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Title:
TORQUE ROD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/019907
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a torque rod for limiting torque, with a frame having a first end region and a second end region in the opposite, longitudinal direction, a first coupling for connecting the frame for conjoint rotation to the drive spindle of an impact wrench, wherein the first coupling is arranged at the first end region of the frame, and a second coupling for the connecting the frame for conjoint rotation to a screw element, particularly to the nut of an expansion bolt, wherein the second coupling is arranged at the second end region of the frame, wherein the frame has at least one tapered torque region, in which the frame has a smaller cross-section than in at least one of the end regions. According to the invention, the frame has a plastic extrusion coating in the tapered torque region.

Inventors:
WISSLING MATTHIAS (CH)
ECKSTEIN ANDREAS (DE)
MEIER ROBERT (AT)
ZITZMANN RALF (AT)
Application Number:
PCT/EP2013/065595
Publication Date:
February 06, 2014
Filing Date:
July 24, 2013
Export Citation:
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Assignee:
HILTI AG (LI)
International Classes:
B25B23/00; B25B13/06; B25B21/02; B25B31/00; B25G1/10
Foreign References:
GB1521461A1978-08-16
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Torsionsstab zur Drehmomentbegrenzung, mit

einem Schaft (10) mit einem ersten Endbereich (11) und einem in Längsrichtung entgegengesetzten zweiten Endbereich (12),

einer ersten Kupplung (15) zum drehfesten Verbinden des Schaftes (10) mit der Abtriebsspindel (51) eines Schlagschraubers (50), wobei die erste Kupplung (15) am ersten Endbereich (11) des Schaftes (10) angeordnet ist, und

einer zweiten Kupplung (16) zum drehfesten Verbinden des Schaftes (10) mit einem Gewindeelement (62), insbesondere mit der Mutter eines Expansionsankers (60), wobei die zweite Kupplung (16) am zweiten Endbereich (12) des Schaftes (10) angeordnet ist,

wobei der Schaft (10) zumindest einen verjüngten Torsionsbereich (13) aufweist, in dem der Schaft (10) einen kleineren Querschnitt aufweist als in zumindest einem der Endbereiche (11, 12),

dadurch g e ke n n z e i ch n e t,

dass der Schaft (10) zumindest im verjüngten Torsionsbereich (13) eine Kunststoffum- spritzung (90) aufweist.

2. Torsionsstab nach Anspruch 1,

dadurch g e ke n n z e i ch n e t,

dass die Kunststoffumspritzung (90) auf einen Mittelbereich des Schaftes (10), insbesondere auf den verjüngten Torsionsbereich (13), begrenzt ist.

3. Torsionsstab nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch g e ke n n z e i c h n e t,

dass die Kunststoffumspritzung (90) aus einem Thermoplast und/oder aus einem Elastomer besteht.

4. Torsionsstab nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch g e ke n n z e i ch n e t,

dass der verjüngte Torsionsbereich (13) einen Bereich konstanten Schaftquerschnitts aufweist, wobei sich die Kunststoffumspritzung (90) zumindest über den Bereich konstanten Schaftquerschnitts erstreckt.

5. Anordnung bestehend aus einem Torsionsstab nach einem der vorstehenden Ansprüche, einem Schlagschrauber (50) und einem Expansionsanker (60) mit einer Mutter, wobei der Torsionsstab an seiner ersten Kupplung (15) drehfest mit einer Abtriebsspindel (51) des Schlagschraubers (50) und an seiner zweiten Kupplung (16) drehfest mit der Mutter des Expansionsankers (60) gekoppelt ist.

Description:
Torsionsstab

Die Erfindung betrifft einen Torsionsstab zur Drehmomentbegrenzung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Torsionsstab ist ausgestattet mit einem Schaft mit einem ersten Endbereich und einem in Längsrichtung entgegengesetzten zweiten Endbereich, einer ersten Kupplung zum drehfesten Verbinden des Schaftes mit der Abtriebsspindel eines Schlagschraubers, wobei die erste Kupplung am ersten Endbereich des Schaftes angeordnet ist, und einer zweiten Kupplung zum drehfesten Verbinden des Schaftes mit einem Gewindeelement, insbesondere mit der Mutter eines Expansionsankers, wobei die zweite Kupplung am zweiten Endbereich des Schaftes angeordnet ist, wobei der Schaft zumindest einen verjüngten Torsionsbereich aufweist, in dem der Schaft einen kleineren Querschnitt aufweist als in zumindest einem der Endbereiche.

Ein gattungsgemässer Torsionsstab ist beispielsweise aus der GB1521461 A bekannt. Er bildet eine Torsionsfeder zwischen der Abtriebsspindel des Schlagschraubers und dem anzuziehenden Schraubelement, welche das auf das Schraubelement aufgebrachte Drehmoment begrenzen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand einen besonders zuverlässigen Torsionsstab zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Torsionsstab mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein erfindungsgemässer Torsionsstab ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft zumindest im verjüngten Torsionsbereich eine Kunststoffumspritzung aufweist.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich der verjüngte Torsionsbereich des Schaftes des Torsionsstabes beim bestimmungsgemässen Betrieb deutlich deformiert. Würde nun in diesem Bereich eine Lackierung als Korrosionsschutz vorgesehen, so bestünde unter Um- ständen die Gefahr von Abplatzungen, da ein typischerweise wenig duktiler, aber gut am Untergrund haftender Lack der Bewegung des Untergrundes nicht folgen kann. Hier setzt die Erfindung an und sieht Anstelle einer Lackierung eine Kunststoffumspritzung vor. Eine solche Kunststoffumspritzung kann in besonders einfacher Weise mit relativ grosser Wandstärke, relativ duktil und/oder mit relativ geringer Untergrundhaftung ausgebildet werden. Einem Versagen der schützenden Schicht kann somit besonders effizient entgegengewirkt werden. Aufgrund der Vergleichsweise grossen Wandstärke kann mit einer Kunststoffumspritzung überdies der vergleichsweise empfindliche verjüngte Bereich besonders gut gegen mechanische Einwirkung geschützt werden.

Die erste Kupplung kann eine Polygonalstruktur, vorzugsweise einen Innenmehrkant, beispielsweise einen Vierkant, aufweisen. Ebenso kann die zweite Kupplung eine Polygonalstruktur, vorzugsweise einen Innenmehrkant, beispielsweise einen Sechskant, aufweisen. Unter der Längsrichtung kann insbesondere die Richtung der Längsachse des Torsionsstabes und/oder des Schaftes verstanden werden. Das Gewindeelement weist ein Gewinde auf, welches insbesondere koaxial zum Torsionsstab verläuft. Das Gewindeelement kann ein Aussengewinde oder ein Innengewinde aufweisen und eine Schraube oder eine Schraubmutter sein. Insbesondere kann es sich beim Gewindeelement um die Mutter eines Expansionsankers handeln, d.h. insbesondere um die Mutter eines Ankers mit einem Ankerbolzen und einer Spreizhülse, wobei der Ankerbolzen einen Spreizkonus zum Aufspreizen der Spreizhülse sowie ein Gewinde aufweist, an dem die Mutter angeordnet ist.

Vorzugsweise weist der Schaft genau einen zusammenhängenden verjüngten Torsionsbereich auf, wodurch der Herstellungsaufwand reduziert sein kann. Aufgrund des lokal verringerten Querschnitts erfolgt die Torsion des Schaftes zumindest überwiegend im Torsionsbereich. Vorzugsweise weist der Schaft im verjüngten Torsionsbereich einen kleineren Querschnitt auf als in den beiden Endbereichen. Unter einer Kunststoffumspritzung wird erfin- dungsgemäss das Produkt eines Umspritzprozesses verstanden.

Besonders bevorzugt ist es, dass die Kunststoffumspritzung auf einen Mittelbereich des Schaftes, insbesondere auf den verjüngten Torsionsbereich, begrenzt ist. Gemäss dieser Ausführungsform wird die Kunststoffumspritzung gezielt zum Schutz der empfindlichsten Zone eingesetzt. Zumindest der relativ querschnittsgrosse zweite Endbereich, an dem das Gewindeelement angeordnet wird, bleibt hingegen frei, so dass ein Einsatz auch bei beengten Platzverhältnissen am Gewindeelement möglich ist, und so dass dieser Endbereich auch während der Anwendung manuell gesichert werden kann. Es ist also bei besonders hoher Zuverlässigkeit ein besonders grosses Einsatzsspektrum gegeben. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Kunststoffumspritzung aus einem Thermoplast besteht. Dies ist im Hinblick auf den Herstellungsaufwand günstig. Der Schaft besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kunststoffumspritzung aus einem Elastomer besteht. Ein solches Elastomer kann die Deformation des Schaftes besonders gut aufnehmen. Daher ist gemäss dieser Ausführungsform auch bei einer relativ starken Haftung der Kunststoffumspritzung am Schaft eine besonders gute Beständigkeit gegeben.

Der Schaft kann im Torsionsbereich und/oder in zumindest einem Endbereich, vorzugsweise in beiden Endbereichen, einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, was hinsichtlich des Herstellungsaufwandes vorteilhaft sein kann. Der minimale Durchmesser des Schaftes im Torsionsbereich ist vorzugsweise zumindest um den Faktor 2, vorzugsweise zumindest um den Faktor 3 kleiner als der minimale Durchmesser des Schaftes in den Endbereichen.

Der verjüngte Torsionsbereich weist vorzugsweise einen Bereich konstanten Schaftquerschnitts auf. An diesen Bereich können sich, vorzugsweise beiderseits, Übergangsbereiche anschliessen, in denen der Schaftquerschnitt zum jeweiligen Endbereich hin, vorzugsweise stetig, grösser wird. Besonders bevorzugt ist es, dass sich die Kunststoffumspritzung zumindest über den Bereich konstanten Schaftquerschnitts erstreckt. Die Kunststoffumspritzung kann sich auch auf die Übergansbereiche erstrecken. Die Übergansbereiche können, aber müssen nicht als Teile des Torsionsbereichs angesehen werden.

Der Bereich konstanten Querschnitts weist bevorzugt einen kreisrunden oder quadratischen

Querschnitt auf und kann folgende Abmessungen aufweisen:

Durchmesser 5.4 mm und Länge 84 mm,

Durchmesser 5.9 mm und Länge 42 mm,

Durchmesser 7 mm und Länge 42 mm, oder

Durchmesser 7.7 mm und Länge 42 mm.

Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung bestehend aus einem Torsionsstab nach einem der vorstehenden Ansprüche, einem Schlagschrauber und einem Expansionsanker mit einer Mutter, wobei der Torsionsstab an seiner ersten Kupplung drehfest mit einer Abtriebsspindel des Schlagschraubers und an seiner zweiten Kupplung drehfest mit der Mutter des Expansionsankers gekoppelt ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. In den Figuren zeigen schematisch:

Figur 1 : eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Torsionsstabes; und

Figur 2: eine Längsschnittansicht des Torsionsstabes aus Figur 1 mit einem Schlagschrau- ber und einem Expansionsanker.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Torsionsstabes dargestellt. Der Torsionsstab weist einen Schaft 10 mit einem ersten Endbereich 1 1 und einen in Längsrichtung, also in Richtung der Längsachse 19 des Schaftes 10, entgegengesetzten zweiten Endbereich 12 auf. Am ersten Endbereich 11 ist stirnseitig am Schaft 10 eine als Innenvierkant ausgebildete erste Kupplung 15 vorgesehen, über welche der Schaft 10 drehfest mit der Abtriebsspindel 51 eines nur in Fig. 2 und dort lediglich grob schematisch dargestellten Schlagschraubers 50, insbesondere Tangential-Schlagschraubers, koppelbar ist. Am zweiten Endbereich 12 ist stirnseitig am Schaft 10 eine als Innensechskant ausgebildete zweite Kupplung 16 vorgesehen, über welche der Schaft 10 drehfest mit einem nur in Fig. 2 dargestellten Gewindeelement 62 koppelbar ist.

Insbesondere kann der Torsionsstab zum Setzen eines in Fig. 2 dargestellten Expansionsankers 60 dienen, welcher einen Ankerbolzen 61 und eine Spreizhülse 64 aufweist, die den Ankerbolzen 61 umgibt, wobei am Ankerbolzen 61 einerseits ein Spreizkonus 63 zum Aufweiten der Spreizhülse 64 und andererseits ein Gewinde 67 angeordnet ist, auf dem das als Mutter ausgebildete Gewindeelement 62 sitzt.

Zwischen den beiden Endbereichen 11 und 12 weist der Schaft 10 einen Torsionsbereich 13 auf, in dem der Schaft 10 einen verglichen mit den Endbereichen 1 1 und 12 kleineren Querschnitt aufweist. Bei der bestimmungsgemässen Verwendung des Torsionstabes wirkt dieser Torsionsbereich 13 als Torsionsfeder, welche Kräfte des Schlagschraubers 50 aufnehmen kann.

Im Torsionsbereich 13 ist der Schaft 10 von einer hülsenförmigen Kunststoffumspritzung 90 umgeben, welche den Torsionsbereich 13 schützt. Die Kunststoffumspritzung 90 ist auf den querschnittskleineren Torsionsbereich 13 beschränkt und erstreckt sich nicht in die Endbereiche 11 und 12, welche blank oder z.B. brüniert sein können.