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Dokumentenidentifikation DE102005010503B3 14.06.2006
Titel Kupplungsmuffe
Anmelder Friedr. Ischebeck GmbH, 58256 Ennepetal, DE
Vertreter H.-J. Rieder und Partner, 42329 Wuppertal
DE-Anmeldedatum 08.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005010503
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 14.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2006
IPC-Hauptklasse E21D 21/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E21D 20/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Kupplungsmuffe, insbesondere für die Verbindung von mit Außengewinde versehenen Gegenständen, wie Ankerstangen und Bohrgerät, wobei die Kupplungsmuffe ein Muffengehäuse mit von zwei gegenüberliegenden Seiten ausgehenden, zu einer Rotationsachse konzentrischen, mit Innengewinde versehenen Einschrauböffnungen aufweist, wobei eine Einschrauböffnung eine Ringnut aufweist, in die ein verformbarer Klemmring eingesetzt ist, wobei zumindest ein Längenteilabschnitt der Einschrauböffnung, insbesondere ihres Innengewindes, auf der dem Eintrittsquerschnitt der Einschrauböffnung abgewandten Seite des Klemmrings liegt und wobei im unverformten Zustand der Innendurchmesser des Klemmringes zumindest abschnittsweise kleiner als der Außendurchmesser des Innengewindes ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsmuffe, insbesondere für die Verbindung von mit Außengewinde versehenen Gegenständen, wie Ankerstangen und Bohrgerät, wobei die Kupplungsmuffe ein Muffengehäuse mit von zwei gegenüberliegenden Seiten ausgehenden, zu einer Rotationsachse konzentrischen, mit Innengewinde versehenen Einschrauböffnungen aufweist.

Eine derartige Kupplungsmutter ist aus DE 9218 785 U1 bekannt. Die dort beschriebene Kupplungsmuffe dient zur Schraubverbindung zweier mit Außengewinde versehener Injektionsanker, die in die Kupplungsmuffe gegenläufig symmetrisch einschraubbar sind. Zur Erzielung einer guten Abdichtung zwischen den Injektionsankern und der Muffe wird in der genannten Druckschrift vorgeschlagen, dass vor einem mittigen Axialanschlag der Kupplungsmuffe beidseitig ein Dichtelement in einer Ausnehmung aufgenommen ist, die den Gewindeverlauf praktisch absatzlos schneidet. Durch die beidseitig zueinander symmetrisch am Bohrungsende liegenden O-Ringe wird an zwei eingeschraubten Injektionsankerstangen endseitig eine gleichermaßen gute Dichtwirkung erreicht, wobei die Stangen später leicht wieder zu lösen sind. Soll andererseits mit einer solchen bekannten Kupplungsmuffe ein Injektionsanker mit einem mit Außengewinde versehenen Anschlussende eines Bohrgeräts, bspw. eines Bohrhammers, verbunden werden, ergibt sich die Schwierigkeit, dass sich beim Abkuppeln des Bohrgeräts die Kupplungsmuffe mitunter nicht in zumeist gewünschter Weise von dem Anker, sondern häufig, d.h. nicht vorhersehbar, zuerst von dem Einsteckende des Bohrhammers löst.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsmuffe der eingangs genannten Art gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden, so dass beim Trennen zweier damit gekuppelter Gegenstände ein bevorzugtes Lösen an einer bestimmten der beiden Einschrauböffnung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung zunächst und im Wesentlichen in Verbindung mit den Merkmalen gelöst, dass eine der Einschrauböffnungen eine Ringnut aufweist, in die ein verformbarer Klemmring eingesetzt ist, wobei zumindest ein Längenteilabschnitt der Einschrauböffnung, insbesondere ein Längenteilabschnitt ihres Innengewindes, auf der ihrem Eintrittsquerschnitt abgewandten Seite des Klemmringes liegt, und wobei im unverformten Zustand der Innendurchmesser des Klemmringes zumindest in einem axialen Längenteilbereich des Klemmringes kleiner als der Außendurchmesser des Innengewindes ist. Dies ermöglicht, dass bspw. das mit einem Außengewinde versehene Einsteckende eines Bohrgeräts, insbesondere eines Bohrhammers, in die betreffende Einschrauböffnung ausgehend von deren Eintrittsquerschnitt axial bis über den Klemmring hinaus einschraubbar bzw. einführbar ist. Wenn dabei das unter einer Steigung gewendelt verlaufende Außengewinde des Anschlussendes durch den Klemmring, dessen Ringebene bevorzugt senkrecht zu der Rotationsachse liegt, tritt, wird der Klemmring zumindest umfangsabschnittsweise deformiert. Die Verformung selbst findet unter Überwindung eines Widerstandes statt, und die von dem verformten Klemmring auf das Außengewinde, speziell dessen Flanken, ausgeübte Klemmkraft bewirkt, dass ein weiteres Einschrauben wie auch ein späteres Herausschrauben des Außengewindes aus der besagten Einschrauböffnung nur unter Überwindung eines im Vergleich zu einem durchgehenden Innengewinde höheren Schraubwiderstands bzw. Drehmoments möglich ist. Die Verformung des Klemmringes kann u.a. abhängig von dessen Gestaltung und Werkstoff sowie von der Art des Gewindes in einer insbesondere elastischen Formänderung und/oder Furchung bestehen. Zum Anschluss an den Bohrhammer kann in die verbleibende Einschrauböffnung der Kupplungsmuffe bzw. Kupplungshülse bspw. eine gleichfalls mit Außengewinde versehene Ankerstange geschraubt werden. Weisen die beiden Einschrauböffnungen entweder beide rechtsgängige oder beide linksgängige Innengewinde auf, kann mit der Kupplungsmuffe beim Einbohren der Ankerstange ein Drehmoment übertragen werden. Soll das Bohrgerät nach dem Einbohren der Ankerstange von dieser wieder abgetrennt werden, kann dies bspw. durch kurze umgekehrte Drehung des Anschlussendes bewirkt werden. Erfindungsgemäß kommt es dabei, da zum Abschrauben der Kupplungsmuffe von dem Anschlussende zufolge des Klemmrings ein vergleichsweise größeres Drehmoment nötig ist, zu einem gewünschten Ablösen der Kupplungsmuffe von der Ankerstange. Die Kupplungsmuffe verbleibt so vorhersehbar an dem Bohrgerät, so dass dies unmittelbar einsatzbereit zum Einschrauben einer weiteren Ankerstange ist. Selbstredend könnte die Kupplungsmuffe, wenn dies beim Bohrbetrieb wünschenswert wäre, auch in umgekehrter Lage verwendet werden, so dass die bevorzugte Trennstelle an dem Bohrgerät liegt. Indem zumindest ein Längenteilabschnitt der Einschrauböffnung auf der dem Eintrittsquerschnitt dieser Einschrauböffnung abgewandten Seite des Klemmringes liegt, wird ermöglicht, dass ein anzuschließender Gegenstand (bspw. das Bohrgerät) mit seinem vergleichsweise harten Außengewinde nicht nur bis stirnseitig an den verformbaren Klemmring heran, sondern zur Erzielung einer ausreichenden Funktionssicherheit hinreichend weit durch diesen hindurchführbar ist. Dies bedingt, dass das erhöhte, zum Auf- und Abschrauben benötigte Drehmoment über eine für die gewünschte Funktionssicherheit ausreichend lange Abschraubstrecke wirksam bleibt. An dem Klemmring, dessen Ringebene bevorzugt senkrecht zu der Rotationsachse liegt, findet dabei ein laufende, am Umfang rotierende Änderung von Verformungen statt, wobei die Klemmkraft insgesamt, d.h. das erhöhte Drehmoment, erhalten bleibt. Während konstruktiv grundsätzlich die Möglichkeit besteht, dass nur einer der beiden an den Klemmring anschließenden Längenteilabschnitte der Einschrauböffnung mit Innengewinde versehen sind, ist bevorzugt, dass die Klemmnut in Axialrichtung innerhalb des Längenbereichs des Innengewindes, insbesondere etwa mittig innerhalb des Innengewindes liegt. Dies bedeutet, dass der Klemmring das unter einer Steigung verlaufende Innengewinde schneidet und mit seiner Innenkontur über den Gewindegrund des Innengewindes nach radial innen hervorsteht. Hinsichtlich dieses radialen Überstands ist bevorzugt, dass der Innendurchmesser des Klemmringes etwa gleich oder etwas größer als der Innendurchmesser des Innengewindes ist, obwohl auch ein demgegenüber kleinerer Innendurchmesser des Klemmringes denkbar wäre. Eine im Hinblick auf die Funktionssicherheit vorteilhafte Gestaltung ist dadurch möglich, indem der Längenteilabschnitt der Einschrauböffnung, der auf der ihrem Eintrittsquerschnitt abgewandten Seite des Klemmringes liegt, in Axialrichtung eine Erstreckung von zumindest einem, insbesondere von mehreren Gewindegängen besitzt. Besonders im Hinblick auf die Möglichkeit, mit der erfindungsgemäßen Kupplungsmutter an einem Bohrgerät auch sog. Bohrinjektionsanker anzuschließen, erweist sich von Vorteil, wenn es sich bei dem Innengewinde der Kupplungsmuffe um ein Bewegungsgewinde, bspw. um ein Trapez- oder Rundgewinde (bspw. nach ISO 10208) handelt. Ein solches Gewinde bietet auch noch bei bspw. durch ein Injektionsfluid bewirkten Verunreinigungen den Vorteil, dass es beim Auf- und Abschrauben nicht verklemmt. Nach der Erfindung stellt sich somit gerade die für einen Fachmann zunächst fernliegende Kombination von einem leicht gängigen Bewegungsgewinde mit einem Klemmring doch überraschend als günstig heraus. Eine einfache Gestaltung ist dadurch möglich, dass die Ringnut und/oder der Klemmring, welcher auch als Bremsring zu bezeichnen ist, rotationssymmetrisch ausgebildet sind und in einer zu der Rotationsachse senkrechten Ringebene liegen. Beim Ein- und Ausschrauben des Außengewindes wird so ein gleichmäßig andauernder, von dem Klemmring gegen die Außengewindeflanken ausgeübter Bremsdruck erreicht. Eine zweckmäßige Weiterbildung ist auch dadurch möglich, dass die radiale Ringstärke des Klemmringes das etwa 2- bis 3-Fache der Gewindetiefe beträgt. Auch ist bevorzugt, dass die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Innengewindes und dem Außendurchmesser des Klemmringes größer als die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Innengewindes und dem Innendurchmesser des Klemmringes ist. Dabei kann die erstgenannte Differenz im Verhältnis zu der zweiten bspw. das etwa 4- bis 7-Fache betragen. Zum Beispiel kann bei einem Innengewinde vom Typ R32 die Ringnut einen Durchmesser von etwa 38 mm haben und hierin ein Nutring mit einem Außendurchmesser von 38 mm und einem Innendurchmesser vom 30 mm eingesetzt sein. Als weiteres Beispiel kann bei einem Rundgewinde vom Typ R38 ein Nutring mit einem Innendurchmesser von 36 mm gewählt werden. Als noch weiteres Beispiel kann bei einem Innengewinde vom Typ R55 ein Bremsring mit einem Außendurchmesser von 62 und einem Innendurchmesser von 52 mm Verwendung finden. Bevorzugt ist eine Gestaltung bzw. Dimensionierung des Klemmringes, so dass er bis zum Flankendurchmesser des Gewindes vorsteht und gerade so viel Volumen übersteht, dass dies in den Gewindegängen, auch unter Berücksichtung der Kompression und Verformung, beim Einschrauben des Außengewindes noch Platz finden kann. Hinsichtlich der axialen Erstreckung ist bevorzugt, dass diejenige des Klemmringes etwa die oder etwas mehr als die Hälfte der Gewindesteigung, d.h. der axialen Erstreckung eine Gewindeumdrehung, beträgt und/oder dass die axiale Erstreckung der Ringnut etwa gleich oder etwas größer als die axiale Erstreckung des Klemmringes ist. Auch ausgehend von einem bestimmten Werkstoff und Profil des Klemmringes kann durch die Nutbreite je nach Bereitstellung eines Ausweichvolumens Einfluss auf die Verformungs- und Klemmkraft genommen werden. Auch wird die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass zumindest das mit der Ringnut versehene Innengewinde mehrgängig, d.h. mit zumindest zwei ineinandergreifenden Gewindenuten, ausgeführt ist. Alternativ oder kombinativ besteht auch die Möglichkeit, dass der Klemmring im Bereich eines seiner axialen Enden radial innen und/oder außen einen Ringvorsprung aufweist, welcher vorzugsweise einen dreieckigen oder bspw. halbrunden Querschnitt aufweist, während der übrige axiale Längenteilbereich des Klemmringes vorzugsweise zylindrisch ist. Eine solche, in Axialrichtung unsymmetrische Gestaltung ermöglicht, dass es in den beiden möglichen Relativbewegungsrichtungen von Innen- und Außengewinde zu einem unterschiedlich starken Anstieg des Drehmoments kommen kann, je nachdem, ob auf den Ringvorsprung durch das Gewinde eine zu dem angrenzenden (axialen) Ringabschnitt hin gerichtete oder dazu entgegengerichtete Kraft übertragen wird. Dabei ist, um die Montage, d.h. das Einschrauben, zu erleichtern und im Hinblick auf die Funktionssicherheit, d.h. eine hohe Klemmkraft beim Abkuppeln, bevorzugt, dass der Klemmring in der Weise in das Außengehäuse eingesetzt wird, dass der Ringvorsprung von dem Eintrittsquerschnitt der zugeordneten Einschrauböffnung abgewandt, d.h. der gegenüberliegenden Einschrauböffnung zugewandt liegt. Hinsichtlich des Werkstoffes, aus welchem der Klemmring besteht, ist bevorzugt, dass es sich um einen Kunststoff, insbesondere um Polyurethan handelt und dass der Werkstoff gummi-elastische Eigenschaften und/oder eine Shore-Härte im Bereich von 60 – 95 besitzt. Des Weiteren ist von Vorteil, wenn der Klemmring aus einem verschleißfesten Kunststoff hergestellt ist. Insbesondere in Kombination mit gummielastischen Eigenschaften wird so eine hohe Anzahl von Kupplungsvorgängen ohne Austausch des Bremsringes ermöglicht. Der Klemmring kann insbesondere aus einem Stangendichtungsprofil, z.B. aus einem Werkstoff mit der Bezeichnung Vulkollan®, hergestellt sein. Ein weiterer, für den Klemmring geeigneter Werkstoff ist bspw. auch Polyacetal Hinsichtlich der Kupplungsmuffe kann die mit der Ringnut versehene Einschrauböffnung auch noch über die vorgenannten Merkmale hinaus geometrisch an ein Einschrauben eines mit Außengewinde versehenen Anschlussendes eines Bohrhammers angepasst sein. Die weitere, d.h. die gegenüberliegende Einschrauböffnung kann vorzugsweise an ein Einschrauben eines Ankerrohres, insbesondere eines mit einer mittigen Durchgangsbohrung versehenen Injektionsankers, angepasst sein. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass das Muffengehäuse zwischen den beiden Einschrauböffnungen einen Axialanschlag aufweist, welcher von einer Durchgangsöffnung durchsetzt sein kann. An den Axialanschlag kann sich ein- oder beidseitig ein radialer Freistich als Hinterdrehung des Innengewindes anschließen, welcher vorzugsweise an die Aufnahme eines Dichtkörpers angepasst ist. Gemäß einer Variante besteht auch die Möglichkeit, dass auf das Muffengehäuse im Längenbereich einer radialen Manteldurchgangsbohrung, welche mit der einen, vorzugsweise ohne Klemmring versehenen Einschrauböffnung in Verbindung steht, drehbar ein Spülring aufgesetzt ist, so dass ein sog. Spülkopf zur Zufuhr eines Spül- oder Verpressmediums verwirklicht ist. Je nach gewünschter Anwendung kann die Kupplungsmuffe zusätzlich zu dem vorangehend erläuterten Klemmring noch mit zusätzlichen Ringnuten und hierin eingesetzten verformbaren Ringen ausgestattet sein, dies bspw. im Hinblick auf eine für ein Spülmittel oder dergleichen gewünschte Abdichtung durch elastische O-Ringe. Herstellungstechnisch bietet die Kupplungsmuffe den Vorteil, dass das Bohren und die Gewindeherstellung in nur einer Aufspannung, bspw. programmgesteuert auf eine CNC-Drehmaschine, erfolgen kann. Der Einbau eines Klemm- bzw. Bremsringes in die Nut ist auf einfache Weise dadurch möglich, dass der Ring von zwei am Umfang gegenüberliegenden Bereichen zunächst zusammengedrückt und dann in die Einschrauböffnung eingeführt wird, wo er nach Rückverformung sicher gehalten ist.

Die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe bietet den Vorteil, dass zum Anschließen von Ankerstangen an ein Bohrgerät, wie einen Bohrhammer, dessen vorhandenes, mit einem Außengewinde versehenes Anschlussende unmittelbar genutzt werden kann, d.h. dass an dem Bohrgerät zur Erzielung der erfindungsgemäßen Funktion keine aufwändige und nicht erwünschte Anpassung nötig ist. Hinzu kommt der Vorteil, dass die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe mit Klemmring auch bei dynamischer, dreh-schlagender Belastung eine hohe Funktionssicherheit bietet.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Figuren, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen, näher beschrieben. Darin zeigt:

1 im Längsschnitt die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform,

2 einen Längsschnitt entlang Linie II – II nach 1,

3 eine Vergrößerung des Ausschnitts III nach 1,

4 im Längsschnitt die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,

5 in Vergrößerung den Ausschnitt V nach 4,

6 im Längsschnitt die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform, beim Anschluss einer Ankerstange an einen Bohrhammer,

7 im Halbschnitt die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform in einer Gestaltung als Spülkopf und

8 eine Stirnansicht in Blickrichtung VIII nach 7.

1 zeigt im Längsschnitt die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe 1 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Diese weist ein in dem gewählten Beispiel aus Metall gefertigtes Muffengehäuse 2 mit von an zwei gegenüberliegenden Seiten befindlichen Eintrittsquerschnitten 3, 4 ausgehenden Einschrauböffnungen 5, 6 auf. Diese sind zu einer Rotationsachse R symmetrisch ausgebildet und weisen je ein Innengewinde 7, 8 auf. In dem gewählten Beispiel sind die Innengewinde 7 und 8 gleich ausgeführt, wobei es sich speziell um ein Rundgewinde handelt. Eine Gemeinsamkeit der beiden Einschrauböffnungen 5, 6 liegt auch darin, dass sie die gleiche, von ihrem Eintrittsquerschnitt 3 bzw. 4 bis zu einem Axialanschlag 9 gemessene Gesamtlänge L haben. Speziell ist ein Innengewinde vom Typ R32 gewählt, wobei die Länge L 70 mm beträgt. Die Einschrauböffnungen 5, 6 sind nicht über deren gesamte Länge L mit Innengewinde versehen, sondern an dieses schließt sich bis zu dem Axialanschlag 9 jeweils ein Freistich 10, 11 an. Der Axialanschlag 9, der die maximale Eindringtiefe eines mit einem Außengewinde versehenen Gegenstandes, wie einer Ankerstange oder dem Anschlussstück eines Bohrgerätes, begrenzt, wird von einer Durchgangsöffnung 12 durchsetzt, so dass die Einschrauböffnungen 5, 6 in Verbindung stehen. Die in 1 obere Einschrauböffnung 5 ist auf etwa halber Höhe des Innengewindes 7 mit einer zylindrischen Ringnut 13 versehen, in welche ein ebenfalls zylindrischer Klemmring 14 aus Polyurethan eingesetzt ist. Ein Längenteilabschnitt a der Einschrauböffnung 5, speziell des Innengewindes 7, erstreckt sich in Einschraubrichtung vor dem Klemmring 13. Auf der dem Eintrittsquerschnitt 3 abgewandten Seite des Klemmrings 14 liegt der Längenteilabschnitt b des Innengewindes 7 bzw. der Längenteilabschnitt c der Einschrauböffnung 5.

2 zeigt in einer zu 1 um 90 Grad gedrehten, im Halbschnitt wiedergegebenen Lage, dass das im Übrigen außen rotationssymmetrische, im Wesentlichen zylindrische Muffengehäuse 2 in Axialrichtung mittig zwei am Umfang gegenüberliegende, radial eingetiefte Abflachungen 15 aufweist, die für einen drehsteifen Angriff eines Werkzeuges, bspw. einer Spannzange, geeignet sind. Betreffend den Klemmring 13 verdeutlicht 3, die eine Vergrößerung des Ausschnittes III nach 1 zeigt, dass im unverformten Zustand, d.h. vor dem Einschrauben eines mit einem Außengewinde versehenen Anschlusskörpers in die Einschrauböffnung 5, der Innendurchmesser d3 der zylindrischen Öffnung 16 des Klemmrings 14 etwas kleiner als der Außendurchmesser d2 des Innengewindes 7 ist. Zugleich ist vorgesehen, dass der Innendurchmesser d3 etwas größer als der Innendurchmesser d1 bzw. der Kerndurchmesser des Innengewindes 7 ist. In weiterer Einzelheit ist vorgesehen, dass die Differenz zwischen dem Außendurchmesser d2 des Innengewindes 7 und dem Außendurchmesser d4 des Klemmringes 14 deutlich größer als die Differenz zwischen dem Außendurchmesser d2 des Innengewindes 7 und dem Innendurchmesser d3 des Klemmringes 14 ist. In Axialrichtung A ist vorgesehen, dass die Erstreckung e des Klemmringes 14 etwa die Hälfte der Gewindesteigung S beträgt und in dem Beispiel der axialen Erstreckung E der Ringnut 13 entspricht.

4 zeigt im Längsschnitt die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe 1 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform. Gegenüber der vorangehenden Variante liegt der Unterschied darin, dass in die Ringnut 13 ein Klemmring mit abweichendem Querschnitt eingesetzt ist. Der vereinfachend wiederum mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnete Klemmring weist an seinem axial von dem Eintrittsquerschnitt 3 abgewandten Ende 17 radial innen und radial außen je einen Ringvorsprung 18, 19 mit jeweils dreieckigem Querschnitt auf. 5 zeigt hierzu in Vergrößerung, dass der radiale Überstand des inneren Ringvorsprunges 18 über den anschließenden zylindrischen Wandbereich 20 im Vergleich mit dem äußeren Überstand des Ringvorsprungs 19 etwa das Doppelte beträgt. Darüber hinaus weist der in 5 vergrößert gezeigte Klemmring 14 an seinen beiden Stirnseiten 21, 22 Ringnuten 23, 24 auf. Die Ringnut 24 ist bis etwa zum spitzen Scheitel der Ringvorsprünge 18, 19 eingetieft, wodurch eine gewünschte Nachgiebigkeit der Vorsprünge erhalten wird.

6 zeigt im Längsschnitt die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe 1 gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform, bei welcher die bei den vorangehenden Ausführungen vorgesehenen Freistiche 10, 11 entfallen und in die Ringnut 13 wiederum ein Klemmring 14 ohne Ringvorsprünge eingesetzt ist. Es versteht sich aber, dass auch bei der in 6 gezeigten Ausführungen geringe, gerade zum Gewindeabschluss geeignete Freistiche (vereinfachend nicht mit dargestellt) möglich sind. In der gezeigten Anordnung dient die Kupplungsmuffe 1 zum Anschluss einer Ankerstange 25 an einen Bohrhammer 26, speziell an dessen mit einem Außengewinde 27 versehenen Anschlussende 28. Das Anschlussende 28 und die Ankerstange 25 sind bis zur stirnseitigen Anlage gegen den Axialanschlag 9 eingeschraubt, so dass bei gleicher Gewindesteigung eine drehfeste Verbindung resultiert. Der Klemmring 14 ist im Querschnitt derart bemessen, dass er im eingeschraubten, d.h. verformten Zustand im gezeigten Schnitt zufolge seiner die Brems- bzw. Klemmkraft bewirkenden Verformung dem Profil des Gewindes gerade folgt. Da die Klemmringebene senkrecht zur Axialrichtung A liegt, die Gewinde aber unter einer Steigung gewendelt verlaufen, variiert die Verformung erkennbar in Umfangsrichtung. Soll nach dem Einbohren die Ankerstange 25 von dem Anschlussende 28 des Bohrhammers 26 abgelöst werden, kann dies durch entgegen der Einbohrdrehrichtung orientierten Antrieb des Anschlussendes 28 geschehen. Die Bremskraft von Klemmring 14 bewirkt, dass das zwischen Kupplungsmuffe 1 und Anschlussende 28 übertragbare Drehmoment größer als das zwischen Kupplungsmuffe 1 und Ankerstange 25 übertragbare ist, so dass die Kupplungsmuffe 1 automatisch von der Ankerstange 25 abgeschraubt wird und am Anschlussende 28 verbleibt. Eine hohe Funktionssicherheit wird dadurch gewährleistet, dass das Anschlussende 28 mit mehreren Gewindegängen seines Außengewindes durch den Klemmring 14 hindurch eingeschraubt ist. Selbst wenn es trotz gleicher Gewindeausführung an den beiden Einschrauböffnungen 5, 6 beim Abdrehen von der Ankerstange 25 zu gewissen, bspw. toleranzbedingten Schwankungen käme, wird ein gewünschtes Ablösen der Kupplungsmuffe 1 von der Ankerstange dadurch sichergestellt, dass es zum Ablösen des Anschlussendes 28 von der Kupplungsmuffe 1 erforderlich wäre, dieses über eine Mehrzahl von Gewindegängen entgegen einem durch den Klemmring 14 ständig erhöhten Drehmoment auszudrehen.

Die 7 und 8 zeigen die erfindungsgemäße Kupplungsmuffe 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, speziell in einer Gestaltung als sog. Spülkopf. Auf das Muffengehäuse 2 ist im Längenbereich einer radialen Manteldurchgangsbohrung 29, die mit der ohne einen Klemmring ausgeführten Einschrauböffnung 6 in Verbindung steht, drehbar ein Spülring 30 aufgesetzt ist. Mittels eines Gewindestutzens 31 kann der Anschluss an eine Spülleitung, bspw. zur Zufuhr eines Spül- oder Injektionsmediums, erfolgen. Zu beiden Seiten des Gewindestutzens 31 ist je eine Rotordichtung 32 und ein Führungsring 33 vorgesehen. Mittels eines an dem Spülring 30 außen befestigten Lochsteges 34 kann der Spülring 30 bspw. an einem Bohrhammer in Dreh- und Axialrichtung befestigt werden, wobei zufolge der gewählten Tolerierung eine Drehung des Muffengehäuses 2 möglich bleibt. Im Betrieb kann so durch den Gewindestutzen 31, die das Muffengehäuse 2 umgreifende Nut 35 und die Bohrung 29 ein Spülmittel oder dergleichen zugeführt werden. Abweichend von den vorangehenden Ausführungsbeispielen sind die Innengewinde 7, 8 der Einschrauböffnungen 5, 6 verschieden ausgeführt, weisen aber das gleiche Vorzeichen der Steigung auf. An der Einschrauböffnung 5 ist ein Innengewinde 7 vom Typ R55 vorgesehen, welches in einen Freistich 10 übergeht. Das Innengewinde 7 wird von einer Ringnut 13 unterbrochen, wobei das in Richtung zu dem Freistich 10 anschließende Innengewinde die etwa 2,5-Fache Länge des in Richtung zu dem Eintrittsquerschnitt 3 anschließenden Gewindes aufweist. In die Ringnut 13 ist ein Klemmring 14 mit einem Innendurchmesser von 52 mm, einem Außendurchmesser von 62 mm und einer axialen Länge von 73 mm eingesetzt. Als Innengewinde 8 ist ein Gewinde vom Typ Rd127 × 16,2 vorgesehen. Zur stirnseitigen Abdichtung eines hierin eingeschraubten Ankerrohres ist eine Kopfdichtung 36 vorgesehen, welche in einer Gehäusetasche mittels eines radialen Vorsprungs gehalten wird. 8 fügt hinzu, dass zur Schmierung der zwischen Muffengehäuse 2 und Spülring 30 gebildeten Gleitfläche ein Schmiernippel 36 vorhanden ist.


Anspruch[de]
  1. Kupplungsmuffe, insbesondere für die Verbindung von mit Außengewinde versehenen Gegenständen, wie Ankerstangen und Bohrgerät, wobei die Kupplungsmuffe ein Muffengehäuse mit von zwei gegenüberliegenden Seiten ausgehenden, zu einer Rotationsachse konzentrischen, mit Innengewinde versehenen Einschrauböffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einschrauböffnung (5) eine Ringnut (13) aufweist, in die ein verformbarer Klemmring (14) eingesetzt ist, wobei zumindest ein Längenteilabschnitt (b) der Einschrauböffnung (5), insbesondere ihres Innengewindes (7), auf der dem Eintrittsquerschnitt (3) der Einschrauböffnung (5) abgewandten Seite des Klemmrings (14) liegt, und wobei im unverformten Zustand der Innendurchmesser (d3) des Klemmringes (14) zumindest abschnittsweise kleiner als der Außendurchmesser (d2) des Innengewindes ist.
  2. Kupplungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmnut (13) in Axialrichtung (A) innerhalb des Längenbereichs des Innengewindes (7), insbesondere etwa mittig innerhalb des Innengewindes (7) liegt.
  3. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich zumindest bei dem Innengewinde (7, 8) der mit Ringnut versehenen Einschrauböffnung (5, 6) um ein Trapez- oder Rundgewinde handelt.
  4. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (13) und/oder der Klemmring (14) rotationssymmetrisch ausgebildet sind und in einer zu der Rotationsachse (R) senkrechten Ringebene liegen.
  5. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ringstärke des Klemmringes (14) das etwa 2- bis 3-Fache der Gewindetiefe beträgt.
  6. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (d2) des Innengewindes (7) und dem Außendurchmesser (d4) des Klemmringes (14) größer als die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (d2) des Innengewindes (7) und dem Innendurchmesser (d3) des Klemmringes (14) ist.
  7. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung des Klemmringes (14) etwa größer als die Hälfte der Gewindesteigung (S) ist und/oder dass die axiale Erstreckung (5) der Ringnut (13) etwa gleich oder etwas größer als die axiale Erstreckung (e) des Klemmrings (14) ist.
  8. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (14) im Bereich eines seiner axialen Enden radial innen und/oder außen einen Ringvorsprung (18, 19) mit insbesondere dreieckigem Querschnitt aufweist.
  9. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (14) in der Weise in das Muffengehäuse (2) eingesetzt ist, dass der Ringvorsprung (18, 19) der gegenüberliegenden Einschrauböffnung (6) zugewandt liegt.
  10. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (14) aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, hergestellt ist, der gummi-elastische Eigenschaften und/oder eine Shore-Härte im Bereich von 60 bis 95 besitzt.
  11. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (14) aus einem verschleißfesten Kunststoff hergestellt ist.
  12. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Ringnut (13) versehene Einschrauböffnung (5) geometrisch an ein Einschrauben eines mit Außengewinde (27) versehenen Anschlussendes (28) eines Bohrhammers (26) angepasst ist.
  13. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muffengehäuse (2) zwischen den beiden Einschrauböffnungen (5, 6) einen insbesondere von einer Durchgangsöffnung (12) durchsetzten Axialanschlag (9) aufweist.
  14. Kupplungsmuffe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Muffengehäuse (2) im Längenbereich einer radialen Manteldurchgangsbohrung (29), die mit der einen Einschrauböffnung (6) in Verbindung steht, drehbar ein Spülring (30) aufgesetzt ist.
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