Eindrehvorrichtung für Stangen

Abstract

 Eine Eindrehvorrichtung (1) für Stangen besitzt ein Gehäuse (2) mit einer Achse A-A, ein Antriebsende (6) und einen Innenraum (8), der eine Öffnung (10) für das Einführen der Stange aufweist. Im Gehäuse sind auf den Umfang der Achse verteilt und in einem Käfig (14) mehrere, ein Klemmgesperre bildende Wälzkörper (13) angeordnet, die sich einerseits auf Rampenflächen abstützen, die auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet sind, und die andererseits bei Drehung des Gehäuses mittels der Rampenflächen unter Selbsthemmung an die Stange anpreßbar sind. Um hierbei Stangen als Meterware verwenden zu können, ohne die Stangenoberfläche zu beschädigen, weist das Gehäuse (2) einen festen Anschlag (9) für das Ende der Stange auf. Ferner beträgt die Längenerstreckung der Wälzkörper (13) mindestens 80 % der axialen Länge des Innenraums (8), gerechnet vom Rand (11) der Gehäuseöffnung (10) bis zum Anschlag (9) und mindestens das Zweifache des Nenndurchmesser der Stange.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Eindrehvorrichtung für Stangen, insbesondere für das Eindrehen von Gewindestangen in Bohrlöcher, in denen sich eine Ampulle mit einer aushärtbaren Klebemasse befindet, mit einem eine Achse A-A aufweisenden Gehäuse mit einem Antriebsende und mit einem Innenraum, der in Richtung auf das dem Antriebsende abgekehrte Ende des Gehäuses eine Öffnung für das Einführen der Stange aufweist und in dem sich auf den Umfang der Achse verteilt und in einem Käfig drehbar und radial beweglich gelagert mehrere, ein Klemmgesperre bildende Wälzkörper verbinden, die sich einerseits auf Rampenflächen abstützen, die auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet sind, und andererseits bei Drehung des Gehäuses mittels der Rampenflächen unter Selbsthemmung an die Stange anpreßbar sind.

[0002] Durch die DE-OS 21 65 695 ist eine Vorrichtung zum Anbringen und Entfernen von Gewindebolzen bekannt, die kurz auch als "Stehbolzeneindreher" bezeichnet wird und die konstruktiv sehr weitgehend mit der eingangs beschriebenen Eindrehvorrichtung übereinstimmt. In der Regel besitzen solche Stehbolzen jedoch eine glatte, nicht von Gewindegängen durchsetzte Zylinderfläche, und der Stehbolzeneindreher (oder Stehbolzenausdreher) wird in der Weise eingesetzt, daß die Wälzkörper des Klemmgesperres auf der Zylinderfläche angreifen. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Gewindes durch die ganz enormen Klemmkräfte vermieden.

[0003] Hierbei ist zu beachten, daß die Übertragung von Drehmomenten mittels gehärteter und glatter Oberflächen der Wälzkörper erfolgt, die auf Flächen der Stehbolzen einwirken, die keinen formschlüssigen Eingriff ermöglichen und in aller Regel sogar zylindrisch und gleichfalls gehärtet sind. Die Kraftübertragung ist mithin nur im Bereich der Selbsthemmung möglich, d.h. die erforderlichen Tangentialkräfte werden nur durch sehr viel größere Radialkräfte ermöglicht, die natürlich einen verformenden Einfluß auf die Oberfläche der Stehbolzen haben können.

[0004] Die bekannten Vorrichtungen haben daher in der Regel eine durchgehende Gehäusebohrung, so daß die Vorrichtungen soweit auf einen Stehbolzen aufgeschoben werden können, daß mittels der Wälzkörper ein nicht mit Gewindegängen versehener Abschnitt des Stehbolzens erreicht werden kann. Die Länge der Wälzkörper nimmt dabei auch nur einen Bruchteil der Gesamtlänge der Gehäusebohrung ein, und ferner entspricht die Gesamtlänge der Klemmkörper maximal in etwa dem Durchmesser des zu bewegenden Stehbolzens.

[0005] In letzter Zeit erfreut sich die Befestigung von Gewindestangen mittels aushärtbarer Klebemassen in Bohrlöchern einer steigenden Bedeutung, und zwar als Ersatz für die zuvor gebräuchlichen Kunststoff-Dübel. Zu diesem Zweck wird zunächst ein genau dimensioniertes Bohrloch in die Gesteinsmasse (Beton, Mauerwerk, etc.) eingebracht, und in dieses Bohrloch wird eine Ampulle eingeschoben, die mit einer aushärtbaren Klebemasse gefüllt ist. Die beiden Komponenten der Klebemasse werden zunächst dadurch getrennt voneinander gehalten, daß in der besagten Ampulle eine weitere, innere Ampulle enthalten ist, die z.B. den Härter enthält. Durch das Eindrehen einer in der Länge genau dimensionierten Gewindestange werden nunmehr die aus Glas bestehenden Ampullen zerstört, und die Komponenten der Klebemasse (Harz und Härter) werden gemischt, wobei teilweise auch ein Eindringen in die Gesteinsmasse erfolgt. Die Klebemasse härtet je nach Temperatur innerhalb weniger Minuten aus, beispielsweise in 10 Minuten, und hält die Gewindestange bzw. den Zuganker unverrückbar fest. Ein Lösen bzw. Herausdrehen der Gewindestange ist nicht mehr möglich.

[0006] Man hat bereits versucht, derartige Gewindestangen bzw. Zuganker mit den bekannten Vorrichtungen in die Bohrlöcher einzubringen, und zwar dadurch, daß man die betreffenden Vorrichtungen mit kräftigen Bohrmaschinen bzw. Schraubern angetrieben hat. Hierbei stellte sich jedoch durch die Einwirkung der Wälzkörper eine ganz erhebliche Verformung der Gewindegänge ein, so daß das nachfolgende Aufschrauben der Muttern nicht mehr ohne weiteres, d.h. ohne den Einsatz von Gewindeschneidwerkzeugen möglich war. Die nachträgliche Bearbeitung einer verformten Gewindeoberfläche ist jedoch von dem ganz erheblichen Nachteil begleitet, daß ein Oberflächen-Korrosionsschutz zerstört wird. Außerdem leitet die Tragfähigkeit des Gewindes.

[0007] Man hat sich daher in einer weiteren Stufe der Entwicklung so beholfen, daß man am Ende der Gewindestange das Gewinde entfernt und durch einen Räumvorgang außerdem ein Innen-Sechskant erzeugt hat, so daß das Ansetzen eines entsprechenden Werkzeuges möglich wurde. Diese Maßnahme führte jedoch nicht nur zu einem Verlust eines Teils der Gewindelänge, sondern auch zu einer erheblichen Verteuerung der Zuganker, wobei zu berücksichtigten ist, daß diese Zuganker - im Gegensatz zu den wiederverwendeten Stehbolzen - ein ständiges Verbrauchsmaterial sind.

[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Eindrehvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit der Stangen aller Art, darunter auch Gewindestangen ohne besondere Bearbeitungsvorgänge an den Stangen rasch und zuverlässig in entsprechende Bohrungen und/oder Gewinde eingedreht werden können. Insbesondere soll es mit diesen Eindrehvorrichtungen möglich sein, Gewindestangen durch Ablängen von sogenannter "Meterware" herzustellen.

[0009] Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Eindrehvorrichtung erfindungsgemäß dadurch, daß in Kombination

a) das Gehäuse an dem dem Antriebsende zugekehrten Ende des Innenraums einen festen Anschlag für das Ende der Stange aufweist,

b) die Längenerstreckung der Wälzkörper mindestens 80 % der axialen Länge des Innenraums, gerechnet vom Rand der Gehäuseöffnung bis zum Anschlag, beträgt und

c) die Längenerstreckung der Wälzkörper mindestens der Zweifache des Nenndurchmesser der Stange beträgt.

[0010] Bei Befolgung dieser Konstruktionsanweisung wird durch den definierten und nicht veränderbaren Abstand zwischen dem Anschlag und dem Rand der Gehäuseöffnung eine genau definierte überstehende Länge der Stange erzielt. Weiterhin wird durch die angegebenen Abmessungsverhältnisse gewährleistet, daß sich die Anpreßkraft der Wälzkörper über eine sehr viel größere Länge der Stange verteilt. Es wurde überraschend festgestellt, daß bei Einhaltung der angegebenen Mindestwerte der Maßrelationen eine störende Verformung der Stange nicht mehr erfolgt, so daß bei Gewindestangen die Muttern ohne weiteres auf die Gewindestangen bzw. Zuganker aufgeschraubt werden können.

[0011] Die einzelnen Zuganker können dabei am Montageort durch Absägen oder Abstechen von Abschnitten von Gewindestangen größerer Länge, sogenannter Meterware, hergestellt werden. Eine kostspielige Bearbeitung der Antriebsenden der Gewindestangen kann infolgedessen unterbleiben.

[0012] Der Erfindungsgegenstand ist gewissermaßen ein Universalwerkzeug, das sowohl für Stangen mit zylindrischer Oberfläche als auch für Gewindestangen verwendet werden kann.

[0013] Es ist dabei weiterhin von Vorteil, wenn an jeder Umfangsstelle des Käfigs mindestens drei Wälzkörper in jeweils einer Reihe angeordnet sind. Zwar ist es möglich, an jeder Umfangsstelle des Käfigs einen einzigen Wälzkörper entsprechend großer Länge anzuordnen, jedoch hat die Unterteilung dieses Wälzkörpers den Vorteil, daß Oberflächenunregelmäßigkeiten ausgeglichen werden können. Zu dem wird die Wahrscheinlichkeit einer Berührung zwischen den Wälzkörpern und der Gewindestange bei Verwendung einer größeren Zahl von Wälzkörpern entsprechend erhöht. Hierbei ist zu beachten, daß das sogenannte Klemmgesperre erst dann wirksam werden kann, wenn der Käfig gegenüber dem Gehäuse verdreht wird, so daß die Wirkung der genannten Rampenflächen eintreten kann.

[0014] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

[0015] Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert.

[0016] Es zeigen:

Figur 1

eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer vollständigen Eindrehvorrichtung,

Figur 2

eine perspektivische Ansicht des herausgenommenen Käfigs mit eingesetzten Wälzkörpern und

Figur 3

einen Schnitt durch den Gegenstand nach Figur 1 entlang der Linie III-III in vergrößertem Maßstab.

[0017] In Figur 1 ist eine vollständige Eindrehvorrichtung 1 dargestellt. Diese besitzt ein Gehäuse 2 mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche 3, die über eine Kegelfläche 4 in eine Zylinderfläche 5 geringeren Durchmessers übergeht. Das freie Ende der Zylinderfläche 5 ist gleichzeitig das sogenannte Antriebsende 6, in dem sich ein gestrichelt dargestelltes Innenvierkant 7 mit einer Kantenlänge von 1/2 Zoll befindet. An die Stelle des Innenvierkants kann ein beliebiges Innen- oder Außenprisma treten, z.B. ein Außensechskant.

[0018] Der größte Teil der Länge des Gehäuses wird von einem Innenraum 8 eingenommen, der in einer hinteren Stirnwand 9 endet. Am gegenüberliegenden Ende des Innenraums 8 befindet sich eine Gehäuseöffnung 10, die von einem Rand 11 umgeben ist.

[0019] Die den Innenraum begrenzenden Mantellinien verlaufen achsparallel, bilden jedoch sogenannte Rampenflächen 12, die in Bezug auf die Achse A-A eine Keilwirkung auf die Wälzkörper 13 ausüben, die als Zylinderrollen ausgeführt sind. Die Wälzkörper 13 sind in einem Käfig 14 geführt, dessen Außen- und Innenflächen Teil-Zylinderflächen sind, zwischen denen Aufnahmetaschen 15 für die Wälzkörper 13 gebildet werden. Diese Aufnahmetaschen 15 sind von Teil-Zylinderflächen 16 begrenzt, deren Durchmesser in einem solchen Maße größer ist als der Durchmesser der Wälzkörper 13, daß die Wälzkörper 13 unter der Wirkung der Rampenflächen 12 Radialbewegungen ausführen können, bis sie zur Anlage an den Gewindegängen einer Gewindestange 17 gebracht werden. Der Außenumfang der Gewindestange ist durch den gestrichelten Kreis 18 angedeutet. Dieser gestrichelte Kreis 18 entspricht dem Nenndurchmesser der Gewindestange 17.

[0020] In Figur 1 ist die axiale Länge L_A des Innenraums 8 dargestellt. Die Gesamtlänge der Wälzkörper beträgt dabei mindestens 80 % dieser axialen Länge L_A, die vom Rand 11 der Gehäuseöffnung 10 bis zur Stirnwand 9 reicht, die den Anschlag für die Gewindestange darstellt. Es ist erkennbar, daß der Innenraum 8 in Richtung auf das Antriebsende 6 geschlossen ist. Im vorliegenden Fall sind an jeder Umfangsstelle des Käfigs 14 fünf Wälzkörper 13 angeordnet; es ist jedoch möglich, bei gleicher Gesamtlänge auch nur drei oder vier Wälzkörper an jeder Umfangsstelle des Käfigs vorzusehen, oder - im Grenzfalle - auch nur einen Wälzkörper entsprechender Länge, die wiederum mindestens 80 % der Länge L_A betragen muß.

[0021] Der Käfig 14 wird zusammen mit den Wälzkörpern 13 im Innenraum 8 durch eine Ringscheibe 19 gehalten, die wiederum durch einen Sicherungsring 20 fixiert ist. Käfig 14 und Wälzkörper 13 sind zu Reinigungszwecken herausnehmbar.

[0022] Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß der Käfig 14 aus einem ringförmigen Teil 14a und drei von diesem ausgehenden achsparallelen Stegen 14b besteht, zwischen denen die zylindrischen Wälzkörper 13 auf die weiter oben angegebene Weise mittels der Teilzylinderflächen 16 gelagert sind. Der Käfig 14 besitzt eine koaxiale Bohrung 21, die zur Einführung der Gewindestange 17 dient (in Figur 2 ist der Käfig 14 in Über-Kopf-Lage dargestellt).

[0023] Gehäuse 2, Wälzkörper 13 und Käfig 14 bestehen aus Metall. Figur 2 zeigt sehr deutlich den Schlankheitsgrad des Klemmgesperres gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen. Es ist also gewährleistet, daß die Gewindestange ein beträchtliches und genau definiertes Maß über die Oberfläche des Bauteils übersteht, in das die Gewindestange eingeklebt wird, und daß außerdem der Angriff der Wälzkörper sich auf den allergrößten Teil (mindestens 80 %) dieses Teils der Gewindestange erstreckt.

[0024] Die Wirkungsweise des Klemmgesperres ist sehr deutlich Figur 3 zu entnehmen. Da derartige Klemmgesperre an sich bekannt sind, dürfte sich ein weiteres Eingehen hierauf erübrigen.

Ansprüche

1. Eindrehvorrichtung für Stangen, insbesondere für das Eindrehen von Gewindestangen in Bohrlöcher, in denen sich eine Ampulle mit einer aushärtbaren Klebemasse befindet, mit einem eine Achse A-A aufweisenden Gehäuse mit einem Antriebsende und mit einem Innenraum, der in Richtung auf das dem Antriebsende abgekehrte Ende des Gehäuses eine Öffnung für das Einführen der Stange aufweist und in dem sich auf den Umfang der Achse verteilt und in einem Käfig drehbar und radial beweglich gelagert mehrere, ein Klemmgesperre bildende Wälzkörper verbinden, die sich einerseits auf Rampenflächen abstützen, die auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet sind, und andererseits bei Drehung des Gehäuses mittels der Rampenflächen unter Selbsthemmung an die Stange anpreßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination

a) das Gehäuse (2) an dem dem Antriebsende (6) zugekehrten Ende des Innenraums (8) einen festen Anschlag (Stirnwand 9) für das Ende der Stange (17) aufweist,

b) die Längenerstreckung der Wälzkörper (13) mindestens 80 % der axialen Länge des Innenraums (8), gerechnet vom Rand (11) der Gehäuseöffnung (10) bis zum Anschlag (Stirnwand 9) beträgt und

c) die Längserstreckung der Wälzkörper (13) mindestens das Zweifache des Nenndurchmessers der Stange (17) beträgt.

2. Eindrehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Umfangsstelle des Käfigs (14) mindestens drei Wälzkörper (13) in jeweils einer Reihe angeordnet sind.

3. Eindrehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag für die Stange (19) aus der hinteren Stirnwand (9) des Innenraums (8) des Gehäuses (2) besteht.

4. Eindrehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Antriebsende (6) des Gehäuses (2) ein Prisma (7) für das Ansetzen eines Antriebswerkzeugs angeordnet ist.

Zeichnung