DE10162750A1 - Schraubenschlüssel-oder-drehwerkzeug sowie Adapter für zusammensteckbare Schraubenschlüssel-oder-drehwerkzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Schraubenschlüssel- oder -drehwerkzeug mit einem Werkzeugkopf zum Ansetzen an einem Gewinde- oder Drehelement, beispielsweise einer Schraube oder dergleichen, und einem damit gekoppelten Betätigungselement, beispielsweise einer Ratsche, mit einem Kupplungselement mit der Übertragungscharakteristik einer Rutschkupplung, dessen gegeneinander verdrehbare Teile an dem Werkzeugkopf einerseits und an dem Betätigungselement andererseits drehfest angeschlossen und/oder anschließbar sind, so dass das über die zwischengeschaltete Rutschkupplung von dem Betätigungselement auf den Werkzeugkopf übertragbare Drehmoment begrenzt ist; sowie auf einen Adapter zur Verwendung in Verbindung mit einem Werkzeugkopf in Form eines Einsatzsteckschlüssels oder eines sonstigen Einsatzelements zum Ansetzen an einem Gewinde- oder Drehelement, der mit einem Betätigungselement koppelbar ist, wobei der Adapter ein Kupplungselement mit einer Übertragungscharakteristik einer Rutschkupplung enthält, dessen gegeneinander verdrehbare Teile mit Anschlüssen zur drehfesten Kopplung mit dem Werkzeugkopf einerseits und mit dem Betätigungselement andererseits versehen sind, so dass das über den zwischengeschalteten Adapter von dem Betätigungselement auf den Werkzeugkopf übertragbare Drehmoment begrenzt ist.

Description

• Die Erfindung richtet sich auf ein Schraubenschlüssel- oder -drehwerkzeug mit einem Werkzeugkopf zum Ansetzen an einem Gewinde- oder Drehelement, bspw. einer Schraube, Mutter, Zündkerze oder dergleichen, und einem damit gekoppelten Betätigungselement, beispielsweise Knarre oder Ratsche, Handgriff, insbesondere T-Handgriff, Brustleier oder Elektroschrauber; sowie auf einen Adapter zur Verwendung in Verbindung mit einem Werkzeugkopf in Form eines Einsatzsteckschlüssels oder eines sonstigen Einsatzelements zum Ansetzen an einem Gewinde- oder Drehelement, beispielsweise einer Schraube, Mutter, Zündkerze oder dergleichen, der mit einem Betätigungselement, beispielsweise Knarre oder Ratsche, Handgriff, insbesondere T-Handgriff, Brustleier oder Elektroschrauber, koppelbar ist.
• Gattungsgemäße Schraubenschlüssel oder Schraubendreher werden verwendet, um Schraubverbindungen im weitesten Sinne herzustellen. Üblicherweise handelt es sich dabei um Schrauben und Muttern, es gibt jedoch auch eine Reihe von Spezialbauteilen, die über ein Gewindeelement verfügen und über dieses an einem anderen Teil festlegbar sind, bspw. Zündkerzen, die in einen Zylinderkopf eines Motors einschraubbar sind. Auch die Eingriffsmöglichkeiten zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs können vielfältig sein, von einfachen Schraubenschlitzen über Kreuzschlitze bis hin zu Innensechskant-Elementen (Imbus-Schlüssel) und Außensechskantformen (übliche Schraubenschlüssel). Darüber hinaus gibt es noch eine Reihe von Spezialverbindungen, beispielsweise Vierkantverbindungen. Die daran angepaßten und solchermaßen aufsetzbaren Werkzeugköpfe können entweder direkt mit einem Betätigungsgriff versehen sein oder über eine drehfeste Kopplung, bspw. ein Vierkant-Stecksystem, mit einem manuellen oder motorisch angetriebenen Betätigungselement koppelbar sein.
• In vielen Fällen, bspw. bei dem Einschrauben von Zündkerzen in Zylinderköpfe, ist es von großer Bedeutung, dass diese Elemente mit einem vorgegebenen Drehmoment in die betreffende Aufnahmebohrung eingeschraubt werden, das möglichst weder unter- noch überschritten werden sollte. Beispielsweise muss beim Einschrauben einer Zündkerze darauf geachtet werden, dass dieselbe einerseits gut abgedichtet und gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert ist, während andererseits das Drehmoment keinesfalls zu groß werden darf, da die betreffende Zündkerze sich sonst später möglicherweise nicht mehr zerstörungsfrei lösen lässt, wenn sie durch eine neue ersetzt werden muss. Aus diesem Grunde sind sog. Drehmomentschlüssel entwickelt worden, bei denen ein Grenzdrehmoment einstellbar ist, bei dessen Überschreiten der betreffende Drehmomentschlüssel sodann durch Tätigwerden einer integrierten Mechanik ein Klicken von sich gibt. Derartige Drehmomentschlüssel müssen entsprechend vorsichtig und mit erhöhter Aufmerksamkeit betätigt werden, um dieses Klick-Geräusch nicht zu überhören, da ansonsten ein Überdrehen der betreffenden Schraubverbindung mit einem zu hohen Arretierungsdrehmoment die Folge ist. In vielen Fällen ist es jedoch nicht möglich, auf das vergleichsweise leise Klick-Geräusch zu achten, beispielsweise in lauten Fertigungshallen oder gar, wenn die betreffende Person aus gesundheitlichen Gründen gezwungen ist, mit Ohrenschützern zu arbeiten. In solchen Fällen sind die oben beschriebenen Drehmomentschlüssel nahezu wertlos, das Festziehen der betreffenden Schraubverbindungen muss nach Gefühl vorgenommen werden. Dabei sind Fehleinstellungen an der Tagesordnung.
• Aus diesen Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert, dass die Erfindung initiierende Probleme, gattungsgemäße Schraubenschlüssel- oder -drehwerkzeuge derart weiterzubilden, dass eine das Werkzeug benützende Person nicht auf die akustische Wahrnehmung eines Klick-Geräusches angewiesen ist, um das Anziehdrehmoment zu begrenzen.
• Dieses Problem wird bei einem gattungsgemäßen Schraubenschlüssel- oder - drehwerkzeug gelöst durch ein Element mit der Drehmoment-Übertragungscharakteristik einer Rutschkupplung, dessen gegeneinander verdrehbare Teile an dem Werkzeugkopf einerseits und an dem Betätigungselement andererseits drehfest angeschlossen und/oder anschließbar sind, so dass das über das zwischengeschaltete Kupplungselement von dem Betätigungselement auf den Werkzeugkopf übertragbare Drehmoment begrenzt ist.
• Hierbei findet somit eine direkte Rückkopplung einer drehmomentsensitiven Mechanik auf die Drehmomentübertragung zwischen Betätigungs- oder Antriebselement und Werkzeugkopf statt, so dass das an dem Werkzeugkopf zur Verfügung stehende Drehmoment niemals einen eingestellten Grenzwert in erheblichem Umfang überschreiten kann. Geringfügige Schwankungen, die durch Einstellungenauigkeiten resultieren, sind demgegenüber unbeachtlich. Erhebliche Drehmomentüberschreitungen werden jedoch zuverlässig vermieden, da eine Wahrnehmung eines Klick-Geräusches nicht mehr erforderlich ist.
• Ein erfindungsgemäßer Adapter für zusammensteckbare Schraubenschlüssel- oder -drehwerkzeuge mit voneinander getrenntem oder trennbarem Werkzeugkopf und Betätigungselement enthält ein Element mit der Drehmoment-Übertragungscharakteristik einer Rutschkupplung, dessen gegeneinander verdrehbare Teile mit Anschlüssen zur drehfesten Kopplung mit dem Werkzeugkopf einerseits und mit dem Betätigungselement andererseits versehen sind, so dass das über den zwischengeschalteten Adapter von dem Betätigungselement auf den Werkzeugkopf übertragbare Drehmoment begrenzt ist.
• Derartige Einsatzwerkzeugsätze mit einem oder mehreren Betätigungselementen und einer Reihe unterschiedlicher, damit zusammensteckbarer Werkzeugköpfe bilden im Stand der Technik den bevorzugten Anwendungsfall für einen Drehmomentschlüssel, aber auch für Ratschenmechanismen, Elektroschrauber etc. Da derartige Betätigungselemente aufgrund ihrer Konstruktion relativ aufwendig sind, sind sie zumeist mit einem Anschluß versehen, an dem je nach Bedarf der benötigte Werkzeugkopf eingesetzt bzw. aufgesteckt werden kann. Für derartige, weit verbreitete Werkzeugsätze sieht die Erfindung einen Adapter vor, der mit entsprechenden Anschlüssen des betreffenden Werkzeugsatzes versehen ist, so dass er sich mit einem beliebigen Werkzeugkopf einerseits und mit einem beliebigen Betätigungselement andererseits koppeln lässt. Aufgrund der direkten Einwirkung auf das übertragbare Drehmoment ist die Rückkopplung bei dem erfindungsgemäßen Adapter derart schnell, dass diese auch in Verbindung mit einem motorischen Antrieb als Betätigungselement Verwendung finden kann, beispielsweise einem Elektroschrauber. Dadurch ist es möglich, mit geringem Kraftaufwand und schnell und dennoch präzise zu arbeiten. Da die Rückkopplung nicht mehr über eine Betätigungsperson erfolgt, kann der erfindungsgemäße Adapter auch bevorzugt bei einer rein automatischen Fertigung eingesetzt werden.
• Der erfindungsgemäße Adapter zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass seine Drehanschlüsse als (genormte) Vier- und/oder Sechskantprismen und/oder -hohlkörper ausgebildet sind. Damit ist der erfindungsgemäße Adapter kompatibel zu der standardisierten Geometrie üblicher Einsatz-Steckverbindungen. Dabei sind Vierkantprismen bei rein manuell zu betätigenden Werkzeugsätzen weit verbreitet, während Sechskantprismen auch in Verbindung mit einem drei Backen aufweisenden Spannfutter eines Elektroschraubers oder einer elektrischen Bohrmaschine verwendet werden können.
• Es hat sich als günstig erwiesen, dass das Kupplungselement wenigstens ein Paar reibschlüssig aneinanderliegender Kupplungsflächen zur Drehmomentübertragung aufweist. Somit lässt sich die gewünschte Drehmoment- Übertragungscharakteristik unter Verwendung des Haftreibungseffektes realisieren, wonach die Haftreibung zwischen zwei aneinanderliegenden Gegenständen größer ist als deren Gleitreibung. Somit lässt sich nur ein derartiges Drehmoment übertragen, bei dem die Haftreibung noch nicht überschritten wird. Nachdem dieser Grenzwert erreicht ist und die aneinanderliegenden Kupplungsflächen sich gegeneinander bewegen, wirkt zwischen denselben nur noch die Gleitreibung, die deutlich niedriger ist und nur eine erheblich verminderte Drehmomentübertragung zuläßt.
• Vorzugsweise sind die Kupplungsflächen von der Kupplungsdrehachse etwa lotrecht durchsetzt. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Geometrie, wobei außerdem die Anordnung von Radialkräften frei bleibt, so dass Anforderungen an eine koaxiale Führung der gegeneinander verdrehbaren Kupplungskörper erheblich reduziert sind.
• Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass die Kupplungsflächen vorzugsweise durch Federkraft mit einer definierten Normalkraft aneinandergepreßt sind. Die zwischen den Kupplungsflächen wirkende Normalkraft definiert die maximale Haftreibungskraft und somit das zwischen den Kupplungsflächen übertragbare, maximale Grenzdrehmoment. Es ist daher wichtig, dass die Normalkraft von äußeren Einflüssen wie beispielsweise der Temperatur weitgehend unabhängig ist, und deswegen hat sich hierbei ein Federelement als vorteilhaft erwiesen, dessen Federkraft etwa proportional zu seiner Auslenkung aus einem entspannten Zustand ist. Da die thermische Ausdehnung bei Temperaturänderungen nur minimale Längenänderungen eines gespannten Federelements auslösen kann, bleibt eine vorgegebene Federspannung von derartigen Einflüssen weitgehend unabhängig.
• Wenigstens eine der Kupplungsflächen läßt sich an einem die Feder-Vorspannung erzeugenden Federelement anordnen. Indem solchenfalls Federelement und Kupplungsfläche (teilweise) miteinander integriert werden, lässt sich die Anordnung konstruktiv vereinfachen.
• Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Federkraft durch eine oder mehrere konzentrisch zur Kupplungsdrehachse angeordnete und vorgespannte Teller- oder Spiralfeder(n) erzeugt wird. Während bei Verwendung von Spiralfedern darauf geachtet werden sollte, dass deren stirnseitigen Endwindungen möglichst in zueinander parallelen Ebenen liegen, die lotrecht von der Federlängsachse durchsetzt werden, um weitgehend rotationssymmetrische Kraftübertragungs- und/oder Reibungsflächen zu erhalten, ist eine solche Geometrie bei rotationssymmetrischen Tellerfedern bereits vorgegeben.
• Um die Haftreibkraft und damit das übertragbare Grenzdrehmoment einzustellen, kann die zwischen den Kupplungsflächen wirkende Normal- bzw. Federkraft verstellbar sein, somit läßt sich ein erfindungsgemäßes Werkzeug bzw. ein erfindungsgemäßer Adapter hinsichtlich seines übertragbaren Grenzdrehmomentwertes an einen konkreten Anwendungsfall anpassen.
• Die Verstellung der Federkraft läßt sich durch Veränderung der Feder-Vorspannung bewirken. Da bei Federelementen die Federkraft proportional zu der Auslenkung gegenüber dem kräftefreien Zustand des Federelements vorgegeben ist, kann bspw. durch verstärkte Komprimierung einer auf Druck belasteten Feder deren erzeugte Federkraft erhöht werden, um dadurch die Kupplungsnormal- und -haftreibekraft entsprechend anzuheben und damit auch das übertragbare Grenzdrehmoment.
• Indem die Feder-Vorspannung durch axiale Relativverschiebung zweier an den gegeneinander verdrehbaren Kupplungsteilen angeordneter, zueinander paralleler, einander zugekehrter, die (das) Spiral- und/oder Tellerfeder(paket) zwischen sich einspannender Flächen verstellbar ist, lässt sich die Veränderung der Feder-Vorspannung und damit des übertragbaren Grenzdrehmoments auf eine axiale Relativverschiebung zweier Flächen zurückführen, was sich mit konstruktiv einfachen Mitteln bewirken lässt.
• Erfindungsgemäß ist zur axialen Relativverschiebung der beiden Federeinspannflächen wenigstens ein dieselben hinter oder durchgreifendes Gewinde- Stellelement vorgesehen, das in/an einen der beiden gegeneinander verdrehbaren Kupplungskörper ein- oder angeschraubt und schraubverstellbar ist. Mit einer derartigen Schraube lässt sich eine verstellbare Komprimierung des (der) verwendeten Federelements(-e) realisieren. Die Verwendung nur eines Schraubelementes bietet die Möglichkeit, dieses koaxial zu dem/den verwendeten Federelement(en) anzuordnen und damit von Biegekräften frei zu halten, darüber hinaus ist solchenfalls nur ein einziges Einstellelement vorgesehen, so dass Schrägstellungen und/oder sonstige Verspannungen innerhalb des erfindungsgemäßen Kupplungselements vermieden werden.
• Es hat sich bewährt, zwischen der Unterseite des Schraubenkopfs einer Verstellschraube und der diese abstützenden Fläche des betreffenden Kupplungskörpers ein die Reibung verminderndes Element anzuordnen, beispielsweise eine Kunststoff-Unterlegscheibe. Sofern als Einstell-Schraubelement eine Schraube verwendet wird, so sollte dieselbe eine einmal eingestellte Einschraubtiefe auch bei Durchrutschen des betreffenden Kupplungselements beibehalten, so dass eine mehrmalige Verwendung ohne zwischenzeitliche Nachjustierung möglich ist. Zu diesem Zweck sollte die Reibung zwischen dem Schraubenkopf und dem daran anliegenden, im Falle des Durchrutschens demgegenüber verdrehten Kupplungskörper minimal sein, insbesondere kleiner als die Gewindereibungskraft des Schraubgewindes. Ein solches, reibungsverminderndes Element könnte bspw. eine Kunststoff-Unterlegscheibe sein, wobei ggf. eine weitere Reduzierung der Reibung durch eine reibungsvermindernde Beschichtung oder dergleichen herbeigeführt werden kann.
• Die Reibungskraft des Gewindeeingriffs zwischen Gewinde-Stellelement und Kupplungskörper sollte größer sein als die einstellbare Reibungskraft zwischen den Kupplungsflächen. Dadurch ist sichergestellt, dass die eingestellte Federvorspannung und damit das vorgewählte Grenzdrehmoment konstant beibehalten wird, bis die Haftreibung insbesondere im Bereich der als Kupplungsflächen verwendeten Federn überschritten wird und damit ein Durchrutschen der gegeneinander verdrehbaren Kupplungskörper eintritt.
• Weitere Vorzüge bietet ein das Gewinde-Stellelement gegenüber dem mit Gewinde versehenen Kupplungsteil arretierendes Mittel. Ein derartiges Arretierungsmittel verhindert auch unerwünschte Minimalverstellungen des die Federvorspannung beeinflussenden Stellmittels bei durchrutschenden Kupplungsteilen und trägt somit zu einer dauerhaften Konstanz des eingestellten Grenzdrehmoments auch nach vielmaliger Benutzung bei. Ein derartiges Arretierungsmittel könnte bspw. dadurch realisiert werden, dass eine die Stellschraube aufnehmende Gewindebohrung bis zu der gegenüberliegenden Stirnseite des betreffenden Kupplungskörpers durchgehend ausgeführt ist und von dieser Seite her eine Madenschraube als Konterelement eingeschraubt wird, die sodann gegen die Stirnfläche der Stellschraube verspannt werden kann, um diese zu arretieren. Um die Steilschraube zu sichern können auch alle üblichen Schraubensicherungsmittel eingesetzt werden.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass ein Kupplungsteil als Zylinder und das andere als etwa glockenförmige, den Zylinder umgebende Haube ausgebildet ist. Indem der Innenquerschnitt der Haube etwa dem Außenquerschnitt des Zylinderelements entspricht, ergibt sich einerseits eine Koaxialführung dieser gegeneinander verschiebbaren Teile, ähnlich einem in einem Zylinderraum verschiebbaren Zylinderkolben. Darüber hinaus kann durch axiale Relativverschiebung dieser beiden Kupplungsteile der etwa zylindrische Hohlraum zwischen den einander zugewandten Stirnflächen dieser Elemente verändert werden, um dadurch die Federvorspannung eines oder mehrerer, in diesem Hohlraum angeordneter Federelemente zu beeinflussen. Gleichzeitig wird durch die Rotationssymmetrie der Anordnung eine Relativverdrehung dieser Kupplungsteile im Fall des Durchrutschens der Kupplung ermöglicht.
• Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass auf der Außenseite des zylindrischen Kupplungsteils eine in axialer Richtung verlaufende Skala zur Ablesung des eingestellten Drehmomentgrenzwerts angeordnet ist, wobei die freie Kante des glockenförmigen Teils als Zeigeelement fungiert. Bei der Erfindung wird die das übertragbare Grenzdrehmoment bestimmende Federvorspannung durch axiale Relativverschiebung der gegeneinander verdrehbaren Kupplungskörper erreicht. Somit ist das Maß der axialen Verschiebung zwischen diesen Kupplungsteilen charakteristisch für den eingestellten Maximal- Drehmomentwert. Durch Anbringen einer zu der Längs- bzw. Drehachse des Kupplungselements parallelen Skala an einem Kupplungsteil und an einem darüber bewegbaren Zeigerelement an dem anderen Kupplungsteil kann das Maß der axialen Verschiebung und damit der eingestellte Drehmomentgrenzwert gut abgelesen werden.
• Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in auseinandergesprengter Form von links nach rechts einen Einsatzsteckschlüssel und einen erfindungsgemäßen Adapter, jeweils im Längsschnitt, sowie eine Ratsche sowie einen Schlüssel zum Einstellen des Grenzdrehmoments des Adapters, jeweils in der Seitenansicht.
• Auf der linken Seite der Zeichnung ist ein handelsüblicher Werkzeugkopf 1 eines Schraubenschlüsselsatzes wiedergegeben. Es handelt sich hierbei um einen Steckschlüsselaufsatz, dessen vorderer Bereich eine Ausnehmung 2 mit einer sechskantigen Mantelfläche aufweist, so dass er bspw. auf dem Kopf einer Maschinenschraube oder auf eine Mutter aufsetzbar ist, um dieselbe in Drehbewegung zu versetzen. An seiner Rückseite ist eine zweite Ausnehmung 3 vorgesehen, die im vorliegenden Beispiel eine vierkantige Mantelfläche sowie eine quadratische Grundfläche aufweist und zum Aufstecken auf einen entsprechenden Fortsatz 4 eines Betätigungsmittels 5, bspw. einer handelsüblichen Ratsche, wie sie auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellt ist, aus ersehen ist. Aufgrund genormter Abmessungen der Vierkantausnehmung 3 kann der Werkzeugkopf 1 auch bspw. auf ein T-Griffstück, eine Brustleier oder dgl. aufgesteckt werden. Andererseits können in Verbindung mit dem Betätigungsmittel 5 auch andere Werkzeugköpfe 1 Verwendung finden, bspw. mit unterschiedlichen Abmessungen der Sechskantausnehmung 2, oder ein grundsätzlich abweichender Werkzeugkopf bspw. in Form eines Zündkerzenschlüsselaufsatzes.
• Wird der Werkzeugkopf 1 direkt auf den Fortsatz 4 des Betätigungsmittels 5 gesteckt, so wird die Drehbewegung dieses Fortsatzes 4 schlupffrei und nahezu auch spielfrei auf den Werkzeugkopf 1 und von dort bspw. auf eine Schraube, Mutter oder dgl. übertragen. Dadurch kann es - bspw. bei Verwendung eines Zündkerzenschlüsselkopfes 1 - zu einem unerwünschten Überdrehen der betreffenden Drehverbindung kommen, da das für das Festziehen einer Schraubverbindung verwendete Maximaldrehmoment solchenfalls ausschließlich von der auf den Griff 6 der Ratsche 5 ausgeübten Betätigungskraft abhängig und somit dem Gefühl der betreffenden Person überlassen ist.
• Für bestimmte Anwendungsfälle, wo ein bestimmtes Arretierungsdrehmoment nicht überschritten werden soll, wird daher von der Erfindung ein Adapter 7 geschaffen, der wie in der Zeichnung dargestellt zwischen den Werkzeugkopf 1 und das Betätigungsmittel 5 geschalten wird. Hauptbestandteile des erfindungsgemäßen Adapters 7 sind zwei gegeneinander verdrehbare Kupplungsteile 8, 9, von denen eines 8 etwa eine zylindrische Grundform und das andere 9 etwa eine glockenförmige Gestalt aufweist mit einer zylindrischen Ausnehmung 10, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des zylindrischen Kupplungsteils 8 entspricht. Aufgrund der Rotationssymmetrie dieser Teile können dieselben sowohl gegeneinander verdreht als auch in Längsrichtung gegeneinander verschoben werden.
• Diese beiden Kupplungsteile 8, 9 bilden gleichzeitig die Anschlußelemente des erfindungsgemäßen Adapters 7, mit denen dieser an einen Werkzeugkopf 1 einerseits sowie an das Betätigungswerkzeug 5 andererseits angekoppelt werden kann. Zu diesem Zweck sind an den außenliegenden Stirnflächen der beiden Kupplungsteile 8, 9 entsprechende Anschlüsse vorgesehen, bspw. an der Stirnseite 11 des zylindrischen Kupplungsteils 8 ein Vierkant-Fortsatz 12, dessen Geometrie der Geometrie des Fortsatzes 4 des Betätigungselements 5 entspricht, und an der gegenüberliegenden Stirnseite 13 des glockenförmigen Kupplungsteils 9 ein Fortsatz 14 mit einer Ausnehmung 15, deren Geometrie, insbesondere Querschnitt der Gestalt der rückwärtigen Ausnehmung 3 in dem Werkzeugkopf 1 entspricht. Somit bereitet es keine Mühe, den Werkzeugkopf 1 mit dem zylindrischen Kupplungsteil 8 und das Betätigungsmittel 5 mit dem glockenförmigen Kupplungsteil 9 jeweils drehfest zusammenzustecken. Die Anschlußelemente 12, 15 können auch vertauscht sei, sind jedoch vorzugsweise komplementär zueinander. Aus Gründen der Kompatibilität mit weiteren Betätigungswerkzeugen kann der Außenumfang 16 des Fortsatzes 14 an dem glockenförmigen Kupplungsteil 9 ebenfalls eine spezifische Gestalt aufweisen, bspw. die Form eines Sechskants, so dass hier ein beliebiger Schraubenschlüssel mit entsprechender Schlüsselweite aufsteckbar ist.
• Die dem Hohlraum 10 des glockenförmigen Kupplungsteils 9 zugewandte bzw. darin aufgenommene Stirnseite 17 des zylindrischen Kupplungsteils 8 ist mit einer zu dessen Längsachse koaxialen Gewindebohrung 18 versehen, mit der eine Durchgangsausnehmung 19 in der Stirnseite 13 des glockenförmigen Kupplungsteils 9 fluchtet. Von der Ausnehmung 15 in dem Fortsatz 14 dieses Kupplungsteils 9 her ist eine Schraube 20 in die Durchgangsausnehmung 19 dieses Teils 9 hineingesteckt und mit dem anderen Kupplungsteil 8 verschraubt. Da der Kopf 21 der Schraube 20 größer ist als die Durchgangsausnehmung 19 des glockenförmigen Kupplungsteils 9, hält die Schraube 20 die beiden Kupplungsteile 8, 9 zusammen.
• Wie man der Zeichnung entnehmen kann, wird der zylindrische Kupplungsteil 8 durch die Schraube 20 jedoch nicht vollständig in den Hohlraum 10 des glockenförmigen Kupplungsteils 9 hineingezogen, vielmehr bleibt hier ein Zwischenraum, in dem eine oder mehrere, im vorliegenden Beispiel fünf Tellerfedern 22 angeordnet sind. Diese sind jeweils eine zentrale Ausnehmung aufweisen, um Platz zum Durchtritt des Schraubenschaftes 23 zu schaffen. Indem die Schraube 20 mehr oder weniger stark in die Gewindebohrung 18 des zylindrischen Kupplungsteils 18 hineingeschraubt wird, kann die axiale Erstreckung des verbleibenden Hohlraums 10 zwischen den beiden Stirnseiten 17, 30 der gegeneinander verdrehbaren Kupplungsteile 8, 9 verändert und dadurch die Vorspannung der aneinanderliegenden Tellerfedern 22 beeinflußt werden. Da das Tellerfederpaket 22 somit unter Vorspannung gehalten wird, ergibt sich zwischen den einzelnen Federn 22 eine Normalkraft und daraus folgend eine Haftreibungskraft, welche zur Folge hat, das bei zwischen Betätigungselement 5 und Werkzeugkopf 1 übertragenen Drehmomenten, die keine Überschreitung dieser Haftreibung nach sich ziehen, eine drehfeste Kopplung über den Adapter 7 hinweg stattfindet. Wird dagegen diese Haftreibungskraft infolge eines zu starken, von einer Person auf das Betätigungsmittel 5 ausgeübten Kraft überschritten, so rutschen die Tellerfedern 22 aneinander vorbei, und auf den Werkzeugkopf 1 lässt sich nur noch ein verhältnismäßig geringes Drehmoment übertragen, das durch die Gleitreibung zwischen den gegeneinander rutschenden Tellerfedern 22 bestimmt ist. Um den Reibbeiwert zu erhöhen, und damit das zu übertragende Drehmoment zu steigern können Reiblamellen zwischen den Tellerfedern vorgesehen werden. Eine andere Variante das Drehmoment zu übertragen besteht darin, eine Reiblamellen Kupplung einzusetzen. Diese Kupplung besteht aus mehreren Reiblamellen. Die Anzahl der Reiblamellen hängt davon ab, wie groß das maximal zu übertragende Drehmoment des Adapters ist.
• Damit in diesem Rutschzustand sich die Einstellung der Stellschraube 20 gegenüber dem zylindrischen Kupplungsteil 8 nicht ändert, ist zwischen der Unterseite des Schraubenkopfs 21 und der Stirnseite 13 des glockenförmigen Kupplungsteils 9 eine Kunststoff-Unterlegscheibe 24 angeordnet, die nur einen geringen Reibungsbeiwert hat und damit eine Verdrehung des glockenförmigen Kupplungsteils 9 gegenüber dem Schraubenkopf 21 ermöglicht, ohne dass dadurch die Schraube 20 mitgenommen wird. Die andere Möglichkeit besteht darin, die Kunststoff-Unterlegscheibe 24 durch ein Axialwälzlager zu ersetzen. Zu diesem Zweck kann auch die Reibung der Schraube 20 gegenüber der Gewindebohrung 18 des Kupplungskörpers 8 erhöht werden. Dies könnte einerseits durch eine enge Toleranz der ineinandergreifenden Gewindeelemente erreicht werden. Andererseits ist es hierfür auch denkbar, die Gewindebohrung 18 durch den Vierkant-Fortsatz 12 hindurch bis zu dessen freier Stirnseite 25 fortzusetzen, so dass von dieser Seite her eine Schraube, insbesondere eine Madenschraube, in die Gewindebohrung 18 einschraubbar ist, die mit ihrer vorderen Stirnfläche gegen die Stirnseite der Schraube 20 drückt und diese dadurch innerhalb der Gewindebohrung 18 verdrehfest verspannt.
• Damit die Schraube 20, deren Kopf 21 sich innerhalb des Fortsatzes 14 befindet, leicht verstellbar ist, um dadurch das von dem Adapter 7 übertragbare Grenzdrehmoment einzustellen, ist in den Schraubenkopf 21 ein Innensechskant 26 eingeformt. In diesen ist ein handelsüblicher Imbusschlüssel 27 mit einem sechseckigen Querschnitt einsteckbar, um - ggf. nach Lösen einer Konterschraube - die Schraube 20 gegenüber dem Kupplungsteil 8 in axialer Richtung zu verstellen.
• Da hierbei infolge der Vorspannung des Tellerfederspakets 22 das zylindrische Kupplungsteil 8 stets so weit als möglich aus dem glockenförmigen Kupplungsteil 9 herausgedrückt wird, ist die Breite des sichtbaren Mantelbereichs 28 des zylindrischen Kupplungsteils 8 charakteristisch für die Höhe des eingestellten Grenzdrehmoments. Um an dieser Stelle daher das eingestellte Grenzdrehmoment ablesen zu können, lässt sich an dem Mantelbereich 28 des zylindrischen Kupplungsteils 8 eine Skala anordnen, deren Markierungen in Längsrichtung des Zylinderkörpers 8 hintereinander aufgereiht sind. Entsprechende Markierungen können bspw. das zylindrische Kupplungsteil 8 konzentrisch umgebende Kreise oder entlang einer Achse aufgetragene, strichartige Markierungen sein. Als Zeigerelement entlang dieser Skala kann die freie Kante 29 des glockenförmigen Kupplungsteils 9 verwendet werden.
• Um den Innenraum des Adapters 7 gegenüber Verschmutzungen abzudichten, können Dichtungen zwischen Adapter 7 und dem Kupplungsteil 8 sowie zwischen dem Adapter 7 und der Durchgangsausnehmung 19 angeordnet werden. Eine mögliche Ausführungsform dieser Dichtungen sind O-Ringe. Bezugszeichenliste 1 Werkzeugkopf
  2 Ausnehmung
  3 Ausnehmung
  4 Fortsatz
  5 Betätigungsmittel
  6 Griff
  7 Adapter
  8 Kupplungsteil
  9 Kupplungsteil
  10 Ausnehmung
  11 Stirnseite
  12 Fortsatz
  13 Stirnseite
  14 Fortsatz
  15 Ausnehmung
  16 Außenumfang
  17 Stirnseite
  18 Gewindebohrung
  19 Durchgangsausnehmung
  20 Schraube
  21 Kopf
  22 Tellerfedern
  23 Schraubenschaft
  24 Unterlegscheibe
  25 Stirnseite
  26 Innensechskant
  27 Imbusschlüssel
  28 Mantelbereich
  29 freie Kante
  30 Fläche
  

Claims (17)

1. Schraubenschlüssel- oder -drehwerkzeug mit einem Werkzeugkopf (1) zum Ansetzen an einem Gewinde- oder Drehelement, beispielsweise einer Schraube, Mutter, Zündkerze oder dergleichen, und einem damit gekoppelten Betätigungselement (5), beispielsweise Knarre oder Ratsche, Handgriff, insbesondere T-Handgriff, Brustleier oder Elektroschrauber, gekennzeichnet durch ein Element (7) mit der Drehmoment- Übertragungscharakteristik einer Rutschkupplung (Kupplungselement), dessen gegeneinander verdrehbare Teile (8, 9) an dem Werkzeugkopf (1) einerseits und an dem Betätigungselement (5) andererseits drehfest angegeschlossen und/oder anschließbar sind, so dass das über das zwischengeschaltete Kupplungselement (7) von dem Betätigungselement (5) auf den Werkzeugkopf (1) übertragbare Drehmoment begrenzt ist.

2. Adapter (7) zur Verwendung in Verbindung mit einem Werkzeugkopf (1) in Form eines Einsatzsteckschlüssels oder eines sonstigen Einsatzelements zum Ansetzen an einem Gewinde- oder Drehelement, beispielsweise einer Schraube, Mutter, Zündkerze oder dergleichen, der mit einem Betätigungselement (5), beispielsweise. Knarre oder Ratsche, Handgriff, insbesondere T-Handgriff, Brustleier oder Elektroschrauber, koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (7) ein Element mit der Drehmoment-Übertragungscharakteristik einer Rutschkupplung (Kupplungselement) enthält, dessen gegeneinander verdrehbare Teile (8, 9) mit Anschlüssen (12, 14) zur drehfesten Kopplung mit dem Werkzeugkopf (1) einerseits und mit dem Betätigungselement (5) andererseits versehen sind, so dass das über den zwischengeschalteten Adapter (7) von dem Betätigungselement (5) auf den Werkzeugkopf (1) übertragbare Drehmoment begrenzt ist.

3. Adapter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass seine Drehanschlüsse (12, 14) als (genormte) Vier- oder Sechskantprismen und/oder -hohlkörper ausgebildet sind.

4. Werkzeug oder Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (7) wenigstens ein Paar reibschlüssig aneinanderliegender Kupplungsflächen (17, 22) zur Drehmomentübertragung aufweist.

5. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsflächen (17, 22) von der Kupplungsdrehachse etwa lotrecht durchsetzt sind.

6. Werkzeug oder Adapter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsflächen (17, 22) vorzugsweise durch Federkraft mit einer definierten Normalkraft aneinandergepreßt sind.

7. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kupplungsflächen an einem die Feder-Vorspannung erzeugenden Federelement (22) angeordnet ist.

8. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft durch eine oder mehrere konzentrisch zur Kupplungsdrehachse angeordnete und vorgespannte Teller- oder Spiralfeder(n) (22) erzeugt wird.

9. Werkzeug oder Adapter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Kupplungsflächen (17, 22) wirkende Normal- bzw. Federkraft verstellbar ist, um dadurch die Haftreibkraft und damit das übertragbare Grenzdrehmoment einzustellen.

10. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft durch Veränderung der Feder-Vorspannung verstellbar ist.

11. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder-Vorspannung durch axiale Relativverschiebung zweier an den gegeneinander verdrehbaren Kupplungsteilen (8, 9) angeordneter, zueinander paralleler, einander zugekehrter, die (das) Spiral- und/oder Tellerfeder(paket) (22) zwischen sich einspannender Flächen (17, 30) verstellbar ist.

12. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Relativverschiebung der beiden Federeinspannflächen (17, 30) wenigstens ein dieselben hinter- oder durchgreifendes Gewinde- Stellelement (20) vorgesehen ist, das in/an einen der beiden gegeneinander verdrehbaren Kupplungskörper (8) ein- oder angeschraubt und schraubverstellbar ist.

13. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterseite des Schraubenkopfs (21) und der diese abstützenden Fläche (13) des betreffenden Kupplungskörpers (9) ein die Reibung verminderndes Element (24) angeordnet ist, bspw. eine Kunststoff-Unterlegscheibe.

14. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskraft des Gewindeeingriffs zwischen Gewinde-Stellelement (20) und Kupplungskörper (8) größer ist als die einstellbare Reibungskraft zwischen den Kupplungsflächen.

15. Werkzeug oder Adapter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch ein das Gewinde-Stellelement (20) gegenüber dem mit Gewinde (18) versehenen Kupplungsteil (8) arretierendes Mittel.

16. Werkzeug oder Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungsteil (8) als Zylinder und das andere (9) als etwa glockenförmige, den Zylinder (8) umgebende Haube ausgebildet ist.

17. Werkzeug oder Adapter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite (28) des zylindrischen Kupplungsteils (8) eine in axialer Richtung verlaufende Skala zur Ablesung des eingestellten Drehmomentgrenzwertes angeordnet ist, wobei die freie Kante (29) des glockenförmigen Teils (9) als Zeigeelement fungiert.