DE3152416A1

DE3152416A1 - Torque transmitting device

Info

Publication number: DE3152416A1
Application number: DE813152416A
Authority: DE
Inventors: D Wheeler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1982-11-04
Also published as: GB2097706B; EP0063570A1; JPS57501540A; ATA907181A; EP0063570B1; HK11287A; EP0063570A4; ZA816863B; CH663174A5; NZ198528A; WO1982001150A1; CA1192064A; GB2097706A; US4446765A; MY8700175A; SG66386G; SE8203448L; US4563922A; SE446835B; AT383765B

Description

DrehmomentübeTtragung seinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung. .

Die Drehmomentübertragungseinrichtung nach der Erfindung ist insbesondere geeignet impulsgetrieben in einer Innenbohrung in einem Werkstück zu sein.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Drehmomentübertragungseinrichtung 'vorgesehen·, die eine Welle mit einer Längsachse aufweist, wobei die Welle mit wenigstens einer Nut, die sich

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längs der Welle erstreckt versehen ist, wobei eine mit einem Werkstück in Eingriff stehende Klaue in der oder jeder Nut befestigt ist, wobei eine Einrichtung zum Festhalten der oder jeder Klaue in der entsprechenden Nut vorgesehen ist und wobei die oder jede Nut bezüglich der Achse der Welle geneigt ist, so daß die oder jede Klaue mit der Längsachse der Welle nicht fluchtend angeordnet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielshalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Drehmoment übertragung sei η richtung

Fig₀ 2 eine Rückansicht der Einrichtung nach der Fig. 1 entlang der Linie II - II der Fig, 1

Fig. 3 einen Querschnitt der Einrichtung nach der Fig. entlang der Linie III - III der Fig. 1

Fig_o 4 eine Seitenansicht einer Drehmomentübertragungseinrichtung, die ähnlich der in der Fig. 1 dargestellten ist, mit bestimmten im Inneren liegenden Merkmalen gestrichelt angedeutet

Fig. 5 eine Seitenansicht einer mit einem Werkstück zusammenarbeitenden Klaue, die zur Verwendung mit den Einrichtungen nach den Figuren 1-4 geeignet ist,

Fig. 6 eine Stirnansicht der mit dem Werkstück zusammenarbeitenden Klaue nach der Fig. 5_O

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Beschreibung der Erfindung

Die Figuren 1 - 3 und Figur 4 zeigen jeweils zwei verschiedene Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung und werden nachfolgend beschrieben. Zur besseren Übersicht werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung von gleichen Teilen in den zwei Ausführungsformen verwendet.

In den Figuren 1 - 3 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung dargestellt, die geeignet ist impulsgetrieben in einer Innenbohrung in einem Werkstück angeordnet zu sein. Das Werkstück kann viele Formen besitzen. Z. B. kann es eine Röhre darstellen, welche in einem Gewindeeingriff mit einer Anpassungskomponente ist, ein Gewindeschaft, ein Stift oder ein Scherbolzen, der keine äußere Einrichtung für eine Drehmomentverbindung besitzt und der eine Bohrung im Inneren aufweist, um die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung aufzunehmen»

Die Einrichtung nach den Figuren 1- 3 weist einen Kopf 10, einen Sechseckring 11, eine Metallscheibe 12 und einen eingekerbten Halsring 13 auf. Der Kopf 10 ist einstückig mit einer äußeren Gewindewelle 14 hergestellt. Außerdem weist der Kopf 10 eine sechseckige Aussparung 15 auf, um einen Innensechskan_tschlüssel aufzunehmen. Der Sechskantring 11 ist über ein Gewinde auf der Welle 14 befestigt und liegt im Bereich des Kopfes 10. Die Metallscheibe ist zwischen dem Sechseckring 11 und dem Halsring13 angeordnet. Die Metallscheibe 12 und der Halsring 13 sind nicht über ein Gewinde mit der Welle 14 in Eingriff,

sondern sind darauf in einer Passitzrelation befestigt.

Die Welle 14 weist drei sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 16 auf. Jede Nut 16 erstreckt sich von einem Ende der Welle 14 und zwar von dem von dem Kopf 10 entfernten bis zu einem Punkt, der von dem Kopf 10 entfernt, jedoch in dessem Bereich liegt.

Wie am besten aus der Fig„ 3 ersichtlich ist, ist jede Nut 16 geneigt, so daß sie mit der Längsachse 17 der Welle 14 nicht fluchtet, !ede Nut 16 ist gegen die Drehrichtung der Welle 14 zur Entfernung eines Werkstückes geneigt. Die Neigungseinrichtung jener Klauen 19, die nachfolgend beschrieben werden, nehmen eine Druckkraft mehr auf als eine Scherkraft, wodurch die Möglichkeit einer Abscherung reduziert wird und die Verwendung von dünneren Klauen 19 ermöglicht wird. Vorzugsweise sind die Nuten 16 in einem Winkel in einem Bereich von 4 bis 40°, vorzugsweise von 4 bis 25°, geneigt, und zwar bezogen auf eine diametrale Linie, die sich von der Mitte des äußeren Endes einer Nut durch die Achse der Welle 14 erstreckt. Darüberhinaus fällt jede Nut 16 in die Welle 14 von dem Halsring 13 aus ab. Dies ist am besten aus der Fig. 4 ersichtlich, wo der Abfall der entsprechenden Nut 16 dieser . Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung deutlich gestrichelt ersichtlich ist. Vorzugsweise ist die Neigung des Abfalles der Nut 16 in einem Winkelbereich von 1,5 bis 18°, noch vorzugsweiser von 1,5 bis 8°, und zwar bezogen auf den Außenumfang der Welle 14.

Außerdem erstreckt sich jede Nut 16 nicht parallel zu der Achse der Welle 14, sondern ist gegen die Oberfläche der Welle 14 im Winkel. Jede Nut 16 ist gegen die runde Oberfläche

der Welle 14 so im Winkel, daß sie, wenn sie sich von dem Halsring 13 wegbewegt, gegen die Drehrichtung zur Entfernung eines Werkstückes gerichtet ist. Auf diese Weise ist die in der Fig. 1 dargestellte Welle so angeordnet, daß sie im Gegenuhrzeigersinn, gesehen von dem Kopf 10 aus, verschoben wird. Für eine Verschiebung im Uhrzeigersinn wurden die Nuten 16 gegen die Oberfläche der Welle 14 in entgegengesetzter Richtung im Winkel sein. Durch die Winkelung der Nuten 16 gegen die Oberfläche der Welle 14 neigt ein aufgebrachtes Drehmoment odzu die Welle 14 so zu bewegen, daß Klauen 19 spiralförmig nach unten bewegt werden, wie es nachfolgend beschrieben wird, wodurch diese exoandieren. Vorzugsweise sind die Nuten 16 gegen die Oberfläche der Welle 14 in einem Winkelbereich von 1 bis 18° zur Achse der Welle geneigt. Weil es jedoch bevorzugt ist, daß die Nuten 16 für eine leichtere Herstellung gerade geschnitten sind, kann es für Winkel über 10° erforderlich sein, daß die Nuten 16 ein schraubenförmiges Profil besitzen, welches gegen die Drehrichtung gerichtet ist, wenn ein Werkstück entfernt wird. Noch besser ist es, wenn die Nuten 16 in einem Winkelbereich von 1 bis 6° gegen die runde Oberfläche der Welle 14 geneigt sind. Es wird nochmalsbetont, daß die Nuten 16 gerade oder schraubenförmig in dem angegebenen bevorzugten Winkelbereich sein können.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Halsring drei Schlitze K! auf, welche mit den Nuten 16 der Welle auf einer Linie liegen. Die Schlitze 18 sind vorgesehen, um die radial nach außen sich erstreckenden Abschnitte der Klauen 19 aufzunehmen. Dies ermöglicht es den Klauen 19 sich auf der Welle 14 zur Lagerung zurückzuziehen.

Darüberhinaus erstrecken sich die Schlitze 18 durch den Halsring, so daß die Klauen 19 in Verwendung mit der Scheibe 12 in eine Anschlagposition gelangen können.

Jede Nut 16 ist vorgesehen eine Klaue 19, wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, aufzunehmen. Jede Klaue 19 weist eine längliche Zunge 20 für einen Eingriff mit einem Werkstück auf, welche eine rechteckige Gestalt im Querschnitt besitzt. Darüberhinaus ist die Oberseite (wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt) jeder Zunge abgeschrägt, um eine Schneideecke 21 für einen Eingriff mit einem Werkstück zu bilden. Jede Schneideecke 21 ist als Führungsecke der Oberseite jeder Zunge 20 bei der Drehung ausgebildet, um ein Werkstück festzuhalten. Weiterhin weist jede Klaue einen radial nach außen.sich erstreckenden Abschnitt 22 auf.

Zum Gebrauch werden die Klauen 19 an der Welle 14 in einem genügenden Ausmaß nach unten bewegt ,um in eine konzentrische Innenbohrung in einem Werkstück einzutreten. Die Welle 14 wird dann in die Bohrung eingesetzt bis die radial nach außen sich erstreckenden Abschnitte 22 der Klauen 19 mit der Bohrungsöffnung in Eingriff gelangen. Die Welle 14 wird dann impuls- bzw. stoßgetrieben in die Bohrung. Dies verursacht die Klauen 19 sich auf der Welle 14 nach rückwärts zu bewegen und wegen des Abfalles der Nuten 16, bewegen sich die Klauen 19 gleichzeitig nach außen für einen Eingriff mit den Seiten der Bohrung.

Die Winkelstellung der Nuten 16 bewirkt, daß die Welle 14, wenn ein Drehmoment aufgebracht wird, nach unten und in Drohumj versetzt wird, wna zu einer proportionalen

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ΐ. rwo i to ruruj (Jn r Zungen 20 in Bezug auf dan aufgebrachte Drehmoment führt. Die Verwendung des Impulsantriebes hat den Vorteil, daß höhere Kräfte für kurze Zeitdauern aufgewendet werden können. Ebenso sind Impulsantriebe auf typische Weise so angeordnet, daß sie.einen kleinen Drehbetrag auf jeden Impuls aufbringen, der die Welle nach unten und in Umfangsrichtung dreht, wie vorstehend beschrieben, so daß eine gute Verbindung mit dem Inneren der Bohrung sichergestellt wird.

Darüberhinaus, da die Klauen 19 in den Nuten 16 geneigt sind, tendieren die Zungen 20 dazu das Werkstück zu ziehen, womit sie ein Freigeben des Werkstückes unterstützen. Weiterhin sind die Klauen 19 so geformt, daß die Oberflächen (wie aus den Zeichnungen ersichtlich) der Zungen 20 sich parallel zu der Welle 14 und der Bohrung bewegen, wenn sich die Klauen 19 nach rückwärts bewegen.

Wenn die Zungen 20 mit der Wand der Bohrung in Eingriff stehen, kann das Werkstück durch Drehen des Kopfes 10 entfernt werden, wobei die Welle 14 im Uhrzeigersinn, wie in der Fig. 3 ersichtlich, bewegt wird» Dies verursacht die Schneideecken 21 der Zungen 20 in das Werkstück einzugreifen, da die Schneideecken der Zungen 20 im Drehbetrieb am weitesten vorne liegen. Die Nuten 16 sind geneigt, wie vorstehend beschrieben, weshalb die Drehkraft dazu tendiert in den Körper der Welle 14 zu wirken und zwar nicht in einem rechten Winkel dazu. Diese Maßnahme reduziert die Gefahr, daß die Zungen 20 im Betrieb abgeschert werden.

Außerdem, wenn zu Beginn die Welle 14 zurückgezogen wird, können die Zungen 20 einschneiden und dazu neigen frei zu werden. Die Winkelstellung der Nuten 16 gegen die

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Oberfläche der Welle 14 hat eine spiralförmige Wirkung und bewirkt damit, daß die Welle 14 sich nach innen in der Bohrung bewegt, um irgendeine derartige Entspannung au fzunehmen.

Der Ring 11 ist nicht wesentlich und wie in der Fig. 4 dargestellt kann Rr überhaupt entfallen. F.t kann jedoch entlang der Welle 14 von dem Kopf 10 wegbewegt werden, um den Betrag der möglichen Erweiterung der Klauen 19 zu beschränken. Darüberhinaus kann er nach Benutzung entlang der Welle 14 nach unten' bewegt werden, um die Klauen 19 von dem Kopf 10 wegzustoßen, damit die Klauen 19 von dem entfernten Werkstück freikommen.

Die Welle 14 in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 muß nur in dem Bereich der Nut 11 mit einem Gewinde versehen sein. Die in der Fig. 1 dargestellte Welle 14 ist über ihre ganze Länge mit einem Gewinde versehen, aber dies ist nur zur Herstellungsvereinfachung erfolgt. Die in der Fig. 4 dargestellte Welle 14 ist überhaupt nicht mit einem Gewinde versehen.

Verbesserungen und Abänderungen, die für einen Durchachnittsfachmann offensichtlich sind, liegen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Drehmomentübertragungseinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß eine Welle (14) vorgesehen ist, die eine Längsachse (17) und ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende für eine zuvorderste Einführung in eine Bohrung in einem Werkstück ausgebildet ist, wobei die Welle (14) mit wenigstens einer Nut (16) versehen ist, die sich entlang der Welle erstreckt, wobei eine Klaue (19) für eine Verbindung mit einem Werkstück in der oder in jeder Nut (16) befestigt ist und eine Einrichtung (13) zum Festhalten der oder jeder Klaue (19) in der entsprechenden Nut vorgesehen ist, und wobei die oder jede Nut (16) bezogen auf die

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Längsachse (17) der Welle (14) geneigt ist, so daß die oder jede Klaue (19) mit der Längsachse (17) der Wolle (U) nicht fluchtet.

2) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Nut (16) gegen das erste Ende der Welle (14) fortschreitend eine zunehmende Tiefe aufweist.

3) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder dadurch gekennzeichnet, daß

die oder jede Nut (16) nicht parallel zur Längsachse (17) der Welle (14) liegt, sondern gegen die runde Oberfläche dor WoL Irj (14) (joncitjt int, oo doB. fjie gegen clus erste Ende der Welle (14) gegen die Drehrichtung der Welle (14) bei Entfernung eines Werkstückes tendiert.

4) Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichnet, daß

sie an dem zweiten Ende der Welle (14) einen Kopf (10) aufweist, der für einen Eingriff durch ein Werkzeug zum Drehen der Einrichtung vorgesehen ist, um ein Werkstück zu entfernen.

5) Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichnet, daß

die Einrichtung zum Festhalten der oder jeder Klaue (19) in ihrer jeweiligen Nut (16) ein Halsring (13) ist, der mit Passitz auf der Welle (14) befestigt ist.

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6) Drehrnoinentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die oder jeder Klaue (19) einen radial nach außen sich

erstreckenden Abschnitt (22) besitzt, der in korrespondierende Schlitze (18) in dem Halsring (13) eingreift.

7) Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichnet, daß

die oder jede Klaue (19) eine Zunge (20) mit einer Schneideecke (21) aufweist, die bei Drehung der Welle (14) dazu führt, daß ein Werkstück entfernt wird.

8) Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichnet, daß

sie wenigstens drei Nuten (16) aufweist, die gleichwinklig um die Welle (14) angeordnet sind.

9) Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichnet, daß

sie dazu geeignet ist in eine Bohrung in einem Werkstück impulsgetrieben eingesetzt zu werden.

10) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

die oder jede Nut (1.6) in einem Winkelbereich von 4 bis 40° geneigt ist.

1T) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 10 dadurch ge ken η ζ e i c h η e t, daß

die oder jede Nut (16) in einem Winkelbereich von 4 bis 25° geneigt ist.

12) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2
dadurch gekennzeich net, daß die oder jede Nut (16) sich in einem Winkelbereich von 1 , 'j I)Ig 1(3° in die Welle (14) neigt.

13) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daG die oder jede Nut (16) sich in einem Winkelbereich von 1,5 bis 8° in die Welle (14) neigt.

14) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 3
dadurch gekennzei.chn et, daß die oder jede Nut (16) gegen die Oberfläche der Welle (14) in einem Winkelbereich von 1 bis 18° gewinkelt ist.

15) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daG die oder jede Nut (16) gegen die Oberfläche der Welle (14) in einem Winkelbereich von 1 bis 10° gewinkelt ist.

16) Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Nut (16) gegen die Oberfläche der Welle (14) in einem Winkelbereich von 1 bis 6° gewinkelt ist.