, of which the upper coupling part or the lower coupling part rotatably connected to a drive unit and the other coupling part rotatably connected to an output unit, while triggered with a decoupled relative rotation between the upper coupling part and lower coupling part by exceeding a limit torque between the upper coupling part and lower coupling part, a linear relative movement between the coupling part coupled to the drive unit and an axially movable actuating unit arranged in this coupling part can be generated.
  • the torque clutch has the property that the lower coupling part and the upper coupling part are spring-biased against each other so that the upper coupling part is rotatable with respect to the lower coupling part when the coupling lower part rotates. This configuration ensures that the torque clutch actually releases the connection between the clutch lower part and the upper part of the clutch when a critical torque is exceeded.
  • the upper coupling part comprises a slotted guide, with which an axial actuator of the upper coupling part in response to a direction of rotation of the coupling upper part is axially displaceable relative to the actuator.
  • the axial actuator is preferably an axially guided in the upper coupling clutch piston with a at least one side radially projecting roller pin, which engages in the above-mentioned slotted guide.
  • the slotted guide is defined as a curvilinear path, in particular a helical path, in the upper coupling part, which causes upon rotation of the upper coupling part ei nen relative axial displacement between Kupplungsobertei 1 and clutch piston.
  • this relative axial offset between the coupling upper part and the coupling piston is preferably transferable via an actuator to the setting unit, in particular to an adjusting unit arranged within the output unit.
  • the axial displacement preferably takes place as a function of the direction of rotation of the upper coupling part in comparison to the lower coupling part in the direction of the output unit or in the direction of the drive unit.
  • the coupling upper part and the coupling lower part in the axial and opposite orientation in each case a circumferential sequence of at least two opposite and adjacent to a common vertex ramps, which define an engagement contour, preferably a direct engagement contour, between the upper coupling part and Kupplungsuntertei 1.
  • the used angles of inclination of the ramps in the direction of the apex in combination with a spring preload between the coupling upper part and the lower coupling part, produce a limit torque at which a relative rotation between the upper part of the coupling and the lower part of the coupling and a relative displacement between an actuator and the upper part of the coupling or the lower part of the coupling can be generated.
  • the present invention also discloses an installation method for a wire thread insert in a threaded opening with an installation tool according to one of the embodiments described above.
  • the installation method comprises the following steps: Spindle the wire thread insert onto the spindle body in a first direction of rotation of the spindle body, attaching the spindle body with wire thread insert at the threaded opening and screwing the wire thread insert into the threaded opening by means of the spindle body by rotation of the spindle body in the first direction of rotation until a stop blocks further axial screwing of the spindle body, triggering the torque coupling by blocking the spindle body, so that the installation blade over a relative movement to the spindle body is placed in an attack position / operating position or is moved from the operating position to a rest position, and rotating the spindle body i n a second direction of rotation until the wire thread insert is unwound from the spindle body.
  • the inventively preferred installation method for a wire thread insert utilizes the above-described advantageous properties of the installation tool with torque coupling.
  • a wire thread insert is usually screwed so deep into a threaded opening by the installation tool until the spindle of the installation tool is blocked by a depth stop in another rotary motion. This depth stop determines the depth at which the wire thread insert is to be installed in the threaded opening.
  • the blockade of the rotational movement of the spindle simultaneously leads to the fact that a further common rotation of the coupling upper part and the lower coupling part is prevented due to the releasable positive and non-positive connection existing between them. But since the drive unit continues to be in operative connection with the torque clutch, the
  • the installation method also preferably comprises the further step: bending back a trunnion of the wire thread insert into a thread of the threaded opening through the handle position offset into the installation blade during rotation in the second direction of rotation.
  • a compression of the trunnion after bending back and switching the torque clutch when reaching a limit torque in combination with a displacement of the installation blade from an attack position on the wire thread insert in a rest position is further preferably carried out between the first and the second rotational direction.
  • FIG. 1 is an exploded view of a preferred embodiment of the installation tool
  • FIG. 2 is a side sectional view of a preferred embodiment of the installation tool according to the invention.
  • FIG. 3 is another side sectional view of the preferred installation tool
  • FIG. 4 is an illustration of a first sequence of movement of the installation tool in turning a wire thread insert into a threaded opening; 5 shows a further preferred sequence of movement of the installation tool in blocking the further rotation of the spindle body due to the depth stop,
  • FIG. 6 shows an illustration of a subsequent sequence of movements of a blockage of the spindle body through the depth stop
  • FIG. 7 is a sectional view of the preferred embodiment according to FIG. 6 for illustrating the internal movement sequences in the installation tool
  • FIG. 8 shows an illustration of a further movement sequence of the installation tool in FIG.
  • FIG. 9 shows an illustration of a further preferred sequence of movements during the backward rotation of the preferred installation tool, FIG.
  • FIG. 10 is a sectional view of a preferred embodiment of the installation tool according to FIG. 9 for illustrating the inner movement processes in the installation tool;
  • FIG. 11 shows an illustration of a further sequence of movement of the preferred installation tool during the turning back
  • FIG. 12 shows a preferred embodiment of the interference suppression block of the preferred installation tool
  • FIG. 13 shows a preferred representation of the activation of the preferred installation tool when using the interference suppression function
  • FIG. 14 shows an illustration of the preferred movement sequences during the use of the interference suppression function
  • Figure 15 is a flow chart of a preferred embodiment of the invention.
  • the installation tool 1 comprises a drive unit 10.
  • the drive unit 10 is preferably driven electrically or pneumatically. It also preferably comprises a start switch 12 in order to switch off the drive unit 10 another way. Accordingly, a spindle body 20 starts to rotate or stops its rotation when the start switch 12 is operated.
  • the drive unit 10 preferably comprises a direction of rotation change switch 14. If this is preferably actuated in combination with the start switch 12, the direction of rotation of the drive unit 10 reverses.
  • the drive unit 10 facing away from the spindle body 20 has a threaded portion 22. On this, the wire thread insert to be installed is spindled or unwound from it.
  • the spindle body 20 has an internal cavity in which a slider 24 is arranged.
  • the slider 24 is axially displaceable on the triggering of a torque clutch or a clutch assembly 30, which is explained in more detail below.
  • an opening to the inner cavity of the spindle body 20 is provided at an installation end of the spindle body 20 that faces away from the drive unit 10. Accordingly, at this point preferably an adjustable blade 28 or the slider 24 engages outwardly from the interior of the spindle body 20.
  • the installation end preferably has an installation structure in order to hold a wire thread insert rotationally fixed on the threaded portion 22.
  • the preferred installation structure for a wire thread insert with a fold-back pin is described in DE 10 2010 050 735 and is incorporated by reference.
  • the installation struc ture alternatively consists of a radially extending recess or groove.
  • the installation blade 28 can also be used as the installation structure, which preferably engages in a notch of the wire thread insert arranged radially inwards.
  • a depth stop 26 is preferably arranged on the threaded portion 22. If the Ge threaded portion 22 with wire thread insert to the depth stop 26 in a threaded hole screwed in, then blocked the depth stop 26 further screwing and further rotation of the spindle body 20 in the direction of insertion or installation direction Ri (S2, S3)
  • the clutch arrangement 30 provides a releasable connection between tween the drive unit 10 and the spindle body 20 ago. This detachable connection transmits the rotational movement of the drive unit 10 to the spindle body 20 or interrupts the power flow between the drive unit 10 and the spindle body 20.
  • the torque coupling 30 preferably comprises a coupling lower part 32, which is spring-biased against a clutch top 34. The spring preload generates a spring 36.
  • On the upper coupling part 34 and lower coupling part 32 is preferably a coupling surface 38, 40 is provided.
  • These coupling surfaces 38, 40 face each other and are pressed against each other via the spring 36 releasably.
  • a form-fitting and a frictional connection is created between the upper coupling part 34 and the lower coupling part 32, which transmits the rotation of the drive unit 10 to the spindle body 20.
  • each coupling surface 38, 40 comprises at least one cam 39, 41, preferably in each case two, which are delimited by adjacent valleys. Based on this shape, the coupling surfaces 38, 40 preferably fit into each other. In this case, each cam 39, 41 has a vertex, over which two oppositely inclined ramps are connected to each other.
  • the upper coupling part 34 is rotatably connected in the preferred embodiment of the installation tool 1 with the drive unit 10.
  • the lower coupling part 32 is preferably non-rotatably connected to the spindle body 20. At the same time, however, the lower coupling part 32 is deflectable in the axial direction, ie in the direction of the spindle body 20, against the force of the spring 36.
  • the spin del moments 20 rotates with the wire thread insert according to the direction of movement of the receiving thread of the threaded hole. Once the depth stop 26 runs onto the threaded member, the spindle body 20 is blocked against further rotation.
  • the limit torque is preferably first determined by the biasing force of the spring 36 between the upper coupling part 34 and the lower coupling part 32.
  • the adjacent coupling surfaces 38, 40 are flat. A frictional connection between the two coupling surfaces 38, 40, which would be determined solely by the surface friction, then sets the limit torque.
  • the coupling surfaces 38, 40 are preferably also profiled or roughened.
  • the coupling surfaces 38, 40 have intermeshing cams and valleys, as can be seen in FIGS. 5, 6, 8.
  • a cam is correspondingly formed by two ramps approaching a vertex.
  • the limit torque of the torque clutch 30 can be adjusted. The steeper the ramps rise to the vertex, the higher must be the limit torque for triggering the torque clutch 30.
  • the lower coupling part 32 is provided with an axial cavity.
  • the slide connection 42 preferably serves to transmit a linear movement along the longitudinal axis of the installation tool 1.
  • slide connection 42 preferably serves to transmit a linear movement along the longitudinal axis of the installation tool 1.
  • slide 24 and slide connection 42 are rotatably connected to the spindle body 20 and / or the lower coupling part 32. As a result, they can not be twisted against each other.
  • the upper coupling part 34 is provided as a hollow cylindrical sleeve at least over an axial partial area.
  • the clutch piston 44 preferably has at least one roller pin 46, which protrudes radially outward.
  • the roller pin 46 is fixedly arranged in the clutch piston 44.
  • the roller pin 46 is preferably received and guided in a slotted guide 48 of the upper coupling part 34. If the clutch arrangement 30 is in the undissolved state, then the clutch top part 34 rotates together with the clutch piston 44 and the clutch lower part 32.
  • the rotation of the clutch piston 44 is based on the rotary drive of the roller pin 46 through the slotted guide 48 , 41 and valleys of the coupling surfaces 38, 40, the rotationally fixed connection of the clutch piston 44 with the spindle body 20 via the slide connection 42 is formed.
  • the clutch piston 44 is preferably connected in a rotationally fixed manner to the lower coupling part 32 and / or to the spindle body 20.
  • the roller pin 46 remains in its rotational angular position while the slotted guide 48 of the upper coupling part 34 moves on.
  • the slotted guide 48 has a slope, preferably has the slotted guide 48 is a helical shape, the clutch piston 44 is offset in a relative rotation between the clutch piston 44 and clutch top 34 in the axial direction. The strength and direction of the axial offset of the clutch piston 44 is determined by the pitch and the direction of passage of the link guide 48.
  • the threaded portion 22 preferably has a right-handed thread, so that the drive unit 10 operates clockwise for installation (see arrows in FIG. 4). In a left-handed thread on the threaded portion 22, the necessary for the drive and installation movements take place in the opposite direction Rich.
  • the upper coupling part 34 continues to rotate relative to the lower coupling part 32 (see FIG. 5). Since the clutch piston 44 is non-rotatably connected to the clutch lower part 32, the slotted guide 48 rotates relative to the roller pin 46 arranged therein (S4). According to the preferred embodiment shown in Figure 5, the slotted guide 48 has a slope in the installation direction Ri similar to a left-hand thread. Thus, when the link guide 48 is rotated clockwise about the clutch piston 44, the link guide 48 displaces the clutch piston 44 above the roller pin 46 in the direction of installation Ri. With this preferred axial movement, the slider 24 is axially displaced to move the mounting blade 28 from inside the vehicle Spindle body 20 to move outward (S4).
  • the further instal lation of the wire thread insert is preferably prepared with Jenkinsbiegb aren pin, as described in DE 10 2010 050 735.
  • Generally exhibiting the installation blade 28 is realized by the axial movement of the clutch piston 44 in the installation direction Ri. This movement is preferably also used for ejecting a trunnion of a wire thread insert from a radial groove at the installation end of the threaded portion 22.
  • the ball guide 48 preferably has the course similar to a clockwise-rotating drive unit 10
  • the relative rotation between the lower coupling part 32 and in the upper coupling part 34 would provide for axial displacement of the coupling piston 44 against the installation direction Ri.
  • the slide guide 48 would have to be inclined in the opposite direction, i. at an axial offset in the installation direction Ri similar to a right-hand thread and counter to the installation direction Ri similar to a left-hand thread.
  • the offset in the installation direction Ri is also schematically illustrated in FIG. Here it can be seen how the axial displacement of the clutch piston 44 transmits via the slide connection 42 to the slide 24 and the installation blade 28.
  • FIG. 10 shows how a preferred axial offset takes place counter to the installation direction Ri. Since preferably the clutch piston 44, the slide connection 42, the slider 24 and the installation blade 28 are axially coupled, the axial displacement of the clutch piston 44 leads to a retraction of the
  • the direction of rotation of the drive unit 10 is preferably reversed (S7). According to a preferred embodiment, this is done by triggering or pressing the start switch 12 and the change of direction switch 14th at the same time. It is also preferable to provide only one switch for this function or to automatically change the direction of rotation. According to a preferred embodiment of the present invention, there is no engagement of the switch for changing the direction of rotation when the direction of rotation is changed. In this way, the handling and application of the installation tool is facilitated.
  • the rotational blockade of the spindle body 20 also blocks the lower coupling part 32.
  • the upper coupling part 34 continues to rotate relative to the lower coupling part 32 and axially displaces the clutch piston 44 counter to the installation direction Ri.
  • the installation blade 28 is released from engagement or attack on the wire thread insert (S6). Thereby, the rotation blockage of the spindle body 20 is released and the threaded portion 22 is unwound from the installed wire thread insert (S9).
  • the installation blade 28 attacks according to a preferred embodiment of the present invention at the end of the wire thread insert to be crushed. This attack is preferably due to a frictional engagement between the Installation blade 28 un supported the end of the wire thread insert, which possibly makes it difficult to release the installation blade 28 by said axial displacement. Therefore, it is before given to the above axial offset for releasing the connection between installation blade
  • This counter rotation comprises a rotation angle of less than 360 °, preferably 180 ° or even less than 90 °.
  • this counter rotation relieves the installation blade 28. He then follows the above-described Axialversatz the installation blade 28, preferably this movement is not hindered by friction losses.
  • the direction of rotation of the drive unit 10 is preferably first switched in the thread direction of the threaded portion 22. So with a new wire thread insert on the threaded portion 22 spindles (Sl) and subsequently installed.
  • the suppressor block 50 is preferably a pin that is pressed against a flat surface or into a depression or into a groove on the spindle body 20.
  • suppressor block 50 prevents rotation of the spindle body 20.
  • the direction of rotation of the drive unit 10 is preferably changed, in which the start scarf ter 12 and the change of direction switch 14 are actuated simultaneously (S7).
  • the result in rotation offset drive unit 10 generates an exceeding of the limit torque, because the all-drive unit 10 tries to rotate the upper coupling part 34 against the fixed clutch lower part 32.
  • the clutch assembly 30 triggers and switches axially the clutch piston 44 and thus the paving blade 28 back to the starting position.

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Abstract

Das Einbauwerkzeug für einen Drahtgewindeeinsatz weist die folgenden Merkmale auf: eine Antriebseinheit, die eine zwischen einer ersten und einer zweiten Richtung umschaltbare Drehbewegung bereitstellt, einen Spindelkörper mit einem Antriebsabschnitt zum Drehen des Spindelkörpers und mit einem Gewindeabschnitt, auf den der Drahtgewindeeinsatz aufspindelbar ist, eine Installationsklinge sowie eine Drehmomentkupplung, die aus einem formschlüssig und kraftschlüssig ineinandergreifenden Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil besteht, von denen das Kupplungsoberteil drehfest mit der Antriebseinheit und das Kupplungsunterteil drehfest mit dem Spindelkörper verbunden sind, während mit einer entkoppelten Relativdrehung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil ausgelöst durch Überschreiten eines Grenzdrehmoments zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil eine Relativbewegung zwischen dem Spindelkörper und der Installationsklinge generierbar ist.

Description

Einbauwerkzeug für einen Drahtgewindeeinsatz
1 Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einbauwerkzeug für einen Drahtgewindeeinsatz, eine in derartigen Werkzeugen einsetzbare Drehmomentkupplung sowie ein Installationsverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz in einer Gewindebohrung.
2. Hintergrund der Erfindung
Im Stand der Technik sind Einbauwerkzeuge mit einer drehenden Antriebseinheit allgemein be kannt. Derartige Einbauwerkzeuge werden beispielsweise zum Einbau von Drahtgewindeeinsät- zen in einer Gewindebohrung, zum Eindrehen eines Gewindebolzens oder zum Festziehen oder Lösen eines weiblichen Gewindeelements auf einem Gewindebolzen oder dergleichen eingesetzt. Als Antriebseinheiten dienen in diesem Zusammenhang pneumatische und elektrische Motoren. Es ist ebenfalls denkbar, derartige Einbauwerkzeuge manuell anzutreiben. Um einen Überlastzustand beim Eindrehen eines Gewindebolzens oder bei einer anderen drehend herzustellenden Verbindung zu vermeiden, werden Drehmomentkupplungen im Stand der Technik genutzt. Derartige Kupplungen werden auch als Überlastkupplung bezeichnet, wie in DE 195 01 084 C2 beschrieben ist. Die dort dargestellte Überlastkupplung wird in einem kraft- oder motorgetriebenen Werkzeug eingesetzt. Diese Überlastkupplung setzt sich zusammen aus antreibenden Kupplungsteilen und angetriebenen Kupplungsteilen. Die antreibenden und ange- triebenen Kupplungsteile sind über Federmittel und eine darüber erzeugte Vorspannkraft miteinander verbunden. Die gegeneinander federvorgespannten Kupplungsteile umfassen Eingangsund Ausgangsnockenscheiben, die einander axial gegenüberliegend angeordnet sind. Zudem sind Kupplungskugeln zwischen diesen Eingangs- und Ausgangsnockenscheiben angeordnet, wobei diese Kupplungskugeln so mit den Nocken Zusammenwirken, dass ein lösbarer Antrieb zwischen dem Drehantriebseingang und dem Drehantriebsausgang stattfindet. Sobald ein kritisches Drehmoment erreicht ist, unterbrechen die gegeneinander federvorgespannten Kupplungsteile der Überlastkupplung den Kraftfluss zwischen Antriebseite und Abtriebsseite. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein Überlastdrehmoment die herzustellende Verbindung erreicht und dort Schaden anrichtet.
Während DE 195 01 084 C2 eine Überlastkupplung in Kombination mit einem Elektromotor beschreibt, ist in US 3,442,362 eine Drehmomentkupplung in Kombination mit einem Abschaltme- chanismus für eine pneumatische Antriebseinheit beschrieben. Auch bei diesem Stand der Technik besteht die Zielstellung darin, die Übertragung eines zu großen Drehmoments auf eine herzustellende Verbindung rechtzeitig zu vermeiden, sodass diese Verbindung aber auch das Werkzeug nicht beschädigt werden.
Bekannte Überlastkupplungen arbeiten mit Kupplungskugeln, die zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten federvorgespannten Kupplungsteilen angeordnet sind. Diese Kupp- lungskugeln sorgen für eine geringe Reibung zwischen den den Kraftfluss realisierenden und voneinander lösbaren Kupplungsteilen. Gleichzeitig sorgt eine derartig aufwendige Konstruktion einer Überlastkupplung für einen hohen Herstellungs- und Wartungsaufwand.
Im Hinblick auf Einbauwerkzeuge für Drahtgewindeeinsätze hat sich gezeigt, dass allein eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung bei Erreichen eines Tiefenanschlags der Einbauspindel des Einbauwerkzeugs nicht ausreichend ist, um einen komfortablen Einbau zu realisie- ren. Vielmehr fordern mittlerweile die Konstruktionen von Drahtgewindeeinsätzen ein gezieltes Lösen bzw. Trennen der Einbauspindel von dem eingedrehten Drahtgewindeeinsatz oder auch ein gezieltes Zurückbiegen von Teilen des Drahtgewindeeinsatzes . Beispielsweise wird ein Drahtgewindeeinsatz mit Einbauzapfen derart installiert, dass die Einbauspindel mit dem Einbauzapfen eine formschlüssige Verbindung zum Eindrehen des Drahtgewindeeinsatzes herstellt. Um die Spindel aus der Gewindeöff ung wieder lösen zu können, muss der Einbauzapfen aus dieser formschlüssigen Verbindung gelöst werden.
Ein Drahtgewindeeinsatz ohne Einbauzapfen, der an einer radialen Innenseite eine Mitnahme- kerbe aufweist, benötigt eine Einbauklinge, um diesen Drahtgewindeeinsatz in die Gewindeboh- rung eindrehen zu können. Nachdem der Drahtgewindeeinsatz in die gewünschte Tiefe eingedreht worden ist, muss durch eine geeignete Betätigung des Einbauwerkzeugs diese Installationsklinge aus dem Eingriff mit dem Drahtgewindeeinsatz gelöst werden. Erst danach kann ein gezieltes Rückdrehen bzw. Ausspindeln der Spindel aus der Gewindeö ffnung erfolgen. Der Drahtgewindeeinsatz, der in DE 10 2010 050 735 beschrieben ist, erfordert nach seinem Eindrehen in die gewünschte Tiefe der Gewindeöffnung ein gezieltes Zurückbiegen seines Einbauzapfens. Entsprechend ist es erforderlich, dass eine Installationsklinge an diesem zurückbiegbaren Einbauzapfen angreift, um diesen in das Gewinde der Gewindeöffnung zurückzubiegen. Erst wenn dieser zusätzliche Installationsschritt abgeschlossen ist, soll die Einbauspindel aus der Gewindeöffhung entfernt werden.
Ausgehend von den speziellen Anforderungen an Einbauwerkzeuge für Drahtgewindeeinsätze ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Einbauwerkzeug zur Installation von Drahtgewindeein sätzen bereitzustellen, welches neben dem Schutz vor einem Überlastdrehmoment auch die Realisierung zusätzlicher Installationsschritte automatisiert ermöglicht.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird durch ein Einbauwerkzeug für einen Drahtgewindeeinsatz gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 , durch eine in diesem Einbauwerkzeug eingesetzte Drehmomentkupplung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11 sowie durch ein Installationsverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz in einer Gewindeöffhung mithilfe des oben genannten Einbauwerkzeugs gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 22 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen vorliegender Erfindung, Weiterentwicklungen und Modifikationen gehen aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den anhängenden Patentansprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Drahtgewindeeinsatz-Einbauwerkzeug weist die folgenden Merkmale auf: eine Antriebseinheit, insbesondere eine elektrische oder eine pneumatische Antriebseinheit, die eine zwischen einer ersten und einer zweiten Richtung umschaltbare Drehbewegung bereit stellt, einen Spindelkörper mit einem Antriebsabschnitt zum Drehen des Spindelkörpers und mit einem Gewindeabschnitt, auf den der Drahtgewindeeinsatz aufspindelbar und von dem der Drahtgewindeeinsatz abspindelbar ist, eine Installationsklinge, die im Spindelkörper zwischen einer Eingriffsstellung und einer Ruhestellung bewegbar angeordnet ist, um gezielt am Drahtgewindeeinsatz anzugreifen und/oder sich aus einem Angriff oder Eingriff am Drahtgewindeeinsatz zu lösen, und eine Drehmomentkupplung, die aus einem formschlüssig und kraftschlüssig ineinandergreifenden Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil besteht, von denen das Kupp- lungsoberteil drehfest mit der Antriebseinheit und das Kupplungsunterteil drehfest mit dem Spindelkörper verbunden sind, während mit einer entkoppelten Relativdrehung zwischen
Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil ausgelöst durch Überschreiten eines Grenzdrehmo- meets zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil eine Relativbewegung, insbesondere eine lineare Relativbewegung, zwischen dem Spindelkörper und der Installationsklinge generierbar ist.
Das obige Einbauwerkzeug für einen Drahtgewindeeinsatz unterstützt aufgrund seiner Konfigu- ration zunächst die Vermeidung von Drehmoment-Überlastzuständen beim Einsetzen bzw. Installieren oder Eindrehen des Drahtgewindeeinsatzes in eine Gewindeöffnung. Denn die verwendete Drehmomentkupplung löst die Verbindung zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite des Einbauwerkzeugs, sobald ein kritisches Drehmoment, beispielsweise beim Aufläufen eines Axialanschlags der Einbauspindel, erreicht wird. Mit dieser Lösebewegung der Drehmomentkupplung wird gleichzeitig aber auch eine Stellbewegung, vorzugsweise eine line are Stellbewegung, zwischen einer der Kupplungshälften und einem bewegbaren Stellglied erzeugt. Diese Kupplungshälften werden durch das oben genannte Kupplungsoberteil und das Kupplungsunterteil gebildet. Während also ein Überlastzustand bei der Drehbewegung für ein Lösen der Verbindung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil sorgt, wird bevor- zugt gleichzeitig eine Axialbewegung entlang einer Drehachse von Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil ausgelöst.
Diese axiale Relativbewegung zwischen dem genannten Stellglied und dem Kupplungsoberteil und/oder dem Kupplungsunterteil ist für einen weiteren Arbeitsschritt während der Installation des Drahtgewindeeinsatzes in einer Gewindebohrung nutzbar. Diese axiale Relativbewegung des Stellglieds findet bevorzugt Anwendung beim Lösen einer Installationsklinge des Einbauwerk zeugs aus einem Eingriff mit dem Drahtgewindeeinsatz . Eine andere Alternative besteht darin, die Installationsklinge in einer Eingriffsposition oder eine andere Montageposition innerhalb der Einbauspindel und/oder am Drahtgewindeeinsatz zu versetzen. Eine weitere bevorzugte Ausfüh- rungsform besteht darin, dass mithilfe der axialen Relativbewegung des Stellglieds neben einer Installationsklinge ein weiteres Verstellelement betätigt wird. Dieses Stellelement kann bei spielsweise zur Lösung des Einbauzapfens aus einem Eingriff der Einbauspindel genutzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einbauwerkzeugs sind das Kupplungsunterteil und das Kupplungsoberteil gegeneinander federvorgespannt angeordnet, so- dass bei einer Drehblockade des Kupplungsunterteils über den Spindelkörper das Kupplungsoberteil bezogen auf das Kupplungsunterteil drehbar ist, wobei das Kupplungsunterteil federnd ausweicht.
Aufgrund der Formgestaltung der einander zugewandten Seiten des Kupplungsunterteils und des Kupplungsoberteils bilden beide Kupplungsteile eine durch F edervorspannung unterstützte formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung. Die in die Kupplungsteile eingeprägte Feder- Vorspannung bestimmt ein Auslösedrehmoment zwischen den beiden Kupplungsteilen, welches zu einem Lösen der Verbindung zwischen Kupplungsunterteil und Kupplungsoberteil fuhrt. Dieses Lösen der Kupplungsteile voneinander findet gerade dann statt, wenn die genannte Drehblockade des Kupplungsunterteils oder des Kupplungsoberteils auftritt Gemäß vorliegender Erfindung ist es bevorzugt, dass das Kupplungsunterteil mit dem Spindel- körper verbunden ist, sodass eine Drehblockade des Spindelkörpers zu einem Stillstand des Kupplungsunterteils fuhrt. Da vorzugsweise das Kupplungsoberteil durch die Antriebseinheit weiter gedreht wird, führt ein Überschreiten eines kritischen Drehmoments zwischen beiden Kupplungsteilen zu einer Überwindung der F edervorspannung zwischen dem Kupplungsunterteil und dem Kupplungsoberteil. Entsprechend dreht sich dann das Kupplungsoberteil im Vergleich zum Kupplungsunterteil weiter, wodurch die Drehmomentkupplung gelöst wird. Die bereitge- stellte F edervorspannung zwischen Kupplungsunterteil und Kupplungsoberteil eröffnet somit die Möglichkeit, dass das Kupplungsunterteil einer fortgesetzten Drehung des Kupplungsoberteils durch ein bevorzugtes axiales Versetzen ausweichen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Einbauwerkzeugs umfasst das Kupplungsoberteil eine Kulissenführung, mit der ein axiales Stellglied des Kupplungs- oberteils in Abhängigkeit von einer Drehrichtung des Kupplungsoberteils axial versetzbar ist, wobei das axiale Stellglied mit dem Kupplungsoberteil nicht mitdreht. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin bevorzugt, dass das axiale Stellglied ein axial im Kupplungsoberteil geführter Kupplungskolben mit einem zumindest einseitig radial vorstehenden Walzenstift ist, der in die Kulissenführung eingreift. Das Drahtgewindeeinsatz-Einbauwerkzeug ist derart vorgesehen, dass die Spindel zum Einbau des Drahtgewindeeinsatzes mit dem Kupplungsunterteil verbunden ist. Entsprechend wird die Spindel während der Installation und somit auch das Kupplungsunterteil blockiert, sobald eine gewisse Einbautiefe oder ein axialer Anschlag der Spindel erreicht ist. In dieser Situation führt die Drehblockade der Spindel zwar zu einem Drehungsstillstand des Kupplungsunterteils, verhindert aber aufgrund des auftretenden Überlastdrehmoments nicht ein weiteres Drehen des Kupplungsoberteils.
Da sich das Kupplungsoberteil relativ zum zentral angeordneten Kupplungskolben dreht, bewirkt die formschlüssig mit dem Kupplungskolben verbundene Kulissenfuhrung einen axialen Versatz des Kupplungskolbens. Diese Bewegung, die als eine Zweitnutzung der Auslösebewegung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil verstanden werden kann, wird im Rahmen vorliegender Erfindung für die gezielte Bewegung oder ein Schalten oder Stellen eines axialen Stellglieds verwendet. In Abhängigkeit von der Formgebung der Kulissenfuhrung, die hier vor- zugsweise eine Bewegungsbahn des eingreifenden Walzenstifts vorgibt, lässt sich das Bewe- gungsprofil des axialen Stellglieds definieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung definiert die Kulis senführung eine krummlinige Bahn, insbesondere eine Helix-Bahn, im Kupplungsoberteil, die bei Drehung des Kupplungsoberteils relativ zum Kupplungskolben einen relativen Axialversatz zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungskolben bewirkt.
In Abhängigkeit von dem bevorzugten umfänglichen Verlauf der Kulissenführung ist eine Rich tung, eine Größe eines axialen Versatzes sowie eine Geschwindigkeit eines stattfindenden axia- len Versatzes einstellbar. Somit ist es bevorzugt, über die Formgebung der Kulissenführung die Bewegung des Stellglieds auf die damit zu realisierende Installationsfunktion des Einbauwerkzeugs einzustellen oder abzustimmen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführangsform des Drahtgewindeeinsatz-Einbauwerk- zeugs ist der Axialversatz des Kupplungskolbens über ein Stellglied auf die Installationsklinge übertragbar. Die Installationsklinge, die innerhalb des Spindelkörpers angeordnet ist, findet bei der Installation eines Drahtgewindeeinsatzes und/oder bei einer Deinstallation des Drahtgewin deeinsatzes oder bei einer Bearbeitung des Drahtgewindeeinsatzes in der Gewindeöffnung An wendung. Entsprechend wird das bewegte Stellglied und die auf die Installationsklinge übertragene Bewegung dazu verwendet, Installationsschritte, Bearbeitungsschritte und/oder De installationsschlitte an einem Drahtgewindeeinsatz in einer Gewindeöffnung vorzunehmen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Drahtgewindeeinsatz-Einbauwerk- zeugs erfolgt der oben genannte Axialversatz in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Kupp- lungsoberteils im Vergleich zum Kupplungsunterteil in Richtung Spindelkörper oder in Richtung Antriebseinheit. Weiterhin erfindungsgemäß bevorzugt weisen das Kupplungsoberteil und das Kupplungsunterteil in axialer und einander gegenüberliegender Orientierung von Stirnseiten je weils eine umfängliche Folge von zumindest zwei gegenläufigen und zu einem gemeinsamen Scheitelpunkt benachbarten Rampen auf, die eine Eingriffskontur zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil definieren.
Neben der bereits oben diskutierten Federvorspannung zwischen dem Kupplungsoberteil und dem Kupplungsunterteil wird die Stärke der lösbaren Verbindung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil auch durch die ineinandergreifenden Konturen der einander zugewand- ten Flächen bzw. Stirnseiten des Kupplungsoberteils und des Kupplungsunterteils bestimmt. Erfindungsgemäß bevorzugt weisen diese Flächen von Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil jeweils zumindest einen Nocken auf, der zwei gegenläufige über den gemeinsamen Scheitel verbundene Rampen umfasst. Eine Neigung dieser Rampen sowie die Federvorspannung, die das Kupplungsoberteil und das Kupplungsunterteil gegeneinander drückt, definieren ein Lösemo- ment, welches erforderlich ist, damit das Kupplungsoberteil auf dem bevorzugt drehblockierten Kupplungsunterteil drehend abgleiten kann. Je nach Einsatzgebiet des Einbauwerkzeugs ist die formgebende Kontur der einander zugewandten Seiten von Kupplungsoberteil und Kupplungs- unterteil sowie die Stärke der F edervorspannung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsun- terteil gezielt wählbar und/oder einstellbar.
Anknüpfend an die obige Beschreibung ist es somit ebenfalls erfmdungsgemäß bevorzugt, dass ein Neigungswinkel der Rampen in Kombination mit der F edervorspannung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil ein Grenzdrehmoment bestimmt, an dem eine Relativdre- hung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil generierbar ist.
Vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls die im oben beschriebenen Drahtgewindeeinsatz-Ein bauwerkzeug eingesetzte Drehmomentkupplung. Diese Drehmomentkupplung ist auch für andere Werkzeuge nutzbar, in denen eine drehende Antriebseinheit verwendet wird. Diese Drehmomentkupplung weist die folgenden Merkmale auf: ein formschlüssig und kraftschlüssig ineinandergreifendes Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil, von denen das Kupplungsoberteil oder das Kupplungsunterteil drehfest mit einer Antriebseinheit und das andere Kupplungsteil drehfest mit einer Abtriebseinheit verbindbar sind, während mit einer entkoppelten Relativdre- hung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil ausgelöst durch Überschreiten eines Grenzdrehmoments zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil eine lineare Relativbewegung zwischen dem an die Antriebseinheit gekoppelten Kupplungsteil und einer in diesem Kupplungsteil angeordneten axial bewegbaren Stelleinheit generierbar ist. Die Drehmomentkupplung umfasst gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungs form die Eigenschaft, dass das Kupplungsunterteil und das Kupplungsoberteil gegeneinander fe- dervorgespannt angeordnet sind, sodass bei einer Drehblockade des Kupplungsunterteils das Kupplungsoberteil bezogen auf das Kupplungsunterteil drehbar ist. Diese Konfiguration stellt sicher, dass die Drehmomentkupplung bei Überschreiten eines kritischen Drehmoments tatsäch- lieh die Verbindung zwischen Kupplungsunterteil und dem Kupplungsoberteil löst.
Weiterhin bevorzugt umfasst das Kupplungsoberteil eine Kulissenführung, mit der ein axiales Stellglied des Kupplungsoberteils in Abhängigkeit von einer Drehrichtung des Kupplungsober teils relativ zum Stellglied axial versetzbar ist. Des Weiteren ist bevorzugt das axiale Stellglied ein axial im Kupplungsoberteil geführter Kupplungskolben mit einem zumindest einseitig radial vorstehenden Walzenstift, der in die oben genannte Kulissenführung eingreift. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die Kulissenführung als eine krummlinige Bahn, insbesondere eine Helix-Bahn, im Kupplungsoberteil definiert ist, die bei Drehung des Kupplungsoberteils ei nen relativen Axialversatz zwischen Kupplungsobertei 1 und Kupplungskolben bewirkt.
Um diesen relativen Axialversatz zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungskolben nutzen zu können, ist dieser vorzugsweise über ein Stellglied auf die Stelleinheit, insbesondere auf eine innerhalb der Abtriebseinheit angeordnete Stelleinheit, übertragbar. Zudem erfolgt vorzugsweise der Axialversatz in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Kupplungsoberteils im Vergleich zum Kupplungsunterteil in Richtung Abtriebseinheit oder in Richtung Antriebseinheit.
Wie es bereits oben in Kombination mit dem Einbauwerkzeug für einen Drahtgewindeeinsatz beschrieben worden ist, weisen das Kupplungsoberteil und das Kupplungsunterteil in axialer und einander gegenüberliegender Orientierung j eweils eine umfängliche Folge von zumindest zwei gegenläufigen und zu einem gemeinsamen Scheitelpunkt benachbarten Rampen auf, die eine Eingriffskontur, vorzugsweise eine direkte Eingriffskontur, zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsuntertei 1 definieren. Die verwendeten Neigungswinkel der Rampen in Richtung des Scheitelpunkts erzeugen in Kombination mit einer F edervorspannung zwischen Kupplungsober- teil und Kupplungsunterteil ein Grenzdrehmoment, an dem eine Relativdrehung zwischen Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil und eine Relativverschiebung zwischen einem Stellglied und dem Kupplungsoberteil oder dem Kupplungsunterteil generierbar ist.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem ein Installationsverfahren für einen Draht gewind eein- satz in einer Gewindeöffnung mit einem Einbauwerkzeug gemäß einer der oben beschriebenen Ausfiihrungsformen Das Installationsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Aufspindeln des Drahtgewindeeinsatzes auf den Spindelkörper in einer ersten Drehrichtung des Spindelkör pers, Ansetzen des Spindelkörpers mit Drahtgewindeeinsatz an der Gewindeöffnung und Ein- schrauben des Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindeöffnung mithilfe des Spindelkörpers durch Drehung des Spindelkörpers in der ersten Drehrichtung, bis ein Anschlag ein weiteres axiales Eindrehen des Spindelkörpers blockiert, Auslösen der Drehmomentkupplung durch das Blockieren des Spindelkörpers, sodass die Installationsklinge über eine Relativbewegung zum Spindel körper in eine Angriffsposition/Betriebsposition versetzt wird oder aus der Betriebsposition in eine Ruheposition versetzt wird, und Drehen des Spindelkörpers in einer zweiten Drehrichtung, bis der Drahtgewindeeinsatz vom Spindelkörper abgespindelt ist.
Das erfindungsgemäß bevorzugte Installationsverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz nutzt die oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften des Einbauwerkzeugs mit Drehmomentkupplung. Ein Drahtgewindeeinsatz wird mithilfe des Einbauwerkzeugs für gewöhnlich so tief in eine Gewindeöffhung eingeschraubt, bis die Spindel des Einbauwerkzeugs durch einen Tiefenanschlag in einer weiteren Drehbewegung blockiert wird. Dieser Tiefenanschlag legt fest, bis in welcher Tiefe der Drahtgewindeeinsatz in der Gewindeöffnung eingebaut werden soll. Die Blockade der Drehbewegung der Spindel führt aber gleichzeitig dazu, dass eine weitere gemeinsame Drehung von Kupplungsoberteil und Kupplungsunterteil aufgrund der zwischen ihnen vorliegen- den lösbaren formschlüssigen und kraftschlüssigen Verbindung verhindert ist. Da aber die Antriebseinheit weiterhin in Wirkverbindung mit der Drehmomentkupplung steht, wird das
Kupplungsoberteil trotz Drehblockade des Kupplungsunterteils weiter gedreht, sodass die Drehmomentkupplung die Verbindung zwischen Spindelkörper und Antriebseinheit löst. Mit diesem Lösen der Wirkverbindung zwischen Antriebseinheit und Spindelkörper wird gleichzeitig eine axiale Relativbewegung zwischen dem Kupplungsoberteil und einem darin bevorzugt angeord neten Kupplungskolben ausgelöst. Denn dieser Kupplungskolben ist radial in einer Kulissenfüh rung gehalten, der die sich fortsetzende Drehbewegung des Kupplungsoberteils in eine axiale Relativbewegung zwischen Kupplungskolben und Kupplungsoberteil umwandelt. Diese axiale Relativbewegung ist auf den Spindelkörper und die darin angeordnete Installationsklinge übertragbar und in eine Bewegung der Installationsklinge umsetzbar.
Das Installationsverfahren umfasst zudem bevorzugt den weiteren Schritt: Zurückbiegen eines Einbauzapfens des Drahtgewindeeinsatzes in ein Gewinde der Gewindeöffnung durch die in An griffsposition versetzte Install ationsklinge während des Drehens in die zweite Drehrichtung. Zu dem erfolgt weiterhin erfindungsgemäß bevorzugt ein Stauchen des Einbauzapfens nach dem Zurückbiegen sowie ein Umschalten der Drehmomentkupplung bei Erreichen eines Grenzdreh moments in Kombination mit einem Versetzen der Installationsklinge aus einer Angriffsposition am Drahtgewindeeinsatz in eine Ruheposition. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs form des erfindungsgemäßen Installationsverfahrens findet ein manuelles oder ein automatisches Umschalten zwischen der ersten und der zweiten Drehrichtung statt.
4 Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
Die bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Einbauwerkzeugs,
Figur 2 eine seitliche Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einbauwerkzeugs,
Figur 3 eine weitere seitliche Schnittdarstellung des bevorzugten Einbauwerkzeugs,
Figur 4 eine Illustration einer ersten Bewegungssequenz des Einbauwerkzeugs beim Ein drehen eines Drahtgewindeeinsatzes in eine Gewindeöffnung, Figur 5 eine weitere bevorzugte Bewegungssequenz des Einbauwerkzeugs beim Blockieren der weiteren Drehung des Spindelkörpers aufgrund des Tiefenanschlags,
Figur 6 eine Illustration einer sich anschließenden Bewegungssequenz an eine Blockade des Spindelkörpers durch den Tiefenanschlag,
Figur 7 eine Schnittdarstellung der bevorzugten Ausführungsform gemäß Figur 6 zur Illustration der inneren Bewegungsabläufe im Einbauwerkzeug,
Figur 8 eine Illustration einer weiteren Bewegungssequenz des Einbauwerkzeugs beim
Rückdrehen des Spindelkörpers,
Figur 9 eine Illustration einer weiteren bevorzugten Bewegungssequenz während des Zu- rückdrehens des bevorzugten Einbauwerkzeugs,
Figur 10 eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Einbauwerkzeugs gemäß Figur 9 zur Illustration der inneren B e wegungs vor gänge im Einbauwerk- zeug,
Figur 1 1 eine Illustration einer weiteren Bewegungssequenz des bevorzugten Einbauwerk- zeugs während des Zurückdrehens,
Figur 12 eine bevorzugte Ausführungsform der Entstörblockade des bevorzugten Einbau- werkzeugs
Figur 13 eine bevorzugte Darstellung der Ansteuerung des bevorzugten Einb auwerkzeugs bei Nutzung der Entstörfunktion,
Figur 14 eine Illustration der bevorzugten Bewegungsabläufe während der Nutzung der Entstörfunktion,
Figur 15 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Installationsverfahrens . 5 Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bezug nehmend auf Figur 1 ist anhand der Explosionsdarstellung der bevorzugte Aufbau des Einbauwerkzeugs 1 für einen Drahtgewindeeinsatz gezeigt. Das Einbauwerkzeug 1 umfasst eine Antriebseinheit 10. Die Antriebseinheit 10 ist bevorzugt elektrisch oder pneumatisch angetrieben. Sie umfasst zudem vorzugsweise einen Start-Schalter 12, um die Antriebseinheit 10 an- o- der auszuschalten. Entsprechend beginnt sich ein Spindelkörper 20 zu drehen oder unterbricht seine Drehung, wenn der Start- Schalter 12 betätigt wird. Des Weiteren umfasst die Antriebseinheit 10 bevorzugt einen Drehrichtungswechsel-Schalter 14. Wird dieser bevorzugt in Kombination mit dem Start-Schalter 12 betätigt, kehrt sich die Drehrichtung der Antriebseinheit 10 um.
Der Antriebseinheit 10 abgewandt weist der Spindelkörper 20 einen Gewindeabschnitt 22 auf. Auf diesem wird der zu installierende Drahtgewindeeinsatz aufgespindelt oder von diesem abge- spindelt.
Der Spindelkörper 20 hat einen inneren Hohlraum, in dem ein Schieber 24 angeordnet ist. Der Schieber 24 ist über die Auslösung einer Drehmomentkupplung bzw. einer Kupplungsanordnung 30 axial versetzbar, was unten näher erläutert ist.
An einem lnstallationsende des Spindelkörpers 20, dass der Antriebseinheit 10 abgewandt ist, ist eine Öffnung zum inneren Hohlraum des Spindelkörpers 20 vorgesehen. Entsprechend greift an dieser Stelle bevorzugt verstellbar eine Einbauklinge 28 oder der Schieber 24 aus dem Inneren des Spindelkörpers 20 nach außen. Zudem weist bevorzugt das Installationsende eine Installationsstruktur auf, um einen Drahtgewindeeinsatz drehfest auf dem Gewindeabschnitt 22 zu halten. Die bevorzugte Installationsstruktur für einen Drahtgewindeeinsatz mit einem zurückbiegbaren Zapfen ist in DE 10 2010 050 735 beschrieben und wird durch Bezugnahme aufgenommen. Für einen Drahtgewindeeinsatz mit radial verlaufendem Einbauzapfen besteht die Installationsstruk tur alternativ aus einer radial verlaufenden Vertiefung oder Nut. Des Weiteren ist als Installati- onsstruktur auch bevorzugt die Einbauklinge 28 nutzbar, die in eine radial innen angeordnete Kerbe des Drahtgewindeeinsatzes eingreift.
Auf dem Gewindeabschnitt 22 ist vorzugsweise ein Tiefenanschlag 26 angeordnet. Wird der Ge windeabschnitt 22 mit Drahtgewindeeinsatz bis zum Tiefenanschlag 26 in eine Gewindeöffnung eingeschraubt, dann blockiert der Tiefenanschlag 26 ein weiteres Einschrauben sowie eine weitere Drehung des Spindelkörpers 20 in Eindrehrichtung bzw. Installationsrichtung Ri (S2, S3)
Innerhalb eines Gehäuses G, in dem der Spindelkörper 20 drehbar gehalten wird, ist die Kupp- lungsanordnung 30 vorgesehen. Die Kupplungsanordnung 30 stellt eine lösbare Verbindung zwi schen der Antriebseinheit 10 und dem Spindelkörper 20 her. Diese lösbare Verbindung überträgt die Drehbewegung der Antriebseinheit 10 auf den Spindelkörper 20 oder unterbricht den Kraftfluss zwischen der Antriebseinheit 10 und dem Spindelkörper 20. Die Drehmomentkupplung 30 umfasst bevorzugt ein Kupplungsunterteil 32, welches gegen ein Kupplungsoberteil 34 federvorgespannt ist. Die Federvorspannung erzeugt eine Feder 36. Am Kupplungsoberteil 34 und Kupplungsunterteil 32 ist jeweils bevorzugt eine Kupplungsfläche 38, 40 vorgesehen. Diese Kupplungsflächen 38, 40 sind einander zugewandt und werden über die Feder 36 lösbar gegeneinander gedrückt. In Abhängigkeit von der Gestaltung der Kupplungsflä- chen 38, 40 entsteht eine formschlüssige und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kupplungsoberteil 34 und dem Kupplungsunterteil 32, die die Drehung der Antriebseinheit 10 auf den Spindelkörper 20 überträgt.
Vorzugsweise umfasst jede Kupplungsfläche 38, 40 mindestens einen Nocken 39, 41, vorzugs- weise jeweils zwei, die durch benachbarte Täler begrenzt sind. Basierend auf dieser Formgebung greifen die Kupplungsflächen 38, 40 vorzugsweise passend ineinander. Dabei weist jeder Nocken 39, 41 einen Scheitelpunkt auf, über den zwei gegenläufig geneigte Rampen miteinander verbunden sind. Das Kupplungsoberteil 34 ist in der bevorzugten Ausgestaltung des Einbauwerkzeugs 1 mit der Antriebseinheit 10 drehfest verbunden. Das Kupplungsunterteil 32 ist bevorzugt drehfest mit dem Spindelkörper 20 verbunden. Gleichzeitig ist das Kupplungsunterteil 32 aber in axialer Richtung, d.h. in Richtung des Spindelkörpers 20, gegen die Kraft der Feder 36 auslenkbar. Während der Installation des Drahtgewindeeinsatzes in der Gewindebohrung dreht sich der Spin delkörper 20 mit dem Drahtgewindeeinsatz entsprechend der Gangrichtung des Aufnahmegewin- des der Gewindebohrung. Sobald der Tiefenanschlag 26 auf das Bauteil mit Gewindebohrung aufläuft, wird der Spindelkörper 20 gegen weiteres Drehen blockiert. Das Drehmoment, welches die Antriebseinheit 10 auf das Kupplungsoberteil 34 im Vergleich zum blockierten Kupplungsunterteil 32 überträgt, erreicht nun einen Grenzwert, sodass das Kupplungsoberteil 34 relativ zum Kupplungsunterteil 32 gedreht wird. (S4) Das Grenzdrehmoment ist bevorzugt zunächst bestimmt durch die Vorspannkraft der Feder 36 zwischen Kupplungsoberteil 34 und Kupplungsunterteil 32. ln diesem Zusammenhang ist es bei spielsweise ebenfalls bevorzugt, dass die aneinanderliegenden Kupplungsflächen 38, 40 eben ausgebildet sind. Eine Reibschlussverbindung zwischen den beiden Kupplungsflächen 38, 40, die allein durch die Oberflächenreibung bestimmt wäre, legt dann das Grenzdrehmoment fest. Die Kupplungsflächen 38, 40 sind dazu vorzugsweise auch profiliert oder aufgeraut.
Gemäß der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weisen die Kupplungsflächen 38 ,40 ineinandergreifende Nocken und Täler auf, wie sie in den Figuren 5, 6, 8 zu erkennen sind. Ein Nocken wird entsprechend durch zwei auf einen Scheitelpunkt zu- laufende Rampen gebildet. In Abhängigkeit vom Neigungswinkel der Rampen, die auf den ge- meinsamen Scheitelpunkt zulaufen, lässt sich das Grenzdrehmoment der Drehmomentkupplung 30 einstellen. Je steiler die Rampen zum Scheitelpunkt ansteigen, umso höher muss das Grenz- drehmoment zum Auslösen der Drehmomentkupplung 30 sein. Das Kupplungsunterteil 32 ist mit einem axialen Hohlraum vorgesehen. Dieser dient der Auf nahme und Bewegbarkeit einer stiftartigen Schieberanbindung 42. Die Schieberanbindung 42 dient bevorzugt der Übertragung einer linearen Bewegung entlang der Längsachse des Einbau werkzeugs 1. Hier wird die Bewegung eines Kupplungskolbens 44 innerhalb des Kupplungsoberteils 34 über den Schieber 24 auf die Einbauklinge 28 oder direkt auf die Einbauklinge 28 übertragen. Vorzugsweise sind Schieber 24 und Schieberanbindung 42 mit dem Spindelkörper 20 und/oder dem Kupplungsunterteil 32 drehfest verbunden. Dadurch können sie nicht gegenei- nander verdreht werden.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Kupplungsoberteil 34 zumindest über einen axialen Teilbe- reich als hohlzylindrische Hülse vorgesehen. Im inneren zylindrischen Freiraum des Kupplungsoberteils 34 ist der Kupplungskolben 44 axial versetzbar gehalten. Der Kupplungskolben 44 weist dazu bevorzugt mindestens einen Walzenstifts 46 auf, der radial nach außen ragt. Der Walzenstift 46 ist fest im Kupplungskolben 44 angeordnet. Zudem ist der Walzenstift 46 bevorzugt in einer Kulissenführung 48 des Kupplungsoberteils 34 aufgenommen und geführt. Befindet sieh die Kupplungsanordnung 30 im ungelösten Zustand, dann dreht sich das Kupplungsoberteil 34 gemeinsam mit dem Kupplungskolben 44 und dem Kupplungsunterteil 32. Die Drehung des Kupplungskolbens 44 basiert auf der Drehmitnahme des Walzenstifts 46 durch die Kulissenführung 48. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen den Nocken 39, 41 und Tälern der Kupplungsflächen 38, 40 entsteht die drehfeste Verbindung des Kupplungskolbens 44 mit dem Spindelkörper 20 über die Schieberanbindung 42.
Sobald die Kupplungsanordnung 30 auslöst, verdreht sich das Kupplungsoberteil 34 gegenüber dem Kupplungsunterteil 32 und dem drehblockierten Spindelkörper 20. Der Kupplungskolben 44 ist bevorzugt drehfest mit dem Kupplungsunterteil 32 und/oder mit dem Spindelkörper 20 ver- bunden. Dadurch bleibt der Walzenstift 46 in seiner Drehwinkelposition stehen, während sich die Kulissenführung 48 des Kupplungsoberteils 34 weiterbewegt. Da die Kulissenführung 48 eine Steigung aufweist, vorzugsweise besitzt die Kulissenführung 48 eine Helix-Form, wird der Kupplungskolben 44 bei einer Relativdrehung zwischen Kupplungskolben 44 und Kupplungsoberteil 34 in axialer Richtung versetzt. Die Stärke und die Richtung des axialen Versatzes des Kupplungskolbens 44 ist durch die Steigung und die V erlaufsrichtung der Kulissenführung 48 bestimmt. Bezug nehmend auf Figur 4 ist zunächst das Eindrehen des Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindeöffnung schematisch dargestellt (S3), bis der Tiefenanschlag 26 auf dem Bauteil (nicht ge- zeigt) blockierend aufsetzt. Der Gewindeabschnitt 22 weist dazu bevorzugt ein rechtsgängiges Gewinde auf, sodass die Antriebseinheit 10 zur Installation rechtsdrehend arbeitet (siehe Pfeile in Figur 4). Bei einem linksgängigen Gewinde auf dem Gewindeabschnitt 22 erfolgen die zum Antrieb und zur Installation erforderlichen Bewegungen entsprechend in entgegengesetzter Rich tung.
Nachdem der Tiefenanschlag 26 eine weitere Drehung des Spindelkörpers 20 blockiert, dreht sich das Kupplungsoberteil 34 gegenüber dem Kupplungsunterteil 32 weiter (siehe Figur 5). Da der Kupplungskolben 44 drehfest mit dem Kupplungsunterteil 32 verbunden ist, dreht sich die Kulissenführung 48 relativ zum darin angeordneten Walzenstift 46 (S4). Gemäß der in Figur 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsform hat die Kulissenführung 48 eine Steigung in Installationsrichtung Ri ähnlich einem Linksgewinde. Wird somit die Kulissenfüh- rung 48 rechts herum um den Kupplungskolben 44 gedreht, versetzt die Kulissenführung 48 den Kupplungskolben 44 über den Walzenstift 46 in Installationsrichtung Ri. Mit dieser bevorzugten axialen Bewegung wird der Schieber 24 axial versetzt, um die Einbauklinge 28 aus dem Inneren des Spindelkörpers 20 nach außen zu versetzen (S4). Dadurch wird bevorzugt die weitere Instal lation des Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegb aren Zapfen vorbereitet, wie es in DE 10 2010 050 735 beschrieben ist. Allgemein wird durch die Axialbewegung des Kupplungskolbens 44 in Installationsrichtung Ri ein Ausstellen der Install ationsklinge 28 realisiert. Diese Bewegung wird bevorzugt auch zum Ausstößen eines Einbauzapfens eines Drahtgewindeeinsatzes aus einer radi alen Nut am Installationsende des Gewindeabschnitts 22 genutzt.
Analog ist es ebenfalls bevorzugt, eine bereits ausgestellte Installationsklinge 28 oder einen In stallationsschieber in den Spindelkörper 20 zurückzuversetzen. Dazu weist vorzugsweise die Ku- lissenführung 48 bei einer rechtsdrehenden Antriebseinheit 10 den Verlauf ähnlich einem
Rechtsgewinde auf. In diesem Fall würde die Relativdrehung zwischen dem Kupplungsunterteil 32 und im Kupplungsoberteil 34 für einen Axialversatz des Kupplungskolbens 44 entgegen der Installationsrichtung Ri sorgen. Im Falle einer linksdrehenden Antriebseinheit 10 müsste die Kulissenführung 48 entsprechend andersherum geneigt sein, d.h. bei einem Axialversatz in Installationsrichtung Ri ähnlich einem Rechtsgewinde und entgegen der Installationsrichtung Ri ähnlich einem Linksgewinde.
Der Versatz in Installationsrichtung Ri ist schematisch auch in Figur 7 veranschaulicht. Hier ist erkennbar, wie sich der Axialversatz des Kupplungskolbens 44 über die Schieberanbindung 42 auf den Schieber 24 und die Installationsklinge 28 überträgt. Figur 10 zeigt, wie ein bevorzugter Axialversatz entgegen der Installationsrichtung Ri stattfindet. Da vorzugsweise der Kupplungskolben 44, die Schieberanbindung 42, der Schieber 24 und die Installationsklinge 28 axial gekoppelt sind, führt der Axialversatz des Kupplungskolbens 44 zu einem Einziehen der
Installationsklinge 28 in den Spindelkörper 20.
Nachdem die Installationsklinge 28 versetzt worden ist, wird vorzugsweise die Drehrichtung der Antriebseinheit 10 umgekehrt (S7). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies durch Auslösen oder Drücken des Start-Schalters 12 und des Drehrichtungswechsel-Schalters 14 zur gleichen Zeit. Es ist ebenfalls bevorzugt, nur einen Schalter für diese Funktion vorzusehen oder die Drehrichtung automatisch zu ändern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung erfolgt beim Drehrichtungswechsel gerade kein Einrasten des Schalters für den Drehrichtungswechsel. Auf diese Weise wird die Handhabung und Anwendung des Einbau- Werkzeugs erleichtert.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung dreht nun nach Eindrehen eines Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbaren Zapfen und Rechtsgewinde der Spindelkörper 20 linksherum mit ausgestellter Installationsklinge 28. Wie im Zusammenhang mit dem Installa- tionsverfahren des Drahtgewindeeinsatzes mit zurückbiegbaren Zapfen in DE 10 2010 050 735 beschrieben ist, welches hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, wird nun zunächst der zurückbiegbare Zapfen des Drahtgewindeeinsatzes in das Gewinde der Gewindeöffnung zurückgebogen (S5). Danach schließt sich ein Stauchen des Zapfens an (S6). Während des Stauchens drückt die In stallationsklinge 28 gegen den Zapfen und blockiert dadurch ein weiteres Drehen des Spindel- körpers 20. Diese Drehblockade führt in ähnlicher Weise wie das oben beschriebene Auflaufen des Tiefenanschlags 26 zu einem Auslösen der Kupplungsanordnung 30. Entsprechend findet der in Bezug auf Figur 5 beschriebene Ablauf in entgegengesetzter Richtung statt, wie es in Figur 9 veranschaulicht ist. In diesem Zusammenhang wird über das Grenzdrehmoment der Kupplungsanordnung 30 eingestellt, mit welchem maximalen Drehmoment der Zapfen gestaucht wird.
Die Drehblockade des Spindelkörpers 20 blockiert ebenfalls das Kupplungsunterteil 32. Entsprechend dreht sich das Kupplungsoberteil 34 relativ zum Kupplungsunterteil 32 weiter und versetzt axial den Kupplungskolben 44 entgegen der Installationsrichtung Ri.
Durch den Axialversatz entgegen der Installationsrichtung Ri wird die Installationsklinge 28 aus dem Eingriff oder Angriff am Drahtgewindeeinsatz gelöst (S6). Dadurch wird die Drehblockade des Spindelkörpers 20 aufgehoben und der Gewindeabschnitt 22 wird aus dem installierten Drahtgewindeeinsatz ausgespindelt (S9).
Bevor der Axialversatz der Installationsklinge 28 erfolgt, greift die Installationsklinge 28 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung am zu stauchenden Ende des Drahtgewindeeinsatzes an. Dieser Angriff wird vorzugsweise durch einen Reibschluss zwischen der Installationsklinge 28 un dem Ende des Drahtgewindeeinsatzes unterstützt, der möglicherweise ein Lösen der Installationsklinge 28 durch genannten Axialversatz erschwert. Daher ist es bevor zugt, dem oben genannten Axial versatz zum Lösen der Verbindung zwischen Installationsklinge
28 und Drahtgewindeeinsatz eine Gegendrehung entgegengesetzt zur stauchenden Drehbewe- gung vorzuschalten. Diese Gegendrehung umfasst einen Drehwinkel kleiner 360 °, vorzugsweise Meiner 180 ° oder sogar kleiner als 90 °. Durch diese Gegendrehung wird die Installationsklinge 28 aus der reibschlüssigen Verbindung mit dem zu stauchenden Ende des Drahtgewindeeinsatzes gelöst. Vorzugsweise entlastet diese Gegendrehung die Installationsklinge 28. Anschließend er folgt der oben beschriebene Axialversatz der Installationsklinge 28, wobei vorzugsweise diese Bewegung nicht durch Reibungsverluste behindert wird.
Um einen neuen Installationsvorgang starten zu können, wird vorzugsweise zunächst die Drehrichtung der Antriebseinheit 10 in Gewinderichtung des Gewindeabschnitts 22 umgeschaltet. So mit kann ein neuer Drahtgewindeeinsatz auf den Gewindeabschnitt 22 aufgespindelt (Sl) und nachfolgend installiert werden.
Während der Installation eines Drahtgewindeeinsatzes kann es passieren, dass der Gewindeabschnitt 22 in der Gewindeöffnung des Bauteils verkantet, ohne den Drahtgewindeeinsatz zu in stallieren. Aufgrund des Verkantens wird das Grenzdrehmoment der Kupplungsanordnung 30 überschritten und die Kupplungsanordnung 30 löst aus. Entsprechend befindet sich nun die In- stallationsklinge in einer Position, in der sie ein Entfernen des Drahtgewindeeinsatzes aus der Gewindeöffnung und/oder das Abspindeln des Drahtgewindeeinsatzes vom Gewindeabschnitt 22 behindern könnte. Daher ist es bevorzugt, den Spindelkörper 20 in seiner Drehung zunächst mithilfe einer Entstörblockade 50 zu blockieren. Die Entstörblockade 50 ist vorzugsweise ein Stift, der gegen eine ebene Fläche oder in eine Vertiefung oder in eine Nut am Spindelkörper 20 gedrückt wird. Der sich daraus ergebende Reibschluss zwischen Entstörblockade 50 und Spindelkörper 20 verhindert eine Drehung des Spindelkörpers 20. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, dass Kupplungsunterteils 32 zu blockieren. Auf diese Weise wird die gleiche Funktion erzielt, wie sie durch den oben beschriebenen Stift 50 hervorgerufen wird.
Nun wird bevorzugt die Drehrichtung der Antriebseinheit 10 gewechselt, in dem der Start-Schal ter 12 und der Drehrichtungswechsel-Schalter 14 gleichzeitig betätigt werden (S7). Die dadurch in Drehung versetzte Antriebseinheit 10 erzeugt ein Überschreiten des Grenzdrehmoments, weil die Alltriebseinheit 10 versucht, das Kupplungsoberteil 34 gegen das festgehaltene Kupplungsunterteil 32 zu drehen. Entsprechend löst die Kupplungsanordnung 30 aus und schaltet axial den Kupplungskolben 44 und damit die Einbauklinge 28 in die Ausgangsposition zurück. Nun wird vorzugsweise der Gewindeabschnitt 22 mit Drahtgewindeeinsatz aus der Gewindeöffnung ent fernt. Anschließend ist es bevorzugt, dass der noch auf dem Gewindeabschnitt 22 befindliche Drahtgewindeeinsatz erneut in der Gewindeöffnung eingebaut wird. Alternativ ist es ebenfalls bevorzugt, den auf dem Gewindeabschnitt 22 befindlichen Drahtgewindeeinsatz zu entfernen und einen neuen Drahtgewindeeinsatz aufzuspindeln. Nachdem das Aufspindeln beendet ist, kann der neu aufgespindelte Drahtgewindeeinsatz in der Gewindeöfftiung des Bauteils installiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Einbauwerkzeug
10 Antriebseinheit
12 Start- Schalter
14 Drehrichtungswechsel-Schalter
20 Spindelkörper
22 Gewindeabschnitt
24 Schieber
26 Tiefenanschlag
28 Einbauklinge
30 Kupplungsanordnung
32 Kupplungsunterteil
34 Kupplungsoberteil
36 Feder
38, 40 Kupplungsflächen
42 Schieberanbindung
44 Kupplungskolben
46 Walzenstift
48 Kulissenfiihrung
50 Entstörblockade
Ri Installationsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Einbauwerkzeug (1) für einen Drahtgewindeeinsatz, der die folgenden Merkmale aufweist: a. eine Antriebseinheit (10), insbesondere eine elektrische oder pneumatische Antriebsein heit, die eine zwischen einer ersten und einer zweiten Richtung umschaltbare Drehbewegung bereitstellt, b. einen Spindelkörper (20) mit einem Antriebsabschnitt zum Drehen des Spindelkörpers (20) und mit einem Gewindeabschnitt (22), auf den der Drahtgewindeeinsatz aufspin- delbar und von dem der Drahtgewindeeinsatz abspindelbar ist, c. eine Installationsklinge (28), die im Spindelkörper (20) zwischen einer Eingriffsstellung und einer Ruhestellung bewegbar angeordnet ist, um gezielt am Drahtgewindeeinsatz anzugreifen und/oder sich aus einem Angriff oder Eingriff am Drahtgewindeeinsatz zu lösen, und d. eine Drehmomentkupplung (30), die aus einem formschlüssig und kraftschlüssig inei- nandergreifenden Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) besteht, von denen das Kupplungsoberteil (34) fest mit der Antriebseinheit (10) und das Kupplungsunterteil (32) drehfest mit dem Spindelkörper (20) verbunden sind, während mit e. einer entkoppelten Relativdrehung zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) ausgelöst durch Überschreiten eines Grenzdrehmoments zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) eine Relativbewegung zwischen dem Spindelkörper (20) und der Installationsklinge (28) generierbar ist.
2. Einbauwerkzeug (1) gemäß Patentanspruch 1, in dem das Kupplungsunterteil (32) und das
Kupplungsoberteil (34) gegeneinander federvorgespannt angeordnet sind, sodass bei einer Drehblockade des Kupplungsunterteils (32) über den Spindelkörper (30) das Kupplungsoberteil (34) bezogen auf das Kupplungsunterteil (32) drehbar ist, wobei das Kupplungsun terteil (32) federnd ausweicht.
3. Einbauwerkzeug (1) gemäß Patentanspruch 2, in dem das Kupplungsoberteil (34) eine Ku lissenführung (48) umfasst, mit der ein axiales Stellglied (42) des Kupplungsoberteils (34) in Abhängigkeit von einer Drehrichtung des Kupplungsoberteils (34) axial versetzbar ist, wo bei das axiale Stellglied (42) mit dem Kupplungsoberteil (34) nicht mitdreht.
4. Einbauwerkzeug (1) gemäß Patentanspruch 3, in dem das axiale Stellglied (42) ein axial im Kupplungsoberteil (34) geführter Kupplungskolben (44) mit einem zumindest einseitig ra- dial vorstehenden Walzenstift (46) ist, der in die Kulissenführung (48) eingreift.
5. Einbauwerkzeug (1) gemäß Patentanspruch 4, in dem die Kulissenführung (48) eine krumm- linige Bahn, insbesondere eine Helix-Bahn, im Kupplungsoberteil (34) definiert, die bei Drehung des Kupplungsoberteils (34) relativ zum Kupplungskolben (44) einen relativen Axialversatz zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungskolben (44) bewirkt.
6. Einbauwerkzeug 1 gemäß Patentanspruch 5, in dem der Axialversatz des Kupplungskolbens (44) über ein Stellglied (24) auf die Installationsklinge (28) übertragbar ist.
7. Einbauwerkzeug gemäß Patentanspruch 5 oder 6, in dem der Axialversatz in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Kupplungsoberteils (34) im Vergleich zum Kupplungsunterteil (32) in Richtung Spindelkörper (20) oder in Richtung Antriebseinheit (10) erfolgt.
8. Einbauwerkzeug 1 gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in dem das Kupp- lungsoberteil (34) und das Kupplungsunterteil (32) in axialer und einander gegenüberliegender Orientierung jeweils eine umfängliche Folge von zumindest zwei gegenläufigen und zu einem gemeinsamen Scheitelpunkt benachbarten Rampen aufweist, die eine Eingriffskontur zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) definieren.
9. Einbauwerkzeug (1) gemäß Patentanspruch 8, in dem ein Neigungswinkel der Rampen in Kombination mit einer Federvorspannung zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) ein Grenzdrehmoment bestimmt, an dem eine Relativdrehung zwischen Kupp lungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) generierbar ist
10. Einbauwerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, das eine manuelle Entstörblockade (50) aufweist, mit der eine Drehbewegung des Spindelkörpers (20) gezielt blockierbar ist, so dass in Kombination mit einer Drehrichtungsumkehr der Antriebseinheit (10) das Einbauwerkzeug (1) in einen Ausgangszustand versetzbar ist.
11. Drehmomentkupplung (30) für ein Werkzeug (1), die die folgenden Merkmale aufweist: ein formschlüssig und kraftschlüssig ineinandergreifendes Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32), von denen das Kupplungsoberteil (34) oder das Kupplungsunterteil (32) drehfest mit einer An- triebseinheit (10) und das andere Kupplungsteil drehfest mit einer Abtriebseinheit (20) verbindbar sind, wäh rend mit einer entkoppelten Relativdrehung zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) ausgelöst durch Überschreiten eines Grenzdrehmoments zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) eine lineare Relativbewegung zwischen dem an die Antriebseinheit (10) gekoppelten Kupplungsteil (34) und einer in diesem Kupplungsteil (34) angeordneten axial bewegbaren Stelleinheit (44) generierbar ist.
12. Drehmomentkupplung (30) gemäß Patentanspruch 11, in dem das Kupplungsunterteil (32) und das Kupplungsoberteil (34) gegeneinander federvorgespannt angeordnet sind, sodass bei einer Drehblockade des Kupplungsunterteils (32) das Kupplungsoberteil (34) bezogen auf das Kupplungsunterteil (32) drehbar ist.
13. Drehmomentkupplung (30) gemäß Patentanspruch 12, in der das Kupplungsoberteil (34) eine Kulissenführung (48) umfasst, mit der ein axiales Stellglied (44) des Kupplungsoberteils (34) in Abhängigkeit von einer Drehrichtung des Kuppl ungsob erteil s (34) relativ zum Stellglied (44) axial versetzbar ist.
14 Drehmomentkupplung (30) gemäß Patentanspruch 13, in der das axiale Stellglied (44) ein axial im Kupplungsoberteil (34) geführter Kupplungskolben (44) mit einem zumindest ein seitig radial vorstehenden Walzenstift (46) ist, der in die Kulissenführung (48) eingreift.
15. Drehmomentkupplung (30) gemäß Patentanspruch 14, in der die Kulissenführung (48) eine krummlinige Balm, insbesondere eine Helix-Balm, im Kupplungsoberteil (34) definiert, die bei Drehung des Kupplungsoberteils (34) einen relativen Axialversatz zwischen Kupplungs oberteil (34) und Kupplungskolben (44) bewirkt.
16. Drehmomentkupplung (30) gemäß Patentanspruch 15, in der der Axialversatz des Kupplungskolbens (44) über ein Stellglied (42) auf die Stelleinheit (24), insbesondere auf eine innerhalb der Abtriebseinheit (20) angeordnete Stelleinheit (24), übertragbar ist.
17. Drehmomentkupplung (30) gemäß Patentanspruch 15 oder 16, in der der Axialversatz in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Kupplungsoberteils (34) im Vergleich zum Kupp lungsunterteil (32) in Richtung Abtriebseinheit (20) oder in Richtung Antriebseinheit (10) erfolgt.
18. Drehmomentkupplung (30) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 11 bis! 7, in der das Kupplungsoberteil (34) und das Kupplungsunterteil (32) in axialer und einander gegenüberliegender Orientierung jeweils eine umfängliche Folge von zumindest zwei gegenläufigen und zu einem gemeinsamen Scheitelpunkt benachbarten Rampen aufweist, die eine Eingriffskontur zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) definieren.
19. Drehmomentkupplung (30) gemäß Patentanspruch 18, in der ein Neigungswinkel der Rampen in Kombination mit einer F edervorspannung zwischen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) ein Grenzdrehmoment bestimmt, an dem eine Relativdrehung zwi schen Kupplungsoberteil (34) und Kupplungsunterteil (32) und eine Relativverschiebung zwischen einem Stellglied (44) und dein Kupplungsoberteil (34) oder dem Kupplungsunterteil (32) generierbar ist.
20. Installationsverfahren für einen Drahtgewindeeinsatz in einer Gewindeöffnung mit einem Einbauwerkzeug (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 10, das die folgenden Schritte aufweist: i) Aufspindeln (Sl) des Drahtgewindeeinsatzes auf den Spindelkörper (20) in einer ersten Drehrichtung des Spindelkörpers (20), ii) Ansetzen (S2) des Spindelkörpers (20) mit Drahtgewindeeinsatz an der Gewindeöffnung und Einschrauben (S3) des Drahtgewindeeinsatzes in die Gewindeöffnung mit Hilfe des Spindelkörpers (20) durch Drehung des Spindelkörpers (20) in der ersten Drehrichtung, bis ein Anschlag (26) ein weiteres axiales Eindrehen des Spindelkörpers (20) blockiert, iii) Auslösen (S4) der Drehmomentkupplung (30) durch das Blockieren des Spindelkörpers (20), so dass die Installationsklinge (28) über eine Relativbewegung zum Spindelkörper (20) in eine Angriffsposition/Betriebsposition versetzt wird oder aus der Betriebsposi- tion in eine Ruheposition versetzt wird, und iv) Drehen (S9) des Spindelkörpers (20) in einer zweiten Drehrichtung, bis der Drahtgewin- deeinsatz in der Gewindeöffnung vom Spindelkörper (20) abgespindelt ist.
21. Installationsverfahren gemäß Patentanspruch 20, mit dem weiteren Schritt:
Zurückbiegen (S5) eines Einbauzapfens des Drahtgewindeeinsatzes in ein Gewinde der Gewindeöffnung durch die in Angriffsposition versetzte Installationsklinge (28) wäh- rend des Drehens in die zweite Drehrichtung.
22. Installationsverfahren gemäß Patentanspruch 21, mit dem weiteren Schritt: Stauchen (S6) des Einbauzapfens nach dem Zurückbiegen und Umschalten der Drehmomentkupplung (30) bei Erreichen eines Grenzdrehmoments in Kombination mit ei nem Versetzen der Installationsklinge (28) aus einer Angriffsposition am
Drahtgewindeeinsatz in eine Ruheposition.
23. Installationsverfahren gemäß einem der Patentansprüche 20 bis 22, mit dem weiteren
Schritt: manuelles (S7) oder automatisches (S8) Umschalten zwischen der ersten und zweiten Drehrichtung.
24. Installationsverfahren gemäß einem der Patentansprüche 20 bis 23, mit dem weiteren
Schritt: Blockieren einer Drehung des Spindelkörpers (20) mit einer Entstörblockade (50) und
Ändern der Drehrichtung des Spindelkörpers (20), wodurch die Drehmomentkupplung (30) ausgelöst und die Installationsklinge (28) in eine Ausgangslage zurückgesetzt wird.
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